JP2021184981A

JP2021184981A - ダイヘッド

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Publication number: JP2021184981A
Application number: JP2020090230A
Authority: JP
Inventors: 浩貴橘田; Hirotaka Kitsuta
Original assignee: Tungaloy Corp
Current assignee: Tungaloy Corp
Priority date: 2020-05-25
Filing date: 2020-05-25
Publication date: 2021-12-09
Anticipated expiration: 2040-05-25
Also published as: JP6781941B1

Abstract

【課題】被塗布材に形成する、第１の塗布層と、第１の塗布層の両側にそれぞれ隙間なく隣接する第２の塗布層の、それぞれの幅および高さを変更することができるダイヘッドを提供する。【解決手段】ダイヘッドは、塗布領域において被塗布材に対して最も近接する先端部を有する第１ブロックと、第１ブロックに対向して配置され、塗布領域のうちの第１領域を塗布する第１塗布液を吐出する第１開口部が第１ブロックとの間に形成される第２ブロックと、第２ブロックとは反対側において第１ブロックに対向して配置され、塗布領域のうち第１領域に隣接する第２領域を塗布する第２塗布液を吐出する第２開口部が第１ブロックとの間に形成される少なくとも２つの第３ブロックと、先端部から第１開口部までの距離と第２開口部までの距離とを互いに異ならせる調整機構とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、塗布装置に用いられるダイヘッドに関する。

リチウムイオン電池や燃料電池は、導電性シートを芯材とし、その表面に活物質と呼ばれる集電体形成用の塗布液を塗布して乾燥させた電極シート材を含む。電極シート材は、セパレータを挟んで幾重にも積層され、電解液に浸されて外装フィルムで封止される。ここで、加工工程において正極と負極が短絡することを防ぐために、例えばアルミナ等の無機物である絶縁材を活物質の両脇に隣接させる手法が知られるようになってきた（例えば、特許文献１参照）。

国際公開２０１３／１１１６２４号

導電性シートに活物質層を形成する場合、一般的にはロール・トゥ・ロール方式によるダイコートが採用される。この場合、活物質層を形成するダイヘッドと絶縁層を形成するダイヘッドをそれぞれ用意し、それらをローラーによって搬送される導電性シートに対して一つずつ精度よく位置決めして設置することは、作業効率を著しく損なうものであった。しかし、活物質層を形成するダイヘッドと絶縁層を形成するダイヘッドを単純に一体化してしまうと、形成される活物質層と絶縁層のそれぞれの幅および高さは一定となり、一品種の電極シート材の製造にしか対応できないダイヘッドとなってしまう。すなわち、多品種の電極シート材を製造するためには、それぞれの電極シート材に専用のダイヘッドを用意する必要があった。このような電極シート材に限らず、第１の塗布層と、この第１の塗布層の両側にそれぞれ隙間なく隣接する第２の塗布層とが形成されたシート材は、さまざまな用途で製造されており、それらの製造に用いられるダイヘッドは、やはり同様の課題を抱えている。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、塗布装置に用いられるダイヘッドであって、被塗布材に形成する、第１の塗布層と、第１の塗布層の両側にそれぞれ隙間なく隣接する第２の塗布層の、それぞれの幅および高さを変更することができるダイヘッドを提供するものである。

本発明の一態様におけるダイヘッドは、塗布領域において被塗布材に対して最も近接する先端部を有する第１ブロックと、第１ブロックに対向して配置され、塗布領域のうちの第１領域を塗布する第１塗布液を吐出する第１開口部が第１ブロックとの間に形成される第２ブロックと、第２ブロックとは反対側において第１ブロックに対向して配置され、塗布領域のうち第１領域に隣接する第２領域を塗布する第２塗布液を吐出する第２開口部が第１ブロックとの間に形成される少なくとも２つの第３ブロックと、先端部から第１開口部までの距離と第２開口部までの距離とを互いに異ならせる調整機構とを備える。

このような構成を有するダイヘッドによれば、第１ブロックをベースとして、一側面側に配置される第２ブロック側で第１開口部の幅を調整することができ、また、反対面側に配置される第３ブロック側で第２開口部の幅を調整することができる。第３ブロックは、第２ブロックと反対側に少なくとも２つ配置されるので、第１開口部に対する第２開口部の位置を精確に調整することができる。さらに、調整機構により先端部から第１開口部までの距離と第２開口部までの距離とを互いに異ならせることができるので、第１塗布液によって形成される第１塗布層の高さと、第２塗布液によって形成される第２塗布層の高さを適切に調整することができる。

上記のダイヘッドにおいて第３ブロックは、第２開口部が先端部に位置するように第１ブロックに固定され、調整機構は、先端部から第１開口部までの距離が調整されるように、第２ブロックを先端部とは反対の後端方向へ変位させて第１ブロックに固定する機構としてもよい。このような構成により、第２塗布層より第１塗布層を高くしたいという要請に応えることができ、また、ダイヘッド設置時における先端部と被塗布材のギャップ調整が容易になる。

このとき、第１ブロックの後端面に接触する第１固定面と第２ブロックの後端面に接触する第２固定面との間に設けられた段差が互いに異なる複数の第４ブロックのうちから選択された一つを用いて第１ブロックと第２ブロックを連結することにより、先端部から第１開口部までの距離が調整されるようにしてもよい。このような第４ブロックを利用することにより、先端部からの第１開口部の後退量を安定的かつ容易に調整することができる。

また、上記のダイヘッドにおいて第３ブロックは、第２塗布液を一時的に貯留させる第２マニホールドを有する第１セグメントと、第２マニホールドから第２開口部へ連通する第２流路を形成する段差面を有すると共に第２開口部の開口幅と同じ厚みを有する第２セグメントと、第２セグメントを第１セグメントと共に挟み込む第３セグメントとを含むように構成してもよい。このように構成すれば、第２セグメントを交換することにより第２開口部の幅を容易に調整することができる。また、一般的に第１開口部の幅よりも第２開口部の幅を狭くすることが多いことから、幅の狭い第２開口部において、シムを利用するよりも開口形状をシャープに仕上げることができる。

このとき、第１開口部においてはシムを利用することもできる。すなわち、第１ブロックと第２ブロックに挟まれることにより、第１塗布液を流通させる第１流路と第１開口部を形成するシムを備えるように構成してもよい。第１開口部は第２開口部よりも幅が広いので、加工が容易なシムを利用する方が好ましい。また、開口幅の異なるシムを選択的に用いれば、第１開口部の幅を容易に調整することができる。

また、上記のダイヘッドは、密接して挟まれることにより２つの第３ブロックの間隔を調整する第５ブロックを備えてもよい。第１開口部の幅に対応する適切な長さの第５ブロックを挟んで２つの第３ブロックの位置を調整すれば、個別に位置調整を行うより作業が容易になる。

また、上記のダイヘッドにおいて第１ブロックのうち、第２ブロックと対向する第１対向面と、第３ブロックと対向する第２対向面は、なす角が鋭角であるとよい。このような関係にあると、被塗布材の搬送方向に対して上流側に設置される第２開口部から吐出される第２塗布液と、下流側に配置される第１開口部から吐出される第１塗布液とがほぼ同時に被塗布材に到達するので、境界が安定した塗布を行うことができる。

また、上記のダイヘッドにおいて第１ブロックは、第１塗布液を一時的に貯留させる第１マニホールドと、第１マニホールドへ第１塗布液を供給する第１供給口とを有してもよい。このように構成すると、第１供給口と、第３ブロックに設けられる第２塗布液を供給する第２供給口とが、ダイヘッドの一側方に存在することになるので、配管の取り回しが行いやすくなる。

また、上記のダイヘッドにおいて第１塗布液は電極材料であり、第２塗布液は絶縁材料であってよい。このようなダイヘッドは、電極シート材の製造において特に効果的である。

本発明により、塗布装置に用いられるダイヘッドであって、被塗布材に形成する、第１の塗布層と、第１の塗布層の両側にそれぞれ隙間なく隣接する第２の塗布層の、それぞれの幅および高さを変更することができるダイヘッドを提供することができる。

本実施形態に係るダイヘッドを用いた塗布工程の様子を示す斜視図である。組み立てられた状態のダイヘッドの斜視図である。組み立てられた状態のダイヘッドの別視点からの斜視図である。ダイヘッドの分解斜視図である。第１流路の構成を説明するための分解斜視図である。第３ブロックの斜視図である。第３ブロックの別視点からの斜視図であり、第２流路の構成を説明するための図である。開口部の構造の違いを説明するための説明図である。塗布工程中の先端部近傍の断面図である。第４ブロックの斜視図である。

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。また、各図において、同一又は同様の構成を有する構造物が複数存在する場合には、煩雑となることを回避するため、一部に符号を付し、他に同一符号を付すことを省く場合がある。

図１は、本実施形態に係るダイヘッド１００を用いた塗布工程の様子を示す斜視図である。本実施形態においては、リチウムイオン電池の電極シート材を製造する一工程である、電極シート３００に電極層と絶縁層を形成する塗布工程を一実施例として説明する。塗布装置は、被塗布材である電極シート３００を一方向へ送り出す搬送ローラー４１０と、搬送ローラー４１０の近傍において電極シート３００の搬送方向に直交するように設置されたダイヘッド１００とを含む。

ダイヘッド１００は、電極層を形成するためのスラリーである電極材料（第１塗布液）と、絶縁層を形成するためのスラリーである絶縁材料（第２塗布液）とをそれぞれ吐出する吐出工具である。ダイヘッド１００には、第１チューブ２１０と第２チューブ２２０が接続されている。第１チューブ２１０は、不図示の第１貯留タンクからポンプによる輸送圧を受けて電極材料をダイヘッド１００へ供給する。第２チューブ２２０は、不図示の第２貯留タンクからポンプによる輸送圧を受けて絶縁材料をダイヘッド１００へ供給する。搬送ローラー４１０の回転速度やポンプによる輸送圧は、意図された電極層および絶縁層が形成されるように、不図示の制御部によって制御される。

ダイヘッド１００は、電極シート３００の塗布領域のうち、搬送方向に直交する幅方向に対して中央部の領域（第１領域）に電極材料を吐出すると共に、第１領域にそれぞれ隣接する２つの側方領域（第２領域）に絶縁材料を吐出する。吐出された電極材料および絶縁材料は、電極シート３００上でそれぞれ一定の高さ（層厚）をもって電極層および絶縁層を形成する。電極層および絶縁層は、その後の乾燥工程を経て固化する。

なお、図示するようにｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を定める。すなわち、電極シート３００の搬送方向がｘ軸方向であり、電極シート３００の幅方向がｙ軸方向であり、電極シート３００の塗布面に垂直な方向がｚ軸方向である。以後の図面においてもダイヘッド１００が図１のように設置された状態を基準とする同様の座標軸を併記することにより、それぞれの図面が表す構造物の向きを示す。

図２は、組み立てられた状態のダイヘッド１００の斜視図である。図３は、同じく組み立てられた状態のダイヘッド１００の別視点からの斜視図である。ダイヘッド１００は、主に、第１ブロック１１０、第２ブロック１２０、第３ブロック１３０、第４ブロック１４０、第５ブロック１５０、シム１６０によって構成されている。

第１ブロック１１０および第２ブロック１２０は、電極シート３００の塗布領域よりも幅広な長手方向を有する、全体的には直方体に近い金属ブロックである。第１ブロック１１０と第２ブロック１２０は、シム１６０を挟んで、ボルト１８２によって側面方向から互いに固定されている。また、それぞれの底面で接する第４ブロック１４０を介して、底面方向からも互いに固定されている。

シム１６０は、後述するように、第１ブロック１１０と第２ブロック１２０に挟まれることによって第１塗布液である電極材料を通過させる第１流路を形成する金属薄板である。第１開口部１９１は、第１流路の先端に形成される、電極材料を電極シート３００へ向かって吐出する吐出口である。第１供給口１１７は、上述の第１チューブ２１０が接続される接続口であり、電極材料は、第１供給口１１７を介してダイヘッド１００へ供給される。

第３ブロック１３０は、第２ブロック１２０とは反対側において第１ブロック１１０に対向して配置されている金属ブロックである。第３ブロック１３０は、第１ブロック１１０との間に、第２塗布液である絶縁材料を通過させる第２流路を形成する。上述のように、絶縁材料は、電極材料が塗布される第１領域に隣接する２つの第２領域に塗布されるので、本実施形態においては、それぞれの第２領域に対して別個の第３ブロック１３０が設けられている。本実施形態におけるダイヘッド１００は、１つの第１開口部１９１を有するので、第１開口部１９１の両側方に１つずつ、合計２つの第３ブロック１３０が設けられている。

第３ブロック１３０は、ボルト１８３によって第１ブロック１１０へ固定されている。第２開口部１９２は、第２流路の先端に形成される、絶縁材料を電極シート３００へ向かって吐出する吐出口である。第２供給口１３７は、上述の第２チューブ２２０が接続される接続口であり、絶縁材料は、第２供給口１３７を介してダイヘッド１００へ供給される。

第５ブロック１５０は、２つの第３ブロック１３０の位置調整を容易にするために用いられる金属ブロックである。第５ブロック１５０は、変更し得る第１開口部１９１の幅に応じて複数用意されており、組立作業者は、設定された第１開口部１９１の幅に対応する適切な長さの第５ブロック１５０を選んで用いる。組立作業者は、第５ブロック１５０を第１ブロック１１０へ固定し、その両側面にそれぞれ第３ブロック１３０を押し当てつつ当該第３ブロック１３０を第１ブロック１１０へ固定する。なお、第５ブロック１５０は、第３ブロック１３０の固定後に取り外されても構わない。第５ブロック１５０を固定後に取り外す場合には、簡易な仮固定機構を採用してもよい。例えば、磁石を埋め込み、第１ブロック１１０へ吸着するようにしてもよい。

図４は、ダイヘッド１００の分解斜視図である。第１ブロック１１０は、塗布装置にダイヘッド１００が設置された場合に被塗布材である電極シート３００に対して最も近接する先端部１１５を有する。先端部１１５は、第１ブロック１１０において長手方向に沿った稜線を成す。ダイヘッド１００は、先端部１１５が塗布領域に対して平行になるように塗布装置に設置される。

第１ブロック１１０は、先端部１１５を境界として、第２ブロック１２０と対向する第１対向面１１２と、第３ブロック１３０と対向する第２対向面１１３とを有する。第１対向面１１２には、第２ブロック１２０を固定するためのボルト１８２が螺合するねじ穴１１１が複数設けられている。シム１６０は、ねじ穴１１１に対応する位置に、ボルト１８２を貫通させるための貫通孔１６１を有する。同様に、第２ブロック１２０は、ねじ穴１１１に対応する位置に、ボルト１８２を貫通させるための貫通孔１２１を有する。貫通孔１２１は、ボルト１８２の頭部を収容する座ぐりが設けられている。ボルト１８２の頭部が座ぐり面と当接することにより、第２ブロック１２０は第１ブロック１１０に固定される。

第１ブロック１１０および第２ブロック１２０の底面にも、不図示のねじ穴が設けられている。第４ブロック１４０は、それらのねじ穴に対応する位置に、ボルトを貫通させるための貫通孔１４１を有する。貫通孔１４１は、ボルトの頭部を収容する座ぐりが設けられている。複数のボルトが貫通孔１４１を貫通して第１ブロック１１０または第２ブロック１２０の底面に設けられたねじ穴にそれぞれ螺合することにより、第１ブロック１１０および第２ブロック１２０は、底面側においても互いに連結される。

第２対向面１１３には、第３ブロック１３０または第５ブロック１５０を固定するためのボルト１８３が螺合するねじ穴１１４が複数設けられている。第１対向面１１２と第２対向面１１３は、互いのなす角が鋭角となるように形成されている。本実施形態においては、第１対向面１１２は、塗布装置にダイヘッド１００が設置された場合に塗布面に対して垂直となるように形成されており、第２対向面１１３は、第１対向面１１２に対して４５度をなすように形成されている。

図５は、第１流路の構成を説明するための分解斜視図である。上述のように、第１流路は、第１ブロック１１０、第２ブロック１２０およびこれらのブロックに挟まれるシム１６０によって形成される。シム１６０は、先端部１１５へ向かって開口するＵ字（コの字）形状を成す。

第１ブロック１１０は、第１対向面１１２から半円筒状にくり抜かれた、第１供給口１１７と連通する第１マニホールド１１６を有する。すなわち、第１供給口１１７から供給された電極材料は、一時的に第１マニホールド１１６に貯留され、シム１６０のＵ字で囲まれた第１流路を通過して、第１開口部１９１から吐出される。

第１流路は、フローに直交する断面において、シム１６０の厚みＦ_1hが流路高さとなり、シム１６０のＵ字開口幅Ｆ_1wが流路幅となる。本実施形態のようにシム１６０をＵ字状に形成する場合、第１開口部１９１の開口高さはＦ_1hとなり、開口幅はＦ_1wとなる。第１開口部１９１の開口幅Ｆ_1wは、電極シート３００の第１領域の幅に相当する。したがって、組立作業者は、開口幅が異なる複数のシム１６０のうちから、これから製造する電極シート３００の第１領域の幅に対応する開口幅Ｆ_1wを有するシム１６０を選択してダイヘッド１００を組み立てればよい。また、電極材料の時間当たりの吐出量を調整したい場合は、組立作業者は、厚みが異なる複数のシム１６０のうちから、適当な厚みＦ_1hを有するシム１６０を選択してダイヘッド１００を組み立てればよい。

ダイヘッド１００は、先端部１１５から第１開口部１９１までの距離を調整できるように、第２ブロック１２０を先端部１１５とは反対の後端方向（底面方向）へ変位させて第１ブロック１１０に固定する調整機構を備える。具体的には、第２ブロック１２０の貫通孔１２１とシム１６０の貫通孔１６１が、調整方向に沿って長い長穴として形成されており、長穴の範囲において第２ブロック１２０とシム１６０を第１ブロック１１０に対して一体的にシフトさせることができる。組立作業者は、先端部１１５から第１開口部１９１までの距離が所望の距離となるように第２ブロック１２０とシム１６０をシフトさせ、ボルト１８２をねじ穴１１１に締結する。

図６は、第３ブロック１３０の斜視図である。第３ブロック１３０は、主に、それぞれ別個に形成される３つのセグメント（第１セグメント１３１、第２セグメント１３２、第３セグメント１３３）によって構成されている。第１セグメント１３１、第２セグメント１３２、第３セグメント１３３は、第３セグメント１３３の側方から第２セグメント１３２を貫通して第１セグメント１３１へ挿通されるボルト１８４によって一体化されている。また、第１セグメント１３１および第３セグメント１３３には、第１ブロック１１０へ固定するためのボルト１８３を貫通させる貫通孔１３４が設けられている。第１セグメント１３１には、さらに、上述の第２供給口１３７が設けられている。

図７は、第３ブロック１３０の別視点からの斜視図であり、第２流路の構成を説明するための図である。第１セグメント１３１、第２セグメント１３２、第３セグメント１３３は、互いに連結された場合に、第１ブロック１１０の第２対向面１１３に接する共通平面を形成する。

第１セグメント１３１は、共通平面の一部となる表面から半円筒状にくり抜かれた、第２供給口１３７と連通する第２マニホールド１３５を有する。第２セグメント１３２は、第２マニホールド１３５の一部を成す凹部と、共通平面の一部となる表面からオフセットされた段差面１３６とを有する。第２流路は、共通平面を第２対向面１１３へ接触させて第３ブロック１３０が第１ブロック１１０に固定された場合に、幅方向を第１セグメント１３１と第３セグメント１３３に、高さ方向を第１ブロック１１０と第２セグメント１３２の段差面１３６に囲まれて形成される。第２流路は、第２マニホールド１３５と連通している。すなわち、第２供給口１３７から供給された絶縁材料は、一時的に第２マニホールド１３５に貯留され、第２流路を通過して、第２流路の先端に形成された第２開口部１９２から吐出される。

なお、第１マニホールド１１６は、第１ブロック１１０に設けられており、したがって、第１マニホールド１１６と連通する第１供給口１１７も第１ブロック１１０の側面に設けられている。第３ブロック１３０は、第１ブロック１１０に固定されるので、第１供給口１１７と第２供給口１３７は、共に、ダイヘッド１００の一側方に配置されていることになる。このような配置により、第１チューブ２１０と第２チューブ２２０の取り回しが行いやすくなる。

第２流路は、フローに直交する断面において、段差面１３６の段差Ｆ_2hが流路高さとなり、第２セグメント１３２の厚みＦ_2wが流路幅となる。本実施形態のように第２セグメント１３２の厚みに亘って段差面１３６を設ける場合、第２開口部１９２の開口高さはＦ_2hとなり、開口幅はＦ_2wとなる。第２開口部１９２の開口幅Ｆ_2wは、電極シート３００の第２領域の幅に相当する。したがって、組立作業者は、厚みの異なる複数の第２セグメント１３２のうちから、これから製造する電極シート３００の第２領域の幅に対応する厚みＦ_2wを有する第２セグメント１３２を選択して第３ブロック１３０を組み立てればよい。また、絶縁材料の時間当たりの吐出量を調整したい場合は、組立作業者は、段差が異なる複数の第２セグメント１３２のうちから、適当な段差Ｆ_2hを有する第２セグメント１３２を選択して第３ブロック１３０を組み立てればよい。

本実施形態においては、第５ブロック１５０を挟んで２つの第３ブロック１３０を第１ブロック１１０へ取り付けるが、２つの第３ブロック１３０が、同一のブロックでなくても構わない。図２に示すように、本実施形態においては、第５ブロック１５０と接するセグメントがいずれも第１セグメント１３１となるように、２つの第３ブロック１３０は、互いに対称な構造を有する。また、形成したい絶縁層の仕様に応じて、段差Ｆ_2hや厚みＦ_2wが互いに異なるように、それぞれの第３ブロック１３０を組み立ててもよい。

また、それぞれの第３ブロック１３０は、電極シート３００において絶縁層が電極層に対して隙間なく隣接して形成されるように、第１ブロック１１０に対する幅方向の位置を調整できる。具体的には、第３ブロック１３０の貫通孔１３４が、調整方向に沿って長い長穴として形成されており、長穴の範囲において第３ブロック１３０を第１ブロック１１０に対してシフトさせることができる。組立作業者は、第２開口部１９２が第１開口部１９１に対して所望の位置となるように第３ブロック１３０をシフトさせ、貫通孔１３４に挿通したボルト１８３をねじ穴１１４に締結する。このとき、上述のように、第５ブロック１５０を利用すれば、より簡易に位置調整を行うことができる。

ここで開口部の構造の違いについて説明する。図８は、開口部の構造の違いを説明するための説明図である。図８（Ａ）は、シムを用いて流路を形成した場合の流路開口部を誇張して示す図である。シム開口９１１は、シム９０３を挟み込む２つのブロック（第１ブロック９０１、第２ブロック９０２）によって形成される。図８（Ｂ）は、ブロックとセグメントを用いて流路を形成した場合の流路開口部を示す図である。セグメント開口９１２は、第１ブロック９０１と、第１ブロック９０１へ押し付けられる３つのセグメント（第１セグメント９０４、第２セグメント９０５、第３セグメント９０６）によって形成される。

第１ブロック９０１と同様に３つのセグメント（第１セグメント９０４、第２セグメント９０５、第３セグメント９０６）も金属のブロックであるので、エッジをより直角に加工しやすく、図示するように、セグメント開口９１２を四隅にＲのない矩形とすることができる。すなわち、予定された開口幅Ｆ_W、開口高さＦ_hの矩形を精確に実現することができる。

一方、金属薄板であるシム９０３は、加工の都合により断面における角部にＲが生じてしまい、シム開口９１１は、図示するように、中央がくびれた矩形になってしまう。すなわち、予定された開口幅Ｆ_W、開口高さＦ_hの矩形を精確に実現することが難しい。

上述のように、本実施形態において第1流路は、シム１６０を第１ブロック１１０と第２ブロック１２０が挟み込むことにより形成されている。一般的に電極層が形成される第１領域の幅は絶縁層が形成される第２領域の幅よりも相当大きく設定されるので、第１開口部１９１の開口幅Ｆ_1wは、第２開口部１９２の開口幅Ｆ_2wよりも相当大きい。このような開口幅Ｆ_1wを変更する場合には、複数のシムの中から所望の開口幅を有するシムを選択して用いることが、組立作業性の観点から都合が良い。また、開口高さＦ_1hに対する開口幅Ｆ_1wの比が大きいので、開口矩形の中央に生じるくびれは実質的に無視し得る。

一方で、本実施形態において第２流路は、第１ブロック１１０と３つのセグメント（第１セグメント１３１、第２セグメント１３２、第３セグメント１３３）に取り囲まれて形成されている。上述のように、第２開口部１９２の開口幅Ｆ_2wは、第１開口部１９１の開口幅Ｆ_1wよりも相当小さいので、開口高さＦ_2hに対する開口幅Ｆ_2wの比が小さく、もしシムを用いた場合には開口矩形の中央に生じるくびれが実質的に無視し得えなくなる。すなわち、第２開口部１９２は、３つのセグメントで形成する方が好ましい。このように構成することにより、絶縁材料の吐出量を厳密に制御することができる。また、複数の第２セグメントの中から所望の厚みを有する第２セグメントを選択すれば、第２開口部の開口幅Ｆ_2wを容易に調整することができる。

図９は、塗布工程中の先端部１１５近傍の断面図である。具体的には、図３に示すＡ−Ａ断面の断面図であり、第１流路と第２流路を同時に観察できるように奥行き方向（ｙ軸方向）にずらして切断した断面図である。

第１ブロック１１０の先端部１１５は、塗布領域において電極シート３００に対して最も近接するように調整される。換言すれば、塗布領域である電極シート３００の表面とダイヘッド１００のギャップＧＰは、先端部１１５を基準として調整される。

第３ブロック１３０は、第２開口部１９２が先端部１１５に位置するように第１ブロック１１０に固定されている。すなわち第２開口部１９２と第２領域の距離はＧＰに調整されている。図示するように、第２流路は、第２開口部１９２を吐出口として第１ブロック１１０の第２対向面１１３と第２セグメント１３２の段差面１３６との間に形成され、絶縁材料を第２開口部１９２へ向かって流通させる。第２開口部１９２から吐出された絶縁材料は、電極シート３００の第２領域に到達して絶縁層を形成する。塗布装置は、搬送ローラー４１０の回転速度や絶縁材料の輸送圧を制御することにより、絶縁層の高さをＧＰに応じた一定の高さになるように調整することができる。

第２ブロック１２０とシム１６０は、上述の調整機構によって先端部１１５から後端方向へ向かって変位されて第１ブロック１１０に固定されている。すなわち、先端部１１５と第１開口部１９１の距離ＳＢは、調整機構によって調整される。これにより、第１開口部１９１と第１領域の距離はＧＰ＋ＳＢとなる。図示するように、第１流路は、第１開口部１９１を吐出口として第１ブロック１１０の第１対向面１１２と第２ブロック１２０との間に形成され、電極材料を第１開口部１９１へ向かって流通させる。第１開口部１９１から吐出された電極材料は、電極シート３００の第１領域に到達して電極層を形成する。塗布装置は、搬送ローラー４１０の回転速度や電極材料の輸送圧を制御することにより、電極層の高さをＧＰ＋ＳＢに応じた一定の高さになるように調整することができる。

上述のように、第１対向面１１２と第２対向面１１３は、互いのなす角が鋭角となるように形成されている。また、第２開口部１９２は、第１開口部１９１よりも、電極シート３００の搬送方向に対して上流側に位置する。このような関係により、第１開口部１９１から吐出される電極材料と、第２開口部１９２から吐出される絶縁材料は、塗布領域の幅方向において同一直線上にほぼ同時に到達する。これにより、一方の層が他方の層へ浸食したり、互いに重なり合ったりすることを抑制することができる。

上述のように、先端部１１５から第１開口部１９１までの距離ＳＢは、長穴に形成された貫通孔１２１の範囲でボルト１８２の固定位置をシフトさせることにより調整されるが、本実施形態においては、作業効率の観点から第４ブロック１４０を利用する。図１０は、第４ブロック１４０の斜視図である。

第４ブロック１４０は、第１ブロック１１０の後端面に接触する第１固定面１４３と第２ブロック１２０の後端面に接触する第２固定面１４４とを有する。第１固定面１４３と第２固定面１４４の間には高さＳＢの段差が設けられている。

例えば、定盤上に２つの第４ブロック１４０を並べ、それぞれの第１固定面１４３上に第１ブロック１１０の後端面を載せ、同様にそれぞれの第２固定面１４４上に第２ブロック１２０の後端面を載せる。そして、ボルト１８２を第２ブロック１２０の貫通孔１２１に貫通させて第１ブロック１１０のねじ穴１１１に締結すれば、先端部１１５から第１開口部１９１の距離をＳＢに容易に調整することができる。距離ＳＢを変更したい場合には、変更したい高さの段差を有する第４ブロック１４０を用いればよい。すなわち、段差が互いに異なる複数の第４ブロック１４０を用意しておき、そのうちから一つを選択して用いればよい。なお、シム１６０は、上述のように、第１ブロック１１０と第２ブロック１２０に挟まれて固定される。

第１ブロック１１０と第２ブロック１２０が互いに固定されたら、本実施形態においては第１ブロック１１０と第２ブロック１２０の相対的なずれを防ぐべく、第４ブロック１４０でも第１ブロック１１０と第２ブロック１２０を連結する。なお、第４ブロック１４０を、組立作業に用いる治具として扱ってもよい。その場合、第１ブロック１１０と第２ブロック１２０へは固定されないので、固定のための貫通孔１４１は省かれる。

以上説明した本実施形態においては、電極シート３００に一つの電極層と、電極層にそれぞれ隣接する２つの絶縁層を形成する場合のダイヘッド１００について説明したが、形成される層のパターンはこれに限らない。例えば、２つの電極層と、それぞれの電極層にそれぞれ隣接する合計４つの絶縁層を形成するパターンであってもよいし、隣り合う絶縁層をまとめて一つの絶縁層として形成するパターンであってもよい。パターンを変更する場合には、そのパターンに応じた第１開口部および第２開口部が形成されるように、シム１６０や第３ブロックを適宜選択して組み合わせればよい。

また、本実施形態においては、電極シート３００に電極層と絶縁層を形成する場合を説明した。絶縁層の高さは、電極層の高さ以下にすることが多いので、上述のように、第２開口部１９２の位置を先端部１１５に固定し、先端部１１５から第１開口部１９１の距離ＳＢを調整できる構成とした。しかし、ダイヘッドは、電極シートに電極層と絶縁層を形成する用途に限らず、様々な塗布液を塗布する用途に利用できる。したがって、第１開口部１９１の位置を先端部１１５に固定し、先端部１１５から第２開口部１９２の距離を調整できるようにしてもよいし、第１開口部１９１、第２開口部１９２がそれぞれ独立して先端部１１５からの距離を調整できるようにしてもよい。また、調整機構は、上述の長穴を利用した固定機構に限らず、さまざまな機構を採用し得る。例えば、ガイド溝に沿って位置を調整したのちにレバーで固定する機構を採用してもよい。

以上説明した本実施形態に係るダイヘッド１００は、第１ブロック１１０をベースとして、一側面側に配置される第２ブロック１２０側で第１開口部１９１の幅を調整することができ、また、反対面側に配置される第３ブロック１３０側で第２開口部１９２の幅を調整することができる。第３ブロック１３０は、第２ブロック１２０と反対側に少なくとも２つ配置されるので、第１開口部１９１に対する第２開口部１９２の位置を精確に調整することができる。さらに、調整機構により先端部１１５から第１開口部１９１までの距離と第２開口部１９２までの距離とを互いに異ならせることができるので、第１塗布液によって形成される第１塗布層の高さと、第２塗布液によって形成される第２塗布層の高さを適切に調整することができる。

このような構成のダイヘッド１００は、組立作業も容易であるので、例えば定期的に実施される分解洗浄も短時間に行うことができる。また、上述のようにそれぞれの開口部の数や位置を精確かつ容易に組み替えることができるので、多品種のシート材を製造する場合に好適である。

１００…ダイヘッド、１１０…第１ブロック、１１１…ねじ穴、１１２…第１対向面、１１３…第２対向面、１１４…ねじ穴、１１５…先端部、１１６…第１マニホールド、１１７…第１供給口、１２０…第２ブロック、１２１…貫通孔、１３０…第３ブロック、１３１…第１セグメント、１３２…第２セグメント、１３３…第３セグメント、１３４…貫通孔、１３５…第２マニホールド、１３６…段差面、１３７…第２供給口、１４０…第４ブロック、１４１…貫通孔、１４３…第１固定面、１４４…第２固定面、１５０…第５ブロック、１６０…シム、１６１…貫通孔、１８２、１８３、１８４…ボルト、１９１…第１開口部、１９２…第２開口部、２１０…第１チューブ、２２０…第２チューブ、３００…電極シート、４１０…搬送ローラー、９０１…第１ブロック、９０２…第２ブロック、９０３…シム、９０４…第１セグメント、９０５…第２セグメント、９０６…第３セグメント、９１１…シム開口、９１２…セグメント開口

Claims

塗布領域において被塗布材に対して最も近接する先端部を有する第１ブロックと、
前記第１ブロックに対向して配置され、前記塗布領域のうちの第１領域を塗布する第１塗布液を吐出する第１開口部が前記第１ブロックとの間に形成される第２ブロックと、
前記第２ブロックとは反対側において前記第１ブロックに対向して配置され、前記塗布領域のうち前記第１領域に隣接する第２領域を塗布する第２塗布液を吐出する第２開口部が前記第１ブロックとの間に形成される少なくとも２つの第３ブロックと、
前記先端部から前記第１開口部までの距離と前記第２開口部までの距離とを互いに異ならせる調整機構と
を備えるダイヘッド。
前記第３ブロックは、前記第２開口部が前記先端部に位置するように前記第１ブロックに固定され、
前記調整機構は、前記先端部から前記第１開口部までの距離が調整されるように、前記第２ブロックを前記先端部とは反対の後端方向へ変位させて前記第１ブロックに固定する機構である請求項１に記載のダイヘッド。
前記第１ブロックの後端面に接触する第１固定面と前記第２ブロックの後端面に接触する第２固定面との間に設けられた段差が互いに異なる複数の第４ブロックのうちから選択された一つを用いて前記第１ブロックと前記第２ブロックを連結することにより、前記先端部から前記第１開口部までの距離が調整される請求項２に記載のダイヘッド。
前記第３ブロックは、
前記第２塗布液を一時的に貯留させる第２マニホールドを有する第１セグメントと、
前記第２マニホールドから前記第２開口部へ連通する第２流路を形成する段差面を有すると共に前記第２開口部の開口幅と同じ厚みを有する第２セグメントと、
前記第２セグメントを前記第１セグメントと共に挟み込む第３セグメントと
を含む請求項１から３のいずれか１項に記載のダイヘッド。
前記第１ブロックと前記第２ブロックに挟まれることにより、前記第１塗布液を流通させる第１流路と前記第１開口部を形成するシムを備える請求項４に記載のダイヘッド。
密接して挟まれることにより２つの前記第３ブロックの間隔を調整する第５ブロックを備える請求項１から５のいずれか１項に記載のダイヘッド。
前記第１ブロックのうち、前記第２ブロックと対向する第１対向面と、前記第３ブロックと対向する第２対向面は、なす角が鋭角である請求項１から６のいずれか１項に記載のダイヘッド。
第１ブロックは、前記第１塗布液を一時的に貯留させる第１マニホールドと、前記第１マニホールドへ前記第１塗布液を供給する第１供給口とを有する請求項１から７のいずれか１項に記載のダイヘッド。
前記第１塗布液は電極材料であり、前記第２塗布液は絶縁材料である請求項１から８のいずれか１項に記載のダイヘッド。