JP5048090B2

JP5048090B2 - 両面塗工装置

Info

Publication number: JP5048090B2
Application number: JP2010010077A
Authority: JP
Inventors: 勤西尾; 隆男徳本
Original assignee: Chugai Ro Co Ltd
Current assignee: Chugai Ro Co Ltd
Priority date: 2010-01-20
Filing date: 2010-01-20
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2030-01-20
Also published as: KR20110085869A; EP2347832B1; JP2011147864A; TWI417145B; US20110174215A1; KR101213323B1; CN102125906A; EP2347832A1; US8714103B2; TW201138988A; CN102125906B; PT2347832E

Description

本発明は、ウェブ材の両面に塗料を塗布する両面塗工装置に関する。

ウェブ材の両面に塗料を塗布する必要がある場合、一般的には、片面塗工装置を用い、片面に塗料を塗布して塗料を乾燥してから巻き取ったウェブ材を、再度、片面塗工装置にセットして裏面に塗料を塗布している。

電気自動車等へのニーズの高まりにつれ、二次電池の高密度化と低価格化とが強く求められている。二次電池セルの製造においては、金属箔電極の両面に活物質をより均一に塗布できる塗工装置が求められている。

一般に、ダイヘッドによって塗料を塗布する塗工装置は、バックアップローラに巻き付けられたウェブ材に対向するようにダイを配置することで、ウェブ材とダイヘッドとの隙間を一定に保ち、塗膜の厚みを一定にしている。ウェブ材の両面を塗装可能とするために、ウェブ材をバックアップローラに巻き付けた状態で塗装するダイヘッドを２つ設けようとすると、ウェブ材を２つめのバックアップローラに巻き付ける前に最初のダイヘッドで塗布された塗料を乾燥しなければならず、２つのドライヤが必要であるために装置が長くなり、設備コストが高くなってしまう。

特許文献１および２には、ウェブ材を挟み込むようにして２つのダイヘッドを配置した塗工装置が記載されているが、塗装時にウェブ材を支持することができないので、ダイヘッドの間でウェブ材が振動し、ダイヘッドとウェブ材との隙間が変化して、塗膜の厚みがばらついてしまう。

特許文献３には、ダイヘッドの直前にウェブ材を挟み込むローラを配置し、ダイヘッドの直後にウェブ材の両側の塗装されていないマージン部分を挟み込んで張力を与えるローラを配置した発明が記載されている。しかしながら、この塗工装置においても、ダイヘッドの間で塗装されている瞬間のウェブ材は支持されておらず、ウェブ材の振動を完全に防止することは難しい。

特許文献４には、表面に設けた多数の小孔から空気を噴出するローラによって、ウェブ材の塗装された面を空気浮上させた状態で支持し、この空気浮上ローラに対向するように配置したダイヘッドにより反対面を塗装する塗工装置が記載されている。この場合も、ウェブ材を支持する空気層の厚みを一定に保つことは難しく、ダイヘッドとウェブ材との隙間が変動して膜厚がばらついてしまう。

特許文献５には、一定のピッチで溝が形成され、ウェブ材と反対向きに回転する溝付ローラによって、ウェブ材の塗装面を支持し、溝付ローラに対向するダイヘッドでウェブ材の反対面を塗装する発明が記載されている。この発明では、溝付ローラに支持される瞬間、溝の山が当接する部分に塗布されている塗料が溝の谷の部分に押し出されるため、塗料の物性によってウェブ材が溝付ローラから離間したときに塗膜の厚みを均一に回復できる場合にしか適用できない。

特開平３−７２９７６号公報特開平１０−２１６６０３号公報特開２００８−２８４５２８号公報特開平２−２１４５６４号公報特開平７−１８５４３６号公報

前記問題点に鑑みて、本発明は、塗膜の厚みを一定にできる両面塗工装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明による両面塗工装置は、ウェブ材を支持するバックアップローラと、前記バックアップローラに対向して配置され、前記ウェブ材の第１の面に塗料を塗布する第１塗装ヘッドと、前記ウェブ材の前記第１の面の非塗装部分に当接するように環状に突出し、外周に雰囲気を吸い込む吸着穴が開口する複数の支持部を備える吸着ローラと、前記吸着ローラに対向して配置され、前記ウェブ材の第２の面に塗料を塗布する第２塗装ヘッドとを有し、前記吸着ローラは、外管と、前記外管の内側に嵌装された内管とからなり、前記外管は、前記支持部と、前記支持部の間に設けられ、多数の小孔が開口する静圧パッド部とを備え、前記内管は、内部に、真空源に接続される吸引ヘッダ流路とガス源に接続される圧力ヘッダ流路とが軸方向に平行に延伸して確定されており、外側に、前記支持部および前記静圧パッド部にそれぞれ対向する所定範囲に、互いに隔離された吸引接続溝および圧力接続溝が形成されており、前記吸引ヘッダ流路と前記吸引接続溝とを接続する吸引連通孔、および、前記圧力ヘッダ流路と前記圧力接続溝とを接続する圧力連通孔が設けられているものとする。

この構成によれば、第２塗装ヘッドによりウェブ材の第２の面を塗装するとき、ウェブ材の第１の面の塗装されていない部分すなわちマージン部分を支持部が吸着して保持するので、ウェブ材の位置が厳密に維持され、厚みが均一な塗膜を形成できる。

さらに、静圧パッド部は、ウェブ材の支持部の間に張架されている部分を、第２塗装ヘッドによる塗料の吐出圧力や第１の面の塗料の重量によって凹まないように、ガス圧によって支持することができ、塗膜の厚みを幅方向に均一にできる。

また、本発明の両面塗工装置は、前記吸着ローラの下流に、多数の貫通穴が開いた無端ベルトと、前記無端ベルトの裏側から前記貫通穴を介して前記ウェブ材を吸引する吸引チャンバとを備え、前記ウェブ材の両端の前記非塗装部分にそれぞれ当接し、下流側の間隔が広くなるように掛け渡された一対の吸引コンベアをさらに有してもよい。

この構成によれば、吸引コンベアによりウェブ材を幅方向に拡げられるので、塗布された塗料の重みによってウェブ材に搬送方向の皺が形成されることを防止できる。

また、本発明の両面塗工装置において、前記第１塗装ヘッドは、前記ウェブ材の前記第１の面に複数の条線状に塗料を塗布し、前記吸着ローラの前記支持部は、前記ウェブ材の前記複数の条線状の塗料の間の部分を吸着する位置にも設けられていてもよい。

この構成によれば、幅広のウェブ材に並列して塗膜を形成できるので、処理量を多くできる。

本発明によれば、ウェブ材の第２の面を塗装するときに、吸着ローラによってウェブ材の塗装のマージン部分を吸着して保持するので、ウェブ材が振動せず、厚みが均一な塗膜を形成できる。また、第２の面を塗装するときに、吸着ローラが第１の面の塗膜には接触しないので、第２の面を塗装する前に第１の面の塗膜を乾燥する必要がない。このため、設備の設置スペースが小さく、エネルギー消費も少ない。

本発明の参考例の両面塗工装置の部分斜視図である。図１の両面塗工装置の吸着ローラの斜視図である。図１の吸着ローラおよび第２塗装ヘッドの軸方向断面図である。図２の吸着ローラの支持部の径方向断面図である。図２の吸着ローラの静圧パッド部の径方向断面図である。本発明の実施形態の両面塗工装置の吸着ローラの軸方向断面図である。図６の吸着ローラの静圧パッド部の径方向断面図である。

これより、本発明の参考例について、添付の図面を参照しながら説明する。図１に、本発明の参考例の両面塗工装置の塗工に係る部分の構成を示す。本参考例の両面塗工装置は、ウェブ材Ｗの第１の面（裏面）に、塗料を等間隔の３本の条線状に塗布する第１塗装ヘッド（コーティングダイ）１と、第１塗装ヘッド１が対向する位置においてウェブ材Ｗの第２の面を支持するバックアップローラ２と、ウェブ材Ｗの第２の面（表面）に、塗料を第１の面の塗料と表裏一致する３本の条線条に塗布する第２塗装ヘッド（コーティングダイ）３と、第２塗装ヘッド３が対向する位置においてウェブ材Ｗの第１の面を支持する吸着ローラ４とを有する。

さらに、この両面塗工装置は、バックアップローラ２と吸着ローラ４との間および吸着ローラ４の下流に、ウェブ材Ｗの第１の面の両端の塗装されていない非塗装部分（マージン部分）を吸着する、下流側の間隔が広くなった一対の吸引コンベア５，６をそれぞれ有する。

吸引コンベア５，６は、２つのプーリ７の間に張架され、ウェブ材Ｗの搬送速度よりも僅かに高い速度で回転駆動される無端ベルト８と、無端ベルト８の裏面に開口し、内部が真空引きされる吸引チャンバ９とを備える。無端ベルト８には多数の貫通穴１０が設けられており、吸引チャンバ９は、貫通穴１０を介して無端ベルト８の表面に近接するウェブ材Ｗを吸引する。

吸引コンベア５，６のそれぞれの対は、下流側の間隔が僅かに広くなるように互いに傾斜して配置され、ウェブ材Ｗの貫通穴１０によって吸着している部分の距離を拡げるように移動する。吸引コンベア５，６の吸引力は、ウェブ材Ｗの張力が高くなると、吸引コンベア５，６の表面上でウェブ材Ｗが滑る程度であり、連続してウェブ材Ｗを拡幅することで、上流側のウェブ材Ｗにまで幅方向に張力を与えることができる。

図２に、吸着ローラ４を詳細に示す。吸着ローラ４は、ウェブ材Ｗの第１の面の両端および条線状に塗布された塗料の間の非塗装部分に当接するように、それぞれ、環状に突出する支持部１１を備える外管１２と、外管１２の内部に配置され、一端に不図示の真空源が接続される内管１３とからなる。内管１３は、固定されており、外管１２は、不図示の駆動機構によって駆動され、内管１３の周りで回転する。

図３および図４に示すように、吸着ローラ４の支持部１１は、その外周に、内側まで貫通した多数の吸着穴１４が等ピッチで開口しており、内管１３の開口部１５に連通することにより、雰囲気を吸い込むようになっている。これにより、支持部１１は、ウェブ材Ｗを吸着して支持することができる。なお、開口部１５は、支持部１１がウェブ材Ｗを吸着すべき角度範囲に対応して開口しており、それ以外の部分では吸着穴１４の真空引きを遮断してウェブ材Ｗを開放させる。

さらに、本参考例の両面塗工装置は、吸着ローラ４の支持部１１の間の凹部に、それぞれ、支持部１１がウェブ材Ｗを吸着する角度範囲に略対応する大きさの静圧パッド１６が配設されている。

図５に示すように、静圧パッド１６は、支持部１１の外周面の内側に位置し、支持部１１が吸着支持しているウェブ材Ｗとの間に隙間を形成するような４分の１円筒外面を有する中空構造を有し、その表面に多数の小孔１７が設けられている。静圧パッド１６には、不図示の圧空源が接続され、小孔１７からウェブ材Ｗの塗装された部分に向かって空気を噴射するようになっている。

静圧パッド１６は、ウェブ材Ｗの第１面に塗布された塗料の重みや第２面に塗布される塗料の吐出圧に対向して、ウェブ材Ｗが吸着ローラ４側に撓まないように支持する。したがって、静圧パッド１６の空気圧は非常に低圧でよく、噴射した空気によって第１面の塗料の表面を荒らすことがないようにする必要がある。

このように、本参考例の両面塗工装置では、第１塗装ヘッド１が塗装したウェブ材Ｗの第１の面と反対側の第２の面を第２塗装ヘッド３によって塗装する際、吸着ローラ４が支持部１１の外周面にウェブ材Ｗの第１の面を密接させるように吸引して支持するので、ウェブ材Ｗの第２の面と第２塗装ヘッド３との隙間が一定に保たれ、結果として、第２塗装ヘッド３によって塗布される塗膜の厚みを一定にすることができる。

続いて、図６および７に、本発明の１つの実施形態の両面塗工装置に係る吸着ローラ１８を示す。この吸着ローラ１８は、外管１９と内管２０とからなり、外管１９は、環状に突出し、その外周面に放射状に吸着穴２１が開口してウェブ材の非塗装部分を吸着する支持部２２と、支持部２２の間に設けられ、全体的に多数の小孔２３が開口する静圧パッド部２４とを備える。

内管２０には、軸方向に平行に延伸する２本の流路が画定されており、一方が不図示の真空源に接続される吸引ヘッダ流路２５であり、他方が不図示の圧空源に接続される圧力ヘッダ流路２６である。また、内管２０の外側には、支持部２２および静圧パッド部２４にそれぞれ対向する位置の約９０度の範囲に、互いに隔離された吸引接続溝２７および圧力接続溝２８が形成されており、さらに、吸引ヘッダ流路２５と吸引接続溝２７とを接続する吸引連通孔２９、および、圧力ヘッダ流路２６と圧力接続溝２８とを接続する圧力連通孔３０が設けられている。

以上の構成により、吸着ローラ１８は、第２塗装ヘッド３に対向する約９０度の角度範囲においてのみ、吸着穴２１から雰囲気を吸引してウェブ材Ｗの非塗装部分を支持部２２の外周面に吸着し、且つ、静圧パッド部２４の小孔２３から空気を噴射してウェブ材Ｗの撓みを防止する。

１…第１塗装ヘッド
２…バックアップローラ
３…第２塗装ヘッド
４…吸着ローラ
５，６…吸引コンベア
８…無端ベルト
９…吸引チャンバ
１０…貫通穴
１１…支持部
１４…吸着穴
１６…静圧パッド
１７…小孔
１８…吸着ローラ
１９…外管
２０…内管
２１…吸着穴
２２…支持部
２３…小孔
２４…静圧パッド部
２５…吸引ヘッダ流路
２６…圧力ヘッダ流路
２７…吸引接続溝
２８…圧力接続溝
２９…吸引連通孔
３０…圧力接続孔
Ｗ…ウェブ材

Claims

ウェブ材を支持するバックアップローラと、
前記バックアップローラに対向して配置され、前記ウェブ材の第１の面に塗料を塗布する第１塗装ヘッドと、
前記ウェブ材の前記第１の面の非塗装部分に当接するように環状に突出し、外周に雰囲気を吸い込む吸着穴が開口する複数の支持部を備える吸着ローラと、
前記吸着ローラに対向して配置され、前記ウェブ材の第２の面に塗料を塗布する第２塗装ヘッドとを有し、
前記吸着ローラは、外管と、前記外管の内側に嵌装された内管とからなり、
前記外管は、前記支持部と、前記支持部の間に設けられ、多数の小孔が開口する静圧パッド部とを備え、
前記内管は、内部に、真空源に接続される吸引ヘッダ流路とガス源に接続される圧力ヘッダ流路とが軸方向に平行に延伸して確定されており、外側に、前記支持部および前記静圧パッド部にそれぞれ対向する所定範囲に、互いに隔離された吸引接続溝および圧力接続溝が形成されており、前記吸引ヘッダ流路と前記吸引接続溝とを接続する吸引連通孔、および、前記圧力ヘッダ流路と前記圧力接続溝とを接続する圧力連通孔が設けられていることを特徴とする両面塗工装置。
前記吸着ローラの下流に、多数の貫通穴が開いた無端ベルトと、前記無端ベルトの裏側から前記貫通穴を介して前記ウェブ材を吸引する吸引チャンバとを備え、前記ウェブ材の両端の前記非塗装部分にそれぞれ当接し、下流側の間隔が広くなるように掛け渡された一対の吸引コンベアをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の両面塗工装置。
前記第１塗装ヘッドは、前記ウェブ材の前記第１の面に複数の条線状に塗料を塗布し、
前記吸着ローラの前記支持部は、前記ウェブ材の前記複数の条線状の塗料の間の部分を吸着する位置にも設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の両面塗工装置。