JP6147985B2 - 塗工装置および塗工方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1実施形態としての燃料電池用の触媒電極を形成する触媒電極形成装置の構成を示す概略図である。この触媒電極形成装置10は、流れ工程によって、帯状の電解質膜1の表面に複数の燃料電池用の触媒電極4を連続的に形成する。触媒電極形成装置10は、膜繰出部11と、触媒インク塗布部12と、乾燥部13と、搬送制御部14と、搬送ローラ15と、を備える。
図11は、本発明の第2実施形態としての触媒電極形成装置が備える触媒インク塗布部12Aの構成を示す概略図である。第2実施形態の触媒インク塗布部12Aは、第1と第2のバルブ130a,130bに換えて、第1と第2のバルブ130aA,130bAを備えている点以外は、第1実施形態の触媒インク塗布部12の構成と同じである。なお、第2実施形態の触媒電極形成装置は、触媒インク塗布部12A以外の構成は、第1実施形態の触媒電極形成装置10と同じである。
C1.変形例1:
上記実施形態では、触媒インク塗布部12,12Aは、塗布不良検出部200を備えていたが、塗布不良検出部200は省略されても良い。この場合には、例えば、操作者が、目視でインク溜まり2rの発生を確認し、塗布制御部110に、触媒インク2の吐出を開始するときの第1のバルブ130a,130aAの開度の低下を実行させても良い。
上記実施形態では、塗布不良検出部200は、インク溜まり2rの発生を検出することによって、塗布層3における触媒インク2のひきずりの発生を検出していた。しかし、塗布不良検出部200は、他の方法によって、塗布層3における触媒インク2のひきずりの発生を検出しても良い。例えば、塗布不良検出部200は、触媒インク2の粘度の変化に基づいて塗布層3における触媒インク2のひきずりの発生を検出しても良い。また、塗布不良検出部200は、撮像カメラ210によって塗布膜3を撮像し、その画像データに基づいて、触媒インク2のひきずりの発生自体を検出しても良い。
上記実施形態では、塗布不良検出部200は、撮像カメラ210の生成した画像データに基づいて、ダイヘッド150の吐出口153の周辺領域における触媒インク2の滞留を検出していた。しかし、塗布不良検出部200は、他の方法によって、ダイヘッド150の吐出口153の周辺領域における触媒インク2の滞留を検出しても良い。
上記実施形態では、塗布制御部110は、流れ工程において、塗布層3における触媒インク2のひきずりの発生を抑制または解消するために、触媒インク2の吐出を開始するときの第1のバルブ130a,130aAの開度を低下させていた。しかし、塗布制御部110は、流れ工程において、例えば、触媒インク2の吐出量不足を解消するために、触媒インク2の吐出を開始するときの第1のバルブ130a,130aAの開度を増大させる処理を実行しても良い。
上記実施形態では、触媒インク塗布部12,12Aは、電解質膜1に触媒電極4を形成していた。しかし、触媒インク塗布部12,12Aは、電解質膜1に換えて、樹脂フィルムなどの基材に転写用の触媒電極4を形成しても良い。
上記実施形態の触媒インク塗布部12,12Aでは、位置が固定されたダイヘッド150によって、搬送中の電解質膜1に対して触媒インク2を塗布していた。しかし、触媒インク塗布部12,12Aでは、ダイヘッド150を所定の速度で移動させつつ、固定的に配置された電解質膜1に対して触媒インク2を塗布しても良い。ダイヘッド150は、塗工の際にその位置が塗工面に対して相対的に移動すれば良い。
上記実施形態では、触媒インク2の吐出を停止しているときには、第2のバルブ130b,130bAとタンク120との間で触媒インク2を循環流動させていた。しかし、第2のバルブ130b,130bAや、触媒インク2の吐出を停止しているときの触媒インク2の循環流動は省略されても良い。ただし、触媒インク2の吐出を停止している間に触媒インク2を循環流動させておく方が、触媒インク2の吐出の再開を迅速に実行できるため望ましい。
上記実施形態では、塗工部100は、触媒インク2を塗料として塗布して塗膜を形成する塗工処理を実行していた。しかし、塗工部100は、他の粒体が分散された粒体分散液を塗料として塗布して塗膜を形成する塗工処理を実行しても良い。
1r…電解質膜ロール
2…触媒インク
3,3a…塗布膜
3b…始端部
3t…終端部
4…触媒電極
10…触媒電極形成装置
11…膜繰出部
12,12A…触媒インク塗布部
13…乾燥部
13d…ドライヤー
14…搬送制御部
15…搬送ローラ
100…塗工部
101〜106…配管
110…塗布制御部
120…タンク
121…ポンプ
130a,130aA…第1のバルブ
130b,130bA…第2のバルブ
131…ケーシング
131a…第1のインク室
131b…第2のインク室
132…シール部
133,133A…弁体
133d…溝部
134…シャフト部
135…バルブ駆動部
136…弁座
150…ダイヘッド
151…第1の本体部
152…第2の本体部
153…吐出口
154…傾斜面
155…マニホールド
156…スリット
200…塗布不良検出部
210…撮像カメラ
220…照明部
230…画像検査部
Claims (8)
- 塗膜を形成する塗工装置であって、
塗工面に対して相対的に移動しつつ塗料を吐出する塗料吐出部と、
前記塗料吐出部への前記塗料の供給を制御するバルブであって、前記塗料吐出部に接続されている出口を有するケーシングと、前記ケーシング内において前記出口に対して往復移動して前記バルブを開閉する弁体と、を備え、前記バルブが開かれるときに、前記弁体が、前記出口に向かって移動して前記出口から前記塗料を押し出すバルブと、
前記バルブの開閉を制御して、前記塗料吐出部による前記塗料の吐出と停止とを制御し、前記塗料吐出部に前記塗料の吐出と停止とを繰り返させて複数の塗膜を連続して形成する塗工処理を実行する塗布制御部と、
前記塗工処理において、前記塗膜の後端に前記塗料が尾をひいた塗布不良の発生を検出する塗布不良検出部と、
を備え、
前記塗布制御部は、前記塗布不良検出部によって前記塗布不良の発生が検出されたときに、前記塗膜を形成するために、前記バルブを開いて前記塗料吐出部からの前記塗料の吐出を開始させるときの前記弁体の移動量を、前記塗布不良の発生が検出される前より低下させる、塗工装置。 - 請求項1記載の塗工装置であって、さらに、
前記塗布不良検出部は、前記塗料吐出部の吐出口の周縁にせり上がって付着した前記塗料の滞留を検出する滞留検出部を備え、
前記塗布制御部は、前記滞留検出部が所定量の前記塗料の滞留を検出した後に、前記バルブを開いて前記塗料吐出部からの前記塗料の吐出を開始させるときの前記弁体の移動量を、前記塗料の滞留が検出される前より、低下させる、塗工装置。 - 請求項2記載の塗工装置であって、
前記滞留検出部は、
前記吐出口の周縁を撮像する撮像部と、
前記撮像部が撮像した画像に基づいて前記塗料の滞留状態を検出する撮像解析部と、
を備える、塗工装置。 - 請求項1記載の塗工装置であって、
前記塗布不良検出部は、前記塗膜を撮像する撮像部を備え、前記撮像部によって撮像された前記塗膜の画像に基づいて、前記塗布不良の発生を検出する、塗工装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の塗工装置であって、さらに、
前記バルブに前記塗料を供給する塗料供給部を備え、
前記バルブは、前記ケーシング内に、前記塗料供給部に接続され、前記塗料が充填されている第1塗料充填室と、前記出口を介して前記塗料吐出部に接続され、前記塗料が充填されている第2塗料充填室と、を有し、
前記弁体は、前記第1塗料充填室と前記第2塗料充填室との間に設けられており、前記バルブが閉じるときには、前記第1塗料充填室の方に移動して、前記第1塗料充填室と前記第2塗料充填室との接続を閉じ、前記バルブが開くときには、前記第2塗料充填室の方に移動して、前記第1塗料充填室と前記第2塗料充填室との接続を開くとともに、前記第2塗料充填室の前記塗料を前記出口へと押し出す、塗工装置。 - 請求項5記載の塗工装置であって、
前記弁体は、前記バルブを閉じる際に、前記第1塗料充填室側に移動することによって、前記第2塗料充填室内に負圧を発生させる、塗工装置。 - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の塗工装置であって、
前記塗料は、燃料電池用触媒が分散された触媒インクである、塗工装置。 - 塗料を吐出する吐出口を有する塗料吐出部への前記塗料の供給を制御するバルブであって、前記塗料吐出部に接続されている出口を有するケーシングと、前記ケーシング内において前記出口に対して往復移動して前記バルブを開閉する弁体と、を備え、前記バルブが開かれるときに、前記弁体が、前記出口に向かって移動して前記出口から前記塗料を押し出すバルブを用いて塗膜を形成する塗工方法であって、
(a)前記吐出口を塗工面に対して相対的に移動させつつ、前記バルブの開閉を制御して前記塗料の吐出と停止とを繰り返し、複数の塗膜を連続して形成する工程と、
(b)前記工程(a)の実行中に、前記塗膜の後端に前記塗料が尾をひいた塗布不良の発生を検出し、前記塗布不良の発生が検出されたときに、前記塗膜を形成するために、前記バルブを開いて前記塗料吐出部からの前記塗料の吐出を開始させるときの前記弁体の移動量を、前記塗布不良の発生が検出される前より低下させる工程と、
を備える、塗工方法。
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