JP6389626B2 - Electrostatic spinning film forming equipment - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、例えばエレクトロスピニング法を用いて被成膜物上に成膜する成膜装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a film forming apparatus that forms a film on an object to be formed using, for example, an electrospinning method.
ナノファイバを、ジェットESD(Electro-Spray Deposition)法やエレクトロスピニング法を用いて基材上に塗布する技術が提案されている。また、エレクトロスピニング法を用いてシート上にナノファイバを塗布して、ナノファイバ膜を成膜するナノファイバ膜製造装置が提案されている。 Techniques for applying nanofibers onto a substrate using a jet ESD (Electro-Spray Deposition) method or an electrospinning method have been proposed. In addition, a nanofiber film manufacturing apparatus has been proposed in which nanofibers are coated on a sheet using an electrospinning method to form a nanofiber film.
この種のナノファイバ膜製造装置では、シートに設定される非堆積領域(未塗工部)上に、電圧が印加される導電体を設けて非堆積領域上にナノファイバ膜が成膜されることを防止する技術が用いられている。導電体を設けることによって、非堆積領域上に降り注ぐナノファイバを、導電体に帯電した電荷によって反発させて、非堆積領域上に堆積することを防止し、非堆積領域上にナノファイバ膜が成膜されることを防止している。 In this type of nanofiber film manufacturing apparatus, a conductor to which a voltage is applied is provided on a non-deposition region (uncoated portion) set on a sheet, and a nanofiber film is formed on the non-deposition region. Technology to prevent this is used. By providing a conductor, nanofibers that pour onto the non-deposition region are repelled by charges charged in the conductor and prevented from depositing on the non-deposition region, and a nanofiber film is formed on the non-deposition region. Prevents filming.
上述した、非堆積領域に導電体を設ける技術は、ナノファイバを反発することによってナノファイバの被堆積領域への堆積を防止する技術であり、堆積領域(塗工部)にナノファイバを導くものではない。 The above-described technology for providing a conductor in a non-deposition region is a technology for preventing nanofibers from being deposited on the deposition region by repelling the nanofibers, and guiding the nanofibers to the deposition region (coating part). is not.
例えばシートの側面等、被成膜物において成膜材料を吐出する吐出部に対向していない面に成膜することが求められる場合がある。吐出部から吐出された成膜材料を、上述の側面のように、被成膜物において吐出部に対向していない面に塗布することは比較的難しい。 For example, in some cases, it is required to form a film on a surface of the film-deposited material such as a side of the sheet that is not opposed to the discharge unit that discharges the film-forming material. It is relatively difficult to apply the film-forming material discharged from the discharge part to the surface of the film formation object that does not face the discharge part, such as the above-described side surface.
このように、被成膜物に設定される塗工部の位置によっては、当該塗工部に成膜材料を塗布することが難しくなる場合がある。 As described above, depending on the position of the coating portion set on the deposition target, it may be difficult to apply the film forming material to the coating portion.
本発明が解決しようとする課題は、被成膜物に設定される塗工部上に成膜できる成膜装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a film forming apparatus capable of forming a film on a coating part set on an object to be formed.
実施形態によれば、静電紡糸成膜装置は、成膜材料を吐出する吐出部と、前記吐出部に前
記成膜材料を供給する供給装置と、前記吐出部に供給された前記成膜材料に所定の電圧を
印加する電圧印加装置と、前記吐出部から吐出された前記成膜材料を、塗工部と、これに
隣接する未塗工部とを同一面内に有する被成膜物の前記塗工部に導く案内装置と、を備え
る。前記案内装置は、前記吐出部から吐出された前記成膜材料を前記塗工部に導く第1の
気流を形成する第1の気流発生装置を有し、前記第1の気流発生装置、前記吐出部はいず
れも前記被成膜物に対して一方の側に配置され、前記第1の気流は前記未塗工部から前記
塗工部に向かって形成されることで前記成膜材料を前記未塗工部に導かず、かつ前記成膜
材料を前記塗工部に導く。
According to the embodiment, the electrospinning film forming apparatus includes a discharge unit that discharges a film forming material, a supply device that supplies the film forming material to the discharge unit, and the film forming material that is supplied to the discharge unit. A voltage applying device that applies a predetermined voltage to the coating portion, and the film forming material ejected from the ejection portion.
And a guide device that guides the film-forming object having an adjacent uncoated part in the same plane to the coated part. The guide device includes a first airflow generation device that forms a first airflow that guides the film forming material discharged from the discharge portion to the coating portion, and the first airflow generation device, the discharge Department
Re is also arranged on one side with respect to the deposition target object, the first air stream is the non-application of the film forming material by being formed toward the coated portion from the previous SL uncoated area The film forming material is guided to the coating part without being guided to the working part.
第1の実施形態に係る成膜装置を、図1,2,3を用いて説明する。図1は、成膜装置10を示す斜視図である。図1に示すように、成膜装置10は、一例としてエレクトロスピニング法を用いて、被成膜物の一例である電池の電極20上に、セパレータ30を成膜する装置である。電極20は、シート形状であり、一方向に長い。
A film forming apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view showing a
成膜装置10は、電極20を搬送方向Aに沿って送る搬送装置40と、電極20に電気的に接続されて電極20の電位を減少する除電装置50と、電極20に向かって成膜材料の一例である液Lを吐出する吐出装置(吐出部)60と、吐出装置60に液Lを供給する液供給装置70と、吐出装置60に供給された液Lに電圧を印加する電圧印加装置80と、気流制御装置(案内装置)90と、成膜装置10の動作を制御する制御装置120を有する。
The
搬送装置40は、電極20を巻き取る巻き取りローラ装置41と、回転自由に設けられる従動ローラ45を有している。巻き取りローラ装置41は、回動可能に形成される巻き取りローラ42と、巻き取りローラ42を回転回動するローラ駆動装置43を有している。
The conveying device 40 includes a take-
巻き取りローラ42と従動ローラ45は、それぞれの軸線が互いに平行となる姿勢で、離間して配置されている。従動ローラ45から巻き取りローラ42に向かう方向が、搬送方向Aである。電極20の搬送方向Aに沿う一端は、巻き取りローラ42に固定されている。電極20の搬送方向Aに沿う他端は、従動ローラ45に固定されている。電極20は、従動ローラ45に巻回されている。
The
除電装置50は、ローラ42,45上に設置される電極20に電気的に接続可能に形成される接続線51と、接続線51に接続される接地部52を有している。本実施形態では、一例として、接続線51は、従動ローラ45に接続されている。従動ローラ45は、電極20にたまる電荷を接続線51に伝達可能に形成されている。接地部52は、搬送装置40から離れた位置に設けられている。接続線51は、電極20の電荷を接地部52に逃がすことが可能に形成されている。
The
吐出装置60は、セパレータ30を形成する材料である液Lを吐出可能に形成されるノズル61を複数有している。これら複数のノズル61は、搬送装置40の上方において巻き取りローラ42と従動ローラ45の間に、搬送方向Aに沿って直線状に並んで配置されている。これら複数のノズル61は、等間隔離間して配置されている。1つのノズル61による液Lの塗布可能範囲については、後で具体的に説明する。
The
液供給装置70は、液Lを蓄えるタンクと当該タンクから液Lを送るポンプなどを有する液供給源71と、液供給源71内の液を各ノズル61に供給可能に形成される液供給配管72を有している。液供給配管72は、各ノズル61に連結されている。
The
電圧印加装置80は、各ノズル61に電気的に接続される基部81と、基部81に電圧を印加する電源装置82を有している。基部81は、例えば板形状であり、各ノズル61を収容する収容孔83が形成されている。ノズル61は、その周面が収容孔83の周縁に接触した状態で、基部81に固定されている。ノズル61と基部81は、ノズル61に供給された液Lに、電源装置82から供給される電圧を印加可能に形成されている。
The
除電装置50によって電極20が除電されることにより、各ノズル61から吐出された液Lは、当該液Lに印加された電圧と電極20の間の電位差により、電極20に導かれ、電極20上に到達するまでの間にナノファイバNとなり、電極20上に塗布される。そして、塗布されたナノファイバNによって、電極20上に成膜される。形成される膜は、ナノファイバNによって形成される不織布状であり、セパレータ30になる。このように、エレクトロスピニング法により、電極20上にセパレータ30が成膜される。
When the
ここで、電極20について具体的に説明する。図2は、図1に示すF2−F2線に沿って示す、成膜装置10断面図である。図2は、成膜装置10を、搬送方向Aに垂直に切断した状態を示している。
Here, the
図2に示すように、電極20は、例えばアルミニウムを主材料として形成される集電シート21と、集電シート21の第1の主面22上に設けられる第1の活物質層23と、集電シート21の第2の主面24上に設けられる第2の活物質層25を有している。活物質層23,25は、活物質と導電剤とが、バインダによって集電シート21上に定着されることによって、形成される。
As shown in FIG. 2, the
集電シート21の第1の主面22には、セパレータ30を形成する液Lを塗布しない未塗工部140が設定されている。言い換えると、未塗工部140は、セパレータ30を成膜しない範囲である。
On the first
未塗工部140は、第1の主面22の一端部に設定されている。活物質層23は、第1の主面22において、未塗工部以外の部分上に積層されている。第1の活物質層23の側縁23bは、集電シート21の他端21aまで延びている。同様に、第2の活物質層25の端25aは、集電シート21の他端21aまで延びている。
The
第1の主面22では、未塗工部140と第1の活物質層23の間には、第1の活物質層23の側面26が露出している。活物質層23,25の他端の側面27,28と、集電シート21の他端の側面29とは、面一に形成されている。側面27,28,29は、電極20の側面20aを形成している。
On the first
電極20において、セパレータ30を形成すべくナノファイバNが塗布される塗工部150は、第1の活物質層23の表面23aと、第1の活物質層23の側面26,27と、集電シート21の側面28と、第2の活物質層25の側面29である。
In the
ここで、後述される気流制御装置90の作用が影響しない状態での、吐出装置60による、電極20に対するナノファイバNの塗布可能範囲について、説明する。なお、気流制御装置90の作用が影響しない状態とは、気流制御装置90が動作していない状態である。塗布可能範囲とは、不織布形状のナノファイバNを塗布可能な範囲である。
Here, the range in which the nanofibers N can be applied to the
図3は、搬送装置40上に設置された電極20の一部を示す平面図である。図3には、1つのノズル61による、気流制御装置90の作用が影響しない状態での塗布可能範囲160を、2点鎖線で示している。
FIG. 3 is a plan view showing a part of the
図3に示すように、1つのノズル61による塗布可能範囲160は、例えば略矩形である。塗布可能範囲160の形状は、例えばノズル61の形状によって決定されている。塗布可能範囲160は、電極20が巻き取りローラ42と従動ローラ45に対して所定の設置状態で設置された状態において、幅方向Wの両側縁161,162が、塗工部150の幅方向Wの両側縁151,152よりも外側に位置している。塗工部150の側縁152は、第1の活物質層23の側縁23bである。所定の設置状態は、電極20を搬送装置40に設置する際に予め決定されている。なお、幅方向Wは、電極20の上面に沿って搬送方向Aに垂直な方向である。
As shown in FIG. 3, the application
言い換えると、塗布可能範囲160は、電極20の幅方向Wにおいては、内側に塗工部150を収容する大きさを有している。具体的には、幅方向Wの一方では、塗布可能範囲160を規定する側縁161は、未塗工部140内に位置する。また、幅方向Wの他方では、塗布可能範囲160を規定する側縁162は、電極20の外側に位置する。
In other words, the
塗布可能範囲160のうち、未塗工部140上に突出する範囲を第1の突出範囲163とする。第1の突出範囲163は、塗布可能範囲160の側縁161と塗工部150の側縁151の間に規定される範囲である。塗布可能範囲160のうち、電極20の外側に突出する範囲を第2の突出範囲164とする。第2の突出範囲164は、塗布可能範囲160の側縁162と塗工部150の側縁152、つまり第1の活物質層23の側縁23bの間に規定される範囲である。
A range that protrudes on the
図3に示す塗布可能範囲160は、1つのノズル61に設定される範囲である。本実施形態では、複数のノズル61が電極20の搬送方向Aに沿って並んでいる。さらに、電極20は、搬送方向Aに搬送される。このため、実際には、各ノズル61の塗布可能範囲160が搬送方向Aにつながること、かつ、電極20が搬送されることによって、気流制御装置90の作用が影響しない状態での吐出装置60の塗布可能範囲は、塗工部150を内側に収容する大きさを有するようになる。具体的には、塗工部150を規定する周縁は、吐出装置60による塗布可能範囲、つまり、各ノズル61の塗布可能範囲160が合わさった範囲の周縁の内側に位置する。
An
成膜装置10の説明に戻る。図1,2に示すように、気流制御装置90は、制御装置120によって動作が制御される第1の送風装置(塗り分け気流発生装置)100と、制御装置120によって動作が制御される第2の送風装置(回り込み気流発生装置)110を有している。
Returning to the description of the
第1の送風装置100は、送風可能に形成される第1の送風口部101と、第1の送風口部101に、送風される気体の一例である空気を供給可能に形成される第1の空気供給装置102と、第1の空気供給装置102から第1の送風口部101に空気を導くことを可能に形成される第1の空気配管103を有している。
The
第1の送風口部101は、巻き取りローラ42から従動ローラ45まで延びる長さを有しており、ローラ42,45の間上において、未塗工部140の近傍に配置されている。第1の送風口部101は、その下端に第1の送風口104が形成されている。第1の送風口104から送風される。
The first air blowing
図2に示すように、第1の送風口部101の位置と姿勢は、第1の送風口104からの送風が、第1の主面22の未塗工部140側から塗工部150である第1の活物質層23の表面23aに向かう位置と姿勢に調整されており、固定されている。具体的には、第1の送風口部101は、未塗工部140に、幅方向外側から内側に向かって斜め下方に送風している。
As shown in FIG. 2, the position and posture of the first air blowing
より具体的には、第1の送風口部101の位置と姿勢は、第1の送風口104からの送風によって形成される気流105によって、第1の突出範囲163内に降り注ぐナノファイバNの一部が第1の活物質層23の表面23a上に移動し、残りの部分が、移動する際に第1の活物質層23の側面26に塗布される位置と姿勢に調整されている。言い換えると、第1の送風装置100は、ナノファイバNを、塗工部150に導く気流105を形成する。上述の位置と姿勢は、例えば実験によって得ることができる。
More specifically, the position and posture of the first air blowing
第1の空気供給装置102は、例えばコンプレッサを有しており、第1の送風口部101に空気を供給する。第1の送風口104からの送風の強さは、第1の空気供給装置102から供給される空気の圧力によって決定される。第1の空気供給装置102によって供給される空気の圧力は、気流105によって、第1の活物質層23の表面23a上に降り注ぐナノファイバNが吹き飛ばされる等、第1の活物質層23上に降り注ぐナノファイバNに対し、電極20の品質を悪化させる影響がないものに設定されている。
The first
第2の送風装置110は、送付可能に形成される第2の送風口部111と、第2の送風口部111に、送風される気体の一例である空気を供給可能に形成される第2の空気供給装置112と、第2の空気供給装置112が吐出した空気を第2の送風口部111に供給可能に形成される第2の空気配管113を有している。
The
図1に示すように、第2の送風口部111は、巻き取りローラ42から従動ローラ45まで延びる長さを有している。第2の送風口部111の下端には、第2の送風口114が形成されている。第2の送風口114から送風される。第2の送風口114は、巻き取りローラ42から従動ローラ45までの範囲に形成されている。第2の送風口部111は、電極20を、第1の送風口部101との間に幅方向Wに挟む位置に配置されている。
As shown in FIG. 1, the second
図2に示すように、第2の送風口部111の位置と姿勢は、第2の送風口114からの送風によって形成される気流115が、第1の活物質層23の表面23aに対して垂直に上方から下方に進むとともに、第1の活物質層23に接触しないように設定されている。さらに、第2の送風口部111の位置と姿勢は、第2の送風口部111からの送風によって形成される気流115によって、第2の突出範囲164上に降り注ぐナノファイバNが、電極20の側面20aに回り込んで側面20a上に塗布可能となる位置と姿勢に設定されている。言い換えると、第2の送風装置110は、ナノファイバNを、塗工部150に導く気流115を形成している。上述の位置と姿勢は、例えば実験によって得ることができる。
As shown in FIG. 2, the position and posture of the second
第2の空気供給装置112は、例えばコンプレッサを有しており、圧縮空気を吐出可能に形成されている。第2の空気配管113は、第2の空気供給装置112と第2の送風口部111に連結されており、第2の空気供給装置112が吐出した空気を第2の送風口部111に導くことが可能に形成されている。
The second
制御装置120は、搬送装置40のローラ駆動装置43と、液供給装置70の液供給源71の動作と、電圧印加装置80の電源装置82の動作と、第1の送風装置100の第1の空気供給装置102の動作と、第2の送風装置110の第2の空気供給装置112の動作を制御可能に形成されている。
The
次に、成膜装置10の動作を説明する。電極20は、所定の設置状態で、搬送装置40に設置されている。具体的には、電極20は、その長手方向が搬送方向Aに沿い、未塗工部140が第1の送風口部101側に位置し、塗工部150が幅方向Wに1つのノズル61による塗布可能範囲160内に収容されて第1の突出範囲163と第2の突出範囲164が形成される状態で、巻き取りローラ42と従動ローラ45に固定されている。なお、成膜されていない電極20は、従動ローラ45に複数層巻回されている。
Next, the operation of the
作業者が成膜装置10の動作を開始する開始スイッチを押す等して、成膜装置10の動作を開始する。動作が開始されると、上述した各装置の動作を開始する。
The operator starts the operation of the
ローラ駆動装置43の動作が開始されることによって、巻き取りローラ42が回転する。巻き取りローラ42が回転すると、電極20が巻き取られるとともに、電極20に引っ張られることによって、従動ローラ45に巻回されていた電極20が繰り出される。このことによって、電極20が搬送方向Aに搬送される。
When the operation of the
液供給装置70と電源装置82の動作が開始されることによって、各ノズル61にナノファイバNを形成する液Lが供給される。また、各ノズル61に供給された液Lは、電圧が印加された後に吐出される。
When the operations of the
第1の空気供給装置102の動作が開始されることによって、第1の送風口104からの送風によって気流105が形成される。また、第2の空気供給装置112の動作が開始されることによって、第2の送風口114からの送風によって気流115が形成される。
When the operation of the first
図2に示すように、各ノズル61から吐出された液Lは、電極20に到達するまでの間にナノファイバNを形成する。ナノファイバNは、塗工部150の一部である、第1の活物質層23の表面23a上に降り注ぐ。表面23a上に降り注いだナノファイバNは、不織布状の膜を形成する。
As shown in FIG. 2, the liquid L discharged from each
第1の突出範囲163上に降り注ぐナノファイバNの一部は、気流105によって、未塗工部140側から第1の活物質層23の表面23a上に移動して、表面23a上に降り注ぐ。第1の突出範囲163上に降り注ぐナノファイバNの残りの部分は、気流105によって未塗工部140から第1の活物質層23側に移動するときに、第1の活物質層23の側面26に塗布される。このことにより、塗工部150の一部である、第1の活物質層23の側面26上に不織布状の膜が成膜される。
A part of the nanofiber N that falls on the first protruding
第2の突出範囲164上に降り注ぐナノファイバNは、気流115によって、第1の活物質層23の側面27と、集電シート21の側面28と、第2の活物質層25の側面29に回り込むことによって、これら側面27,28,29上に塗布される。
The nanofibers N falling on the second projecting
このように、気流105,115によって、未塗工部140にナノファイバNが堆積することがなく、塗工部150上にのみナノファイバNが堆積することによって、塗工部150上にのみナノファイバNによる不織布状のセパレータ30が成膜される。
As described above, the nanofibers N are not deposited on the
電極20においてセパレータ30が成膜された部分は、巻き取りローラ42に巻き取られる。
The portion of the
このように構成される成膜装置10によれば、電極20の周囲の気流を制御することによって、言い換えると、電極20の周囲に、塗工部150に向かう気流を形成することによって、ナノファイバNを、未塗工部140に導くことなく、塗工部150に導くことができる。
According to the
また、気流を制御することによって、第1の活物質層23の側面26,27と、集電シート21の側面28と、第2の活物質層25の側面29のように、ノズル61に対向していない面にも、ナノファイバNを導くことができる。
Further, by controlling the air flow, the side surfaces 26 and 27 of the first
また、気流制御装置90の作用が影響していない状態における、吐出装置60によるナノファイバNの塗布可能範囲は、その内側に塗工部150を収容する大きさを有しており、第1の突出範囲163と第2の突出範囲164を有している。第1の突出範囲163を有することによって、気流105により、ナノファイバNを第1の活物質層23の側面26に塗布することができる。第2の突出範囲164を有することによって、気流115により、ナノファイバNを、第1の活物質層23の側面27と、集電シート21の側面28と、第2の活物質層25の側面29に塗布することができる。
In addition, the range in which the nanofiber N can be applied by the
次に、第2の実施形態に係る成膜装置を、図4を用いて説明する。なお、第1の実施形態と同様の機能を有する構成は、第1の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、気流制御装置90が第1の実施形態と異なる。他の構造は同じである。上記異なる点について、具体的に説明する。
Next, a film forming apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In addition, the structure which has the same function as 1st Embodiment attaches | subjects the code | symbol same as 1st Embodiment, and abbreviate | omits description. In this embodiment, the
図4は、本実施形態の成膜装置10を、図2と同様に示す断面図である。図4に示すように、本実施形態の第1の送風装置100は、さらに、反射壁部106を有している。反射壁部106は、第1の送風口部101の近傍に配置されており、第1の送風口部101の第1の送風口104からの送風を受けて、未塗工部140側から第1の活物質層23の表面23a側に向かって反射可能に形成されている。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the
本実施形態では、第1の送風口部101の位置と姿勢、および、反射壁部106の位置と姿勢は、反射壁部106で反射された送風によって形成される気流107が、第1の実施形態で説明された第1の送風口部101からの送風によって形成される気流105と同じ機能を有するように調整されている。ここで言う同じ機能とは、第1の突出範囲163上に降り注ぐナノファイバNを、未塗工部140側から第1の活物質層23の表面23a及び側面26に導くことが可能となる機能である。
In the present embodiment, the position and posture of the first air blowing
本実施形態では、第1の実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態のように、反射壁部106によって反射された送風によって形成される気流107を用いることに加えて、第1の送風口部101から反射壁部106までの経路において、送風によって形成される気流108を利用することもできる。
In the present embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained. Moreover, in addition to using the
例えば、本実施形態では、第1の送風口部101から反射壁部106に向かう送風によって形成される気流108は、第1の実施形態で説明された気流105に比較して、未塗工部140から第1の活物質層23に向かう成分が小さい。
For example, in this embodiment, the
このため、この気流107による、ナノファイバNを未塗工部140から第1の活物質層23側に移動する作用が、小さくなる。言い換えると、ノズル61と電極20との間の空間の上方において、ナノファイバNが第2の送風装置110側に移動し過ぎることを防止できる。このことは、塗工部150上に均一に成膜することに対して有効である。
For this reason, the effect | action which moves the nanofiber N to the 1st
このように、反射壁部106を用いることによって、1つの送風口部からの送風によって形成される気流の向きを多段的に変更することができるので、例えば、ノズル61から電極20までの間の範囲の各位置において適切な気流を形成することができる。
In this way, by using the
なお、本実施形態では、第1の送風装置100が反射壁部106を有しているが、例えば、第2の送風装置110が反射壁部を有してもよい。また、本実施形態では、1つの反射壁部106が用いられているが、反射壁部106の数は、1つに限定されるものではない。
In the present embodiment, the
次に、第3の実施形態に係る成膜装置を、図5を用いて説明する。なお、本実施形態において第1の実施形態と同様の機能を有する構成は、第1の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、吐出装置60が第1の実施形態と異なる。他の構造は、第1の実施形態と同じである。上記異なる点を具体的に説明する。
Next, a film forming apparatus according to the third embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, configurations having functions similar to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and description thereof is omitted. In the present embodiment, the
図5は、本実施形態の成膜装置10を、図2と同様に示す断面図である。図5に示すように、本実施形態では、吐出装置60は、ノズル61に換えて、複数のノズル62を有する。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the
ノズル62は、搬送方向Aに、図1に示すノズル61の配列と同様に複数並ぶとともに、電極20の幅方向Wに複数並んでいる。言い換えると、複数のノズル62は、搬送方向Aと幅方向Wとにマトリクス状に配置されている。図5に示すように、本実施形態では、一例として、3つのノズル62が幅方向Wに並んでいる。幅方向Wに並ぶ複数のノズル62の列が、搬送方向Aに複数配置されている。
A plurality of
本実施形態のノズル62は、第1の実施形態で用いられたノズル61よりも小さい。それゆえ、本実施形態のノズル62の塗布可能範囲は、第1の実施形態のノズル61の塗布可能範囲160よりも小さい。本実施形態のノズル62は、図5に示すように幅方向Wに並ぶ複数のノズル62の各々の塗布可能範囲を合わせたものが、図3に示すように第1の実施形態のノズル61の塗布可能範囲160と同じになる。
The
本実施形態では、第1の実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態では、小さいノズル62を複数用いることによって、塗布可能範囲を細かく調整することができるので、塗工部150上への成膜の精度を向上することができる。
In the present embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained. Further, in the present embodiment, by using a plurality of
なお、本実施形態に、第2の実施形態で説明された反射壁部106を有する気流制御装置90が用いられてもよい。
In addition, the
次に、第4の実施形態に係る成膜装置を、図6を用いて説明する。なお、第1の実施形態と同様の機能を有する構成は、第1の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、吐出装置60が第1の実施形態と異なる。他の構造は、第1の実施形態と同じである。上記異なる点について具体的に説明する。
Next, a film forming apparatus according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. In addition, the structure which has the same function as 1st Embodiment attaches | subjects the code | symbol same as 1st Embodiment, and abbreviate | omits description. In the present embodiment, the
図6は、本実施形態の成膜装置10を、図2と同様に示す断面図である。図6に示すように、本実施形態では、ノズル61に代えて、第3の実施形態で説明されたノズル62が用いられる。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the
本実施形態では、ノズル62は、図1に示すノズル61の配列と同様に、搬送方向Aに沿って複数配置されている。また、吐出装置60は、各ノズル62を幅方向Wに、第1位置P1と2点鎖線で示す第2の位置P2の間で移動可能に支持する移動装置63を有している。
In the present embodiment, a plurality of
移動装置63は、ノズル62を幅方向Wに移動することによって、ノズル62の塗布可能範囲を、幅方向Wに調整可能となる。本実施形態では、移動装置63は、ノズル62を移動することによって、ノズル62による塗布可能範囲を、第1の実施形態のノズル61の塗布可能範囲160と同じにする。本実施形態では、第3の実施形態と同様の効果が得られる。
The moving
なお、本実施形態では、電圧印加装置80の基部81の収容孔83は、ノズル62の移動を可能にするために、幅方向Wに長く形成されている。なお、本実施形態に、第2の実施形態で説明された反射壁部106を有する気流制御装置90が用いられてもよい。
In the present embodiment, the
次に、第5の実施形態に係る成膜装置を、図7,8を用いて説明する。なお、第1の実施形態と同様の機能を有する構成は、第1の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、気流制御装置90に代えて、第1の帯電体200と第2の帯電体210を有している。他の構造は、第1の実施形態と同じである。上記異なる点について具体的に説明する。
Next, a film forming apparatus according to a fifth embodiment will be described with reference to FIGS. In addition, the structure which has the same function as 1st Embodiment attaches | subjects the code | symbol same as 1st Embodiment, and abbreviate | omits description. In the present embodiment, instead of the
図7は、第5の実施形態の成膜装置10を示す斜視図である。図7に示すように、本実施形態では、成膜装置10は、気流制御装置90に代えて、第1の帯電体200と、第2の帯電体210を有している。図8は、図7に示すF8−F8線に沿って示す成膜装置10の断面図である。図8は、成膜装置10を、搬送方向Aに対して垂直に切断した状態を示している。
FIG. 7 is a perspective view showing the
図7,8に示すように、第1の帯電体200は、一例として板形状である。第1の帯電体200は、搬送方向Aに沿って未塗工部140よりも長く形成されており、未塗工部140の搬送方向Aの一端から他端までの範囲に上下方向に対向している。なお、第1の帯電体200は、未塗工部140の幅方向Wの外端から第1の活物質層23の側面26の近傍までの範囲に対向している。第1の帯電体200は、帯電しており、電荷を有している。
As shown in FIGS. 7 and 8, the first charged
第2の帯電体210は、電極20の側面20aに対向する位置に配置されている。言い換えると、電極20は、一対の帯電体200,210に挟まれている。第2の帯電体210は、搬送方向Aに沿ってローラ42,45間よりも長く形成されており、ローラ42,45間において電極20の側面20aに対して幅方向に対向している。第2の帯電体210は、帯電しており、電荷を有している。
The second charged
本実施形態では、第1の突出範囲163上に降り注ぐナノファイバNは、第1の帯電体200によって反発されて、未塗工部140側から塗工部150側に移動される。第1の帯電体200の位置と電荷の量は、第1の突出範囲163に降り注ぐナノファイバNの一部が第1の帯電体200によって反発されて第1の活物質層23の表面23a上に移動して表面23a上に降り注ぐとともに、残りの部分が第1の活物質層23の側面26に塗布可能に設定されている。上述の第1の帯電体200の位置と帯電量は、実験等によって得ることができる。
In the present embodiment, the nanofibers N falling on the first protruding
第2の帯電体210の位置と帯電量は、第2の突出範囲164上に降り注ぐナノファイバNが第2の帯電体210によって反発されて、電極20の側面20aに回り込んで、側面20a、つまり側面27,28,29に塗布可能に設定されている
本実施形態では、電極20を第1の帯電体200と第2の帯電体210の間に配置することによって、第1の帯電体200と第2の帯電体210で反発されたナノファイバNを、塗工部150に効率よく導くことができる。
The position and amount of charge of the second charged
この点について、具体的にする。例えば、塗工部に対して一方側にのみに帯電体が配置されている場合では、電極20において帯電体が配置される側のみ、ナノファイバが堆積することを防止できるが、これは、堆積を防止するものであって、塗工部に導くものではない。さらに、電極20の大きさによっては、電極20の一方側に配置された帯電体によって反発されたナノファイバが塗工部を超えた位置まで移動する場合も考えられる。
This point is made concrete. For example, in the case where the charged body is disposed only on one side with respect to the coating portion, the nanofiber can be prevented from being deposited only on the side where the charged body is disposed in the
しかしながら、本実施形態では、第1の帯電体200と第2の帯電体210の間に塗工部150を配置することによって、第1の帯電体200と第2の帯電体210によって反発されたナノファイバNが、両側から塗工部150上に導かれるようになるので、反発されたナノファイバが塗工部150を越えた位置まで移動することが防止され、ナノファイバNを塗工部150に効率よく導くことができる。
However, in the present embodiment, the
また、第1の帯電体200の位置を調整することによって、第1の活物質層23の側面26のようにノズル61に対向していない面にも、ナノファイバNを塗布することができる。同様に、第2の帯電体210の位置を調整することによって、電極20の側面20aのようにノズル61に対向していない面にも、ナノファイバNを塗布することができる。
Further, by adjusting the position of the first charged
なお、本実施形態の成膜装置10においても、第3,4の実施形態で説明された吐出装置60が用いられても良い。
In the
次に、第6の実施形態に係る成膜装置を、図9を用いて説明する。なお、第1の実施形態と同様の機能を有する構成は、第1の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、さらに、第3の送風装置220と、第1のパンチングメタル(整流器)230と、第2のパンチングメタル(整流器)240を有している。
Next, a film forming apparatus according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. In addition, the structure which has the same function as 1st Embodiment attaches | subjects the code | symbol same as 1st Embodiment, and abbreviate | omits description. The present embodiment further includes a
図9は、本実施形態の成膜装置10を図2と同様に示す断面図である。図2は、成膜装置10を、搬送方向Aに垂直に切断した状態を示している。図9に示すように、成膜装置10は、第3の送風装置220と、第1のパンチングメタル230と、第2のパンチングメタル240を有している。
FIG. 9 is a sectional view showing the
第3の送風装置220は、送風可能に形成される第3の送風口部221と、送風可能に形成される第4の送風口部222と、送風口部221,222に空気を供給可能に形成される第3の空気供給装置223と、第3の空気供給装置223と送風口部221,222に連結される空気配管224を有している。
The
第3の送風口部221は、第1の活物質層23の上方においてノズル61に対して第1の送風口部101側に配置されている。第3の送風口部221は、第1の送風口部101とノズル61の間に配置されている。第3の送風口部221は、従動ローラ45から巻き取りローラ42まで延びている。第3の送風口部221の下端には第3の送風口225が形成されている。第3の送風口225から送風される。
The third
第4の送風口部222は、第1の活物質層23の上方においてノズル61に対して第2の送風口部111側に配置されている。第4の送風口部222は、第2の送風口部111とノズル61の間に配置されている。第4の送風口部222は、従動ローラ45から巻き取りローラ42間で伸びている。第4の送風口部222の下端には第4の送風口226が形成されている。第4の送風口226から送風される。
The fourth
第3の空気供給装置223は、例えばコンプレッサを有しており、空気を吐出可能に形成されている。空気配管224は、第3の空気供給装置223と送風口部221,222に連結されており、第3の空気供給装置223が吐出した空気を、送風口部221,222に送ることが可能に形成されている。
The third
第1のパンチングメタル230は、第3の送風口部221と第1の活物質層23の間に配置されている。第1のパンチングメタル230は、板形状であり、第1の活物質層23の表面23aに平行である。第1のパンチングメタル230には複数の貫通孔231が形成されている。第1のパンチングメタル230の貫通孔231は、第1の活物質層23の表面23aに垂直な方向に、第1のパンチングメタル230を貫通している。第1の活物質層23の表面23aに垂直な方向は、本実施形態では、一例として、上下方向である。
The
第2のパンチングメタル240は、第4の送風口部222と第1の活物質層23の間に配置されている。第2のパンチングメタル240は、板形状であり、第1の活物質層23の表面23aに平行である。第2のパンチングメタル240には複数の貫通孔241が形成されている。第2のパンチングメタル240の貫通孔241は、第1の活物質層23の表面23aに垂直な方向に、第2のパンチングメタル240を貫通している。
The
次に、第3の送風装置220の動作と、パンチングメタル230,240の動作を説明する。成膜装置10の動作を開始するスイッチが操作されると、第3の空気供給装置223から送風口部221,222に空気が供給され、送風口225,226から第1の活物質層23の表面23aに向かって送風される。
Next, the operation of the
第3の送風口225からの送風は、第1のパンチングメタル230を通過することによって整流される。送風は、整流されることによって、上下方向に平行な気流232を形成する。第4の送風口226からの送風は、第2のパンチングメタル240を通過することによって整流される。送風は、整流されることによって、上下方向に平行な気流242を形成する。気流232,242は、第1の活物質層23の表面23aに当たる。
The air blown from the
パンチングメタル230,240によって整流された気流232,242が第1の活物質層23の表面23aに当たることによって、表面23a上の風圧が均される。このため、表面23a上に成膜されるセパレータ30の厚みが不均一になることを防止することができる。
When the
なお、第2〜5の実施形態に、第3の送風装置220と、パンチングメタル230,240と同様のパンチングメタルが用いられてもよい。第2〜5の実施形態に用いられる場合では、パンチングメタルは、各実施形態のノズルに干渉しないように適宜変形されてもよい。要するに、塗工面において吐出装置に対向する面上の風圧を一定にするように、送風装置とパンチングメタルとは適宜変更されて用いることができる。
In the second to fifth embodiments, the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省力、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に、本願出願の当初の特許請求範囲に記載された発明を付記する。
[1]
成膜材料を吐出する吐出部と、
前記吐出部から吐出された前記成膜材料を、前記被成膜物に設定される塗工部に導く案内装置と
を具備することを特徴とする成膜装置。
[2]
前記案内装置は、前記成膜材料を前記塗工部に導く気流を形成する気流制御装置である
ことを特徴とする[1]に記載の成膜装置。
[3]
前記気流制御装置は、前記被成膜物に設定される未塗工部側から前記塗工部側に向かう気流を発生する塗り分け気流発生装置を具備する
ことを特徴とする[2]に記載の成膜装置。
[4]
前記塗り分け用気流発生装置は、送風装置である
ことを特徴とする[3]に記載の成膜装置。
[5]
前記塗り分け用気流発生装置は、送風する送風装置と、前記送風装置からの送風を受けて前記未塗工部側から前記塗工部側へ反射させる反射壁部を具備する
ことを特徴とする[2]に記載の成膜装置。
[6]
前記塗工部は、前記被成膜物において前記吐出部から前記被成膜物に向かう方向に沿う側面を備え、
前記気流調整装置は、前記被成膜物の前記側面に対向する位置に、前記吐出装置から前記被成膜物に向かう方向に沿う気流を発生させる回り込み気流発生装置を具備する
ことを特徴とする[2]に記載の成膜装置。
[7]
前記案内装置は、前記吐出部と前記被成膜物との間において、前記塗工部を挟んで一方に配置される第1の帯電体と、他方に配置される第2の帯電体を具備することを特徴とする[1]に記載の成膜装置。
[8]
前記第1の帯電体、または、前記第2の帯電体は、前記被成膜物に設定される未塗工部に、前記吐出部から前記被成膜物に向かう方向に沿って重なる位置に設置される
ことを特徴とする[7]に記載の成膜装置。
[9]
前記塗工部は、前記被成膜物において前記吐出部から前記被成膜物に向かう方向に沿う側面を備え、
前記第1帯電体、または、前記第2の帯電体は、前記被成膜物の前記側面側に配置される
ことを特徴とする[7]に記載の成膜装置。
[10]
前記案内装置が動作していない状態において、前記吐出部による前記被成膜物への前記成膜材料の塗布可能範囲は、内側に前記塗工部の全域を含む大きさに設定される
ことを特徴とする[1]に記載の成膜装置。
[11]
前記吐出部から前記被成膜物に向かう方向に沿って、前記塗工部に送風する送風装置と、
前記送風装置からの送風を整流する整流器と
を具備することを特徴とする[1]に記載の成膜装置。
[12]
前記整流器は、パンチングメタルである
ことを特徴とする[11]に記載の成膜装置。
Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various labor savings, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
The invention described in the initial claims of the present application will be appended below.
[1]
A discharge part for discharging a film forming material;
A guide device for guiding the film-forming material discharged from the discharge unit to a coating unit set on the film-forming object;
A film forming apparatus comprising:
[2]
The guide device is an airflow control device that forms an airflow that guides the film forming material to the coating unit.
The film-forming apparatus as described in [1] characterized by the above-mentioned.
[3]
The airflow control device includes a separate airflow generation device that generates an airflow from an uncoated portion side set to the film-forming object toward the coated portion side.
The film-forming apparatus as described in [2] characterized by the above-mentioned.
[4]
The separate airflow generation device is a blower device
The film-forming apparatus as described in [3] characterized by the above-mentioned.
[5]
The separate airflow generation device includes a blower that blows air and a reflection wall that receives the air blown from the blower and reflects the air from the uncoated portion to the coated portion.
The film-forming apparatus as described in [2] characterized by the above-mentioned.
[6]
The coating unit includes a side surface along a direction from the discharge unit toward the film formation object in the film formation object,
The airflow adjusting device includes a wraparound airflow generating device that generates an airflow along a direction from the discharge device toward the film formation object at a position facing the side surface of the film formation object.
The film-forming apparatus as described in [2] characterized by the above-mentioned.
[7]
The guide device includes a first charged body disposed on one side of the coating unit and a second charged body disposed on the other side of the coating unit between the discharge unit and the deposition target. The film forming apparatus according to [1], wherein:
[8]
The first charged body or the second charged body overlaps with an uncoated portion set on the film formation object along a direction from the discharge section toward the film formation object. Installed
The film-forming apparatus as described in [7] characterized by the above-mentioned.
[9]
The coating unit includes a side surface along a direction from the discharge unit toward the film formation object in the film formation object,
The first charged body or the second charged body is disposed on the side surface side of the film formation object.
The film-forming apparatus as described in [7] characterized by the above-mentioned.
[10]
In a state where the guide device is not in operation, a range in which the film forming material can be applied to the film formation by the discharge unit is set to a size including the entire area of the coating unit on the inside.
The film-forming apparatus as described in [1] characterized by the above-mentioned.
[11]
A blower that blows air to the coating part along the direction from the discharge part toward the film-forming object,
A rectifier for rectifying the air blown from the blower;
The film-forming apparatus as described in [1] characterized by comprising.
[12]
The rectifier is punching metal
The film-forming apparatus as described in [11] characterized by the above-mentioned.
10…成膜装置、60…吐出装置(吐出部)、90…気流制御装置(案内装置)、100…第1の送風装置(塗り分け気流発生装置)、106…反射壁部、110…第2の送風装置(回り込み気流発生装置)、140…未塗工部、150…塗工部、200…第1の帯電体(案内装置)、210…第2の帯電体(案内装置)、230…第1のパンチングメタル(整流器)、240…第2のパンチングメタル(整流器)、L…液(成膜材料)。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記吐出部に前記成膜材料を供給する供給装置と、
前記吐出部に供給された前記成膜材料に所定の電圧を印加する電圧印加装置と、
前記吐出部から吐出された前記成膜材料を、塗工部と、これに隣接する未塗工部とを同一面内に有する被成膜物の前記塗工部に導く案内装置と、
を具備し、
前記案内装置は、前記吐出部から吐出された前記成膜材料を前記塗工部に導く第1の気流を形成する第1の気流発生装置を有し、
前記第1の気流発生装置、前記吐出部はいずれも前記被成膜物に対して一方の側に配置され、
前記第1の気流は前記未塗工部から前記塗工部に向かって形成されることで前記成膜材料を前記未塗工部に導かず、かつ前記成膜材料を前記塗工部に導く
ことを特徴とする静電紡糸成膜装置。 A discharge part for discharging a film forming material;
A supply device for supplying the film forming material to the discharge unit;
A voltage application device for applying a predetermined voltage to the film forming material supplied to the ejection unit;
A guide device for guiding the film-forming material discharged from the discharge unit to the coating unit of the film-forming object having a coating unit and an uncoated part adjacent to the coating unit;
Comprising
The guide device includes a first air flow generation device that forms a first air flow that guides the film forming material discharged from the discharge unit to the coating unit,
The first airflow generation device and the discharge unit are both arranged on one side with respect to the film formation object,
The first air stream is formed from the uncoated part toward the coated part, so that the film forming material is not guided to the uncoated part and the film forming material is guided to the coated part. An electrospinning film forming apparatus.
ことを特徴とする請求項1に記載の静電紡糸成膜装置。 The electrostatic spinning film forming apparatus according to claim 1, wherein the first airflow generation device is a blower.
ことを特徴とする請求項1に記載の静電紡糸成膜装置。 The first airflow generation device includes a blower that blows air and a reflection wall that receives the air blown from the blower and reflects the air from the uncoated portion side to the coated portion side. The electrospinning film forming apparatus according to claim 1.
前記第2の気流発生装置、前記吐出部はいずれも前記成膜物に対して一方の側に配置され、
前記第2の気流は前記塗工部に接触しないように、前記第2の気流発生装置が配置された一方の側から他方の側に向かって形成されることで前記成膜材料を前記塗工部に導く
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちのいずれか1項に記載の静電紡糸成膜装置。 The guide device includes a second air flow generation device that forms a second air flow for guiding the film forming material to the coating unit,
The second airflow generation device and the discharge unit are both arranged on one side with respect to the film-formed product,
The second air stream is formed from one side where the second air stream generator is disposed to the other side so that the second air stream does not come into contact with the coating part, so that the coating material is applied to the coating material. The electrostatic spinning film forming apparatus according to claim 1, wherein the electrostatic spinning film forming apparatus is guided to a section.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の静電紡糸成膜装置。 In a state where the guide device is not in operation, a range in which the film forming material can be applied to the film formation by the discharge unit is set to a size including the entire area of the coating unit on the inside. electrospinning film forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized.
前記送風装置からの送風を整流する整流器と
を具備することを特徴とする請求項1乃至請求項5のうちのいずれか1項に記載の静電紡糸成膜装置。 Along the direction toward the film-forming material from the discharge portion, the air blowing device for blowing air to the coated portion and characterized by comprising a rectifier for rectifying the blown from the blower claims 1 to Item 6. The electrospinning film forming apparatus according to any one of Items 5 to 5 .
ことを特徴とする請求項6に記載の静電紡糸成膜装置。 The electrospinning film forming apparatus according to claim 6 , wherein the rectifier is a punching metal.
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