JP7028749B2

JP7028749B2 - 多層塗工装置

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Publication number: JP7028749B2
Application number: JP2018198856A
Authority: JP
Inventors: 敦渡邉; 賢司北島
Original assignee: Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2018-10-23
Filing date: 2018-10-23
Publication date: 2022-03-02
Anticipated expiration: 2038-10-23
Also published as: JP2020065963A; WO2020085088A1

Description

本発明は、基材に活物質を含むスラリーを塗工して電池用極板を製造するための多層塗工装置に関する。

例えば、特許文献１のように、電池用極板は、ロールツーロールで送られる基材に、活物質、バインダー、導電助剤及び溶媒を含むスラリーが塗工され、製造される。このようにして製造された電池用極板において、基材上に形成される活物質を含む層の厚さは、電池の充放電量に直接影響を与えることから、特に高容量型の電池（バッテリ）の場合、基材に塗工するスラリーの膜厚管理は非常に重要となる。つまり、スラリーは、基材の幅方向及び送り方向に沿って均一な厚さで塗工される必要がある。

また、特許文献２に示すように、基材にスラリーを塗布した後の乾燥する工程で溶媒と共にバインダーが塗膜表面上に浮き上がる過程でバインダーが偏在してしまいバインダーが希薄になった部分の結合力や塗膜と基材との間の結合力が低下してしまうことを防ぐため、乾燥後にバインダーが塗膜中に均一な分布となるように基材に近い層のバインダーの含有量を多くして、多層ダイを用いて一度に基材上にスラリーを多層で塗布する方法により、乾燥工程でのバインダーの偏在を低減し乾燥後のスラリー塗膜の結合力を確保する技術が公開されている。

特開平１１－２３３１０２号公報特開平１１－３３９７７２号公報

しかしながら特許文献２に示すように、多層ダイを用いて基材上にスラリーの層を積層する場合、流路中の層毎のスラリーの幅方向の分布は異なってしまう可能性があり、基材上に多層に積層されたスラリーの幅方向の膜厚分布を均一な厚さに調整することが困難になる可能性があった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、多層ダイを用いて基材上に平坦度の高い多層の塗膜層を形成することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の多層塗工装置は、スラリーを基材に同時に多層に塗布する多層塗工装置において、スラリーを前記基材に対して吐出する吐出口と、前記吐出口にスラリーを供給する、幅方向に長い複数の流路と、を有し、それぞれの前記流路を経由して前記吐出口から前記基材の表面にスラリーが層状に吐出されるように形成されたダイと、複数の前記流路にスラリーをそれぞれ供給する複数の供給手段と、を備え、スラリーを流出させ、もしくは流入させることにより前記吐出口からのスラリーの吐出量を調整する調整部が、少なくとも隣接する二つの層のスラリーを供給する二つの前記流路のうち、下側の層のスラリーを供給する前記流路に、前記幅方向にわたって複数設けられ、前記調整部は前記下側の層のスラリーを供給する前記流路のスラリーの前記幅方向の流量分布を調整することによって、隣接する二つの層のスラリー間の界面を前記幅方向に波打った形状の面にすることを特徴とする。

こうすることで、少なくとも一つの層のスラリーの幅方向の吐出量を調整部により調整
することにより、生産運転を止めることなく基材に塗布された多層膜全体の幅方向の厚み
分布を調整できる。そして、調整部は隣接する二つの層を供給する二つの流路のうち、下側の層のスラリーを供給する流路に設けられ、この流路のスラリーの幅方向の流量分布を調整することで、隣接する層間の界面を幅方向に波打った形状の面にする。これにより、隣接する層間の界面が平面ではなく幅方向に波打った形状になるため、界面での接触面積が増え、層間の密着性が向上させることができる。

また、前記調整部は一つの前記流路のみに設けられていてもよい。

全ての流路に調整部を設けることなく簡単な構成で多層状のスラリーの全体厚みを調整できる。

また、前記調整部は前記基材の表面に接する層のスラリーを供給する前記流路からスラリーを流出させることにより前記吐出口からのスラリーの吐出量を調整してもよい。

こうすることで、基材の表面に接する層の厚みを薄くする方向で層全体の厚み分布を調整することができる。

また、前記調整部は二つの層のスラリーを供給する前記流路にそれぞれ設けられていてもよい。

二つの層のスラリーの幅方向の厚み分布をそれぞれ調整することにより、相手側の厚み分布調整を加味した厚み分布調整ができるので、全体の厚み分布調整機能が向上する。また、どちらか一方の層のみ、または両方の層のいずれかを選択して調整できるのでスラリーや塗布条件に応じても調整できる。

また、前記二つの層のスラリーを供給するそれぞれの前記流路における前記調整部の配置は、一方の前記流路ともう一方の前記流路とで前記幅方向にずれていてもよい。

二つの層間で、それぞれの調整部の配置を幅方向にずらすことにより、幅方向の調整位置が増えるため、きめ細かな調整ができる。

また、前記調整部は隣接する二つの層のスラリーを供給する前記流路にそれぞれ設けられていてもよい。

隣接する層間で、それぞれ調整部からのスラリーの流出または流入のバランスを変えながら全体の層の幅方向の厚み分布を調整できる。こうすることで、隣接する層間の界面を平面ではなく波打った形状の面にすることができるので、界面での接触面積が増え、層間の密着性が向上する。

本発明によれば、多層ダイを用いて基材上に平坦度の高い多層の塗膜層を形成することができる。

本発明の実施例１の多層塗工装置を説明する図である。本発明の実施例１の多層ダイを説明する図である。本発明の実施例１の多層ダイを説明する図である。本発明の実施例１の多層ダイを説明する図である。本発明の実施例２の多層塗工装置を説明する図である。本発明の実施例２の多層塗工装置を説明する図である。本発明の実施例３の多層塗工装置を説明する図である。本発明の多層塗工装置に用いる多層ダイの別の形態を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本実施例の多層塗工装置の概略構成を示す説明図である。この多層塗工装置１は、ロールツーロールで送られる金属箔からなる基材２に、活物質、バインダー、導電助剤及び溶媒を含むスラリー３を塗布するための装置である。この多層塗工装置によれば、塗布したスラリー３を乾燥させることで基材２上に活物質を含む層が形成され、この基材２が所定形状に切断され電池用極板となる。基材２上に形成される活物質を含む層の厚さは、電池の充放電量に直接影響を与えることから、基材２に塗布するスラリー３の膜厚管理は非常に重要であり、この多層塗工装置１によれば、以下の実施形態において説明するように、スラリー３は、基材２の送り方向及び幅方向に沿って、塗膜全体の厚さが均一な厚さ、すなわち各層の合計の塗膜量が均一な塗膜量で多層状に塗布される。なお、基材２の幅方向は、基材２の送り方向に直交する方向であり、図１ではＹ軸方向である。
多層塗工装置１は、基材２の幅方向に沿って長く構成された多層ダイ１０と、この多層ダイ１０にスラリー３を供給する供給手段３０とを備えている。多層ダイ１０において、その長手方向を幅方向という。多層塗工装置１では、多層ダイ１０と水平方向、すなわち図１のＸ軸方向に対向するローラ５が設置されており、多層ダイ１０の幅方向とローラ５の回転中心線の方向とは平行である。基材２は、このローラ５に案内され、基材２と多層ダイ１０（後述の吐出口２０）との間隔（隙間）が一定に保たれ、この状態でスラリー３の塗布が行われる。

図２、図３を用いて本実施例の多層ダイ１０の一例を説明する。図２（Ａ）は、基材２の送り方向から見た多層ダイ１０の幅方向に直交する断面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のｃ矢視図を示す。また、図３（Ａ）に図２（Ａ）のａ矢視図を示す。また、図３（Ｂ）に、図２（Ａ）のｂ矢視図を示す。

本実施例の多層ダイ１０はスラリー３を二層の状態で基材２に塗布する。多層ダイ１０は、先細り形状である第一リップ１３ａを有する第一分割体１３と、先細り形状である第二リップ１４ａを有する第二分割体１４とを、これらの間に第一分割体１３側の第一シム板１５と、第二分割体１４側の第二シム板１６と、第一シム板１５と第二シム板１６の間に位置する仕切り板１７とを挟んで、組み合わせた構成からなる。

ここで、第一シム板１５と第二シム板１６とは本実施例では図４（Ａ）に示すように多層ダイ１０の幅方向に長く開口する凹型の切り欠き部を有する均一な厚みの平板であり、その平板の幅方向の外形寸法は、多層ダイ１０の幅方向の寸法に等しく、その平板の高さ方向の外形寸法は、多層ダイ１０の高さ方向の外形寸法に等しい。ここで、多層ダイ１０の高さ方向とは、図２（Ａ）においてＸ軸方向を指す。

また、仕切り板１７は図４（Ｂ）に示すような多層ダイ１０の幅方向及び高さ方向の寸法に等しい外形寸法を有する均一な厚みの平板である。

第一分割体１３には、図２（Ａ）に示すように、多層ダイ１０として組み合わされたときに内側となる面に、多層ダイ１０の幅方向に長く開口し、幅方向と直交する方向の断面形状が半円状のくぼみが設けられている。その開口寸法は、幅方向が第一シム板１５の凹型の切り欠き部の両側の側辺の間の寸法、すなわち図４（Ａ）に示す寸法Ｗに等しく、高さ方向が第一シム板１５の凹型の切り欠き部の高さ方向の寸法、すなわち図４の寸法Ｌよりも小さい寸法である。また、その開口の高さ方向の始まりの位置は、第一シム板１５の凹型の切り欠き部の底の位置に一致している。

上述の幅方向に長く開口するくぼみを有する第一分割体１３と第一シム板１５と仕切り板１７とが組み合わされることによって、第一分割体１３に設けられた開口を有するくぼみが第一シム板１５を挟んで仕切り板１７によって部分的に塞がれ、スラリー３を溜める空間である第一マニホールド１１が形成される。

また、第一シム板１５が第一分割体１３と仕切り板１７との間に挟まることにより第一分割体１３と仕切り板１７との間には第一マニホールド１１と連結する隙間が生じる。この隙間を第一スリット１８と呼ぶ。

同様にして第二分割体１４には、多層ダイ１０として組み合わされたときに内側となる面に、多層ダイ１０の幅方向に長く開口し、幅方向と直交する方向の断面形状が半円状のくぼみが設けられている。その開口寸法は、幅方向の寸法が第二シム板１６の凹型の切り欠き部の両側の側辺の間の寸法、すなわち図４（Ａ）に示す寸法Ｗに等しく、高さ方向が、第二シム板１６の凹型の切り欠き部の高さ方向の寸法、すなわち図４の寸法Ｌより小さい寸法である。また、その開口の高さ方向の始まりの位置は、第二シム板１６の凹型の切り欠き部の底の位置に一致している。

上述の幅方向に長く開口するくぼみを有する第二分割体１４と第二シム板１６と仕切り板１７とが組み合わされることによって、第二分割体１４に設けられた開口を有するくぼみが第二シム板１６を挟んで仕切り板１７によって部分的に塞がれ、スラリー３を溜める空間である第二マニホールド１２が形成される。

また、第二シム板１６が第二分割体１４と仕切り板１７との間に挟まることにより第二分割体１４と仕切り板１７との間には第二マニホールド１２と連結する隙間が生じる。この隙間を第二スリット１９と呼ぶ。

ここで、第一スリット１８と第二スリット１９とは、仕切り板１７を挟んで多層ダイ１０の高さ方向に平行に形成されている。第一シム板１５と第二シム板１６とは凹型の形状であり、第一スリット１８および第二スリット１９のそれぞれ第一マニホールド１１、第二マニホールド１２と連通する側と反対側の端部は開口となる。この開口を吐出口２０と呼ぶ。第一マニホールド１１に供給され第一スリット１８を通ったスラリーと第二マニホールド１２に供給され第二スリット１９を通ったスラリーとは吐出口２０から吐出される。吐出口２０は基材２と対向するように配置される。

第一マニホールド１１および第二マニホールド１２は、供給手段３０からそれぞれ供給されたスラリー３を溜めることができ、第一スリット１８および第二スリット１９は、第一マニホールド１１および第二マニホールド１２にそれぞれ溜められているスラリー３を、ロールツーロールで送られる基材２に対して吐出し、この基材２に対してスラリー３を連続的に二層で塗布することができる。ここで、第一マニホールド１１から第一スリット１８を通って吐出口２０までのスラリーの流路を第一流路と呼ぶ。また、第二マニホールド１２から第二スリット１９を通って吐出口２０までのスラリーの流路を第二流路と呼ぶ。

ここで、第一スリット１８の幅方向寸法は、図４（Ａ）に示す第一シム板１５の凹型の切り欠き部の内寸Ｗによって決定され、同様に第二スリット１９の幅方向寸法は、図４（Ａ）に示す第二シム板１６の凹型の切り欠き部の内寸Ｗによって決定される。上述したように本実施例では第一シム板１５と第二シム板１６とは同じ形状であるため、第一スリット１８の幅方向寸法と第二スリット１９の幅方向寸法は、同じ寸法である。また、スリットの厚み寸法はシム板の厚み寸法によって決定されるが、本実施例では第一シム板１５と第二シム板１６の厚みは同じ厚みであり、第一スリット１８と第二スリット１９のそれぞれのスリットの幅方向寸法と直交する方向の厚み方向寸法は同じ寸法であるため、第一スリット１８と第二スリット１９との流路の断面は同じ形状である。

また、多層ダイ１０は、第一流路２１にスラリー３を供給する第一流入部２３と、第二流路２２にスラリー３を供給する第二流入部２４とを有しており、第一流入部２３は、第一分割体１３の第二分割体１４と組み合わされる面と反対側の面の幅方向の中央部に第一マニホールド１１に連通するように設けられており、第二流入部２４は、第二分割体１４の第一分割体１３と組み合わされる面と反対側の面の幅方向の中央部に第二マニホールド１２に連通するように設けられている。

供給手段３０は、本実施例では、図１に示すように、第一流入部２３を経由して第一流路２１にスラリー３を供給する第一供給手段３１と、第二流入部２４を経由して第二流路２２にスラリー３を供給する第二供給手段３２と、を有し、第一供給手段３１により供給されたスラリー３は、第一流入部２３を経由して先ず第一マニホールド１１に溜められ、次に、第一スリット１８を通って吐出口２０から吐出される。第二供給手段３２により供給されたスラリー３は第二流入部２４を経由して第二マニホールド１２に溜められ、次に第ニスリット１９を通って吐出口２０から吐出される。

第一供給手段３１は、図３（Ａ）に示す第一流入部２３に一端部が接続されている第一流入パイプ３３と、図１に示すように、スラリー３を貯留している第一タンク３５と、第一タンク３５内のスラリー３を、第一流入パイプ３３を通じて多層ダイ１０へ供給するための図示しないポンプとを有している。以上より、第一供給手段３１は、第一マニホールド１１に第一流入部２３からスラリー３を供給することができる。

同様に第二供給手段３２は、図２（Ａ）に示す第二流入部２４に一端部が接続されている第二流入パイプ３４と、図１に示すように、スラリー３を貯留している第二タンク３６と、第二タンク３６内のスラリー３を、第二流入パイプ３４を通じて多層ダイ１０へ供給するための図示しないポンプとを有している。以上より、第二供給手段３２は、第二マニホールド１２に第二流入部２４からスラリー３を供給することができる。

このようにして、第一流入部２３に供給され第一流路２１を経由したスラリー３と、第二流入部２４に供給され第二流路２２を経由したスラリー３とを、吐出口２０から層状に吐出することで、基材２の表面に第一スリット１８および第二スリット１９の幅方向寸法と略同一の幅方向寸法のスラリー３を二層に塗布することができる。

また、多層ダイ１０には図示しない圧力センサが設けられており、この圧力センサは、第一マニホールド１１と第二マニホールド１２のそれぞれのスラリー３の内圧を計測する。そして、この計測結果に基づいて第一供給手段３１または第二供給手段３２によるスラリー３の供給が制御され、第一マニホールド１１および第二マニホールド１２のスラリー３のそれぞれの内圧が一定に保たれる。第一マニホールド１１および第二マニホールド１２で内圧がそれぞれ一定とされるスラリー３は、それぞれ第一スリット１８および第二スリット１９を通って吐出口２０から幅方向全長にわたって吐出され、また、前記圧力センサの計測結果に基づいて、吐出口２０から吐出されるスラリー３の量が変動しないように制御され、基材２上に塗布されるスラリー３の基材２の送り方向における塗膜の厚さが一定になる。また、図示しないが、第一流入パイプ３３および第二流入パイプ３４の途中にはスラリー３用のフィルタが設けられている。

多層ダイ１０の第二流路２２には、第二スリット１９を形成する第二分割体１４の第一分割体１３と組み合わされる面にスラリー３を多層ダイ１０の外部に流出させる調整部である流出部４１、４２，４３，４４が幅方向にわたって設けられている。流出部４１，４２，４３，４４は、図２（Ｂ）に示すように、第二スリット１９と多層ダイ１０の外部とを繋ぐ貫通孔と、貫通孔に接続されている流出パイプ５１，５２，５３，５４とからなる。これら流出部４１，４２，４３，４４から流出させたスラリー３は、回収タンク３７へ戻される。なお、回収タンク３７へ戻される途中に、図示しないがフィルタが設けられているのが好ましい。

さらに、本実施形態では、この流出部４１，４２，４３，４４それぞれには、流出部４１，４２，４３，４４から流出させるスラリー３の排出調整を行う調整手段が設けられている。具体的に説明すると、図２（Ｂ）に示すように、流出パイプ５１，５２，５３，５４それぞれに、前記調整手段としてバルブ６１，６２，６３，６４が接続されている。これらバルブ６１，６２，６３，６４それぞれは、流出部４１，４２，４３，４４それぞれから流出するスラリー３の流量を調整する機能を有している。なお、バルブ６１，６２，６３，６４それぞれは、流出部４１，４２，４３，４４それぞれから流出するスラリー３の圧力を調整してもよい。または、流出部４１，４２，４３，４４から回収タンク３７へスラリー３を戻す配管の途中に、スラリー３の流量管理（流出量調整）を行う機器（例えば、ポンプ）が設けられていてもよく、この場合、この機器が、流出部４１，４２，４３，４４から流出させるスラリー３の排出調整を行う調整手段として機能する。

このように、多層ダイ１０には、第二流路２２のスラリー３を吐出口２０以外の第二スリット１９から多層ダイ１０の外部へ流出させる流出部４１，４２，４３，４４が設けられていることから、第二流路２２を通るスラリー３の幅方向の流量分布を調整することができる。

また、この多層塗工装置１は、基材２上へ塗布したスラリー３全体の層の膜厚を測定するセンサ７１を備えている（図１参照）。ここでセンサ７１は、幅方向に沿って複数設けられていてもよい。センサ７１は、非接触式であり、基材２上のスラリー３の膜厚を、幅方向に沿って複数カ所、又は、幅方向の全長にわたって計測可能であり、計測結果は、多層塗工装置１が備えている制御装置（コンピュータ）７２に出力される。制御装置７２はセンサ７１からの計測結果に基づくフィードバック制御を行い、バルブ６１，６２，６３，６４の開度を調整する。つまり、スラリー３の全体の層の膜厚の計測結果に応じて、制御装置７２は、バルブ６１，６２，６３，６４それぞれに対して制御信号を出力し、バルブ６１，６２，６３，６４それぞれの開度を調整する。これにより、スラリー３の全体の層の膜厚を幅方向に一定に保つことが可能となる。また、生産中に第一流路２１または第二流路２２でのスラリー３の滞留等の理由により吐出口２０から吐出されるスラリー３の流量分布に変動が生じたとしても、上述のフィードバック制御により多層塗工装置１の運転を止めることなくスラリー３の全体の層の膜厚を幅方向だけでなく基材２の送り方向についても一定に保つことが可能となる。

上述のように、多層ダイ１０には、第二流路２２のスラリー３を吐出口２０以外から多層ダイ１０の外部へ流出させる流出部４１，４２，４３，４４を設けられていることから、第一流路２１または第二流路２２のスラリー３の幅方向の流量分布がばらつくことによって基材２に塗布されたスラリー３の層全体の幅方向の厚み分布にばらつきが生じたとしても第二流路２２の幅方向のスラリー３の分布を調整することによって、スラリー３の全体の層の膜厚を幅方向に一定に調整することができる。このように一つの流路にのみ調整部を設けるだけでも多層全体の膜厚を調整することができるので、全ての層に調整部を設けることなく簡単な装置構成にすることができる。

また、一般的にスラリー中のバインダー含有量が多くなれば基材との密着性は上がるが、乾燥中にバインダー成分の偏在等が起こりやすくなることより乾燥後のスラリーの層の強度が低下する。本実施例では、スラリー３を流出させて幅方向のスラリー３の流量分布を調整する調整部を基材２の表面に接する層側の流路である第二流路２２に設けている。これにより、基材２に接する層のスラリー３の幅方向の厚み分布のばらつきを小さくするように調整できるので、スラリー３を流出させる調整部を基材２に接する層の流路に設けないで他の層に設けている場合に比べて基材２の表面に接する層の厚みを薄く調整できる。上述のような乾燥後のスラリーの強度低下を低減するためには、たとえば、バインダーの偏析を考慮しつつ、基材に塗工される多層のスラリーの基材に接する層のバインダー含有量を他の層に比べて多くする構成が考えられる。本発明の多層塗工装置１を用いて、このバインダー量の多い層である基材に接する層に対してスラリーの量を減らす方向に調整することにより基材に塗工される全体のスラリーに含まれるバインダー量を必要最小限にしつつスラリーの層全体の幅方向の膜厚が均一なスラリーを塗工することができる。こうすることで基材表面とスラリーの層との密着力を上げると共にスラリーの層全体の強度低下を低減する優れた効果を得ることができる。

本実施例では、第二分割体１４の第一分割体１３と組み合わされる面にスラリー３を多層ダイ１０の外部に流出させる調整部である流出部４１、４２，４３，４４を設けているが、調整部は多層ダイ１０の外部からスラリー３を流入させる第二流入部であってもよいし、多層ダイ１０の外部からのスラリー３の流入と多層ダイ１０の外部へのスラリー３の流出とを切り替えられる調整部であってもよい。

また、調整部は第二スリット１９ではなく、第一スリット１８に設けられていてもよい。

ここで、多層ダイ１０のスラリー３を第一スリット１８と第二スリット１９を通じて基材２へと流す方向が水平方向となるように多層ダイ１０が設置されている場合について説明したが、多層ダイ１０の設置姿勢はこれ以外であってもよい。例えば、第一スリット１８と第二スリット１９とが鉛直方向に並んで配置される姿勢で多層ダイ１０は設置されていてもよく、この場合において、スラリー３を第一スリット１８と第二スリット１９とを通じて基材２へと流す方向が鉛直方向上向きとなるように多層ダイ１０が設置されていてもよい。

本発明の実施例２は、２つの層のスラリー３の幅方向の流量分布を調整する。実施例２の多層塗工装置１０１は、実施例１の多層塗工装置１の調整部が第一流路２１側にも設けられている。また、本発明の実施例２の多層塗工装置１０１の多層ダイ１１０の調整部は、実施例１の多層塗工装置１の調整部と異なり、スラリー３を多層ダイ１１０の外部に流出させるだけではなく、多層ダイ１１０の外部から流入させる働きもする。これについて、図５および図６を用いて説明する。ここで、図５に実施例２の多層塗工装置１０１の概略構成を示す。また、図６（Ａ）に図５のｄ矢視図を示す。尚、実施例１の多層塗工装置と同じ構造のものには同じ番号を付している。

第一流路２１のスリット１８を構成する第一分割体１３の面には、幅方向にスラリー３を多層ダイ１１０の外部に流出または多層ダイ１１０の外部からスラリー３を流入させる第一調整部１４５，１４６，１４７，１４８が設けられている。第一調整部１４５，１４６，１４７，１４８は、図６（Ａ）に示すように、第一スリット１８と多層ダイ１１０の外部とを繋ぐ貫通孔と、貫通孔に接続されている第一パイプ１５５，１５６，１５７，１５８とからなる。

また、第一調整部１４５，１４６，１４７，１４８それぞれには、第一スリット１８から流出または第一スリット１８に流入させるスラリー３の量の調整を行う調整手段が設けられている。具体的に説明すると、図６（Ａ）に示すように、第一パイプ１５６，１５７，１５８，１５９それぞれに、前記調整手段として第一バルブ１６５，１６６，１６７，１６８が接続されている。これら第一バルブ１６５，１６６，１６７，１６８それぞれは、第一調整部１４５，１４６，１４７，１４８それぞれから流出またはそれぞれに流入するスラリー３の流量を調整する機能を有している。なお、第一バルブ１６５，１６６，１６７，１６８それぞれは、第一調整部１４５，１４６，１４７，１４８それぞれから流出またはそれぞれに流入するスラリー３の圧力を調整してもよい。

そして、第一バルブ１６５，１６６，１６７，１６８には第一供給手段３１からスラリー３を第一調整部１４５，１４６，１４７，１４８それぞれに供給する第一調整スラリー供給流路１３１と第一調整部１４５，１４６，１４７，１４８それぞれから流出させたスラリー３を回収タンク３７に排出する第一調整スラリー排出流路１３５と切換える第一切換バルブ１７５，１７６，１７７，１７８とがそれぞれ接続されている。第一切換バルブ１７５，１７６，１７７，１７８をそれぞれ切換えることにより第一調整部１４５，１４６，１４７，１４８から第一流路２１にスラリー３を流入させる、もしくは第一流路２１を流れるスラリー３を第一調整部１４５，１４６，１４７，１４８から流出させることをそれぞれ選択できる。

同様に、第二流路２２のスリット１９を構成する第二分割体１４の面には、幅方向にスラリー３を多層ダイ１１０の外部に流出または多層ダイ１１０の外部からスラリー３を流入させる第二調整部１４１，１４２，１４３，１４４が設けられている。第二調整部１４１，１４２，１４３，１４４は、図６（Ａ）に示すように、第二スリット１９と多層ダイ１１０の外部とを繋ぐ貫通孔と、貫通孔に接続されている第二パイプ１５１，１５２，１５３，１５４とからなる。

また、第二調整部１４１，１４２，１４３，１４４それぞれには、第二スリット１９から流出または第二スリット１９に流入させるスラリー３の量の調整を行う調整手段が設けられている。具体的に説明すると、図６（Ａ）に示すように、第二パイプ１５１，１５２，１５３，１５４それぞれに、前記調整手段として第二バルブ１６１，１６２，１６３，１６４が接続されている。これら第二バルブ１６１，１６２，１６３，１６４それぞれは、第二調整部１４１，１４２，１４３，１４４それぞれから流出またはそれぞれに流入するスラリー３の流量を調整する機能を有している。なお、第二バルブ１６１，１６２，１６３，１６４それぞれは、第二調整部１４１，１４２，１４３，１４４それぞれから流出またはそれぞれに流入するスラリー３の圧力を調整してもよい。

そして、第二バルブ１６１，１６２，１６３，１６４には第二供給手段３２からスラリー３を第二調整部１４１，１４２，１４３，１４４それぞれに供給する第二調整スラリー供給流路１３２と第二調整部１４１，１４２，１４３，１４４それぞれから流出させたスラリー３を回収タンク３７に排出する第二調整スラリー排出流路１３６と切換える第二切換バルブ１７１，１７２，１７３，１７４とがそれぞれ接続されている。第二切換バルブ１７１，１７２，１７３，１７４をそれぞれ切換えることにより第二調整部１４１，１４２，１４３，１４４から第二流路２２にスラリー３を流入させる、もしくは第二流路２２を流れるスラリー３を第二調整部１４１，１４２，１４３，１４４から流出させることをそれぞれ選択できる。

このように、多層ダイ１１０には、第一流路２１のスラリー３を吐出口２０以外の第一スリット１８から多層ダイ１１０の外部へ流出または多層ダイ１１０の外部から第一流路２１の第一スリット１８にスラリー３を流入させる第一調整部１４５，１４６，１４７，１４８と、第二流路２２のスラリー３を吐出口２０以外の第二スリット１９から多層ダイ１１０の外部へ流出または多層ダイ１１０の外部から第二スリット１９にスラリー３を流入させる第二調整部１４１，１４２，１４３，１４４とが設けられていることから、第一流路２１または第二流路２２のスラリー３の幅方向の流量分布をそれぞれ自由に調整出来る。

こうすることで二つの層のスラリーの幅方向の厚み分布をそれぞれ調整することにより、相手側の厚み分布調整を加味した厚み分布調整ができるので、全体の厚み分布調整機能が向上する。また、どちらか一方の層のみ、または両方の層のいずれかを選択して調整できるのでスラリーや塗布条件に応じても調整できる。

また隣接した二層のそれぞれの流路のスラリーの幅方向の流量分布を調整する場合、たとえば、第一流路２１の第一調整部１４５と１４７から第一流路２１を流れるスラリー３を多層ダイ１１０の外部へ流出させる調整をし、第一調整部１４６と１４８からスラリー３を多層ダイ１１０の外部から第一流路２１に流入させる調整をし、更にこれらと幅方向に同じ位置にある第二流路２２の第二調整部１４１と１４３から第二流路２２を流れるスラリー３を多層ダイ１１０の外部へ流出させ、第二調整部１４２と１４４からスラリー３を多層ダイ１１０の外部から第二流路２２に流入させる調整をすることで、図６（Ｂ）に示すように基材２に塗布されたスラリーの３の基材２側の層と反対側の層の間の界面を平面ではなく基材２の幅方向に波打った形状の面にすることができる。こうすることにより塗布された二層間の界面の接触面積が増え、層間の接着力を上げることができる。

本発明の実施例３の多層塗工装置２０１は、実施例２の多層塗工装置１０１で説明した図５の概略構成とほぼ同じである。実施例３の多層塗工装置２０１は、２つの層のそれぞれの流路に設けられている調整部の位置が幅方向にそれぞれずれていることが実施例２の多層塗工装置１０１と異なる。これについて図７（Ａ）にて説明する。図７（Ａ）は実施例２の多層塗工装置１０１の説明で使用した図５のｄ矢視図を示す。

第二流路２２に側には第二調整部２４１，２４２，２４３，２４４が幅方向に設けられており、第一流路側には幅方向において、第二流路の第二調整部２４１と２４２との間に位置する第一調整部２４５と、第二流路の第二調整部２４２と２４３との間に位置する第一調整部２４６と、第二流路の調整部２４３と２４４との間に位置する第一調整部２４７とが設けられている。

ここで第一調整部２４１，２４２，２４３，２４４と第二調整部２４５，２４６，２４７とはそれぞれ幅方向の異なった位置のスラリー３の流量を調整することができることより、全体の層の幅方向の調整箇所が増えるため、吐出口２０から吐出される全体の層の幅方向のスラリーの流量を実施例２で説明した２つの層間の調整部が幅方向に同じ位置で対向しているような位置関係にある場合に比べて幅方向の調整箇所が増えるので、一つの流路において調整部の数を増やさなくてもきめ細かな調整ができる。また、サイズ的に一つの流路に並べることができる調整部の数を超えて幅方向に高い分解能で流量調整を行うことができる。

たとえば、実施例２で説明した隣接した二層間の接着力を上げる調整においても、本実施例での多層塗工装置２０１を用いて多層塗工した場合、調整部の数量は実施例２に比べて１箇所少ないながらも幅方向の調整箇所は４か所から７か所に増えているので、たとえば吐出口２０から吐出されるスラリー３の全体の量を一定にしながら、第一調整部２４１，２４２，２４３，２４４と第二調整部２４５，２４６，２４７との全ての調整部からスラリー３を多層ダイ２１０に流入させるような調整をした場合、図７（Ｂ）に示すように二層間の界面の波型形状を実施例２の多層塗工装置１０１で基材２上に多層塗工した状態を示した図６（Ｂ）の状態に比べて細かくできる。これにより調整部の幅方向の位置を二層間で幅方向にずらすことにより実施例２のような調整部の幅方向の位置が二層間で同じ場合に比べて界面の接触面積を増やし隣接する二層間の接着力を向上させることができる。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。たとえば、本発明の多層塗工装置は二層以上の多層塗工装置に用いてもよい。その場合、調整部は多層のどこかの層の流路に設けれていればよく、調整する層の数は問われない。たとえば、調整部は一層の流路にのみ設けられていてもよく全ての層の流路に設けられていてもよい。

たとえば、実施例１において、多層ダイは３層以上でもよく、調整部は基材２の表面に接する層のスラリー３が流れる流路以外の流路に設けられていてもよい。

また、調整部は実施例２または３で説明しような隣接する二層のスラリーが流れる流路ではなく、間に調整部が設けられていない層を挟んだ２つの層のスラリーが流れる流路に設けられていてもよい。

また、本実施例では第一分割体１３、第二分割体１４、第一シム板１５、第二シム板１６、仕切り板１７を用いて第一流路２１と第二流路２２とを形成したが、流路の形成方法はこれに限らず、多層ダイの内部に幅方向に長い複数の流路が形成されていればよい。たとえば図８に示すような、幅方向に長い中実の直方体を幅方向に直交する方向からくり抜き複数の溝を設けたブロックを用いてスラリーが流れる複数の流路を設けた多層ダイでもよい。ここで図８は、幅方向（Ｙ軸方向）に長い多層ダイ３１０の幅方向に直交する方向から見た断面図を示す。図８に示す多層ダイ３１０にはスラリーが流れる２つの流路が設けられている。多層ダイ３１０は、幅方向に長いブロック３１１と図示しないブロック３１１の幅方向の両端面を塞ぐ側板とで構成されている。ここでブロック３１１にはその幅方向の両端面に貫通する、貫通穴３１２，３１３と貫通溝３１４、３１５，３１６とが設けられている。ここで貫通溝３１４の一方の端は貫通穴３１２に連通し、貫通溝３１５の一方の端は貫通穴３１３に連通している。また、貫通溝３１４，３１５の貫通穴３１２，３１３と連通する方と反対側の端は貫通溝３１６の一方の端に連通している。貫通溝３１６の貫通溝３１４，３１５と連通する方と反対側の端はブロック３１１の幅方向の面、図８ではＸ軸方向の下面に連通している。貫通穴３１２が図示しない側板でふさがれてできる空間が第一マニホールド３２２であり、貫通穴３１３が図示しない側板によってふさがれてできる空間が第二マニホールド３２３である、また貫通溝３１４，３１５，３１６が、図示しない側板によってふさがれてできる空間が第一スリット３２４，第二スリット３２５，合流スリット３２６である。貫通溝３１６がブロック３１１の幅方向の面に連通する部分と図示しない側板とで構成される開口が吐出口３３０である。多層ダイ３１０にはブロック３１１の幅方向に長い面から第一マニホールド３２２，第二マニホールド３２３にそれぞれ連通するスラリーを流入する流入口３２７，３２８が設けられている。このような構成により、多層ダイ３１０には、流入口３２７から第一マニホールド３２２に供給されたされたスラリーが第一スリット３２４，合流スリット３２６を通って吐出口３３０から吐出される第一流路３３１と、流入口３２８から第二マニホールド３２３に供給されたされたスラリーが第二スリット３２５、合流スリット３２６を通って吐出口３３０から吐出される第二流路３３２との２つの流路が設けられており、第二流路３３２の第二スリット３２５には調整部３３３が設けられている。

また、たとえば図８に示すような吐出口の手前の多層ダイの内部で複数のスラリーの流路が合流する多層ダイでもよい。

また、調整部は多層ダイ内部の幅方向に広い流路に設けられていればよく、本実施例で説明したようなスリットに設けるのではなくマニホールドに設けてもよいし、スリットの途中にセカンドマニホールドを設けてそのセカンドマニホールドに調整部を設けてもよい。

また、調整部から流出させたスラリーを排出タンクに排出させるのではなく供給タンクに戻してもよい。その場合、戻す径路にはフィルターが設けられていることが望ましい。

１多層塗工装置
２基材
３スラリー
５ローラ
１０多層ダイ
１１第一マニホールド
１２第二マニホールド
１３第一分割体
１３ａ第一リップ
１４第二分割体
１４ａ第二リップ
１５第一シム板
１６第二シム板
１７仕切り板
１８第一スリット
１９第二スリット
２０吐出口
２１第一流路
２２第二流路
２３第一流入部
２４第二流入部
３０供給手段
３１第一供給手段
３２第二供給手段
３３第一流入パイプ
３４第二流入パイプ
３５第一タンク
３６第二タンク
３７回収タンク
４１，４２，４３，４４流出部
５１，５２，５３，５４流出パイプ
６１，６２，６３，６４バルブ
７１センサ
７２制御装置
１０１多層塗工装置
１１０多層ダイ
１３１第一調整スラリー供給流路
１３５第一調整スラリー排出流路
１３６第二調整スラリー排出流路
１６１第二バルブ
１６５第一バルブ
１４１，１４２，１４３，１４４第二調整部
１４５，１４６，１４７，１４８第一調整部
１５１，１５２，１５３，１５４第二パイプ
１５５，１５６，１５７，１５８第一パイプ
１５６，１５７，１５８，１５９第一パイプ
１６１，１６２，１６３，１６４第二バルブ
１６５，１６６，１６７，１６８第一バルブ
１７１，１７２，１７３，１７４第二切換バルブ
１７５，１７６，１７７，１７８第一切換バルブ
２０１多層塗工装置
２４１，２４２，２４３，２４４第二調整部
２４５，２４６，２４７第一調整部
３１０多層ダイ
３３０吐出口
３３１第一流路
３３２第二流路
３３３調整部

Claims

スラリーを基材に同時に多層に塗布する多層塗工装置において、
スラリーを前記基材に対して吐出する吐出口と、
前記吐出口にスラリーを供給する、幅方向に長い複数の流路と、を有し、
それぞれの前記流路を経由して前記吐出口から前記基材の表面にスラリーが層状に吐出されるように形成されたダイと、
複数の前記流路にスラリーをそれぞれ供給する複数の供給手段と、を備え、
スラリーを流出させ、もしくは流入させることにより前記吐出口からのスラリーの吐出量を調整する調整部が、少なくとも隣接する二つの層のスラリーを供給する二つの前記流路のうち、下側の層のスラリーを供給する前記流路に、前記幅方向にわたって複数設けられ、
前記調整部は前記下側の層のスラリーを供給する前記流路のスラリーの前記幅方向の流量分布を調整することによって、隣接する二つの層のスラリー間の界面を前記幅方向に波打った形状の面にすることを特徴とする、多層塗工装置。
前記調整部は一つの前記流路のみに設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の多層塗工装置。
前記調整部は前記基材の表面に接する層のスラリーを供給する前記流路からスラリーを流出させることにより前記吐出口からのスラリーの吐出量を調整することを特徴とする、請求項１または２に記載の多層塗工装置。
前記調整部は二つの層のスラリーを供給する前記流路にそれぞれ設けられていることを特徴とする、請求項１または３に記載の多層塗工装置。
前記二つの層のスラリーを供給するそれぞれの前記流路における前記調整部の配置は、一方の前記流路ともう一方の前記流路とで前記幅方向にずれていることを特徴とする、請求項４に記載の多層塗工装置。
前記調整部は隣接する二つの層のスラリーを供給する前記流路にそれぞれ設けられていることを特徴とする、請求項４または５に記載の多層塗工装置。