KR101859278B1 - 도공 장치 및 도공 방법 - Google Patents

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Abstract

(과제) 반송 속도를 바꾸지 않고 건조 시간을 변화시켜 다양한 도공 조건에 대응할 수 있는, 우수한 가동률로, 게다가 안정적인 품질로 기재 상에 도공막을 형성한다.
(해결 수단) 장척 띠상의 기재를 그 길이 방향으로 반송하는 반송부와, 반송부에 의해 반송되는 기재에 도공막을 도포하는 도포부와, 반송부에 의해 도포부로부터 반송되어 오는 기재를 가열하여 도공막을 건조시키는 건조부와, 건조부 내에 있어서의 기재의 반송 경로의 길이를 변경하는 경로 길이 변경부를 구비하고 있다.

Description

도공 장치 및 도공 방법{COATING APPARATUS AND COATING METHOD}
이 발명은, 장척 (長尺) 띠상의 기재를 그 길이 방향으로 반송하면서 도포부에서 기재 상에 도공막을 도포함과 함께 도공막이 형성된 기재를 건조부에서 가열하여 도공막을 건조시키는 도공 장치 및 도공 방법에 관한 것이다.
이러한 종류의 도공 장치로는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2014-184364호에 기재된 장치가 알려져 있다. 이 장치에서는, 권출기로부터 권출한 기재 (예를 들어, 금속박) 가 반송 롤러에 의해 권취기로 반송되고, 당해 권취기에 의해 권취된다. 이렇게 하여 길이 방향으로 반송되는 기재에 대해 전극 재료 (예를 들어, 활물질을 함유하는 페이스트) 의 도공막이 도포된 후, 당해 도공막이 건조부에 의해 건조된다. 이와 같은 일련의 도공 프로세스에 의해 기재에 대한 도공막의 형성이 행해지고 있다.
그런데, 기재의 종류, 도공막의 종류나 패턴 등의 도공 조건이 바뀌면, 그에 따라 건조부에 의한 건조 시간의 변경이 필요해지는 경우가 있다. 이 경우, 상기 종래 장치에서는, 반송 속도의 변경에 따라 건조부 안을 기재가 통과하는 시간, 요컨대 건조 시간을 변경하고 있다. 따라서, 이 반송 속도의 변경에 따라서 도포부에서의 도포 처리나 권취기에서의 권취 조건 등을 변경 후의 반송 속도에 맞춰 재조정할 필요가 있다.
이와 같은 재조정은 로스 타임의 발생 요인이 되어, 장치의 가동률의 저하를 초래하고 있다. 또, 조정 빈도가 많아짐으로써 도공 프로세스가 불안정해져, 최종 제품의 품질 저하를 초래하는 경우도 있었다.
이 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 반송 속도를 바꾸지 않고 건조 시간을 변화시켜 다양한 도공 조건에 대응할 수 있는, 우수한 가동률로, 게다가 안정적인 품질로 기재 상에 도공막을 형성할 수 있는 도공 장치 및 도공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 발명의 일 양태는, 도공 장치로서, 장척 띠상의 기재를 그 길이 방향으로 반송하는 반송부와, 반송부에 의해 반송되는 기재에 도공막을 도포하는 도포부와, 반송부에 의해 도포부로부터 반송되어 오는 기재를 가열하여 도공막을 건조시키는 건조부와, 건조부 내에 있어서의 기재의 반송 경로의 길이를 변경하는 경로 길이 변경부를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
또, 이 발명의 다른 양태는, 장척 띠상의 기재를 그 길이 방향으로 반송하면서 도포부에서 기재 상에 도공막을 도포함과 함께 건조부에서 도공막이 형성된 기재를 가열하여 도공막을 건조시키는 도공 방법으로서, 건조부 내에 있어서의 기재의 반송 경로의 길이를 변경하여 건조 시간을 변화시키는 것을 특징으로 하고 있다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 건조부 내를 반송되는 기재가 가열되어 도공막이 건조된다. 그리고, 건조부 내에 있어서의 기재의 반송 경로의 길이가 변경됨으로써 건조 시간이 변화한다. 이와 같이 기재가 반송되는 속도를 변경하지 않고, 건조 시간을 변화시키는 것이 가능하다. 따라서, 다양한 도공 조건에 대응할 수 있으며, 우수한 가동률로, 게다가 안정적인 품질로 기재 상에 도공막을 형성할 수 있다.
도 1 은 본 발명에 관련된 도공 장치의 일 실시형태의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 2 는 도 1 의 도공 장치에 형성되는 반송부의 일부 그리고 건조부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3a 는 도 2 의 건조부에 있어서의 가열 영역의 전환 기구의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3b 는 전환 기구에 의한 가열 영역의 전환 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 4 는 도 1 의 도공 장치의 주요한 전기적 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5a 는 건조 시간의 변경 전에 있어서의 건조부 및 반송부의 동작의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 5b 는 건조 시간의 변경 동작 중에서의 건조부 및 반송부의 동작의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 5c 는 건조 시간의 변경 후에 있어서의 건조부 및 반송부의 동작의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 1 은 본 발명에 관련된 도공 장치의 일 실시형태의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 또한, 도 1 및 이후의 각 도면에는, 방향 관계를 명확하게 하기 위해, Z 축 방향을 연직 방향으로 하고, XY 평면을 수평면으로 하는 XYZ 직교 좌표계가 부여되어 있다. 또, 도 1 및 이후의 각 도면에 있어서, 이해를 용이하게 하기 위해, 필요에 따라 각 부의 치수나 수가 과장 또는 간략화되어 그려져 있다.
도공 장치 (1) 는, 띠상 기재를 소정의 반송 방향으로 반송하면서 기재의 표면에 활물질 재료를 함유하는 도포액을 토출하여 기재 상에 도공막을 도포함과 함께 건조부에 의해 도공막을 건조시킴으로써, 리튬 이온 이차 전지의 전극을 제조하는 것이다. 도공 장치 (1) 에서는, 상기 도공막을 도포하기 위해 도포부 (10) 가 형성되고, 기재 상의 도공막을 건조시키기 위해 건조부 (20) 가 형성되고, 기재 반송을 위해 반송부 (30) 가 형성되어 있다.
본 실시형태에서는, 기재 (40) 로서, 리튬 이온 이차 전지의 집전체로서 기능하는 띠상의 금속박이 사용되고 있다. 여기에서는, 기재 (40) 의 형상은 장척의 시트상으로 되어 있다. 또, 기재 (40) 의 폭 및 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 기재 (40) 의 폭은 600 ㎜ ∼ 700 ㎜ 로 할 수 있고, 기재 (40) 의 두께는 10 ㎛ ∼ 20 ㎛ 로 할 수 있다. 또, 도공 장치 (1) 에 있어서, 리튬 이온 이차 전지의 정극이 제조되는 경우, 기재 (40) 로서, 예를 들어 알루미늄박 (Al) 을 사용할 수 있다. 한편, 부극이 제조되는 경우, 기재 (40) 로서, 예를 들어 동박 (Cu) 을 사용할 수 있다.
이와 같은 띠상의 기재 (40) 를 반송하기 위해, 반송부 (30) 는, 다음과 같이 구성되어 있다. 반송부 (30) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 권출 롤러 (31) 와 권취 롤러 (32) 를 가지고 있다. 그리고, 반송부 (30) 는, 장치 전체를 제어하는 제어부 (50) (도 4) 로부터의 회전 지령에 따라 구동 모터 (31a) 를 회전시킴으로써, 도 1 중의 화살표 AR1 로 나타내는 바와 같이, 권출 롤러 (31) 로부터 기재 (40) 를 도포부 (10) 로 송출한다. 또, 반송부 (30) 는, 제어부 (50) 로부터의 회전 지령에 따라 구동 모터 (32a) 를 회전시킴으로써, 도 1 중의 화살표 AR3 으로 나타내는 바와 같이, 건조부 (20) 에서 열 처리를 받은 기재 (40) 가 반출 롤러 (36) 를 통해 권취 롤러 (32) 에 의해 권취된다. 이와 같이 본 실시형태에서는, 2 개의 구동 모터 (31a, 32a) 를 동기하여 구동시킴으로써 기재 (40) 를 원하는 반송 속도 (Vc) 로 반송할 수 있게 되어 있다.
또, 반송부 (30) 는, 도 1 중의 화살표 AR2 로 나타내는 바와 같이, 도포부 (10) 에서 도포 처리를 받은 기재 (40) 를 수평 자세인 채로 반입 롤러 (33) 로부터 건조부 (20) 로 반송한다. 이 건조부 (20) 에서는 2 종류의 롤러, 요컨대 반송 롤러 (34) 및 플로팅 롤러 (35) 가 형성되어 있으며, 이들 롤러 (34, 35) 에 의해 기재 (40) 는 건조부 (20) 의 내부를 통과한다. 또한, 건조부 (20) 에서는, 플로팅 롤러 (35) 를 연직 방향 Z 로 이동할 수 있는 가동 롤러로 하고, 연직 방향 Z 에 있어서의 플로팅 롤러 (35) 의 위치 결정에 의해 기재 (40) 의 반송 경로의 길이를 변경한다. 이로써, 건조부 (20) 에서 실행되는 건조 처리의 시간을 변화시키는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 이 점에 대해서는 이후에 상세히 서술한다.
도포부 (10) 는, 전극 재료로서 사용되는 활물질의 도포액을 노즐 (11) 로부터 백업 롤러 (12) 에 감겨 걸린 기재 (40) 에 도포함으로써, 기재 (40) 상에 도공막을 형성한다. 보다 구체적으로는, 노즐 (11) 은, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 백업 롤러 (12) 와 대향하는 위치에 배치되어 있다. 노즐 (11) 의 선단에는, 기재 (40) 의 폭 방향 (도 1 의 지면에 대해 수직인 방향) 을 따른 슬릿상의 토출구 (도시 생략) 가 형성되어 있다. 그리고, 당해 토출구로부터 도포액이 백업 롤러 (12) 에 가압 지지된 기재 (40) 를 향하여 토출된다. 이로써, 기재 (40) 에 도공막 (도 2 중의 부호 60) 이 도포된다. 그리고, 도공막을 연직 상방을 향한 수평 상태에서 기재 (40) 는 반입 롤러 (33) 를 통해 건조부 (20) 로 반송된다.
도 2 는 도 1 의 도공 장치에 형성되는 반송부 (30) 의 일부 그리고 건조부 (20) 의 구성을 나타내는 도면이다. 또, 도 3a 는 도 2 의 건조부에 있어서의 가열 영역의 전환 기구의 구성을 나타내는 도면이고, 도 3b 는 전환 기구에 의한 가열 영역의 전환 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다. 또, 도 4 는 도 1 의 도공 장치의 주요한 전기적 구성을 나타내는 블록도이다.
건조부 (20) 는, 그 내부가 2 장의 구획 부재 (211, 212) 에 의해 3 개의 건조실 (221 ∼ 223) 로 나누어진 케이싱 (21) 을 가지고 있다. 이들 3 개의 건조실 (221 ∼ 223) 은, 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이 X 방향으로 배열되어 있다. 이 케이싱 (21) 의 (-X) 측면에는 도포부 (10) 로부터 반송되어 오는 기재 (40), 요컨대, 그 표면 (41) 에 도공막 (60) 이 도포된 기재 (40) 를 제 1 건조실 (221) 로 반입하기 위한 반입구 (213) 가 형성되는 한편, (＋X) 측면에는 건조부 (20) 에 의한 건조 처리를 받은 기재 (40) 를 제 3 건조실 (223) 로부터 반출하기 위한 반출구 (214) 가 형성되어 있다. 또, 반입구 (213) 와 반출구 (214) 사이에 위치하도록, 각 구획 부재 (211, 212) 에는, 반송 롤러 (34) 에 의해 기재 (40) 를 반송하기 위한 통로가 형성되어 있다. 그리고, 반입구 (213), 통로 및 반출구 (214) 를 통해 기재 (40) 가 건조실 (221 ∼ 223) 의 배열 순서로 각 건조실 (221 ∼ 223) 을 통과할 수 있게 되어 있다.
이와 같이 구성된 케이싱 (21) 의 내부에서는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 반입구 (213) 의 근방 위치, 구획 부재 (211, 212) 에 형성된 관통공 및 반출구 (214) 의 근방 위치의 각각에 반송 롤러 (34) 가 배치되어 있다. 이들 반송 롤러 (34) 는, 도공막 (60) 이 형성되어 있지 않은 기재 이면 (42) 에 대향하여 직접 접촉하면서 기재 (40) 를 반송 방향 X 로 반송한다.
또, 건조실 (221 ∼ 223) 의 각각에 플로팅 롤러 (35) 가 배치되어 있다. 각 플로팅 롤러 (35) 는 중공의 에어 취출 (吹出) 드럼으로, 그 하방측의 약 반원통 벽면에는 기체 토출공 (354) 이 다수 형성되어 있다. 플로팅 롤러 (35) 에는 블로어 (355) (도 4) 가 연통되어 있다. 그리고, 제어부 (50) 로부터의 동작 지령에 따라 블로어 (355) 가 작동하면, 에어 등의 기체가 각 기체 토출공 (354) 으로부터 토출되어, 분사되는 기체에 의해 기재 (40) 의 장력과 밸런스를 맞추면서 기재 (40) 를 부상시킨다. 또한, 플로팅 롤러 (35) 의 구성 및 동작에 대해서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평5-31430호, 일본 공개특허공보 2001-310148호 등에 상세하게 기재되어 있기 때문에, 여기에서는 플로팅 롤러 (35) 의 상세한 구성 설명을 생략하고 있다. 또, 이하의 설명에 있어서, 각 건조실 (221 ∼ 223) 에 형성된 플로팅 롤러 (35) 를 구별할 때에는, 각각 「플로팅 롤러 (351)」, 「플로팅 롤러 (352)」, 「플로팅 롤러 (353)」라고 칭한다.
이들 플로팅 롤러 (351 ∼ 353) 는, 각각 건조실 (221 ∼ 223) 에 있어서 연직 방향 Z 로 독립적으로 자유롭게 승강할 수 있게 되어 있으며, 승강 기구 (356) 와 접속되어 있다. 그리고, 제어부 (50) 로부터의 승강 지령에 따라 승강 기구 (356) 가 작동하면, 플로팅 롤러 (351) 는 건조실 (221) 내에서 승강되어, 원하는 높이 위치로 위치 결정된다. 이 플로팅 롤러 (351) 의 승강 이동에 동기하여 플로팅 롤러 (351) 의 상류측 및 하류측에서의 반송 속도에 차이를 줌으로써, 기재 (40) 는 플로팅 롤러 (351) 의 롤러 표면으로부터 일정한 간격만큼 부상된 채로 플로팅 롤러 (351) 의 승강 동작에 추종한다. 그 결과, 건조실 (221) 에서의 기재 (40) 의 반송 경로는 변경되고, 그에 수반하여 반송 길이도 변경된다. 또한, 승강 동작이 정지됨과 함께 플로팅 롤러 (351) 의 상류측 및 하류측에서의 반송 속도가 동일한 값으로 되돌아가면, 변경 후의 반송 경로로 기재 (40) 가 반송된다.
또, 그 밖의 플로팅 롤러 (352, 353) 에 대해서도, 플로팅 롤러 (351) 와 동일하게 하여, 각각 건조실 (222, 223) 내에서 위치 결정되어 반송 길이를 변경할 수 있게 되어 있다. 이와 같이 본 실시형태에서는, 건조실 (221 ∼ 223) 내에서의 반송 길이를 각각 독립적으로 조정할 수 있게 되어 있다.
건조실 (221 ∼ 223) 내에서 플로팅 롤러 (351 ∼ 353) 가 승강하는 범위, 요컨대 반송 경로가 변경되는 범위에 대응하여 복수의 노즐 (23) 이 배치 형성되어 있다. 보다 상세하게는, 도 3a 에 나타내는 바와 같이, 기재 (40) 의 반송 경로가 되는 건조실 (221) 의 내부 공간 (241) 이 X 방향 사이에 위치하도록 1 쌍의 노즐 (23) 이 3 세트 형성되어 있다. 이들 3 세트의 노즐쌍 (노즐 (23, 23)) 은 연직 방향 Z 에 있어서 서로 상이한 높이 위치에서 케이싱 (21) 의 내벽 및 구획 부재 (211) 에 장착되어 있다. 또, 최상단 위치에 형성되는 노즐 (23a, 23a) 은 밸브 (25a) 를 통해, 중단 위치에 형성되는 노즐 (23b, 23b) 은 밸브 (25b) 를 통해, 또 최하단 위치에 형성되는 노즐 (23c, 23c) 은 밸브 (25c) 를 통해 열풍의 공급원인 열풍 공급부 (80) 에 접속되어 있다.
그리고, 제어부 (50) 로부터의 개방 지령에 따라 전체 밸브 (25a ∼ 25c) 가 개방되면, 도 3b 중의 (a) 란에 나타내는 바와 같이, 전체 노즐 (23a ∼ 23c) 로부터 열풍이 분사되고, 내부 공간 (241) 전체가 고온이 되어 기재 (40) 를 가열하는 가열 영역이 된다 (전부 건조). 또, 밸브 (25c) 를 폐쇄한 채로 제어부 (50) 로부터의 개방 지령에 따라 밸브 (25a, 25b) 가 개방되면, 도 3b 중의 (b) 란에 나타내는 바와 같이, 노즐 (23a, 23b) 로부터 열풍이 분사되어, 내부 공간 (241) 중 상단부 및 중단부가 가열 영역이 된다 (상중부 건조). 또한, 밸브 (25b, 25c) 를 폐쇄한 채로 제어부 (50) 로부터의 개방 지령에 따라 밸브 (25a) 만이 개방되면, 도 3b 중의 (c) 란에 나타내는 바와 같이, 노즐 (23a) 로부터 열풍이 분사되어, 내부 공간 (241) 중 상단부가 가열 영역이 된다 (상부 건조). 이와 같이, 본 실시형태에서는, 건조실 (221 ∼ 223) 마다 건조 온도나 열풍의 풍량 등을 독립적으로 제어할 수 있으며, 게다가 각 건조실 (221 ∼ 223) 에서의 건조 영역 (도 3 중의 도트 영역) 에 대해서도 상기한 바와 같이 3 단계로 전환할 수 있게 되어 있다.
도 2 로 되돌아가 건조부 (20) 의 구성에 대해서 설명을 계속한다. 케이싱 (21) 의 천장 부분에는, 배기구 (261 ∼ 263) 가 각각 건조실 (221 ∼ 223) 에 연통되어 형성되어, 배기구 (261 ∼ 263) 를 통해 건조실 (221 ∼ 223) 을 각각 배기할 수 있게 되어 있다. 또, 배기구 (261 ∼ 263) 에 각각 대응하여 농도계 (271 ∼ 273) 가 형성되어 있다. 이들 농도계 (271 ∼ 273) 는, 각각 배기구 (261 ∼ 263) 를 통해 배기되는 기체 성분에 함유되는 유기 화합물 (Volatile Organic Compounds) 의 농도를 계측하고, 그 계측 결과를 제어부 (50) 에 송신한다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 각 건조실 (221 ∼ 223) 내에서의 건조 처리 중에 발생하는 유기 화합물 가스의 농도를 실시간으로 모니터하는 것이 가능하게 되어 있다.
상기와 같이 구성된 도공 장치 (1) 의 각 부의 동작을 제어하기 위해, 제어부 (50) 가 형성되어 있다. 이 제어부 (50) 는, 일반적인 컴퓨터와 마찬가지로, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 각종 연산 처리를 실시하는 CPU (51), 기본 프로그램을 기억하는 판독 전용의 ROM (52), 각종 정보를 기억하는 자유롭게 읽고 쓸 수 있는 RAM (53), 및 처리 프로그램이나 데이터 등을 기억해 두는 고정 디스크 (54) 등을 가지고 있다. 이 제어부 (50) 는, 상기한 권출용 구동 모터 (31a), 권취용 구동 모터 (32a), 블로어 (355), 승강 기구 (356), 밸브 (25a ∼ 25c), 농도계 (271 ∼ 273) 및 열풍 공급부 (80) 와 전기적으로 접속될 뿐만 아니라, 터치 패널 방식으로 여러 가지 정보를 표시함과 함께 오퍼레이터로부터의 입력을 받아들이는 표시 입력부 (90) 와도 전기적으로 접속되어 있다.
제어부 (50) 는, 고정 디스크 (54) 에 저장되어 있는 처리 프로그램을 RAM (53) 에 전개시키고, 이것을 CPU (51) 에 의해 실행함으로써, 반송부 (30) 에서 기재 (40) 를 그 길이 방향으로 반송하면서 도포부 (10) 에서 기재 (40) 상에 도공막 (60) 을 도포함과 함께 도공막 (60) 이 형성된 기재 (40) 를 건조부 (20) 에서 가열하여 도공막 (60) 을 건조시킨다. 또, 예를 들어 도포액의 종류나 도포량 등이 변경되면, 그에 따라 건조부 (20) 에서의 건조 시간의 변경이 필요해진다. 그래서, 본 실시형태에서는, 제어부 (50) 의 CPU (51) 는, 장치의 각 부를 다음에 설명하는 바와 같이 제어하여 건조 시간의 변경에 대응한다. 이하, 도 5a 내지 도 5c 를 참조하면서, 건조 시간의 변경 동작에 대해서 상세히 서술한다.
도 5a 는 건조 시간의 변경 전에 있어서의 건조부 및 반송부의 동작의 일례를 나타내는 모식도이다. 또, 도 5b 는 건조 시간의 변경 동작 중에서의 건조부 및 반송부의 동작의 일례를 나타내는 모식도이다. 또한, 도 5c 는 건조 시간의 변경 후에 있어서의 건조부 및 반송부의 동작의 일례를 나타내는 모식도이다. 예를 들어, 도 5a 에 나타내는 바와 같이 플로팅 롤러 (351 ∼ 353) 가 모두 높이 위치 Z0 으로 위치 결정되어 있는 경우, 각 건조실 (221 ∼ 223) 에 있어서의 기재 (40) 의 반송 경로의 길이 (이하, 「경로 길이」라고 한다) 는 동일하고, 기재 (40) 가 각 건조실 (221 ∼ 223) 을 통과하는 데에 필요로 하는 시간, 요컨대 각 건조실 (221 ∼ 223) 에서의 건조 시간은 동일하다. 또한, 동 도면 중의 부호 Vin, Vout 은 각각 건조부 (20) 에 대한 기재 (40) 의 반입 속도 및 반출 속도로, 반송부 (30) 에 의해 기재 (40) 가 반송되는 반송 속도 (Vc) 에 일치하고 있다.
여기에서, 도공막 (60) 의 종류나 패턴 등의 도공 조건을 변경하고, 그에 수반하여 건조 시간의 변경이 필요해지는 경우가 있다. 이 경우, 오퍼레이터는 표시 입력부 (90) 를 통해 건조 시간의 변경을 제어부 (50) 에 입력할 수 있다. 예를 들어, 미리 도공 조건과 각 건조실 (221 ∼ 223) 에서의 건조 시간의 관계를 레시피 형식으로 복수 입력하여 기억시켜 두면, 오퍼레이터는 이들 레시피를 표시 입력부 (90) 에 표시시키고, 그것들로부터 변경 후의 레시피를 선택함으로써 변경 후의 건조 시간을 간단히 설정할 수 있다. 물론, 건조 시간의 설정 방법은 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 변경 후의 건조 시간이 표시 입력부 (90) 를 통해 직접 입력되도록 구성해도 된다.
각 건조실 (221 ∼ 223) 에서의 변경 후의 건조 시간이 설정되면, 제어부 (50) 는 각 플로팅 롤러 (351 ∼ 353) 를 승강시켜 변경 후의 건조 시간에 대응한 높이 위치로 위치 결정한다. 요컨대, 제어부 (50) 는 변경 후의 높이 위치, 요컨대 목표 높이 위치를 연산하여, 각 플로팅 롤러 (351 ∼ 353) 를 목표 높이 위치로 위치 결정한다. 플로팅 롤러 (351 ∼ 353) 의 위치 결정에 의해 각 건조실 (221 ∼ 223) 에서의 경로 길이가 변경되고, 이로써 건조 시간의 변경이 완료된다. 또한, 당해 승강 동작에 동기하여 반입 속도 (Vin) 및 반출 속도 (Vout) 를 제어함으로써 기재 (40) 에 과대한 장력을 주지 않고, 각 플로팅 롤러 (351 ∼ 353) 를 위치 결정할 수 있다.
예를 들어, 건조실 (222, 223) 에서의 건조 시간을 변경하지 않고, 건조실 (221) 에서의 건조 시간만을 짧게 하는 경우에는, 도 5b 에 나타내는 바와 같이, 제어부 (50) 는 플로팅 롤러 (351) 만을 목표 높이 위치 Z1 을 향하여 상승시킴과 함께 반출 속도 (Vout) 가 반입 속도 (Vin) 보다 커지도록 설정한다. 동 도면에서는, 반출 속도 (Vout) 를 반송 속도 (Vc) 로 유지한 채로 건조부 (20) 로의 기재 (40) 의 반입을 일시적으로 정지시키는, 요컨대 반입 속도 (Vin) 를 제로로 설정하고 있는데, 속도 설정은 이것에 한정되는 것은 아니며, 플로팅 롤러 (351) 의 이동에 필요로 하는 시간에 따라 반입 속도 (Vin) 와 반출 속도 (Vout) 의 속도차를 제어해도 된다.
플로팅 롤러 (351) 가 목표 높이 위치 Z1 로 위치 결정되면, 제어부 (50) 는 도 5c 에 나타내는 바와 같이 반입 속도 (Vin) 를 반송 속도 (Vc) 로 되돌린다. 이로써, 건조실 (221) 에서의 기재 (40) 의 반송 길이는 변경되어, 건조실 (221) 에서의 건조 시간의 변경 처리가 완료된다. 또한, 플로팅 롤러 (351) 의 이동에 수반하여 건조실 (221) 의 최하단에서의 가열은 불필요해지기 때문에, 본 실시형태에서는, 제어부 (50) 는 건조실 (221) 에 대응하여 형성된 밸브 중 밸브 (25c) 에 대해 폐쇄 지령을 주어 폐쇄하고, 이로써 노즐 (23c) 로부터 건조실 (221) 의 최하단 영역으로의 열풍의 분사를 정지한다. 이로써, 건조실 (221) 에서의 건조 영역은 상중부가 되어 (도 3b 중의 (b) 란 참조), 여분의 에너지의 낭비를 방지할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 건조부 (20) 에서 행해지는 건조 처리를 반송 길이의 변경에 의해 조정할 수 있기 때문에, 반송 속도 (Vc) 를 변경하지 않고, 여러 가지 도공 처리를 실행할 수 있다. 그 결과, 종래 기술에 있어서 문제가 되고 있었던 도공 조건이나 권취 조건 등의 재조정이 불필요해져, 우수한 가동률로, 게다가 안정적인 품질로 기재 (40) 의 표면 (41) 에 도공막 (60) 을 형성할 수 있다.
또, 상기 실시형태에서는, 건조실 (221 ∼ 223) 마다 건조 시간을 변경할 수 있고, 게다가 가열 온도나 열풍 풍량 등을 개별적으로 설정할 수 있다. 따라서, 종래 기술보다 범용성이 높으며, 고정밀도의 건조 처리를 실시할 수 있다.
또, 각 건조실 (221 ∼ 223) 에서는, 기재 (40) 의 반송 길이에 따른 건조 툴, 요컨대 노즐 (23) 로부터 열풍이 분사되어, 가열 영역을 변경할 수 있게 되어 있다. 따라서, 여분의 에너지의 낭비를 방지하여, 우수한 에너지 효율을 가지고 있다.
또, 상기 실시형태에서는, 기재 (40) 의 양 주면 (主面) 중 도공막 (60) 이 도포된 표면 (41) 에 대향하는 롤러를 플로팅 롤러 (351 ∼ 353) 로 구성하고 있기 때문에, 도공막 (60) 과 직접 접촉하는 것을 방지하여, 도공막 (60) 을 안정적으로 형성할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 농도계 (271 ∼ 273) 에 의해 건조실 (221 ∼ 223) 로부터 배기되는 기체 성분에 함유되는 유기 화합물 가스의 농도가 각각 실시간으로 모니터되어, 그것들에 관한 정보가 제어부 (50) 에 부여되고 있다. 그래서, 유기 화합물 가스의 농도가 설정값을 초과하면, 배기 중의 유기 화합물 가스의 농도가 설정값 이하가 되도록 플로팅 롤러 (351 ∼ 353) 를 이동시켜 건조 시간을 조정하도록 구성해도 된다. 이와 같이 배기 중의 유기 화합물 가스의 농도를 설정값 이하로 억제하면서 도공 처리 및 건조 처리를 실시할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 그 취지를 일탈하지 않는 한 상기 서술한 것 이외에 여러 가지 변경을 실시하는 것이 가능하다. 예를 들어, 상기 실시형태에서는, 기재 (40) 의 표면 (41) 에 대향하는 롤러를 모두 플로팅 롤러 (351 ∼ 353) 로 구성하고 있는데, 도공막 (60) 과의 접촉이 문제 없는 경우에는, 일반적인 반송 롤러를 사용하여 반송하도록 구성해도 된다. 예를 들어, 상기 실시형태와 같이 복수의 건조실이 배치 형성되어 있는 경우, 후단측으로 반송되어 온 시점에서 이미 어느 정도 도공막 (60) 은 건조되어 있기 때문에, 후단측에서는 반송 롤러를 기재 (40) 의 표면 (41) 에 직접 접촉시키도록 구성할 수 있는 경우가 있다.
또, 상기 실시형태에서는, 건조부 (20) 에 3 개의 건조실 (221 ∼ 223) 을 형성하고 있지만, 건조실의 수는 「3」에 한정되는 것은 아니며, 임의이다.
또, 상기 실시형태에서는, 가열 수단으로서 열풍을 분사하는 노즐을 사용하고 있지만, 가열 수단은 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 히터나 적외선 램프 등의 가열 수단을 사용할 수 있다.
또, 상기 실시형태에서는, 기재 (40) 의 표면 (41) 에 도공막 (60) 을 형성하는 도공 장치 (1) 에 대해서 본 발명을 적용하고 있지만, 기재 (40) 의 이면 (42) 에 도공막을 형성하는 도공 장치나 기재 (40) 의 표리면 (41, 42) 에 도공막을 형성하는 도공 장치에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다. 여기에서, 기재 (40) 의 이면 (42) 에 도공막을 도포하는 경우에는, 이면 (42) 에 대향하는 반송 롤러 (34) 에 대해서는 플로팅 롤러로 구성하는 것이 바람직하다.
또, 상기 실시형태에서는, 기재 (40) 를 도포부 (10) 로부터 건조부 (20) 로 수평 반송하는 도공 장치 (1) 에 대해서 본 발명을 적용하고 있지만, 상하 방향으로 경사지게 하여 반송하는, 예를 들어 도포부 (10) 로부터 건조부 (20) 로 오르막 구배 또는 내리막 구배로 반송하는 도공 장치에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 상기 실시형태에 있어서는, 제어부 (50) 가 본 발명의 「경로 길이 변경부」로서 기능하고 있다. 또, 기재 (40) 의 표면 (41) 및 이면 (42) 이 각각 본 발명의 「기재의 일방 주면」 및 「기재의 타방 주면」에 상당하고 있다. 또, 플로팅 롤러 (35) 가 본 발명의 「제 1 반송 롤러」 및 「가동 롤러」의 일례에 상당하고, 반송 롤러 (34) 가 본 발명의 「제 2 반송 롤러」의 일례에 상당하고 있다. 또, 표시 입력부 (90) 가 본 발명의 「입력부」의 일례에 상당하고 있다. 또, 노즐 (23), 밸브 (25a ∼ 25c) 및 열풍 공급부 (80) 가 본 발명의 「가열 기구」로서 기능하고 있다. 또한, 배기구 (261 ∼ 263) 가 본 발명의 「배기 기구」로서 기능하고 있다.
이상, 구체적인 실시형태를 예시하여 설명해 온 바와 같이, 본 발명은, 예를 들어 반송부가, 건조부 내에서 기재의 일방 주면에 대향하여 배치되어 기재를 반송하는 제 1 반송 롤러와, 건조부 내에서 기재의 타방 주면에 대향하여 배치되어 기재를 반송하는 제 2 반송 롤러를 갖고, 경로 길이 변경부가, 제 1 반송 롤러 및 제 2 반송 롤러 중 적어도 1 개를 가동 롤러로 하고, 가동 롤러를 변위시킴으로써 기재의 반송 경로의 길이를 변경하도록 구성해도 된다.
또, 도포부가 기재의 일방 주면에 도공막을 도포하고, 제 1 반송 롤러가, 롤러 표면에 형성되는 복수의 기체 토출공으로부터 기체를 분사하여 기체에 의해 기재의 일방 주면을 롤러 표면으로부터 부상시켜 기재를 반송하도록 구성해도 된다.
또, 도포부가 기재의 타방 주면에 도공막을 도포하고, 제 2 반송 롤러가, 롤러 표면에 형성되는 복수의 기체 토출공으로부터 기체를 분사하여 기체에 의해 기재의 타방 주면을 롤러 표면으로부터 부상시켜 기재를 반송하도록 구성해도 된다.
또, 건조부가 복수의 건조실로 나누어지고, 반송부가, 도공막이 형성된 기재를 복수의 건조실의 배열 순서로 각 건조실을 통과시키고, 가동 롤러가 각 건조실에 형성되어, 경로 길이 변경부가 각 건조실 내에서 가동 롤러를 독립적으로 위치 결정하도록 구성해도 된다.
또, 건조부가 기재에 가열하여 건조시키는 건조 영역을 변경할 수 있는 가열 기구를 건조실마다 형성하여, 경로 길이 변경부가 각 건조실 내에서 가동 롤러의 위치에 따라 건조 영역을 독립적으로 변경하도록 구성해도 된다.
또, 도공막이 형성된 기재에 대한 건조 시간이 입력되는 입력부를 구비하여, 경로 길이 변경부가 입력부에 입력된 건조 시간에 따라 가동 롤러를 위치 결정하도록 구성해도 된다.
또한, 건조부가, 건조실을 배기하는 배기 기구와 배기 기구에 의해 배기되는 기체에 함유되는 유기 화합물의 농도를 계측하는 농도계를 건조실마다 형성하여, 경로 길이 변경부가, 건조실마다 농도계에 의해 계측되는 유기 화합물의 농도값에 따라 가동 롤러를 독립적으로 위치 결정하도록 구성해도 된다.
이 발명은, 장척 띠상의 기재를 그 길이 방향으로 반송하면서 도포부에서 기재 상에 도공막을 도포함과 함께 도공막이 형성된 기재를 건조부에서 가열하여 도공막을 건조시키는 도공 기술 전반에 적용할 수 있다.
1 : 도포 장치
10 : 도포부
20 : 건조부
30 : 반송부
34 : (제 2) 반송 롤러
35, 351 ∼ 353 : 플로팅 롤러 (제 1 반송 롤러)
40 : 기재
41 : (기재의) 표면
42 : (기재의) 이면
50 : 제어부 (경로 길이 변경부)
60 : 도공막
90 : 표시 입력부
221 ∼ 223 : 건조실
271 ∼ 273 : 농도계
354 : 기체 토출공
X : (기재의) 길이 방향
Vc : 반송 속도

Claims (9)

  1. 장척 띠상의 기재를 그 길이 방향으로 반송하는 반송부와,
    상기 반송부에 의해 반송되는 기재에 도공막을 도포하는 도포부와,
    상기 반송부에 의해 상기 도포부로부터 반송되어 오는 기재를 가열하여 상기 도공막을 건조시키는 건조부와,
    상기 건조부 내에 있어서의 상기 기재의 반송 경로의 길이를 변경하는 경로 길이 변경부를 구비하고,
    상기 반송부는, 상기 건조부 내에서 상기 기재의 일방 주면에 대향하여 배치되어 상기 기재를 반송하는 제 1 반송 롤러와, 상기 건조부 내에서 상기 기재의 타방 주면에 대향하여 배치되어 상기 기재를 반송하는 제 2 반송 롤러를 갖고,
    상기 경로 길이 변경부는, 상기 제 1 반송 롤러 및 상기 제 2 반송 롤러 중 적어도 1 개를 가동 롤러로 하고, 상기 가동 롤러를 변위시킴으로써 상기 기재의 반송 경로의 길이를 변경하고,
    상기 건조부는 복수의 건조실로 나누어지고,
    상기 반송부는, 상기 도공막이 형성된 상기 기재를 상기 복수의 건조실의 배열 순서로 각 건조실을 통과시키고,
    상기 가동 롤러는 각 건조실에 형성되고,
    상기 경로 길이 변경부는 각 건조실 내에서 상기 가동 롤러를 독립적으로 위치 결정하고,
    상기 건조부는 상기 기재에 가열하여 건조시키는 건조 영역을 변경할 수 있는 가열 기구를 상기 건조실마다 형성하고,
    상기 경로 길이 변경부는 각 건조실 내에서 상기 가동 롤러의 위치에 따라 상기 건조 영역을 독립적으로 변경하는 것을 특징으로 하는 도공 장치.
  2. 장척 띠상의 기재를 그 길이 방향으로 반송하는 반송부와,
    상기 반송부에 의해 반송되는 기재에 도공막을 도포하는 도포부와,
    상기 반송부에 의해 상기 도포부로부터 반송되어 오는 기재를 가열하여 상기 도공막을 건조시키는 건조부와,
    상기 건조부 내에 있어서의 상기 기재의 반송 경로의 길이를 변경하는 경로 길이 변경부를 구비하고,
    상기 반송부는, 상기 건조부 내에서 상기 기재의 일방 주면에 대향하여 배치되어 상기 기재를 반송하는 제 1 반송 롤러와, 상기 건조부 내에서 상기 기재의 타방 주면에 대향하여 배치되어 상기 기재를 반송하는 제 2 반송 롤러를 갖고,
    상기 경로 길이 변경부는, 상기 제 1 반송 롤러 및 상기 제 2 반송 롤러 중 적어도 1 개를 가동 롤러로 하고, 상기 가동 롤러를 변위시킴으로써 상기 기재의 반송 경로의 길이를 변경하고,
    상기 건조부는 복수의 건조실로 나누어지고,
    상기 반송부는, 상기 도공막이 형성된 상기 기재를 상기 복수의 건조실의 배열 순서로 각 건조실을 통과시키고,
    상기 가동 롤러는 각 건조실에 형성되고,
    상기 경로 길이 변경부는 각 건조실 내에서 상기 가동 롤러를 독립적으로 위치 결정하고,
    상기 건조부는, 상기 건조실을 배기하는 배기 기구와 상기 배기 기구에 의해 배기되는 기체에 함유되는 유기 화합물의 농도를 계측하는 농도계를 상기 건조실마다 형성하고,
    상기 경로 길이 변경부는, 상기 건조실마다 상기 농도계에 의해 계측되는 유기 화합물의 농도값에 따라 상기 가동 롤러를 독립적으로 위치 결정하는 것을 특징으로 하는 도공 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 도포부는 상기 기재의 일방 주면에 상기 도공막을 도포하고,
    상기 제 1 반송 롤러는, 롤러 표면에 형성되는 복수의 기체 토출공으로부터 기체를 분사하여 상기 기체에 의해 상기 기재의 일방 주면을 상기 롤러 표면으로부터 부상시켜 상기 기재를 반송하는, 도공 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 도포부는 상기 기재의 타방 주면에 상기 도공막을 도포하고,
    상기 제 2 반송 롤러는, 롤러 표면에 형성되는 복수의 기체 토출공으로부터 기체를 분사하여 상기 기체에 의해 상기 기재의 타방 주면을 상기 롤러 표면으로부터 부상시켜 상기 기재를 반송하는, 도공 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 도공막이 형성된 상기 기재에 대한 건조 시간이 입력되는 입력부를 구비하고,
    상기 경로 길이 변경부는 상기 입력부에 입력된 건조 시간에 따라 상기 가동 롤러를 위치 결정하는, 도공 장치.
  6. 장척 띠상의 기재를 반송부에 의해 그 길이 방향으로 반송하면서 도포부에서 상기 기재 상에 도공막을 도포함과 함께 건조부에서 상기 도공막이 형성된 상기 기재를 가열하여 상기 도공막을 건조시키는 도공 방법으로서,
    상기 건조부 내에 있어서의 상기 기재의 반송 경로의 길이를 변경하여 건조 시간을 변화시키고,
    상기 반송부는, 상기 건조부 내에서 상기 기재의 일방 주면에 대향하여 배치되어 상기 기재를 반송하는 제 1 반송 롤러와, 상기 건조부 내에서 상기 기재의 타방 주면에 대향하여 배치되어 상기 기재를 반송하는 제 2 반송 롤러를 갖고,
    상기 제 1 반송 롤러 및 상기 제 2 반송 롤러 중 적어도 1 개를 가동 롤러로 하고, 상기 가동 롤러를 변위시킴으로써 상기 기재의 반송 경로의 길이를 변경하고,
    상기 건조부는 복수의 건조실로 나누어지고,
    상기 도공막이 형성된 상기 기재는 상기 복수의 건조실의 배열 순서로 각 건조실을 통과하고,
    상기 가동 롤러는 각 건조실에 형성되고,
    상기 각 건조실 내에서 상기 가동 롤러를 독립적으로 위치 결정하고,
    상기 건조부는 상기 기재에 가열하여 건조시키는 건조 영역을 변경할 수 있는 가열 기구를 상기 건조실마다 형성하고,
    상기 각 건조실 내에서 상기 가동 롤러의 위치에 따라 상기 건조 영역을 독립적으로 변경하는 것을 특징으로 하는 도공 방법.
  7. 장척 띠상의 기재를 반송부에 의해 그 길이 방향으로 반송하면서 도포부에서 상기 기재 상에 도공막을 도포함과 함께 건조부에서 상기 도공막이 형성된 상기 기재를 가열하여 상기 도공막을 건조시키는 도공 방법으로서,
    상기 건조부 내에 있어서의 상기 기재의 반송 경로의 길이를 변경하여 건조 시간을 변화시키고,
    상기 반송부는, 상기 건조부 내에서 상기 기재의 일방 주면에 대향하여 배치되어 상기 기재를 반송하는 제 1 반송 롤러와, 상기 건조부 내에서 상기 기재의 타방 주면에 대향하여 배치되어 상기 기재를 반송하는 제 2 반송 롤러를 갖고,
    상기 제 1 반송 롤러 및 상기 제 2 반송 롤러 중 적어도 1 개를 가동 롤러로 하고, 상기 가동 롤러를 변위시킴으로써 상기 기재의 반송 경로의 길이를 변경하고,
    상기 건조부는 복수의 건조실로 나누어지고,
    상기 도공막이 형성된 상기 기재는 상기 복수의 건조실의 배열 순서로 각 건조실을 통과하고,
    상기 가동 롤러는 각 건조실에 형성되고,
    상기 각 건조실 내에서 상기 가동 롤러를 독립적으로 위치 결정하고,
    상기 건조부는, 상기 건조실을 배기하는 배기 기구와 상기 배기 기구에 의해 배기되는 기체에 함유되는 유기 화합물의 농도를 계측하는 농도계를 상기 건조실마다 형성하고,
    상기 건조실마다 상기 농도계에 의해 계측되는 유기 화합물의 농도값에 따라 상기 가동 롤러를 독립적으로 위치 결정하는 것을 특징으로 하는 도공 방법.
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