TWI584958B - Intermittent coating device - Google Patents

Description

間歇塗布裝置 專利文獻

本申請案是以日本特許出願2013-255128號(申請日：2013年12月10日)為基礎，根據該申請案而享受優先的權益。本申請案，是參照該申請案，包含所有同申請案之內容。

本發明是有關一種間歇塗布裝置。

發明背景

以往至今，提案有對薄膜、布帛、紙、金屬箔、金屬網等之長條狀織物將塗布液間歇塗布的間歇塗布裝置(例如，參照專利文獻1(日本特開2012-47245號公報))。

該習知之間歇塗布裝置為了對運送於加強輥上之織物，利用模具來交互地形成未塗布區間與塗布區間，並在壓送塗布液之幫浦與模具之間設置閥部，形成未塗布區間時，便關閉該閥部，停止朝模具之塗布液的供給，另一方面，形成塗布區間時，便開啟該閥部，朝模具供給塗布液。

但，在對使用於最近之鋰離子電池之電極構件等的金屬箔，間歇塗布塗布液時，會比以往更要求未塗布區 間之長度與塗布區間之長度的精度。

因此，本申請人首先提案一種藉由使用了音圈馬達之閥部來進行間歇塗布的間歇塗布裝置。

當使用上述間歇塗布裝置來進行間歇塗布之作業時，藉由塗布，槽內之塗布液便會減少，又因周圍溫度而液溫度變化，液之黏性變化，則幫浦之吐出量會變化。當該吐出量變化時，基本上會校正幫浦之旋轉數，但吐出量之變化較少時，就藉由調整模具與織物之間的間隙，來維持塗布區間之寬度方向的尺寸或塗布厚度。

但，當改變該模具與織物之間隙時，如圖3所示，會有在織物W之塗布區間L1之起始端形成脹起部分140的問題點。

因此，本發明有鑑於上述問題點，目的在於提供一種即使織物與模具之間隙有所變化，亦不會在塗布區間之起始端形成脹起部分的間歇塗布裝置。

本發明是一種間歇塗布裝置，其具有：閥部，具有：設於閥部本體之塗布液的入口、設於前述閥部本體之前述塗布液的第1出口、設於前述閥部本體之前述塗布液的第2出口、開關前述第1出口之第1閥、開關前述第2出口之第2閥、使前述第1閥之第1閥體相對於第1閥座滑動的直驅式之第1引動器、及使前述第2閥之第2閥體相對於第2閥座滑動的直驅式之第2引動器；模具，對行進之長條狀織物塗布前述塗布液；槽，儲存前述塗布液；幫浦，將儲存於前 述槽之前述塗布液壓送；壓送配管，將來自前述幫浦之前述塗布液對前述閥部之前述入口供給；給液配管，從前述閥部之前述第1出口朝前述模具供給前述塗布液；循環配管，從前述閥部之前述第2出口朝前述槽使前述塗布液循環；及控制部，藉由開關前述閥部之前述第1出口，進行對前述織物交互地形成塗布區間與未塗布區間的間歇塗布；又，前述控制部中，前述模具之吐出口與前述織物之間隙愈比基準間隙大，則愈使前述閥部之前述第1出口為開啟狀態之前述第1滑動軸件的第1滑動速度變慢。

根據本發明之間歇塗布裝置，即使織物與模具之間隙變化，亦不會在塗布區間之起始端形成脹起部分。

10‧‧‧閥部

12‧‧‧閥部本體

14‧‧‧塗布液入口

16‧‧‧第1出口

18‧‧‧第2出口

20‧‧‧第1出口及第2出口的空間

22‧‧‧第1閥座

24‧‧‧第2閥座

26‧‧‧第1閥座之第1閥體

28‧‧‧第2閥座之第2閥體

30、v0‧‧‧第1音圈馬達

31‧‧‧殼體

32‧‧‧第2音圈馬達

34‧‧‧第1滑動軸件

36‧‧‧第2滑動軸件

38‧‧‧第1位置感測器

40‧‧‧第2位置感測器

42‧‧‧外部磁軛

44‧‧‧環狀之磁鐵

46‧‧‧內部磁軛

48‧‧‧線圈架

50‧‧‧線圈

100‧‧‧間歇塗布裝置

102‧‧‧加強輥

104‧‧‧模具

106‧‧‧儲液部

108‧‧‧縫隙

109‧‧‧模具之吐出口

110‧‧‧儲存塗布液之槽

112‧‧‧定量幫浦

113‧‧‧吸引管

114‧‧‧幫浦馬達

116‧‧‧壓送配管

118‧‧‧給液配管

120‧‧‧模具之塗布液入口

122‧‧‧循環配管

124‧‧‧節流閥部

126‧‧‧控制部

128‧‧‧行進馬達

130、132‧‧‧導輥

140‧‧‧脹起部分

a‧‧‧塗布寬度

C‧‧‧第1滑動距離

d‧‧‧塗布區間之厚度

g‧‧‧間隙

g0‧‧‧基準間隙

L1‧‧‧塗布區間

L2‧‧‧未塗布區間

P‧‧‧供給量

S‧‧‧步驟

T‧‧‧移動時間

v1‧‧‧第1滑動速度

v2‧‧‧第2滑動速度

V‧‧‧行進速度

W‧‧‧織物

圖1是顯示本發明之一實施形態之閥部的縱斷面圖。

圖2是本實施形態之間歇塗布裝置的說明圖。

圖3是織物之側面圖。

針對本發明之一實施形態之間歇塗布裝置100，根據圖1~圖3來說明。

(1)閥部10之構造

首先，針對用於間歇塗布裝置100之閥部10的構造，根據圖1來說明。

閥部10在閥部本體12之側部有塗布液入口14開口，並在閥部本體12上部，有圓筒狀之第1出口16與圓筒狀 之第2出口18並排地形成且開口。閥部本體12內部形成有連結入口14、第1出口16及第2出口18的空間20。在該空間20內部且為第1出口16之基部會形成橡膠製，或是矽膠製之第1閥座22，且在第2出口18之基部形成有橡膠製之第2閥座24。

用以開關第1閥座22之第1閥體26配置於第1出口16之基部內部。用以開關第2閥座24之第2閥體28則配置於第2出口18之基部內部。

閥部本體12之下部會並排地安裝有直驅式之引動器即第1音圈馬達30、直驅式之引動器即第2音圈馬達32。

從第1音圈馬達30之上部突出之第1滑動軸件34會貫通閥部本體12，該前端安裝有第1閥體26。藉由該第1滑動軸件34滑動，該第1閥體26便開關第1閥座22。從第1音圈馬達30之下部突出之第1滑動軸件34安裝有第1位置感測器38。該第1位置感測器38由線性標度所構成，並可用1μm單位來檢測第1滑動軸件34的位置。

從第2音圈馬達32之上部突出之第2滑動軸件36會貫通閥部本體12，該前端安裝有第2閥體28。藉由該第2滑動軸件36滑動，該第2閥體28便開關第2閥座24。從第2音圈馬達32之下部突出之第2滑動軸件36安裝有第2位置感測器40。該第2位置感測器40亦由線性標度所構成，可用1μm單位來檢測第2滑動軸件36的位置。

(2)第1音圈馬達30之構造

接著，針對第1音圈馬達30之構造來說明。

形成為圓筒形之殼體31內部配置有圓筒形之鐵製的外部磁軛42，該外部磁軛42之內周面固定有環狀之磁鐵44。該圓筒形之外部磁軛42的內側配置有圓柱型之鐵製的內部磁軛46，外部磁軛42與內部磁軛46用下面來固定。

在外部磁軛42與內部磁軛46之間，設有間隙。圓筒形之非磁性的線圈架48使該間隙配置成朝軸方向可自由滑動。線圈架48之外周面捲繞有線圈50，並與環狀之磁鐵44的位置對應。

線圈架48之軸方向的中央部貫通並固定有第1滑動軸件34。

第2音圈馬達32亦具有與第1音圈馬達30相同的構造。

(3)第1音圈馬達30之動作狀態

針對第1音圈馬達30之動作狀態來說明。

在第1音圈馬達30之線圈50，使直流電流動，藉此與環狀之磁鐵44之間會有磁場產生，根據法拉第定律，線圈架48中，第1音圈馬達30與第1滑動軸件34會朝軸方向移動。朝該軸方向移動之第1滑動速度v1是根據流動於線圈50之直流電的強度來決定。又，要使第1滑動軸件34突出到何種位置，是以第1位置感測器38檢測第1滑動軸件34之位置，當第1滑動軸件34移動到預定之位置為止時，就使流動於線圈50之直流電OFF，便可使第1滑動軸件34之滑動停止。

第2音圈馬達32亦與第1音圈馬達30進行相同之 動作。

(4)間歇塗布裝置100之構成

接著，針對間歇塗布裝置100之構成，根據圖2來說明。

成為鋰離子電池之電極構件的材料之長尺狀的織物W(例如，金屬箔)會利用加強輥102以預定之行進速度V來行進。該加強輥102之側邊配置有對織物W用以將塗布液間歇塗布之模具104。該模具104內部設有儲液部106，並從該儲液部106經過縫隙108到達模具104之吐出口109。在加強輥102之前後，將引導織物W之導輥130與導輥132設置成自由旋轉。為了將與行進於模具104之吐出口109與加強輥102之織物W的間隙即間隙g加以調整，會用空氣汽缸將模具104或加強輥102支持成可自由移動。

又，設有用以儲存塗布液之槽110。

又，設有從槽110透過吸引管113來吸引塗布液之定量幫浦112。定量幫浦112是利用幫浦馬達114來驅動。

定量幫浦112與閥部10之入口14之間設有壓送配管116，定量幫浦依每一單位時間，將一定量之塗布液透過壓送配管116朝閥部10壓送。

閥部10之第1出口16連接有給液配管118之其中一端部，該給液配管118之另一端部與模具104之塗布液入口120連接。

閥部10之第2出口18連接有循環配管122之其中一端部，該循環配管122之另一端部設有槽110。又，該循 環配管122之途中設有節流閥部124。

(5)間歇塗布裝置100之電性構成

針對間歇塗布裝置100之電性構成，根據圖2來說明。

由電腦而成之控制部126分別連接有：用以使加強輥102旋轉之行進馬達128、使定量幫浦112驅動之幫浦馬達114、閥部10之第1音圈馬達30、及第2音圈馬達32。

(6)間歇塗布裝置100之動作狀態

接著，針對使用間歇塗布裝置100來對織物W進行形成塗布區間L1與未塗布區間L2之間歇塗布的動作，根據圖1~圖3來說明。

在織物W形成塗布區間L1時，作業者對槽110放入塗布液並倒滿到基準量為止，並將模具104之吐出口109與織物W之間隙即間隙g設定成基準間隙g0。控制部126使織物W以行進速度V行進，並使閥部10之第1出口16為開啟狀態，使第2出口18為關閉狀態，利用定量幫浦112從槽110將塗布液壓送，經過閥部10，朝模具104壓送塗布液。由模具104所壓送之塗布液從儲液部106經過縫隙108，在吐出口109將塗布液對行進之織物W來塗布。此時，為了防止塗布區間L1之起始端部的脹起部分140的形成，會控制第1出口16到開啟狀態為止，及，第2出口18到關閉狀態為止之閥部10的動作。該控制方法如以下所述。

首先，作業者進行塗布測試。該塗布測試是在槽110將塗布液放入並倒滿到基準量為止的狀態下，對織物W 以預定之厚度d來形成塗布區間L，且，以不會形成脹起部分140的方式來測試。故，作業者會調整模具104之吐出口109與織物W之間隙即間隙g、織物W之行進速度V時之第1滑動軸件34的第1滑動速度v1，並對織物W以預定之厚度d來塗布，且，將不會形成脹起部分140時之基準間隙g0與第1基準滑動速度v0加以決定，並記憶於控制部126。此時，定量幫浦112之塗布液之每一單位時間的供給量P是當將對織物W塗布時之塗布寬度當作a，並如前所述，將厚度當作d，將行進速度當作V(m/秒)時，就會是P=a×d×V。

且，間歇塗布裝置100會對織物W進行間歇塗布。

控制部126使織物W以行進速度V行進，並使第1滑動軸件34以第1基準滑動速度v0移動，且使第1出口16為開啟狀態，使第2出口18為關閉狀態，又對織物W開始塗布液之塗布來形成塗布區間L1。而，使第1滑動軸件34之第1閥體26為開啟狀態時之滑動停止位置是利用第1位置感測器38來檢測，當第1滑動軸件34突出到預先決定之預定位置時，控制部126就會使流動於第1音圈馬達30之線圈50的直流電為OFF，並使第1滑動軸件34之滑動停止。

此時，控制部126使第2出口18為關閉狀態時，使第2滑動軸件36之第2滑動速度v2為與第1滑動軸件34之第1基準滑動速度v0相同，或是，稍微變慢。藉此，第1出口16成為開啟狀態時，塗布部分不會受到第2出口18成為關閉狀態時之壓力變化的影響，便不會在塗布區間L1之起始端形成脹起部分140。

接著，控制部126從行進速度V測定織物W之塗布區間L1的長度，在塗布區間L1之塗布結束時，使第1出口16為關閉狀態，同使第2出口18為開啟狀態。使控制部126使第1出口16為關閉狀態之第1滑動軸件34的第1滑動速度v1作為第1最大滑動速度v1max來進行。另一方面，控制部126會控制流動於第2音圈馬達32之線圈50的直流電強度，使第2出口18為開啟狀態時亦相同地，使第2滑動軸件36之第2滑動速度v2作為第2最大滑動速度v2max來進行。進行上述控制之理由是因為塗布液之吐出愈迅速地結束，愈可防止塗布區間L1之終端變成綾狀而脹起，且，要使塗布液之吐出迅速地結束，就必須使第1滑動軸件34最快速地滑動並使第1閥體26為關閉狀態的緣故。而，當第1閥體26碰觸到第1閥座22時使第1滑動軸件34為關閉狀態時之滑動就會停止。又，使第2滑動軸件36為開啟狀態時之滑動停止位置利用第2位置感測器40來檢測，使第2滑動軸件36之滑動停止。藉此，可防止塗布區間L1之終端的脹起，又，對預先決定之塗布區間L1的長度來正確地塗布。

接著，控制部126從行進速度V來測定織物W之未塗布區間L2的長度，當未塗布區間L2之形成結束時，利用與上述相同之控制，使閥部10之第1出口16為開啟狀態，使第2出口18為關閉狀態，對織物W將塗布區間L1塗布。形成未塗布區間L2時，閥部10之第1出口16為關閉狀態，第2出口18為開啟狀態，故，從定量幫浦112所壓送之塗布液利用循環配管122，會在槽110循環。該循環量是根據節流閥部 124來決定。

(7)間隙g之變更時的控制方法

如上所述，當利用間歇塗布裝置100，對織物W進行間歇塗布時，槽110內部之塗布液就會逐漸地減少，又，，因周圍溫度而液溫度改變，液之黏性便會變化。故，將該槽110內之塗布朝模具104壓送之定量幫浦112的供給量會比滿位時之供給量P減少一些。該理由是因為槽110內之塗布液減少則朝定量幫浦112流動之塗布的壓力會減少，與滿位時之壓力配合而調整之定量幫浦112的壓送力會下降的緣故。如上所述，當來自定量幫浦112之供給量P逐漸減少時，塗布厚度d就會變薄，或是在塗布區間L1之兩側部分有不均區產生。

故，為了防止上述現象的之作業者會使模具104或是加強輥102移動，並使模具104之吐出口109與織物W之間隙g比基準間隙g0變得更大。當間隙g變大時，則模具104之吐出口109的壓力變低，定量幫浦112容易將塗布液壓送，便可與習知相同地樣供給塗布液。但，可得知當間隙g從基準間隙g0變寬時，在塗布區間L1之起始端會形成如圖3所示之脹起部分140。

因此本申請人為了使該脹起部分140形成，進行了各種實驗等，可得知如使第1滑動軸件34之第1滑動速度v1比第1基準滑動速度v0更慢，便不會形成該脹起部分140。因此，本實施形態中，會施加如以下之控制。

步驟S1中，間歇塗布繼續，則槽110內之塗布液 減少，作業者以目視來確認塗布厚度d變薄，或是在塗布區間L1之兩側部分有不均區產生。

步驟S2中，當作業以目視確認時，就用空氣汽缸使模具104，或是，加強輥102的任一方移動，來使間隙g從基準間隙g0變寬，調整成使其可對織物W以預定之厚度d，且，塗布寬度為a來塗布。

步驟S3中，作業者繼續間歇塗布並且使用控制部126，以在織物W之塗布區間L1之起始端不會形成脹起部分140的方式，使第1滑動速度v1為比第1基準滑動速度v0更慢。例如，使第1音圈馬達v0從關閉狀態到開啟狀態時之第1滑動軸件34之第1滑動距離C為2mm，此時當用第1基準滑動速度v0移動時，使其為移動時間T0=30m秒來施行(即，v0=C/T0)。故，作業者使用控制部126來使第1音圈馬達30之第1滑動速度v1變慢，使移動時間T首先落後5m秒，T=35m秒。即使T=35m秒亦不會形成脹起部分140時，便進展到步驟4。即使T=35m秒亦會形成脹起部分140時，便繼續步驟3，使第1滑動速度v1變得更慢，使移動時間T更加變慢到5m秒。且，在不會形成該脹起部分140之前，可使第1滑動速度v1階段性地變慢，使移動時間T位每5m秒地變慢。且，當不會形成脹起部分140時，就進展到步驟4。

步驟S4中，例如，在移動時間T=35m秒之時點，不會形成脹起部分140時，在T=30m秒~35m秒之間，每0.1m秒來調整第1滑動速度v1而盡可能使起始端為平坦，並調整成起始端為最平坦處。或是，在移動時間T為30m秒~35m 秒之間，求取不會形成脹起部分140之狀態之第1滑動速度v1為最快速的移動時間T(例如，32.1m秒)。

步驟S5中，用與求得之移動時間T對應的第1滑動速度v1，控制部126使第1滑動軸件34從開啟狀態朝關閉狀態移動。藉此，即使槽110內部之塗布液減少，間隙g比基準間隙g0更加變寬，亦不會形成脹起部分140。

步驟S6中，當間歇塗布更加進展時，槽110內之塗布液就更加減少，塗布區間L1之厚度d變薄，或是，塗布區間L1之兩端部分會開始不均勻。此時，便回到步驟S2，再度使間隙g變寬，將第1滑動速度v1調整變慢，或是，對槽110補給塗布液。

而，使間隙g比基準間隙g0更加狹窄時，就反而使第1滑動速度v1變快，使脹起部分140不會形成。

(8)效果

利用以上，根據本實施形態，即使將間隙g比基準間隙g0更加變寬，藉由使第1音圈馬達30之第1滑動軸件34之第1滑動速度v1變慢，亦不會在如圖3所示之塗布區間起始端形成脹起部分140。又，使間隙g比基準間隙g0更加變窄時，相反地使第1滑動速度v1變快，便不會脹起部分140。

(9)變更例

上述實施形態中，間歇塗布中已調整間隙g與第1滑動速度v1，但亦可進行預先塗布測試，先決定好間隙g與第1滑動速度v1，如形成脹起部分140，便依照決定好之間 隙g與第1滑動速度v1來移動。

又，上述實施形態中，作業者以目視已確認脹起部分140之形成或塗布區間L1之兩側部的不均區，但取代此，可在織物W之塗布後的位置設置厚度感測器。且，以行進速度V移動之織物W之塗布區間L1的起始端朝該厚度感測器之位置運送時，亦可將該厚度用厚度感測器來計測，該計測值比預定值更大時，控制部126便判斷為已形成脹起部分140，通知作業者。

又，如上所述，用塗布測試調整之間隙g與第1滑動速度v1預先決定好的情形下，用厚度感測器測定織物W之脹起部分140時，控制部126亦可對該已決定之間隙g與滑動速度v1自動地調整。此時，控制部126用空氣汽缸使模具104或是加強輥102移動地調整間隙g。

又，在槽110內部設置測定塗布液之量之測定感測器，當該測定之量減少到預定之量時，就容易形成脹起部分140，便可調整間隙g與第1滑動速度v1。

又，上述實施形態中，作為直驅式之引動器使用了音圈馬達，但不限於此，亦可使用其他裝置，例如，線性馬達等。

上述已說明本發明之一實施形態，但該實施形態是作為範例而提示，並未意圖限定發明之範圍。這些新實施形態可用其他各種形態來實施，在不脫離發明之主旨的範圍，可進行各種省略、替換、變更。這些實施形態或其之變形均包含於發明之範圍或要旨，並且包含於專利請求之 範圍所記載的發明其之均等的範圍。

10‧‧‧閥部

14‧‧‧塗布液入口

16‧‧‧第1出口

18‧‧‧第2出口

26‧‧‧第1閥座之第1閥體

28‧‧‧第2閥座之第2閥體

30‧‧‧第1音圈馬達

32‧‧‧第2音圈馬達

100‧‧‧間歇塗布裝置

102‧‧‧加強輥

104‧‧‧模具

106‧‧‧儲液部

108‧‧‧縫隙

109‧‧‧模具之吐出口

110‧‧‧儲存塗布液之槽

112‧‧‧定量幫浦

113‧‧‧吸引管

114‧‧‧幫浦馬達

116‧‧‧壓送配管

118‧‧‧給液配管

120‧‧‧模具之塗布液入口

122‧‧‧循環配管

124‧‧‧節流閥部

126‧‧‧控制部

128‧‧‧行進馬達

130、132‧‧‧導輥

g‧‧‧間隙

L1‧‧‧塗布區間

L2‧‧‧未塗布區間

W‧‧‧織物

Claims (6)

1. 一種間歇塗布裝置，其具有：閥部，具有：設於閥部本體之塗布液的入口、設於前述閥部本體之前述塗布液的第1出口、設於前述閥部本體之前述塗布液的第2出口、開關前述第1出口之第1閥、開關前述第2出口之第2閥、使前述第1閥之第1閥體相對於第1閥座滑動的直驅式之第1引動器、及使前述第2閥之第2閥體相對於第2閥座滑動的直驅式之第2引動器；模具，對行進之長條狀織物塗布前述塗布液；槽，儲存前述塗布液；幫浦，壓送儲存於前述槽之前述塗布液；壓送配管，將來自前述幫浦之前述塗布液對前述閥部之前述入口供給；給液配管，從前述閥部之前述第1出口朝前述模具供給前述塗布液；循環配管，從前述閥部之前述第2出口朝前述槽使前述塗布液循環；及控制部，藉由開關前述閥部之前述第1出口，進行對前述織物交互地形成塗布區間與未塗布區間的間歇塗布；前述控制部中，前述模具之吐出口與前述織物之間隙愈比基準間隙大，則愈使前述閥部之前述第1出口 為開啟狀態之前述第1滑動軸件的第1滑動速度變慢。
2. 如請求項1之間歇塗布裝置，其中前述控制部中，前述間隙愈比基準間隙小，則愈使前述閥部之前述第1出口為開啟狀態之前述第1滑動軸件的第1滑動速度變快。
3. 請求項1或2之間歇塗布裝置，其中前述控制部在前述織物形成前述塗布區間時，使前述閥部之前述第1出口為開啟狀態，並使前述第2出口為關閉狀態，又，在前述織物形成前述未塗布區間時，使前述閥部之前述第1出口為關閉狀態，並使前述第2出口為開啟狀態。
4. 請求項3之間歇塗布裝置，其中前述控制部在於前述織物形成前述塗布區間時，使前述閥部之前述第1出口為開啟狀態，並使前述第2出口為關閉狀態之際，會使前述第2滑動軸件之第2滑動速度與前述第1滑動軸件相同，或，比前述第1滑動軸件之第1滑動速度更慢。
5. 如請求項1之間歇塗布裝置，其中前述控制部會用厚度感測器檢測前述織物之塗布區間之起始端的脹起。
6. 如請求項1之間歇塗布裝置，其中第1引動器為第1音圈馬達，第2引動器為第2音圈馬達。