(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１リップと、
第２リップと、
前記第１リップに形成された塗工液を溜める液溜め部と、
前記液溜め部に設けられ、前記液溜め部に前記塗工液を送液する送液口と、
前記第１リップと前記第２リップとの間に挟まれた板状のシムと、
前記第１リップと前記第２リップとの間に前記シムを挟むことによって、前記第１リップの先端部と前記第２リップの先端部との間であって、前記液溜め部から連続して形成されたスリット状の吐出口と、
を有し、
前記シムは、
前記液溜め部と前記液吐出口以外の部分にある前記スリットダイの両側部と底部に挟まれた第１シム部と、
前記第１シム部と一体であって、前記液溜め部の底部側を覆う第２シム部と、
を有し、
前記第２シム部の吐出側端部は、前記スリットダイの幅方向における前記送液口に対応する位置に向かうほど前記第１シム部の底部からの高さが変化すると共に、前記第２シム部の吐出側端部は、前記スリットダイの幅方向における前記送液口に対応する位置に向かうほど前記第１シム部の底部からの高さが大きくなっている、
ことを特徴とするスリットダイ。
【請求項２】
第１リップと、
第２リップと、
前記第１リップに形成された塗工液を溜める液溜め部と、
前記液溜め部に設けられ、前記液溜め部に前記塗工液を送液する送液口と、
前記第１リップと前記第２リップとの間に挟まれた板状のシムと、
前記第１リップと前記第２リップとの間に前記シムを挟むことによって、前記第１リップの先端部と前記第２リップの先端部との間であって、前記液溜め部から連続して形成されたスリット状の吐出口と、
を有し、
前記シムは、
前記液溜め部と前記液吐出口以外の部分にある前記スリットダイの両側部と底部に挟まれた第１シム部と、
前記第１シム部と一体であって、前記液溜め部の底部側を覆う第２シム部と、
を有し、
前記第２シム部の吐出側端部は、前記スリットダイの幅方向における前記送液口に対応する位置に向かうほど前記第１シム部の底部からの高さが変化すると共に、前記第２シム部の前記吐出側端部が、三角形状である、
ことを特徴とするスリットダイ。
【請求項３】
第１リップと、
第２リップと、
前記第１リップに形成された塗工液を溜める液溜め部と、
前記液溜め部に設けられ、前記液溜め部に前記塗工液を送液する送液口と、
前記第１リップと前記第２リップとの間に挟まれた板状のシムと、
前記第１リップと前記第２リップとの間に前記シムを挟むことによって、前記第１リップの先端部と前記第２リップの先端部との間であって、前記液溜め部から連続して形成されたスリット状の吐出口と、
を有し、
前記シムは、
前記液溜め部と前記液吐出口以外の部分にある前記スリットダイの両側部と底部に挟まれた第１シム部と、
前記第１シム部と一体であって、前記液溜め部の底部側を覆う第２シム部と、
を有し、
前記第２シム部の吐出側端部は、前記スリットダイの幅方向における前記送液口に対応する位置に向かうほど前記第１シム部の底部からの高さが変化すると共に、前記第２シム部の前記吐出側端部の最大高さ部分の先端と、前記液溜め部を構成する内壁との最短距離が、前記吐出口の大きさと同じである、
ことを特徴とするスリットダイ。
【請求項４】
第１リップと、
第２リップと、
前記第１リップに形成された塗工液を溜める液溜め部と、
前記液溜め部に設けられ、前記液溜め部に前記塗工液を送液する送液口と、
前記第１リップと前記第２リップとの間に挟まれた板状のシムと、
前記第１リップと前記第２リップとの間に前記シムを挟むことによって、前記第１リップの先端部と前記第２リップの先端部との間であって、前記液溜め部から連続して形成されたスリット状の吐出口と、
を有し、
前記シムは、
前記液溜め部と前記液吐出口以外の部分にある前記スリットダイの両側部と底部に挟まれた第１シム部と、
前記第１シム部に重ねて配置され、前記液溜め部以外の部分で挟まれるように、前記液溜め部に対応した開口部を有する第２シム部と、
を有し、
前記第２シム部の前記開口部における吐出口側縁部は、前記スリットダイの幅方向における前記送液口に対応する位置に向かうほど前記第２シム部の底部からの長さが小さくなっている、
ことを特徴とするスリットダイ。
【請求項５】
前記送液口が、前記スリットダイの幅方向の中央に設けらている、
ことを特徴とする請求項４に記載のスリットダイ。
【請求項６】
前記第２シム部の前記吐出口側縁部が、三角形状である、
ことを特徴とする請求項４に記載のスリットダイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材に塗工液を塗工する塗工装置におけるスリットダイに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液晶パネル、プラズマディスプレイパネル等の基材に塗工液を塗工するスリットダイは、基材上の塗工液の膜厚を均一にする塗工する必要がある。そのため、例えば、スリットダイを形成する第１リップと第２リップに挟まれているシムに関して、シムの両端部から中央部に向かい厚さが厚く、又は、薄くなるスリットダイが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１７８８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１のスリットダイにおいては、シムの厚さを増減させる必要があるため、その加工精度が要求される。特に、シムの厚さはスリット状の吐出口の間隙と同じであるため、その厚さを調整することは非常に手間であるという問題点があった。また、塗工液が変わるたびに厚さが異なるシムを形成することも非常に手間であり、コストアップに繋がるという問題点があった。
【０００５】
さらに、最近のリチウム二次電池用の電極においては、液晶パネルやプラズマディスプレイパネルなどの基材に塗工液を塗工するよりも高精度の膜厚分布が要求されている。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、基材に塗工液を塗工する場合に、より膜厚の分布を均一にすることができるスリットダイを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、第１リップと、第２リップと、前記第１リップに形成された塗工液を溜める液溜め部と、前記液溜め部に設けられ、前記液溜め部に前記塗工液を送液する送液口と、前記第１リップと前記第２リップとの間に挟まれた板状のシムと、前記第１リップと前記第２リップとの間に前記シムを挟むことによって、前記第１リップの先端部と前記第２リップの先端部との間であって、前記液溜め部から連続して形成されたスリット状の吐出口と、を有し、前記シムは、前記液溜め部と前記液吐出口以外の部分にある前記スリットダイの両側部と底部に挟まれた第１シム部と、前記第１シム部と一体であって、前記液溜め部の底部側を覆う第２シム部と、を有し、前記第２シム部の吐出側端部は、前記スリットダイの幅方向における前記送液口に対応する位置に向かうほど前記第１シム部の底部からの高さが変化すると共に、前記第２シム部の吐出側端部は、前記スリットダイの幅方向における前記送液口に対応する位置に向かうほど前記第１シム部の底部からの高さが大きくなっている、ことを特徴とするスリットダイである。また、本発明は、第１リップと、第２リップと、前記第１リップに形成された塗工液を溜める液溜め部と、前記液溜め部に設けられ、前記液溜め部に前記塗工液を送液する送液口と、前記第１リップと前記第２リップとの間に挟まれた板状のシムと、前記第１リップと前記第２リップとの間に前記シムを挟むことによって、前記第１リップの先端部と前記第２リップの先端部との間であって、前記液溜め部から連続して形成されたスリット状の吐出口と、を有し、前記シムは、前記液溜め部と前記液吐出口以外の部分にある前記スリットダイの両側部と底部に挟まれた第１シム部と、前記第１シム部と一体であって、前記液溜め部の底部側を覆う第２シム部と、を有し、前記第２シム部の吐出側端部は、前記スリットダイの幅方向における前記送液口に対応する位置に向かうほど前記第１シム部の底部からの高さが変化すると共に、前記第２シム部の前記吐出側端部が、三角形状である、ことを特徴とするスリットダイである。また、本発明は、第１リップと、第２リップと、前記第１リップに形成された塗工液を溜める液溜め部と、前記液溜め部に設けられ、前記液溜め部に前記塗工液を送液する送液口と、前記第１リップと前記第２リップとの間に挟まれた板状のシムと、前記第１リップと前記第２リップとの間に前記シムを挟むことによって、前記第１リップの先端部と前記第２リップの先端部との間であって、前記液溜め部から連続して形成されたスリット状の吐出口と、を有し、前記シムは、前記液溜め部と前記液吐出口以外の部分にある前記スリットダイの両側部と底部に挟まれた第１シム部と、前記第１シム部と一体であって、前記液溜め部の底部側を覆う第２シム部と、を有し、前記第２シム部の吐出側端部は、前記スリットダイの幅方向における前記送液口に対応する位置に向かうほど前記第１シム部の底部からの高さが変化すると共に、前記第２シム部の前記吐出側端部の最大高さ部分の先端と、前記液溜め部を構成する内壁との最短距離が、前記吐出口の大きさと同じである、ことを特徴とするスリットダイである。また、本発明は、第１リップと、第２リップと、前記第１リップに形成された塗工液を溜める液溜め部と、前記液溜め部に設けられ、前記液溜め部に前記塗工液を送液する送液口と、前記第１リップと前記第２リップとの間に挟まれた板状のシムと、前記第１リップと前記第２リップとの間に前記シムを挟むことによって、前記第１リップの先端部と前記第２リップの先端部との間であって、前記液溜め部から連続して形成されたスリット状の吐出口と、を有し、前記シムは、前記液溜め部と前記液吐出口以外の部分にある前記スリットダイの両側部と底部に挟まれた第１シム部と、前記第１シム部に重ねて配置され、前記液溜め部以外の部分で挟まれるように、前記液溜め部に対応した開口部を有する第２シム部と、を有し、前記第２シム部の前記開口部における吐出口側縁部は、前記スリットダイの幅方向における前記送液口に対応する位置に向かうほど前記第２シム部の底部からの長さが小さくなっている、ことを特徴とするスリットダイである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、基材に対する塗工液の膜厚分布を均一にできる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１の塗工装置の全体図及び一部拡大縦断面図である。
【図２】図１におけるＩ−Ｉ線断面図である。
【図３】スリットダイの分解斜視図である。
【図４】シムの第１の変更例１である。
【図５】シムの第１の変更例１である。
【図６】シムの第１の変更例１である。
【図７】シムの第２の変更例２である。
【図８】シムの第３の変更例２である。
【図９】シムの第４の変更例２である。
【図１０】変更例３におけるスリットダイの縦断面図である。
【図１１】図１０におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図１２】変更例４のスリットダイの縦断面図である。
【図１３】変更例５のスリットダイの縦断面図である。
【図１４】変更例６の第１リップとシムの平面図である。
【図１５】変更例７の第１リップとシムの平面図である。
【図１６】実施例２のスリットダイの分解斜視図である。
【図１７】第１リップに第１シム部及び第２シム部を組み合わせて平面から見た図である。
【図１８】実施例２のスリットダイの縦断面図である。
【図１９】従来の塗工装置を用いて基材に塗工液を塗工した縦断面図である。
【図２０】本実施例の塗工装置を用いて基材に塗工液を塗工した縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施例のスリットダイ１０を用いた塗工装置１について図面に基づいて説明する。
【００１１】
本実施例の塗工装置１は、リチウム二次電池で用いられる電極を製造するものであり、金属箔よりなる長尺状の基材３に塗工液４を塗工する。基材３は、アルミニウム又は銅よりなり、アルミニウムの場合はその厚さが１５〜２０μｍであり、銅の場合は約１０μｍである。また、この基材３の幅は６０ｃｍ〜７０ｃｍであり、この基材３の上に５０μｍの塗工液４を塗工する。
【実施例１】
【００１２】
以下、本発明の実施例１の塗工装置１におけるスリットダイ１０について図１〜図３に基づいて説明する。
【００１３】
（１）塗工装置１の構造
塗工装置１の構造について図１〜図３に基づいて説明する。
【００１４】
塗工装置１は、バックアップロール２に基材３を抱かせて走行させ、このバックアップロール２の横に水平方向に配置されたスリットダイ１０から塗工液４を塗工する。バックアップロール２によって走行する基材３の走行速度Ｖは、Ｖ＝５〜３０ｍ／分であり、好ましくは２０ｍ／分である。
【００１５】
スリットダイ１０は、金属製の第１リップ１２、金属製の第２リップ１４、ステンレス製の板状のシム１６とより構成されている。
【００１６】
第１リップ１２は、平面形状が長方形状であり、上面に液溜め部１８が凹部状に形成され、この液溜め部１８は、図２に示すように第１リップ１２の両側部２０，２２及び底部２４を残して形成されている。液溜め部１８における幅方向の中央部には、塗工液４を送液するための送液口３０が開口している。この液溜め部１８の幅方向の長さが、基材３に塗工液４を塗工するための塗工幅に設定される。第１リップ１２の下面の先端部は、先端部側にいく程細く形成されている。
【００１７】
第２リップ１４は、平面形状が長方形状であって第１リップ１２と同じ大きさであり、この第２リップ１４の下面は、平らな面に形成されている。第２リップ１４の上面の先端部は、先端部側にいく程細く形成されている。
【００１８】
第１リップ１２の上面と第２リップ１４の下面とが、板状のシム１６を挟み、液溜め部１８の吐出側にスリット状の吐出口３２を前記液溜め部１８から連続して形成する。
【００１９】
（２）シム１６の構造
シム１８の構造について図１〜図３に基づいて説明する。
【００２０】
１枚のシム１６は、第１シム部２６と第２シム部２８とより形成されている。第１シム部２６は、第１リップ１２の両側部２０，２２及び底部２４によって挟まれるシム１６のＵ字状の部分である。第２シム部２８は、第１シム部２６と一体に形成されるものであり、Ｕ字状の第２シム部２８の間、すなわち液溜め部１８の底部側を覆う位置に形成されている。この第２シム部２８の吐出側端部２９は、幅方向における中央部ほどその高さが高くなるように形成され、三角形状に形成されている。ここで高さとは、第１シム部２６の底部から吐出側端部２９までの距離をいい、以下ではこの位置を、「吐出側端部２９の最大高さ位置」という。
【００２１】
第１リップ１２と第２リップ１４とによってシム１６を挟んで、スリット状の吐出口３２を形成するため、図１の拡大図に示すように、吐出口３２の間隙の寸法ｂは、シム１６の厚みｂと等しく、また、第２シム部２８の吐出側端部２９の最大高さ位置と、液溜め部１８の内壁までの最短距離ａは、前記した吐出口３２の間隙の寸法ｂに等しいように設定されている。
【００２２】
第２シム部２８の吐出側端部２９の傾きθは、図２に示すように、塗工液４の粘度によって決定される。塗工液４は非ニュートン流体であり、この粘度カーブは次の式（１）で表せる。
【００２３】
粘度η＝η０×γ（ｎ−１）    ・・・（１）
但し、η０は粘度係数であり、γは剪断速度、ｎは、非ニュートン流体の場合には０＜ｎ＜１である。このときに、傾きθは、ｎに反比例する。
【００２４】
具体的に説明すると、η０＝１０、ｎ＝０．６、ｂ＝０．６ｍｍのときに、式（１）は粘度η＝１０×（γの−０．４乗）で表わされ、塗工厚が１２０μｍで塗工幅が３００ｍｍの場合、θ＝０．２°、ａ＝０．６ｍｍとなる。
【００２５】
なお、この傾きθとシム厚ｂは、塗工液４の粘度η及び運転条件等によって変化するが、傾きθ＝０．００１〜５．０°、最短距離ａはシム厚ｂの１／２〜５倍の範囲、好ましくはａ＝ｂである。
【００２６】
（３）塗工方法
上記構成の塗工装置１を用いて基材３に塗工液４を塗工する方法について説明する。
【００２７】
上記したように、バックアップロール２に基材３を抱かせ、スリットダイ１０をその横方向に水平方向に配置して、スリットダイ１０の吐出口３２から塗工液４を塗工する。
【００２８】
塗工液４は、不図示の圧送ポンプによって、液溜め部１８の中央部にある送液口３０から圧入されて、液溜め部１８の中で溜まり、スリット状の吐出口３２から吐出される。この場合に、送液口３０に対応する吐出口３２の中央部付近が最も圧力が高く、従来はこの中央部で、図１９に示すような塗工液４が盛り上がるという問題点があった。しかしながら、本実施例の場合には、この送液口３０が位置する中央部ほど第２シム部の吐出側端部２９が高くなり、送液口３０と対応する第２シム部の中央部における最短距離ａが、吐出口３２の間隙の寸法ｂと同じになっているため、この部分にかかる圧力が低くなり、塗工液４は、図２０に示すように基材３の幅方向において塗工厚さが均一となる。
【００２９】
（４）効果
本実施例によれば、塗工装置１によって基材３に塗工液４を塗工した場合に、幅方向の塗工厚が図２０に示すように均一となる。
【００３０】
また、塗工厚を均一にするために、シム１６の第２シム部２８の吐出側端部２９を三角形状に製造するだけでよく、塗工液４の粘度に合わせてシム１６を簡単に製造できる。
【００３１】
（５）変更例１
実施例１の変更例１について図４〜図６に基づいて説明する。
【００３２】
実施例１では、第２シム部２８における吐出側端部２９を三角形状に形成したが、これに代えて、第１の変更例１では、図４に示すように、吐出側端部２９を、凹部状の曲率を設けた三角形状に形成する。
【００３３】
第２の変更例１では、図５に示すように、吐出側端部２９を、凸状の曲率（円弧状）に形成する。
【００３４】
第３の変更例１では、図６に示すように、吐出側端部２９を、階段状に形成する。
【００３５】
何れの変更例１でも、中央部の第２シム部２８の高さが最も高くなるようにすればよい。
【００３６】
（６）変更例２
実施例１の変更例２について図７〜図９に基づいて説明する。
【００３７】
実施例１では、送液口３０が中央部に形成したが、これに代えて、第１の変更例２では、図７に示すように、第１の変更例２では、送液口３０が液溜め部１８の右端部近傍に形成されているので、第２シム部２８における吐出側端部２９の最大高さ位置を、その右端部近傍に設ける。
【００３８】
第２の変更例２では、図８に示すように、送液口３０が左端部近傍に形成されているので、吐出側端部２９の最大高さ位置を、その左端部近傍に設ける。
【００３９】
第２の変更例２では、送液口３０が２個形成されているので、図９に示すように、各送液口３０に対応する位置に、第２シム部２８における吐出側端部２９の最大高さ位置をぞれぞれ形成する。なお、３個以上の送液口３０についても同様に、各送液口３０に対応する位置に、第２シム部２８における吐出側端部２９の最大高さ位置をそれぞれ形成する。
【００４０】
（７）変更例３
実施例１の変更例３について図１０と図１１に基づいて説明する。
【００４１】
実施例１では、１枚のシム１６によって第１シム部２６と第２シム部２８を設けたが、１枚のシム１６では、第２シム部２８の吐出側端部２９の最も高い位置と液溜め部１８の内壁との最短距離ａを精度よく製作できない場合がある。
【００４２】
変更例３では、図１０及び図１１に示すように、２枚のシム１６，１６を重ね、第１のシム１６と第２のシム１６の最大高さ位置の高さを若干ずらし、前記最短距離ａの誤差を緩和させて、更に微妙な塗工液４の膜厚分布を調整する。
【００４３】
（８）変更例４
実施例１の変更例４について図１２に基づいて説明する。
【００４４】
変更例３では、２枚のシム１６，１６を重ねて隙間の誤差を緩和させたが、変更例４では、図１２に示すように、第２シム部２８の吐出側端部２９の最大高さ位置における縁部の厚さ方向について傾斜面を形成し、この傾斜面の角度により膜厚分布を調整する。
【００４５】
（９）変更例５
実施例１の変更例５について図１３に基づいて説明する。
【００４６】
実施例１では、第１リップ１２のみに液溜め部１８が設けていたが、変更例５では、図１３に示すように、第２リップ１４にも液溜め部１８と送液口３０を設ける。
【００４７】
（１０）変更例６
実施例１の変更例６について図１４に基づいて説明する。
【００４８】
実施例１では、液溜め部１８の上端部は、基材３の走行方向と平行であったが、変更例６では、図１４に示すように、液溜め部１４の上端部がＶ字型である場合、図１４（ｂ）に示すように、本実施例のシム１６を適用する。
【００４９】
（１１）変更例７
実施例１の変更例７について図１５に基づいて説明する。
【００５０】
実施例１では、液溜め部１８の上端部が基材３と平行であったが、変更例７では、図１５（ａ）に示すように、液溜め部１４の上端部がＶ字型である場合、図１５（ｂ）に示すように、シム１６における第２シム部２８の吐出側端部２９について、中央部ほど低くなるＶ字状に形成して、膜厚を調整する。
【実施例２】
【００５１】
次に、本発明の実施例２の塗工装置１について、図１６〜図１８に基づいて説明する。
【００５２】
本実施例と実施例１の異なる点は、シム１６に関して、第１シム部２６と第２シム部２８とが分離して、重ねて配置されている点にある。
【００５３】
第１シム部２６は、第１リップ１２の左側部２０と右側部２２と底部２４とからＵ字状に形成されている。
【００５４】
第２シム部２８は、第１リップ１２の上面とほぼ同じ形状である長方形状をなし、その中央部に液溜め部１８とほぼ同じ大きさの開口部３４が開口し、この開口部３４の吐出側縁部３６は、Ｖ字状に形成され、送液口３０が位置する中央部に対応する中央の位置に向かうほど、第２シム部２８の底部からの長さが小さくなるように形成されている。
【００５５】
本実施例の塗工装置１であっても、送液口３０から送られる塗工液４について、送液口３０付近が最も圧力が高くなるが、その部分に対応する第２シム部２８の吐出側縁部３６が最も下方まで突出しているため、その圧力を抑えることができる。そのため、吐出口３２から吐出した塗工液４を基材３に塗工した場合に、図２０に示すように、基材３の幅方向において塗工液４を均一な膜厚で塗工できる。
【００５６】
なお、本実施例においても、送液口３０が左端部近傍、右端部近傍にある場合、その位置に対応して開口部３４の吐出側縁部３６の最も低い位置を決定すればよい。
【変更例】
【００５７】
本発明は上記各実施例に限らず、その主旨を逸脱しない限り種々に変更することができる。
【００５８】
上記実施例では、リチウム二次電池用電極のコーティングについて説明したが、これに限らず光学フィルム用粘着コーティングや、光学フィルム機能性膜コーティングに本実施例の塗工装置１を適用してもよい。
【００５９】
また、本実施例では、スリットダイ１０をバックアップロール２の横方向に配置したが、これに限らず真下、真上、斜め上、斜め下に配置してもよい。
【００６０】
また、バックアップロール２に対し、本実施例のスリットダイ１０を複数配置してもよい。
【００６１】
また、走行する基材３の表面と裏面にそれぞれ１対のスリットダイ１０，１０を配置し、両面塗工を行ってもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１  塗工装置
２  バックアップロール
１０  スリットダイ
１２  第１リップ
１４  第２リップ
１６  シム
１８  液溜め部
２６  第１シム部
２８  第２シム部
３０  送液口
３２  吐出口
３４  開口部
【図１】
0005542523.tif 000002
【図２】
0005542523.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005542523.tif 000008
【図８】
0005542523.tif 000009
【図９】
0005542523.tif 000010
【図１０】
0005542523.tif 000011
【図１１】
0005542523.tif 000012
【図１２】
0005542523.tif 000013
【図１３】
0005542523.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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