(57)【要約】【課題】塗布液の流れを簡便に調整することができ、基材上に塗布液を均一に塗布することができるダイヘッドを提供すること。【解決手段】ダイヘッドに設けられた塗布液が流れる流路内において、流路内に突出可能な流路調整手段を用いて、流路の塗布液の流れ方向と垂直な断面の形状を変化させ、流路内における塗布液の流れを調整することを特徴とするダイヘッド。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布液が流れる流路と、
前記流路を通って流れてくる塗布液を吐出するための塗工リップと、
前記流路内に突出することで、前記流路の塗布液の流れ方向と垂直な断面の形状を変化させ、前記流路内における塗布液の流れを調整する流路調整手段と、を備えることを特徴とするダイヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載のダイヘッドにおいて、
前記ダイヘッドは上側ダイヘッドと下側ダイヘッドとから構成され、
前記流路調整手段は、前記上側ダイヘッドおよび前記下側ダイヘッドの少なくとも一方に設けられ、前記流路内における突出位置または突出高さが調整可能な１または２以上の突出機構から構成されることを特徴とするダイヘッド。
【請求項３】
請求項２に記載のダイヘッドにおいて、
前記流路調整手段は、前記上側ダイヘッドおよび前記下側ダイヘッドの少なくとも一方の所定位置に設けられ、前記流路内における突出高さが調整可能な１または２以上の突出機構から構成されることを特徴とするダイヘッド。
【請求項４】
請求項３に記載のダイヘッドにおいて、
前記流路調整手段は、前記突出機構を複数備え、複数の前記突出機構は、流路の中心に対して、左右対称に配置されることを特徴とするダイヘッド。
【請求項５】
請求項３または４に記載のダイヘッドにおいて、
前記突出機構は、前記流路内における突出高さが調整可能な突出部を備え、
前記突出部は、ボルトにより突出高さが調整可能となっていることを特徴とするダイヘッド。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれかに記載のダイヘッドにおいて、
前記突出機構は、前記流路内における突出高さが調整可能な円柱形上、三角柱形状、または四角柱形状の突出部を備えることを特徴とするダイヘッド。
【請求項７】
塗布液が流れる流路、および前記流路を通って流れてくる塗布液を吐出するための塗工リップを備えたダイヘッドによって、基材上に塗布液を塗布して塗工物を製造する方法であって、
前記流路内に突出可能な流路調整手段を用いて、前記流路内における塗布液の流れを調整する流路調整工程と、
前記流路調整工程の後に、前記塗布液を前記基材上に塗布して塗工物を得る塗工工程とを備えることを特徴とする塗工物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイヘッド、および塗工物の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基材に塗布液を塗布してなる塗工物を製造する方法として、ダイコーター装置によって連続して搬送される基材上に塗布液を塗布する方法が用いられている。このような技術において、塗工物の品質を向上させるために、ダイコーター装置のダイヘッド内に板状の濾過部材を設け、該濾過部材を通った塗布液をダイヘッドから吐出して塗布する手法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２１２３３６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に記載の方法では、塗工の最中において、塗布液の粘度などの物性が変化してしまった場合には、塗工面の膜厚が不均一となってしまう。そして、この際には、ダイコーター装置のダイヘッドを、上側ダイヘッドと下側ダイヘッドとに分解し、これらの間に設けられているシム（塗布液を流すための流路の高さを調整するための部材）を別のものに交換する必要があるが、シムを交換するためには、ダイヘッドの分解、清掃、組立て、精度調整、およびダイコーター装置本体への着脱などを行わなければならず、大きな労力と時間を要するという問題があった。また、このようなシムは硬質な金属により形成されているため、交換以外の方法では、形状を変更することができないという問題もあった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、流路内の塗布液の流れを簡便に調整することができ、これにより、塗布液を基材上に均一に塗布することができるダイヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ダイヘッドに設けられた塗布液が流れる流路内において、流路内に突出可能な流路調整手段を用いて、流路の塗布液の流れ方向と垂直な断面の形状を変化させ、流路内における塗布液の流れを調整することで、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、流路内に突出可能な流路調整手段を用いて、ダイヘッド内における塗布液の流路の断面形状を適切に調整することができるため、流路内の塗布液の流れを簡便に調整することができ、塗布液を基材上に均一に塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施形態のダイヘッドを備える塗工装置を示す構成図である。
【図２】図２は、本実施形態のダイヘッドを示す分解斜視図である。
【図３】図３は、本実施形態のダイヘッドを示す側面断面図である。
【図４】図４は、図３に示すダイヘッドを用いて流路内の塗布液の流れを調整する方法を説明するための図である。
【図５】図５は、本実施形態のダイヘッドを示す上面図である。
【図６】図６は、本実施形態のダイヘッドの別の例を示す上面図である。
【図７】図７は、本実施形態のダイヘッドのさらに別の例を示す上面図である。
【図８】図８は、図７（Ａ）に示すダイヘッドを用いて流路内の塗布液の流れを調整する方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態のダイヘッド５００を備える塗工装置１を示す構成図である。図１に示すように、本実施形態のダイヘッド５００を備える塗工装置１は、基材８００上に、塗布液１１０を塗布することにより塗工層１２０を形成するための装置であり、塗布液１１０を収容するタンク１００、配管２００、ポンプ３００、三方弁４００、ダイヘッド５００、バックアップローラ６１０、ガイドローラ６２０、および乾燥炉７００から構成される。
【００１１】
本実施形態においては、基材８００は、巻出しロール（図示省略）に巻かれた状態で塗工装置１に取付けられ、巻出しロールから連続的に送り出されることによって、図１に示すように、バックアップローラ６１０に沿って搬送され、乾燥炉７００を通過し、次いで、ガイドローラ６２０に沿って搬送され、その後、ガイドローラ６２０を通った先に設けられた巻取りロール（図示省略）によって連続的に巻取られる。
【００１２】
そして、本実施形態においては、このように基材８００が搬送されている間に、塗布液１１０の塗布、塗工層１２０の形成、および塗工層１２０の乾燥が行われる。すなわち、まず、基材８００がバックアップローラ６１０上を通っている間に、基材８００に対してダイヘッド５００により塗布液１１０が塗布され、これにより、基材８００上に塗工層１２０が形成される。ここで、ダイヘッド５００が塗布する塗布液１１０は、タンク１００内の塗布液１１０が、配管２００を通じて、ポンプ３００によってダイヘッド５００に供給されたものである。次いで、このような塗工層１２０が形成された基材８００は、バックアップローラ６１０上を通った後に、乾燥炉７００内に搬送され、乾燥炉７００内において、塗工層１２０の乾燥が行われる。
【００１３】
本実施形態においては、塗布液１１０および基材８００としては、特に限定されず、塗工装置１によって製造する製品の種類に応じて、所望の材料を用いることができる。たとえば、塗工装置１によって電池の電極部材を製造する場合には、基材８００として金属箔を用い、塗布液１１０として電極スラリー（電極活物質を含む液体）を用いることができる。
【００１４】
乾燥炉７００は、基材８００上に形成した塗工層１２０を乾燥させるための乾燥炉であり、特に限定されず、上述した塗布液１１０および基材８００の種類に応じて、公知の乾燥炉を用いることができる。
【００１５】
タンク１００は、塗布液１１０を収容するタンクであり、配管２００を介してダイヘッド５００と接続されている。なお、配管２００には、ポンプ３００および三方弁４００が設けられており、タンク１００から排出された塗布液１１０がポンプ３００によって送り出され、三方弁４００を通じてダイヘッド５００に供給される。
【００１６】
ここで、塗工装置１においては、配管２００に設けられた三方弁４００を制御することにより、基材８００上への間欠塗工を行うことができる。すなわち、まず、三方弁４００を制御することにより、ポンプ３００から送り出された塗布液１１０の流れ方向を、ダイヘッド５００側またはタンク１００側に切り替えることができる。そして、三方弁４００をダイヘッド５００側に切り替えている間は、塗布液１１０がダイヘッド５００に供給され、塗布液１１０を基材８００上に塗布することができる。一方、三方弁４００をタンク１００側に切り替えている間は、塗布液１１０がダイヘッド５００に供給されず、タンク１００に戻ることとなり、基材８００上への塗布液１１０の塗布は行われない。これにより、本実施形態においては、所望のタイミングで三方弁４００における流れ方向を制御することによって、基材８００上に間欠塗工を行うことができる。
【００１７】
ダイヘッド５００は、塗布液１１０を基材８００上に塗布するためのダイヘッドであり、図２に示すように、下側ダイヘッド５１０、上側ダイヘッド５２０、およびシム５３０から構成される。ここで、図２は、本実施形態のダイヘッド５００を示す分解斜視図である。本実施形態においては、下側ダイヘッド５１０、上側ダイヘッド５２０、およびシム５３０には、それぞれ複数のボルト穴５１１，５２１，５３１が設けられており、このようなボルト穴５１１，５２１，５３１を貫通するようにボルトを通すことで、下側ダイヘッド５１０と上側ダイヘッド５２０とが、シム５３０を介して一体化される。
【００１８】
また、図２に示すように、ダイヘッド５００の下側ダイヘッド５１０には、塗布液溜り５１２、および塗布液供給口５１３が設けられている。なお、塗布液供給口５１３は配管２００と接続された開口であり、塗布液溜り５１２は塗布液１１０を貯めるための空間である。
【００１９】
本実施形態においては、配管２００を通じて供給された塗布液１１０が、塗布液供給口５１３を通って塗布液溜り５１２に収容される。そして、塗布液溜り５１２内の塗布液１１０は、下側ダイヘッド５１０と上側ダイヘッド５２０との間の隙間、すなわち、下側ダイヘッド５１０と上側ダイヘッド５２０との間に設けられたシム５３０の厚みに応じて形成される隙間から、図２に示すｘ軸正方向に向かって吐出され、基材８００上に塗布される。具体的には、図２に示すダイヘッド５００をｙ軸正方向に向かって見たときの側面断面図である図３に示すように、塗布液溜り５１２内の塗布液１１０が、下側ダイヘッド５１０と上側ダイヘッド５２０との間の隙間である塗布液流路５４０を通って、下側ダイヘッド５１０および上側ダイヘッド５２０の先端部分である塗工リップ５５０から、ｘ軸正方向に向かって吐出され、基材８００上に塗布される。
【００２０】
さらに、本実施形態のダイヘッド５００には、図３に示すように、下側ダイヘッド５１０に、塗布液流路５４０の塗布液１１０の流れを調整可能な流路調整用ボルト５６０が設けられている。本実施形態においては、下側ダイヘッド５１０に設けられた流路調整用ボルト５６０は、下側ダイヘッド５１０の表面と面一となっている状態から、塗布液流路５４０内における突出高さを調整可能であり、これにより、塗布液流路５４０の塗布液１１０の流れを調整することができる。
【００２１】
具体的には、図４（Ａ）に示すように、流路調整用ボルト５６０と下側ダイヘッド５１０の表面とを面一とした状態から、流路調整用ボルト５６０を回転させることによって、図４（Ｂ）に示すように、塗布液流路５４０内に流路調整用ボルト５６０を突出させることができる。なお、流路調整用ボルト５６０の回転は、手動で行ってもよいし、流路調整用ボルト５６０の回転を制御するための制御装置を用意しておいて自動で行ってもよい。また、塗布液流路５４０内に流路調整用ボルト５６０を突出させる高さは、流路調整用ボルト５６０の回転角度を適宜変化させることにより調整することができる。
【００２２】
そして、本実施形態においては、この流路調整用ボルト５６０の設置数や設置位置は、特に限定されず、１または２以上の流路調整用ボルト５６０を、所望の位置に設けることができる。
【００２３】
ここで、図５は、下側ダイヘッド５１０ａをｚ軸負方向に向かって見たときの上面図である。本実施形態においては、たとえば、図５に示すように、下側ダイヘッド５１０ａに複数の流路調整用ボルト５６０ａ，５６０ｂ，５６０ｃ，５６０ｄを設け、これらをそれぞれ突出させることにより、塗布液１１０が実際に流れることができる流路の形状、すなわち、塗布液溜り５１２から塗布液流路５４０を通ってｘ軸正方向に向かう塗布液１１０の流れ方向に対して、垂直な断面（ｙｚ平面）の形状を変化させることができる。これにより、図５に示す下側ダイヘッド５１０ａにおいては、流路調整用ボルト５６０ａ，５６０ｂ，５６０ｃ，５６０ｄを突出させた部分において、それぞれ塗布液１１０の流量を減少させることができ、塗布液流路５４０内の塗布液１１０の流れを調整することができる。
【００２４】
なお、上述した図２においては、この流路調整用ボルトは説明の便宜のために図示しなかったが、図２に示すダイヘッド５００においても、図５に示す下側ダイヘッド５１０ａと同様に、下側ダイヘッド５１０には流路調整用ボルトが設けられている。
【００２５】
本実施形態においては、塗布液流路５４０内の塗布液１１０の流れを調整するために、このような塗布液流路５４０内に突出可能な流路調整用ボルトを用いているため、塗布液１１０の流れを簡便に調整することができ、これにより、塗工の最中に塗布液１１０の粘度などの物性が変化してしまった場合においても、ダイヘッド５００のシム５３０を交換することなく、塗布液１１０の流れを適宜調整することができる。また、これにより、塗布液１１０を基材８００上に均一に塗布することができる。
【００２６】
すなわち、塗工の最中に塗布液１１０の粘度などの物性が変化してしまった場合においては、塗布液流路５４０の塗布液１１０の流れを調整するために、通常、ダイヘッド５００を分解し、シム５３０を別の形状のものに交換する必要があるが、この際には、ダイヘッド５００の分解、清掃、組立て、精度調整、および塗工装置１への着脱などを行わなければならず、大きな労力と時間を要する。また、ダイヘッド５００に用いられるシム５３０は、硬質な金属により形成されているため、交換以外の方法では、形状を変更することができない。これに対し、本実施形態においては、ダイヘッド５００のシム５３０を交換することなく、塗布液流路５４０の塗布液１１０の流れを簡便に調整することができ、これにより、塗布液１１０を基材８００上に均一に塗布することができる。
【００２７】
特に、本実施形態によれば、ダイヘッド５００のシム５３０を交換することなく、塗布液流路５４０の塗布液１１０の流れを簡便に調整することができ、塗布液１１０を基材８００上に均一に塗布することができるため、塗工装置１によって電池の電極部材を製造する際に、次のような効果を奏する。すなわち、基材８００として金属箔を用い、塗布液１１０として電極スラリー（電極活物質を含む液体）を用いて、金属箔に電極スラリーを塗布してなる電極部材を製造する場合に、シム５３０を交換する手間を省くことで、電極部材の生産効率を向上させることができる。加えて、得られる電極部材は、電極スラリーが均一に塗布されたものとなるため、二次電池の電極として用いた際に、電極活物質が有効に作用して安定的に充放電を行うことができ、品質が優れたものとなる。
【００２８】
なお、塗工の最中に塗布液１１０の粘度などの物性が変化してしまった場合においては、通常、ダイヘッド５００から吐出される塗布液の量は、ダイヘッド５００の幅方向における中央部分より両端部分の方が多くなる傾向にある。これに対し、図５に示すように、流路調整用ボルト５６０ａ，５６０ｂ，５６０ｃ，５６０ｄを下側ダイヘッド５１０ａの幅方向の両端近傍に設け、これらの流路調整用ボルトをそれぞれ突出させることにより、塗布液流路５４０の幅方向両端近傍の塗布液１１０の流量を減少させることができ、これにより、塗布液１１０を基材８００上に均一な厚みで塗布することができる。
【００２９】
本実施形態においては、上述したように、流路調整用ボルトの設置数や設置位置は、特に限定されず、１または２以上の流路調整用ボルトを、所望の位置に設けることができる。たとえば、上述した図５に示す下側ダイヘッド５１０ａでは４本の流路調整用ボルト５６０ａ〜５６０ｄを設けた例を示したが、本実施形態においては、図６（Ａ）に示す下側ダイヘッド５１０ｂのように、さらに４本の流路調整用ボルト５６０ｅ，５６０ｆ，５６０ｇ，５６０ｈを設けた構成としてもよい。
【００３０】
本実施形態においては、流路調整用ボルトを図６（Ａ）に示すような配置とすることにより、塗布液流路５４０の幅方向両端近傍の塗布液１１０の流量を細かく制御することができ、塗布液流路５４０内の塗布液１１０の流れをより適切に調整することができる。
【００３１】
あるいは、本実施形態においては、上述した図６（Ａ）に示す流路調整用ボルト５６０ａ〜５６０ｈに加えて、図６（Ｂ）に示す下側ダイヘッド５１０ｃのように、さらに、下側ダイヘッド５１０ｃの幅方向中央近傍に、流路調整用ボルト５６０ｉ，５６０ｊ，５６０ｋを設けた構成としてもよい。流路調整用ボルトを図６（Ｂ）に示すような配置とすることにより、塗布液流路５４０の幅方向両端近傍に加えて、幅方向中央近傍の塗布液１１０の流量を制御することができ、塗布液流路５４０内の塗布液１１０の流れをさらに適切に調整することができる。
【００３２】
なお、上述した図５、図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示す例においては、複数の流路調整用ボルトを、塗布液流路５４０の中心に対して左右対称となるように配置している。そのため、塗布液流路５４０の塗布液１１０の流れを局所的に調整するだけでなく、全体としてバランスよく調整することができ、これにより、塗布液１１０を基材８００上により均一に塗布することができる。
【００３３】
また、上述した図５、図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示す例では、流路調整用ボルトを下側ダイヘッドに設けた例を示したが、本実施形態においては、流路調整用ボルトの設置位置は、特に限定されず、上側ダイヘッド５２０に設けてもよいし、下側ダイヘッドおよび上側ダイヘッド５２０の両方に設けてもよい。この際においては、流路調整用ボルトを、上側ダイヘッド５２０の表面と面一となるように配置し、流路調整用ボルトの回転に応じて塗布液流路５４０内に突出させるようにする。
【００３４】
さらに、本実施形態においては、図７（Ａ）に示す下側ダイヘッド５１０ｄのように、流路調整用ボルトに代えて、流路調整用部材５７０ａ、５７０ｂを設けた構成としてもよい。流路調整用部材５７０ａ、５７０ｂは、塗布液流路５４０内に突出可能な部分が四角柱形状となっており、このような四角柱形状の部分が、下側ダイヘッド５１０ｄの表面と面一となっている状態から、塗布液流路５４０内に突出することにより、塗布液流路５４０の塗布液１１０の流れ方向と垂直な断面の形状を変化させ、塗布液流路５４０の塗布液１１０の流れを調整することができる。
【００３５】
なお、図７（Ａ）においては、流路調整用部材について、塗布液流路５４０内に突出可能な部分の形状を四角柱形状とした例を示したが、このような塗布液流路５４０内に突出可能な部分の形状は、特に限定されず、たとえば、図７（Ｂ）に示す流路調整用部材５８０ａ、５８０ｂのように、三角柱形状としてもよいし、円柱形状としてもよい。
【００３６】
ここで、図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、図７（Ａ）に示す下側ダイヘッド５１０ｄを用いて、塗布液流路５４０の塗布液１１０の流れを調整する方法を説明するための図である。本実施形態においては、まず、下側ダイヘッド５１０ｄに設けられた流路調整用部材５７０ａは、図８（Ａ）に示すように、塗布液流路５４０内に突出する突出部５７１と、突出部５７１を押し上げるためのねじ部５７２とから構成される。そして、このねじ部５７２が回転することによって、図８（Ｂ）に示すように、ねじ部５７２が突出部５７１を押し上げて、突出部５７１と下側ダイヘッド５１０ｄとの間に空間５９０を発生させながら、突出部５７１を塗布液流路５４０内に突出させる。ここで、塗布液流路５４０内に突出部５７１を突出させる高さは、ねじ部５７２の回転角度に応じて調整することができる。なお、図７（Ｂ）に示す下側ダイヘッド５１０ｅの流路調整用部材５８０ａ、５８０ｂについても、同様の方法により、三角柱形状の突出部を塗布液流路５４０内に突出させることができる。
【００３７】
本実施形態においては、塗布液流路５４０内に突出させる突出部を、円柱形上、三角柱形状、または四角柱形状などの形状とすることにより、塗布液流路５４０内において、塗布液１１０が突出部にぶつかった際においても、塗布液１１０が突出部に引っかからずに、塗布液１１０の流れをスムーズなものとすることができる。
【００３８】
特に、塗布液流路５４０内に突出させる突出部を、三角柱形状や四角柱形状のように、面によって構成された形状とすることにより、次のような効果を奏することができる。すなわち、塗布液流路５４０内に突出させる突出部を三角柱形状や四角柱形状とすることによれば、塗布液流路５４０を流れる塗布液１１０は、突出部の平面部分にぶつかることとなり、この場合には、塗布液１１０が、突出部に引っかかることなく良好に液離れすることができ、これにより、塗布液流路５４０の塗布液１１０の流れが良好なものとなり、塗布液１１０を基材８００上により均一に塗布することができる。
【００３９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００４０】
たとえば、上述した例においては、流路調整用ボルトおよび流路調整用部材が、予め下側ダイヘッドや上側ダイヘッド５２０に設置され、突出高さのみ調整可能な構成としているが、流路調整用ボルトおよび流路調整用部材は、突出高さだけでなく、突出位置についても調整可能な構成としてもよい。具体的には、流路調整用ボルトおよび流路調整用部材について、下側ダイヘッドや上側ダイヘッド５２０の幅方向に移動できるような機構を設け、突出位置および突出高さの両方、またはいずれか一方を調整可能な構成としてもよい。
【００４１】
これにより、流路調整用ボルトおよび流路調整用部材について、突出位置および突出高さの両方、またはいずれか一方を調整可能な構成とすることによれば、塗工の最中に塗布液１１０の粘度などの物性が変化してしまった場合においても、塗布液１１０の流れを、塗布液流路５４０の幅方向の位置ごとに細かく調整することができ、塗布液１１０を基材８００上により均一に塗布することができる。
【００４２】
なお、上述した実施形態において、塗布液流路５４０は本発明の流路に、塗工リップ５５０は本発明の塗工リップに、流路調整用ボルト５６０，５６０ａ〜５６０ｋ、流路調整用部材５７０ａ，５７０ｂ，５８０ａ，５８０ｂは本発明の流路調整手段、および突出機構に、突出部５７１は本発明の突出部に、流路調整用ボルト５６０，５６０ａ〜５６０ｋ、ねじ部５７２は本発明のボルトに、それぞれ相当する。
【符号の説明】
【００４３】
１００…タンク
１１０…塗布液
１２０…塗工層
２００…配管
３００…ポンプ
４００…三方弁
５００…ダイヘッド
５１０…下側ダイヘッド
５２０…上側ダイヘッド
５３０…シム
５４０…塗布液流路
５５０…塗工リップ
５６０，５６０ａ〜５６０ｋ…流路調整用ボルト
５７０ａ，５７０ｂ，５８０ａ，５８０ｂ…流路調整用部材
５７１…突出部
５７２…ねじ部
７００…乾燥炉
８００…基材
【図１】
2014237075.tif 000003
【図２】
2014237075.tif 000004
【図３】
2014237075.tif 000005
【図４】
2014237075.tif 000006
【図５】
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【図６】
2014237075.tif 000008
【図７】
2014237075.tif 000009
【図８】
2014237075.tif 000010