(57)【要約】【課題】一方のヘッド部材の先端下面の前側部分に固着物が生じることに起因する製品の塗布面不良を防止する。【解決手段】一対のヘッド部材２，３から構成された塗布ヘッド１を有する。ヘッド部材における互いに対向する一対の内側面同士の間に、塗布ヘッドの先端に開口して塗布ヘッドの長手方向に延びる溝状のスロット７が画成され、塗布液Ｔがスロット内を流通して塗布ヘッドの先端から吐出される。一対のヘッド部材のうち、塗布ヘッドに対して相対移動する被塗布物の上流側に位置する一方のヘッド部材２の先端下面２Ｂには、塗布液に対する濡れ性を高めるためにプラズマ処理が施されている。【選択図】図３
2014200719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のヘッド部材から構成された塗布ヘッドを有し、前記ヘッド部材における互いに対向する一対の内側面同士の間に、前記塗布ヘッドの先端に開口して該塗布ヘッドの長手方向に延びる溝状のスロットが画成され、塗布液が前記スロット内を流通して前記塗布ヘッドの先端から吐出される塗布工具であって、
前記一対のヘッド部材のうち、前記塗布ヘッドに対して相対移動する被塗布物の上流側に位置する一方のヘッド部材の先端下面に、濡れ性を高めるためにプラズマ処理が施されていることを特徴とする塗布工具。
【請求項２】
ステンレス鋼からなる前記一方のヘッド部材の先端下面にプラズマ処理が施され、該一方のヘッド部材に滴下された水滴の接触角が２５°以下に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の塗布工具。
【請求項３】
超硬合金からなる前記一方のヘッド部材の先端下面にプラズマ処理が施され、該一方のヘッド部材に滴下された水滴の接触角が１５°以下に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の塗布工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状部材またはパネル状部材などの被塗布部材の表面に、塗布液を塗布する際に使用される塗布工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、塗布工具として、一対のヘッド部材から構成された塗布ヘッドを有し、一対のヘッド部材における互いに対向する側面同士の間に、塗布液が供給されるポケットと、このポケットから先端側へ延びて塗布ヘッドの先端に開口する溝状のスロットが画成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような塗布工具は、塗布ヘッドの先端を被塗布物に対向配置させるとともに、塗布ヘッドの長手方向（スロットの長手方向）を被塗布物の幅方向に一致させるようにして塗布装置に装着される。
【０００４】
そして、塗布液タンクから供給ポンプによってポケット内に供給された塗布液が、スロット内を流通して塗布ヘッドの先端から吐出されることにより、この吐出された塗布液が塗布ヘッドに対して相対的に移動する被塗布物の表面に塗布される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−４５７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前述した従来の塗布工具にあっては、以下の課題があった。
すなわち、図６（ａ）に示すように、塗布液Ｔが一対のヘッド部材１０１、１０２間に形成されたスロット１０３内を流通して塗布ヘッド１００の先端から吐出されるとき、当該塗布工具が配置される室の温度や湿度の変化や塗布ヘッド１００の先端と被塗布物１０４との間の距離が変化するといった外的要因、あるいは塗布液Ｔ自体の性状が変化するといった内的要因によって、一対のヘッド部材１０１、１０２と被塗布物１０４との間の塗布液Ｔによって形成されるビードＢの前端位置が前後に変化する。
なお、ここでは、前後方向を被塗布物１０４の塗布ヘッド１００に対する相対移動方向を基準に定め、被塗布物１０４が図６（ａ）中で示すように、塗布ヘッド１００に対して相対移動するとき、移動方向である矢印の基端側（図中右側）を前側、矢印の先端側（図中左側）を後側と定める。
【０００７】
そして、ビードＢの前端が前側へ移動したときに一方の（前側の）ヘッド部材１０１の先端下面の前側部分１０１Ａに塗布液Ｔが付着される。次いで、図中２点鎖線で示すように、ビードＢの前端が後側へ後退し、その時間がある程度長く続けば、前側のヘッド部材１０１の先端下面の前側部分１０１Ａに一旦付着された塗布液Ｔが乾燥して固化する。以下、このような付着・乾燥を繰り返すことにより、図６（ｂ）に示すように、前側のヘッド部材１０１の先端下面の前側部分１０１Ａに塗布液Ｔが固化した固着物１０６が生じる。このように前側のヘッド部材１０１の先端下面の前側部分１０１Ａに固着物１０６が生じると、製品である被塗布物１０４の塗布面にスジ引きが生じたり、ビードＢ内にエアーを巻き込むことに伴って塗布面にエアー痕が生じたり、固着物１０６が落下して塗布面に異物となって混入するという不具合が生じる。
【０００８】
本発明は、このような背景の下になされたもので、一方のヘッド部材の先端下面の前側部分に固着物が生じることに起因する製品の塗布面不良を防止することができる塗布工具を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の塗布工具は、一対のヘッド部材から構成された塗布ヘッドを有し、前記ヘッド部材における互いに対向する一対の内側面同士の間に、前記塗布ヘッドの先端に開口して該塗布ヘッドの長手方向に延びる溝状のスロットが画成され、塗布液が前記スロット内を流通して前記塗布ヘッドの先端から吐出される塗布工具であって、前記一対のヘッド部材のうち、前記塗布ヘッドに対して相対移動する被塗布物の上流側に位置する一方のヘッド部材の先端下面に、濡れ性を高めるためにプラズマ処理が施されていることを特徴とする。
【００１０】
従って、このような塗布工具によれば、被塗布物の上流側に位置する一方のヘッド部材の先端下面にプラズマ処理が施され、この一方のヘッド部材の先端下面の濡れ性が高められている。このため、被塗布物へ塗布液を塗布する際に、例えば外的要因あるいは内的要因によって一対のヘッド部材と被塗布物との間に形成されるビードの前端位置が前後に変化する場合であっても、濡れ性が高められた、一方のヘッド部材の先端下面その中でも特に前側部分に対して、ビードが接した状態が維持される。つまり、塗布中において、一方のヘッド部材の先端下面の前側部分は塗布液に浸された状態が維持される。したがって、この一方のヘッド部材の先端下面の前側部分に、塗布液が乾燥して固着物が溜まるといった事態が回避される。
【００１１】
ここで、ステンレス鋼からなる前記一方のヘッド部材の先端下面にプラズマ処理が施され、該一方のヘッド部材に滴下された水滴の接触角が２５°以下に設定されていることが好ましい。
【００１２】
通常、ステンレス鋼に水滴を滴下した場合、水滴の接触角は６０°〜７０°程度であり、濡れ性の面から見ると良好とは言い難い。ここでは、プラズマ処理を施すことにより、そこに滴下した水滴の接触角を２５°以下に設定してあり、優れた濡れ性が確保されている。この結果、一方のヘッド部材の先端下面の前側部分に塗布液が良好になじむ現象が見られ、塗布液が乾燥して固着物が溜まるといった事態を、より一層回避することができる。
【００１３】
ここで、超硬合金からなる前記一方のヘッド部材の先端下面にプラズマ処理が施され、該一方のヘッド部材に滴下された水滴の接触角が１５°以下に設定されていることが好ましい。
【００１４】
通常、超硬合金に水滴を滴下した場合、水滴の接触角は４０°〜５０°程度であり、濡れ性の面から見ると良好とは言い難い。ここでは、プラズマ処理を施すことにより、そこに滴下した水滴の接触角を１５°以下に設定してあり、優れた濡れ性が確保されている。この結果、一方のヘッド部材の先端下面の前側部分に塗布液が良好になじむ現象が見られ、塗布液が乾燥して固着物が溜まるといった事態を、より一層回避することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、塗布中において外的要因あるいは内的要因の塗布条件が変化する場合でも、一方のヘッド部材の先端下面の前側部分はビードの塗布液に浸された状態を維持されることとなり、したがって、この一方のヘッド部材の先端下面の前側部分に、塗布液が乾燥して固着物が溜まるという事態を回避できる。この結果、一方のヘッド部材の先端下面に固着物が生じることに起因する製品の塗布面不良を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の塗布工具の実施形態を示す正面図である。
【図２】図１におけるII断面図である。
【図３】図２における刃先部先端の拡大断面図である。
【図４】刃先部先端を斜め下から見た図であって、（ａ）は本発明に係る処理を施した実施形態の図、（ｂ）はショットブラスト処理を施した図である。
【図５】水滴の接触角を説明する側面図である。
【図６】従来の塗布工具の刃先部先端の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１ないし図３を参照して本発明の塗布工具の実施形態を説明する。図１は塗布工具の正面図、図２は図１におけるII断面図である。
本実施形態の塗布工具は、図１において左右方向を長手方向とする塗布ヘッド１を有し、この塗布ヘッド１は図２において左右一対のヘッド部材２、３により構成されている。ヘッド部材２、３は、本実施形態ではその全体が例えば超硬合金により形成されて、互いに概略左右対称形状をなし、他方のヘッド部材（図２において左側のヘッド部材）３に挿通された取付ボルト４が一方のヘッド部材（図２において右側のヘッド部材）２に螺着されることにより、互いの内側面２Ａ、３Ａの上記長手方向両端部を密着させて一体化される。
【００１８】
こうして一体化させられた塗布ヘッド１は、本実施形態では上記長手方向から見て図２に示すように、その先端部（図２および図３において下部）が直角二等辺三角形状をなすように突出して刃先部５とされるとともに、後端部（図２および図３において上側）はこの直角二等辺三角形の底辺よりも大きな幅を有する長方形状をなしていて、外形は密着させられた上記内側面２Ａ、３Ａに関して略対称形状とされている。なお、内側面２Ａ、３Ａが密着させられた長手方向両端部において、刃先部５の先端部には、上記直角二等辺三角形の突出した直角角部から僅かに一段後退させられた段部６が形成されている。
【００１９】
さらに、長手方向両端部が密着させられたこれら内側面２Ａ、３Ａの該長手方向中央部には、塗布液である例えばリチウムイオン電池の電極形成用組成物が流通するスロット７が、上記段部６よりも長手方向内側の刃先部５先端に開口して該長手方向に延びるように、また塗布ヘッド１の上下方向には該塗布ヘッド１を貫通するように形成されている。ここで、このスロット７は、本実施形態では一対のヘッド部材２、３のうち例えば他方のヘッド部材３の内側面３Ａが長手方向両端部も含めて平坦面に形成されるとともに、一方のヘッド部材２の内側面２Ａの長手方向中央部が両端部に対して僅かに一段凹まされることにより、内側面２Ａ、３Ａの互いに密着した両端部の間に形成される。
【００２０】
なお、こうして形成されたスロット７の一対のヘッド部材２、３間の幅は、刃先部５側で小さく、この刃先部５の先端から塗布ヘッド１の後端面までの間の１／２程度の位置から後端部側で僅かに一段幅広となって該後端面に達するようにされている。また、スロット７の上記長手方向の長さは、このように幅が小さくされた刃先部５側に対して、僅かに一段幅広とされた後端部側で、長手方向両端側に僅かに長くされている。
【００２１】
そして、一対のヘッド部材２、３のうち、塗布ヘッド１に対して相対移動する被塗布物１０の上流側に位置する一方のヘッド部材２（図２及び図３において右側のヘッド部材２）の平坦状に形成された先端下面２Ｂに、塗布液に対する濡れ性を高めるためにプラズマ処理が施されている。なお、プラズマ処理を施す箇所は、ここでは、一方のヘッド部材２の先端下面２Ｂとしているが、これに限られることなく、他方のヘッド部材３の先端下面３Ｂにもこれらの処理を施しても良い。
【００２２】
次に、上記構成の塗布工具を用いた塗布方法について説明する。塗布ヘッド１は、その先端部の刃先部５を、被塗布物である例えばリチウムイオン電池の基板１０の表面に対向させて配置され、上記スロット７に後端部側から流通させられたスラリー状の塗布液である電極形成用組成物Ｔを刃先部５の先端開口部から吐出させつつ、該基板１０の表面に沿って上記長手方向に垂直な方向に相対的に移動させて、この基板１０の表面に電極形成用組成物Ｔを塗布する。
【００２３】
ここで、電極形成用組成物Ｔが刃先部５の先端開口部から吐出されて基板１０の表面に塗布されるとき、当該塗布工具が配置される室の温度や湿度の変化や刃先部５と基板１０との間の距離が変化するといった外的要因、あるいは電極形成用組成物Ｔ自体の性状が変化するといった内的要因によって刃先部５と基板１０との間に形成されるビードＢの前端位置が前後に変化しようとする。
【００２４】
しかしながら、ここでは、基板１０の上流側に位置する一方のヘッド部材２の先端下面２Ｂにプラズマ処理が施され、この部分の塗布液に対する濡れ性が高められている。なお、塗布液が水溶性である場合には、プラズマ処理が施された箇所は親水性が高められることとなる。このため、前述したように、刃先部５と基板１０との間に形成されるビードＢの前端位置が前後に変化しようとしても、図３に２点鎖線で示すように、ビードＢは、下側の基板１０との境界部分が前後に変化するものの、上側の一方のヘッド部材２の先端下面２Ｂとの境界部分が前後に変化することなく、ヘッド部材２の先端下面２Ｂの前側部分に接した状態のままとなる。つまり、塗布中において、一方のヘッド部材２の先端下面２Ｂの前側部分は塗布液に浸された状態を維持される。
【００２５】
このため、一方のヘッド部材２の先端下面２Ｂの前側部分に、塗布液が乾燥・固化することに伴い固着物が溜まるといった事態を回避することができる。したがって、このように一方のヘッド部材２の先端下面２Ｂの前側部分に固着物が生じることに伴う不具合である、製品である基板１０の塗布面にスジ引きが生じたり、ビードＢ内にエアーを巻き込むことに伴って塗布面にエアー痕が生じたり、固着物が落下して塗布面に異物となって混入したりするのを抑えることができる。
この結果、一方のヘッド部材２の先端下面２Ｂの清掃作業を行うことなく、あるいは清掃頻度を大幅に削減して、多数の基板１０に対して連続して組成物を塗布しても、塗布膜厚を再現性良く均一にすることができ、ダイコーティング法によって長期にわたって安定した電極の形成を図ることが可能となる。
【００２６】
なお、ヘッド部材２の先端下面２Ｂの表面の濡れ性を高める処理として、先端下面２Ｂの表面に親水性に優れた材料をコーティングする方法や、ショットブラスト処理することも考えられる。
しかしながら、先端下面２Ｂの表面に親水性に優れた材料をコーティングする方法であると、長期間に渡って使用する場合にコーティングが剥がれるおそれがあり、そのときには、親水性が保持できなくなる、あるいは、ヘッド部材２の先端形状が変わってしまい、正常な塗布が行なえなくなる等の不具合が生じる。
【００２７】
また、ショットブラスト処理であると、このような処理を施すため、図４（ｂ）に示すように、塗布を行なうに当たり最も重要となるヘッド部材２２の先端下面２２Ｂの鋭利なエッジ形状が損なわれてしまい、結果的に塗布後の製品の品質を良好に保つことができなくなる不具合が生じる。
【００２８】
ところが、本発明の実施形態のように、一方のヘッド部材２の先端下面２Ｂに濡れ性を高めるためにプラズマ処理を施す場合には、コーティング面が剥がれるといった事態が生じず、正常な塗布を長期にわたって維持することができる。また、図４（ａ）に示すように、ヘッド部材の先端下面２Ｂの鋭利なエッジ形状が損なわれることがなく、この点においても、正常な塗布を長期にわたって維持することができる。
【００２９】
また、プラズマ処理を施した場合、活性種イオンを高速でヘッド部材２の先端下面２Ｂに衝突させるため、洗浄効果が得られる。また、酸素を含有するガスを用いてプラズマ処理を行なう場合、材料表面に酸素の親水基が形成される。これらの結果、先端下面２Ｂの表面に親水性が確保され、ひいては同表面において良好な濡れ性が確保される。
【００３０】
なお、本実施形態の塗布工具において、一対のヘッド部材２、３はそれぞれ超硬合金により構成しているが、これに限られることなく、これらヘッド部材２、３をステンレス鋼で構成したものにも、本発明は適用可能である。
また、本実施形態の塗布工具では、一対のヘッド部材２，３の先端下面２Ｂ、３Ｂが互いに平行となる平坦状とされているが、これに限られることなく、これらヘッド部材２、３の先端下面が断面円弧状あるいは斜めに傾斜して形成されるものにも、本発明は適用可能である。
【実施例】
【００３１】
上記実施形態で説明した一対のヘッド部材２とほぼ同一構成であって、それらヘッド部材をステンレス鋼製のもの（ＳＵＳ６３０、表面粗さＲｚ０．２-Ｇ）と超硬合金製のもの（結合相量１０％のＷＣ系超硬合金、表面粗さＲｚ０．２-Ｇ）を２種類用意し、それらヘッド部材それぞれについて、先端下面２Ｂに大気圧プラズマ処理を施したものと施さないものを用意し、被塗布物であるリチウムイオン電池の基板となる銅箔に対し塗布液であるリチウムイオン電池用負極用液を塗布したときの状況を調べた。
【００３２】
大気圧プラズマ処理は、大気圧プラズマ照射装置（株式会社イー・スクエア社製、Ｄｒｙ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｒ  Ｍｏｄｅｌ  １１０）により、Ｏ２とＮ２の体積比が２対８の処理ガスを用い、出力が０．７５Ｋｗ、処理速度１７ｍｍ／Ｓの条件下でプラズマ処理を施した。
大気圧プラズマ処理を施したものと施さないものについて、それぞれの材料に水滴Ｗを滴下し、それらの接触角θを調べた（図５参照）。
結果を、以下の表１に示す。
【００３３】
【表１】
2014200719.tif 000003
【００３４】
表１に示すように、ＳＵＳ６３０のものは、大気圧プラズマ処理を施さないものが平均で６８．２°であったのに対し、大気圧プラズマ処理を施したものが平均で２１．７°であった。大気圧プラズマ処理を施したＳＵＳ６３０の接触角は、総じて２５°以下であった。
また、ＷＣ系超硬合金のものは、大気圧プラズマ処理を施さないものが平均で４５.２°であったのに対し、大気圧プラズマ処理を施したものが平均で１２°であった。大気圧プラズマ処理を施した、ＷＣ系超硬合金の接触角は、総じて１５°以下であった。
【００３５】
ＳＵＳ６３０製のまたはＷＣ系超硬合金製のヘッド部材であって大気圧プラズマ処理を施さないものについて実際の塗布を行なったところ、リチウムイオン電池用負極用液の塗布面に徐々に擦れが見られた。また、ヘッド部材２の先端下面２Ｂの前側部分には塗布液であるリチウムイオン電池用負極用液が乾燥・固化した固着物が発生したものもあった。
一方、ＳＵＳ６３０製のまたはＷＣ系超硬合金製のヘッド部材であって大気プラズマ処理を施したものについて実際の塗布を行なった。その結果、連続的に塗布を行なっても、リチウムイオン電池用負極用液の塗布面に異常が発生しなかった。また、ヘッド部材２の先端下面２Ｂに固着物が発生していなかった。
以上のことから、本実施例によれば、製品であるリチウムイオン電池用負極用液の塗布面に異常がなく、しかも被塗布物の上流側である一方のヘッド部材２の先端下面２Ｂに固着物も発生しないことが確認された。
【符号の説明】
【００３６】
１  塗布ヘッド
２、３  ヘッド部材
２Ａ、３Ａ  ヘッド部材２、３の内側面
２Ｂ、３Ｂ  先端下面
５  刃先部
７  スロット
１０  リチウムイオン電池の基板（被塗布物）
Ｔ  電極形成用組成物（塗布液）
Ｂ  ビード
【図１】
2014200719.tif 000004
【図２】
2014200719.tif 000005
【図３】
2014200719.tif 000006
【図４】
2014200719.tif 000007
【図５】
2014200719.tif 000008
【図６】
2014200719.tif 000009