(57)【要約】    【課題】  ペーストを直接塗工することで、膨潤してしまう被対象物に、ダミーとなるシートに塗布することなく、直接膜を両面に塗工することが出来るようにする。    【解決手段】  液状又は、ペースト状の塗布媒体を１対のヒートローラ面上に塗布して、所定形状で所定厚さの膜をそれぞれ形成し、前記ヒートローラ面に形成された膜を、ヒートローラのヒータを動作させて乾燥した後に、巻き出し部から送り出された、長尺形状の被処理物の両面上に転写するように構成したことを特徴としたペースト塗工装置。    【選択図】  図１
2006015176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状又は、ペースト状の塗布媒体を１対のヒートローラ面上に塗布して、所定形状で所定厚さの膜をそれぞれ形成し、前記ヒートローラ面に形成された膜を、ヒートローラのヒータを動作させて乾燥した後に、巻き出し部から送り出された、長尺形状の被処理物の両面上に転写するように構成したことを特徴としたペースト塗工装置。
【請求項２】
請求項１に記載のペースト塗工装置において、
長尺状の被処理物へ前記膜を転写した下流側に移動グリップ設け、前記移動グリップに対向する位置に設けたカッタで、前記被処理物を切断する構成としたことを特徴としたペースト塗工装置。
【請求項３】
請求項１に記載のペースト塗工装置において、
長尺状の被処理物へ前記膜を転写した下流側に巻き取りロールとカバーフィルム巻き出し部を設けて、巻き取りロールの巻き取り面側にカバーフィルムを設けて巻き取る構成としたことを特徴としたペースト塗工装置。
【請求項４】
被処理物を挟んで１対の塗工部を備えたペースト塗工装置において、
前記塗工部が、耐熱ベルトで形成され、複数の開口部を備えたマスク内に、被処理物の移動方向に複数のスプレーノズルと、同方向に前記スプレーノズルを挟んで複数のヒータを多段に設けて構成され、
前記ヒータを動作させると共に、前記被処理物の移動方向に周速が略同じになるように前記マスクを回転させながら前記ノズルから塗布媒体を吐出させて、被処理物上に膜を形成するように構成したことを特徴とするペースト塗工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺状の被処理物の両面に、塗工液を同時に塗工することができる両面塗工型塗工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来，燃料電池に用いられている膜電極膜接合体を製造する際に、高分子膜へ直接電極ペーストを塗布すると、高分子膜が膨潤変形してしまい、膜厚の調整及び均一性の確保が難しくなるため、特許文献１に記載されているように、一度、ダミーとなるフィルムに電極膜を塗布し、乾燥した後に高分子膜へ電極膜を転写するという製法が用いられている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−６４５７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に記載の膜電極膜接合体の製法では、一度撥水性のダミーシートに塗布し、ダミーシート上で乾燥した後に、高分子膜へ転写をし、膜電極接合体となる。この製法では、塗布・乾燥・転写という３段階の工程を踏まえるため、複数の装置、もしくは特許文献１のように１つの装置にまとめたとしても、非常に大きなスペースが必要となってしまい、また、工程が多いため製造時間も多くの時間を必要とする。また、一度ダミーシートに電極膜を塗布してから高分子膜の両面に転写するため、枚葉的に処理した場合は、ダミーシートのハンドリングが問題となり、高分子膜の両面に電極膜を転写する際、位置合せが困難となる。また、長尺状のシートに塗布し、そのまま転写を行うようにした際は、塗工によるずれを直すのは困難であり、こちらの製法においても両面の位置合せは非常に困難なものとなる。
【０００５】
本発明はかかる問題を解決し、位置合せを容易とし、装置の小型化及び短時間での膜電極膜接合体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための第一の製法として、巻き出し部と移動グリップもしくは、巻き出し部と巻き取り部を用い、長尺状の被対象物を連続的に搬送する機構を持っており、被対象物の両側に１対となる塗工ユニットを持っており、被対象物に塗布ペーストを塗工するものである。塗工ユニットは塗布ペーストを塗布するための機構として、スリットコータを用い、スリットコータの塗布方向にヒートローラを用い、加熱させたヒートローラを回転させながら、スリットコータから塗布ペーストを吐出させることで、ヒートローラに矩形状の塗布膜を得るものである。ヒートローラに膜を塗布した後に、１対となっているヒートローラに塗布した膜の位置を合わせてからヒートローラで被処理物を挟み込み、そのままの状態でヒートローラを同速度で回転させ塗布した膜を、被処理物に転写するものである。
【０００７】
第２の製法として、上記の長尺状の被処理物を搬送する機構を持ち、被対象物の両側に１対となる塗工ユニットを持っており、被対象物に塗布ペーストを塗工するものである。塗工ユニットには、塗布液を塗布するための機構として、スプレーを用い、スプレーの塗布方向に、ヒートローラを持つ。また、ヒートローラ上には任意の形状の開口部を持つ、耐熱性のあるマスクを所持している。このスプレーとマスクによって、加熱されたヒートローラ上にスプレーから吐出された塗布液をパターニングし塗布する。ヒートローラに膜を塗布した後に、１対となっているヒートローラに塗布した膜の位置を合わせてからヒートローラで被処理物を挟み込み、そのままの状態でヒートローラを同速度で回転させ塗布した膜を、被処理物に転写するものである。
【０００８】
第３の製法として、上記の長尺状の被処理物を搬送する機構を持ち、被対象物の両側に１対となる塗工ユニットを持っており、被対象物に塗布ペーストを塗工するものである。塗工ユニットは、任意の形状をした開口部を０〜複数もつ円形もしくは楕円形をしたスクリーンマスクを持ち、そのスクリーンマスクの内側に、ヒータとスプレーを持ち、被処理物上に任意の形状の膜を得ることができるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、一度に両面成膜することが可能なため、両面の電極膜の位置合せが容易となる。また、両面同時塗工となるため、工程が削減し製作時間の短縮も可能となる。更に工程が減ることにより、装置の小型化及び設置スペースの縮小も可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１１】
先ず、第１実施例を図１、図２、図７を用いて説明する。
【００１２】
図１、図２は本発明の全体構成を示している。図１は巻き出し部６と移動グリップ８及びディスクカッター７を用いて、長尺状の被処理物５に塗布膜９を表裏に塗工した後で、切断分離して、１枚づつ取り出す装置である。また、図２には被処理物５を巻き出し部６から巻き出し、塗布膜９、９’を塗布した後に、長尺状のまま巻き取り部１０で巻き取る構成を示してある。この巻き取り部１０の内側となる方（近傍）には、カバーフィルム１１を巻き出すカバーフィルム巻き出し部１１を設け、非処理物５の巻き取り面側をカバーフィルムで覆った後に巻き取り部１０に巻き取るようにしてある。
【００１３】
図１、図２は塗工後の膜の取り出し方が違うが、塗工部Ａ、Ａ'においては同様の処理をするため、図１を枚葉型Ｂ１、図２を連続型Ｂ２と称し、以下、塗工部の説明をする。
【００１４】
塗工部Ａ，Ａ'は、供給ポンプ（図示していない）より供給された塗工液をスリットコータ1、１'によってヒートローラ２、２'面に幅方向に広げ吐出する。すなわち、スリットコータ１、１'の吐出方向に、所望の膜厚分だけ離した位置（以下塗工位置という）にヒートローラ２、２'を設置する。そして、ヒートローラ２、２'を図１の矢印方向へ一定速度で回転させながら、スリットコータ１、１'より塗工液を吐出させ、矩形形状の膜４、４'をヒートローラ２、２'上に成膜する。またこの時、任意の形状の開口部を持つマスクを設けて、任意の形状の膜を形成する構成としてもよい。このヒートローラ２、２'上に塗工した膜４、４'を、ヒートローラ２、２'上で乾燥させる。その後、被処理物５方向へヒートローラ２、２'を移動させる。この時、塗工部Ａ、Ａ'は略同時に動作するようにしてある。図7には被処理物５にヒートローラ２、２'上に形成された薄膜９、９'を転写する状態を示している。
【００１５】
図７に示すように、ヒートローラ２、２'上に塗布されている膜４、４'の位置が合うように、同期を取ってヒートローラ２、２'で被処理物５を挟む。そのままヒートローラ２、２'を同じ速度で回転させ、塗布膜４、４'を被処理物５上に転写する。転写後、ヒートローラ２、２'は塗工位置に戻り、それぞれのヒートローラ２、２′近傍に設けてあるローラクリーナー３、３'をヒートローラ面に接触させて、ヒートローラ表面をクリーニングする。一方、塗工膜を転写された被処理物５は次の工程に移る。ここで、枚葉型Ｂ１（図１）と連続型Ｂ２（図２）によって、処理方法が分かれる。枚葉型Ｂ１においては、転写後そのまま移動方向へ移動し、移動グリップ８によってハンドリングされ、ディスクカッター７によって１枚づつに切り分けられる。一方、連続型Ｂ２においてはそのまま巻き取り部１０によって巻き取られるが、途中で転写した塗工膜９、９'に傷などがつかないよう、カバーフィルム１１を一緒に巻き取るようにする。
【００１６】
前述のように、本実施例は、ヒートローラ上に直接成膜して、所定の乾燥状態にした後に被処理物にその膜を転写することにより、膜の膨潤変形を防止すると共に、被処理物以外の乾燥用の処理物を不用とし、乾燥炉等の大きな設備を不用としたものである。
【実施例２】
【００１７】
次に図３、図４、図７、図８、図９を用いて、実施例２として塗工部Ａ、Ａ'にスリットコータ１、１'ではなくスプレー１３、１３'を用いた場合の実施例について説明する。基本的な動作方法は塗工部Ａ，Ａ'以外スリットコータ１、１'を用いた時とあまり変わることはなく、塗工部Ａ，Ａ'にスプレー１３、１３'を用いた場合でも、枚葉型Ｂ１と連続型Ｂ２の２種類に対応する。
【００１８】
スリットコータ１、１′を用いた場合と異なる点は、ヒートローラ面上に所望形状の開口を備え、また成膜する膜厚相当の厚みのあるマスクが１２、１２′がヒートローラ面に接触して同期して移動し、成膜後ヒートローラ面から離間できる構成にしてある点である。なお、このマスク１２、１２'は耐熱性を有している。ヒートローラ２、２'面に対向して、成膜される大きさによって、１つから複数個のスプレー１３、１３'を膜の幅方向に備えている。
【００１９】
塗布液タンク（図示していない）から圧送されてきた塗布液を、スプレー１３、１３'を用いて、ヒートローラ２、２'へ塗布する。この時、幅方向を網羅するようにスプレー１３、１３'を往復移動させ、図８に示すように、ヒートローラ２、２'にマスクを取り付けた状態で正回転、逆回転を繰り返し、所望の膜厚が得られるようにする。必要膜厚となるまで塗布し、塗布膜４、４'が乾燥したら、図９に示すように、ヒートローラ２、２'を耐熱マスク１２、１２'から外し、ヒートローラ２、２'を図３に示す矢印方向へ回転させながら、被処理物５方向へ移動する。この時、塗工部Ａ、Ａ'ともに同様の動作をするものとする。
【００２０】
塗布が終了すると、図７に示すように、ヒートローラ２、２'に塗布されている膜の位置の同期を取り、ヒートローラ２、２'で被処理物５を挟む。そのままヒートローラ２、２'を同じ速度で回転させ、塗布膜を被処理物５上に転写する。転写後、ヒートローラ２、２'は塗工位置に戻り、ローラクリーナー３、３'にてヒートローラ表面をクリーニングする。
【００２１】
一方、塗工膜９、９'を転写された被処理物５は次の工程に移る。ここで、枚葉型Ｂ１と連続型Ｂ２によって、処理方法が分かれる。枚葉型Ｂ１においては、転写後そのまま移動方向へ移動し、移動グリップ８によってハンドリングされ、ディスクカッター７によって１枚づつに切り分けられる。一方、連続型Ｂ２においてはそのまま巻き取り部１０によって巻き取られるが、途中で転写した塗工膜９、９'に傷などがつかないよう、カバーフィルム１１を一緒に巻き取るようにする。
【００２２】
上述の説明では、ヒートローラ上に薄膜を形成する際に、マスクとヒートローラを一緒に往復移動させる必要があるが、スプレーを幅方向だけでなくヒートローラの回転方向に移動させるようにして行えるようにすることで、マスク及びヒートローラは停止させて塗布することができる。この構成では、マスクを固定しヒートローラの移動によって、ヒートローラからマスクを取り外すことが可能となり、マスクの取り付け取り外し機構が不要となり、構成が簡単になる。
【実施例３】
【００２３】
実施例３のとして、転写型ではなく、直接スプレーによって両面に膜を塗布する方式について以下図５、図６を用いて説明をする。
【００２４】
なお、このスプレー塗布方式に置いても、枚葉型Ｂ１と連続型Ｂ２のどちらにも対応することができる。
【００２５】
本方式と先の実施例２との相違点は、マスクが塗布形状に相当する開口を備えたベルト１４、１４′で形成され、その内部に複数のスプレー１３、１３′と複数のヒータ１５を備えている点と、塗布部を通過後の位置にローラ対からなるヒートプレスローラ１７、１７′が設けられている点である。なお、ローラクリーナ１６、１６′がベルト状マスクの内部に設けてある。
【００２６】
すなわち、所望の膜形状によって、１つから複数個のスプレー１３、１３'を膜の幅方向に持ち、所望の膜厚によって被処理物５の進行方向に１つから複数個のスプレー１３、１３'を設けてある。そして、スプレー１３、１３'を囲うように耐熱性のある所望の膜形状をした開口部を１つから複数個持つ耐熱マスク１４、１４'が設けてある。また、耐熱ベルト状マスク１４、１４'の内側に設けた複数のスプレー１３、１３′の間には複数のヒータ１５、１５'が配置されている。すなわち、被処理物５の進行方向に多段に、複数個のヒータ１５、１５'を配置している。スプレー１３、１３'の吐出方向に被処理物５があり、被処理物５の両側にスプレーによる塗工部Ａ，Ａ'を配置している。
【００２７】
塗布方法は、被処理物５を一定速度で搬送し、その速度と同じ速度で耐熱マスク１４、１４'を回転させる。この時、耐熱マスク１４、１４'の開口部が一致するよう塗工部Ａ，Ａ'で同期を取り、回転させる。耐熱マスク１４、１４'の内側に配置されたスプレー１３、１３'から、塗布液タンク（図示していない）より、圧送された塗布液を被処理物５へ吹き付ける。スプレーから吹き付けられた塗布液はヒータ１５、１５'により乾燥しながら被処理物５へ付着する。この時の、膜厚調整は、進行方向のスプレー１３、１３'の数と、被処理物５の進行速度によって決定される。被処理物５に乾燥した塗布液が付着したら、被処理物５の進行方向に配置されたヒートプレスローラ１７、１７'によりプレスされ、ポーラスと膜厚を調整する。このあとの処理は、枚葉型Ｂ１と連続型Ｂ２によって、処理方法が分かれる。枚葉型Ｂ１に置いては、転写後そのまま移動方向へ移動し、移動グリップ８によってハンドリングされ、ディスクカッター７によって１枚づつに切り分けられる。一方、連続型Ｂ２においてはそのまま巻き取り部１０によって巻き取られるが、途中で転写した塗工膜９、９'に傷などがつかないよう、カバーフィルム１１を一緒に巻き取るようにする。
【００２８】
この様に構成することで、マスクを被処理物の移動と同じ周速になるように回転させるだけで被処理物上に所望の形状で所望の厚さの膜を形成することができ、実施例２に比べて操作が簡単で精度のよい膜を作ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】枚葉型Ｂ１コータ式ダイレクト両面塗工装置の全体構成図である。
【図２】連続型Ｂ２コータ式ダイレクト両面塗工装置の全体構成図である。
【図３】枚葉型Ｂ１スプレー式ダイレクト両面塗工装置の全体構成図である。
【図４】連続型Ｂ２スプレー式ダイレクト両面塗工装置の全体構成図である。
【図５】枚葉型Ｂ１スプレー両面塗布装置の全体構成図である。
【図６】連続型Ｂ２スプレー両面塗布装置の全体構成図である。
【図７】塗工装置の転写時の詳細説明図である。
【図８】スプレー式塗工装置の塗布時の詳細説明図である。
【図９】スプレー式塗工装置の塗布時の詳細説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
Ａ、Ａ'…塗工ユニット、Ｂ１…枚葉型搬送ユニット、Ｂ２…連続型搬送ユニット、１、１'…スリットコータ、２、２'…ヒートローラ、３、３'…ローラクリーナー、４、４'…塗布膜、５…被処理物、６…巻き出し部、７…ダイスカッター、８…移動グリップ、９、９'…塗工膜、１０…巻き取り部、１１…カバーフィルム、１２、１２'…耐熱マスク、１３、１３'…スプレー、１４、１４'…耐熱マスク、１５、１５'…ヒータ、１６、１６'…マスククリーナー、１７、１７'…ヒートプレスローラ。
【図１】
2006015176.tif 000003
【図２】
2006015176.tif 000004
【図３】
2006015176.tif 000005
【図４】
2006015176.tif 000006
【図５】
2006015176.tif 000007
【図６】
2006015176.tif 000008
【図７】
2006015176.tif 000009
【図８】
2006015176.tif 000010
【図９】
2006015176.tif 000011