(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上のコーティングすべき被加工物を収容するための封止ケース組立体と、
１以上の被加工物を支持し、封止ケース組立体の中に配置するための被加工物支持要素と、
封止ケース組立体から空気を吸引し、封止ケース組立体に空気を注入するための、封止ケース組立体と連通する空気ポンプと、
コーティング溶液を収容し、封止ケース組立体と連通するコーティング溶液の容器であって、コーティング溶液を封止ケース組立体に注入し、コーティング溶液を封止ケース組立体から取り出すための容器と
を備えるディップコーティング装置であって、
封止ケース組立体が、
カバーのないケース、及びケースを移動させるためのプッシュプルデバイスを備える第１のケース要素と、
封止ケース組立体になるように、ケースと共に組み立てるための第２のケース要素と
を備え、
第２のケース要素がさらに、
カバーの１つの側面に配置された延長ボードと、
被加工物支持要素を延長ボードからカバーまで摺動させるために、カバー及び延長ボードの底部に取り付けられたスライダと
を備え、
第２のケース要素がカバーを備える、ディップコーティング装置。
【請求項２】
封止ケース組立体から空気を吸引し、封止ケース組立体に空気を注入するように空気ポンプを制御し、コーティング溶液を封止ケース組立体に注入し、コーティング溶液を封止ケース組立体から取り出すようにコーティング溶液の容器を制御するためのコントローラをさらに備える、請求項１記載のディップコーティング装置。
【請求項３】
コントローラが、ケースを移動させて、封止ケース組立体の組立及び分解を行うようにプッシュプルデバイスをさらに制御する、請求項２記載のディップコーティング装置。
【請求項４】
カバー又はケースが透明又は半透明の材料で作られる、請求項１記載のディップコーティング装置。
【請求項５】
第２のケース要素が、カバーの２つの側面に配置された複数の延長ボードと、被加工物支持要素を前の延長ボードからカバーまで摺動させ、被加工物支持要素をカバーから後の延長ボードまで摺動させるために、カバー及び複数の延長ボードの底部に取り付けられたスライダとを備える、請求項１記載のディップコーティング装置。
【請求項６】
カバーの１以上の側面が、ケースの１以上の側面にヒンジ連結される、請求項１記載のディップコーティング装置。
【請求項７】
カバーが、プラットホーム上に垂直に配置されるか、又はプラットホーム上に傾斜角度を伴って配置されるか、又はプラットホーム上に水平に配置される、請求項１記載のディップコーティング装置。
【請求項８】
封止ケース組立体が、ヒンジ式の構成によって互いに組み立てられた第１のケース要素及び第２のケース要素を備える、請求項１記載のディップコーティング装置。
【請求項９】
封止ケース組立体と連通する不活性ガスの容器をさらに備え、コントローラが、不活性ガスを封止ケース組立体に注入するように不活性ガスの容器を制御する、請求項２記載のディップコーティング装置。
【請求項１０】
封止ケース組立体内の真空の程度が、−０．１ＭＰａより高く制御される、請求項１記載のディップコーティング装置。
【請求項１１】
コーティング溶液の容器が、
コーティング溶液を封止ケース組立体に注入するための、第１の液体管路を通して封止ケース組立体と連通する第１のコーティング溶液の容器と、
コーティング溶液を封止ケース組立体から取り出すための、第２の液体管路を通して封止ケース組立体と連通する第２のコーティング溶液の容器と
を備える、請求項１記載のディップコーティング装置。
【請求項１２】
請求項１記載のディップコーティング装置を用いることによって電極をディップコーティングするディップコーティング方法であって、
導電性のフレーム構造及び導電性のコーティングシートを提供し、
フレーム構造及びコーティングシートを電極基材になるように組み立て、
電極基材をディップコーティング装置の封止ケース組立体の中に入れ、
コーティング溶液の容器がイオン交換能力を有するコーティング溶液を収容するディップコーティング装置によって、ディップコーティングプロセスを実行し、
コーティングされた電極をディップコーティング装置から取り出し、
コーティングシート中にコーティングされたコーティング後の溶液を凝固させる
ことを含む方法。
【請求項１３】
ディップコーティング装置によってディップコーティングプロセスを実行することが、
封止ケース組立体から空気を吸引し、
封止ケース組立体にコーティング溶液を注入し、
封止ケース組立体に空気を注入し、
封止ケース組立体からコーティング溶液を取り出す
ことを含む、請求項１２記載のディップコーティング方法。
【請求項１４】
導電性のフレーム構造が金属メッシュを含み、導電性のコーティングシートが活性炭シートを含む、請求項１２記載のディップコーティング方法。
【請求項１５】
コーティング溶液が、スルホン酸塩、第四級アンモニウム塩及び水を含み、スルホン酸塩及び第四級アンモニウム塩の濃度が、水溶液中で１０％より高い、請求項１２記載のディップコーティング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般にコーティング装置に関し、より詳細には、コーティング溶液を塗布して被加工物をコーティングするためのディップコーティング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶液コーティングは、異なる目的で様々なコーティング技術によって表面又は内部の空所に適用される。商業的操業においてこれを行うためのより一般的な技術の１つが、ディップコーティングである。ディップコーティングは、コーティングすべき被加工物をコーティング溶液の中に沈め、次いでコーティングされた被加工物をコーティング溶液から引き出すか、又はコーティング溶液をコーティングされた被加工物から回収することを含む。このタイプのプロセスは、被加工物の完全且つ迅速なコーティングを必要とする商業的操業に特に適している。
【０００３】
しかしながら、従来のディップコーティング方法は、手動又は半自動の操業プロセスである場合がある。したがって、いくつかのコーティングプロセスでは、オペレータが手動又は半自動で作業を行う必要があり、それによって効率が低下する。さらに、従来のディップコーティングプロセスは、基本的に工場設備の空気環境で操業され、この環境中の空気がコーティングされた被加工物の品質に影響を及ぼす可能性がある。
【０００４】
こうした理由及び他の理由のために、効率を高め、ディップコーティングプロセスの間、真空又は不活性ガスの環境を提供することが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０９２２４４号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態によれば、ディップコーティング装置が提供される。ディップコーティング装置は、１以上のコーティングすべき被加工物を収容するための封止ケース組立体と、封止ケース組立体から空気を吸引し、封止ケース組立体に空気を注入するための、封止ケース組立体と連通する空気ポンプと、コーティング溶液を収容し、封止ケース組立体と連通するコーティング溶液の容器であって、コーティング溶液を封止ケース組立体に注入し、コーティング溶液を封止ケース組立体から取り出すための容器とを含む。
【０００７】
本発明の実施形態によれば、ディップコーティング装置を用いることによって電極をディップコーティングするディップコーティング方法が提供される。方法は、導電性のフレーム構造及び導電性のコーティングシートを提供し、フレーム構造及びコーティングシートを電極基材になるように組み立て、電極基材をディップコーティング装置の封止ケース組立体の中に入れ、コーティング溶液の容器がイオン交換能力を有するコーティング溶液を収容するディップコーティング装置によって、ディップコーティングプロセスを実行し、コーティングされた電極をディップコーティング装置から取り出し、コーティングシート中にコーティングされたコーティング後の溶液を凝固させることを含む。
【０００８】
本発明のこれらの及び他の機能、態様並びに利点は、添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むと、さらによく理解されるようになるであろう。図面全体を通じて、類似の符号は類似の部分を表す。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態によるディップコーティング装置の概略図である。
【図２】一実施形態による図１のディップコーティング装置の制御ブロックの概略図である。
【図３】図１のディップコーティング装置のコーティング状態の概略図である。
【図４】他の実施形態によるディップコーティング装置の概略図である。
【図５】さらに他の実施形態によるディップコーティング装置の概略図である。
【図６】さらに他の実施形態によるディップコーティング装置の概略図である。
【図７】さらに他の実施形態によるディップコーティング装置の概略図である。
【図８】さらに他の実施形態によるディップコーティング装置の概略図である。
【図９】さらに他の実施形態によるディップコーティング装置の概略図である。
【図１０】さらに他の実施形態によるディップコーティング装置の概略図である。
【図１１】さらに他の実施形態によるディップコーティング装置の概略図である。
【図１２】一実施形態による図１１のディップコーティング装置の制御ブロックの概略図である。
【図１３】さらに他の実施形態によるディップコーティング装置の概略図である。
【図１４ａ−１４ｂ】さらに他の実施形態によるディップコーティング装置の異なる状態における２つの概略図である。
【図１５】一実施形態による電極の製造の概略図である。
【図１６】一実施形態による図１５の電極を製造する方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態は、１以上の被加工物をコーティング溶液中で自動的又は半自動的にコーティングするためのディップコーティング装置に関する。ディップコーティング装置は、１以上のコーティングすべき被加工物を収容するための封止ケース組立体と、封止ケース組立体から空気を吸引し、封止ケース組立体に空気を注入するための、封止ケース組立体と連通する空気ポンプと、コーティング溶液を収容し、封止ケース組立体と連通するコーティング溶液の容器であって、コーティング溶液を封止ケース組立体に注入し、コーティング溶液を封止ケース組立体から取り出すための容器とを含む。
【００１１】
本開示の各実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。後の説明では、不要な詳説で本開示が不明瞭になることを避けるために、よく知られている機能又は構造については詳しく記載しない。
【００１２】
別段の定義がない限り、本明細書で使用される技術用語及び科学用語は、本発明が属する分野の技術者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書で使用される用語「第１の」、「第２の」などは、いかなる順序、量又は重要性も意味せず、むしろ、ある要素を別の要素と区別するために使用される。また、用語「１つの」は、量の限定を意味するものではなく、むしろ、参照された項目の１以上の存在を意味し、「前部」、「後部」、「底部」及び／又は「頂部」などの用語は、別段の言及がない限り、単に説明の便宜上使用され、いかなる１つの位置又は空間的な配向にも限定されない。さらに、用語「結合」及び「接続」は、２つの構成要素間の直接的又は間接的な結合／接続を区別するものではない。むしろ、別段の指示がない限り、そうした構成要素は、直接的に結合／接続されても、間接的に結合／接続されてもよい。
【００１３】
図１を参照すると、一実施形態によるディップコーティング装置１０の概略図が示されている。例えば、ディップコーティング装置１０を用いて、化学的なコーティング溶液を活性炭シートの中にコーティングし、電極要素を形成することができるが、この例は、ディップコーティング装置１０の有用性を制限するものではない。ディップコーティング装置１０は、第１のケース要素１２及び第２のケース要素１４を含む。第１のケース要素１２及び第２のケース要素１４は、封止ケース組立体になるように互いに組み立てることができる。
【００１４】
図１の図示される実施形態では、第１のケース要素１２は、カバーのない立方体のケース１２１を含む。第１のケース要素１２は、ケース１２１の後部に配置された１つ以上の油圧シリンダ１２２（ここでは、ただ１つのシリンダを示す）などのプッシュプルデバイス、ケース１２１の頂部にケース１２１の内部を通して配置された第１の空気管路１２３、ケース１２１の下側にケース１２１の内部を通して配置された第１の液体管路１２４及び第２の液体管路１２５をさらに含む。他の実施形態では、液体管路１２４及び１２５をケース１２１の底部に配置するなど、様々な要件に応じて管路１２３、１２４、１２５の配置を変更することができる。ケース１２１は、プラットホーム２０上で油圧シリンダ１２２によって押し引きすることが可能である。他の実施形態では、押し引きの動作をより容易にするために、ケース１２１は、ケース１２１の底部に配置されたホイールなどの滑動要素（図示せず）をさらに含むことができる。
【００１５】
第２のケース要素１４は、長方形のカバー１４１、及びカバー１４１に取り付けられた被加工物支持要素１４２を含む。図１の図示される実施形態では、カバー１４１は、有機ガラスで作られるなど透明又は半透明であり、それによって、被加工物支持要素１４２をカバー１４１の後部から監視することができる。他の実施形態では、カバー１４１は、ステンレス鋼で作られるなど不透明にすることもでき、ケース１２１は透明又は半透明の材料で作ることができる。第２のケース要素１４は、プラットホーム２０上に位置決めされるカバー１４１を支持するために用いられる、２つの支持バー１４３などのブラケット構成をさらに含むことができる。他の実施形態では、カバー１４１は、例えばプラットホーム２０上に垂直に連結するなど、プラットホーム２０上に直接位置決めすることができる。図１の例のように、被加工物支持要素１４２は、コーティングすべき被加工物（図示せず）を支持するために用いられる長方形のケージである。他の実施形態では、被加工物支持要素１４２の形状を、実際のコーティングすべき被加工物の寸法に応じて変えることができる。また、支持要素１４２をカバー１４１から取り外すことができ、別の被加工物支持要素１４２を再度カバー１４１に組み付けることができる。さらに、他の実施形態では、例えば被加工物支持要素１４２をカバー１４１の上に配置するよりケース１２１の中に配置する方が容易であるときなど、必要な場合には、被加工物支持要素１４２をケース１２１の内部に配置することもできる。また、いくつかの実施形態では、被加工物をケース１２１の中に直接配置することが可能である場合には、被加工物支持要素１４２を削除することができる。
【００１６】
続く図２を参照すると、ディップコーティング装置１０は、コントローラ１６、プッシュプルデバイス駆動装置１６２、空気ポンプ１６３、新しい（又は第１の）コーティング溶液の容器１６４、及び再利用の（又は第２の）コーティング溶液の容器１６５をさらに含むが、これらはすべて図１には示されていない。いくつかの実施形態では、第１のコーティング溶液の容器１６４及び第２のコーティング溶液の容器１６５は、１つのコーティング溶液の容器の２つの異なる収容空間とすることができる。コントローラ１６は、プッシュプルデバイス駆動装置１６２、空気ポンプ１６３、新しいコーティング溶液の容器１６４、及び再利用のコーティング溶液の容器１６５を、自動的又は半自動的に制御するために用いられる。詳細には、プッシュプルデバイス駆動装置１６２は、コントローラ１６からの制御命令に従って、油圧シリンダ１２２を駆動して第１のケース要素１２をプラットホーム２０上で押し引きするために用いられる。空気ポンプ１６３は、コントローラ１６からの制御命令に従って、カバー１４１と共に組み立てられたケース１２１から空気を吸引し、その内部に空気を注入するために用いられる。新しいコーティング溶液の容器１６４は、コントローラ１６からの制御命令に従って、新しいコーティング溶液を収容し、新しいコーティング溶液をカバー１４１と共に組み立てられたケース１２１に注入するために用いられる。再利用のコーティング溶液の容器１６５は、コントローラ１６からの制御命令に従って、使用済みのコーティング溶液をカバー１４１と共に組み立てられたケース１２１から取り出すために用いられる。前述の制御命令は、コントローラ１６に格納された所定のプログラム、又は様々なプロセスの要求に応じてオペレータが入力する即時命令とすることができる。
【００１７】
図３を参照すると、ディップコーティング装置１０のコーティング状態の概略図が示されている。コーティングの前に、コーティングすべき被加工物３０が、被加工物支持要素１４２の中に配置されるか、又はいくつかの実施形態ではケース１２１の中に直接配置される。その後、ケース１２１は、封止ケース組立体になるように、ケース１２１がカバー１４１によってしっかりと覆われるまで、油圧シリンダ１２２によってカバー１４１に沿って押される。他の実施形態では、カバー１４１と共に組み立てられたケース１２１が優れた封止性能を有するように、ケース１２１の縁は、封止用の細片からなる円形体（図示せず）をさらに含むことができる。カバー１４１と共に組み立てられたケース１２１が封止された状態にあるとき、コントローラ１６は、ケース１２１から空気を吸引し、ケース１２１の内部に真空環境を作り出すように空気ポンプ１６３を制御し、一方では、コーティング溶液４０が被加工物３０の頂部の点を越えるか、又はさらに越えるまで、新しいコーティング溶液４０をケース１２１に注入するように新しいコーティング溶液の容器１６４を制御する。所定のコーティング時間の後、例えば１時間後、コーティングプロセスの第１の時間が終了する。次いで、コントローラ１６は、空気をケース１２１に注入するように空気ポンプ１６３を制御し、一方では、使用済みのコーティング溶液４０のすべてが再利用のコーティング溶液の容器１６５に流入するまで、使用済みのコーティング溶液４０をケース１２１から受け取るように再利用のコーティング溶液の容器１６５を制御する。非限定的な実施形態では、封止ケース組立体内の真空の程度は、−０．１ＭＰａより高く、高いほどよい。封止ケース組立体内の真空の程度が高いと、被加工物３０から気泡を迅速且つ効率的に除去することができる。最適な真空の程度は、被加工物中に所望される程度のコーティングをもたらすように、コーティング溶液及び基材の性質によって決まる。
【００１８】
被加工物の大きさ及び形状が異なる場合、コーティングプロセスの時間が異なる可能性があり、またコーティング時間も異なる可能性がある。被加工物３０をただ１つのコーティングプロセスによって完全にコーティングすることが可能であるときには、コントローラ１６は、カバー１４１から分離されたケース１２１を引くように油圧シリンダ１２２を制御する。次いで、コーティングされた被加工物３０を被加工物支持要素１４２から取り出すことができる。したがって、コーティングプロセス全体が終了する。２以上のコーティングプロセスによって被加工物３０をコーティングする必要があるときには、コントローラ１６は、これまでに言及した（したがって繰り返し記載しない）プロセスに従って、２回以上の回数にわたって被加工物３０をコーティングするように、新しいコーティング溶液の容器１６４、再利用のコーティング溶液の容器１６５、及び空気ポンプ１６３を再度制御する。その後、コーティングされた被加工物３０を被加工物支持要素１４２から取り出すことができる。したがって、コーティングプロセス全体が終了する。所定のプログラム又は即時命令の入力に従って被加工物３０をコーティングするように自動的又は半自動的に動作する、ディップコーティング装置１０によって、コーティングの効率が著しく高められる。さらに、コントローラ１６は、コーティング時間などの所定のパラメータに基づく、精度を高めることが可能な真空環境において操作されるコーティングプロセス全体を制御し、したがって、高品質のコーティングされた被加工物３０を得ることが可能である。
【００１９】
他の実施形態では、第１の空気管路１２３及び対応する空気ポンプ１６３を削除することが可能であり、いくつかのコーティングプロセスでは、ケース１２１の頂部に貫通穴（図示せず）を画成するだけでもよい。また、被加工物３０がただ１回のコーティングプロセスしか必要としない場合には、第２の液体管路１２５及び第２のコーティング溶液の容器１６５を省くことも可能であり、使用済みのコーティング溶液をケース１２１から第１のコーティング溶液の容器１６４へ取り出す第１の液体管路１２４を用いるだけである。ディップコーティング装置１０は、必要に応じて調整することも可能であり、以下の段落では、いくつかの異なる構成を示すためにいくつかの他の例示的な実施形態について記載するが、制限はない。
【００２０】
図４を参照すると、他の実施形態によるディップコーティング装置１０の概略図が示されている。図１の実施形態と比べると、この実施形態は、プラットホーム２０上でのカバー１４１及びケース１２１の配置を調整しただけである。詳細には、カバー１４１は、プラットホーム２０上に、７５度など傾斜角度θを伴って配置され、それによって、少なくとも被加工物３０を容易に支持し、カバー１４１をプラットホーム２０に容易に固定することが可能になる。それに応じて、ケース１２１はカバー１４１に面するように配置され、場合により他の構成、例えば適当なブラケット（図示せず）によって固定される。
【００２１】
図５を参照すると、さらに他の実施形態によるディップコーティング装置１０の概略図が示されている。図４の実施形態と比べると、この実施形態の第２のケース要素１４は、カバー１４１の１つの側面に配置された延長ボード１４４、並びにカバー１４１及び延長ボード１４４の底部に取り付けられたスライダ１４５をさらに含む。スライダ１４５の摺動動作によって、被加工物支持要素１４２を、延長ボード１４４からカバー１４１まで押すこと、及びカバー１４１から延長ボード１４４まで引くことが可能である。したがって、オペレータは、被加工物３０をカバー１４１上に容易に配置することができる。いくつかの実施形態では、カバー１４１及び延長ボード１４４は、大きい一体化された有機ガラスなど、共に一体化されたものとすることができる。
【００２２】
図６を参照すると、さらに他の実施形態によるディップコーティング装置１０の概略図が示されている。図５の実施形態と比べると、この実施形態の第２のケース要素１４は、カバー１４１の２つの側面に配置された複数の延長ボード１４４、並びにカバー１４１及びそれらの延長ボード１４４（ここでは、２つの延長ボードのみを示す）の底部に取り付けられたスライダ１４５をさらに含む。いくつかの実施形態では、スライダ１４５もコントローラ１６によって制御することができる。多数の被加工物３０をコーティングする必要があるときには、コーティングの前に、これらの被加工物３０を前の延長ボード１４４上に配置することができる。コーティングプロセスの間、被加工物３０の１つをコーティングするとき、コントローラ１６は、次の未コーティングの被加工物３０を前の延長ボード１４４からカバー１４１まで移動させ、コーティングされた被加工物３０をカバー１４１から後の延長ボード１４４まで移動させるようにスライダ１４５を制御し、被加工物３０のすべてがコーティングすべきまで前述のプロセスを繰り返し、それにより、特に多数の被加工物をコーティングする場合には、効率をさらに高めることができる。
【００２３】
図７を参照すると、さらに他の実施形態によるディップコーティング装置１０の概略図が示されている。図１の実施形態と比べると、この実施形態も、プラットホーム２０（図示せず）上でのカバー１４１の配置を調整しただけである。詳細には、カバー１４１は、プラットホーム２０上に水平に配置され、それによって支持バー１４３を省くことができる。それに応じて、ケース１２１はカバー１４１に面するように配置され、場合により他の構成（図示せず）によって固定される。カバー１４１を水平に配置することによって、いくつかの実施形態では被加工物支持要素１４２を削除することが可能になり、被加工物はカバー１４１の上に直接置かれる。
【００２４】
図８を参照すると、さらに他の実施形態によるディップコーティング装置１０の概略図が示されている。図７の実施形態と比べると、この実施形態の第２のケース要素１４は、カバー１４１の代わりに、カバーのないケース１４６を含む。ケース１４６も、封止ケース組立体になるようにケース１２１と共に組み立てることができ、それによって、その体積を大きくすることができ、大きい被加工物又は複数の被加工物を収容することが可能になる。
【００２５】
図９を参照すると、さらに他の実施形態によるディップコーティング装置１０の概略図が示されている。図８の実施形態と比べると、ケース１２１がカバー１２６によって置き換えられ、管路１２３、１２４及び１２５が、これまでに言及した同様の機能を有するケース１４６の上に配置換えされている。プッシュプルデバイス１２２は、カバー１２６を押し引きし、封止ケース組立体の組立及び分解を行うように、カバー１２６の上に配置される。コーティングプロセスは、図１の実施形態と同様であり、したがって繰り返し記載しない。
【００２６】
図１０を参照すると、さらに他の実施形態によるディップコーティング装置１０の概略図が示されている。前述の実施形態と比べると、この実施形態は、例えばヒンジ構成の方式によって、あらかじめケース１２１の１つの側面をカバー１４１の１つの側面に互いに接続する。この実施形態をより簡単に示すために、被加工物支持要素１４２は示されていない。この実施形態は、プッシュプルデバイス１２２に対する操作の容易さを改善することができる。
【００２７】
図１１を参照すると、さらに他の実施形態によるディップコーティング装置１０の概略図が示されている。図１の実施形態と比べると、この実施形態の第１のケース要素１２は、ケース１２１の上にケース１２１の内部を通して配置された第２の空気管路１２７をさらに含む。続く図１２を参照すると、図１１のディップコーティング装置１０の制御ブロックの概略図が示されている。この制御ブロックを図２の実施形態と比べると、制御ブロックは、不活性ガスの容器１６６をさらに含む。詳細には、コーティングプロセスの第１の時間が終了し、コーティングプロセスの第２の時間が始まった後、コントローラ１６は、窒素などの不活性ガスをケース１２１に注入するように不活性ガスの容器１６６を制御し、一方では、使用済みのコーティング溶液４０をケース１２１から受けるように再利用のコーティング溶液の容器１６５を制御し、それにより、後のコーティングプロセスにおいて空気が被加工物３０を汚染するのを回避することが可能になる。他の実施形態では、ディップコーティング装置１０は、コーティング溶液に対する温度及び湿度の制御など、様々な要件に応じて変更すること、又は他の機能を追加することができる。
【００２８】
図１３を参照すると、さらに他の実施形態によるディップコーティング装置１０の概略図が示されている。図９の実施形態と比べると、プッシュプルデバイス１２２が削除され、カバー１２６（第１のケース要素）がヒンジ１２６２によってケース１４６（第２のケース要素）の１つの側面にヒンジ連結されている。カバー１２６は、ケース１４６上でヒンジ１２６２によって覆うことができ、それにより封止ケース組立体になる。封止ケース組立体が優れた封止性能を有するように、ケース１４６の縁は、封止用の細片からなる円形体（図示せず）を含むことができ、またカバー１２６をケース１４６に固定するための固定要素（図示せず）をさらに含むことができる。
【００２９】
図１４ａ及び図１４ｂを参照すると、さらに他の実施形態によるディップコーティング装置１０の異なる状態における２つの概略図が示されている。図１３の実施形態と比べると、カバー１２６（第１のケース要素）は２つのＬ字形のボードを含み、ケース１４６（第２のケース要素）は１つのＵ字形のボードを含む。２つのＬ字形のボードはそれぞれ、２つのヒンジ１２６２によってＵ字形のボードの２つの底部側面にヒンジ連結される。カバー１２６は、ケース１４６上で２つのヒンジ１２６２によって覆うことができ、それにより封止ケース組立体になる。より簡単に示すために、図１４ｂに管路１２３、１２４、１２５は示されていない。図１３、並びに図１４ａ及び図１４ｂの２つの前述の実施形態は、ディップコーティング装置１０のヒンジ式の構成の２つの例を示すにすぎず、他の実施形態では、カバー１２６及びケース１４６を他の形状及び他のヒンジ式の構成に変更することが可能である。
【００３０】
ディップコーティング装置１０の前述の実施形態、及び他の示していない実施形態はすべて、１つの被加工物及び一群の被加工物を自動的及び半自動的にディップコーティングするために用いることができ、それによって効率を高めることができる。以下の段落では、ディップコーティング装置１０を用いることによって電極を製造する方法の一例を示す。
【００３１】
図１５を参照すると、一実施形態による電極１５４の製造の概略図が示されている。一例として、電極１５４は、水の脱塩技術の分野に利用することができる。続く図１６を参照すると、一実施形態による図１５の電極１５４を製造する方法１６０の流れ図が示されている。図１６の図示される実施形態では、方法１６０は以下の段階を含む。
【００３２】
段階Ｓ１では、あらかじめ電極基材１５３（図１５参照）を準備する。詳細には、電極基材１５３は、伝導層１５１及びコーティングシート１５２を含む。伝導層１５１は、外部の電気リードに電気的に接続する導電性のフレーム構造を提供するために用いられる。例えば、伝導層１５１は、チタン、白金、イリジウム又はロジウムなどで作られた金属メッシュとすることができる。他の実施形態では、伝導層１５１は、金属板、金属箔などとすることができる。電極基材１５３が完全な金属板ではなく金属メッシュを使用すると、この種の電極基材１５３では費用を削減することができる。コーティングシート１５２は、伝導層１５１に取り付けられた導電性のコーティング媒体を提供するために用いられる。例えば、コーティングシート１５２は、カーボンエアロゲル、カーボンナノチューブ、カーボンケージ、カーボンファイバ、多孔性カーボン、多孔性メソカーボンマイクロビーズのシートなど、活性炭シート又は同種のものとすることができる。伝導層１５１及びコーティングシート１５２は、適当な製造方法によって、例えば、場合によりカレンダ機によって行われるカレンダ加工法によって、又はスパッタリング法、スプレー法、スピンコーティング法若しくはプリント法などの他の適切な方法によって、電極基材１５３として互いに組み立てることができる。
【００３３】
段階Ｓ２では、電極基材１５３を、ディップコーティング装置１０の封止ケース組立体に入れるが、あらかじめコーティング溶液の容器１６４（図２参照）の中にコーティング溶液を準備する。様々な要件に応じて、オペレータは、ディップコーティング装置１０の前述の実施形態の適当なタイプを選択することができるが、それらに限定されない。さらに、ディップコーティング装置１０のコーティング溶液の容器１６４中で電極基材１５３をディップコーティングするために、適当なコーティング溶液を選択する。コーティング溶液は、コーティングシート１５２を伝導層１５１上で固めるために用いられ、さらにそれにイオン交換能力を与える。非限定的な実施形態では、コーティング溶液は、スルホン酸塩、第四級アンモニウム塩及び水を含むことができる。スルホン酸塩及び第四級アンモニウム塩の濃度は、水溶液中で１０％より高くすることができ、好ましい実施形態では、スルホン酸塩及び第四級アンモニウム塩は、水溶液中で約５０％とすることができる。他の実施形態では、スルホン酸塩は、スルホン酸基、カルボン酸基、リン酸基又はそれらの組合せなど、他のカチオン選択性材料とすることもできる。第四級アンモニウム塩は、アミン基、ピリジニウム基又はそれらの組合せなど、他のアニオン選択性材料とすることができる。アミン基は、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン及び／又は第四級アミンを含むことができる。
【００３４】
段階Ｓ３では、ディップコーティング装置１０が、電極基材１５３をディップコーティングするように実行される。詳細なコーティングプロセスは前述の段落［００３１］及び他の関連する段落で既に開示しており、したがって繰り返し記載しない。
【００３５】
段階Ｓ４では、前述のディップコーティングプロセスを終了した後、コーティングされた電極１５４（図１５参照）をディップコーティング装置１０から取り出す。すなわち、コーティング溶液は、伝導層１５１と共にコーティングシート１５２の内部の空所にコーティングされ、ディップコーティングプロセスによって電極１５４になる。いくつかの実施形態では、電極１５４又は他の被加工物は、その品質の要件に応じて満足させることができる。いくつかの他の実施形態では、コーティングされた電極１５４が、段階Ｓ５などさらなる処理を必要とする場合がある。
【００３６】
段階Ｓ５では、コーティングシート１５２内のコーティングされた溶液を凝固させるためなど、コーティングされた電極１５４をさらに処理する。例えば、コーティングされた電極１５４に熱処理を施す、又はコーティングされた電極１５４を長時間にわたって室温の環境に置くだけにする。このプロセスは、完成され、条件を満たした電極１５４をもたらすことができる。
【００３７】
さらに、電極１５４を完成させる段階Ｓ５の前に、前処理段階を適用して電極１５４をさらに処理することができる。例えば適用可能な前処理段階は、熱処理の前にコーティングされた電極１５４から過剰なコーティング溶液を除去する圧搾プロセスである。
【００３８】
電極及びその製造方法に関する他の記述は、例えば本願と譲受人が同じであり、その内容全体を参照によって本明細書に援用する、２００９年７月２９日出願のＬｉｐｉｎｇ  Ｚｈｅｎｇ等の米国特許出願第１２／５１１，１９３号（整理番号２３５６０３−１）、「Ｂｉｐｏｌａｒ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ａｎｄ  ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ  ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ  ｄｅｖｉｃｅ，  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ」、及び本願と譲受人が同じであり、その内容全体を参照によって本明細書に援用する、２０１０年１２月３０日出願のＲｕｓｓｅｌｌ  Ｊａｍｅｓ  ＭａｃＤｏｎａｌｄ等の米国特許出願第１２／９８１，５９５号（整理番号２３９１５５−１）、「Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ  ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｗｏ  ｖｉｎｙｌ  ｍｏｎｏｍｅｒ  ｍｉｘｔｕｒｅｓ  ｔｏ  ｏｐｐｏｓｉｔｅ  ｆａｃｅｓ  ｏｆ  ａ  ｆｌａｔ  ｐｏｒｏｕｓ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ」に見出すことができる。
【００３９】
本発明を例示的な実施形態を参照して記載してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更を行うことが可能であり、等価物がその要素と置換され得ることが当業者には理解されるであろう。さらに、その本質的なその範囲から逸脱することなく、特定の状況又は材料を本発明の教示に適合させるように多くの修正を行うことが可能である。したがって、本発明は、本発明を実施するために企図される最良の方法として開示された特定の実施形態に限定されず、本発明は、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれるすべての実施形態を包含することが意図される。
【００４０】
任意の特定の実施形態に従って、前述のそうした目的又は利点の必ずしもすべてが達成されなくてもよいことを理解されたい。したがって、例えば当業者は、本明細書に教示若しくは示唆され得る他の目的又は利点を必ずしも達成しなくても、本明細書に教示される１つの利点又は一群の利点を達成又は最適化するように、本明細書に記載されるシステム及び技術を実施又は実行することが可能であることを認識するであろう。
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４ａ−１４ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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