(57)【要約】【課題】塗工品質を向上させることができる塗工装置、塗工方法を提供すること。【解決手段】本発明の一態様は、バックアップローラ１４とバックアップローラ１４により搬送される金属箔３０に対してペースト材料を吐出するリップ２２を備える塗工ダイ１０とリップ２２に対しバックアップローラ１４の回転方向の上流側の位置で減圧を行う減圧チャンバ１８とを有する塗工装置１において、減圧チャンバ１８は、チャンバ室３２とチャンバ室３２にエアを取り込む取り込み口４６とチャンバ室３２に取り込んだエアを吸引する減圧穴４０とを備え、チャンバ室３２の内部にて取り込み口４６から減圧穴４０に向かう渦巻き状の気流を発生させること、を特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックアップローラと前記バックアップローラにより搬送される箔に対して塗工材料を吐出する吐出口を備えるダイと前記吐出口に対し前記バックアップローラの回転方向の上流側の位置で減圧を行う減圧手段とを有する塗工装置において、
前記減圧手段は、チャンバ室と前記チャンバ室に気体を取り込む取り込み口と前記チャンバ室に取り込んだ前記気体を吸引する吸引穴とを備え、
前記チャンバ室の内部にて前記取り込み口から前記吸引穴に向かう渦巻き状の気流を発生させること、
を特徴とする塗工装置。
【請求項２】
請求項１の塗工装置において、
前記チャンバ室の外形部を略円形状に形成し、
円筒部を備える整流部材を前記チャンバ室の内部にて前記外形部と間隔を空けて設け、
前記外形部と前記円筒部との間にて前記気体の流路を形成すること、
を特徴とする塗工装置。
【請求項３】
請求項２の塗工装置において、
前記吸引穴は前記円筒部に形成されていること、
を特徴とする塗工装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つの塗工装置において、
前記ダイは前記減圧手段と独立して移動可能であること、
を特徴とする塗工装置。
【請求項５】
バックアップローラと前記バックアップローラにより搬送される箔に対して塗工材料を吐出する吐出口を備えるダイと前記吐出口に対し前記バックアップローラの回転方向の上流側の位置で減圧を行う減圧手段とを使用する塗工方法において、
前記減圧手段は、チャンバ室と前記チャンバ室に気体を取り込む取り込み口と前記チャンバ室に取り込んだ前記気体を吸引する吸引穴とを備え、
前記チャンバ室の内部にて前記取り込み口から前記吸引穴に向かう渦巻き状の気流を発生させること、
を特徴とする塗工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗工ダイにより箔の表面にペースト材料を塗工する塗工装置、塗工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばリチウム電池の電極の生産においては、塗工ダイから活物質を主成分としたペースト材料（塗工液）を吐出して、バックアップローラにより搬送される薄い金属箔に対し前記のペースト材料を薄く塗工して膜厚が小さい塗工膜を形成することが行われている。
【０００３】
そして、塗工膜を形成するペースト材料の粘度が高い場合には、塗工ダイのリップ（ペーストの吐出口）に対して金属箔の搬送方向の上流側の位置にて減圧チャンバにより吸引して、塗工ダイのリップ部付近の減圧を行っている。これにより、金属箔の搬送に沿って塗工ダイのリップ付近に進入するエアが塗工ダイから吐出されるペースト材料内へ巻き込まれることを防止している。
【０００４】
このように塗工膜を形成する装置として、特許文献１には、ダイヘッドに対して支持体の搬送方向（バックアップロールの回転方向）の上流側の位置に減圧チャンバを設けた塗工装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１８１３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されたような塗工装置においては、減圧チャンバを大型にすればチャンバ室の内部の乱流を緩和させることができ、塗工幅の全面を均一な減圧度にすることができるが、エア効率が低下するとともに、塗工装置が大型化してしまう。一方、減圧チャンバを小型にするとチャンバ室の内部に乱流が発生して、塗工幅の全面を均一な減圧度にすることができず、塗工品質が低下してしまう。
【０００７】
また、金属箔が搬送される方向に連続したストライプ状に塗工を行う場合、金属箔上の塗工幅を制御して塗工部と未塗工部の寸法を高精度に維持する必要がある。そこで、塗工ダイを移動させて塗工ダイと金属箔との間のギャップ（隙間）を調整することにより、塗工幅をフィードバック制御することが行われている。
【０００８】
そして、塗工ダイのリップ付近の減圧の効率を上げるために、減圧チャンバは出来るだけ塗工ダイのリップの近くに配置することが望ましい。そこで、減圧チャンバを塗工ダイに直接的に取り付けることが行われている。しかし、前記のように塗工幅をフィードバック制御するために塗工ダイを移動させて塗工ダイと金属箔との間のギャップを変化させると、同時に減圧チャンバとバックアップローラとの隙間の大きさも変化してしまう。そのため、塗工ダイと金属箔との間のギャップを調整する際に、減圧チャンバによる減圧の度合いが変化してしまう。
【０００９】
また、塗工の開始時や塗工の終了時や塗工装置の調整時には、塗工ダイのリップから垂れ出したペースト材料が減圧チャンバ内に吸い込まれてしまうことがある。すると、吸い込まれたペースト材料の量によっては、ブロアに接続する減圧穴にペースト材料が詰まって十分な減圧を行うことができないおそれがある。また、減圧チャンバ内に吸い込まれたペースト材料を減圧チャンバ内から取り除くためには、減圧チャンバ全体を取り外してチャンバ室内を清掃する必要があり、清掃作業の工数を要してしまって清掃性が良くない。
【００１０】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、塗工品質を向上させることができる塗工装置、塗工方法を提供すること、を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、バックアップローラと前記バックアップローラにより搬送される箔に対して塗工材料を吐出する吐出口を備えるダイと前記吐出口に対し前記バックアップローラの回転方向の上流側の位置で減圧を行う減圧手段とを有する塗工装置において、前記減圧手段は、チャンバ室と前記チャンバ室に気体を取り込む取り込み口と前記チャンバ室に取り込んだ前記気体を吸引する吸引穴とを備え、前記チャンバ室の内部にて前記取り込み口から前記吸引穴に向かう渦巻き状の気流を発生させること、を特徴とする。
【００１２】
この態様によれば、チャンバ室の内部にて渦巻き状の気流を発生させることにより、取り込み口からチャンバ室の内部に取り込んだ気体は、チャンバ室の内部で吸引穴に向かって一定方向に流れる。そのため、チャンバ室の内部での気流の乱れを抑制することが出来るので、塗工幅全域を均一に減圧することができる。したがって、箔に対し高精度に塗工を行うことができ、塗工品質を向上させることができる。また、チャンバ室を大きくしなくてもチャンバ室の内部での気流の乱れを抑制することが出来るので、チャンバ室を小さくすることにより塗工装置の小型化を図ることができる。
【００１３】
上記態様においては、前記チャンバ室の外形部を略円形状に形成し、円筒部を備える整流部材を前記チャンバ室の内部にて前記外形部と間隔を空けて設け、前記外形部と前記円筒部との間にて前記気体の流路を形成すること、が好ましい。
【００１４】
この態様によれば、略円形状のチャンバ室の外形部と整流部材の円筒部との間に形成されるおおよそ円周形状の流路に沿って気体が流れるので、確実に渦巻き状の気流を発生させることができる。そのため、確実にチャンバ室の内部での気流の乱れを抑制することが出来る。
【００１５】
上記態様においては、前記吸引穴は前記円筒部に形成されていること、が好ましい。
【００１６】
この態様によれば、チャンバ室の外形部と間隔を空けて設けられた整流部材の円筒部に形成された吸引穴から気体の吸引を行うので、チャンバ室の内部に吸い込まれてチャンバ室の外形部の底に達した塗工材料は、そのままチャンバ室の外形部の底に溜まる。このように、気体の吸引と塗工材料の回収とを分離して行うので、塗工材料が吸引穴からブロアへ吸引されない。そのため、例えば塗工の開始時や塗工の終了時や塗工装置の調整時などにおいて、ダイから塗工材料が垂れ落ちてチャンバ室の内部に吸い込まれても、塗工材料が吸引穴からブロアへ侵入しない。したがって、ブロアにより吸引穴から安定して吸引動作を行うことができるので、減圧チャンバによる減圧を安定して行うことができる。また、チャンバ室の外形部の底に溜まった塗工材料を除去するだけでチャンバ室の清掃が完了するので、チャンバ室の内部の清掃が容易になり、チャンバ室の清掃性が向上する。
【００１７】
上記態様においては、前記ダイは前記減圧手段と独立して移動可能であること、が好ましい。
【００１８】
この態様によれば、ダイとバックアップローラとの間のギャップを調整するためにダイをバックアップローラに対し前進および後退するように移動させても減圧手段は移動しないので、減圧手段による減圧の度合いに影響がでない。そのため、減圧手段による減圧が安定する。
【００１９】
上記課題を解決するためになされた本発明の他の態様は、バックアップローラと前記バックアップローラにより搬送される箔に対して塗工材料を吐出する吐出口を備えるダイと前記吐出口に対し前記バックアップローラの回転方向の上流側の位置に設けられる減圧手段とを使用する塗工方法において、前記減圧手段は、チャンバ室と前記チャンバ室に気体を取り込む取り込み口と前記チャンバ室に取り込んだ前記気体を吸引する吸引穴とを備え、前記チャンバ室の内部にて前記取り込み口から前記吸引穴に向かう渦巻き状の気流を発生させること、を特徴とする。
【００２０】
この態様によれば、チャンバ室の内部にて渦巻き状の気流を発生させることにより、取り込み口からチャンバ室の内部に取り込んだ気体は、チャンバ室の内部で吸引穴に向かって一定方向に流れる。そのため、チャンバ室の内部での気流の乱れを抑制することが出来るので、塗工幅全域を均一に減圧することができる。したがって、箔に対し高精度に塗工を行うことができ、塗工品質を向上させることができる。また、チャンバ室を大きくしなくてもチャンバ室の内部での気流の乱れを抑制することが出来るので、チャンバ室を小さくすることにより塗工装置の小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る塗工装置、塗工方法によれば、塗工品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】塗工装置の外観斜視図（一部透視図）である。
【図２】塗工部の周辺を示す断面図である。
【図３】塗工ダイと減圧チャンバの外観斜視図である。
【図４】減圧口部を省略して示した吸引管の外観斜視図である。
【図５】変形例の塗工部の周辺を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を具体化した実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２４】
まず、本実施例の塗工装置１の概要について説明する。図１は、塗工装置１の外観斜視図（一部透視図）であり、図２は、塗工部の周辺を示す断面図であり、図３は塗工ダイと減圧チャンバの外観斜視図である。なお、図２は、バックアップローラに金属箔を巻き付けた状態を示した図である。図１に示すように、本実施例の塗工装置１は、塗工ダイ１０、ダイ駆動部１２、バックアップローラ１４、ローラ駆動部１６、減圧チャンバ１８、吸引管２０などを有する。なお、図１においては、説明の便宜上、バックアップローラ１４とローラ駆動部１６とを仮想線で示している。
【００２５】
図２に示すように、塗工ダイ１０は、リップ２２とマニホールド２４などを備えている。リップ２２は、後述するように塗工膜４２を構成する活物質を主成分としたペースト材料が吐出される吐出口である。また、マニホールド２４は、不図示のペーストタンクから供給されたペースト材料を一旦貯留する部分である。また、図１に示すように、ダイ駆動部１２は、サーボモータ２６やボールネジ２８などを備えるＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）装置であり、塗工ダイ１０の駆動を制御する。
【００２６】
バックアップローラ１４は、円柱形状に形成されており、塗工ダイ１０のリップ２２に対向する位置に設けられている。塗工時には、このバックアップローラ１４の外周面に金属箔３０を巻きつけて（図２参照）、ローラ駆動部１６によりバックアップローラ１４を回転させることで、金属箔３０を搬送する。
【００２７】
減圧チャンバ１８は、塗工ダイ１０のリップ２２に対してバックアップローラ１４の回転方向（金属箔３０の搬送方向）の上流側にて、リップ２２に隣接した位置に設けられている。この減圧チャンバ１８の内部には、空洞のチャンバ室３２が設けられている。また、減圧チャンバ１８は、塗工装置１における塗工ダイ１０以外のいずれかの部位（例えば、ローラ駆動部１６のフレーム部など）に固定されており、塗工ダイ１０とは独立して設けられている。なお、減圧チャンバ１８は、本発明における「減圧手段」の一例である。
【００２８】
吸引管２０は、減圧チャンバ１８のチャンバ室３２の内部から外部にかけて設けられている。吸引管２０は、図３や図４に示すように、円筒形状に形成された円筒部３４と、当該円筒部３４から径方向に突出して形成された平板状の気流制御板部３６と、円筒部３４に接続するおおよそＬ字形状の減圧口部３８とを一体的に備えている。そして、吸引管２０の円筒部３４は、チャンバ室３２の外形部４４と間隔を空けて設けられており、チャンバ室３２の外形部４４と吸引管２０の円筒部３４との間にてエアの流路を形成している。また、図２や図４に示すように、円筒部３４において気流制御板部３６の下側の位置（気流制御板部３６に対して取り込み口４６とは反対側の位置）に軸方向に複数配置された減圧穴４０が形成されている。
【００２９】
この吸引管２０は、減圧口部３８に接続したブロア（不図示）により吸引を行うことにより、円筒部３４を介してエアを減圧穴４０から吸引する。また、吸引管２０の円筒部３４は、チャンバ室３２の内部のエアの流れを整える役割も有している。なお、図４は、減圧口部３８を省略して示した吸引管２０の外観斜視図である。また、吸引管２０は本発明における「整流部材」の一例であり、減圧穴４０は本発明における「吸引穴」の一例である。
【００３０】
このような構成を有する塗工装置１は、バックアップローラ１４により搬送される金属箔３０に対し、塗工ダイ１０のリップ２２からペースト材料を吐出して、金属箔３０の表面に当該ペースト材料からなる塗工膜４２を形成する。
【００３１】
そして、このとき、ダイ駆動部１２により塗工ダイ１０をバックアップローラ１４に対して前進または後退させることにより、塗工ダイ１０とバックアップローラ１４との間のギャップＧを調整する。これにより、塗工膜４２の塗工幅（金属箔３０の搬送方向と直交する方向の幅）を一定に保つようにフィードバック制御する。
【００３２】
また、塗工ダイ１０のリップ２２に対してバックアップローラ１４の回転方向の上流側におけるリップ２２付近を、減圧チャンバ１８により減圧をしている。これにより、金属箔３０の搬送に沿って塗工ダイ１０のリップ２２付近に進入するエアを減圧チャンバ１８により吸引して、当該エアがリップ２２から吐出されるペースト材料の内部に巻き込まれることを防止している。
【００３３】
ここで、減圧チャンバ１８の周辺について説明する。本実施例では、減圧チャンバ１８は、前記のように塗工装置１における塗工ダイ１０以外のいずれかの部位（例えば、ローラ駆動部１６のフレーム部など）に固定されており、塗工ダイ１０とは別体に設けられている。そのため、塗工ダイ１０は、減圧チャンバ１８とは独立してバックアップローラ１４に対して前進および後退するように移動する。したがって、ギャップＧの調整のために塗工ダイ１０が移動しても、減圧チャンバ１８は移動しないので、減圧チャンバ１８と金属箔３０との隙間は変化しない。ゆえに、ギャップＧの大きさを変化させてもチャンバ室３２内の減圧度は影響を受けないので、減圧チャンバ１８により安定して減圧を行うことができる。
【００３４】
その結果、金属箔３０の搬送に沿って塗工ダイ１０のリップ２２付近に進入するエアがリップ２２から吐出されるペースト材料の内部に巻き込まれることを確実に防止できる。そのため、塗工膜４２においてスケ（膜厚が小さくなる部分）が発生することを防止して膜厚が安定した塗工膜４２を形成することができ、塗工品質を向上させることができる。
【００３５】
また、ギャップＧを大きくしても減圧チャンバ１８により安定して減圧を行うことができる。そのため、ギャップＧを十分に大きくすることができるので、ペースト材料中のダマ（凝集物）が塗工ダイ１０のリップ２２と金属箔３０との間で挟まらない。したがって、塗工膜４２にスジ状の欠落部が発生せず、塗工品質を向上させることができる。
【００３６】
また、チャンバ室３２の外形部４４をおおよそ円形状に形成し、このチャンバ室３２の内部において当該円形状のおおよそ中心部に吸引管２０を設けている。そして、気流制御板部３６は、チャンバ室３２の内部を流れるエアの流路の一端を取り込み口４６と遮断するようにして取り込み口４６に隣接する位置に、配置されている。すなわち、気流制御板部３６は、取り込み口４６からチャンバ室３２の内部に取り込まれたエアの流路において、エアの流れ方向の一番奥の位置に配置されている。そして、吸引管２０の減圧穴４０は、円筒部３４の底部分４８（図２の下方向（重力の作用方向）における最も下の部分）と気流制御板部３６との間の位置に配置されている。
【００３７】
そして、吸引管２０の減圧穴４０から円筒部３４や減圧口部３８を介してブロア（不図示）によりエアを吸引すると、取り込み口４６から取り込まれたエアは、吸引管２０の円筒部３４の外周面の外側を流れてチャンバ室３２の内部で円筒部３４を中心に減圧穴４０に向かって渦巻き状（図２の矢印参照）に流れた後、減圧穴４０から吸引される。このように、チャンバ室３２の内部でエアは一定方向に流れ、乱流が発生しないので、塗工ダイ１０のリップ２２に対して金属箔３０の搬送方向の上流側の位置にて安定して減圧を行うことができる。そのため、塗工幅方向の全域に亘って均一に一定の圧力で減圧することができるので、塗工品質を向上させることができる。なお、減圧穴４０は、図４に示すように小さい穴を複数設ける仕様に限定されず、吸引管２０の長手方向に長い穴を１つ設ける仕様であってもよい。
【００３８】
また、減圧穴４０は、吸引管２０の円筒部３４の底部分４８と気流制御板部３６との間の位置に設けられているので、塗工の開始時や塗工の終了時や塗工装置１の調整時に、塗工ダイ１０のリップ２２から垂れ落ちてチャンバ室３２の内部に吸い込まれたペースト材料を吸い込まない。そして、当該ペースト材料は、チャンバ室３２の底面部５０（減圧チャンバ１８の内周面における底面部分）に溜まる。このように、チャンバ室３２の内部でエアを吸引しながら、ペースト材料を分離して回収することができる。そのため、減圧穴４０に接続するブロア（不図示）の内部にペースト材料が吸い込まれるおそれがない。また、チャンバ室３２の内部を清掃するときには底面部５０に溜まったペースト材料を取り除くだけでよいので、清掃作業に必要な工数を削減でき、チャンバ室３２内の清掃性が向上する。
【００３９】
なお、変形例として、図５に示すように、塗工ダイ１０の一部がチャンバ室３２に面するように形成してもよい。この変形例では、塗工ダイ１０のチャンバ室３２に面する部分５２の外形を曲線形状（例えば円形状）に形成することにより、チャンバ室３２の内部で渦巻き状の気流を発生させている。
【００４０】
本実施例によれば、チャンバ室３２の内部にて渦巻き状の気流を発生させることにより、取り込み口４６からチャンバ室３２の内部に取り込んだエアは、チャンバ室３２の内部で減圧穴４０に向かって一定方向に流れる。そのため、チャンバ室３２の内部での気流の乱れを抑制することが出来るので、塗工幅全域を均一に減圧することができる。したがって、金属箔３０に対し高精度に塗工を行うことができ、塗工品質を向上させることができる。また、チャンバ室３２を大きくしなくてもチャンバ室３２の内部での気流の乱れを抑制することが出来るので、チャンバ室３２を小さくすることにより塗工装置１の小型化を図ることができる。
【００４１】
また、略円形状のチャンバ室３２の外形部４４と吸引管２０の円筒部３４との間に形成されるおおよそ円周形状の流路に沿ってエアが流れるので、確実に渦巻き状の気流を発生させることができる。そのため、確実にチャンバ室３２の内部でのエアの乱れを抑制することが出来るので、確実に塗工幅全域を均一に減圧することができる。したがって、金属箔３０に対し確実に高精度に塗工を行うことができ、確実に塗工品質を向上させることができる。
【００４２】
また、吸引管２０の円筒部３４に形成された減圧穴４０からエアの吸引を行うので、チャンバ室３２の内部に吸い込まれて底面部５０に達したペースト材料は、そのまま底面部５０に溜まる。このように、エアの吸引とペースト材料の回収とを分離して行うことができるので、ペースト材料が減圧穴４０からブロアへ吸引されない。そのため、例えば塗工の開始時や塗工の終了時や塗工装置の調整時などにおいて、塗工ダイ１０からペースト材料が垂れ落ちてチャンバ室３２の内部に吸い込まれても、ペースト材料が減圧穴４０からブロアへ侵入しない。したがって、ブロアにより減圧穴４０から安定して吸引動作を行うことができるので、減圧チャンバ１８による減圧を安定して行うことができる。
【００４３】
特に、本実施例では、吸引管２０の円筒部３４の底部分４８と気流制御板部３６との間の位置に減圧穴４０を形成することにより、減圧穴４０を塗工ダイ１０のリップ２２に対向させず、さらに、減圧穴４０を減圧チャンバ１８の底面部５０にも対向させていない。そのため、チャンバ室３２の内部に吸い込まれたペースト材料は減圧穴４０に吸引されず、確実にペースト材料は減圧チャンバ１８の底面部５０に溜まる。
【００４４】
また、減圧チャンバ１８の底面部５０に溜まったペースト材料を除去するだけでチャンバ室３２の清掃が完了するので、チャンバ室３２の内部の清掃が容易になり、チャンバ室３２の清掃性が向上する。
【００４５】
また、塗工ダイ１０は減圧チャンバ１８と独立して移動可能であるので、塗工ダイ１０とバックアップローラ１４との間のギャップＧを調整するために塗工ダイ１０をバックアップローラ１４に対し前進および後退するように移動させても減圧チャンバ１８は移動しない。そのため、減圧チャンバ１８による減圧の度合いに影響がでないので、減圧チャンバ１８による減圧が安定する。
【００４６】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。
【符号の説明】
【００４７】
１    塗工装置
１０  塗工ダイ
１４  バックアップローラ
１８  減圧チャンバ
２０  吸引管
２２  リップ
３０  金属箔
３２  チャンバ室
３４  円筒部
３６  気流制御板部
４０  減圧穴
４２  塗工膜
４４  外形部
４６  取り込み口
４８  底部分
５０  底面部
５２  部分
Ｇ    ギャップ
【図１】
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【図２】
2012187461.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012187461.tif 000006
【図５】
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