グラビア塗工装置、及びグラビア塗工方法
【課題】塗工面端部での塗工材の盛り上り抑制し、メンテナンスの頻度を抑えられるグラビア塗工装置及びグラビア塗工方法の提供。
【解決手段】薄膜５０に複数条の塗工膜５０ａを形成する大径部２１ａを有するグラビアロール２１と、隣り合う大径部２１ａの間に設けられる掻き取り部材４０とを備え、薄膜５０に塗工材１８を塗布するグラビア塗工装置１０において、掻き取り部材４０を、大径部２１ａの大径部端面２１ａｂに押圧するサイドパッキン４１及び楔プレート４２を備える。
【解決手段】薄膜５０に複数条の塗工膜５０ａを形成する大径部２１ａを有するグラビアロール２１と、隣り合う大径部２１ａの間に設けられる掻き取り部材４０とを備え、薄膜５０に塗工材１８を塗布するグラビア塗工装置１０において、掻き取り部材４０を、大径部２１ａの大径部端面２１ａｂに押圧するサイドパッキン４１及び楔プレート４２を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜にグラビア塗工装置を用いて塗工部材を塗工する技術に関し、詳しくは薄膜に対して複数条の塗工部を形成する際に、グラビアロールの塗工部端部のエッジに塗工材が溜まることを防ぐ技術である。
【背景技術】
【０００２】
近年、多くの電子機器の電源として二次電池が用いられ、車載用の電源としても二次電池の利用が検討されている。それに伴い、二次電池の大容量化や高出力化及び軽量化の要請も高くなってきた。
このような背景により、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池などの各種二次電池の開発が進められている。
【０００３】
二次電池の製法としては、金属製の芯材（箔）に活物質を塗布して巻き、電池の電極板として用いる方法が知られている。活物質を塗布した塗工部の表面にさらに多孔質絶縁膜からなる保護膜を形成する。
このような芯材に保護膜等を塗布する方法は色々提案されているが、膜厚の均一性を保つためにはグラビア塗工装置を用いて塗工材を塗布する方法が考えられる。芯材に形成される塗工部の厚みが薄い場合は、グラビア塗工装置を用いると有利となるためである。
【０００４】
グラビア塗工装置を用いて芯材に活物質や保護膜等の塗工材を塗布する場合には、以下のような流れとなる。
まず、グラビア塗工装置を用いて塗工材を芯材に塗布する。その後、塗工部を乾燥・圧縮処理を行う。最後に、切断加工して所望の大きさの二次電池の電極板を製造する。
このような、グラビア塗工装置によって塗工材を塗布する方法を用いる場合、塗布速度はそれ程あげることができない。そこで、生産コストの低減を図るため、グラビア塗工装置に用いるグラビアロールの版胴部を複数条備えて一度に複数の芯材を製作する方法が検討されている。
【０００５】
特許文献１では、芯材に活物質や保護膜等の塗工材を塗布する際にグラビア塗工装置を用いる方法を開示している。
芯材に塗工材を塗布するためのグラビアロールは複数の版胴部を備えており、版胴部と版胴部の間には一段径が細くなった小径部を備えている。又、版胴部の側面に接触するようなロール半径方向に沿って接し、版胴部から塗工材となる塗工液を掻き取るエッジが形成された掻き取り部材を備えている。
そして、版胴部が塗工液とグラビアロール下面で接触することで、版胴部の表面に塗工液を供給すると共に、掻き取り部材のエッジで塗工液を掻き取ることで、版胴部の膜厚の均一性を確保することが可能である。
【０００６】
芯材に塗布される塗工液の膜厚に影響するのが、版胴部の端部に形成される塗工液の膜厚である。
グラビアロールを用いて芯材に塗布する場合、グラビアロールには塗布を行う版胴部が形成され、芯材に未塗工部を形成するために、版胴部の径よりも径の細い小径部が形成されている。この部分を複数作れば、版胴部をストライプ状に形成することが可能となる。
しかし、グラビアロールは塗工材を溜めたパンに版胴部を漬け、塗工材を版胴部の表面に留まらせる構成となっていることから、版胴部の側面に塗工材が付いてしまうと、版胴部の表面側に塗工材が流れ、その結果、版胴部の表面の端部に塗工液が溜まり、芯材への塗布の幅が変化してしまう結果となり問題となる。
【０００７】
グラビア塗工装置のグラビアロールに設けられる版胴部が１カ所であり、芯材に１条の塗工部を形成する場合には、版胴部の両端にプレート状の掻き取り部材を当接させることで、余分な塗工液を掻き取ることができる。しかし、複数の版胴部を備えていると、隣り合う版胴部の間には、プレート状の掻き取り部材を挿入しにくい。
このため、グラビアロールの版胴部と版胴部の間に、版胴部の側面に接触するようなロール半径方向に沿って接し、版胴部から塗工材となる塗工液を掻き取るエッジが形成された掻き取り部材を挿入することで、掻き取り部材のエッジが塗工液を掻き取り、塗工幅の変化を抑制する。
【０００８】
こうすることで、版胴部と版胴部の間にも掻き取り部材を挿入することが可能となる。
結果として、版胴部の表面の端部には塗工液が溜まりにくくなり、芯材に均一な厚みの塗工液を塗布することが可能となる。
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−２５３１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１には、以下のような課題があると考えられる。
特許文献１に開示される技術では、複数条の版胴部を持つグラビアロールの、端部を掻き取るため掻き取り部材が設けられている。しかしこの掻き取り部材と、版胴部の端面とは、塗工材を掻き取るために常に摺動する状態である必要がある。
このため、使用を続けると摩耗してグラビアロールの版胴部分のエッジと掻き取り部材との間に僅かながら隙間が発生する虞がある。
【００１１】
この発生した隙間に塗工材が入り込むと、グラビアロールの版胴部分の表面である塗工面のエッジに塗工材の盛り上がりを作る結果となり、塗工の精度が悪化するという問題がある。
掻き取り部材は版胴部を傷つけないように樹脂等の柔らかい部材で形成されることが多く、摩耗し易い。このため取り替え頻度が高くなるとメンテナンスに要する時間も増えてしまうという問題もある。
【００１２】
そこで、本発明はこのような課題を解決するために、塗工面端部での塗工材の盛り上り抑制し、メンテナンスの頻度を抑えられるグラビア塗工装置及びグラビア塗工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、本発明によるグラビア塗工装置は以下のような特徴を有する。
（１）シートに複数条の被塗工面を形成する塗工部を有するグラビアロールと、隣り合う前記塗工部の間に設けられる掻き取り部材とを備え、前記シートに塗工材を塗布するグラビア塗工装置において、
前記掻き取り部材を、前記塗工部の側面に押圧する押圧機構を備えていることを特徴とする。
【００１４】
（２）（１）に記載のグラビア塗工装置において、
前記掻き取り部材は、先端に前記グラビアロールの回転方向に沿ってテーパ状に設けられた凹部を備え、前記押圧機構は、前記掻き取り部材の前記凹部に係合するテーパ状の凸部を有する押さえ部材と、前記押さえ部材を前記凹部に向けて付勢する付勢手段と、を有することを特徴とする。
【００１５】
前記目的を達成するために、本発明によるグラビア塗工方法は以下のような特徴を有する。
（３）シートに複数条の被塗工面を形成する塗工部を有するグラビアロールと、隣り合う前記塗工部の間に設けられる掻き取り部材とを備え、前記シートに塗工材を塗布するグラビア塗工方法において、
前記掻き取り部材を前記塗工部の側面に押圧しながら、前記シートに複数条の被塗工面を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
このような特徴を有する本発明によるグラビア塗工装置により、以下のような作用、効果が得られる。
まず、（１）に記載される発明は、シートに複数条の被塗工面を形成する塗工部を有するグラビアロールと、隣り合う塗工部の間に設けられる掻き取り部材とを備え、シートに塗工材を塗布するグラビア塗工装置において、掻き取り部材を、塗工部の側面に押圧する押圧機構を備えているものである。
【００１７】
掻き取り部材を押圧する押圧機構を備えているので、グラビアロールの塗工部の側面に対して、常に適切な押圧力で掻き取り部材を押圧することが可能となる。このため、掻き取り部材と塗工部の側面との間に隙間が生じず、塗工材が塗工部の端部に溜まるようなことが無くなる。この結果、シートに形成する複数条の被塗工面を精度良く形成することが可能になる。
また、掻き取り部材を押圧機構で押圧しているため、掻き取り部材が摩耗してきても、掻き取り部材を塗工部の側面に接触させていることができ、メンテナンスの頻度を低くすることが可能となる。
【００１８】
また、（２）に記載される発明は、（１）に記載のグラビア塗工装置において、掻き取り部材は、先端にグラビアロールの回転方向に沿ってテーパ状に設けられた凹部を備え、押圧機構は、掻き取り部材の凹部に係合するテーパ状の凸部を有する押さえ部材と、押さえ部材を凹部に向けて付勢する付勢手段と、を有するものである。
【００１９】
押さえ部材は、押さえ部材を凹部に向けて付勢する付勢手段が備えられているため、グラビアロールとの摩擦によってグラビアロールと同じ方向に回転しようとする掻き取り部材は、塗工部の側面に押し付けられる結果となる。このため、掻き取り部材を押圧する押圧機構は駆動装置を備えずに掻き取り部材をグラビアロールの塗工部の側面に押圧する力を得ることができる。
グラビアロールの塗工部と塗工部の間が狭い場合、押圧機構の押圧力を駆動装置によって得ることは、スペース上の制約があり困難となる。
【００２０】
しかしながら、グラビアロールの回転力によって塗工部の側面に掻き取り部材を押圧する力を得ることができるため、グラビアロールの塗工部と塗工部との間が狭い場合にも対応することが可能となる。
また、押圧機構に駆動装置を用いた場合には、塗工材が付着することでの動作不良が発生する虞がある点が問題となる。二次電池の基材に用いる塗工材は、アルミナの粉末や溶剤が用いられるケースも多い。このため、塗工材が駆動装置内にはいると駆動装置に悪影響を及ぼす虞がある。したがって、駆動装置を用いない押圧機構を実現できることはメリットが大きい。
【００２１】
また、このような特徴を有する本発明によるグラビア塗工方法により、以下のような作用、効果が得られる。
まず、（３）に記載される発明は、シートに複数条の被塗工面を形成する塗工部を有するグラビアロールと、隣り合う塗工部の間に設けられる掻き取り部材とを備え、シートに塗工材を塗布するグラビア塗工方法において、掻き取り部材を塗工部の側面に押圧しながら、シートに複数条の被塗工面を形成するものである。
【００２２】
塗工部と塗工部の間に備える掻き取り部材を、塗工部の側面に押圧しながらシートに複数条の被塗工面を形成しているので、（１）及び（２）に記載のグラビア塗工方法と同様に、塗工部の端部に塗工材が盛り上がるような現象を避けることができ、シートに形成される被塗工面の寸法精度を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
まず、本発明の実施形態について説明する。
図１に、本実施形態のグラビア塗工装置１０の概略側面図を示す。図２に、グラビア塗工装置１０の概略正面図を示す。
グラビア塗工装置１０は、シートである薄膜５０に活物質等の塗工材１８を塗工するための装置である。薄膜５０は、リチウムイオン電池に用いられる基材であり、数十μｍ程度の厚みの銅箔、或いはアルミニウム箔である。塗工される塗工材１８は数Ｐａｓ程度の粘度を有するアルミナが混入された液体である。塗工材１８は薄膜５０上に数μｍ程度の厚みで塗布され、後述する塗工膜５０ａが一定の膜厚で形成される。この塗工膜５０ａは、二次電池に用いられる活物質の表面上に塗られて形成されるか、あるいは活物質の下に塗布され、その上に活物質の層が形成される。このような塗工膜５０ａ及び活物質層は薄膜５０の両面に設けられる。
【００２４】
グラビア塗工装置１０はベース１１の上に取り付けられた支持筐体１２と、支持筐体１２に支持されるアーム１３と、支持機構３０の上部に配置される塗工機構部２０よりなる。
薄膜５０は複数のローラに通され、塗工機構部２０に備えるグラビアロール２１と、アーム１３に備えられる押圧ローラ１４の間にも通されている。この結果、薄膜５０は押圧ローラ１４によってグラビアロール２１側にテンションがかけられた状態となる。
グラビア塗工装置１０の後工程には、図示しない乾燥炉等がある。グラビア塗工装置１０によって、薄膜５０の表面に活物質等の膜が形成された後、後工程の乾燥炉で乾燥され、最終的には図示しないボビンに巻き取られる。
【００２５】
グラビアロール２１は、図２に示すようにカップリング３６を介して駆動モータ３５が接続されている。この駆動モータ３５には、サーボモータ等の回転を制御可能なモータが用いられることが好ましい。
グラビアロール２１は駆動モータ３５から動力を得て回転する。そして、送られていく薄膜５０の表面に、グラビアロール２１が塗工材１８を塗工していく。
【００２６】
図３に、グラビアロール２１とドクターブレード２２の関係を斜視図で示す。
グラビアロール２１は、大径部２１ａと小径部２１ｂとが交互に設けられ、両端部２１ｃの片側がカップリング３６と接続され、駆動モータ３５から動力を得る。図３に示す矢印は、グラビアロール２１の回転方向を示している。
大径部２１ａは小径部２１ｂまたは端部２１ｃよりも一段大径に形成されている。ここで、大径部２１ａの表面を塗工面２１ａａとし、大径部２１ａの側面を大径部端面２１ａｂと呼ぶことにする。この塗工面２１ａａには塗工材１８を保持するための凹凸が設けられている。なお、大径部２１ａは従来技術で版胴部と表現された部分と同じ機能を果たす。
【００２７】
ドクターブレード２２は、グラビアロール２１の大径部２１ａの表面に当接するようにグラビア塗工装置１０に取り付けられている。単純な固定方式でも良いが、本実施形態では図示しないシリンダなどによって一定の力を加えて、ドクターブレード２２をグラビアロール２１に押し付け、ドクターブレード２２によって大径部２１ａの表面に付いた塗工材１８を掻き落とすことができるものとする。
本実施形態に用いられているドクターブレード２２は樹脂製のブレードであり、樹脂製のプレートを金属製の治具で挟んで固定する構造となっている。
グラビアロール２１にドクターブレード２２が接触して回転することで摩耗し、金属粉が塗工材１８に混入すると二次電池の性能に悪影響を与える虞がある。このため、グラビアロール２１側が金属であるのに対して、ドクターブレード２２側は樹脂とし、かつ、グラビアロール２１の材質に比べてドクターブレード２２は硬度が低く、ドクターブレード２２側が消耗するように設計されている。
なお、ドクターブレード２２の材質については導電性が低いか絶縁性を示す物質であれば特に限定されるものではない。
【００２８】
図４に、塗工機構部２０の上部の構成について説明をする断面図を示す。また、図５に、塗工機構部２０の上部の構成について説明をする正面図を示す。
塗工機構部２０に備えられるグラビアロール２１は、ペースト供給ダイ２５に設けられたＵ字溝２５ａに一部が収まるように設計されており、ペースト供給ダイ２５のＵ字溝２５ａには、塗工材１８が流路２５ｂを通って下部から供給される。
つまり、グラビアロール２１の大径部２１ａの塗工面２１ａａには下部で塗工材１８が供給されることになる。
【００２９】
掻き取り部材４０は、実際に塗工材１８を掻き取る働きをするサイドパッキン４１と、押さえ部材となる楔プレート４２と、付勢手段となるパッキン押さえ４３とから成る。
図６に、掻き取り部材４０の分解斜視図を示す。
サイドパッキン４１は半割環状の樹脂部材であり、先端部分にはテーパ部４１ａを備えている。サイドパッキン４１に用いる樹脂は、耐摺動性が高くかつ耐薬品性に優れていることが望ましい。例えばＰＴＦＥ等の樹脂が考えられる。
楔プレート４２は押さえ接続部４２ａと楔状突起部４２ｂからなる。押さえ接続部４２ａの形状はどんなカタチでも良いが、楔状突起部４２ｂはテーパ部４１ａに対応した形状となっており、同様のテーパが設けられている。このテーパ部４１ａと楔状突起部４２ｂの斜面の角度によって、大径部端面２１ａｂへの押さえつける力を調節することが可能である。
【００３０】
掻き取り部材４０は、グラビアロール２１の隣り合う大径部２１ａの間に配置されている。大径部２１ａの大径部端面２１ａｂにはサイドパッキン４１の側面が当接する。一方、ペースト供給ダイ２５に固定されたパッキン押さえ４３が楔プレート４２の押さえ接続部４２ａに接続されている。
サイドパッキン４１に対して楔プレート４２は、グラビアロール２１の回転方向に対して後方に取り付けられており、テーパ部４１ａは楔状突起部４２ｂのテーパ面に接するように配置されている。
サイドパッキン４１はグラビアロール２１の重量を受けてペースト供給ダイ２５のＵ字溝２５ａ内部に配置される。
なお、グラビアロール２１は端部２１ｃに別途ベアリングが用意されて保持されているものとする。
【００３１】
本実施形態のグラビア塗工装置１０は上記構成となっているので、以下に説明する作用効果を示す。
グラビアロール２１に形成されている大径部２１ａの塗工面２１ａａは、図４及び図５に３カ所とも薄膜５０に接触し、塗工材１８を薄膜５０に塗工することができる。したがって、薄膜５０には同時に３条の塗工膜５０ａを形成する。
グラビアロール２１は、ペースト供給ダイ２５の流路２５ｂから供給された塗工材１８をＵ字溝２５ａ内で大径部２１ａの塗工面２１ａａに接触させることで、大径部２１ａに形成された塗工面２１ａａに塗工材１８を付着させる。塗工面２１ａａには細かい凹凸が設けられており、塗工材１８はこの凹凸の内部にも入り込む。
またこの際に、グラビアロール２１の小径部２１ｂにも塗工材１８は付着してしまう。
【００３２】
図７に、掻き取り部材４０の模式図を示す。
このグラビアロール２１が回転することで、グラビアロール２１の小径部２１ｂの外周面に接触しているサイドパッキン４１も同じ方向に回転力Ｆ１が発生することになる。グラビアロール２１の小径部２１ｂの外周面と、サイドパッキン４１の内周面は接触しており、グラビアロール２１の回転によってサイドパッキン４１との間に摩擦力が生じる。この力が回転力Ｆ１となってサイドパッキン４１に作用する。
そして、サイドパッキン４１の進行方向に楔プレート４２が配置されているため、サイドパッキン４１の回転によって、テーパ部４１ａは楔プレート４２の楔状突起部４２ｂのテーパ面と接触することになる。向かい合うサイドパッキン４１のテーパ部４１ａは、回転方向に沿ってテーパ状に設けられているため、契合する楔状突起部４２ｂのテーパ面に回転力Ｆ１が作用する。そして、楔状突起部４２ｂのテーパ面の形状によって、分力Ｆ２が発生することになる。
【００３３】
この分力Ｆ２はサイドパッキン４１の先端部分に作用し、サイドパッキン４１の先端部分はグラビアロール２１の大径部端面２１ａｂに押し付けられることになる。
図８にグラビアロール２１の大径部２１ａの端部に塗工材１８が溜まる様子を表す模式断面図を示す。
グラビアロール２１の大径部２１ａの表面にはローレット状の細かい溝が設けてあるため、塗工面２１ａａに塗工材１８を必要な量だけ溜めることができる。
しかし、大径部端面２１ａｂの側面に塗工材１８が付着すると、付着した塗工材１８が遠心力によって外側に移動し、塗工面２１ａａの端部に図８に示すような液溜まりを作ることになる。
【００３４】
このため、掻き取り部材４０のサイドパッキン４１を適当な力で大径部端面２１ａｂに当接させることで、このような塗工材１８の液溜まりを防ぐことが可能となる。
こうして、グラビアロール２１の塗工面２１ａａに付着させた塗工材１８を薄膜５０に当接させて薄膜５０上に塗工材１８を一定の厚みで塗工する。
図９に、薄膜５０を塗工した後に、所定の大きさに分割する様子を示す。
グラビア塗工装置１０で薄膜５０に３条の塗工膜５０ａを一様に形成した後、図９に示すように６つの電極用薄膜５１に切断して分割する。この電極用薄膜５１を一定の長さに切り、ロール上に巻いた状態にして二次電池の電極とする。
【００３５】
本実施形態は上記構成及び作用を示すので、以下に説明する効果を奏する。
まず、第１の効果として、塗工面２１ａａの端部に塗工材１８の盛り上ることを抑制できる点が挙げられる。
本実施形態のグラビア塗工装置１０は、薄膜５０に複数条の塗工膜５０ａを形成する大径部２１ａを有するグラビアロール２１と、隣り合う大径部２１ａの間に設けられる掻き取り部材４０とを備え、薄膜５０に塗工材１８を塗布するグラビア塗工装置１０において、掻き取り部材４０を、大径部２１ａの大径部端面２１ａｂに押圧するサイドパッキン４１及び楔プレート４２を備えているものである。
【００３６】
掻き取り部材４０にサイドパッキン４１及び楔プレート４２を備えていることで、グラビアロール２１の回転力Ｆ１を利用して、サイドパッキン４１をグラビアロール２１の大径部端面２１ａｂに適切な力で押し付けることが可能となり、その結果、大径部端面２１ａｂに付着する塗工材１８を掻き落とすことができる。
塗工面２１ａａの端部に盛り上る塗工材１８は、大径部端面２１ａｂに付着する塗工材１８がグラビアロール２１の遠心力で外周方向に流れてきて溜まるものである。したがって、サイドパッキン４１で大径部端面２１ａｂに付着する塗工材１８を掻き落とすことで、ほぼ塗工面２１ａａの端部に塗工材１８が盛り上ることを防ぐことができ、残りはドクターブレード２２で掻き落とすことができる。したがって、塗工材１８の飛散によりグラビア塗工装置１０自身や薄膜５０を汚すことを防ぐことができる。
【００３７】
また、第２の効果として、メンテナンス性が高いことが挙げられる。
前述の通り掻き取り部材４０には押圧機構としてサイドパッキン４１及び楔プレート４２を備えている。駆動機構はグラビアロール２１の回転力Ｆ１を利用して分力Ｆ２を発生させ、グラビア塗工装置１０の稼動中はサイドパッキン４１を大径部端面２１ａｂに押し付ける力が発生している。
【００３８】
したがって、常時適切な力で押圧されており、サイドパッキン４１が磨耗しても継続的にグラビアロール２１の大径部端面２１ａｂに付着する塗工材１８の掻き取りを続けることができるため、メンテナンスのスパンを長くすることができる。
また、構造が簡単なので清掃、交換等が容易でありメンテナンスが容易である。
さらに、回転力Ｆ１によって分力Ｆ２が発生し、グラビアロール２１のグラビアロール２１の大径部端面２１ａｂにサイドパッキン４１が押し付けられる方式であるので、自身に押圧力を調整する機能があり、組み付け精度を必要としない。このこともメンテナンス性の向上に貢献している。
【００３９】
また、第３の効果として、グラビアロール２１の大きさにより押圧機構に大きさの制限がある場合にも対応できる点が挙げられる。
グラビア塗工装置１０の、掻き取り部材４０は、先端にグラビアロール２１の回転方向に沿ってテーパ状に設けられた、向かい合うことでＶ字状になるテーパ部４１ａを備え、押圧機構は、掻き取り部材４０の向かい合うテーパ部４に係合するテーパ状の楔状突起部４２ｂを有する楔プレート４２と、楔プレート４２を楔状突起部４２ｂに向けて付勢するパッキン押さえ４３と、を有するものである。
【００４０】
楔プレート４２は、楔プレート４２を向かい合うことでＶ字状になるテーパ部４１ａに向けて付勢するパッキン押さえ４３が備えられているため、グラビアロール２１との摩擦によってグラビアロール２１と同じ方向に回転しようとする掻き取り部材４０は、大径部２１ａの大径部端面２１ａｂに押し付けられる結果となる。このため、掻き取り部材４０を押圧する押圧機構は駆動装置を備えずにサイドパッキン４１をグラビアロール２１の大径部端面２１ａｂに押圧する力を得ることができる。
グラビアロール２１の大径部２１ａと大径部２１ａの間が狭い場合、押圧機構の押圧力を駆動装置によって得ることは、スペース上の制約があり困難となる。
【００４１】
しかしながら、グラビアロール２１の回転力Ｆ１によって大径部２１ａの大径部端面２１ａｂにサイドパッキン４１を押圧する力を得ることができるため、グラビアロール２１の大径部２１ａと大径部２１ａとの間が狭い場合にも対応することが可能となる。
また、押圧機構に駆動装置を用いた場合には、塗工材１８が付着することでの動作不良が発生する虞がある点が問題となる。二次電池の基材に用いる塗工材１８は、アルミナの粉末や溶剤が用いられるケースも多い。このため、塗工材１８が駆動装置内にはいると駆動装置に悪影響を及ぼす虞がある。したがって、駆動装置を用いない押圧機構を実現できることはメリットが大きい。
【００４２】
以上、本実施形態に則して発明を説明したが、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更することにより実施することもできる。
例えば、掻き取り部材４０に採用しているサイドパッキン４１と楔プレート４２の形状についても、変更を妨げない。本実施形態ではサイドパッキン４１を２つ用いる構成としているが、例えばサイドパッキン４１を一体化してテーパ部４１ａに該当するＶ字の溝を作り、中心部にグラビアロール２１の外周に沿ってスリットを設ける構成としても良い。また、楔プレート４２の形状も楔状突起部４２ｂを必要に応じて長くしたり、短くしたりすることを妨げない。
【００４３】
また、本実施形態には部品の材質を示している部分があるが、適宜同じ機能を果たす別の部材に置き換えることを妨げない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施形態の、グラビア塗工装置の概略側面図を示している。
【図２】本実施形態の、グラビア塗工装置の概略正面図を示している。
【図３】本実施形態の、グラビアロールとドクターブレードの関係を斜視図で示している。
【図４】本実施形態の、塗工機構部の上部の構成について説明をする断面図を示している。
【図５】本実施形態の、塗工機構部の上部の構成について説明をする正面図を示している。
【図６】本実施形態の、掻き取り部材の分解斜視図を示している。
【図７】本実施形態の、掻き取り部材の模式図を示している。
【図８】本実施形態の、グラビアロールの大径部の端部に塗工材が溜まる様子を表す模式断面図を示している。
【図９】本実施形態の、薄膜を塗工した後に、所定の大きさに分割した様子を表し模式図を示している。
【符号の説明】
【００４５】
１０ グラビア塗工装置
１１ ベース
１２ 支持筐体
１３ アーム
１４ 押圧ローラ
１８ 塗工材
２０ 塗工機構部
２１ グラビアロール
２１ａ 大径部
２１ａａ 塗工面
２１ａｂ 大径部端面
２１ｂ 小径部
２１ｃ 端部
２２ ドクターブレード
２５ ペースト供給ダイ
２５ａ Ｕ字溝
２５ｂ 流路
３０ 支持機構
３５ 駆動モータ
３６ カップリング
４０ 部材
４１ サイドパッキン
４１ａ テーパ部
４２ 楔プレート
４２ａ 押さえ接続部
４２ｂ 楔状突起部
４３ パッキン押さえ
５０ 薄膜
５０ａ 塗工膜
５１ 電極用薄膜
Ｆ１ 回転力
Ｆ２ 分力
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜にグラビア塗工装置を用いて塗工部材を塗工する技術に関し、詳しくは薄膜に対して複数条の塗工部を形成する際に、グラビアロールの塗工部端部のエッジに塗工材が溜まることを防ぐ技術である。
【背景技術】
【０００２】
近年、多くの電子機器の電源として二次電池が用いられ、車載用の電源としても二次電池の利用が検討されている。それに伴い、二次電池の大容量化や高出力化及び軽量化の要請も高くなってきた。
このような背景により、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池などの各種二次電池の開発が進められている。
【０００３】
二次電池の製法としては、金属製の芯材（箔）に活物質を塗布して巻き、電池の電極板として用いる方法が知られている。活物質を塗布した塗工部の表面にさらに多孔質絶縁膜からなる保護膜を形成する。
このような芯材に保護膜等を塗布する方法は色々提案されているが、膜厚の均一性を保つためにはグラビア塗工装置を用いて塗工材を塗布する方法が考えられる。芯材に形成される塗工部の厚みが薄い場合は、グラビア塗工装置を用いると有利となるためである。
【０００４】
グラビア塗工装置を用いて芯材に活物質や保護膜等の塗工材を塗布する場合には、以下のような流れとなる。
まず、グラビア塗工装置を用いて塗工材を芯材に塗布する。その後、塗工部を乾燥・圧縮処理を行う。最後に、切断加工して所望の大きさの二次電池の電極板を製造する。
このような、グラビア塗工装置によって塗工材を塗布する方法を用いる場合、塗布速度はそれ程あげることができない。そこで、生産コストの低減を図るため、グラビア塗工装置に用いるグラビアロールの版胴部を複数条備えて一度に複数の芯材を製作する方法が検討されている。
【０００５】
特許文献１では、芯材に活物質や保護膜等の塗工材を塗布する際にグラビア塗工装置を用いる方法を開示している。
芯材に塗工材を塗布するためのグラビアロールは複数の版胴部を備えており、版胴部と版胴部の間には一段径が細くなった小径部を備えている。又、版胴部の側面に接触するようなロール半径方向に沿って接し、版胴部から塗工材となる塗工液を掻き取るエッジが形成された掻き取り部材を備えている。
そして、版胴部が塗工液とグラビアロール下面で接触することで、版胴部の表面に塗工液を供給すると共に、掻き取り部材のエッジで塗工液を掻き取ることで、版胴部の膜厚の均一性を確保することが可能である。
【０００６】
芯材に塗布される塗工液の膜厚に影響するのが、版胴部の端部に形成される塗工液の膜厚である。
グラビアロールを用いて芯材に塗布する場合、グラビアロールには塗布を行う版胴部が形成され、芯材に未塗工部を形成するために、版胴部の径よりも径の細い小径部が形成されている。この部分を複数作れば、版胴部をストライプ状に形成することが可能となる。
しかし、グラビアロールは塗工材を溜めたパンに版胴部を漬け、塗工材を版胴部の表面に留まらせる構成となっていることから、版胴部の側面に塗工材が付いてしまうと、版胴部の表面側に塗工材が流れ、その結果、版胴部の表面の端部に塗工液が溜まり、芯材への塗布の幅が変化してしまう結果となり問題となる。
【０００７】
グラビア塗工装置のグラビアロールに設けられる版胴部が１カ所であり、芯材に１条の塗工部を形成する場合には、版胴部の両端にプレート状の掻き取り部材を当接させることで、余分な塗工液を掻き取ることができる。しかし、複数の版胴部を備えていると、隣り合う版胴部の間には、プレート状の掻き取り部材を挿入しにくい。
このため、グラビアロールの版胴部と版胴部の間に、版胴部の側面に接触するようなロール半径方向に沿って接し、版胴部から塗工材となる塗工液を掻き取るエッジが形成された掻き取り部材を挿入することで、掻き取り部材のエッジが塗工液を掻き取り、塗工幅の変化を抑制する。
【０００８】
こうすることで、版胴部と版胴部の間にも掻き取り部材を挿入することが可能となる。
結果として、版胴部の表面の端部には塗工液が溜まりにくくなり、芯材に均一な厚みの塗工液を塗布することが可能となる。
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−２５３１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１には、以下のような課題があると考えられる。
特許文献１に開示される技術では、複数条の版胴部を持つグラビアロールの、端部を掻き取るため掻き取り部材が設けられている。しかしこの掻き取り部材と、版胴部の端面とは、塗工材を掻き取るために常に摺動する状態である必要がある。
このため、使用を続けると摩耗してグラビアロールの版胴部分のエッジと掻き取り部材との間に僅かながら隙間が発生する虞がある。
【００１１】
この発生した隙間に塗工材が入り込むと、グラビアロールの版胴部分の表面である塗工面のエッジに塗工材の盛り上がりを作る結果となり、塗工の精度が悪化するという問題がある。
掻き取り部材は版胴部を傷つけないように樹脂等の柔らかい部材で形成されることが多く、摩耗し易い。このため取り替え頻度が高くなるとメンテナンスに要する時間も増えてしまうという問題もある。
【００１２】
そこで、本発明はこのような課題を解決するために、塗工面端部での塗工材の盛り上り抑制し、メンテナンスの頻度を抑えられるグラビア塗工装置及びグラビア塗工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、本発明によるグラビア塗工装置は以下のような特徴を有する。
（１）シートに複数条の被塗工面を形成する塗工部を有するグラビアロールと、隣り合う前記塗工部の間に設けられる掻き取り部材とを備え、前記シートに塗工材を塗布するグラビア塗工装置において、
前記掻き取り部材を、前記塗工部の側面に押圧する押圧機構を備えていることを特徴とする。
【００１４】
（２）（１）に記載のグラビア塗工装置において、
前記掻き取り部材は、先端に前記グラビアロールの回転方向に沿ってテーパ状に設けられた凹部を備え、前記押圧機構は、前記掻き取り部材の前記凹部に係合するテーパ状の凸部を有する押さえ部材と、前記押さえ部材を前記凹部に向けて付勢する付勢手段と、を有することを特徴とする。
【００１５】
前記目的を達成するために、本発明によるグラビア塗工方法は以下のような特徴を有する。
（３）シートに複数条の被塗工面を形成する塗工部を有するグラビアロールと、隣り合う前記塗工部の間に設けられる掻き取り部材とを備え、前記シートに塗工材を塗布するグラビア塗工方法において、
前記掻き取り部材を前記塗工部の側面に押圧しながら、前記シートに複数条の被塗工面を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
このような特徴を有する本発明によるグラビア塗工装置により、以下のような作用、効果が得られる。
まず、（１）に記載される発明は、シートに複数条の被塗工面を形成する塗工部を有するグラビアロールと、隣り合う塗工部の間に設けられる掻き取り部材とを備え、シートに塗工材を塗布するグラビア塗工装置において、掻き取り部材を、塗工部の側面に押圧する押圧機構を備えているものである。
【００１７】
掻き取り部材を押圧する押圧機構を備えているので、グラビアロールの塗工部の側面に対して、常に適切な押圧力で掻き取り部材を押圧することが可能となる。このため、掻き取り部材と塗工部の側面との間に隙間が生じず、塗工材が塗工部の端部に溜まるようなことが無くなる。この結果、シートに形成する複数条の被塗工面を精度良く形成することが可能になる。
また、掻き取り部材を押圧機構で押圧しているため、掻き取り部材が摩耗してきても、掻き取り部材を塗工部の側面に接触させていることができ、メンテナンスの頻度を低くすることが可能となる。
【００１８】
また、（２）に記載される発明は、（１）に記載のグラビア塗工装置において、掻き取り部材は、先端にグラビアロールの回転方向に沿ってテーパ状に設けられた凹部を備え、押圧機構は、掻き取り部材の凹部に係合するテーパ状の凸部を有する押さえ部材と、押さえ部材を凹部に向けて付勢する付勢手段と、を有するものである。
【００１９】
押さえ部材は、押さえ部材を凹部に向けて付勢する付勢手段が備えられているため、グラビアロールとの摩擦によってグラビアロールと同じ方向に回転しようとする掻き取り部材は、塗工部の側面に押し付けられる結果となる。このため、掻き取り部材を押圧する押圧機構は駆動装置を備えずに掻き取り部材をグラビアロールの塗工部の側面に押圧する力を得ることができる。
グラビアロールの塗工部と塗工部の間が狭い場合、押圧機構の押圧力を駆動装置によって得ることは、スペース上の制約があり困難となる。
【００２０】
しかしながら、グラビアロールの回転力によって塗工部の側面に掻き取り部材を押圧する力を得ることができるため、グラビアロールの塗工部と塗工部との間が狭い場合にも対応することが可能となる。
また、押圧機構に駆動装置を用いた場合には、塗工材が付着することでの動作不良が発生する虞がある点が問題となる。二次電池の基材に用いる塗工材は、アルミナの粉末や溶剤が用いられるケースも多い。このため、塗工材が駆動装置内にはいると駆動装置に悪影響を及ぼす虞がある。したがって、駆動装置を用いない押圧機構を実現できることはメリットが大きい。
【００２１】
また、このような特徴を有する本発明によるグラビア塗工方法により、以下のような作用、効果が得られる。
まず、（３）に記載される発明は、シートに複数条の被塗工面を形成する塗工部を有するグラビアロールと、隣り合う塗工部の間に設けられる掻き取り部材とを備え、シートに塗工材を塗布するグラビア塗工方法において、掻き取り部材を塗工部の側面に押圧しながら、シートに複数条の被塗工面を形成するものである。
【００２２】
塗工部と塗工部の間に備える掻き取り部材を、塗工部の側面に押圧しながらシートに複数条の被塗工面を形成しているので、（１）及び（２）に記載のグラビア塗工方法と同様に、塗工部の端部に塗工材が盛り上がるような現象を避けることができ、シートに形成される被塗工面の寸法精度を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
まず、本発明の実施形態について説明する。
図１に、本実施形態のグラビア塗工装置１０の概略側面図を示す。図２に、グラビア塗工装置１０の概略正面図を示す。
グラビア塗工装置１０は、シートである薄膜５０に活物質等の塗工材１８を塗工するための装置である。薄膜５０は、リチウムイオン電池に用いられる基材であり、数十μｍ程度の厚みの銅箔、或いはアルミニウム箔である。塗工される塗工材１８は数Ｐａｓ程度の粘度を有するアルミナが混入された液体である。塗工材１８は薄膜５０上に数μｍ程度の厚みで塗布され、後述する塗工膜５０ａが一定の膜厚で形成される。この塗工膜５０ａは、二次電池に用いられる活物質の表面上に塗られて形成されるか、あるいは活物質の下に塗布され、その上に活物質の層が形成される。このような塗工膜５０ａ及び活物質層は薄膜５０の両面に設けられる。
【００２４】
グラビア塗工装置１０はベース１１の上に取り付けられた支持筐体１２と、支持筐体１２に支持されるアーム１３と、支持機構３０の上部に配置される塗工機構部２０よりなる。
薄膜５０は複数のローラに通され、塗工機構部２０に備えるグラビアロール２１と、アーム１３に備えられる押圧ローラ１４の間にも通されている。この結果、薄膜５０は押圧ローラ１４によってグラビアロール２１側にテンションがかけられた状態となる。
グラビア塗工装置１０の後工程には、図示しない乾燥炉等がある。グラビア塗工装置１０によって、薄膜５０の表面に活物質等の膜が形成された後、後工程の乾燥炉で乾燥され、最終的には図示しないボビンに巻き取られる。
【００２５】
グラビアロール２１は、図２に示すようにカップリング３６を介して駆動モータ３５が接続されている。この駆動モータ３５には、サーボモータ等の回転を制御可能なモータが用いられることが好ましい。
グラビアロール２１は駆動モータ３５から動力を得て回転する。そして、送られていく薄膜５０の表面に、グラビアロール２１が塗工材１８を塗工していく。
【００２６】
図３に、グラビアロール２１とドクターブレード２２の関係を斜視図で示す。
グラビアロール２１は、大径部２１ａと小径部２１ｂとが交互に設けられ、両端部２１ｃの片側がカップリング３６と接続され、駆動モータ３５から動力を得る。図３に示す矢印は、グラビアロール２１の回転方向を示している。
大径部２１ａは小径部２１ｂまたは端部２１ｃよりも一段大径に形成されている。ここで、大径部２１ａの表面を塗工面２１ａａとし、大径部２１ａの側面を大径部端面２１ａｂと呼ぶことにする。この塗工面２１ａａには塗工材１８を保持するための凹凸が設けられている。なお、大径部２１ａは従来技術で版胴部と表現された部分と同じ機能を果たす。
【００２７】
ドクターブレード２２は、グラビアロール２１の大径部２１ａの表面に当接するようにグラビア塗工装置１０に取り付けられている。単純な固定方式でも良いが、本実施形態では図示しないシリンダなどによって一定の力を加えて、ドクターブレード２２をグラビアロール２１に押し付け、ドクターブレード２２によって大径部２１ａの表面に付いた塗工材１８を掻き落とすことができるものとする。
本実施形態に用いられているドクターブレード２２は樹脂製のブレードであり、樹脂製のプレートを金属製の治具で挟んで固定する構造となっている。
グラビアロール２１にドクターブレード２２が接触して回転することで摩耗し、金属粉が塗工材１８に混入すると二次電池の性能に悪影響を与える虞がある。このため、グラビアロール２１側が金属であるのに対して、ドクターブレード２２側は樹脂とし、かつ、グラビアロール２１の材質に比べてドクターブレード２２は硬度が低く、ドクターブレード２２側が消耗するように設計されている。
なお、ドクターブレード２２の材質については導電性が低いか絶縁性を示す物質であれば特に限定されるものではない。
【００２８】
図４に、塗工機構部２０の上部の構成について説明をする断面図を示す。また、図５に、塗工機構部２０の上部の構成について説明をする正面図を示す。
塗工機構部２０に備えられるグラビアロール２１は、ペースト供給ダイ２５に設けられたＵ字溝２５ａに一部が収まるように設計されており、ペースト供給ダイ２５のＵ字溝２５ａには、塗工材１８が流路２５ｂを通って下部から供給される。
つまり、グラビアロール２１の大径部２１ａの塗工面２１ａａには下部で塗工材１８が供給されることになる。
【００２９】
掻き取り部材４０は、実際に塗工材１８を掻き取る働きをするサイドパッキン４１と、押さえ部材となる楔プレート４２と、付勢手段となるパッキン押さえ４３とから成る。
図６に、掻き取り部材４０の分解斜視図を示す。
サイドパッキン４１は半割環状の樹脂部材であり、先端部分にはテーパ部４１ａを備えている。サイドパッキン４１に用いる樹脂は、耐摺動性が高くかつ耐薬品性に優れていることが望ましい。例えばＰＴＦＥ等の樹脂が考えられる。
楔プレート４２は押さえ接続部４２ａと楔状突起部４２ｂからなる。押さえ接続部４２ａの形状はどんなカタチでも良いが、楔状突起部４２ｂはテーパ部４１ａに対応した形状となっており、同様のテーパが設けられている。このテーパ部４１ａと楔状突起部４２ｂの斜面の角度によって、大径部端面２１ａｂへの押さえつける力を調節することが可能である。
【００３０】
掻き取り部材４０は、グラビアロール２１の隣り合う大径部２１ａの間に配置されている。大径部２１ａの大径部端面２１ａｂにはサイドパッキン４１の側面が当接する。一方、ペースト供給ダイ２５に固定されたパッキン押さえ４３が楔プレート４２の押さえ接続部４２ａに接続されている。
サイドパッキン４１に対して楔プレート４２は、グラビアロール２１の回転方向に対して後方に取り付けられており、テーパ部４１ａは楔状突起部４２ｂのテーパ面に接するように配置されている。
サイドパッキン４１はグラビアロール２１の重量を受けてペースト供給ダイ２５のＵ字溝２５ａ内部に配置される。
なお、グラビアロール２１は端部２１ｃに別途ベアリングが用意されて保持されているものとする。
【００３１】
本実施形態のグラビア塗工装置１０は上記構成となっているので、以下に説明する作用効果を示す。
グラビアロール２１に形成されている大径部２１ａの塗工面２１ａａは、図４及び図５に３カ所とも薄膜５０に接触し、塗工材１８を薄膜５０に塗工することができる。したがって、薄膜５０には同時に３条の塗工膜５０ａを形成する。
グラビアロール２１は、ペースト供給ダイ２５の流路２５ｂから供給された塗工材１８をＵ字溝２５ａ内で大径部２１ａの塗工面２１ａａに接触させることで、大径部２１ａに形成された塗工面２１ａａに塗工材１８を付着させる。塗工面２１ａａには細かい凹凸が設けられており、塗工材１８はこの凹凸の内部にも入り込む。
またこの際に、グラビアロール２１の小径部２１ｂにも塗工材１８は付着してしまう。
【００３２】
図７に、掻き取り部材４０の模式図を示す。
このグラビアロール２１が回転することで、グラビアロール２１の小径部２１ｂの外周面に接触しているサイドパッキン４１も同じ方向に回転力Ｆ１が発生することになる。グラビアロール２１の小径部２１ｂの外周面と、サイドパッキン４１の内周面は接触しており、グラビアロール２１の回転によってサイドパッキン４１との間に摩擦力が生じる。この力が回転力Ｆ１となってサイドパッキン４１に作用する。
そして、サイドパッキン４１の進行方向に楔プレート４２が配置されているため、サイドパッキン４１の回転によって、テーパ部４１ａは楔プレート４２の楔状突起部４２ｂのテーパ面と接触することになる。向かい合うサイドパッキン４１のテーパ部４１ａは、回転方向に沿ってテーパ状に設けられているため、契合する楔状突起部４２ｂのテーパ面に回転力Ｆ１が作用する。そして、楔状突起部４２ｂのテーパ面の形状によって、分力Ｆ２が発生することになる。
【００３３】
この分力Ｆ２はサイドパッキン４１の先端部分に作用し、サイドパッキン４１の先端部分はグラビアロール２１の大径部端面２１ａｂに押し付けられることになる。
図８にグラビアロール２１の大径部２１ａの端部に塗工材１８が溜まる様子を表す模式断面図を示す。
グラビアロール２１の大径部２１ａの表面にはローレット状の細かい溝が設けてあるため、塗工面２１ａａに塗工材１８を必要な量だけ溜めることができる。
しかし、大径部端面２１ａｂの側面に塗工材１８が付着すると、付着した塗工材１８が遠心力によって外側に移動し、塗工面２１ａａの端部に図８に示すような液溜まりを作ることになる。
【００３４】
このため、掻き取り部材４０のサイドパッキン４１を適当な力で大径部端面２１ａｂに当接させることで、このような塗工材１８の液溜まりを防ぐことが可能となる。
こうして、グラビアロール２１の塗工面２１ａａに付着させた塗工材１８を薄膜５０に当接させて薄膜５０上に塗工材１８を一定の厚みで塗工する。
図９に、薄膜５０を塗工した後に、所定の大きさに分割する様子を示す。
グラビア塗工装置１０で薄膜５０に３条の塗工膜５０ａを一様に形成した後、図９に示すように６つの電極用薄膜５１に切断して分割する。この電極用薄膜５１を一定の長さに切り、ロール上に巻いた状態にして二次電池の電極とする。
【００３５】
本実施形態は上記構成及び作用を示すので、以下に説明する効果を奏する。
まず、第１の効果として、塗工面２１ａａの端部に塗工材１８の盛り上ることを抑制できる点が挙げられる。
本実施形態のグラビア塗工装置１０は、薄膜５０に複数条の塗工膜５０ａを形成する大径部２１ａを有するグラビアロール２１と、隣り合う大径部２１ａの間に設けられる掻き取り部材４０とを備え、薄膜５０に塗工材１８を塗布するグラビア塗工装置１０において、掻き取り部材４０を、大径部２１ａの大径部端面２１ａｂに押圧するサイドパッキン４１及び楔プレート４２を備えているものである。
【００３６】
掻き取り部材４０にサイドパッキン４１及び楔プレート４２を備えていることで、グラビアロール２１の回転力Ｆ１を利用して、サイドパッキン４１をグラビアロール２１の大径部端面２１ａｂに適切な力で押し付けることが可能となり、その結果、大径部端面２１ａｂに付着する塗工材１８を掻き落とすことができる。
塗工面２１ａａの端部に盛り上る塗工材１８は、大径部端面２１ａｂに付着する塗工材１８がグラビアロール２１の遠心力で外周方向に流れてきて溜まるものである。したがって、サイドパッキン４１で大径部端面２１ａｂに付着する塗工材１８を掻き落とすことで、ほぼ塗工面２１ａａの端部に塗工材１８が盛り上ることを防ぐことができ、残りはドクターブレード２２で掻き落とすことができる。したがって、塗工材１８の飛散によりグラビア塗工装置１０自身や薄膜５０を汚すことを防ぐことができる。
【００３７】
また、第２の効果として、メンテナンス性が高いことが挙げられる。
前述の通り掻き取り部材４０には押圧機構としてサイドパッキン４１及び楔プレート４２を備えている。駆動機構はグラビアロール２１の回転力Ｆ１を利用して分力Ｆ２を発生させ、グラビア塗工装置１０の稼動中はサイドパッキン４１を大径部端面２１ａｂに押し付ける力が発生している。
【００３８】
したがって、常時適切な力で押圧されており、サイドパッキン４１が磨耗しても継続的にグラビアロール２１の大径部端面２１ａｂに付着する塗工材１８の掻き取りを続けることができるため、メンテナンスのスパンを長くすることができる。
また、構造が簡単なので清掃、交換等が容易でありメンテナンスが容易である。
さらに、回転力Ｆ１によって分力Ｆ２が発生し、グラビアロール２１のグラビアロール２１の大径部端面２１ａｂにサイドパッキン４１が押し付けられる方式であるので、自身に押圧力を調整する機能があり、組み付け精度を必要としない。このこともメンテナンス性の向上に貢献している。
【００３９】
また、第３の効果として、グラビアロール２１の大きさにより押圧機構に大きさの制限がある場合にも対応できる点が挙げられる。
グラビア塗工装置１０の、掻き取り部材４０は、先端にグラビアロール２１の回転方向に沿ってテーパ状に設けられた、向かい合うことでＶ字状になるテーパ部４１ａを備え、押圧機構は、掻き取り部材４０の向かい合うテーパ部４に係合するテーパ状の楔状突起部４２ｂを有する楔プレート４２と、楔プレート４２を楔状突起部４２ｂに向けて付勢するパッキン押さえ４３と、を有するものである。
【００４０】
楔プレート４２は、楔プレート４２を向かい合うことでＶ字状になるテーパ部４１ａに向けて付勢するパッキン押さえ４３が備えられているため、グラビアロール２１との摩擦によってグラビアロール２１と同じ方向に回転しようとする掻き取り部材４０は、大径部２１ａの大径部端面２１ａｂに押し付けられる結果となる。このため、掻き取り部材４０を押圧する押圧機構は駆動装置を備えずにサイドパッキン４１をグラビアロール２１の大径部端面２１ａｂに押圧する力を得ることができる。
グラビアロール２１の大径部２１ａと大径部２１ａの間が狭い場合、押圧機構の押圧力を駆動装置によって得ることは、スペース上の制約があり困難となる。
【００４１】
しかしながら、グラビアロール２１の回転力Ｆ１によって大径部２１ａの大径部端面２１ａｂにサイドパッキン４１を押圧する力を得ることができるため、グラビアロール２１の大径部２１ａと大径部２１ａとの間が狭い場合にも対応することが可能となる。
また、押圧機構に駆動装置を用いた場合には、塗工材１８が付着することでの動作不良が発生する虞がある点が問題となる。二次電池の基材に用いる塗工材１８は、アルミナの粉末や溶剤が用いられるケースも多い。このため、塗工材１８が駆動装置内にはいると駆動装置に悪影響を及ぼす虞がある。したがって、駆動装置を用いない押圧機構を実現できることはメリットが大きい。
【００４２】
以上、本実施形態に則して発明を説明したが、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更することにより実施することもできる。
例えば、掻き取り部材４０に採用しているサイドパッキン４１と楔プレート４２の形状についても、変更を妨げない。本実施形態ではサイドパッキン４１を２つ用いる構成としているが、例えばサイドパッキン４１を一体化してテーパ部４１ａに該当するＶ字の溝を作り、中心部にグラビアロール２１の外周に沿ってスリットを設ける構成としても良い。また、楔プレート４２の形状も楔状突起部４２ｂを必要に応じて長くしたり、短くしたりすることを妨げない。
【００４３】
また、本実施形態には部品の材質を示している部分があるが、適宜同じ機能を果たす別の部材に置き換えることを妨げない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施形態の、グラビア塗工装置の概略側面図を示している。
【図２】本実施形態の、グラビア塗工装置の概略正面図を示している。
【図３】本実施形態の、グラビアロールとドクターブレードの関係を斜視図で示している。
【図４】本実施形態の、塗工機構部の上部の構成について説明をする断面図を示している。
【図５】本実施形態の、塗工機構部の上部の構成について説明をする正面図を示している。
【図６】本実施形態の、掻き取り部材の分解斜視図を示している。
【図７】本実施形態の、掻き取り部材の模式図を示している。
【図８】本実施形態の、グラビアロールの大径部の端部に塗工材が溜まる様子を表す模式断面図を示している。
【図９】本実施形態の、薄膜を塗工した後に、所定の大きさに分割した様子を表し模式図を示している。
【符号の説明】
【００４５】
１０ グラビア塗工装置
１１ ベース
１２ 支持筐体
１３ アーム
１４ 押圧ローラ
１８ 塗工材
２０ 塗工機構部
２１ グラビアロール
２１ａ 大径部
２１ａａ 塗工面
２１ａｂ 大径部端面
２１ｂ 小径部
２１ｃ 端部
２２ ドクターブレード
２５ ペースト供給ダイ
２５ａ Ｕ字溝
２５ｂ 流路
３０ 支持機構
３５ 駆動モータ
３６ カップリング
４０ 部材
４１ サイドパッキン
４１ａ テーパ部
４２ 楔プレート
４２ａ 押さえ接続部
４２ｂ 楔状突起部
４３ パッキン押さえ
５０ 薄膜
５０ａ 塗工膜
５１ 電極用薄膜
Ｆ１ 回転力
Ｆ２ 分力
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートに複数条の被塗工面を形成する塗工部を有するグラビアロールと、隣り合う前記塗工部の間に設けられる掻き取り部材とを備え、前記シートに塗工材を塗布するグラビア塗工装置において、
前記掻き取り部材を、前記塗工部の側面に押圧する押圧機構を備えていることを特徴とするグラビア塗工装置。
【請求項２】
請求項１に記載のグラビア塗工装置において、
前記掻き取り部材は、先端に前記グラビアロールの回転方向に沿ってテーパ状に設けられた凹部を備え、
前記押圧機構は、
前記掻き取り部材の前記凹部に係合するテーパ状の凸部を有する押さえ部材と、
前記押さえ部材を前記凹部に向けて付勢する付勢手段と、
を有することを特徴とするグラビア塗工装置。
【請求項３】
シートに複数条の被塗工面を形成する塗工部を有するグラビアロールと、隣り合う前記塗工部の間に設けられる掻き取り部材とを備え、前記シートに塗工材を塗布するグラビア塗工方法において、
前記掻き取り部材を前記塗工部の側面に押圧しながら、前記シートに複数条の被塗工面を形成することを特徴とする
グラビア塗工方法。
【請求項１】
シートに複数条の被塗工面を形成する塗工部を有するグラビアロールと、隣り合う前記塗工部の間に設けられる掻き取り部材とを備え、前記シートに塗工材を塗布するグラビア塗工装置において、
前記掻き取り部材を、前記塗工部の側面に押圧する押圧機構を備えていることを特徴とするグラビア塗工装置。
【請求項２】
請求項１に記載のグラビア塗工装置において、
前記掻き取り部材は、先端に前記グラビアロールの回転方向に沿ってテーパ状に設けられた凹部を備え、
前記押圧機構は、
前記掻き取り部材の前記凹部に係合するテーパ状の凸部を有する押さえ部材と、
前記押さえ部材を前記凹部に向けて付勢する付勢手段と、
を有することを特徴とするグラビア塗工装置。
【請求項３】
シートに複数条の被塗工面を形成する塗工部を有するグラビアロールと、隣り合う前記塗工部の間に設けられる掻き取り部材とを備え、前記シートに塗工材を塗布するグラビア塗工方法において、
前記掻き取り部材を前記塗工部の側面に押圧しながら、前記シートに複数条の被塗工面を形成することを特徴とする
グラビア塗工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２７９５２１（Ｐ２００９−２７９５２１Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３４４７０（Ｐ２００８−１３４４７０）
【出願日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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