塗工方法
【課題】塗工幅ＣＬを早期に目標値へと安定させることにより、準備段階における破棄製品を減少させることができる塗工方法を提供すること。
【解決手段】搬送される基材１の表面に塗工ダイ１１により塗工液２を吐出して塗工膜を形成する塗工方法において、塗工ダイ１１と塗工液２のタンク２４との間で塗工液２を循環させる循環回路１９、２０内の塗工液２の圧力Ｐ１及び流量Ｆ１を検出すること、検出した圧力Ｐ１及び流量Ｆ１に基づいて、塗工液２の粘度Ｖ１を推定すること、推定した粘度Ｖ１と塗工ダイ１１の塗工幅ＣＬとの相関関係に基づいて、塗工幅ＣＬ１を目標値とするのに必要な、塗工ダイ１１の吐出口と基材１との間の塗工ギャップＧの初期値ＧＬ１を決定すること、塗工ギャップＧを初期値ＧＬ１に設定して、塗工ダイ１１への塗工液２の供給を開始すること、を特徴とする。
【解決手段】搬送される基材１の表面に塗工ダイ１１により塗工液２を吐出して塗工膜を形成する塗工方法において、塗工ダイ１１と塗工液２のタンク２４との間で塗工液２を循環させる循環回路１９、２０内の塗工液２の圧力Ｐ１及び流量Ｆ１を検出すること、検出した圧力Ｐ１及び流量Ｆ１に基づいて、塗工液２の粘度Ｖ１を推定すること、推定した粘度Ｖ１と塗工ダイ１１の塗工幅ＣＬとの相関関係に基づいて、塗工幅ＣＬ１を目標値とするのに必要な、塗工ダイ１１の吐出口と基材１との間の塗工ギャップＧの初期値ＧＬ１を決定すること、塗工ギャップＧを初期値ＧＬ１に設定して、塗工ダイ１１への塗工液２の供給を開始すること、を特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送される基材の表面に塗工液を塗工する塗工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、モータを駆動源として搭載したハイブリッド車両や電気自動車等の電動車両が普及しつつある。こうした電動車両には、充電や放電を行うための二次電池が搭載されている。二次電池の電極には、帯状の金属箔（基材）の表面に活物質、導電補助材、バインダ等を含む塗工液を塗工して乾燥させることにより、塗工膜を形成したものが用いられている。この二次電池では、充電や放電を行う際、正極板の塗工膜に含まれる正極活物質と、負極板の塗工膜に含まれる負極活物質との間で、イオンの吸蔵や放出が行われる。イオンの吸蔵や放出を適切に行うためには、正極板や負極板の表面に適切な塗工幅（基材幅方向の長さ）の塗工膜が形成されている必要がある。
【０００３】
一方、塗工装置としては、バックアップロールにより搬送される基材の表面に、バックアップロールに対向する位置にある塗工ダイにより塗工液を吐出し、塗工するものが知られている。塗工ダイにより形成される塗工膜の塗工幅は、塗工ダイの吐出口と基材との間の隙間（塗工ギャップ）に応じて変化する。
そこで、例えば特許文献１には、塗工ダイにより形成される塗工液の塗工幅を測定し、測定した塗工幅と目標値とを比較した結果に基づいて、塗工ギャップをフィードバック制御する塗工方法が提案されている。この塗工方法によれば、塗工幅の測定値に基づいて塗工ギャップを調整することで、塗工幅を目標値へとフィードバック制御することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２５８０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術には、次のような問題があった。
一般に、塗工ダイにより吐出する塗工液は、供給タンクからポンプ等により汲み上げられ、供給回路を通じで塗工ダイに供給される。ここで、塗工ギャップを変更した場合、供給回路を流れる塗工液の圧力や流量も同時に変化する。そして、塗工ダイに供給される塗工液の圧力や流量が変化すると、その影響を受けて再び塗工幅も変化してしまう。
したがって、特許文献１のように、塗工幅の測定値を基に塗工ギャップを調整しても、塗工ギャップの変更分だけ塗工液の液圧や流量も変化し、その分だけ塗工幅にズレが生じる。
この場合にも、塗工幅のズレを再び塗工ギャップの変更により修正する動作（フィードバック）を繰り返すことで塗工幅を目標値へとフィードバック制御することができるが、塗工幅を目標値に安定させるのに３〜５分程度という比較的長い時間がかかるという問題があった。
【０００６】
一方、この種の塗工ラインは、２４時間休日無しで連続稼働するのが一般的であったので、生産ラインを停止した後、再度立ち上げるという作業を行うのは、年に数回であるため、一般的には、塗工ラインの立ち上げに少しくらい時間がかかっても問題とはならなかった。
しかし、塗工ラインを例えば、毎日夜には停止して、朝に稼働させようとする場合、また、月曜から金曜まで２４時間連続稼働して、土曜日と日曜日に停止する場合には、塗工開始時の塗工条件（塗工幅や塗工液の圧力、流量など）を早期に安定させることが強く要求されている。これは、生産ライン立ち上げ時には、塗工条件が安定するまで塗工ラインを準備運転させることが行われており、早期に塗工条件を安定させないと準備運転期間に製造される破棄製品の増加を招き、製造コストが上昇するからである。すなわち、従来の方法では、フィードバック制御により、塗工幅が安定するまでに３〜５分程度かかり、塗工した基材を１００ｍ以上廃棄する必要があったが、それを毎週行うことは製造コストのアップを招き、問題であった。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、塗工幅を早期に目標値へと安定させることにより、準備段階における破棄製品を減少させることができる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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の塗工方法は、次のような特徴を有している。
（１）搬送される基材の表面に塗工ダイにより塗工液を吐出して塗工膜を形成する塗工方法において、塗工ダイと塗工液の供給タンクとの間で塗工液を循環させる循環回路内の塗工液の圧力及び流量を検出すること、検出した圧力及び流量に基づいて、塗工液の粘度を推定すること、推定した粘度と塗工ダイの塗工幅との相関関係に基づいて、塗工幅を目標値とするのに必要な、塗工ダイの吐出口と基材との間の塗工ギャップの初期値を決定すること、塗工ギャップを前記初期値に設定して、塗工ダイへの前記塗工液の供給を開始すること、を特徴とする。
【０００９】
（２）（１）に記載する塗工方法において、前記塗工ダイにより塗工された前記塗工膜の前記塗工幅を計測し、前記塗工ギャップをフィードバック制御すると共に、前記塗工ギャップを変化させるときに、前記塗工液の流量をフィードフォワード制御により変化させること、を特徴とする。
（３）（２）に記載する塗工方法において、前記変化させる流量の変化量を、前記推定した粘度と前記塗工ギャップの前記初期値に対する変化量とに基づいて決定すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記特徴を有する塗工方法は、次のような作用及び効果を奏する。
（１）搬送される基材の表面に塗工ダイにより塗工液を吐出して塗工膜を形成する塗工方法において、塗工ダイと塗工液の供給タンクとの間で塗工液を循環させる循環回路内の塗工液の圧力及び流量を検出すること、検出した圧力及び流量に基づいて、塗工液の粘度を推定すること、推定した粘度と塗工ダイの塗工幅との相関関係に基づいて、塗工幅を目標値とするのに必要な、塗工ダイの吐出口と基材との間の塗工ギャップの初期値を決定すること、塗工ギャップを前記初期値に設定して、塗工ダイへの前記塗工液の供給を開始すること、を特徴とするので、塗工ダイへの塗工液の供給開始後に必要となる塗工ギャップの変更量をあらかじめ小さくすることが可能となり、塗工幅を早期に目標値へと安定させることができる。
【００１１】
すなわち、本出願人は、実験により、塗工幅が、塗工ギャップ（μｍ）と塗工液の粘度（ｍＰａｓ）との関数に近似することを発見した。一方、塗工液の粘度は、塗工液のロット差、塗工液を混練した後の経過時間等により変化することが知られているが、塗工液の粘度を理論的に計算することは困難である。特に、タンク内に貯蔵されている塗工液の粘度は、上層にある液と下層にある液とで粘度が大きく相違するため、タンク全体の塗工液の平均値を得ることは、さらに困難であった。
本出願人は、所定の循環回路内に塗工液を流して、そのときの圧力と流量を計測して、それらの値に基づいて塗工液の粘度をかなり正確に推定できることを実験により確認した。この場合、ある程度の量の塗工液を循環回路に流せば、タンク内の塗工液の平均粘度を推定できることを実験により確認している。
したがって、塗工ラインを立ち上げるときに、塗工開始前に塗工液を循環回路内で循環させ、塗工液の粘度を推定し、粘度の推定値から塗工ギャップの初期値を決定し、その塗工ギャップにより、塗工ラインを立ち上げることにより、塗工幅を速やかに目的地に安定させることができ、破棄する製品を大幅に減少させることができる。
【００１２】
（２）（１）に記載する塗工方法において、前記塗工ダイにより塗工された前記塗工膜の前記塗工幅を計測し、前記塗工ギャップをフィードバック制御すると共に、前記塗工ギャップを変化させるときに、前記塗工液の流量をフィードフォワード制御により変化させること、を特徴とするので、塗工ギャップの変更に伴う塗工液の流量の変化を速やかに補正することができるため、塗工幅を早期に目標値へと安定させることができる。
【００１３】
（３）（２）に記載する塗工方法において、前記変化させる流量の変化量を、前記推定した粘度と前記塗工ギャップの前記初期値に対する変化量とから決定すること、を特徴とするので、補正に必要となる流量の変化量を簡単かつ迅速に決定することができるため、塗工幅を早期に目標値へと安定させることができる。特に、圧力は、粘度により大きな影響を受けるため、粘度が所定値より大きいときに、この方法を行うと効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る塗工制御システムの全体構成を示す断面図である。
【図２】循環回路状態における流量・圧力と、粘度との関係を示すグラフである。
【図３】塗工幅・粘度と、ギャップとの関係を示すグラフである。
【図４】制御ブロック図である。
【図５】塗工幅制御の作用を示す図である。
【図６】粘度Ｖ・ギャップ幅Ｇと、流量Ｆとの関係を示すグラフである。
【図７】塗工幅ＣＬの説明図である。
【図８】塗工幅ＣＬとギャップ幅Ｇとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る塗工制御システムを具体化した実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態の塗工制御システムは、電動車両に搭載するリチウムイオン二次電池の製造工程において、電極を形成する基材１の表面に塗工液２を塗工する塗工ダイ１１を制御するものである。
まず、本実施形態に係る塗工システムの全体構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る塗工システムの全体構成を示す概念図である。
【００１６】
塗工ダイ１１は、上面に形成されたファウンテン溝から塗工液２を噴出して、基材１の塗工面１ａとの間にビードを形成し、形成されたビードにより、基材１の塗工面１ａに塗工液２を塗工する装置である。塗工ダイ１１の上面には、ギャップ幅Ｇの隙間をおいて、バックアップロール１３の外周面に密着して保持されている基材１がある。バックアップロール１３は、モータ１４により、時計回りの方向に回転され、基材１は、別の駆動手段により、矢印Ａで示す方向に搬送されている。
本実施形態の基材１としては、アルミ箔や銅箔等の金属箔が用いられている。また、塗工材としては、活物質、導電補助材、バインダ等を含むペースト状の塗工液２が用いられている。
図７に、基材１に塗工された塗工液２の一部分を、斜視図として示す。塗工幅ＣＬは、基材１上に塗工された塗工液２の幅である。最終的には、乾燥された後の塗工材の幅として管理されるが、塗工後乾燥前の状態では、塗工液２の幅として管理している。
バックアップロール１３の上流側には、従動ロール１７が設けられ、基材１を保持している。また、バックアップロール１３の下流側には、従動ロール１５が設けられ、基材１を保持している。従動ロール１５が保持している基材１に対向する位置に、塗工幅計測カメラ１６が取付けられている。塗工幅計測カメラ１６は、リアルタイムで塗工液２の幅を計測して、中央制御装置に計測データを送信している。
【００１７】
塗工ダイ１１は、バックアップロール１３の軸心に対して近接する方向に移動、または離間する方向に移動可能に保持されている。また、塗工ダイ１１を、１μｍ単位で精確に移動することのできる塗工ダイ移動用モータ１２が、付設されている。
塗工ダイ１１には、塗工液２を供給するための供給回路１８の一端が接続されている。供給回路１８の途中流路には、供給回路圧力センサ２５が取り付けられている。供給回路１８の他端は、３方弁である切替バルブ２６の第２ポートに接続している。切替バルブ２６の第１ポートは、共通回路２０により、サーボモータにより駆動されるモノホンプ２３の吐出ポートに接続されている。モノポンプ２３は、精確な量の塗工液２を送ることができる。
モノポンプ２３の入力ポートは、塗工液２を貯蔵しているタンク２４に接続されている。共通回路２０には、流量センサ２１が取り付けられている。切替バルブ２６の第３ポートは、循環回路１９により直接、タンク２４に接続されている。循環回路１９の途中流路には、循環回路圧力センサ２２が取り付けられている。
タンク２４には、活物質、導電助材、バインダ、及び溶媒等が混練されたペースト状の塗工液２が貯蔵されている。タンク２４に貯蔵されている塗工液２の量は、数ロット分である。１ロット分は、数１０００ｍの基材１に塗工液２を塗工する量である。塗工液２の粘度Ｖは、材料や、混練後の時間経過により５０％程度変化する場合がある。
【００１８】
次に、上記構成を有する塗工システムの作用について説明する。例えば、金曜日の夜に塗工ラインを停止して、塗工ダイ１１を洗浄した場合について説明する。このとき、一例として、タンク２４内に未だ１ロット分の塗工液２が貯蔵されていたとする。月曜日の朝に、塗工ラインを再稼働しようとしたときに、塗工液２の粘度は、５０％程度上昇している可能性がある。従来のように、そのまま塗工ラインを立ち上げた場合には、フィードバック制御により、塗工幅ＣＬが安定するまでに３〜５分程度かかり、塗工した基材を１００ｍ以上廃棄する恐れがあった。そして、基材の廃棄を毎週月曜日の朝に行うことは製造コストのアップを招き、問題であった。
それと比較して、本実施例の塗工システムでは、始めに、切替バルブ２６の第１ポート（共通回路２０）と第３ポート（循環回路１９）を連通させて、モノポンプ２３を稼働させて、塗工液２をタンク２４から吸い上げて、共通流路２０、切替バルブ２６、及び循環回路１９を経て、タンク２４に戻している。これが、循環回路状態である。循環回路状態において、流量センサ２１により循環回路状態における流量Ｆを計測し、循環回路圧力センサ２２により循環回路状態における圧力Ｐを計測する。
【００１９】
図２に、循環回路状態における流量・圧力と、粘度との関係をグラフで示す。グラフの横軸は、塗工液２の流量（単位は、ｇ／ｍｉｎ）であり、縦軸は、粘度（単位は、Ｐａｓ）である。Ｐ０は、循環回路圧力センサ２２で計測した圧力がＰ０のときの圧力曲線を示し、Ｐ１は、圧力がＰ１のときの圧力曲線を示し、Ｐ２は、圧力がＰ２のときの圧力曲線を示している。これらのデータは、実験により得たものである。
始めに、循環状態における圧力Ｐを循環回路圧力センサ２２から読み出し、その圧力値に最も近い圧力曲線Ｐを選択する。例えば、Ｐ１とすると、圧力曲線Ｐ１を選択する。ここで、計測した圧力値がＰ１とＰ２の間にあるときには、近似法により中間値を近似すれば良い。
次に、流量センサ２１より流量Ｆを読み出す。例えば、読み出された流量が、Ｆ１（一例として、４００ｇ／ｍｉｎ）であるとする。図２に示すように、圧力曲線Ｐ１において、流量Ｆ１ならば、粘度Ｖ１（一例として、４００ｍＰａｓ）が求められる。これにより、３日間貯蔵してあった塗工液２の現在の粘度Ｖ１（４００ｍＰａｓ）を推定することができる。
【００２０】
図３に、塗工幅ＣＬ・粘度Ｖと、ギャップ幅Ｇとの関係をグラフで示す。グラフの横軸は、塗工幅ＣＬ（単位は、μｍ）であり、縦軸は、ギャップ幅Ｇ（単位は、μｍ）である。塗工幅ＣＬは、全体の最低基準幅に対する差である。ギャップ幅Ｇは、本実施例では、最大値が１００〜２００μｍであり、塗工ダイ移動用モータ１２により１μｍ単位で制御可能である。Ｖ０は、推定された粘度Ｖ０のときの粘度曲線を示し、Ｖ１は、推定された粘度Ｖ１のときの粘度曲線を示し、Ｖ２は、推定された粘度Ｖ２のときの粘度曲線を示す。
始めに、図２を用いて推定された粘度に最も近い粘度曲線を選択する。次に、必要とする塗工幅ＣＬを決定する。例えば、必要とする塗工幅ＣＬがＣＬ１（例えば、最低基準幅が１００ｍｍであり、その差分が１００μｍとする。）であるとする。必要とする塗工幅ＣＬは、別途与えられる値である。
図３に示すように、粘度曲線Ｖ１（４００ｍＰａｓ）において、塗工幅ＣＬ１（１００μｍ）ならば、ギャップ幅Ｇとして、ＧＬ１（例えば、８０μｍ）が求められる。
【００２１】
次に、塗工ダイ移動用モータ１２を駆動して、バックアップロール１３の外周面に密着して保持されている基材１の外表面と、塗工ダイ１１の上面とのギャップ幅ＧをＧＬ１（８０μｍ）に設定する。
次に、切替バルブ２６を切り替えて、第１ポート（共通回路２０）と第２ポート（供給回路１８）とを連通させる。また、モータ１４を駆動させて、バックアップロール１３を回転させ、基材１の送りを始める。
これにより、塗工液２が、供給回路１８、塗工ダイ１１を経て、基材１の表面に塗工される。塗工幅ＣＬは常時、塗工幅計測カメラ１６により計測されている。
【００２２】
以上説明したように、本実施例の塗工方法によれば、搬送される基材１の表面に塗工ダイ１１により塗工液２を吐出して塗工膜を形成する塗工方法において、塗工ダイ１１と塗工液２のタンク２４との間で塗工液２を循環させる循環回路１９、２０内の塗工液２の圧力Ｐ１及び流量Ｆ１を検出すること、検出した圧力Ｐ１及び流量Ｆ１に基づいて、塗工液２の粘度Ｖ１を推定すること、推定した粘度Ｖ１と塗工ダイ１１の塗工幅ＣＬとの相関関係に基づいて、塗工幅ＣＬ１を目標値とするのに必要な、塗工ダイ１１の吐出口と基材１との間の塗工ギャップＧの初期値ＧＬ１を決定すること、塗工ギャップＧを初期値ＧＬ１に設定して、塗工ダイ１１への塗工液２の供給を開始すること、を特徴とするので、塗工ダイ１１への塗工液２の供給開始後に必要となる塗工ギャップＧの変更量をあらかじめ小さくすることが可能となり、塗工幅ＣＬを早期に目標値へと安定させることができる。
【００２３】
すなわち、本出願人は、実験により、塗工幅ＣＬが、塗工ギャップＧと塗工液２の粘度Ｖ（ｍＰａｓ）との関数に近似することを発見した。また、所定の循環回路１９，２０内に塗工液２を流して、そのときの圧力Ｐ１と流量Ｆ１を計測して、それらの値に基づいて塗工液の粘度Ｖ１をかなり正確に推定できることを実験により確認した。
したがって、塗工ラインを立ち上げるときに、塗工開始前に塗工液２を循環回路１９、２０内で循環させ、塗工液２の粘度Ｖ１を推定し、粘度Ｖの推定値Ｖ１から塗工ギャップＧの初期値ＧＬ１を決定し、その塗工ギャップＧＬ１により、塗工ラインを立ち上げることにより、塗工幅ＣＬを速やかに目的地に安定させることができ、破棄する製品を大幅に減少させることができる。
【００２４】
次に、稼働中の塗工幅ＣＬの管理制御について説明する。
図４に制御ブロック図を示す。ギャップ幅Ｇは、粘度Ｖと塗工幅ＣＬにより決定される。ここで、粘度Ｖは、流量Ｆと圧力Ｐにより決定される。ギャップ幅Ｇと粘度Ｖとにより、流量Ｆをフィードフォワード制御（ゲインΔＦ）する。
塗工液２の塗工幅ＣＬが基準値より所定値以上小さい場合には、図８の（ａ）に示すように、塗工ダイ移動用モータ１２を駆動して、ギャップ幅Ｇを狭くする。これにより、塗工幅ＣＬは広がって、基準値に近づく。一方、塗工幅ＣＬが基準値より所定値以上大きい場合には、図８の（ｂ）に示すように、塗工ダイ移動用モータ１２を駆動して、ギャップ幅Ｇを広げる。これにより、塗工幅ＣＬは狭くなって、基準値に近づく。
一方、ギャップ幅Ｇを変化させると、塗工される塗工液２の量が変化するため、供給回路圧力センサ２５で計測している圧力Ｐ、及び流量センサ２１で計測している流量Ｆが同時に変化する。
このとき、本実施例では、例えば、ギャップ幅Ｇを広くして、ギャップ幅ＧＬ２とする場合には、塗工幅ＣＬのフィードバック制御を待たずに、ギャップ幅Ｇをギャップ幅ＧＬ２に変化させると同時に、モノポンプ２３への指令値を変化させて、流量Ｆをギャップ幅ＧＬ２に適応した値である流量Ｆ２に変化させる。すなわち、フィードフォワード制御を行っている。
【００２５】
その作用を図５に示す。従来、流量Ｆの変化は、フィードバック制御を行っているため、流量がＦａと大きく変化するため、収束するまでの変動が大きかったが、本実施例では、流量Ｆ２に直接フィードフォワード制御しているため、流量Ｆｂと小さな変動で流量Ｆ２に収束できる。
圧力Ｐについても、流量Ｆ２が小さな変動で収束するため、同様に、フィードバック制御による変動Ｐａと比較して、小さな変動Ｐｂで収束させることができる。
本実施例の塗工方法によれば、塗工ダイ１１により塗工された塗工膜の塗工幅ＣＬを塗工幅計測カメラ１６により計測し、塗工ギャップＧをフィードバック制御すると共に、塗工ギャップＧを変化させるときに、塗工液２の流量Ｆをフィードフォワード制御により変化させること、を特徴とするので、塗工ギャップＧの変更に伴う塗工液２の流量Ｆの変化を速やかに補正することができるため、塗工幅ＣＬを早期に目標値へと安定させることができる。
【００２６】
一方、図４、５の制御に加えて、次のような制御を追加すると良い。すなわち、圧力Ｐは、ギャップ幅Ｇの影響と共に、塗工液２の粘度Ｖの影響を大きく受ける。したがって、循環回路１９で推定した粘度Ｖ１が所定値より大きい場合には、次の手順で補正すると良い。
図６に粘度Ｖ・ギャップ幅Ｇと、流量Ｆとの関係をグラフで示す。横軸がギャップ幅Ｇ（単位は、μｍ）であり、縦軸が流量Ｆ（単位は、ｇ／ｍｉｎ）である。Ｖ０は、粘度がＶ０であるときの粘度曲線であり、Ｖ１は、粘度がＶ１のときの粘度曲線であり、Ｖ２は、粘度がＶ２のときの粘度曲線である。
粘度曲線は、Ｖ２、Ｖ１、Ｖ０の順で、粘度が大きくなっている。推定した粘度Ｖが、粘度Ｖ１であるときには、ギャップ幅Ｇを、ＧＬ１からＧＬ１´に変更するときに、図４、５で行う流量Ｆのフィードフォワード制御のときのゲインΔＦとして、図６に示すゲインΔＦ（推定粘度が粘度Ｖ１であるときの流量変化）を用いると良い。
これにより、変化させる流量Ｆの変化量を、推定した粘度Ｖ１と塗工ギャップＧの初期値ＧＬ１に対する変化量とから決定すること、を特徴とするので、補正に必要となる流量の変化量を簡単かつ迅速に決定することができるため、塗工幅ＣＬを早期に目標値へと安定させることができる。
【００２７】
なお、上記した実施形態及びその変更例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。
例えば、本実施例では、循環回路１９に循環回路圧力センサ２２を設け、供給回路１８に供給回路圧力センサ２５を設けているが、循環回路圧力センサ２２を共通回路２０に設けて、供給回路圧力センサ２５を省略しても良い。
本実施例では、循環回路状態における流量・圧力と、粘度との関係をグラフで記憶しているが、近似式で記憶して、計算により算出しても良い。同様に、塗工幅・粘度と、ギャップとの関係についても、近似式で記憶して、計算により算出しても良い。
また、本実施例では、一度粘度を推定しているが、循環回路状態における流量、圧力、及び塗工幅を関数として、直接ギャップを決定しても同じである。すなわち、そのような計算式においても、流量・圧力により粘度を推定していると考えられるからである。
また、本実施例では、塗工幅を塗工幅計測カメラ１６を用いて計測しているが、その他の光センサ、または膜厚センサ等のセンサを用いても良い。
【符号の説明】
【００２８】
１ 基材
１ａ 塗工面
２ 塗工液
１１ 塗工ダイ
１２ 塗工ダイ移動用モータ
１３ バックアップロール
１６ 塗工幅計測カメラ
１８ 供給回路
１９ 循環回路
２０ 共通回路
２１ 流量センサ
２２ 循環回路圧力センサ
２３ モノポンプ
２４ タンク
２５ 供給回路圧力センサ
ＣＬ 塗工幅
Ｇ 塗工ギャップ
Ｆ 流量
Ｐ 圧力
Ｖ 粘度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送される基材の表面に塗工液を塗工する塗工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、モータを駆動源として搭載したハイブリッド車両や電気自動車等の電動車両が普及しつつある。こうした電動車両には、充電や放電を行うための二次電池が搭載されている。二次電池の電極には、帯状の金属箔（基材）の表面に活物質、導電補助材、バインダ等を含む塗工液を塗工して乾燥させることにより、塗工膜を形成したものが用いられている。この二次電池では、充電や放電を行う際、正極板の塗工膜に含まれる正極活物質と、負極板の塗工膜に含まれる負極活物質との間で、イオンの吸蔵や放出が行われる。イオンの吸蔵や放出を適切に行うためには、正極板や負極板の表面に適切な塗工幅（基材幅方向の長さ）の塗工膜が形成されている必要がある。
【０００３】
一方、塗工装置としては、バックアップロールにより搬送される基材の表面に、バックアップロールに対向する位置にある塗工ダイにより塗工液を吐出し、塗工するものが知られている。塗工ダイにより形成される塗工膜の塗工幅は、塗工ダイの吐出口と基材との間の隙間（塗工ギャップ）に応じて変化する。
そこで、例えば特許文献１には、塗工ダイにより形成される塗工液の塗工幅を測定し、測定した塗工幅と目標値とを比較した結果に基づいて、塗工ギャップをフィードバック制御する塗工方法が提案されている。この塗工方法によれば、塗工幅の測定値に基づいて塗工ギャップを調整することで、塗工幅を目標値へとフィードバック制御することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２５８０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術には、次のような問題があった。
一般に、塗工ダイにより吐出する塗工液は、供給タンクからポンプ等により汲み上げられ、供給回路を通じで塗工ダイに供給される。ここで、塗工ギャップを変更した場合、供給回路を流れる塗工液の圧力や流量も同時に変化する。そして、塗工ダイに供給される塗工液の圧力や流量が変化すると、その影響を受けて再び塗工幅も変化してしまう。
したがって、特許文献１のように、塗工幅の測定値を基に塗工ギャップを調整しても、塗工ギャップの変更分だけ塗工液の液圧や流量も変化し、その分だけ塗工幅にズレが生じる。
この場合にも、塗工幅のズレを再び塗工ギャップの変更により修正する動作（フィードバック）を繰り返すことで塗工幅を目標値へとフィードバック制御することができるが、塗工幅を目標値に安定させるのに３〜５分程度という比較的長い時間がかかるという問題があった。
【０００６】
一方、この種の塗工ラインは、２４時間休日無しで連続稼働するのが一般的であったので、生産ラインを停止した後、再度立ち上げるという作業を行うのは、年に数回であるため、一般的には、塗工ラインの立ち上げに少しくらい時間がかかっても問題とはならなかった。
しかし、塗工ラインを例えば、毎日夜には停止して、朝に稼働させようとする場合、また、月曜から金曜まで２４時間連続稼働して、土曜日と日曜日に停止する場合には、塗工開始時の塗工条件（塗工幅や塗工液の圧力、流量など）を早期に安定させることが強く要求されている。これは、生産ライン立ち上げ時には、塗工条件が安定するまで塗工ラインを準備運転させることが行われており、早期に塗工条件を安定させないと準備運転期間に製造される破棄製品の増加を招き、製造コストが上昇するからである。すなわち、従来の方法では、フィードバック制御により、塗工幅が安定するまでに３〜５分程度かかり、塗工した基材を１００ｍ以上廃棄する必要があったが、それを毎週行うことは製造コストのアップを招き、問題であった。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、塗工幅を早期に目標値へと安定させることにより、準備段階における破棄製品を減少させることができる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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の塗工方法は、次のような特徴を有している。
（１）搬送される基材の表面に塗工ダイにより塗工液を吐出して塗工膜を形成する塗工方法において、塗工ダイと塗工液の供給タンクとの間で塗工液を循環させる循環回路内の塗工液の圧力及び流量を検出すること、検出した圧力及び流量に基づいて、塗工液の粘度を推定すること、推定した粘度と塗工ダイの塗工幅との相関関係に基づいて、塗工幅を目標値とするのに必要な、塗工ダイの吐出口と基材との間の塗工ギャップの初期値を決定すること、塗工ギャップを前記初期値に設定して、塗工ダイへの前記塗工液の供給を開始すること、を特徴とする。
【０００９】
（２）（１）に記載する塗工方法において、前記塗工ダイにより塗工された前記塗工膜の前記塗工幅を計測し、前記塗工ギャップをフィードバック制御すると共に、前記塗工ギャップを変化させるときに、前記塗工液の流量をフィードフォワード制御により変化させること、を特徴とする。
（３）（２）に記載する塗工方法において、前記変化させる流量の変化量を、前記推定した粘度と前記塗工ギャップの前記初期値に対する変化量とに基づいて決定すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記特徴を有する塗工方法は、次のような作用及び効果を奏する。
（１）搬送される基材の表面に塗工ダイにより塗工液を吐出して塗工膜を形成する塗工方法において、塗工ダイと塗工液の供給タンクとの間で塗工液を循環させる循環回路内の塗工液の圧力及び流量を検出すること、検出した圧力及び流量に基づいて、塗工液の粘度を推定すること、推定した粘度と塗工ダイの塗工幅との相関関係に基づいて、塗工幅を目標値とするのに必要な、塗工ダイの吐出口と基材との間の塗工ギャップの初期値を決定すること、塗工ギャップを前記初期値に設定して、塗工ダイへの前記塗工液の供給を開始すること、を特徴とするので、塗工ダイへの塗工液の供給開始後に必要となる塗工ギャップの変更量をあらかじめ小さくすることが可能となり、塗工幅を早期に目標値へと安定させることができる。
【００１１】
すなわち、本出願人は、実験により、塗工幅が、塗工ギャップ（μｍ）と塗工液の粘度（ｍＰａｓ）との関数に近似することを発見した。一方、塗工液の粘度は、塗工液のロット差、塗工液を混練した後の経過時間等により変化することが知られているが、塗工液の粘度を理論的に計算することは困難である。特に、タンク内に貯蔵されている塗工液の粘度は、上層にある液と下層にある液とで粘度が大きく相違するため、タンク全体の塗工液の平均値を得ることは、さらに困難であった。
本出願人は、所定の循環回路内に塗工液を流して、そのときの圧力と流量を計測して、それらの値に基づいて塗工液の粘度をかなり正確に推定できることを実験により確認した。この場合、ある程度の量の塗工液を循環回路に流せば、タンク内の塗工液の平均粘度を推定できることを実験により確認している。
したがって、塗工ラインを立ち上げるときに、塗工開始前に塗工液を循環回路内で循環させ、塗工液の粘度を推定し、粘度の推定値から塗工ギャップの初期値を決定し、その塗工ギャップにより、塗工ラインを立ち上げることにより、塗工幅を速やかに目的地に安定させることができ、破棄する製品を大幅に減少させることができる。
【００１２】
（２）（１）に記載する塗工方法において、前記塗工ダイにより塗工された前記塗工膜の前記塗工幅を計測し、前記塗工ギャップをフィードバック制御すると共に、前記塗工ギャップを変化させるときに、前記塗工液の流量をフィードフォワード制御により変化させること、を特徴とするので、塗工ギャップの変更に伴う塗工液の流量の変化を速やかに補正することができるため、塗工幅を早期に目標値へと安定させることができる。
【００１３】
（３）（２）に記載する塗工方法において、前記変化させる流量の変化量を、前記推定した粘度と前記塗工ギャップの前記初期値に対する変化量とから決定すること、を特徴とするので、補正に必要となる流量の変化量を簡単かつ迅速に決定することができるため、塗工幅を早期に目標値へと安定させることができる。特に、圧力は、粘度により大きな影響を受けるため、粘度が所定値より大きいときに、この方法を行うと効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る塗工制御システムの全体構成を示す断面図である。
【図２】循環回路状態における流量・圧力と、粘度との関係を示すグラフである。
【図３】塗工幅・粘度と、ギャップとの関係を示すグラフである。
【図４】制御ブロック図である。
【図５】塗工幅制御の作用を示す図である。
【図６】粘度Ｖ・ギャップ幅Ｇと、流量Ｆとの関係を示すグラフである。
【図７】塗工幅ＣＬの説明図である。
【図８】塗工幅ＣＬとギャップ幅Ｇとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る塗工制御システムを具体化した実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態の塗工制御システムは、電動車両に搭載するリチウムイオン二次電池の製造工程において、電極を形成する基材１の表面に塗工液２を塗工する塗工ダイ１１を制御するものである。
まず、本実施形態に係る塗工システムの全体構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る塗工システムの全体構成を示す概念図である。
【００１６】
塗工ダイ１１は、上面に形成されたファウンテン溝から塗工液２を噴出して、基材１の塗工面１ａとの間にビードを形成し、形成されたビードにより、基材１の塗工面１ａに塗工液２を塗工する装置である。塗工ダイ１１の上面には、ギャップ幅Ｇの隙間をおいて、バックアップロール１３の外周面に密着して保持されている基材１がある。バックアップロール１３は、モータ１４により、時計回りの方向に回転され、基材１は、別の駆動手段により、矢印Ａで示す方向に搬送されている。
本実施形態の基材１としては、アルミ箔や銅箔等の金属箔が用いられている。また、塗工材としては、活物質、導電補助材、バインダ等を含むペースト状の塗工液２が用いられている。
図７に、基材１に塗工された塗工液２の一部分を、斜視図として示す。塗工幅ＣＬは、基材１上に塗工された塗工液２の幅である。最終的には、乾燥された後の塗工材の幅として管理されるが、塗工後乾燥前の状態では、塗工液２の幅として管理している。
バックアップロール１３の上流側には、従動ロール１７が設けられ、基材１を保持している。また、バックアップロール１３の下流側には、従動ロール１５が設けられ、基材１を保持している。従動ロール１５が保持している基材１に対向する位置に、塗工幅計測カメラ１６が取付けられている。塗工幅計測カメラ１６は、リアルタイムで塗工液２の幅を計測して、中央制御装置に計測データを送信している。
【００１７】
塗工ダイ１１は、バックアップロール１３の軸心に対して近接する方向に移動、または離間する方向に移動可能に保持されている。また、塗工ダイ１１を、１μｍ単位で精確に移動することのできる塗工ダイ移動用モータ１２が、付設されている。
塗工ダイ１１には、塗工液２を供給するための供給回路１８の一端が接続されている。供給回路１８の途中流路には、供給回路圧力センサ２５が取り付けられている。供給回路１８の他端は、３方弁である切替バルブ２６の第２ポートに接続している。切替バルブ２６の第１ポートは、共通回路２０により、サーボモータにより駆動されるモノホンプ２３の吐出ポートに接続されている。モノポンプ２３は、精確な量の塗工液２を送ることができる。
モノポンプ２３の入力ポートは、塗工液２を貯蔵しているタンク２４に接続されている。共通回路２０には、流量センサ２１が取り付けられている。切替バルブ２６の第３ポートは、循環回路１９により直接、タンク２４に接続されている。循環回路１９の途中流路には、循環回路圧力センサ２２が取り付けられている。
タンク２４には、活物質、導電助材、バインダ、及び溶媒等が混練されたペースト状の塗工液２が貯蔵されている。タンク２４に貯蔵されている塗工液２の量は、数ロット分である。１ロット分は、数１０００ｍの基材１に塗工液２を塗工する量である。塗工液２の粘度Ｖは、材料や、混練後の時間経過により５０％程度変化する場合がある。
【００１８】
次に、上記構成を有する塗工システムの作用について説明する。例えば、金曜日の夜に塗工ラインを停止して、塗工ダイ１１を洗浄した場合について説明する。このとき、一例として、タンク２４内に未だ１ロット分の塗工液２が貯蔵されていたとする。月曜日の朝に、塗工ラインを再稼働しようとしたときに、塗工液２の粘度は、５０％程度上昇している可能性がある。従来のように、そのまま塗工ラインを立ち上げた場合には、フィードバック制御により、塗工幅ＣＬが安定するまでに３〜５分程度かかり、塗工した基材を１００ｍ以上廃棄する恐れがあった。そして、基材の廃棄を毎週月曜日の朝に行うことは製造コストのアップを招き、問題であった。
それと比較して、本実施例の塗工システムでは、始めに、切替バルブ２６の第１ポート（共通回路２０）と第３ポート（循環回路１９）を連通させて、モノポンプ２３を稼働させて、塗工液２をタンク２４から吸い上げて、共通流路２０、切替バルブ２６、及び循環回路１９を経て、タンク２４に戻している。これが、循環回路状態である。循環回路状態において、流量センサ２１により循環回路状態における流量Ｆを計測し、循環回路圧力センサ２２により循環回路状態における圧力Ｐを計測する。
【００１９】
図２に、循環回路状態における流量・圧力と、粘度との関係をグラフで示す。グラフの横軸は、塗工液２の流量（単位は、ｇ／ｍｉｎ）であり、縦軸は、粘度（単位は、Ｐａｓ）である。Ｐ０は、循環回路圧力センサ２２で計測した圧力がＰ０のときの圧力曲線を示し、Ｐ１は、圧力がＰ１のときの圧力曲線を示し、Ｐ２は、圧力がＰ２のときの圧力曲線を示している。これらのデータは、実験により得たものである。
始めに、循環状態における圧力Ｐを循環回路圧力センサ２２から読み出し、その圧力値に最も近い圧力曲線Ｐを選択する。例えば、Ｐ１とすると、圧力曲線Ｐ１を選択する。ここで、計測した圧力値がＰ１とＰ２の間にあるときには、近似法により中間値を近似すれば良い。
次に、流量センサ２１より流量Ｆを読み出す。例えば、読み出された流量が、Ｆ１（一例として、４００ｇ／ｍｉｎ）であるとする。図２に示すように、圧力曲線Ｐ１において、流量Ｆ１ならば、粘度Ｖ１（一例として、４００ｍＰａｓ）が求められる。これにより、３日間貯蔵してあった塗工液２の現在の粘度Ｖ１（４００ｍＰａｓ）を推定することができる。
【００２０】
図３に、塗工幅ＣＬ・粘度Ｖと、ギャップ幅Ｇとの関係をグラフで示す。グラフの横軸は、塗工幅ＣＬ（単位は、μｍ）であり、縦軸は、ギャップ幅Ｇ（単位は、μｍ）である。塗工幅ＣＬは、全体の最低基準幅に対する差である。ギャップ幅Ｇは、本実施例では、最大値が１００〜２００μｍであり、塗工ダイ移動用モータ１２により１μｍ単位で制御可能である。Ｖ０は、推定された粘度Ｖ０のときの粘度曲線を示し、Ｖ１は、推定された粘度Ｖ１のときの粘度曲線を示し、Ｖ２は、推定された粘度Ｖ２のときの粘度曲線を示す。
始めに、図２を用いて推定された粘度に最も近い粘度曲線を選択する。次に、必要とする塗工幅ＣＬを決定する。例えば、必要とする塗工幅ＣＬがＣＬ１（例えば、最低基準幅が１００ｍｍであり、その差分が１００μｍとする。）であるとする。必要とする塗工幅ＣＬは、別途与えられる値である。
図３に示すように、粘度曲線Ｖ１（４００ｍＰａｓ）において、塗工幅ＣＬ１（１００μｍ）ならば、ギャップ幅Ｇとして、ＧＬ１（例えば、８０μｍ）が求められる。
【００２１】
次に、塗工ダイ移動用モータ１２を駆動して、バックアップロール１３の外周面に密着して保持されている基材１の外表面と、塗工ダイ１１の上面とのギャップ幅ＧをＧＬ１（８０μｍ）に設定する。
次に、切替バルブ２６を切り替えて、第１ポート（共通回路２０）と第２ポート（供給回路１８）とを連通させる。また、モータ１４を駆動させて、バックアップロール１３を回転させ、基材１の送りを始める。
これにより、塗工液２が、供給回路１８、塗工ダイ１１を経て、基材１の表面に塗工される。塗工幅ＣＬは常時、塗工幅計測カメラ１６により計測されている。
【００２２】
以上説明したように、本実施例の塗工方法によれば、搬送される基材１の表面に塗工ダイ１１により塗工液２を吐出して塗工膜を形成する塗工方法において、塗工ダイ１１と塗工液２のタンク２４との間で塗工液２を循環させる循環回路１９、２０内の塗工液２の圧力Ｐ１及び流量Ｆ１を検出すること、検出した圧力Ｐ１及び流量Ｆ１に基づいて、塗工液２の粘度Ｖ１を推定すること、推定した粘度Ｖ１と塗工ダイ１１の塗工幅ＣＬとの相関関係に基づいて、塗工幅ＣＬ１を目標値とするのに必要な、塗工ダイ１１の吐出口と基材１との間の塗工ギャップＧの初期値ＧＬ１を決定すること、塗工ギャップＧを初期値ＧＬ１に設定して、塗工ダイ１１への塗工液２の供給を開始すること、を特徴とするので、塗工ダイ１１への塗工液２の供給開始後に必要となる塗工ギャップＧの変更量をあらかじめ小さくすることが可能となり、塗工幅ＣＬを早期に目標値へと安定させることができる。
【００２３】
すなわち、本出願人は、実験により、塗工幅ＣＬが、塗工ギャップＧと塗工液２の粘度Ｖ（ｍＰａｓ）との関数に近似することを発見した。また、所定の循環回路１９，２０内に塗工液２を流して、そのときの圧力Ｐ１と流量Ｆ１を計測して、それらの値に基づいて塗工液の粘度Ｖ１をかなり正確に推定できることを実験により確認した。
したがって、塗工ラインを立ち上げるときに、塗工開始前に塗工液２を循環回路１９、２０内で循環させ、塗工液２の粘度Ｖ１を推定し、粘度Ｖの推定値Ｖ１から塗工ギャップＧの初期値ＧＬ１を決定し、その塗工ギャップＧＬ１により、塗工ラインを立ち上げることにより、塗工幅ＣＬを速やかに目的地に安定させることができ、破棄する製品を大幅に減少させることができる。
【００２４】
次に、稼働中の塗工幅ＣＬの管理制御について説明する。
図４に制御ブロック図を示す。ギャップ幅Ｇは、粘度Ｖと塗工幅ＣＬにより決定される。ここで、粘度Ｖは、流量Ｆと圧力Ｐにより決定される。ギャップ幅Ｇと粘度Ｖとにより、流量Ｆをフィードフォワード制御（ゲインΔＦ）する。
塗工液２の塗工幅ＣＬが基準値より所定値以上小さい場合には、図８の（ａ）に示すように、塗工ダイ移動用モータ１２を駆動して、ギャップ幅Ｇを狭くする。これにより、塗工幅ＣＬは広がって、基準値に近づく。一方、塗工幅ＣＬが基準値より所定値以上大きい場合には、図８の（ｂ）に示すように、塗工ダイ移動用モータ１２を駆動して、ギャップ幅Ｇを広げる。これにより、塗工幅ＣＬは狭くなって、基準値に近づく。
一方、ギャップ幅Ｇを変化させると、塗工される塗工液２の量が変化するため、供給回路圧力センサ２５で計測している圧力Ｐ、及び流量センサ２１で計測している流量Ｆが同時に変化する。
このとき、本実施例では、例えば、ギャップ幅Ｇを広くして、ギャップ幅ＧＬ２とする場合には、塗工幅ＣＬのフィードバック制御を待たずに、ギャップ幅Ｇをギャップ幅ＧＬ２に変化させると同時に、モノポンプ２３への指令値を変化させて、流量Ｆをギャップ幅ＧＬ２に適応した値である流量Ｆ２に変化させる。すなわち、フィードフォワード制御を行っている。
【００２５】
その作用を図５に示す。従来、流量Ｆの変化は、フィードバック制御を行っているため、流量がＦａと大きく変化するため、収束するまでの変動が大きかったが、本実施例では、流量Ｆ２に直接フィードフォワード制御しているため、流量Ｆｂと小さな変動で流量Ｆ２に収束できる。
圧力Ｐについても、流量Ｆ２が小さな変動で収束するため、同様に、フィードバック制御による変動Ｐａと比較して、小さな変動Ｐｂで収束させることができる。
本実施例の塗工方法によれば、塗工ダイ１１により塗工された塗工膜の塗工幅ＣＬを塗工幅計測カメラ１６により計測し、塗工ギャップＧをフィードバック制御すると共に、塗工ギャップＧを変化させるときに、塗工液２の流量Ｆをフィードフォワード制御により変化させること、を特徴とするので、塗工ギャップＧの変更に伴う塗工液２の流量Ｆの変化を速やかに補正することができるため、塗工幅ＣＬを早期に目標値へと安定させることができる。
【００２６】
一方、図４、５の制御に加えて、次のような制御を追加すると良い。すなわち、圧力Ｐは、ギャップ幅Ｇの影響と共に、塗工液２の粘度Ｖの影響を大きく受ける。したがって、循環回路１９で推定した粘度Ｖ１が所定値より大きい場合には、次の手順で補正すると良い。
図６に粘度Ｖ・ギャップ幅Ｇと、流量Ｆとの関係をグラフで示す。横軸がギャップ幅Ｇ（単位は、μｍ）であり、縦軸が流量Ｆ（単位は、ｇ／ｍｉｎ）である。Ｖ０は、粘度がＶ０であるときの粘度曲線であり、Ｖ１は、粘度がＶ１のときの粘度曲線であり、Ｖ２は、粘度がＶ２のときの粘度曲線である。
粘度曲線は、Ｖ２、Ｖ１、Ｖ０の順で、粘度が大きくなっている。推定した粘度Ｖが、粘度Ｖ１であるときには、ギャップ幅Ｇを、ＧＬ１からＧＬ１´に変更するときに、図４、５で行う流量Ｆのフィードフォワード制御のときのゲインΔＦとして、図６に示すゲインΔＦ（推定粘度が粘度Ｖ１であるときの流量変化）を用いると良い。
これにより、変化させる流量Ｆの変化量を、推定した粘度Ｖ１と塗工ギャップＧの初期値ＧＬ１に対する変化量とから決定すること、を特徴とするので、補正に必要となる流量の変化量を簡単かつ迅速に決定することができるため、塗工幅ＣＬを早期に目標値へと安定させることができる。
【００２７】
なお、上記した実施形態及びその変更例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。
例えば、本実施例では、循環回路１９に循環回路圧力センサ２２を設け、供給回路１８に供給回路圧力センサ２５を設けているが、循環回路圧力センサ２２を共通回路２０に設けて、供給回路圧力センサ２５を省略しても良い。
本実施例では、循環回路状態における流量・圧力と、粘度との関係をグラフで記憶しているが、近似式で記憶して、計算により算出しても良い。同様に、塗工幅・粘度と、ギャップとの関係についても、近似式で記憶して、計算により算出しても良い。
また、本実施例では、一度粘度を推定しているが、循環回路状態における流量、圧力、及び塗工幅を関数として、直接ギャップを決定しても同じである。すなわち、そのような計算式においても、流量・圧力により粘度を推定していると考えられるからである。
また、本実施例では、塗工幅を塗工幅計測カメラ１６を用いて計測しているが、その他の光センサ、または膜厚センサ等のセンサを用いても良い。
【符号の説明】
【００２８】
１ 基材
１ａ 塗工面
２ 塗工液
１１ 塗工ダイ
１２ 塗工ダイ移動用モータ
１３ バックアップロール
１６ 塗工幅計測カメラ
１８ 供給回路
１９ 循環回路
２０ 共通回路
２１ 流量センサ
２２ 循環回路圧力センサ
２３ モノポンプ
２４ タンク
２５ 供給回路圧力センサ
ＣＬ 塗工幅
Ｇ 塗工ギャップ
Ｆ 流量
Ｐ 圧力
Ｖ 粘度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送される基材の表面に塗工ダイにより塗工液を吐出して塗工膜を形成する塗工方法において、
前記塗工ダイと前記塗工液の供給タンクとの間で前記塗工液を循環させる循環回路内の前記塗工液の圧力及び流量を検出すること、
前記検出した圧力及び流量に基づいて、前記塗工液の粘度を推定すること、
前記推定した粘度と前記塗工ダイの塗工幅との相関関係に基づいて、前記塗工幅を目標値とするのに必要な、前記塗工ダイの吐出口と前記基材との間の塗工ギャップの初期値を決定すること、
前記塗工ギャップを前記初期値に設定して、前記塗工ダイへの前記塗工液の供給を開始すること、
を特徴とする塗工方法。
【請求項２】
請求項１に記載する塗工方法において、
前記塗工ダイにより塗工された前記塗工膜の前記塗工幅を計測し、前記塗工ギャップをフィードバック制御すると共に、前記塗工ギャップを変化させるときに、前記塗工液の流量をフィードフォワード制御により変化させること、
を特徴とする塗工方法。
【請求項３】
請求項２に記載する塗工方法において、
前記変化させる流量の変化量を、前記推定した粘度と前記塗工ギャップの前記初期値に対する変化量とに基づいて決定すること、
を特徴とする塗工方法。
【請求項１】
搬送される基材の表面に塗工ダイにより塗工液を吐出して塗工膜を形成する塗工方法において、
前記塗工ダイと前記塗工液の供給タンクとの間で前記塗工液を循環させる循環回路内の前記塗工液の圧力及び流量を検出すること、
前記検出した圧力及び流量に基づいて、前記塗工液の粘度を推定すること、
前記推定した粘度と前記塗工ダイの塗工幅との相関関係に基づいて、前記塗工幅を目標値とするのに必要な、前記塗工ダイの吐出口と前記基材との間の塗工ギャップの初期値を決定すること、
前記塗工ギャップを前記初期値に設定して、前記塗工ダイへの前記塗工液の供給を開始すること、
を特徴とする塗工方法。
【請求項２】
請求項１に記載する塗工方法において、
前記塗工ダイにより塗工された前記塗工膜の前記塗工幅を計測し、前記塗工ギャップをフィードバック制御すると共に、前記塗工ギャップを変化させるときに、前記塗工液の流量をフィードフォワード制御により変化させること、
を特徴とする塗工方法。
【請求項３】
請求項２に記載する塗工方法において、
前記変化させる流量の変化量を、前記推定した粘度と前記塗工ギャップの前記初期値に対する変化量とに基づいて決定すること、
を特徴とする塗工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２５４４０１（Ｐ２０１２−２５４４０１Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２８０５０（Ｐ２０１１−１２８０５０）
【出願日】平成２３年６月８日（２０１１．６．８）
【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２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月８日（２０１１．６．８）
【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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