塗布装置および塗布方法
【課題】塗料の種類や塗布条件が変更されても塗料の塗布量を塗布幅方向に均一化できる塗布装置を提供する。
【解決手段】マニホールド（１５）内に、塗料の流れを塗料の塗布幅方向に広げるための流路を形成する流路調整ブロック（２１，２２）を設け、流路調整ブロック（２１）には、ブロックを変形させる駆動手段（２３，２４）が付いており、変形可能な部位の流量が近隣の塗布量より多い場合はスリット方向に、少ない場合はスリット方向と反対側に変形する事により幅方向塗布量を均一化できる。
【解決手段】マニホールド（１５）内に、塗料の流れを塗料の塗布幅方向に広げるための流路を形成する流路調整ブロック（２１，２２）を設け、流路調整ブロック（２１）には、ブロックを変形させる駆動手段（２３，２４）が付いており、変形可能な部位の流量が近隣の塗布量より多い場合はスリット方向に、少ない場合はスリット方向と反対側に変形する事により幅方向塗布量を均一化できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エクストルージョン型の塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基材などに塗料を塗布する際には、エクストルージョン型の塗布ノズルが使用されている。
このエクストルージョン型の塗布ノズルを使用した塗布装置１００を図１１に示す。
【０００３】
連続走行する基材１０３に塗料１０１を塗布する塗布装置１００は、タンク１０２から送液ポンプ１０５と三方弁１０６を介して塗布ノズル１０４に塗料１０１が供給され、塗布ノズル１０４から吐出された塗料１０１が、塗布ノズル１０４に対向して設置されたバックアップロール１０７の上を連続走行中の基材１０３に塗布している。
【０００４】
ここでは、バックアップロール１０７にフープ状の基材１０３を抱き付かせて、基材１０３上に塗布するロールトウロール方式を例に挙げて説明しているが、パネルなど一枚の平板状の基材１０３を塗布ノズル１０４と対向する位置に設置し、液の吐出と共に基材１０３もしくは塗布ノズル１０４を移動させて、基材１０３上に塗布する枚葉塗布方式もある。
【０００５】
何れの塗布方式にしても、塗布ノズルを用いる理由として、安定して面内均一性に優れた塗膜を得ることを主目的としている。
塗布精度を向上させるために様々なノズルが提案されており、特許文献１には塗料の種類や塗布条件の違いに応じて塗布ノズルを交換することによって、塗料の塗布量を塗布幅方向に均一化できる塗布ノズルが提案されている。
【０００６】
図１２（ａ）（ｂ）は特許文献１の塗布ノズルを示す。
図１２（ａ）は、塗布ノズル１１０から吐出される塗料の塗布幅方向と直交する方向に切断した断面図、図１２（ｂ）は、塗布ノズル１１０のダイ上板１１１を省略した状態の上面図である。
【０００７】
塗布ノズル１１０は、ダイ上板１１１の基端とダイ下板１１２の基端の間に、交換が可能なブロック１２２を挟んで対向させ、ダイ上板１１１の先端とダイ下板１１２の先端の間に、スリット１１４が形成されている。ブロック１２２は一対のブロック１２２ａ，１２２ｂからなり、スリット１１４の近傍には交換が可能なブロック１２１が配置されている。
【０００８】
ブロック１２２ａ，１２２ｂの間に形成された供給口１２３からマニホールド１１３に供給された塗料は、ブロック１２１によって塗布幅方向に広がりながらダイ上板１１１とブロック１２１の間を流れてスリット１１４の開口１１４ａから矢印Ｉ方向に吐出される。そして、この塗布ノズル１１０では、ブロック１２１，１２２を別のものと入れ替えることで、流路１２０および供給口１２３の形状を変更することができる。
【０００９】
このように、特許文献１に提案された塗布ノズルによれば、塗料の種類や塗布条件が変更されても、塗布ノズルを改めて作り直す必要がなく、塗料の種類や塗布条件に応じてブロック１２１，１２２を選択することで、塗料の塗布量を塗布幅方向に均一化できる。
【００１０】
また、特許文献２には塗布量を均一化する手段として、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、ダイヘッド本体３１のスリット１１４の出口付近の間隙を、幅方向に設けた複数の調節ボルト１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂ，１３３ａ，１３３ｂとで物理的に変形させ、流量の多い箇所は間隙を狭め、逆に少ない箇所は間隙を広げる事で出口の抵抗を変化させ幅方向の流量均一化を図る手段が提案されている。
【特許文献１】特開平１０−５６６０号公報
【特許文献２】特開２００６−３４６６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１の構成では、組み替え式であるため内部ブロックを交換する事で多品種の塗料に対応できる可能性はあるが、時間的に粘度が変動する塗料やロット間の粘度変動が大きい塗料に対しては対応しきれず、初期に比べ時間と共に幅方向での塗布量のバラツキが大きくなってしまう恐れがある。また、直線的な形状のマニホールドを形成しているノズルにノズル中央から液を供給した時に生じる凸状の幅方向流量分布とハンガー形状のマニホールドを形成しているノズルにノズル中央から液を供給した時に生じる凹状の幅方向流量分布の中間的な流れになるため、前述の２つの幅方向流量分布を組み合わせたＷ状の幅方向流量分布となる。
【００１２】
特許文献２の構成では、間隙を調整する事で大きな流量分布を調整することが出来るが、何度も繰返し変化させる事によりリップ３５の部分にひずみが残り、リップが変形してしまう可能性がある。リップ真直度が悪化する事でスリット出口部分では均一に吐出されているが、吐出された塗料を最後に整流する機能を果たすリップ部で基材とリップ間で形成するギャップが幅方向で分布をもってしまうために、リップ部の凹凸を反転した厚み分布を持つ塗膜になってしまう問題がある。
【００１３】
本発明は、前記課題を解決するため、塗料の種類や塗布条件が変更されても、塗料の塗布量を塗布幅方向に均一化でき、リップ部を変形させること無く精度を高めることができる塗布装置と塗布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】
【００１４】
本発明の請求項１記載の塗布装置は、マニホールドに供給された塗料をスリットから吐出するダイを有するエクストルージョン型の塗布装置であって、前記マニホールド内に着脱自在に取り付けられて前記塗料の流れを前記塗料の塗布幅方向に広げる流路を形成する流路調整ブロックを設け、前記流路調整ブロックの形状を可変して前記流路の形状を変更する駆動手段を設けたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項２記載の塗布装置は、請求項１において、前記流路調整ブロックは、前記マニホールドに塗料を供給する供給口の側の交換ブロックと、前記交換ブロックよりも前記スリットの側に配設された可動ブロックとで構成され、かつ、前記スリットへ続く流路の幅を可変するように前記可動ブロックを移動させる駆動手段を設けたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項３記載の塗布装置は、請求項２において、前記可動ブロックを、塗布幅方向に分割された複数のブロックで構成したことを特徴とする。
本発明の請求項４記載の塗布装置は、請求項１において、前記スリットを通過する塗料の圧力を測定するセンサを設けたことを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項５記載の塗布装置は、請求項４において、前記センサは、塗布幅方向に沿って複数設けたことを特徴とする。
本発明の請求項６記載の塗布方法は、マニホールドに供給された塗料をスリットから吐出するダイから塗布するに際し、前記塗料の流れを前記塗料の塗布幅方向に広げる流路を形成する流路調整ブロックを前記マニホールド内に着脱自在に取り付け、前記ダイの塗布幅方向の流量分布が小さくなるように駆動手段を運転して前記流路調整ブロックの形状を変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
この構成によれば、塗料の流れを塗料の塗布幅方向に広げるための流路を形成する流量調整ブロックを有しているため、塗料の種類や塗布条件が変更されても、ブロックの位置調整および変形で塗料の塗布量を塗布幅方向に均一化できる。また、本発明の塗布装置に使用されるダイは、変形部分がリップ部とは関係のない部分なので、ダイのリップ部の精度を損なうこと無く、塗膜の幅方向精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の各実施の形態を図１〜図１０に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１〜図３は本発明の実施の形態１を示す。
【００２０】
図１は実施の形態１における塗布装置の断面図（図２のＢ−ＢＢ断面）である。また、図２は、本発明の実施の形態に係る塗布装置の斜視図で、ダイ上板と片方の側板を省略して描いている。図３は図２に示す塗布装置の断面図（図２のＡ−ＡＡ断面）である。
【００２１】
ダイ上板１１とダイ下板１２の間に形成されたマニホールド１５に供給された塗料１４を、スリット１６から吐出するダイ１０を有するエクストルージョン型の塗布装置であって、マニホールド１５内には、流路調整ブロックを構成する可動ブロック２１と交換ブロック２２が着脱自在に取り付けられて塗料の流れを塗料の塗布幅方向に広げる流路を形成している。
【００２２】
交換ブロック２２は、マニホールド１５に塗料１４を供給する供給口１３ｂの側に取り付けられており、可動ブロック２１は、図３に示すように、塗布幅方向に分割された複数の可動ブロック２１ａ〜２１ｅで構成されており、交換ブロック２２よりもスリット１６の側に設けられている。可動ブロック２１ａを塗布幅方向の中央にして、その両側に可動ブロック２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅが配置されている。可動ブロック２１ａは、スリット１６へ続く流路の幅（ダイ上板１１との間の隙間）を可変するように可動ブロック２１を移動させる駆動手段を構成する第１，第２の駆動部２３，２４のうちの第１の駆動部２３によって、ダイ上板１１との隙間Ｄａを可変する方向に駆動される。可動ブロック２１ａとこれに隣接した可動ブロック２１ｂ，２１ｃの間は、裏面側でボルト５１ａとナット５２ａ，ボルト５１ｂとナット５２ｂによって連結されている。可動ブロック２１ｃとこれに隣接する可動ブロック２１ｅの間も、裏面側でボルト５１ｃとナット５２ｃによって連結されている。可動ブロック２１ｂとこれに隣接する可動ブロック２１ｄの間も、裏面側でボルト５１ｄとナット５２ｄによって連結されている。可動ブロック２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅは格別に第２の駆動部２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅによって、ダイ上板１１との隙間Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄ，Ｄｅを可変する方向に、第１の駆動部２３とは別に駆動されている。
【００２３】
なお、可動ブロック２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅには変形しやすいように接合部の付近にスリット５３を入れて薄肉部５４が形成されている。さらに、最も外側の可動ブロック２１ｄと可動ブロック２１ｅの間は、裏面側で連結部２７によってピン５５を介して連結されている。
【００２４】
なお、第１の駆動部２３はダイ下板１２を基点として可動ブロック２１の全体を上下動させる事ができる。第２の駆動部２４は連結部２７を基点として可動ブロック２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅを上下動させる事ができる。
【００２５】
マニホールド１５内に塗料を供給する供給口１３ｂは、この実施の形態では交換ブロック２２の中央の底部で開口している。供給口１３ｂからマニホールド１５に流入した塗料は、交換ブロック２２の傾斜面５７ａ，５７ｂと可動ブロック２１の傾斜面５６ａ，５６ｂによって塗布方向の幅方向に広げられながら、可動ブロック２１とダイ上板１１の間の隙間を乗り越えてスリット１６から吐出する。
【００２６】
この実施の形態ではダイ側板１８によって両側を閉じて塗料が漏れないように構成したが、ダイ側板１８をダイ上板１１またはダイ下板１２と一体に設けて構成することもできる。
【００２７】
このように構成したため、塗料１４の種類や塗料の状態が変化しても、可動ブロック２１や交換ブロック２２の変更や、第１，第２の駆動部２３，２４を適切に調節して隙間Ｄ〜Ｄｅを可変することによって、塗料１４の塗布量を塗布幅方向に均一化できる。
【００２８】
さらに、図２に示すように、スリット１６には塗布幅方向に複数個、幅方向と垂直な流れ方向に２つ以上の圧力センサ３０がダイ下板１２（またはダイ上板１１）に設けられており、この複数の圧力センサ３０によって塗布幅方向の圧力分布を監視する事で、圧力と流量はほぼ比例関係にあるので、幅方向の流量差を算出し、部分的に多い部分を、第１，第２の駆動部２３，２４を調節して隙間Ｄａ〜Ｄｅを調節して幅方向流量を均一に直ちに制御する事が可能となる。
【００２９】
また、マニホールド１５内の角部４０及び隅部４１は、曲面形状に形成することにより、マニホールド１５内の塗料１４の滞留を防止できる。
また、ダイ下板１２には、供給管１３と供給口１３ｂ（図２参照）とを接続する流路４５が形成されている。そして、流路４５には屈曲部４５ａが形成されている。ここで、供給管１３として図１に示すようなＬ字管を使用した場合、流路４５内に流入した塗料１４の流速が、供給管１３の屈曲部１３ａの形状を反映して流路４５の内径方向に不均一になる場合がある。このような場合でも、本実施の形態では、塗料１４が流路４５に形成された屈曲部４５ａを通過する際に、塗料１４の流速のバラツキが解消されるため、供給口１３ｂ（図２参照）へ向けて、均一に塗料１４を供給できる。
【００３０】
（実施の形態２）
図４〜図６は本発明の実施の形態２を示す。
図４はこの実施の形態におけ塗布装置の断面図（図５のＢ−ＢＢ断面）である。図５は塗布装置の斜視図で、ダイ上板１１と片方の側板を省略して描いている。図６は図４のＡ−ＡＡ断面である。
【００３１】
実施の形態１ではマニホールド１５の中央から塗料１４を供給していたのに対し、この実施の形態２では、側方から液を供給する形態（以下、側方供給という）である点が異なっている。その他の実施の形態１と同じ部分は省略し、相違点のみを説明する。
【００３２】
図４と図５に示すように、供給口１３ｂはダイ側板１８で開口している。対向する他方の側板にも供給口がある。塗布時はどちらか一方の供給口は閉じられており、他方の供給口から塗料が供給され、マニホールド１５を通り、スリット１６を通じて基材に塗布される。
【００３３】
実施の形態１の可動ブロック２１の形状が傾斜面５６ａ，５６ｂを有した形状であったが、この実施の形態２の可変ブロック２１の形状は、図５に示すように傾斜面５６ａ，５６ｂを有していない四角柱になっている。
【００３４】
図６に示すように、可変ブロック２１は、塗布幅方向に分割された複数の可動ブロック２１ａ〜２１ｅで構成されている。可動ブロック２１ａ，２１ｅの間に設けられた可動ブロック２１ｂ，２１ｃ，２１ｄには、実施の形態１の可動ブロック２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅと同じように、変形しやすいように接合部の付近にスリット５３を入れて薄肉部５４が形成されている。
【００３５】
可動ブロック２１ａとこれに隣接した可動ブロック２１ｂの間、可動ブロック２１ｅとこれに隣接した可動ブロック２１ｄの間、可動ブロック２１ｂとこれに隣接した可動ブロック２１ｃの間、可動ブロック２１ｃとこれに隣接した可動ブロック２１ｄの間は、裏面側でボルト５１ａ〜５１ｄとナット５２ａ〜５２ｄによって連結されている。
【００３６】
可動ブロック２１ａ，２１ｅは、スリット１６へ続く流路の幅を可変するように第１の駆動部２３ａ，２３ｂによって、ダイ上板１１との隙間Ｄａ，Ｄｅを可変する方向に駆動される。可動ブロック２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは格別に第２の駆動部２４ｂ，２４ｃ，２４ｄによって、ダイ上板１１との隙間Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄを可変する方向に、第１の駆動部２３ａ，２３ｂとは別に駆動されている。
【００３７】
さらに、最も外側の可動ブロック２１ａと可動ブロック２１ｅの間は、裏面側で連結部２７によってピン５５を介して連結されている。
可変ブロック２１ａ，２１ｅを同量だけ動かせば可動ブロック２１の全体を塗布幅方向に傾けること無く動かせ、どちらか一方を動かせば塗布幅方向に傾斜させることができる。
【００３８】
この実施の形態２のように側方供給の場合には、塗料供給側に対し他方のダイ側板１８の側ではマニホールド１５の内の圧力が低くなる。これは塗料１４が通る長さに比例して抵抗が大きくなるため、圧力が供給側から遠くなればなるほど低下するためである。スリット１６はダイの幅方向に長さが一定であればマニホールド１５からスリット１６方向に向けて直線的に塗料は流れるので抵抗は幅方向に一様である。また、閉流路から大気開放された出口に流れる流体は入口の圧力が高いほど流量が多い。すなわち、マニホールド１５で生じた幅方向での圧力勾配がスリット１６の圧力勾配とほぼ比例しており、幅方向で圧力分布を持つと言う事は幅方向の流量分布が勾配を持つと言う事を示している。
【００３９】
よって、側方供給では供給側からその他方のダイ側板１８の側にかけて、隙間Ｄａを幅方向に供給側を狭くし、その他方のダイ側板１８の側を広くするように傾斜させ、マニホールド内の圧力が均一になるようにすれば、理論上は幅方向にほぼ均一な塗膜を得ることが出来る。
【００４０】
しかしながら、実際の塗料では粉体やバインダーが入っているために流体にかかるせん断により粘度が変化するものが多く、供給側からその他方のダイ側板１８の側にかけて、一様に流量が低下していく流れにはならず、供給側から少し幅方向中央側に入った箇所の流量が多くなる事が多い。このような塗料の場合に主だった傾斜については可動ブロック２１ａ，２１ｅを傾斜させ対応し、傾斜で対応できない部分を可変ブロック２１ｂ〜２１ｄの調整で補えば更に均一な塗膜を得ることが出来る。
【００４１】
実施の形態１と実施の形態２について、具体的な解析例を下記に示す。
なお、本発明は以下の解析例に限定されない。
（解析例１）
実施の形態１に示した塗布装置によって粘度が相違する２種類の塗料を塗布する際において、スリット１６の位置及び形状と塗布幅のバラツキとの関係について検討した。
【００４２】
塗料には、ＰｂＯ、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２およびＣａＯの内の少なくとも一つ以上の成分を含有するガラス粉末、バインダ、可塑剤、および溶剤を含むＴ．Ｉ．＝５の塗料Ａとカーボン、コバルト酸リチウム、フッ素系樹脂、有機溶剤を含むＴ．Ｉ．＝９０の塗料Ｂの塗料データを用いて数値解析を行った。
【００４３】
なお、Ｔ．Ｉ．とは、せん断速度が１［１／ｓ］のときの粘度η１と、せん断速度が１０００［１／ｓ］のときの粘度η１０００との比（η１／η１０００）である。
また、解析に用いた塗布装置は、可動ブロック長さＬ１（図２参照）：２０ｍｍ、スリット幅Ｄ２（図１参照）：０．５ｍｍ、スリット長Ｌ２（図２参照）：４０ｍｍ、テーパ角度θ１（図１参照）：６０°、スリット１６における塗布幅に平行な方向の長さＬ３（図２参照）：５００ｍｍとした。
【００４４】
また、可動ブロック２１は可動ブロック２１ａを中央に配置し、左右に２個ずつ可動ブロック２１ｂ，２１ｄと可動ブロック２１ｃ，２１ｅを連結させた構成とし、各可変ブロック２１ｂ〜２１ｅ上の隙間を図３に示す様Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄ，Ｄｅとする。
【００４５】
塗布する際におけるマニホールド１５（図１参照）内の塗料の圧力は、塗料Ａ：０．０１ＭＰａ、塗料Ｂ：０．２ＭＰａとした。また、スリット１６の開口から吐出される塗料の単位時間当たりの吐出量は、２０００ｍｌ／分とした。
【００４６】
そして、可動ブロック２１ａとダイ上板１１との距離Ｄａ（図１参照）、可変ブロック２１ｂ〜２１ｅ上の隙間Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄ，Ｄｅを使用した塗料に応じて表１に示すように調整し、塗布幅のバラツキを調査した。その結果を表１に示す。
【００４７】
なお、表１に示すＲは、連続走行する集電体（図示せず）上に塗料Ａ，Ｂを塗布し、塗布膜を形成した際において、前記塗布膜の塗布幅のバラツキを示す指標である。具体的には、前記塗布膜の塗布幅の平均値をＷaverage、前記塗布膜の塗布幅の最大値をＷｍａｘ、前記塗布膜の塗布幅の最小値をＷｍｉｎとした場合に、（Ｗｍａｘ−Ｗｍｉｎ）／Ｗaverageで算出される数値である。
【００４８】
【表１】
この表１に示すように、隙間Ｄａを適宜調整することによって、粘度の相違する塗料を塗布しても塗布幅のバラツキを同程度に抑えることができた。更に、解析例１−３，１−４に示すように、可変ブロック２１ｄ，２１ｅ、２１ｂ，２１ｃ上の隙間Ｄｄ・Ｄｅ、Ｄｂ・Ｄｃを調整する事でバラツキをより低減できる事がわかった。
【００４９】
図７、図８に結果の一例として、解析例１−２、解析例１−４の幅方向厚み分布の結果を示す。
（解析例２）
実施の形態２に示した塗布装置によって粘度が相違する２種類の塗料を塗布する際において、スリット１６の位置及び形状と塗布幅のバラツキとの関係について検討した。
【００５０】
解析に用いた塗布装置は、可動ブロック長さＬ１（図５参照）：２０ｍｍ、スリット幅Ｄ２（図４参照）：０．５ｍｍ、スリット長Ｌ２（図５参照）：４０ｍｍ、テーパ角度θ１（図４参照）：６０°、スリット１６における塗布幅に平行な方向の長さＬ３（図５参照）：５００ｍｍとした。
【００５１】
また、可動ブロック２１は図６に示すように、可動ブロック２１ａ，２１ｅを左右に配置し、その間に３個の可動ブロック２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを連結させた構成とし、各可変ブロック２１ａ〜２１ｅ上の隙間を、Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄ，Ｄｅとする。
【００５２】
塗布する際におけるマニホールド１５（図４参照）内の塗料の圧力は、塗料Ａ：０．０１ＭＰａ、塗料Ｂ：０．２ＭＰａとした。また、スリット１６の開口から吐出される塗料の単位時間当たりの吐出量は、２０００ｍｌ／分とした。
【００５３】
そして、可動ブロック上の隙間Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄ，Ｄｅ（図６参照・最も供給側の隙間がＤｅ）を使用した塗料に応じて表２に示すように調整し、塗布幅のバラツキを調査した。結果を表２に示す。
【００５４】
なお、表２に示すＲは、連続走行する集電体（図示せず）上に塗料Ａ，Ｂを塗布し、塗布膜を形成した際において、前記塗布膜の塗布幅のバラツキを示す指標である。
【００５５】
【表２】
この表２に示すように、隙間Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄ，Ｄｅを適宜調整することによって、粘度の相違する塗料を塗布しても塗布幅のバラツキを同程度に抑えることができた。更に、解析例２−３，解析例２−４に示すように、隙間Ｄｃ，Ｄｄを調整する事でバラツキをより低減でき、側方からの供給形態であっても本発明は有効である事がわかった。図９、図１０に結果の一例として、解析例２−２、解析例２−４の幅方向厚み分布の結果を示す。
【００５６】
本発明の塗布装置は、塗料が供給されるマニホールドとマニホールドに供給された塗料を吐出するスリットとを形成するダイを含むエクストルージョン型の塗布装置であり、例えば、連続走行する集電体に電池やコンデンサなどの電極材料であるコバルト酸リチウムやニッケル酸リチウム、白金、ルテニウムなどの活物質とカーボン、樹脂とを水または溶剤に分散した活物質塗料を塗布する塗布装置や固定したガラス基板に対し、上方にダイを設置し、誘電体やレジスト塗料をダイから吐出させながら走行させ塗布する塗布装置等に好適に使用できる。
【００５７】
塗料としては、例えば、粘度が０．００３〜１００［Ｐａ・ｓ］（せん断速度：１／ｓ）のものが使用できる。ダイは、例えば、ステンレススチール製の複数のダイ板で構成されている。そして、ダイの内部には、塗料が供給されるマニホールドとして空間部が形成され、更に、マニホールドに供給された塗料を吐出するスリットとして、マニホールドに連通する間隙が形成されている。
【００５８】
マニホールドの容積は、例えば活物質塗料を塗布する場合、１５０〜２６００ｃｍ３が好ましい。また、スリットの開口において、ダイの幅方向と直交する方向の長さ（以下、「スリット幅」という）は、例えば活物質塗料を塗布する場合、０．５〜２ｍｍが好ましく、マニホールドからスリットの開口までの長さ（以下、「スリット長」という）は、例えば活物質塗料を塗布する場合、２０〜８０ｍｍが好ましい。また、スリットの開口から吐出される塗料の単位時間当たりの吐出量は、例えば１〜４０００ｍｌ／分とすればよい。なお、「ダイの幅」とは、スリットから吐出された塗料の塗布幅方向と平行な方向のダイの長さをいう。
【００５９】
また、ダイ１０のリップ部ではなくてマニホールド１５に設けられた可変ブロック２１の形状を、塗布幅方向の流量分布が小さくなるように駆動手段を運転して調整しているので、リップ部の精度を損なうこと無く、塗膜の幅方向精度を高めることができる。
【００６０】
なお、可変ブロック２１の構成材料は、例えばダイの構成材料と同様のものを使用してもよいし、第１，第２の駆動部２３，２４、２３，２４ｂ〜２４ｄにより十分に変形可能な材料であれば金属、樹脂等が使用できる。また、前記流路の幅は、例えば５０〜２０００ｍｍとすればよい。
【００６１】
第１，第２の駆動部２３，２４、２３，２４ｂ〜２４ｄは、各部の機能を損なわない方法であれば特に限定されない。例えば、ボルトやマイクロメータヘッドを用いた調整方法や圧電素子を用いた調整方法、油圧・空圧シリンダ等を用いた方法が使用できる。また、可変ブロックは複数個の部品を連結していてもよい。塗料の種類や塗布条件について、大きく変形する事が可能になり、より広い範囲に対応することができ、塗布装置の汎用性が高まるからである。
【００６２】
交換ブロック２２には、塗料をマニホールドに供給するための供給口１３ｂが形成されていてもよい。背景技術で説明した塗布ノズル１１０（図１２参照）のように、複数のブロック間に塗料をマニホールドへ供給するための供給口を形成すると、ブロックの組み付けの状態によっては供給口の大きさが変化し、塗料を安定して供給することが困難となるおそれがある。一方、上述したように塗料をマニホールドに供給するための供給口を交換ブロック２２に形成すると、供給口の大きさが変化しないため、塗料を安定して供給することができるようになる。なお、前記供給口の開口径は、例えば６〜３０ｍｍとすればよい。
【００６３】
また、マニホールド１５内の角部および隅部が、曲面形状に形成されていてもよい。マニホールド内の塗料の滞留を防止できるからである。なお、この場合、前記角部および前記隅部の曲率半径は、例えば１〜１０ｍｍとすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の塗布装置は、連続走行する集電体に活物質塗料を塗布する塗布装置や基板に対しノズルが平行に走行しながら塗布する塗布装置などに好適に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る塗布装置の断面図
【図２】同実施の形態に係る塗布装置の斜視図
【図３】図２に示す塗布装置の分解斜視図
【図４】本発明の実施の形態２に係る塗布装置の断面図
【図５】同実施の形態に係る塗布装置の斜視図
【図６】図２に示す塗布装置の分解斜視図
【図７】本発明の実施の形態１の解析例１−２の幅方向の塗布厚み分布の結果
【図８】本発明の実施の形態１の解析例１−４の幅方向の塗布厚み分布の結果
【図９】本発明の実施の形態２の解析例２−２の幅方向の塗布厚み分布の結果
【図１０】本発明の実施の形態２の解析例２−４の幅方向の塗布厚み分布の結果
【図１１】従来の塗布装置を用いた塗布装置の概略構成図
【図１２】従来の塗布装置の断面図と上面図
【図１３】従来の塗布装置の構成図
【符号の説明】
【００６６】
１０ ダイ
１１ ダイ上板
１２ ダイ下板
１３ｂ 供給口
１４ 塗料
１５ マニホールド
１６ スリット
１８ ダイ側板
２１ 可動ブロック
２１ａ〜２１ｅ 可動ブロック
２２ 交換ブロック
２３，２３ａ，２３ｂ 第１の駆動部（駆動手段）
２４，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ 第２の駆動部
Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄ，Ｄｅ 隙間
２７ 連結部
３０ 圧力センサ
５１ａ〜５１ｄ ボルト
５２ａ〜５２ｄ ナット
５３ スリット
５４ 薄肉部
５５ ピン
５６ａ，５６ｂ 傾斜面
５７ａ，５７ｂ 傾斜面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エクストルージョン型の塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基材などに塗料を塗布する際には、エクストルージョン型の塗布ノズルが使用されている。
このエクストルージョン型の塗布ノズルを使用した塗布装置１００を図１１に示す。
【０００３】
連続走行する基材１０３に塗料１０１を塗布する塗布装置１００は、タンク１０２から送液ポンプ１０５と三方弁１０６を介して塗布ノズル１０４に塗料１０１が供給され、塗布ノズル１０４から吐出された塗料１０１が、塗布ノズル１０４に対向して設置されたバックアップロール１０７の上を連続走行中の基材１０３に塗布している。
【０００４】
ここでは、バックアップロール１０７にフープ状の基材１０３を抱き付かせて、基材１０３上に塗布するロールトウロール方式を例に挙げて説明しているが、パネルなど一枚の平板状の基材１０３を塗布ノズル１０４と対向する位置に設置し、液の吐出と共に基材１０３もしくは塗布ノズル１０４を移動させて、基材１０３上に塗布する枚葉塗布方式もある。
【０００５】
何れの塗布方式にしても、塗布ノズルを用いる理由として、安定して面内均一性に優れた塗膜を得ることを主目的としている。
塗布精度を向上させるために様々なノズルが提案されており、特許文献１には塗料の種類や塗布条件の違いに応じて塗布ノズルを交換することによって、塗料の塗布量を塗布幅方向に均一化できる塗布ノズルが提案されている。
【０００６】
図１２（ａ）（ｂ）は特許文献１の塗布ノズルを示す。
図１２（ａ）は、塗布ノズル１１０から吐出される塗料の塗布幅方向と直交する方向に切断した断面図、図１２（ｂ）は、塗布ノズル１１０のダイ上板１１１を省略した状態の上面図である。
【０００７】
塗布ノズル１１０は、ダイ上板１１１の基端とダイ下板１１２の基端の間に、交換が可能なブロック１２２を挟んで対向させ、ダイ上板１１１の先端とダイ下板１１２の先端の間に、スリット１１４が形成されている。ブロック１２２は一対のブロック１２２ａ，１２２ｂからなり、スリット１１４の近傍には交換が可能なブロック１２１が配置されている。
【０００８】
ブロック１２２ａ，１２２ｂの間に形成された供給口１２３からマニホールド１１３に供給された塗料は、ブロック１２１によって塗布幅方向に広がりながらダイ上板１１１とブロック１２１の間を流れてスリット１１４の開口１１４ａから矢印Ｉ方向に吐出される。そして、この塗布ノズル１１０では、ブロック１２１，１２２を別のものと入れ替えることで、流路１２０および供給口１２３の形状を変更することができる。
【０００９】
このように、特許文献１に提案された塗布ノズルによれば、塗料の種類や塗布条件が変更されても、塗布ノズルを改めて作り直す必要がなく、塗料の種類や塗布条件に応じてブロック１２１，１２２を選択することで、塗料の塗布量を塗布幅方向に均一化できる。
【００１０】
また、特許文献２には塗布量を均一化する手段として、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、ダイヘッド本体３１のスリット１１４の出口付近の間隙を、幅方向に設けた複数の調節ボルト１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂ，１３３ａ，１３３ｂとで物理的に変形させ、流量の多い箇所は間隙を狭め、逆に少ない箇所は間隙を広げる事で出口の抵抗を変化させ幅方向の流量均一化を図る手段が提案されている。
【特許文献１】特開平１０−５６６０号公報
【特許文献２】特開２００６−３４６６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１の構成では、組み替え式であるため内部ブロックを交換する事で多品種の塗料に対応できる可能性はあるが、時間的に粘度が変動する塗料やロット間の粘度変動が大きい塗料に対しては対応しきれず、初期に比べ時間と共に幅方向での塗布量のバラツキが大きくなってしまう恐れがある。また、直線的な形状のマニホールドを形成しているノズルにノズル中央から液を供給した時に生じる凸状の幅方向流量分布とハンガー形状のマニホールドを形成しているノズルにノズル中央から液を供給した時に生じる凹状の幅方向流量分布の中間的な流れになるため、前述の２つの幅方向流量分布を組み合わせたＷ状の幅方向流量分布となる。
【００１２】
特許文献２の構成では、間隙を調整する事で大きな流量分布を調整することが出来るが、何度も繰返し変化させる事によりリップ３５の部分にひずみが残り、リップが変形してしまう可能性がある。リップ真直度が悪化する事でスリット出口部分では均一に吐出されているが、吐出された塗料を最後に整流する機能を果たすリップ部で基材とリップ間で形成するギャップが幅方向で分布をもってしまうために、リップ部の凹凸を反転した厚み分布を持つ塗膜になってしまう問題がある。
【００１３】
本発明は、前記課題を解決するため、塗料の種類や塗布条件が変更されても、塗料の塗布量を塗布幅方向に均一化でき、リップ部を変形させること無く精度を高めることができる塗布装置と塗布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】
【００１４】
本発明の請求項１記載の塗布装置は、マニホールドに供給された塗料をスリットから吐出するダイを有するエクストルージョン型の塗布装置であって、前記マニホールド内に着脱自在に取り付けられて前記塗料の流れを前記塗料の塗布幅方向に広げる流路を形成する流路調整ブロックを設け、前記流路調整ブロックの形状を可変して前記流路の形状を変更する駆動手段を設けたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項２記載の塗布装置は、請求項１において、前記流路調整ブロックは、前記マニホールドに塗料を供給する供給口の側の交換ブロックと、前記交換ブロックよりも前記スリットの側に配設された可動ブロックとで構成され、かつ、前記スリットへ続く流路の幅を可変するように前記可動ブロックを移動させる駆動手段を設けたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項３記載の塗布装置は、請求項２において、前記可動ブロックを、塗布幅方向に分割された複数のブロックで構成したことを特徴とする。
本発明の請求項４記載の塗布装置は、請求項１において、前記スリットを通過する塗料の圧力を測定するセンサを設けたことを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項５記載の塗布装置は、請求項４において、前記センサは、塗布幅方向に沿って複数設けたことを特徴とする。
本発明の請求項６記載の塗布方法は、マニホールドに供給された塗料をスリットから吐出するダイから塗布するに際し、前記塗料の流れを前記塗料の塗布幅方向に広げる流路を形成する流路調整ブロックを前記マニホールド内に着脱自在に取り付け、前記ダイの塗布幅方向の流量分布が小さくなるように駆動手段を運転して前記流路調整ブロックの形状を変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
この構成によれば、塗料の流れを塗料の塗布幅方向に広げるための流路を形成する流量調整ブロックを有しているため、塗料の種類や塗布条件が変更されても、ブロックの位置調整および変形で塗料の塗布量を塗布幅方向に均一化できる。また、本発明の塗布装置に使用されるダイは、変形部分がリップ部とは関係のない部分なので、ダイのリップ部の精度を損なうこと無く、塗膜の幅方向精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の各実施の形態を図１〜図１０に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１〜図３は本発明の実施の形態１を示す。
【００２０】
図１は実施の形態１における塗布装置の断面図（図２のＢ−ＢＢ断面）である。また、図２は、本発明の実施の形態に係る塗布装置の斜視図で、ダイ上板と片方の側板を省略して描いている。図３は図２に示す塗布装置の断面図（図２のＡ−ＡＡ断面）である。
【００２１】
ダイ上板１１とダイ下板１２の間に形成されたマニホールド１５に供給された塗料１４を、スリット１６から吐出するダイ１０を有するエクストルージョン型の塗布装置であって、マニホールド１５内には、流路調整ブロックを構成する可動ブロック２１と交換ブロック２２が着脱自在に取り付けられて塗料の流れを塗料の塗布幅方向に広げる流路を形成している。
【００２２】
交換ブロック２２は、マニホールド１５に塗料１４を供給する供給口１３ｂの側に取り付けられており、可動ブロック２１は、図３に示すように、塗布幅方向に分割された複数の可動ブロック２１ａ〜２１ｅで構成されており、交換ブロック２２よりもスリット１６の側に設けられている。可動ブロック２１ａを塗布幅方向の中央にして、その両側に可動ブロック２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅが配置されている。可動ブロック２１ａは、スリット１６へ続く流路の幅（ダイ上板１１との間の隙間）を可変するように可動ブロック２１を移動させる駆動手段を構成する第１，第２の駆動部２３，２４のうちの第１の駆動部２３によって、ダイ上板１１との隙間Ｄａを可変する方向に駆動される。可動ブロック２１ａとこれに隣接した可動ブロック２１ｂ，２１ｃの間は、裏面側でボルト５１ａとナット５２ａ，ボルト５１ｂとナット５２ｂによって連結されている。可動ブロック２１ｃとこれに隣接する可動ブロック２１ｅの間も、裏面側でボルト５１ｃとナット５２ｃによって連結されている。可動ブロック２１ｂとこれに隣接する可動ブロック２１ｄの間も、裏面側でボルト５１ｄとナット５２ｄによって連結されている。可動ブロック２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅは格別に第２の駆動部２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅによって、ダイ上板１１との隙間Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄ，Ｄｅを可変する方向に、第１の駆動部２３とは別に駆動されている。
【００２３】
なお、可動ブロック２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅには変形しやすいように接合部の付近にスリット５３を入れて薄肉部５４が形成されている。さらに、最も外側の可動ブロック２１ｄと可動ブロック２１ｅの間は、裏面側で連結部２７によってピン５５を介して連結されている。
【００２４】
なお、第１の駆動部２３はダイ下板１２を基点として可動ブロック２１の全体を上下動させる事ができる。第２の駆動部２４は連結部２７を基点として可動ブロック２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅを上下動させる事ができる。
【００２５】
マニホールド１５内に塗料を供給する供給口１３ｂは、この実施の形態では交換ブロック２２の中央の底部で開口している。供給口１３ｂからマニホールド１５に流入した塗料は、交換ブロック２２の傾斜面５７ａ，５７ｂと可動ブロック２１の傾斜面５６ａ，５６ｂによって塗布方向の幅方向に広げられながら、可動ブロック２１とダイ上板１１の間の隙間を乗り越えてスリット１６から吐出する。
【００２６】
この実施の形態ではダイ側板１８によって両側を閉じて塗料が漏れないように構成したが、ダイ側板１８をダイ上板１１またはダイ下板１２と一体に設けて構成することもできる。
【００２７】
このように構成したため、塗料１４の種類や塗料の状態が変化しても、可動ブロック２１や交換ブロック２２の変更や、第１，第２の駆動部２３，２４を適切に調節して隙間Ｄ〜Ｄｅを可変することによって、塗料１４の塗布量を塗布幅方向に均一化できる。
【００２８】
さらに、図２に示すように、スリット１６には塗布幅方向に複数個、幅方向と垂直な流れ方向に２つ以上の圧力センサ３０がダイ下板１２（またはダイ上板１１）に設けられており、この複数の圧力センサ３０によって塗布幅方向の圧力分布を監視する事で、圧力と流量はほぼ比例関係にあるので、幅方向の流量差を算出し、部分的に多い部分を、第１，第２の駆動部２３，２４を調節して隙間Ｄａ〜Ｄｅを調節して幅方向流量を均一に直ちに制御する事が可能となる。
【００２９】
また、マニホールド１５内の角部４０及び隅部４１は、曲面形状に形成することにより、マニホールド１５内の塗料１４の滞留を防止できる。
また、ダイ下板１２には、供給管１３と供給口１３ｂ（図２参照）とを接続する流路４５が形成されている。そして、流路４５には屈曲部４５ａが形成されている。ここで、供給管１３として図１に示すようなＬ字管を使用した場合、流路４５内に流入した塗料１４の流速が、供給管１３の屈曲部１３ａの形状を反映して流路４５の内径方向に不均一になる場合がある。このような場合でも、本実施の形態では、塗料１４が流路４５に形成された屈曲部４５ａを通過する際に、塗料１４の流速のバラツキが解消されるため、供給口１３ｂ（図２参照）へ向けて、均一に塗料１４を供給できる。
【００３０】
（実施の形態２）
図４〜図６は本発明の実施の形態２を示す。
図４はこの実施の形態におけ塗布装置の断面図（図５のＢ−ＢＢ断面）である。図５は塗布装置の斜視図で、ダイ上板１１と片方の側板を省略して描いている。図６は図４のＡ−ＡＡ断面である。
【００３１】
実施の形態１ではマニホールド１５の中央から塗料１４を供給していたのに対し、この実施の形態２では、側方から液を供給する形態（以下、側方供給という）である点が異なっている。その他の実施の形態１と同じ部分は省略し、相違点のみを説明する。
【００３２】
図４と図５に示すように、供給口１３ｂはダイ側板１８で開口している。対向する他方の側板にも供給口がある。塗布時はどちらか一方の供給口は閉じられており、他方の供給口から塗料が供給され、マニホールド１５を通り、スリット１６を通じて基材に塗布される。
【００３３】
実施の形態１の可動ブロック２１の形状が傾斜面５６ａ，５６ｂを有した形状であったが、この実施の形態２の可変ブロック２１の形状は、図５に示すように傾斜面５６ａ，５６ｂを有していない四角柱になっている。
【００３４】
図６に示すように、可変ブロック２１は、塗布幅方向に分割された複数の可動ブロック２１ａ〜２１ｅで構成されている。可動ブロック２１ａ，２１ｅの間に設けられた可動ブロック２１ｂ，２１ｃ，２１ｄには、実施の形態１の可動ブロック２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅと同じように、変形しやすいように接合部の付近にスリット５３を入れて薄肉部５４が形成されている。
【００３５】
可動ブロック２１ａとこれに隣接した可動ブロック２１ｂの間、可動ブロック２１ｅとこれに隣接した可動ブロック２１ｄの間、可動ブロック２１ｂとこれに隣接した可動ブロック２１ｃの間、可動ブロック２１ｃとこれに隣接した可動ブロック２１ｄの間は、裏面側でボルト５１ａ〜５１ｄとナット５２ａ〜５２ｄによって連結されている。
【００３６】
可動ブロック２１ａ，２１ｅは、スリット１６へ続く流路の幅を可変するように第１の駆動部２３ａ，２３ｂによって、ダイ上板１１との隙間Ｄａ，Ｄｅを可変する方向に駆動される。可動ブロック２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは格別に第２の駆動部２４ｂ，２４ｃ，２４ｄによって、ダイ上板１１との隙間Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄを可変する方向に、第１の駆動部２３ａ，２３ｂとは別に駆動されている。
【００３７】
さらに、最も外側の可動ブロック２１ａと可動ブロック２１ｅの間は、裏面側で連結部２７によってピン５５を介して連結されている。
可変ブロック２１ａ，２１ｅを同量だけ動かせば可動ブロック２１の全体を塗布幅方向に傾けること無く動かせ、どちらか一方を動かせば塗布幅方向に傾斜させることができる。
【００３８】
この実施の形態２のように側方供給の場合には、塗料供給側に対し他方のダイ側板１８の側ではマニホールド１５の内の圧力が低くなる。これは塗料１４が通る長さに比例して抵抗が大きくなるため、圧力が供給側から遠くなればなるほど低下するためである。スリット１６はダイの幅方向に長さが一定であればマニホールド１５からスリット１６方向に向けて直線的に塗料は流れるので抵抗は幅方向に一様である。また、閉流路から大気開放された出口に流れる流体は入口の圧力が高いほど流量が多い。すなわち、マニホールド１５で生じた幅方向での圧力勾配がスリット１６の圧力勾配とほぼ比例しており、幅方向で圧力分布を持つと言う事は幅方向の流量分布が勾配を持つと言う事を示している。
【００３９】
よって、側方供給では供給側からその他方のダイ側板１８の側にかけて、隙間Ｄａを幅方向に供給側を狭くし、その他方のダイ側板１８の側を広くするように傾斜させ、マニホールド内の圧力が均一になるようにすれば、理論上は幅方向にほぼ均一な塗膜を得ることが出来る。
【００４０】
しかしながら、実際の塗料では粉体やバインダーが入っているために流体にかかるせん断により粘度が変化するものが多く、供給側からその他方のダイ側板１８の側にかけて、一様に流量が低下していく流れにはならず、供給側から少し幅方向中央側に入った箇所の流量が多くなる事が多い。このような塗料の場合に主だった傾斜については可動ブロック２１ａ，２１ｅを傾斜させ対応し、傾斜で対応できない部分を可変ブロック２１ｂ〜２１ｄの調整で補えば更に均一な塗膜を得ることが出来る。
【００４１】
実施の形態１と実施の形態２について、具体的な解析例を下記に示す。
なお、本発明は以下の解析例に限定されない。
（解析例１）
実施の形態１に示した塗布装置によって粘度が相違する２種類の塗料を塗布する際において、スリット１６の位置及び形状と塗布幅のバラツキとの関係について検討した。
【００４２】
塗料には、ＰｂＯ、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２およびＣａＯの内の少なくとも一つ以上の成分を含有するガラス粉末、バインダ、可塑剤、および溶剤を含むＴ．Ｉ．＝５の塗料Ａとカーボン、コバルト酸リチウム、フッ素系樹脂、有機溶剤を含むＴ．Ｉ．＝９０の塗料Ｂの塗料データを用いて数値解析を行った。
【００４３】
なお、Ｔ．Ｉ．とは、せん断速度が１［１／ｓ］のときの粘度η１と、せん断速度が１０００［１／ｓ］のときの粘度η１０００との比（η１／η１０００）である。
また、解析に用いた塗布装置は、可動ブロック長さＬ１（図２参照）：２０ｍｍ、スリット幅Ｄ２（図１参照）：０．５ｍｍ、スリット長Ｌ２（図２参照）：４０ｍｍ、テーパ角度θ１（図１参照）：６０°、スリット１６における塗布幅に平行な方向の長さＬ３（図２参照）：５００ｍｍとした。
【００４４】
また、可動ブロック２１は可動ブロック２１ａを中央に配置し、左右に２個ずつ可動ブロック２１ｂ，２１ｄと可動ブロック２１ｃ，２１ｅを連結させた構成とし、各可変ブロック２１ｂ〜２１ｅ上の隙間を図３に示す様Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄ，Ｄｅとする。
【００４５】
塗布する際におけるマニホールド１５（図１参照）内の塗料の圧力は、塗料Ａ：０．０１ＭＰａ、塗料Ｂ：０．２ＭＰａとした。また、スリット１６の開口から吐出される塗料の単位時間当たりの吐出量は、２０００ｍｌ／分とした。
【００４６】
そして、可動ブロック２１ａとダイ上板１１との距離Ｄａ（図１参照）、可変ブロック２１ｂ〜２１ｅ上の隙間Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄ，Ｄｅを使用した塗料に応じて表１に示すように調整し、塗布幅のバラツキを調査した。その結果を表１に示す。
【００４７】
なお、表１に示すＲは、連続走行する集電体（図示せず）上に塗料Ａ，Ｂを塗布し、塗布膜を形成した際において、前記塗布膜の塗布幅のバラツキを示す指標である。具体的には、前記塗布膜の塗布幅の平均値をＷaverage、前記塗布膜の塗布幅の最大値をＷｍａｘ、前記塗布膜の塗布幅の最小値をＷｍｉｎとした場合に、（Ｗｍａｘ−Ｗｍｉｎ）／Ｗaverageで算出される数値である。
【００４８】
【表１】
この表１に示すように、隙間Ｄａを適宜調整することによって、粘度の相違する塗料を塗布しても塗布幅のバラツキを同程度に抑えることができた。更に、解析例１−３，１−４に示すように、可変ブロック２１ｄ，２１ｅ、２１ｂ，２１ｃ上の隙間Ｄｄ・Ｄｅ、Ｄｂ・Ｄｃを調整する事でバラツキをより低減できる事がわかった。
【００４９】
図７、図８に結果の一例として、解析例１−２、解析例１−４の幅方向厚み分布の結果を示す。
（解析例２）
実施の形態２に示した塗布装置によって粘度が相違する２種類の塗料を塗布する際において、スリット１６の位置及び形状と塗布幅のバラツキとの関係について検討した。
【００５０】
解析に用いた塗布装置は、可動ブロック長さＬ１（図５参照）：２０ｍｍ、スリット幅Ｄ２（図４参照）：０．５ｍｍ、スリット長Ｌ２（図５参照）：４０ｍｍ、テーパ角度θ１（図４参照）：６０°、スリット１６における塗布幅に平行な方向の長さＬ３（図５参照）：５００ｍｍとした。
【００５１】
また、可動ブロック２１は図６に示すように、可動ブロック２１ａ，２１ｅを左右に配置し、その間に３個の可動ブロック２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを連結させた構成とし、各可変ブロック２１ａ〜２１ｅ上の隙間を、Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄ，Ｄｅとする。
【００５２】
塗布する際におけるマニホールド１５（図４参照）内の塗料の圧力は、塗料Ａ：０．０１ＭＰａ、塗料Ｂ：０．２ＭＰａとした。また、スリット１６の開口から吐出される塗料の単位時間当たりの吐出量は、２０００ｍｌ／分とした。
【００５３】
そして、可動ブロック上の隙間Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄ，Ｄｅ（図６参照・最も供給側の隙間がＤｅ）を使用した塗料に応じて表２に示すように調整し、塗布幅のバラツキを調査した。結果を表２に示す。
【００５４】
なお、表２に示すＲは、連続走行する集電体（図示せず）上に塗料Ａ，Ｂを塗布し、塗布膜を形成した際において、前記塗布膜の塗布幅のバラツキを示す指標である。
【００５５】
【表２】
この表２に示すように、隙間Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄ，Ｄｅを適宜調整することによって、粘度の相違する塗料を塗布しても塗布幅のバラツキを同程度に抑えることができた。更に、解析例２−３，解析例２−４に示すように、隙間Ｄｃ，Ｄｄを調整する事でバラツキをより低減でき、側方からの供給形態であっても本発明は有効である事がわかった。図９、図１０に結果の一例として、解析例２−２、解析例２−４の幅方向厚み分布の結果を示す。
【００５６】
本発明の塗布装置は、塗料が供給されるマニホールドとマニホールドに供給された塗料を吐出するスリットとを形成するダイを含むエクストルージョン型の塗布装置であり、例えば、連続走行する集電体に電池やコンデンサなどの電極材料であるコバルト酸リチウムやニッケル酸リチウム、白金、ルテニウムなどの活物質とカーボン、樹脂とを水または溶剤に分散した活物質塗料を塗布する塗布装置や固定したガラス基板に対し、上方にダイを設置し、誘電体やレジスト塗料をダイから吐出させながら走行させ塗布する塗布装置等に好適に使用できる。
【００５７】
塗料としては、例えば、粘度が０．００３〜１００［Ｐａ・ｓ］（せん断速度：１／ｓ）のものが使用できる。ダイは、例えば、ステンレススチール製の複数のダイ板で構成されている。そして、ダイの内部には、塗料が供給されるマニホールドとして空間部が形成され、更に、マニホールドに供給された塗料を吐出するスリットとして、マニホールドに連通する間隙が形成されている。
【００５８】
マニホールドの容積は、例えば活物質塗料を塗布する場合、１５０〜２６００ｃｍ３が好ましい。また、スリットの開口において、ダイの幅方向と直交する方向の長さ（以下、「スリット幅」という）は、例えば活物質塗料を塗布する場合、０．５〜２ｍｍが好ましく、マニホールドからスリットの開口までの長さ（以下、「スリット長」という）は、例えば活物質塗料を塗布する場合、２０〜８０ｍｍが好ましい。また、スリットの開口から吐出される塗料の単位時間当たりの吐出量は、例えば１〜４０００ｍｌ／分とすればよい。なお、「ダイの幅」とは、スリットから吐出された塗料の塗布幅方向と平行な方向のダイの長さをいう。
【００５９】
また、ダイ１０のリップ部ではなくてマニホールド１５に設けられた可変ブロック２１の形状を、塗布幅方向の流量分布が小さくなるように駆動手段を運転して調整しているので、リップ部の精度を損なうこと無く、塗膜の幅方向精度を高めることができる。
【００６０】
なお、可変ブロック２１の構成材料は、例えばダイの構成材料と同様のものを使用してもよいし、第１，第２の駆動部２３，２４、２３，２４ｂ〜２４ｄにより十分に変形可能な材料であれば金属、樹脂等が使用できる。また、前記流路の幅は、例えば５０〜２０００ｍｍとすればよい。
【００６１】
第１，第２の駆動部２３，２４、２３，２４ｂ〜２４ｄは、各部の機能を損なわない方法であれば特に限定されない。例えば、ボルトやマイクロメータヘッドを用いた調整方法や圧電素子を用いた調整方法、油圧・空圧シリンダ等を用いた方法が使用できる。また、可変ブロックは複数個の部品を連結していてもよい。塗料の種類や塗布条件について、大きく変形する事が可能になり、より広い範囲に対応することができ、塗布装置の汎用性が高まるからである。
【００６２】
交換ブロック２２には、塗料をマニホールドに供給するための供給口１３ｂが形成されていてもよい。背景技術で説明した塗布ノズル１１０（図１２参照）のように、複数のブロック間に塗料をマニホールドへ供給するための供給口を形成すると、ブロックの組み付けの状態によっては供給口の大きさが変化し、塗料を安定して供給することが困難となるおそれがある。一方、上述したように塗料をマニホールドに供給するための供給口を交換ブロック２２に形成すると、供給口の大きさが変化しないため、塗料を安定して供給することができるようになる。なお、前記供給口の開口径は、例えば６〜３０ｍｍとすればよい。
【００６３】
また、マニホールド１５内の角部および隅部が、曲面形状に形成されていてもよい。マニホールド内の塗料の滞留を防止できるからである。なお、この場合、前記角部および前記隅部の曲率半径は、例えば１〜１０ｍｍとすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の塗布装置は、連続走行する集電体に活物質塗料を塗布する塗布装置や基板に対しノズルが平行に走行しながら塗布する塗布装置などに好適に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る塗布装置の断面図
【図２】同実施の形態に係る塗布装置の斜視図
【図３】図２に示す塗布装置の分解斜視図
【図４】本発明の実施の形態２に係る塗布装置の断面図
【図５】同実施の形態に係る塗布装置の斜視図
【図６】図２に示す塗布装置の分解斜視図
【図７】本発明の実施の形態１の解析例１−２の幅方向の塗布厚み分布の結果
【図８】本発明の実施の形態１の解析例１−４の幅方向の塗布厚み分布の結果
【図９】本発明の実施の形態２の解析例２−２の幅方向の塗布厚み分布の結果
【図１０】本発明の実施の形態２の解析例２−４の幅方向の塗布厚み分布の結果
【図１１】従来の塗布装置を用いた塗布装置の概略構成図
【図１２】従来の塗布装置の断面図と上面図
【図１３】従来の塗布装置の構成図
【符号の説明】
【００６６】
１０ ダイ
１１ ダイ上板
１２ ダイ下板
１３ｂ 供給口
１４ 塗料
１５ マニホールド
１６ スリット
１８ ダイ側板
２１ 可動ブロック
２１ａ〜２１ｅ 可動ブロック
２２ 交換ブロック
２３，２３ａ，２３ｂ 第１の駆動部（駆動手段）
２４，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ 第２の駆動部
Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄ，Ｄｅ 隙間
２７ 連結部
３０ 圧力センサ
５１ａ〜５１ｄ ボルト
５２ａ〜５２ｄ ナット
５３ スリット
５４ 薄肉部
５５ ピン
５６ａ，５６ｂ 傾斜面
５７ａ，５７ｂ 傾斜面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マニホールドに供給された塗料をスリットから吐出するダイを有するエクストルージョン型の塗布装置であって、
前記マニホールド内に着脱自在に取り付けられて前記塗料の流れを前記塗料の塗布幅方向に広げる流路を形成する流路調整ブロックを設け、
前記流路調整ブロックの形状を可変して前記流路の形状を変更する駆動手段を設けた
塗布装置。
【請求項２】
前記流路調整ブロックは、
前記マニホールドに塗料を供給する供給口の側の交換ブロックと、
前記交換ブロックよりも前記スリットの側に配設された可動ブロックと
で構成され、かつ、前記スリットへ続く流路の幅を可変するように前記可動ブロックを移動させる駆動手段を設けた
請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記可動ブロックを、
塗布幅方向に分割された複数のブロックで構成した
請求項２に記載の塗布装置。
【請求項４】
前記スリットを通過する塗料の圧力を測定するセンサを設けた
請求項１に記載の塗布装置。
【請求項５】
前記センサは、塗布幅方向に沿って複数設けた
請求項４に記載の塗布装置。
【請求項６】
マニホールドに供給された塗料をスリットから吐出するダイから塗布するに際し、
前記塗料の流れを前記塗料の塗布幅方向に広げる流路を形成する流路調整ブロックを前記マニホールド内に着脱自在に取り付け、
前記ダイの塗布幅方向の流量分布が小さくなるように駆動手段を運転して前記流路調整ブロックの形状を変更する
塗布方法。
【請求項１】
マニホールドに供給された塗料をスリットから吐出するダイを有するエクストルージョン型の塗布装置であって、
前記マニホールド内に着脱自在に取り付けられて前記塗料の流れを前記塗料の塗布幅方向に広げる流路を形成する流路調整ブロックを設け、
前記流路調整ブロックの形状を可変して前記流路の形状を変更する駆動手段を設けた
塗布装置。
【請求項２】
前記流路調整ブロックは、
前記マニホールドに塗料を供給する供給口の側の交換ブロックと、
前記交換ブロックよりも前記スリットの側に配設された可動ブロックと
で構成され、かつ、前記スリットへ続く流路の幅を可変するように前記可動ブロックを移動させる駆動手段を設けた
請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記可動ブロックを、
塗布幅方向に分割された複数のブロックで構成した
請求項２に記載の塗布装置。
【請求項４】
前記スリットを通過する塗料の圧力を測定するセンサを設けた
請求項１に記載の塗布装置。
【請求項５】
前記センサは、塗布幅方向に沿って複数設けた
請求項４に記載の塗布装置。
【請求項６】
マニホールドに供給された塗料をスリットから吐出するダイから塗布するに際し、
前記塗料の流れを前記塗料の塗布幅方向に広げる流路を形成する流路調整ブロックを前記マニホールド内に着脱自在に取り付け、
前記ダイの塗布幅方向の流量分布が小さくなるように駆動手段を運転して前記流路調整ブロックの形状を変更する
塗布方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−２７３９９７（Ｐ２００９−２７３９９７Ａ）
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２６５５３（Ｐ２００８−１２６５５３）
【出願日】平成２０年５月１４日（２００８．５．１４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１４日（２００８．５．１４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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