JP3965517B2 - 間欠塗工装置及びその塗工方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フープ材、金属膜、金網、布帛、フィルム等の長尺状のウエブに塗工液を間欠塗工するリバースコータ型の間欠塗工装置及びその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スパイラル電極型リチウム電池などの電池の量産に関しては、電池の集電体となる銅箔やアルミニウム箔の帯状のフープ材をウエブとし、電極活物質を主体とするスラリー合剤を塗工液として塗工する。この場合に、ウエブの例えば３０ｃｍの区間に塗工液を一定の厚みで塗布し、続く５ｃｍの区間には塗工液を全く塗布しないというように、ウエブに対して所定長さの塗工区間と未塗工区間とを交互に形成する。
【０００３】
このような間欠塗工を実現するリバースコータ型の間欠塗工装置として、従来より次のような発明が提案されている（特公平７−５５３０４号）。
【０００４】
この間欠塗工装置１００は、図９に示すように、バッキングロール（以下、Ｂロールという）１０２と、コーティングロール（以下、Ｃロールという）１０４と、コンマ型のドクターロール（以下、Ｄロールという）１０６とを有し、Ｃロール１０４とＤロール１０６との間に塗工液を溜めるための液ダム１０８が設けられている。
【０００５】
この間欠塗工装置１００によって塗工区間２を形成する場合は、図９の実線に示すように、Ｂロール１０２によってウエブ１を搬送させ、Ｄロール１０６によってＣロール１０４の外周面に塗工液を塗布し、Ｂロール１０２とＣロール１０４とが接触する転写位置でウエブ１に塗工液を転写して、塗工区間２を形成している。
【０００６】
未塗工区間３を形成する場合には、図９の点線に示すように、Ｄロール１０６をＣロール１０４に対して近付けて塗工液が液ダム１０８から出るのを規制して塗工膜を薄くした後、この薄い塗工膜の部分が転写位置に回転した時にＢロール１０２をＣロール１０４から離すことにより、未塗工区間３を形成する。なお、Ｃロール１０４の表面の薄い塗工膜１７０はクリーニングブレード１１０によって掻き落とす。
【０００７】
未塗工区間３の形成が終わった後は、図９の実線に示すように、Ｂロール１０２をＣロール１０４に再び近付けると共に、Ｄロール１０６を上昇させて塗工に必要なギャップを形成する。これによって、塗工区間２が再び形成される。
【０００８】
以上の動作を繰り返すことにより、ウエブ１に塗工区間２と未塗工区間３とを交互に形成することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の間欠塗工装置１００においては、次のような問題点がある。
【００１０】
第１の問題点は、未塗工区間３を形成する場合にＢロール１０２をＣロール１０４に対して離す方向に移動させるが、この時に、Ｃロール１０４の表面の塗工膜がＢロール１０２によって吸い寄せられ盛り上がり部分１５０が発生する。そのため、図１０に示すようにこの盛り上がり部分をウエブ１に転写すると、ウエブ１の塗工厚みの一部が厚くなり、ウエブ１の塗工面にも盛り上がり部分１６０が発生するという問題点がある。
【００１１】
第２の問題点は、未塗工区間３を形成する場合に、Ｄロール１０６を移動させ、Ｂロール１０２も移動させる必要があるため、間欠塗工装置１００の構造が大掛かりになり、また、迅速に未塗工区間３を形成することができないという問題点がある。すなわち、未塗工区間３の長さが前記したように５ｃｍ程度あれば、この間欠塗工装置１００によって未塗工区間を形成することができるが、最近の間欠塗工においては、未塗工区間３の長さが１ｍｍから１０ｍｍ程度の長さが要求され、間欠塗工装置１００においては、このような短い未塗工区間の長さを形成することは困難である。
【００１２】
第３の問題点は、Ｃロール１０４の表面の薄い塗工膜１７０を掻き落とすためのクリーニングブレード１１０が必要であることである。
【００１３】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、塗工区間において盛り上がり部分が発生せず、かつ、装置の構造が簡単で未塗工区間の長さを短くすることができる間欠塗工装置及びその塗工方法を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ウエブを搬送するバッキングロールと、前記バッキングロールによって搬送される前記ウエブに転写位置で接触するコーティングロールと、前記コーティングロールの周面に塗工液を塗工するドクターロールと、前記コーティングロールと前記バッキングロールの回転を制御する制御装置と、を有し、前記ドクターロールによって前記コーティングロールの周面上の塗工位置へ塗工された塗工液を前記転写位置で前記ウエブに転写する間欠塗工装置において、前記制御装置は、前記ウエブの片面に塗工区間を形成する場合は、前記転写点において前記コーティングロールと前記バッキングロールとを反対方向に回転させ、前記ウエブの片面に未塗工区間を形成する場合は、前記コーティングロールを停止させると共に前記バッキングロールのみを回転させ、そのコーティングロールの停止位置は、前記コーティングロールの前回の停止によって前記塗工位置に発生した塗工液の盛り上がり部分が、前記転写位置に回転移動した時に前記コーティングロールを停止させることを特徴とする間欠塗工装置である。
【００１５】
請求項２の発明は、前記制御装置は、前記コーティングロールを回転速度ＶＣとし、前記バッキングロールを回転速度ＶＢとし、前記塗工位置から前記転写位置までの前記コーティングロールの周面上の長さをＭとし、前記塗工位置から前記転写位置まで前記コーティングロールが回転する間に形成される塗工区間の数をＰとし、塗工区間の長さをＬとした場合に、
ＶＣ／ＶＢ＝Ｍ／（Ｐ×Ｌ）
となるように前記コーティングロールと前記バッキングロールを回転させることを特徴とする請求項１記載の間欠塗工装置である。
【００１６】
請求項３の発明は、前記ドクターロールが、断面形状がコンマ型であることを特徴とする請求項１または２記載の間欠塗工装置である。
【００１７】
請求項４の発明は、ウエブを搬送するバッキングロールと、前記バッキングロールによって搬送される前記ウエブに転写位置で接触するコーティングロールと、前記コーティングロールの周面に塗工液を塗工するドクターロールと、を有し、前記ドクターロールによって前記コーティングロールの周面上の塗工位置へ塗工された塗工液を前記転写位置で前記ウエブに転写する間欠塗工装置の塗工方法において、前記ウエブの片面に塗工区間を形成する場合は、前記転写点において前記コーティングロールと前記バッキングロールとを反対方向に回転させ、前記ウエブの片面に未塗工区間を形成する場合は、前記コーティングロールを停止させると共に前記バッキングロールのみを回転させ、そのコーティングロールの停止位置は、前記コーティングロールの前回の停止によって前記塗工位置に発生した塗工液の盛り上がり部分が、前記転写位置に回転移動した時に前記コーティングロールを停止させることを特徴とする間欠塗工装置の塗工方法である。
【００１８】
請求項５の発明は、ウエブを搬送するバッキングロールと、前記バッキングロールによって搬送される前記ウエブに転写位置で接触するコーティングロールと、前記コーティングロールの周面に塗工液を塗工するドクターロールと、前記コーティングロールと前記バッキングロールの回転を制御するコンピュータよりなる制御装置と、を有し、前記ドクターロールによって前記コーティングロールの周面上の塗工位置へ塗工された塗工液を前記転写位置で前記ウエブに転写する間欠塗工装置の塗工方法を実現する前記制御装置に記憶されるプログラムにおいて、前記プログラムは、前記ウエブの片面に塗工区間を形成する場合は、前記転写点において前記コーティングロールと前記バッキングロールとを反対方向に回転させる機能と、前記ウエブの片面に未塗工区間を形成する場合は、前記コーティングロールを停止させると共に前記バッキングロールのみを回転させ、そのコーティングロールの停止位置は、前記コーティングロールの前回の停止によって前記塗工位置に発生した塗工液の盛り上がり部分が、前記転写位置に回転移動した時に前記コーティングロールを停止させる機能と、を実現することを特徴とするプログラムである。
【００１９】
【作 用】
本発明の間欠塗工装置において塗工を行う場合について説明する。
【００２０】
ウエブの片面に塗工区間を形成する場合は、転写点においてコーティングロールとバッキングロールとを反対方向に回転させる。
【００２１】
また、ウエブの片面に未塗工区間を形成する場合は、コーティングロールを停止させると共にバッキングロールのみを回転させ、そのコーティングロールの停止位置は、コーティングロールの前回の停止によって塗工位置に発生した塗工液の盛り上がり部分が、転写位置に回転移動した時にコーティングロールを停止させる。
【００２２】
この間欠塗工装置であると、未塗工区間を形成する場合にコーティングロールを停止させるだけであるため、構造が簡単となり、短い未塗工区間を形成できる。
【００２３】
また、塗工区間の始端と終端の位置において塗工液の盛り上がり部分が来るため、塗工区間の始端と終端において、塗工厚さが薄くなったり盛り上がったりすることがない。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例の間欠塗工装置１０について、図１から図９に基づいて説明する。
【００２５】
（１）間欠塗工装置１０の構造
図１は、リバースコータ型の間欠塗工装置１０の構造の説明図である。
【００２６】
図１に示すように、直径ｄＢのバッキングロール（以下、Ｂロールという）１２によってウエブ１が速度ＶＢによって搬送される。
【００２７】
このＢロール１２の側方には、直径ｄＣのコーティングロール（以下、Ｃロールという）１４が配され、転写位置ＦでＢロール１２とウエブ１を介して接触している。そして、Ｃロール１４の回転方向とＢロール１２の回転方向とは、転写位置Ｆで反対方向であり、図１においては、Ｃロール１４は時計回りの方向に回転速度ＶＣで回転し、Ｂロール１２も時計回りの方向に回転速度ＶＢで回転する。
【００２８】
Ｃロール１４の上方には、断面形状がコンマ型のドクターロール（以下、Ｄロールという）１６が配されており、このＤロール１６とＣロール１４の後方には、塗工液を溜めるための液ダム１８が配されている。この液ダム１８は、プレート１９によって塗工液が溜まる空間を形成している。
【００２９】
断面コンマ型のＤロール１６のエッジ２０がＢロール１２に対し、所定の隙間を介して位置し、このエッジ２０の部分で剪断圧力がかかり、回転するＣロール１４に対し液ダム１８に溜められている塗工液がＣロール１４の表面に所定の厚さで塗工される。以下、このエッジ２０によって塗工液が塗工されるＣロール１４の位置を塗工位置Ｇという。このＤロール１６は、エッジ２０がＣロール１４に対して塗工厚さだけ離れた位置で固定された状態となり、塗工中は移動や回転はしない。
【００３０】
次に、以下の説明中で登場する用語の定義を行う。
【００３１】
図１に示すように、Ｃロール１４における塗工位置Ｇと転写位置Ｆのなす角度、すなわち、転写位置ＦとＣロール１４の中心点Ｏと塗工位置Ｇとをなす角度を塗工液存在角度θ（°）といい、この塗工液存在角度θに対するＣロール１４の周面上に沿った距離を塗工液存在距離Ｍという。すなわち、
Ｍ＝π×ｄＣ×θ／３６０ ・・・（１）
の関係がある。
【００３２】
（２）間欠塗工装置１０の制御系統の構造
図２は、間欠塗工装置１０の制御系統の構造を示すブロック図である。
【００３３】
図２に示すように、Ｂロール１２を回転させるＢロールモータ２２と、Ｃロール１４を回転させるＣロールモータ２４が制御部２６に接続され、この制御部２６には操作部２８が設けられている。
【００３４】
制御部２６は、パーソナルコンピュータなどのコンピュータより構成され、操作部２８としてはキーボードやマウスなどが該当する。この制御部２６は、ＣＰＵ、メモリ、ハードディスクなどより構成され、（４）で説明する間欠塗工装置１０の制御方法は、このコンピュータよりなる制御部２６に記憶されたプログラムによって実現することができる。
【００３５】
（３）間欠塗工装置１０の比較例の説明
本実施例の間欠塗工装置１０においては、図３に示すようにウエブ１の片面に塗工長さＬの塗工区間２を形成する場合にはＢロール１２とＣロール１４を共に回転させ、未塗工長さＮの未塗工区間３を形成する場合にはＢロール１２のみを回転させＣロール１４は停止させる。
【００３６】
しかしながら、単にＣロール１４を停止させて未塗工区間３を形成するものでなく、（４）で示す制御を行って未塗工区間３を形成している。以下、その理由を図５に示す比較例を用いて説明する。
【００３７】
図５は、比較例における転写位置Ｆの拡大図である。
【００３８】
図５（ａ）に示すように、塗工区間２を形成する場合には、Ｃロール１４の表面に塗工された塗工液がＢロール１２によって搬送されるウエブ１に転写されて、所定の厚みで塗工層が形成される。
【００３９】
ところで、Ｃロール１４を停止させると、Ｄロール１６の塗工位置Ｇで盛り上がり部分６が発生し、この盛り上がり部分６が図５（ｂ）に示すように、そのままウエブ１の表面に転写されることとなるため、図５（ｃ）に示すように塗工区間２の一部に盛り上がり部分８２が発生するという問題点がある。
【００４０】
ここで、Ｃロール１４を停止させると、Ｄロール１６の塗工位置Ｇで盛り上がり部分６がなぜ発生するかを説明する。Ｃロール１４が回転中はウエブ１の表面に塗工液が均一に塗工される。しかし、Ｃロール１４が停止して再び回転を始めると、エッジ２０付近にある塗工液の流動性と液圧によって盛り上がり部分６が発生する。
【００４１】
そして、図５（ｄ）に示すように、未塗工区間３を形成する場合には、Ｃロール１４のみを停止させるため、ウエブ１の塗工区間２の終端の位置が、Ｃロール１４の表面をこするような状態であるワイプ効果によって、塗工区間２の終端の形状が斜面８４となるという問題点がある。
【００４２】
また、Ｃロール１４の表面をこするようになるため、Ｃロール１４に塗工されている塗工液の厚さも薄くなって斜面８８となるため、塗工区間２の始端の位置も、図５（ｅ）に示すように斜面８６となるという問題点がある。
【００４３】
以上の問題点があるため、単にＣロール１４を未塗工区間３を形成する時に停止させるだけでは均一な塗工厚さを有する塗工区間２を形成できない。
【００４４】
そこで、本出願人はこの３つの問題点を解決するために、次のような制御方法を行っている。
【００４５】
（４）間欠塗工装置１０の本実施例の制御方法
以下、本実施例の制御方法について図３、４、６、７に基づいて説明する。
【００４６】
前記したように、図６のフローチャートに基づいてその制御方法を簡単に説明する。
【００４７】
ステップＳ１において、ウエブ１の片面に塗工長さＬの塗工区間２を形成する場合にはＢロール１２とＣロール１４を共に回転させる。
【００４８】
ステップＳ２において、未塗工長さＮの未塗工区間３を形成するためにＢロール１２のみを回転させて、Ｃロール１４はｔＣ秒停止させる。
【００４９】
そして、このステップ１，２を繰り返す。
【００５０】
ところが上記したように、Ｃロール１４を停止させた場合には、塗工位置Ｇで盛り上がり部分が発生する。また、塗工区間２においてはその始端と終端とで傾斜面が発生する。
【００５１】
そこで、本発明はこの２点に着目し、塗工位置Ｇで発生した盛り上がり部分６が、塗工区間２の終端４と始端５の位置に来るようにし、図４に示すように、塗工区間２２の終端４と始端５における傾斜面に盛り上がり部分６が塗工されて、塗工区間２の終端４と始端５の位置が略直角になるいわゆる崖形状になるようにする。
【００５２】
このようにすることで、塗工区間２の端部における傾斜面や盛り上がり部分が発生することがない。
【００５３】
この制御方法を具体的に実現するために、すなわち、塗工位置Ｇで発生した盛り上がり部分６が、塗工区間２の終端４と始端５の位置に来るようにするために、制御部２６は、下記の（２）式を満たすように制御を行う。
【００５４】
ＶＣ／ＶＢ＝Ｍ／（Ｐ×Ｌ） ・・・（２）
但し、ＶＣはＣロール１４の回転速度をいい、ＶＢはＢロール１２の回転速度をいい、Ｐは塗工位置Ｇから転写位置ＦまでＣロール１４が回転する間に形成される塗工区間２の数をいい、Ｍは塗工液存在距離をいい、Ｌは塗工区間２の塗工長さをいう。
【００５５】
この（２）式を満足するようにＣロール１４とＢロール１２の回転を制御部２６が制御した場合の転写点Ｆの付近の状態を図７に基づいて説明する。
【００５６】
まず、Ｃロール１４とＢロール１２が回転中においては、図７（ａ）に示すように、Ｃロール１４における均一な塗工厚さの部分によって、均一な塗工厚さの塗工区間２が形成される。
【００５７】
次に、Ｃロール１４が停止する直前では、図７（ｂ）に示すように、Ｃロール１４における盛り上がり部分６が転写点Ｆに近づき、ワイプ効果によって斜面になろうとている終端４に盛り上がり部分６が転写される。
【００５８】
そして、Ｃロール１４が停止すると、Ｂロール１２のみが回転するために、図７（ｃ）に示すように、塗工区間２の終端は盛り上がり部分６が転写され崖形状となり、また、それ以降のウエブ１の表面はＣロール１４に当たり、未塗工区間３が形成される。この未塗工区間３の未塗工長さＮは、Ｃロール１４の停止時間ｔＣ（秒）で決まり、停止時間ｔＣ（秒）を短くすれば未塗工区間３の未塗工長さＮも短くなり、従来実現できなかった１０ｍｍ以下の未塗工区間３を形成できる。すなわち、
Ｎ＝ｔＣ×ＶＢ ・・・（３）
の関係があるからである。
【００５９】
一方、Ｃロール１４の塗工層の終端は盛り上がり部分６が、まだ残った状態で停止している。
【００６０】
再び、Ｃロール１４が回転を始めると、図７（ｄ）に示すように、塗工区間２の始端５の位置では、Ｃロール１４によるワイプ効果の斜面に盛り上がり部分６が塗工されて崖形状となる。
【００６１】
そして、Ｃロール１４とＢロール１２が共に回転中においては、図７（ｅ）に示すように、Ｃロール１４における均一な塗工厚さの部分によって塗工区間２が形成される。この塗工区間２の塗工長さＬは、Ｃロール１４の回転時間によって設定できる。
【００６２】
図８に示す表が、本実施例の制御方法によって実験した結果であり、この表における数値は、左側から塗工区間２の塗工長さＬ、未塗工区間３の未塗工長さＮ、Ｂロール１２とＣロール１４の回転速度、Ｃロール１４の停止時間ｔＣ、Ｃロール１４の直径ｄＣ、塗工長さ角度θ、塗工距離Ｍ、パターン数Ｐ、Ｃロール１４とＢロール１２の回転速度の比、Ｂロール１２の直径ｄＢ、Ｃロール１４が停止している間にＢロール１２が回転する走行角度γを示している。この表によると、未塗工長さＮが２ｍｍとなり、従来実現し得なかった未塗工区間３の長さを実現することができる。
【００６３】
なお、実験結果は示さないが、未塗工長さＮが１〜１０ｍｍを形成する場合は、Ｂロール１２の直径ｄＢとしては、５０〜３００ｍｍぐらいまで実施可能であり、Ｃロール１４の直径ｄＣとしても、５０〜３００ｍｍぐらいまで実施可能である。また、回転速度（ウエブの搬送速度）ＶＢとしては、０．１ｍ／分の低速から５０ｍ／分の高速まで実施可能である。
【００６４】
以上により、本実施例の間欠塗工装置１０であると、従来技術の間欠塗工装置１００とは異なり、Ｃロール１４のみを停止させる構造であるため、制御部２６がＣロール１４の回転を停止させる時間を短くすることができ、これによって未塗工区間３の未塗工長さＮを短くすることができ、例えば１ｍｍから１０ｍｍの長さとするができる。また、塗工速度を上げることができる。
【００６５】
また、Ｂロール１２をＣロール１４に接触したままなので、Ｃロール１４上に従来発生していた転写されない液が残らず、クリーニングブレードも不要となる。
【００６６】
さらに、Ｂロール１２を移動させないため、ウエブ１に対する張力変動がなくウエブ１を安定して走行させることができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上により本発明であると、Ｃロールのみを停止させる構造であるため、間欠塗工装置の構造を簡単にすることができる。
【００６８】
また、未塗工区間の長さを短くすることができる。
【００６９】
さらに、塗工区間における盛り上がり部分を防止し、かつ、端部が崖形状となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す間欠塗工装置の説明図である。
【図２】同じく電気系統のブロック図である。
【図３】ウエブに間欠塗工を行った場合の側面図である。
【図４】図３における拡大図である。
【図５】比較例における転写位置Ｆの拡大図である。
【図６】本実施例の制御方法のフローチャートである。
【図７】本実施例における転写位置Ｆの拡大図である。
【図８】本実施例における実験結果を示す表の図である。
【図９】従来の間欠塗工装置の説明図である。
【図１０】従来の間欠塗工装置において間欠塗工をする時の拡大図である。
【符号の説明】
１０ 間欠塗工装置
１２ Ｂロール
１４ Ｃロール
１６ Ｄロール
１８ 液ダム
２０ エッジ
２２ Ｂロールモータ
２４ Ｃロールモータ
２６ 制御部
２８ 操作部
【発明の属する技術分野】
本発明は、フープ材、金属膜、金網、布帛、フィルム等の長尺状のウエブに塗工液を間欠塗工するリバースコータ型の間欠塗工装置及びその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スパイラル電極型リチウム電池などの電池の量産に関しては、電池の集電体となる銅箔やアルミニウム箔の帯状のフープ材をウエブとし、電極活物質を主体とするスラリー合剤を塗工液として塗工する。この場合に、ウエブの例えば３０ｃｍの区間に塗工液を一定の厚みで塗布し、続く５ｃｍの区間には塗工液を全く塗布しないというように、ウエブに対して所定長さの塗工区間と未塗工区間とを交互に形成する。
【０００３】
このような間欠塗工を実現するリバースコータ型の間欠塗工装置として、従来より次のような発明が提案されている（特公平７−５５３０４号）。
【０００４】
この間欠塗工装置１００は、図９に示すように、バッキングロール（以下、Ｂロールという）１０２と、コーティングロール（以下、Ｃロールという）１０４と、コンマ型のドクターロール（以下、Ｄロールという）１０６とを有し、Ｃロール１０４とＤロール１０６との間に塗工液を溜めるための液ダム１０８が設けられている。
【０００５】
この間欠塗工装置１００によって塗工区間２を形成する場合は、図９の実線に示すように、Ｂロール１０２によってウエブ１を搬送させ、Ｄロール１０６によってＣロール１０４の外周面に塗工液を塗布し、Ｂロール１０２とＣロール１０４とが接触する転写位置でウエブ１に塗工液を転写して、塗工区間２を形成している。
【０００６】
未塗工区間３を形成する場合には、図９の点線に示すように、Ｄロール１０６をＣロール１０４に対して近付けて塗工液が液ダム１０８から出るのを規制して塗工膜を薄くした後、この薄い塗工膜の部分が転写位置に回転した時にＢロール１０２をＣロール１０４から離すことにより、未塗工区間３を形成する。なお、Ｃロール１０４の表面の薄い塗工膜１７０はクリーニングブレード１１０によって掻き落とす。
【０００７】
未塗工区間３の形成が終わった後は、図９の実線に示すように、Ｂロール１０２をＣロール１０４に再び近付けると共に、Ｄロール１０６を上昇させて塗工に必要なギャップを形成する。これによって、塗工区間２が再び形成される。
【０００８】
以上の動作を繰り返すことにより、ウエブ１に塗工区間２と未塗工区間３とを交互に形成することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の間欠塗工装置１００においては、次のような問題点がある。
【００１０】
第１の問題点は、未塗工区間３を形成する場合にＢロール１０２をＣロール１０４に対して離す方向に移動させるが、この時に、Ｃロール１０４の表面の塗工膜がＢロール１０２によって吸い寄せられ盛り上がり部分１５０が発生する。そのため、図１０に示すようにこの盛り上がり部分をウエブ１に転写すると、ウエブ１の塗工厚みの一部が厚くなり、ウエブ１の塗工面にも盛り上がり部分１６０が発生するという問題点がある。
【００１１】
第２の問題点は、未塗工区間３を形成する場合に、Ｄロール１０６を移動させ、Ｂロール１０２も移動させる必要があるため、間欠塗工装置１００の構造が大掛かりになり、また、迅速に未塗工区間３を形成することができないという問題点がある。すなわち、未塗工区間３の長さが前記したように５ｃｍ程度あれば、この間欠塗工装置１００によって未塗工区間を形成することができるが、最近の間欠塗工においては、未塗工区間３の長さが１ｍｍから１０ｍｍ程度の長さが要求され、間欠塗工装置１００においては、このような短い未塗工区間の長さを形成することは困難である。
【００１２】
第３の問題点は、Ｃロール１０４の表面の薄い塗工膜１７０を掻き落とすためのクリーニングブレード１１０が必要であることである。
【００１３】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、塗工区間において盛り上がり部分が発生せず、かつ、装置の構造が簡単で未塗工区間の長さを短くすることができる間欠塗工装置及びその塗工方法を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ウエブを搬送するバッキングロールと、前記バッキングロールによって搬送される前記ウエブに転写位置で接触するコーティングロールと、前記コーティングロールの周面に塗工液を塗工するドクターロールと、前記コーティングロールと前記バッキングロールの回転を制御する制御装置と、を有し、前記ドクターロールによって前記コーティングロールの周面上の塗工位置へ塗工された塗工液を前記転写位置で前記ウエブに転写する間欠塗工装置において、前記制御装置は、前記ウエブの片面に塗工区間を形成する場合は、前記転写点において前記コーティングロールと前記バッキングロールとを反対方向に回転させ、前記ウエブの片面に未塗工区間を形成する場合は、前記コーティングロールを停止させると共に前記バッキングロールのみを回転させ、そのコーティングロールの停止位置は、前記コーティングロールの前回の停止によって前記塗工位置に発生した塗工液の盛り上がり部分が、前記転写位置に回転移動した時に前記コーティングロールを停止させることを特徴とする間欠塗工装置である。
【００１５】
請求項２の発明は、前記制御装置は、前記コーティングロールを回転速度ＶＣとし、前記バッキングロールを回転速度ＶＢとし、前記塗工位置から前記転写位置までの前記コーティングロールの周面上の長さをＭとし、前記塗工位置から前記転写位置まで前記コーティングロールが回転する間に形成される塗工区間の数をＰとし、塗工区間の長さをＬとした場合に、
ＶＣ／ＶＢ＝Ｍ／（Ｐ×Ｌ）
となるように前記コーティングロールと前記バッキングロールを回転させることを特徴とする請求項１記載の間欠塗工装置である。
【００１６】
請求項３の発明は、前記ドクターロールが、断面形状がコンマ型であることを特徴とする請求項１または２記載の間欠塗工装置である。
【００１７】
請求項４の発明は、ウエブを搬送するバッキングロールと、前記バッキングロールによって搬送される前記ウエブに転写位置で接触するコーティングロールと、前記コーティングロールの周面に塗工液を塗工するドクターロールと、を有し、前記ドクターロールによって前記コーティングロールの周面上の塗工位置へ塗工された塗工液を前記転写位置で前記ウエブに転写する間欠塗工装置の塗工方法において、前記ウエブの片面に塗工区間を形成する場合は、前記転写点において前記コーティングロールと前記バッキングロールとを反対方向に回転させ、前記ウエブの片面に未塗工区間を形成する場合は、前記コーティングロールを停止させると共に前記バッキングロールのみを回転させ、そのコーティングロールの停止位置は、前記コーティングロールの前回の停止によって前記塗工位置に発生した塗工液の盛り上がり部分が、前記転写位置に回転移動した時に前記コーティングロールを停止させることを特徴とする間欠塗工装置の塗工方法である。
【００１８】
請求項５の発明は、ウエブを搬送するバッキングロールと、前記バッキングロールによって搬送される前記ウエブに転写位置で接触するコーティングロールと、前記コーティングロールの周面に塗工液を塗工するドクターロールと、前記コーティングロールと前記バッキングロールの回転を制御するコンピュータよりなる制御装置と、を有し、前記ドクターロールによって前記コーティングロールの周面上の塗工位置へ塗工された塗工液を前記転写位置で前記ウエブに転写する間欠塗工装置の塗工方法を実現する前記制御装置に記憶されるプログラムにおいて、前記プログラムは、前記ウエブの片面に塗工区間を形成する場合は、前記転写点において前記コーティングロールと前記バッキングロールとを反対方向に回転させる機能と、前記ウエブの片面に未塗工区間を形成する場合は、前記コーティングロールを停止させると共に前記バッキングロールのみを回転させ、そのコーティングロールの停止位置は、前記コーティングロールの前回の停止によって前記塗工位置に発生した塗工液の盛り上がり部分が、前記転写位置に回転移動した時に前記コーティングロールを停止させる機能と、を実現することを特徴とするプログラムである。
【００１９】
【作 用】
本発明の間欠塗工装置において塗工を行う場合について説明する。
【００２０】
ウエブの片面に塗工区間を形成する場合は、転写点においてコーティングロールとバッキングロールとを反対方向に回転させる。
【００２１】
また、ウエブの片面に未塗工区間を形成する場合は、コーティングロールを停止させると共にバッキングロールのみを回転させ、そのコーティングロールの停止位置は、コーティングロールの前回の停止によって塗工位置に発生した塗工液の盛り上がり部分が、転写位置に回転移動した時にコーティングロールを停止させる。
【００２２】
この間欠塗工装置であると、未塗工区間を形成する場合にコーティングロールを停止させるだけであるため、構造が簡単となり、短い未塗工区間を形成できる。
【００２３】
また、塗工区間の始端と終端の位置において塗工液の盛り上がり部分が来るため、塗工区間の始端と終端において、塗工厚さが薄くなったり盛り上がったりすることがない。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例の間欠塗工装置１０について、図１から図９に基づいて説明する。
【００２５】
（１）間欠塗工装置１０の構造
図１は、リバースコータ型の間欠塗工装置１０の構造の説明図である。
【００２６】
図１に示すように、直径ｄＢのバッキングロール（以下、Ｂロールという）１２によってウエブ１が速度ＶＢによって搬送される。
【００２７】
このＢロール１２の側方には、直径ｄＣのコーティングロール（以下、Ｃロールという）１４が配され、転写位置ＦでＢロール１２とウエブ１を介して接触している。そして、Ｃロール１４の回転方向とＢロール１２の回転方向とは、転写位置Ｆで反対方向であり、図１においては、Ｃロール１４は時計回りの方向に回転速度ＶＣで回転し、Ｂロール１２も時計回りの方向に回転速度ＶＢで回転する。
【００２８】
Ｃロール１４の上方には、断面形状がコンマ型のドクターロール（以下、Ｄロールという）１６が配されており、このＤロール１６とＣロール１４の後方には、塗工液を溜めるための液ダム１８が配されている。この液ダム１８は、プレート１９によって塗工液が溜まる空間を形成している。
【００２９】
断面コンマ型のＤロール１６のエッジ２０がＢロール１２に対し、所定の隙間を介して位置し、このエッジ２０の部分で剪断圧力がかかり、回転するＣロール１４に対し液ダム１８に溜められている塗工液がＣロール１４の表面に所定の厚さで塗工される。以下、このエッジ２０によって塗工液が塗工されるＣロール１４の位置を塗工位置Ｇという。このＤロール１６は、エッジ２０がＣロール１４に対して塗工厚さだけ離れた位置で固定された状態となり、塗工中は移動や回転はしない。
【００３０】
次に、以下の説明中で登場する用語の定義を行う。
【００３１】
図１に示すように、Ｃロール１４における塗工位置Ｇと転写位置Ｆのなす角度、すなわち、転写位置ＦとＣロール１４の中心点Ｏと塗工位置Ｇとをなす角度を塗工液存在角度θ（°）といい、この塗工液存在角度θに対するＣロール１４の周面上に沿った距離を塗工液存在距離Ｍという。すなわち、
Ｍ＝π×ｄＣ×θ／３６０ ・・・（１）
の関係がある。
【００３２】
（２）間欠塗工装置１０の制御系統の構造
図２は、間欠塗工装置１０の制御系統の構造を示すブロック図である。
【００３３】
図２に示すように、Ｂロール１２を回転させるＢロールモータ２２と、Ｃロール１４を回転させるＣロールモータ２４が制御部２６に接続され、この制御部２６には操作部２８が設けられている。
【００３４】
制御部２６は、パーソナルコンピュータなどのコンピュータより構成され、操作部２８としてはキーボードやマウスなどが該当する。この制御部２６は、ＣＰＵ、メモリ、ハードディスクなどより構成され、（４）で説明する間欠塗工装置１０の制御方法は、このコンピュータよりなる制御部２６に記憶されたプログラムによって実現することができる。
【００３５】
（３）間欠塗工装置１０の比較例の説明
本実施例の間欠塗工装置１０においては、図３に示すようにウエブ１の片面に塗工長さＬの塗工区間２を形成する場合にはＢロール１２とＣロール１４を共に回転させ、未塗工長さＮの未塗工区間３を形成する場合にはＢロール１２のみを回転させＣロール１４は停止させる。
【００３６】
しかしながら、単にＣロール１４を停止させて未塗工区間３を形成するものでなく、（４）で示す制御を行って未塗工区間３を形成している。以下、その理由を図５に示す比較例を用いて説明する。
【００３７】
図５は、比較例における転写位置Ｆの拡大図である。
【００３８】
図５（ａ）に示すように、塗工区間２を形成する場合には、Ｃロール１４の表面に塗工された塗工液がＢロール１２によって搬送されるウエブ１に転写されて、所定の厚みで塗工層が形成される。
【００３９】
ところで、Ｃロール１４を停止させると、Ｄロール１６の塗工位置Ｇで盛り上がり部分６が発生し、この盛り上がり部分６が図５（ｂ）に示すように、そのままウエブ１の表面に転写されることとなるため、図５（ｃ）に示すように塗工区間２の一部に盛り上がり部分８２が発生するという問題点がある。
【００４０】
ここで、Ｃロール１４を停止させると、Ｄロール１６の塗工位置Ｇで盛り上がり部分６がなぜ発生するかを説明する。Ｃロール１４が回転中はウエブ１の表面に塗工液が均一に塗工される。しかし、Ｃロール１４が停止して再び回転を始めると、エッジ２０付近にある塗工液の流動性と液圧によって盛り上がり部分６が発生する。
【００４１】
そして、図５（ｄ）に示すように、未塗工区間３を形成する場合には、Ｃロール１４のみを停止させるため、ウエブ１の塗工区間２の終端の位置が、Ｃロール１４の表面をこするような状態であるワイプ効果によって、塗工区間２の終端の形状が斜面８４となるという問題点がある。
【００４２】
また、Ｃロール１４の表面をこするようになるため、Ｃロール１４に塗工されている塗工液の厚さも薄くなって斜面８８となるため、塗工区間２の始端の位置も、図５（ｅ）に示すように斜面８６となるという問題点がある。
【００４３】
以上の問題点があるため、単にＣロール１４を未塗工区間３を形成する時に停止させるだけでは均一な塗工厚さを有する塗工区間２を形成できない。
【００４４】
そこで、本出願人はこの３つの問題点を解決するために、次のような制御方法を行っている。
【００４５】
（４）間欠塗工装置１０の本実施例の制御方法
以下、本実施例の制御方法について図３、４、６、７に基づいて説明する。
【００４６】
前記したように、図６のフローチャートに基づいてその制御方法を簡単に説明する。
【００４７】
ステップＳ１において、ウエブ１の片面に塗工長さＬの塗工区間２を形成する場合にはＢロール１２とＣロール１４を共に回転させる。
【００４８】
ステップＳ２において、未塗工長さＮの未塗工区間３を形成するためにＢロール１２のみを回転させて、Ｃロール１４はｔＣ秒停止させる。
【００４９】
そして、このステップ１，２を繰り返す。
【００５０】
ところが上記したように、Ｃロール１４を停止させた場合には、塗工位置Ｇで盛り上がり部分が発生する。また、塗工区間２においてはその始端と終端とで傾斜面が発生する。
【００５１】
そこで、本発明はこの２点に着目し、塗工位置Ｇで発生した盛り上がり部分６が、塗工区間２の終端４と始端５の位置に来るようにし、図４に示すように、塗工区間２２の終端４と始端５における傾斜面に盛り上がり部分６が塗工されて、塗工区間２の終端４と始端５の位置が略直角になるいわゆる崖形状になるようにする。
【００５２】
このようにすることで、塗工区間２の端部における傾斜面や盛り上がり部分が発生することがない。
【００５３】
この制御方法を具体的に実現するために、すなわち、塗工位置Ｇで発生した盛り上がり部分６が、塗工区間２の終端４と始端５の位置に来るようにするために、制御部２６は、下記の（２）式を満たすように制御を行う。
【００５４】
ＶＣ／ＶＢ＝Ｍ／（Ｐ×Ｌ） ・・・（２）
但し、ＶＣはＣロール１４の回転速度をいい、ＶＢはＢロール１２の回転速度をいい、Ｐは塗工位置Ｇから転写位置ＦまでＣロール１４が回転する間に形成される塗工区間２の数をいい、Ｍは塗工液存在距離をいい、Ｌは塗工区間２の塗工長さをいう。
【００５５】
この（２）式を満足するようにＣロール１４とＢロール１２の回転を制御部２６が制御した場合の転写点Ｆの付近の状態を図７に基づいて説明する。
【００５６】
まず、Ｃロール１４とＢロール１２が回転中においては、図７（ａ）に示すように、Ｃロール１４における均一な塗工厚さの部分によって、均一な塗工厚さの塗工区間２が形成される。
【００５７】
次に、Ｃロール１４が停止する直前では、図７（ｂ）に示すように、Ｃロール１４における盛り上がり部分６が転写点Ｆに近づき、ワイプ効果によって斜面になろうとている終端４に盛り上がり部分６が転写される。
【００５８】
そして、Ｃロール１４が停止すると、Ｂロール１２のみが回転するために、図７（ｃ）に示すように、塗工区間２の終端は盛り上がり部分６が転写され崖形状となり、また、それ以降のウエブ１の表面はＣロール１４に当たり、未塗工区間３が形成される。この未塗工区間３の未塗工長さＮは、Ｃロール１４の停止時間ｔＣ（秒）で決まり、停止時間ｔＣ（秒）を短くすれば未塗工区間３の未塗工長さＮも短くなり、従来実現できなかった１０ｍｍ以下の未塗工区間３を形成できる。すなわち、
Ｎ＝ｔＣ×ＶＢ ・・・（３）
の関係があるからである。
【００５９】
一方、Ｃロール１４の塗工層の終端は盛り上がり部分６が、まだ残った状態で停止している。
【００６０】
再び、Ｃロール１４が回転を始めると、図７（ｄ）に示すように、塗工区間２の始端５の位置では、Ｃロール１４によるワイプ効果の斜面に盛り上がり部分６が塗工されて崖形状となる。
【００６１】
そして、Ｃロール１４とＢロール１２が共に回転中においては、図７（ｅ）に示すように、Ｃロール１４における均一な塗工厚さの部分によって塗工区間２が形成される。この塗工区間２の塗工長さＬは、Ｃロール１４の回転時間によって設定できる。
【００６２】
図８に示す表が、本実施例の制御方法によって実験した結果であり、この表における数値は、左側から塗工区間２の塗工長さＬ、未塗工区間３の未塗工長さＮ、Ｂロール１２とＣロール１４の回転速度、Ｃロール１４の停止時間ｔＣ、Ｃロール１４の直径ｄＣ、塗工長さ角度θ、塗工距離Ｍ、パターン数Ｐ、Ｃロール１４とＢロール１２の回転速度の比、Ｂロール１２の直径ｄＢ、Ｃロール１４が停止している間にＢロール１２が回転する走行角度γを示している。この表によると、未塗工長さＮが２ｍｍとなり、従来実現し得なかった未塗工区間３の長さを実現することができる。
【００６３】
なお、実験結果は示さないが、未塗工長さＮが１〜１０ｍｍを形成する場合は、Ｂロール１２の直径ｄＢとしては、５０〜３００ｍｍぐらいまで実施可能であり、Ｃロール１４の直径ｄＣとしても、５０〜３００ｍｍぐらいまで実施可能である。また、回転速度（ウエブの搬送速度）ＶＢとしては、０．１ｍ／分の低速から５０ｍ／分の高速まで実施可能である。
【００６４】
以上により、本実施例の間欠塗工装置１０であると、従来技術の間欠塗工装置１００とは異なり、Ｃロール１４のみを停止させる構造であるため、制御部２６がＣロール１４の回転を停止させる時間を短くすることができ、これによって未塗工区間３の未塗工長さＮを短くすることができ、例えば１ｍｍから１０ｍｍの長さとするができる。また、塗工速度を上げることができる。
【００６５】
また、Ｂロール１２をＣロール１４に接触したままなので、Ｃロール１４上に従来発生していた転写されない液が残らず、クリーニングブレードも不要となる。
【００６６】
さらに、Ｂロール１２を移動させないため、ウエブ１に対する張力変動がなくウエブ１を安定して走行させることができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上により本発明であると、Ｃロールのみを停止させる構造であるため、間欠塗工装置の構造を簡単にすることができる。
【００６８】
また、未塗工区間の長さを短くすることができる。
【００６９】
さらに、塗工区間における盛り上がり部分を防止し、かつ、端部が崖形状となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す間欠塗工装置の説明図である。
【図２】同じく電気系統のブロック図である。
【図３】ウエブに間欠塗工を行った場合の側面図である。
【図４】図３における拡大図である。
【図５】比較例における転写位置Ｆの拡大図である。
【図６】本実施例の制御方法のフローチャートである。
【図７】本実施例における転写位置Ｆの拡大図である。
【図８】本実施例における実験結果を示す表の図である。
【図９】従来の間欠塗工装置の説明図である。
【図１０】従来の間欠塗工装置において間欠塗工をする時の拡大図である。
【符号の説明】
１０ 間欠塗工装置
１２ Ｂロール
１４ Ｃロール
１６ Ｄロール
１８ 液ダム
２０ エッジ
２２ Ｂロールモータ
２４ Ｃロールモータ
２６ 制御部
２８ 操作部
Claims (5)
- ウエブを搬送するバッキングロールと、
前記バッキングロールによって搬送される前記ウエブに転写位置で接触するコーティングロールと、
前記コーティングロールの周面に塗工液を塗工するドクターロールと、
前記コーティングロールと前記バッキングロールの回転を制御する制御装置と、
を有し、
前記ドクターロールによって前記コーティングロールの周面上の塗工位置へ塗工された塗工液を前記転写位置で前記ウエブに転写する間欠塗工装置において、
前記制御装置は、
前記ウエブの片面に塗工区間を形成する場合は、前記転写点において前記コーティングロールと前記バッキングロールとを反対方向に回転させ、
前記ウエブの片面に未塗工区間を形成する場合は、前記コーティングロールを停止させると共に前記バッキングロールのみを回転させ、そのコーティングロールの停止位置は、前記コーティングロールの前回の停止によって前記塗工位置に発生した塗工液の盛り上がり部分が、前記転写位置に回転移動した時に前記コーティングロールを停止させる
ことを特徴とする間欠塗工装置。 - 前記制御装置は、
前記コーティングロールを回転速度ＶＣとし、前記バッキングロールを回転速度ＶＢとし、前記塗工位置から前記転写位置までの前記コーティングロールの周面上の長さをＭとし、前記塗工位置から前記転写位置まで前記コーティングロールが回転する間に形成される塗工区間の数をＰとし、塗工区間の長さをＬとした場合に、
ＶＣ／ＶＢ＝Ｍ／（Ｐ×Ｌ）
となるように前記コーティングロールと前記バッキングロールを回転させる
ことを特徴とする請求項１記載の間欠塗工装置。 - 前記ドクターロールが、断面形状がコンマ型である
ことを特徴とする請求項１または２記載の間欠塗工装置。 - ウエブを搬送するバッキングロールと、
前記バッキングロールによって搬送される前記ウエブに転写位置で接触するコーティングロールと、
前記コーティングロールの周面に塗工液を塗工するドクターロールと、
を有し、
前記ドクターロールによって前記コーティングロールの周面上の塗工位置へ塗工された塗工液を前記転写位置で前記ウエブに転写する間欠塗工装置の塗工方法において、
前記ウエブの片面に塗工区間を形成する場合は、前記転写点において前記コーティングロールと前記バッキングロールとを反対方向に回転させ、
前記ウエブの片面に未塗工区間を形成する場合は、前記コーティングロールを停止させると共に前記バッキングロールのみを回転させ、そのコーティングロールの停止位置は、前記コーティングロールの前回の停止によって前記塗工位置に発生した塗工液の盛り上がり部分が、前記転写位置に回転移動した時に前記コーティングロールを停止させる
ことを特徴とする間欠塗工装置の塗工方法。 - ウエブを搬送するバッキングロールと、
前記バッキングロールによって搬送される前記ウエブに転写位置で接触するコーティングロールと、
前記コーティングロールの周面に塗工液を塗工するドクターロールと、
前記コーティングロールと前記バッキングロールの回転を制御するコンピュータよりなる制御装置と、
を有し、
前記ドクターロールによって前記コーティングロールの周面上の塗工位置へ塗工された塗工液を前記転写位置で前記ウエブに転写する間欠塗工装置の塗工方法を実現する前記制御装置に記憶されるプログラムにおいて、
前記プログラムは、
前記ウエブの片面に塗工区間を形成する場合は、前記転写点において前記コーティングロールと前記バッキングロールとを反対方向に回転させる機能と、
前記ウエブの片面に未塗工区間を形成する場合は、前記コーティングロールを停止させると共に前記バッキングロールのみを回転させ、そのコーティングロールの停止位置は、前記コーティングロールの前回の停止によって前記塗工位置に発生した塗工液の盛り上がり部分が、前記転写位置に回転移動した時に前記コーティングロールを停止させる機能と、
を実現する
ことを特徴とするプログラム。
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