JP7135015B2 - Coating device and coating method - Google Patents

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Description

本発明は、基材に塗工膜を塗工する塗工装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a coating apparatus for coating a substrate with a coating film.

ロールツーロールで送られる基材に、塗工液をダイの吐出口から塗工して電池の極板等を製造することが行われている。基材上に形成される塗工層の厚さは、例えば電池の場合、電池の充放電量に直接影響を与えることから、基材に塗工する塗工液の膜厚管理は非常に重要となる。つまり、塗工液は、基材の幅方向及び送り方向に沿って均一な厚さで塗工される必要がある。 2. Description of the Related Art A substrate, which is fed by roll-to-roll, is coated with a coating liquid through a discharge port of a die to manufacture an electrode plate of a battery or the like. For example, in the case of batteries, the thickness of the coating layer formed on the base material directly affects the charge/discharge capacity of the battery. becomes. That is, the coating liquid needs to be applied with a uniform thickness along the width direction and feed direction of the base material.

特許文献１には、活物質を含む電極材が長尺状の金属箔に間欠的に塗工される塗工装置および塗工方法が記載されている。すなわち、ロールツーロールで搬送される金属箔に対して塗工と中断が繰り返されて電極材が金属箔に塗工される。そして、その後切断、プレスといった工程を経ることによって電池用電極が形成される。 Patent Literature 1 describes a coating apparatus and a coating method for intermittently coating a long metal foil with an electrode material containing an active material. That is, the electrode material is applied to the metal foil conveyed by roll-to-roll by repeating coating and interruption. After that, a battery electrode is formed through processes such as cutting and pressing.

このように基材へ間欠的に塗工を行う塗工装置の塗工部の一実施例を図５に示す。塗工部１００は、ダイ１０１と供給手段１０２とを有し、供給手段１０２からダイ１０１に供給された塗液３がダイ１０１の内部のマニホールド１０３およびスリット１０４を経由して、基材２に対向する吐出口１０５から吐出される。 FIG. 5 shows an embodiment of the coating unit of the coating device that intermittently coats the substrate in this manner. The coating unit 100 has a die 101 and a supply means 102, and the coating liquid 3 supplied to the die 101 from the supply means 102 passes through a manifold 103 and a slit 104 inside the die 101 and is applied to the substrate 2. It is discharged from the facing discharge port 105 .

また、供給手段１０２とダイ１０１とを繋ぐ供給配管１０６の途中には供給バルブ１０７が設けられており、供給バルブ１０７の内部に設けられた弁体１０８の位置がエアシリンダ１０９によるシャフトの動作によって変化することにより、塗液３の流路を形成する開状態と塗液３の流路を遮断する閉状態との２つの状態が切り替え制御される。ここで、供給バルブ１０７が開状態になった時にダイ１０１の吐出口１０５から塗液３が吐出されて塗工が開始し、供給バルブ１０７が閉状態になった時にダイ１０１への塗液３の供給が途切れて基材２上の塗液３の塗工が中断される。すなわち、エアシリンダ１０９の動作を制御して弁体１０８の位置を制御し、供給バルブ１０７の開状態と閉状態とを繰り返すことにより、基材２に間欠的に塗工膜が形成される。 A supply valve 107 is provided in the middle of the supply pipe 106 connecting the supply means 102 and the die 101, and the position of the valve body 108 provided inside the supply valve 107 is changed by the operation of the shaft by the air cylinder 109. By changing, two states, an open state in which the flow path of the coating liquid 3 is formed and a closed state in which the flow path of the coating liquid 3 is blocked, are switched and controlled. Here, when the supply valve 107 is opened, the coating liquid 3 is discharged from the discharge port 105 of the die 101 to start coating, and when the supply valve 107 is closed, the coating liquid 3 is supplied to the die 101. is interrupted, and the coating of the coating liquid 3 on the substrate 2 is interrupted. That is, by controlling the operation of the air cylinder 109 to control the position of the valve body 108 and by repeating the open state and the closed state of the supply valve 107, the coating film is intermittently formed on the substrate 2. FIG.

また、供給バルブ１０７の手前にはリターンバルブ１１０があり、供給バルブ１０７の弁体１０８が閉状態であってダイ１０１への塗液３の供給が中断されている間、リターンバルブの弁体１１１が開状態となることにより、塗液３は供給手段１０２へ回収される。また、供給バルブ１０７の弁体１０８が開状態であってダイ１０１へ塗液３が供給されている間、リターンバルブの弁体１１１は閉状態となっている。この弁体１１１の駆動は、エアシリンダ１１２によって行われる。 A return valve 110 is provided before the supply valve 107. While the valve body 108 of the supply valve 107 is closed and the supply of the coating liquid 3 to the die 101 is interrupted, the valve body 111 of the return valve is closed. is opened, the coating liquid 3 is recovered to the supply means 102 . Further, while the valve body 108 of the supply valve 107 is open and the coating liquid 3 is being supplied to the die 101, the valve body 111 of the return valve is closed. An air cylinder 112 drives the valve body 111 .

特許文献１：特開２０１０－２１２１４３号公報 Patent document 1: JP 2010-212143 A

しかしながら、上記の塗工部１００では、塗工開始部もしくは塗工終了部の少なくとも一方において膜厚のばらつきが生じるという問題があった。具体的には、ダイ１０１への塗液３の供給を停止する際に供給バルブ１０７内の弁体１０８の閉動作およびリターンバルブ１１０の弁体１１１の開動作を同時に行うが、特に供給バルブ１０７内の弁体１０８の閉動作が遅い場合、吐出口１０５における液切れが悪くなり、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように塗工終了部において塗液３が引きずられ、スジ状の終端部が形成さえれるおそれがあった。一方、供給バルブ１０７内の弁体１０８の開動作およびリターンバルブ１１０の弁体１１１の閉動作を同時に行ってダイ１０１への塗液３の供給を開始する際にも、特に供給バルブ１０７内の弁体１０８の開動作が遅い場合、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように塗工開始部の塗工膜の膜厚が厚くなる可能性があった。特に、生産量の増大にともない基材への塗工速度が速くなる場合には、この塗工部の開始端部の盛上りや、塗工部の終端部でのスジが顕著に発生してしまっていた。 However, in the coating section 100 described above, there is a problem that the film thickness varies at least one of the coating start section and the coating end section. Specifically, when the supply of the coating liquid 3 to the die 101 is stopped, the closing operation of the valve body 108 in the supply valve 107 and the opening operation of the valve body 111 of the return valve 110 are performed simultaneously. If the closing action of the inner valve body 108 is slow, the liquid at the discharge port 105 will not run smoothly, and the coating liquid 3 will be dragged at the coating end portion as shown in FIGS. There was a risk that a shaped end portion would be formed. On the other hand, when starting to supply the coating liquid 3 to the die 101 by simultaneously performing the opening operation of the valve body 108 in the supply valve 107 and the closing operation of the valve body 111 of the return valve 110, When the opening operation of the valve body 108 is slow, there is a possibility that the film thickness of the coating film at the coating start portion becomes thick as shown in FIGS. 7(a) and 7(b). In particular, when the coating speed on the base material increases as the production volume increases, the bulge at the starting end of the coating and streaks at the end of the coating occur remarkably. It was closed.

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、塗工開始部および塗工終了部における膜厚のばらつきが少ない塗工膜を形成させることが可能な塗工装置を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and aims to provide a coating apparatus capable of forming a coating film with little variation in film thickness at the start and end of coating. purpose.

上記の課題を解決するために本発明の塗工装置は、長尺方向に搬送される基材に対して塗液を吐出する、基材の幅方向に長い吐出口が形成されたダイと、塗液を貯留するタンクと、前記タンクに貯留された塗液を前記ダイに連通している流入部を経由させて前記ダイに供給する供給手段と、を備える塗工装置であり、入口側に前記供給手段から塗液が供給され、出口側が前記ダイと接続され、シャフトの動作によって内部の弁体の位置が変化し、塗液の流路を形成する開状態と塗液の流路を遮断する閉状態との２つの状態が切り替え制御される供給バルブと、入口側に前記供給手段から塗液が供給され、出口側が塗液を前記タンクへ戻す配管であるリターン配管と接続され、シャフトの動作によって内部の弁体の位置が変化し、塗液の流路を形成する開状態と塗液の流路を遮断する閉状態との２つの状態が切り替え制御されるリターンバルブと、を有し、前記供給バルブの弁体を移動させる駆動源がモータ方式であり、前記リターンバルブの弁体を移動させる駆動源がエア方式であって、前記供給バルブの弁体の移動速度の方が前記リターンバルブの弁体の移動速度よりも速いことを特徴としている。 In order to solve the above problems, the coating apparatus of the present invention includes a die formed with a long discharge port in the width direction of the substrate for discharging the coating liquid onto the substrate conveyed in the longitudinal direction; A coating apparatus comprising: a tank for storing a coating liquid; and supply means for supplying the coating liquid stored in the tank to the die through an inflow portion communicating with the die, wherein The coating liquid is supplied from the supply means, the outlet side is connected to the die, and the position of the internal valve body is changed by the operation of the shaft, and the open state forming the flow path of the coating liquid and the flow path of the coating liquid are blocked. A supply valve that is controlled to switch between two states, a closed state and a closed state, is connected to a return pipe that is a pipe for returning the coating liquid to the tank on the inlet side and a coating liquid is supplied from the supply means on the inlet side, and the shaft is connected to the valve. a return valve in which the position of the internal valve element changes according to the operation, and is controlled to switch between two states, an open state in which the flow path of the coating liquid is formed and a closed state in which the flow path of the coating liquid is blocked; A drive source for moving the valve body of the supply valve is a motor system, and a drive source for moving the valve body of the return valve is an air system, and the moving speed of the valve body of the supply valve is higher than the return speed. It is characterized by being faster than the moving speed of the valve body of the valve.

上記塗工装置によれば、塗工開始部および塗工終了部における膜厚のばらつきが少ない塗工膜を形成させることができる。具体的には、供給バルブの弁体を移動させる駆動源がモータ方式であり、リターンバルブの弁体を移動させる駆動源がエア方式であって、供給バルブの弁体の移動速度の方がリターンバルブの弁体の移動速度よりも速いことにより、簡単な構成で供給バルブの弁体を素早く開状態もしくは閉状態にすることができるので、塗工部の開始端部の盛上りや、塗工部の終端部でのスジを軽減することができる。 According to the coating apparatus, it is possible to form a coating film with little variation in film thickness at the coating start portion and the coating end portion. Specifically, the drive source for moving the valve body of the supply valve is a motor system, the drive source for moving the valve body of the return valve is an air system, and the movement speed of the valve body of the supply valve is faster than that of the return valve. Since it is faster than the moving speed of the valve body of the valve, the valve body of the supply valve can be quickly opened or closed with a simple structure. It is possible to reduce streaks at the end of the part.

また、前記供給バルブの弁体を移動させる駆動源はボイスコイルモータであることを特徴とすると良い。 Further, it is preferable that the drive source for moving the valve body of the supply valve is a voice coil motor.

こうすることにより、簡単な構成で供給バルブの弁体の動作速度を速めた構成を形成することができる。 By doing so, it is possible to form a structure in which the operation speed of the valve body of the supply valve is increased with a simple structure.

また、前記供給バルブの弁体を移動させる駆動源を冷媒方式にて冷却する駆動源冷却手段をさらに有していても良い。 Further, the apparatus may further include drive source cooling means for cooling the drive source for moving the valve body of the supply valve by a refrigerant system.

こうすることにより、モータの加熱が軽減された状態で供給バルブの弁体を高速で移動させることができる。 By doing so, the valve body of the supply valve can be moved at high speed while the heating of the motor is reduced.

本発明の塗工装置によれば、塗工開始部および塗工終了部における膜厚のばらつきが少ない塗工膜を形成させることができる。 According to the coating apparatus of the present invention, it is possible to form a coating film with little variation in film thickness at the coating start portion and the coating end portion.

本発明の一実施形態における塗工装置の概略構成を説明する図であり、塗液を塗工している状態を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure explaining the schematic structure of the coating apparatus in one Embodiment of this invention, and is a figure which shows the state which is coating the coating liquid. 本実施形態の塗工装置において塗液の塗工を中断している状態を表す図である。FIG. 4 is a diagram showing a state in which application of a coating liquid is suspended in the coating apparatus of the present embodiment; 塗工開始時における本実施形態の塗工装置の動作フロー図である。FIG. 4 is an operation flow diagram of the coating apparatus of the present embodiment at the start of coating; 塗工終了時における本実施形態の塗工装置の動作フロー図である。FIG. 4 is an operation flow diagram of the coating apparatus of the present embodiment at the time of finishing coating. 従来の塗工装置を示す概略図である。It is a schematic diagram showing a conventional coating apparatus. 従来の塗工装置による塗工膜の膜厚分布を説明する図であり、図６（ａ）は上面図、図６（ｂ）は正面図である。It is a figure explaining the film thickness distribution of the coating film by the conventional coating apparatus, Fig.6 (a) is a top view, FIG.6(b) is a front view. 従来の塗工装置による塗工膜の膜厚分布を説明する図であり、図７（ａ）は上面図、図７（ｂ）は正面図である。It is a figure explaining the film thickness distribution of the coating film by the conventional coating apparatus, Fig.7 (a) is a top view, FIG.7(b) is a front view.

本発明の塗工装置について、図面を用いて説明する。 A coating apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の一実施例における塗工装置の概略構成を説明する図である。塗工装置１は、ロールツーロールで送られる基材２に、塗液３を塗工するための装置である。塗液３は、基材２の送り方向ＭＤに沿って均一な厚さ（均一な塗工量）で塗工される。なお、基材２の幅方向ＴＤは、基材２の送り方向ＭＤに直交する方向であり、図１におけるＹ軸方向がこれに相当する。 FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a coating apparatus in one embodiment of the present invention. The coating device 1 is a device for applying a coating liquid 3 to a base material 2 that is sent by roll-to-roll. The coating liquid 3 is applied in a uniform thickness (uniform coating amount) along the feed direction MD of the substrate 2 . The width direction TD of the base material 2 is a direction perpendicular to the feed direction MD of the base material 2, and corresponds to the Y-axis direction in FIG.

塗工装置１は、基材２の幅方向に沿って長く構成されたダイ１０と、このダイ１０に塗液３を供給する供給手段２０とを備えている。ダイ１０において、その長手方向（図１におけるＹ軸方向）を幅方向ＴＤといい、基材２の幅方向ＴＤと同じである。この塗工装置１では、ダイ１０に対向するローラ５が設置されており、ダイ１０の幅方向ＴＤとローラ５の回転中心線の方向とは平行である。基材２は、このローラ５に案内され、基材２とダイ１０の吐出口１８（後述のスリット１２の先端）との間隔（隙間）が一定に保たれ、この状態で塗液３の塗工が行われる。 The coating apparatus 1 includes a die 10 elongated along the width direction of the substrate 2 and a supply means 20 for supplying the coating liquid 3 to the die 10 . In the die 10 , the longitudinal direction (the Y-axis direction in FIG. 1 ) is called a width direction TD, which is the same as the width direction TD of the substrate 2 . In this coating apparatus 1, a roller 5 is installed facing a die 10, and the width direction TD of the die 10 and the direction of the rotation center line of the roller 5 are parallel. The base material 2 is guided by the rollers 5, and the distance (gap) between the base material 2 and the discharge port 18 (tip of the slit 12 described later) of the die 10 is kept constant, and the coating liquid 3 is applied in this state. work is done.

ダイ１０は、先細り形状である第一リップ１３ａを有する第一分割体１３と、先細り形状である第二リップ１４ａを有する第二分割体１４とを、これらの間にシム板１５を挟んで、組み合わせた構成からなる。ダイ１０は、その内部に、幅方向ＴＤに長い空間からなるマニホールド１１と、このマニホールド１１と繋がるスリット１２とが形成され、また、第一リップ１３ａと第二リップ１４ａとの間には、スリット１２の解放端である、幅方向に長い吐出口１８が形成されている。すなわち、マニホールド１１と吐出口１８とは、スリット１２を経由して繋がっている。 The die 10 comprises a first split body 13 having a tapered first lip 13a and a second split body 14 having a tapered second lip 14a, with a shim plate 15 sandwiched therebetween, It consists of a combined structure. The die 10 has a manifold 11 having a long space in the width direction TD and a slit 12 connected to the manifold 11. Between the first lip 13a and the second lip 14a, the slit is formed. 12 open ends 18 are formed which are elongated in the width direction. That is, the manifold 11 and the ejection port 18 are connected via the slit 12 .

スリット１２は、マニホールド１１と同様に幅方向ＴＤに長く形成されており、スリット１２の幅方向寸法は、シム板１５の内寸によって決定され、スリット１２の幅方向寸法と略同一の幅方向寸法の塗液３を、基材２上に塗工することができる。スリット１２の隙間寸法（高さ寸法）は、例えば０．１～１０ｍｍである。なお、本実施形態では、スリット１２の隙間方向が上下方向であり、幅方向が水平方向となる姿勢でダイ１０は設置されている。つまり、マニホールド１１及び第２のマニホールド２４とスリット１２とが水平方向に並んで配置される姿勢でダイ１０は設置されている。したがって、マニホールド１１に溜められている塗液３をスリット１２および吐出口１８を通じて基材２へと流す方向は水平方向となる。 The slit 12 is formed long in the width direction TD like the manifold 11, and the width dimension of the slit 12 is determined by the inner dimension of the shim plate 15, and is substantially the same as the width dimension of the slit 12. can be applied onto the substrate 2 . The gap dimension (height dimension) of the slit 12 is, for example, 0.1 to 10 mm. In this embodiment, the die 10 is installed in such a posture that the gap direction of the slit 12 is the vertical direction and the width direction is the horizontal direction. That is, the die 10 is installed in a posture in which the manifold 11 and the second manifold 24 and the slit 12 are arranged horizontally. Therefore, the direction in which the coating liquid 3 stored in the manifold 11 flows to the substrate 2 through the slits 12 and the discharge ports 18 is the horizontal direction.

なお、シム板１５の厚さを変更することにより、マニホールド１１内部の圧力（塗工圧力）を調整することができ、この調整によって、様々な特性を有する塗液３に対して均一な膜厚の塗工を行うことが可能となる。 By changing the thickness of the shim plate 15, the pressure inside the manifold 11 (coating pressure) can be adjusted. can be applied.

また、本実施形態においては、塗液３が吐出口１８を通じて基材２へと流れる方向を水平方向としたが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、上方向としてもよいし、下方向としてもよく、任意の方向に設定することができる。 Further, in the present embodiment, the direction in which the coating liquid 3 flows to the substrate 2 through the ejection port 18 is set to be horizontal, but it is not necessarily limited to this and can be changed as appropriate. For example, it may be directed upward or downward, and can be set in any desired direction.

ダイ１０の幅方向ＴＤの中央部には、流入部１６が設けられており、この流入部１６は、ダイ１０の外部からマニホールド１１へ繋がる貫通孔（流入口）からなる。供給手段２０は、この流入部１６へ向けて塗液３を供給する供給配管２１と、塗液３を貯留しているタンク２２と、このタンク２２内の塗液３を、パイプ２１を通じてダイ１０へ供給するためのポンプ２３とを有している。以上より、供給手段２０は、マニホールド１１に流入部１６から塗液３を供給することができる。なお、本実施形態では、図１に示すように、流入部１６は、マニホールド１１の底部１７と繋がっており、この底部１７から塗液３を流入させる構成としている。 An inflow portion 16 is provided in the center portion of the die 10 in the width direction TD. The supply means 20 includes a supply pipe 21 for supplying the coating liquid 3 toward the inflow portion 16, a tank 22 storing the coating liquid 3, and the coating liquid 3 in the tank 22 through the pipe 21 to the die 10. and a pump 23 for supplying to. As described above, the supply means 20 can supply the coating liquid 3 to the manifold 11 from the inflow portion 16 . In this embodiment, as shown in FIG. 1, the inflow portion 16 is connected to the bottom portion 17 of the manifold 11, and the coating liquid 3 flows in from the bottom portion 17. As shown in FIG.

そして、マニホールド１１は、供給手段２０から供給された塗液３を溜めることができ、マニホールド１１に溜められている塗液３を、スリット１２を通って吐出口１８からロールツーロールで送られる基材２に対して吐出し、この基材２に対して塗液３を連続的に塗工することができる。スリット１２の隙間寸法はその幅方向に一定であり、基材２上に塗工される塗液３の厚さは幅方向に一定となるよう設計されている。また、図示しないが、供給配管２１の途中には塗液３用のフィルタが設けられている。 The manifold 11 can store the coating liquid 3 supplied from the supply means 20, and the coating liquid 3 stored in the manifold 11 is passed through the slit 12 and sent from the discharge port 18 in a roll-to-roll manner. The coating liquid 3 can be continuously applied to the base material 2 by discharging it to the material 2 . The gap dimension of the slit 12 is constant in its width direction, and the thickness of the coating liquid 3 applied onto the substrate 2 is designed to be constant in its width direction. Although not shown, a filter for the coating liquid 3 is provided in the middle of the supply pipe 21 .

ここで、本発明の塗工装置１では、供給手段２０からダイ１０への塗液３の供給経路の途中であって供給配管２１と流入部１６の途中には、供給制御部４０が設けられている。 Here, in the coating apparatus 1 of the present invention, a supply control unit 40 is provided in the middle of the supply path of the coating liquid 3 from the supply means 20 to the die 10 and in the middle of the supply pipe 21 and the inflow part 16. ing.

供給制御部４０は供給バルブ４１を有しており、図示しない制御装置によって供給バルブ４１の動作が制御される。また、供給バルブ４１の入口部は、後述のリターンバルブ５１の入口部を介して供給配管２１と接続されており、塗液３が供給バルブ４１の入口部へ供給される。また、供給バルブ４１の出口部は供給配管２１を介してダイ１０と接続されている。 The supply control unit 40 has a supply valve 41, and the operation of the supply valve 41 is controlled by a control device (not shown). The inlet of the supply valve 41 is connected to the supply pipe 21 via the inlet of the return valve 51 to be described later, and the coating liquid 3 is supplied to the inlet of the supply valve 41 . Also, the outlet of the supply valve 41 is connected to the die 10 through the supply pipe 21 .

弁体４２は駆動源であるモータ（本実施形態では、ボイスコイルモータ４３）と連結されており、ボイスコイルモータ４３によって弁体４２につながるシャフトを移動させることにより弁体４２が移動する。すなわち、供給バルブ４１はいわゆるモータ駆動バルブであり、後述のエアオペレートバルブよりも弁体を高速で移動させることが可能である。 The valve body 42 is connected to a motor (a voice coil motor 43 in this embodiment) that is a drive source, and the voice coil motor 43 moves a shaft connected to the valve body 42 to move the valve body 42 . That is, the supply valve 41 is a so-called motor-driven valve, and can move the valve element at a higher speed than the air operated valve described later.

また、ボイスコイルモータ４３は、駆動により自身の温度が上昇するおそれがある。そのため、ボイスコイルモータ４３を冷却するための冷媒方式の駆動源冷却手段４４がボイスコイルモータ４３の周囲に設けられ、加熱が軽減されていることが好ましい。なお、冷媒としては、水、エタノール、エチレングリコール、空気又はこれらの混合液など公知なものが適用される。 In addition, the voice coil motor 43 may raise its own temperature when driven. Therefore, it is preferable that a refrigerant-type driving source cooling means 44 for cooling the voice coil motor 43 is provided around the voice coil motor 43 to reduce heating. As the coolant, a known one such as water, ethanol, ethylene glycol, air, or a mixture thereof is applied.

弁体４２に接続されるシャフトの先端部は、ボイスコイルモータ４３の駆動によって第１の位置と第２の位置の２つの位置を遷移する。これにより、供給バルブ４１は、塗液３の流路を形成する開状態と塗液３の流路を遮断する閉状態との２つの状態が切り替え制御される。なお、本説明では露出しているシャフトの長さが相対的に短くなる方の位置を第１の位置、逆に露出しているシャフトの長さが相対的に長くなる方の位置を第２の位置と呼ぶ。 The tip of the shaft connected to the valve body 42 is driven by the voice coil motor 43 to transition between the first position and the second position. As a result, the supply valve 41 is controlled to switch between two states, an open state in which the flow path of the coating liquid 3 is formed and a closed state in which the flow path of the coating liquid 3 is blocked. In this description, the first position is the position where the length of the exposed shaft is relatively short, and the second position is the position where the length of the exposed shaft is relatively long. is called the position of

また、本実施形態では、供給制御部４０と供給手段２０の間にはリターン制御部５０が設けられている。リターン制御部５０は、基材２への塗液３の塗工が中断されてダイ１０へ塗液３を供給する必要が無いときに塗液３をタンク２２へ戻す手段であり、リターンバルブ５１を有しており、図示しない制御装置によってこのリターンバルブ５１の動作が制御される。リターンバルブ５１の入口部は供給配管２１と接続され、出口部がタンク２２につながるリターン配管２４と接続されている。 Further, in this embodiment, a return control section 50 is provided between the supply control section 40 and the supply means 20 . The return control unit 50 is means for returning the coating liquid 3 to the tank 22 when the application of the coating liquid 3 to the base material 2 is interrupted and there is no need to supply the coating liquid 3 to the die 10 . , and the operation of the return valve 51 is controlled by a control device (not shown). The return valve 51 has an inlet connected to the supply pipe 21 and an outlet connected to the return pipe 24 leading to the tank 22 .

リターンバルブ５１は、内部に弁体５２を有し、弁体５２が移動することによって供給バルブ５１の内部の流路が開閉される。弁体５２はエアシリンダ５３と連結されており、エアシリンダ５３へのエアの出し入れにより弁体５２が移動する。すなわち、リターンバルブ５１はいわゆるエアオペレートバルブである。 The return valve 51 has a valve body 52 inside, and the passage inside the supply valve 51 is opened and closed by the movement of the valve body 52 . The valve body 52 is connected to an air cylinder 53 , and the valve body 52 moves as air is drawn in and out of the air cylinder 53 . That is, the return valve 51 is a so-called air operated valve.

弁体５２に接続されるエアシリンダ５３のシャフトの先端部は、エアシリンダ５３へのエアの出し入れによって第１の位置と第２の位置の２つの位置を遷移する。これにより、供給バルブ５１は、塗液３の流路を形成する開状態と塗液３の流路を遮断する閉状態との２つの状態が切り替え制御される。なお、本説明では露出しているシャフトの長さが相対的に短くなる方の位置を第１の位置、逆に露出しているシャフトの長さが相対的に長くなる方の位置を第２の位置と呼ぶ。 The distal end of the shaft of the air cylinder 53 connected to the valve body 52 transitions between two positions, a first position and a second position, as air flows into and out of the air cylinder 53 . As a result, the supply valve 51 is controlled to switch between two states: an open state in which the flow path of the coating liquid 3 is formed and a closed state in which the flow path of the coating liquid 3 is blocked. In this description, the first position is the position where the length of the exposed shaft is relatively short, and the second position is the position where the length of the exposed shaft is relatively long. is called the position of

図１では、基材２へ塗液３が塗工されている状態であり、塗工が開始されてから所定時間経過した後の様子が示されている。 FIG. 1 shows a state in which the coating liquid 3 is applied to the base material 2, after a predetermined time has passed since the start of coating.

この状態においては、供給バルブ４１は開状態であり、リターンバルブ５１は閉状態となっている。これにより、供給バルブ４１を経由してダイ１０へ塗液３が供給され、ダイ１０の吐出口１８から基材２へ塗液３が塗工される。 In this state, the supply valve 41 is open and the return valve 51 is closed. As a result, the coating liquid 3 is supplied to the die 10 via the supply valve 41 , and the coating liquid 3 is applied from the discharge port 18 of the die 10 onto the substrate 2 .

一方、リターンバルブ５１は閉状態となっており、リターンバルブ５１の出口部からリターン配管２４を経由してタンク２２へ戻る塗液３の流路は遮断されている。そのため、ポンプ２３によって供給される塗液３は、全てダイ１０へ供給される。 On the other hand, the return valve 51 is in a closed state, and the passage of the coating liquid 3 returning from the outlet of the return valve 51 to the tank 22 via the return pipe 24 is blocked. Therefore, the coating liquid 3 supplied by the pump 23 is all supplied to the die 10 .

図２は、本実施形態の塗工装置１において塗液３の塗工を中断している状態を表す図である。 FIG. 2 is a diagram showing a state in which the coating of the coating liquid 3 is suspended in the coating apparatus 1 of this embodiment.

この状態においては、供給バルブ４１は閉状態であり、リターンバルブ５１は開状態となっている。これにより、ダイ１０へ向かう流路は遮断され、塗液３は全てリターンバルブ５１の出口部、リターン配管２４を経由してタンク２２へ戻される。 In this state, the supply valve 41 is closed and the return valve 51 is open. As a result, the flow path toward the die 10 is blocked, and the coating liquid 3 is all returned to the tank 22 via the outlet of the return valve 51 and the return pipe 24 .

なお、リターン配管２４の途中には調節弁５５が設けられており、この調節弁５５において流路抵抗が調節されることによってリターンバルブ５１内の塗液３の内圧が調節される。この内圧はリターン配管２４に設けられた図示しない圧力計により測定される。リターンバルブ５１内の圧力が高すぎると、塗工開始時に供給バルブ４１の弁体４２が閉状態から開状態に切り替わり始めた瞬間に多くの塗液３がダイ１０へ供給されてしまい、塗工開始部が盛り上がってしまう。逆に、リターンバルブ５１内の圧力が低すぎると、塗工開始時のダイ１０への塗液３の供給量が少なくなり、塗工開始部の膜厚が薄くなってしまう（矩形状にならない）。そこで、調節弁５５は矩形状の塗工開始部を形成させやすいようなダイ１０の内圧とリターンバルブ５１の内圧のバランスとなるよう、リターン配管２４の流量を所定の流量に調節する。 A control valve 55 is provided in the middle of the return pipe 24 , and the internal pressure of the coating liquid 3 in the return valve 51 is adjusted by adjusting the flow path resistance at the control valve 55 . This internal pressure is measured by a pressure gauge (not shown) provided in the return pipe 24 . If the pressure in the return valve 51 is too high, a large amount of the coating liquid 3 will be supplied to the die 10 at the moment when the valve body 42 of the supply valve 41 begins to switch from the closed state to the open state at the start of coating. The beginning part is exciting. Conversely, if the pressure in the return valve 51 is too low, the amount of the coating liquid 3 supplied to the die 10 at the start of coating will be small, and the film thickness at the start of coating will be thin (not rectangular). ). Therefore, the control valve 55 adjusts the flow rate of the return pipe 24 to a predetermined flow rate so that the internal pressure of the die 10 and the internal pressure of the return valve 51 are balanced so as to facilitate the formation of a rectangular coating start portion.

このように一度塗液３の塗工が中断された後、再び図１に示すように塗液３を塗工する形態になることにより、基材２には間欠的に塗液３が塗工される。 After the application of the coating liquid 3 is interrupted once in this way, the coating liquid 3 is applied again as shown in FIG. be done.

次に本実施形態の塗工装置１の動作フローを図３および図４に示す。 Next, FIG. 3 and FIG. 4 show the operation flow of the coating apparatus 1 of this embodiment.

図３は、塗工開始時における塗工装置１の動作フローである。なお、本説明で用いる「塗工開始時」の文言は、塗液３が全く塗工されていない基材２へ塗液３を塗工し始める時だけでなく、間欠塗工を行う際の個々の塗工膜の形成を開始させる時、すなわち塗工を再開させる時も含むものとする。 FIG. 3 is an operational flow of the coating apparatus 1 at the start of coating. The term "at the start of coating" used in this description refers not only to the time when the coating liquid 3 is started to be applied to the substrate 2 on which the coating liquid 3 has not been applied at all, but also to the time when intermittent coating is performed. It also includes when the formation of an individual coating film is initiated, ie when coating is resumed.

なお、この動作フローでは、図２のようにダイ１０への塗液３の供給が行われていない状態からスタートし、図１のようにダイ１０への塗液３の供給が行われて基材２への塗工が実施されるまでを示す。すなわち、供給バルブ４１が閉状態かつリターンバルブ５１が開状態である状態からスタートし、供給バルブ４１が開状態かつリターンバルブ５１が閉状態である状態となるまでを示す。また、塗液３は供給手段２０から常に供給されているものとする。 Note that this operation flow starts from a state in which the coating liquid 3 is not supplied to the die 10 as shown in FIG. It shows until the coating on the material 2 is implemented. That is, it starts from a state in which the supply valve 41 is closed and the return valve 51 is open, and goes to a state in which the supply valve 41 is open and the return valve 51 is closed. Also, it is assumed that the coating liquid 3 is constantly supplied from the supply means 20 .

まず、ボイスコイルモータ４３およびエアシリンダ５３が動作し、弁体４２につながるシャフトが第１の位置から第２の位置への移動を開始し、弁体５２につながるシャフトが第２の位置から第１の位置への移動を開始することにより、供給バルブ４１の弁体４２とリターンバルブ５１の弁体５２とが移動を開始する。これにより、供給バルブ４１の閉状態から開状態への切り替えとリターンバルブ５１の開状態から閉状態への切り替えとが同時に開始する（ステップＳ１）。このときの弁体４２の位相速度ｖ１と弁体５２の移動速度は、モータ方式である弁体４２の移動速度ｖ１の方がエア方式である弁体４２の移動速度の方が速い。 First, the voice coil motor 43 and the air cylinder 53 are operated, the shaft connected to the valve body 42 starts moving from the first position to the second position, and the shaft connected to the valve body 52 moves from the second position to the second position. By starting to move to position 1, the valve body 42 of the supply valve 41 and the valve body 52 of the return valve 51 start to move. As a result, the switching of the supply valve 41 from the closed state to the open state and the switching of the return valve 51 from the open state to the closed state are started at the same time (step S1). Regarding the phase velocity v1 of the valve body 42 and the movement velocity of the valve body 52 at this time, the movement velocity v1 of the valve body 42 of the motor system is faster than that of the valve body 42 of the air system.

両弁体の移動が開始した後、まず、供給バルブ４１のシャフトの第１の位置から第２の位置への移動が完了することにより、弁体４２の移動が完了する。これにより、供給バルブ４１の閉状態から開状態への切り替えが完了する（ステップＳ２）。 After the movement of both valve bodies has started, the movement of the valve body 42 is completed by first completing the movement of the shaft of the supply valve 41 from the first position to the second position. This completes the switching of the supply valve 41 from the closed state to the open state (step S2).

弁体４２の移動完了に続き、リターンバルブ５１のシャフトの第２の位置から第１の位置への移動が完了することにより、弁体５２の移動が完了する。これにより、リターンバルブ５１の開状態から閉状態への切り替えが完了する（ステップＳ３）。そして、塗工を中断もしくは終了するまでこの状態（供給バルブ４１が開状態でありリターンバルブ５１が閉状態である状態）を継続することにより、塗工膜の膜厚が均一となるように基材２への塗工が継続される。 Following completion of movement of valve body 42, movement of valve body 52 is completed by completing movement of the shaft of return valve 51 from the second position to the first position. This completes the switching of the return valve 51 from the open state to the closed state (step S3). By continuing this state (the state in which the supply valve 41 is in an open state and the return valve 51 is in a closed state) until the coating is interrupted or completed, the coating film thickness becomes uniform. Coating on material 2 continues.

図４は、塗工終了時における塗工装置１の動作フローである。なお、本説明で用いる「塗工終了時」の文言は、基材２への塗工を完全に終了させる時だけでなく、間欠塗工を行う際の個々の塗工膜の形成を終了させる時、すなわち塗工を中断させる時も含むものとする。 FIG. 4 is an operation flow of the coating apparatus 1 at the end of coating. The term "at the end of coating" used in this description refers not only to the time when the coating on the substrate 2 is completely completed, but also when the formation of each coating film during intermittent coating is completed. It also includes the time, ie the time when the coating is to be interrupted.

なお、この動作フローでは、上記ステップＳ３が完了し、図１のようにダイ１０への塗液３の供給が行われて基材２への塗工が実施されている状態からスタートし、図２のようにダイ１０への塗液３の供給を停止して基材２への塗工が中断もしくは終了されるまでを示す。すなわち、供給バルブ４１が開状態かつリターンバルブ５１が閉状態である状態からスタートし、供給バルブ４１が閉状態かつリターンバルブ５１が開状態である状態となるまでを示す。また、塗液３は供給手段２０から常に供給されているものとする。 Note that this operation flow starts from the state in which step S3 is completed, the coating liquid 3 is supplied to the die 10 as shown in FIG. 2 shows the process until the supply of the coating liquid 3 to the die 10 is stopped and the coating on the substrate 2 is interrupted or terminated. That is, it starts from a state in which the supply valve 41 is open and the return valve 51 is closed, and reaches a state in which the supply valve 41 is closed and the return valve 51 is open. Also, it is assumed that the coating liquid 3 is constantly supplied from the supply means 20 .

まず、ボイスコイルモータ４３およびエアシリンダ５３が動作し、弁体４２につながるシャフトが第２の位置から第１の位置への移動を開始し、弁体５２につながるシャフトが第１の位置から第２の位置への移動を開始することにより、供給バルブ４１の弁体４２とリターンバルブ５１の弁体５２とが移動を開始する。これにより、供給バルブ４１の開状態から閉状態への切り替えとリターンバルブ５１の閉状態から開状態への切り替えとが同時に開始する（ステップＳ１１）。このときの弁体４２の位相速度ｖ１と弁体５２の移動速度は、モータ方式である弁体４２の移動速度ｖ１の方がエア方式である弁体４２の移動速度の方が速い。 First, the voice coil motor 43 and the air cylinder 53 are operated, the shaft connected to the valve body 42 starts moving from the second position to the first position, and the shaft connected to the valve body 52 moves from the first position to the first position. By starting to move to position 2, the valve body 42 of the supply valve 41 and the valve body 52 of the return valve 51 start to move. As a result, the switching of the supply valve 41 from the open state to the closed state and the switching of the return valve 51 from the closed state to the open state are simultaneously started (step S11). Regarding the phase velocity v1 of the valve body 42 and the movement velocity of the valve body 52 at this time, the movement velocity v1 of the valve body 42 of the motor system is faster than that of the valve body 42 of the air system.

両弁体の移動が開始した後、まず、供給バルブ４１のシャフトの第２の位置から第１の位置への移動が完了することにより、弁体４２の移動が完了する。これにより、供給バルブ４１の開状態から閉状態への切り替えが完了する（ステップＳ１２）。この時点で、ダイ１０への塗液３の供給は遮断される。 After the movement of both valve bodies is started, the movement of the valve body 42 is completed by first completing the movement of the shaft of the supply valve 41 from the second position to the first position. This completes the switching of the supply valve 41 from the open state to the closed state (step S12). At this point, the supply of the coating liquid 3 to the die 10 is cut off.

弁体４２の移動完了に続き、リターンバルブ５１のシャフトの第１の位置から第２の位置への移動が完了することにより、弁体５２の移動が完了する。これにより、リターンバルブ５１の閉状態から開状態への切り替えが完了する（ステップＳ１３）。そして、塗工を再開するまでこの状態（供給バルブ４１が閉状態でありリターンバルブ５１が開状態である状態）を継続することにより、基材２への塗工が中断され続ける。 Following completion of movement of valve body 42, movement of valve body 52 is completed by completing movement of the shaft of return valve 51 from the first position to the second position. This completes the switching of the return valve 51 from the closed state to the open state (step S13). By continuing this state (the state in which the supply valve 41 is closed and the return valve 51 is open) until the coating is resumed, the coating on the base material 2 continues to be interrupted.

次に、本発明の塗工装置による効果を説明する。 Next, the effects of the coating apparatus of the present invention will be described.

本発明では、供給バルブ４１の駆動源をモータとしていることにより、従来のエアシリンダ駆動よりも高速で弁体４２を移動させ、開→閉動作、閉→開動作を短時間で完了させることができる。具体的には、図３に示した塗工開始動作においてはステップＳ２の時点で弁体４２は完全に開状態となる。これにより、弁体４２の閉→開動作中に生じる、弁体４２より上流側での塗液３の内圧が高まりを軽減でき、この内圧の高まりによって生じる塗工開始部の盛り上がりを軽減することができる。 In the present invention, by using the motor as the drive source for the supply valve 41, the valve body 42 can be moved at a higher speed than the conventional air cylinder drive, and the open→close operation and close→open operation can be completed in a short time. can. Specifically, in the coating start operation shown in FIG. 3, the valve body 42 is completely opened at the time of step S2. As a result, it is possible to reduce the increase in the internal pressure of the coating liquid 3 on the upstream side of the valve body 42 that occurs during the closing→opening operation of the valve body 42, and to reduce swelling at the coating start portion caused by this increase in internal pressure. can be done.

また、図４に示した塗工終了動作では、ステップ１２の時点で弁体４２は完全に閉状態となり、リターンバルブ５１の弁体５３の移動完了を待つことなく短時間でダイ１０への塗液３の供給を遮断することができる。そのため、塗工部の終端部でのスジの発生を軽減することができる。 In the coating end operation shown in FIG. 4, the valve body 42 is completely closed at the time of step 12, and the coating on the die 10 can be completed in a short time without waiting for the completion of the movement of the valve body 53 of the return valve 51. The supply of liquid 3 can be cut off. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of streaks at the end portion of the coated portion.

また、モータ方式のバルブとエア方式のバルブとを比較すると、モータ方式のバルブの方がコスト高になることが多いが、弁体の切り替え速度が特に必要な供給バルブにのみモータ方式のバルブが適用されることにより、塗工装置全体のコストを抑えつつ簡単な構成で塗工部の開始端部の盛り上がりや、塗工部の終端部でのスジを軽減することができる塗工装置を実現することが可能である。 Also, when comparing motor-type valves and air-type valves, motor-type valves tend to be more costly, but motor-type valves are used only for supply valves that require a particularly high switching speed. By applying it, it is possible to realize a coating device that can reduce the swelling at the start end of the coating part and the streak at the end part of the coating part with a simple configuration while suppressing the cost of the entire coating device. It is possible to

以上の塗工装置により、塗工開始部および塗工終了部における膜厚のばらつきが少ない塗工膜を形成させることが可能である。 By using the coating apparatus described above, it is possible to form a coating film with little variation in film thickness at the coating start portion and the coating end portion.

ここで、本発明の塗工装置は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。たとえば、上記の説明では供給バルブの駆動モータはボイスコイルモータであるが、これに限らず、エア方式よりも高速で弁体を移動させることができるものであれば、ボイスコイルモータ以外の公知のモータが用いられても良い。 Here, the coating apparatus of the present invention is not limited to the illustrated form, and may be of other forms within the scope of the present invention. For example, in the above description, the drive motor for the supply valve is a voice coil motor. A motor may be used.

また、上記の説明では、塗工開始動作において供給バルブ側の弁体が完全に開状態になった時点ではリターンバルブ側の弁体の開状態から閉状態への移動は完了しておらず、一部の塗液はタンクへ戻る可能性がある。これにより塗工開始部の膜厚がむしろ薄くなる場合には、供給バルブ側の弁体の移動開始よりも前にリターンバルブ側の弁体の移動を開始させても良い。 Further, in the above description, when the valve body on the supply valve side is completely opened in the coating start operation, the valve body on the return valve side has not been completely moved from the open state to the closed state. Some coating fluid may return to the tank. If the film thickness at the coating start portion becomes rather thin as a result, the movement of the valve body on the return valve side may be started before the movement of the valve body on the supply valve side is started.

１ 塗工装置
２ 基材
３ 塗液
５ ローラ
１０ ダイ
１１ マニホールド
１２ スリット
１６ 流入部
１７ 底部
１８ 吐出口
２０ 供給手段
２１ 供給配管
２２ タンク
２３ ポンプ
２４ リターン配管
４０ 供給制御部
４１ 供給バルブ
４２ 弁体
４３ ボイスコイルモータ
４４ 駆動部冷却手段
５０ リターン制御部
５１ リターンバルブ
５２ 弁体
５３ エアシリンダ
５５ 調節弁
１００ 塗工部
１０１ ダイ
１０２ 供給手段
１０３ マニホールド
１０４ スリット
１０５ 吐出口
１０６ 供給配管
１０７ 供給バルブ
１０８ 弁体
１０９ エアシリンダ
１１０ リターンバルブ
１１１ 弁体
１１２ エアシリンダ 1 Coating Device 2 Base Material 3 Coating Liquid 5 Roller 10 Die 11 Manifold 12 Slit 16 Inflow Part 17 Bottom Part 18 Discharge Port 20 Supply Means 21 Supply Pipe 22 Tank 23 Pump 24 Return Pipe 40 Supply Control Part 41 Supply Valve 42 Valve Body 43 Voice Coil Motor 44 Driving Part Cooling Means 50 Return Control Part 51 Return Valve 52 Valve Body 53 Air Cylinder 55 Control Valve 100 Coating Part 101 Die 102 Supply Means 103 Manifold 104 Slit 105 Discharge Port 106 Supply Pipe 107 Supply Valve 108 Valve Body 109 Air cylinder 110 Return valve 111 Valve body 112 Air cylinder

Claims (3)

長尺方向に搬送される基材に対して塗液を吐出する、基材の幅方向に長い吐出口が形成されたダイと、
塗液を貯留するタンクと、
前記タンクに貯留された塗液を前記ダイに連通している流入部を経由させて前記ダイに供給する供給手段と、を備える塗工装置であり、
入口側に前記供給手段から塗液が供給され、出口側が前記ダイと接続され、シャフトの動作によって内部の弁体の位置が変化し、塗液の流路を形成する開状態と塗液の流路を遮断する閉状態との２つの状態が切り替え制御される供給バルブと、
入口側に前記供給手段から塗液が供給され、出口側が塗液を前記タンクへ戻す配管であるリターン配管と接続され、シャフトの動作によって内部の弁体の位置が変化し、塗液の流路を形成する開状態と塗液の流路を遮断する閉状態との２つの状態が切り替え制御されるリターンバルブと、
を有し、
前記供給バルブの弁体を移動させる駆動源がモータ方式であり、前記リターンバルブの弁体を移動させる駆動源がエア方式であって、前記供給バルブの弁体の移動速度の方が前記リターンバルブの弁体の移動速度よりも速いことを特徴とする、塗工装置。 a die having a long ejection port formed in the width direction of the substrate for ejecting the coating liquid onto the substrate conveyed in the longitudinal direction;
a tank for storing the coating liquid;
A coating apparatus comprising supply means for supplying the coating liquid stored in the tank to the die through an inflow portion communicating with the die,
The inlet side is supplied with the coating liquid from the supply means, the outlet side is connected to the die, and the position of the internal valve element is changed by the operation of the shaft to form the coating liquid flow path and the coating liquid flow. a supply valve that is switch-controlled between two states, a closed state that blocks the passage;
The coating liquid is supplied from the supply means to the inlet side, and the outlet side is connected to a return pipe, which is a pipe for returning the coating liquid to the tank. and a return valve that is controlled to switch between two states: an open state that forms a
has
The driving source for moving the valve body of the supply valve is a motor system, the driving source for moving the valve body of the return valve is an air system, and the moving speed of the valve body of the supply valve is the speed of the return valve. A coating device characterized in that the movement speed of the valve body is faster than that of the valve body. 前記供給バルブの弁体を移動させる駆動源はボイスコイルモータであることを特徴とする、請求項１に記載の塗工装置。 2. The coating apparatus according to claim 1, wherein a driving source for moving the valve body of said supply valve is a voice coil motor. 前記供給バルブの弁体を移動させる駆動源を冷媒方式にて冷却する駆動源冷却手段をさらに有することを特徴とする、請求項１もしくは２のいずれかに記載の塗工装置。 3. The coating apparatus according to claim 1, further comprising drive source cooling means for cooling a drive source for moving the valve body of said supply valve by means of a refrigerant.
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