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JP2015116543A - Storage device, storage method, coating applicator and coating method - Google Patents

Storage device, storage method, coating applicator and coating method Download PDF

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JP2015116543A
JP2015116543A JP2013262354A JP2013262354A JP2015116543A JP 2015116543 A JP2015116543 A JP 2015116543A JP 2013262354 A JP2013262354 A JP 2013262354A JP 2013262354 A JP2013262354 A JP 2013262354A JP 2015116543 A JP2015116543 A JP 2015116543A
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Japan
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liquid
storage
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coating
storage space
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古市 考次
Takatsugu Furuichi
考次 古市
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Screen Holdings Co Ltd
Original Assignee
Screen Holdings Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique that a highly viscous paste-like liquid can be stored without entangling air bubbles.SOLUTION: A storage device comprises: a storage part 11 having a storage space SP capable of storing a paste-like liquid; a supply pipeline 28 whose one end is an opening 282a opening toward the storage space SP and where a liquid supplied from outside is continuously discharged from the opening 282a and supplied to the storage space SP; and position control means 12 to raise the opening 282a corresponding to the raise of a liquid level in the storage space SP.

Description

この発明は、ペースト状の液体を貯留する装置および方法、ならびに貯留された液体を用いて塗布を行う装置および方法に関するものである。   The present invention relates to an apparatus and method for storing a paste-like liquid, and an apparatus and method for performing application using the stored liquid.

ガラス基板や太陽電池基板等の基板表面に配線パターンを形成したり、集電体表面に活物質層を形成するための技術として、配線材料や活物質材料を含むペースト状の液体を基板等に塗布するものがある。例えば特許文献1に記載の塗工装置は、活物質材料および導電材料を含むペーストをダイコーティング方式で支持体に塗布することにより、電池用電極を製造するものである。この技術においては、流通経路上でのペーストの凝集を防止し流動性の良好な状態を維持するために、ペーストを貯留するタンクとペーストを塗布対象物に塗布するノズルとの間に循環流路を形成し、ペーストを循環させることで常時せん断を与えるようにしている。   As a technique for forming a wiring pattern on the surface of a substrate such as a glass substrate or a solar cell substrate or forming an active material layer on the surface of a current collector, a paste-like liquid containing a wiring material or an active material is applied to the substrate. There is something to apply. For example, the coating apparatus described in Patent Document 1 manufactures a battery electrode by applying a paste containing an active material and a conductive material to a support by a die coating method. In this technique, in order to prevent the agglomeration of the paste on the distribution path and maintain a good fluidity state, the circulation channel is provided between the tank for storing the paste and the nozzle for applying the paste to the application target. Is formed, and the paste is circulated to always give shear.

特開2013−004400号公報(例えば、図1)JP 2013-004400 A (for example, FIG. 1)

上記従来技術では、配管を通送されてくるペーストをタンクに戻し入れる際、気泡を巻き込んでしまうおそれがある。すなわち、ペースト状の液体ではその高い粘弾性のため、配管からタンク内へ流れ落ちる際に連続的な液流とならず塊になって断続的に落下することがあり、このときに周囲の空気が取り込まれて気泡となって液中に残留してしまう。このことは、空のタンクに最初に液体を注入する際においても同様である。   In the above-described conventional technology, there is a possibility that bubbles may be involved when the paste sent through the pipe is returned to the tank. In other words, due to its high viscoelasticity in paste-like liquids, when it flows down from the pipe into the tank, it does not become a continuous liquid flow, and may fall in a lump as an ambient air. It is taken in and becomes air bubbles and remains in the liquid. The same is true when the liquid is first injected into the empty tank.

ペースト状の液体中に気泡が混入すると、液体の圧送時の圧力損失の原因となって流量が不安定になったり、形成されるパターンに塗布欠陥を生じるなどの問題がある。そして、低粘度の液体では例えば減圧下で静置するなどの方法で脱泡を行うことができるが、特に例えばせん断速度10s−1において100Pa・s程度以上の高粘度の液体では、いったん気泡を巻き込んでしまうとこれを効果的に除去することのできる技術は確立されるに至っていない。 When bubbles are mixed in the paste-like liquid, there is a problem that the flow rate becomes unstable due to pressure loss when the liquid is pumped, or a coating defect occurs in the formed pattern. For a low-viscosity liquid, defoaming can be performed by, for example, leaving it under reduced pressure. In particular, for example, in a high-viscosity liquid having a viscosity of about 100 Pa · s or more at a shear rate of 10 s −1 , bubbles are temporarily removed. No technology has been established that can effectively remove it when it is involved.

特許文献1にはペーストを貯留するタンクの内部構造については詳しく記載されていない。またペースト中の気泡の問題に関しても、一切言及されていない。このように、ペースト状の液体をタンクに注入する際に気泡を巻き込むことがないような工夫が必要であるが、従来技術においてはこの点については全く考慮されていなかった。   Patent Document 1 does not describe in detail the internal structure of the tank for storing the paste. There is no mention of the problem of bubbles in the paste. As described above, it is necessary to devise such that bubbles are not involved when the paste-like liquid is poured into the tank, but this point has not been considered at all in the prior art.

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、高粘度ペースト状の液体を、気泡を巻き込むことなく貯留することのできる技術を提供することを第1の目的とする。また、この貯留技術を適用した塗布技術を提供することを第2の目的とする。   This invention is made | formed in view of the said subject, and makes it the 1st objective to provide the technique which can store a high-viscosity paste-like liquid, without entraining a bubble. A second object is to provide a coating technique to which this storage technique is applied.

この発明にかかる貯留装置の一の態様は、上記第1の目的を達成するため、ペースト状の液体を貯留可能な貯留空間を有する貯留部と、一端が前記貯留空間に向けて開口する開口部となり、外部から供給される前記液体を前記開口部から連続的に吐出させて前記貯留空間に供給する供給配管と、前記貯留空間内での液面の上昇に応じて前記開口部を上昇させる位置制御手段とを備えている。   In one aspect of the storage device according to the present invention, in order to achieve the first object, a storage portion having a storage space capable of storing a paste-like liquid, and an opening having one end opening toward the storage space A supply pipe that continuously discharges the liquid supplied from the outside through the opening and supplies the liquid to the storage space, and a position for raising the opening in response to a rise in the liquid level in the storage space. Control means.

また、この発明にかかる貯留方法の一の態様は、液体を貯留可能な貯留空間を有する貯留部に、ペースト状の液体を貯留する貯留方法であって、上記第1の目的を達成するため、外部から前記液体を供給される供給配管の一端の開口部を前記貯留空間に向けて配置し、前記開口部から前記液体を吐出させる工程と、前記貯留空間に貯留される前記液体と前記供給配管内の前記液体とを連続させた状態を維持しながら、前記前記貯留空間に貯留される前記液体の液面の上昇に応じて前記開口部を上昇させる工程とを備えている。   Moreover, one aspect of the storage method according to the present invention is a storage method for storing a paste-like liquid in a storage part having a storage space capable of storing the liquid, in order to achieve the first object, Disposing an opening at one end of a supply pipe to which the liquid is supplied from the outside toward the storage space, and discharging the liquid from the opening, and the liquid stored in the storage space and the supply pipe A step of raising the opening in accordance with a rise in the liquid level of the liquid stored in the storage space while maintaining a state in which the liquid in the inside is continuous.

このように構成された発明では、高粘度のペースト状液体を、気泡を巻き込むことなく貯留空間に貯留することが可能である。その理由は以下の通りである。高い粘弾性を有するペースト状の液体では、配管の一端の開口部から吐出される液体は棒状または球状の塊となって開口部の下方で成長し、その重さを支えきれなくなると下方へ落下する。したがって、開口部と、貯留空間内に貯留される液体の液面との高さの差がある程度以上に大きいと、液体の塊が開口部から断続的に落下し、貯留される液体に気泡が巻き込まれることになる。   In the invention configured as described above, the high-viscosity paste-like liquid can be stored in the storage space without entraining bubbles. The reason is as follows. In pasty liquids with high viscoelasticity, the liquid discharged from the opening at one end of the pipe grows below the opening as a rod-like or spherical lump, and falls downward when it cannot support its weight. To do. Therefore, if the difference in height between the opening and the liquid level of the liquid stored in the storage space is larger than a certain level, the liquid mass intermittently falls from the opening and bubbles are generated in the stored liquid. Will be involved.

本発明では、貯留空間への液体の注入に伴って貯留空間内で液面が次第に上昇するのに伴って開口部を上昇させることが可能な構成となっている。したがって、貯留すべき液体の量の大小に関わらず、開口部と液面との高さの差を小さくすることができる。これにより、開口部から吐出される液体と貯留空間に貯留される液体とを連続させた状態で液体を開口部から注入して、上記した断続的な落下に起因する気泡の巻き込みを防止することができる。そして、貯留量の増加に伴う液面の上昇に応じて開口部を上昇させることで、開口部から貯留空間内の液面に至る連続的な液流を維持して気泡の発生を防止しながら、継続的に液体を貯留空間に貯留してゆくことができる。   In the present invention, the opening can be raised as the liquid level gradually rises in the storage space as the liquid is injected into the storage space. Therefore, the difference in height between the opening and the liquid level can be reduced regardless of the amount of liquid to be stored. Thereby, injecting the liquid from the opening in a state in which the liquid discharged from the opening and the liquid stored in the storage space are made continuous to prevent entrainment of bubbles due to the above-described intermittent drop. Can do. And by raising the opening according to the rise of the liquid level accompanying the increase in the storage amount, while maintaining a continuous liquid flow from the opening to the liquid level in the storage space, the generation of bubbles is prevented. The liquid can be continuously stored in the storage space.

すなわち、この発明にかかる貯留装置では、位置制御手段は、貯留空間に貯留される液体と供給配管内の液体とが連続した状態を維持しながら開口部を上昇させることが好ましい。こうすることで、液体が断続的に落下することで発生する気泡を効果的に防止することが可能となる。   That is, in the storage device according to the present invention, it is preferable that the position control means raises the opening while maintaining a state where the liquid stored in the storage space and the liquid in the supply pipe are continuous. By doing so, it is possible to effectively prevent bubbles generated by the liquid falling intermittently.

また例えば、貯留空間内における液面の位置を検出する検出手段をさらに備えてもよい。貯留空間内の液面の高さについては、例えば供給配管から供給される液量と時間とが既知であれば、直接に計測することなく推定することは可能である。ただし、液面の位置を直接検出するようにすれば、その検出結果に応じて供給配管の開口部の位置をより的確に制御することが可能である。   For example, you may further provide the detection means which detects the position of the liquid level in the storage space. The height of the liquid level in the storage space can be estimated without directly measuring, for example, if the amount of liquid supplied from the supply pipe and the time are known. However, if the position of the liquid level is directly detected, the position of the opening of the supply pipe can be more accurately controlled according to the detection result.

また例えば、位置制御手段は、鉛直方向において開口部の位置を液面の位置よりも上方に位置させる構成であってもよい。開口部が貯留された液中に沈み込んだ状態では、開口部の周囲で不定形に滞留する液体が気泡の原因となり得る。開口部を液面より上方に位置させて、開口部から吐出された液体の流れが液面に向けて落下する態様とすることで、このような問題を回避することができる。   For example, the position control means may be configured to position the position of the opening in the vertical direction above the position of the liquid level. In the state where the opening is submerged in the stored liquid, the liquid that stays in an irregular shape around the opening can cause bubbles. Such a problem can be avoided by positioning the opening above the liquid level and dropping the liquid flow discharged from the opening toward the liquid level.

また例えば、開口部と液面との高さの差が0ないし50mmに維持されるように構成されてもよい。本願発明者らの知見によれば、液面から上記以上に離して開口部を設けた場合、落下する液流の途切れが発生して気泡を発生するおそれが増大する。特に、せん断速度10s−1において100Pa・sないし300Pa・s程度の粘度を有する液体において、上記距離が好適である。 Further, for example, the height difference between the opening and the liquid surface may be maintained at 0 to 50 mm. According to the knowledge of the inventors of the present application, when the opening is provided away from the liquid surface as described above, the falling liquid flow is interrupted to increase the possibility of generating bubbles. In particular, the above distance is suitable for a liquid having a viscosity of about 100 Pa · s to 300 Pa · s at a shear rate of 10 s −1 .

また例えば、位置制御手段は、開口部を液面との高さの差を一定に維持しながら上昇させるように構成されてもよい。液体の高い粘弾性のため、液面からの開口部の高さが若干変動しても液流の途切れは生じないと考えられるが、該高さが一定となるように開口部の高さが制御されることが最も好ましい。   Further, for example, the position control means may be configured to raise the opening while maintaining a constant height difference from the liquid level. Due to the high viscoelasticity of the liquid, it is considered that the liquid flow is not interrupted even if the height of the opening from the liquid surface fluctuates slightly. However, the height of the opening should be such that the height is constant. Most preferably, it is controlled.

また、この発明にかかる塗布装置の一の態様は、上記第2の目的を達成するため、上記したいずれかの貯留装置と同一の構成を有する貯留手段と、前記貯留手段に接続されて、前記貯留手段に貯留された液体を取り出す出力配管と、前記出力配管に接続されて、前記液体を塗布対象物に向けて吐出する吐出手段とを備えている。   Moreover, in order to achieve the second object, one aspect of the coating apparatus according to the present invention is connected to the storage means having the same configuration as any of the storage apparatuses described above, and the storage means, An output pipe for taking out the liquid stored in the storage means; and a discharge means connected to the output pipe for discharging the liquid toward the application target.

また、この発明にかかる塗布方法の一の態様は、上記第2の目的を達成するため、上記の貯留方法により前記貯留部に前記液体を貯留しながら、前記貯留空間に貯留された前記液体を吐出手段に向けて送出する工程と、送出された前記液体を前記吐出手段から吐出させて塗布対象物に塗布する工程とを備えている。   Moreover, in one aspect of the coating method according to the present invention, in order to achieve the second object, the liquid stored in the storage space is stored while the liquid is stored in the storage unit by the storage method. A step of sending the liquid toward the discharge means; and a step of discharging the liquid that has been sent out from the discharge means and applying the liquid onto an object to be applied.

このように構成された発明では、上記した貯留技術により気泡を含まないように貯留された液体が貯留空間から送出されて塗布対象物に塗布される。そのため、塗布量の変動がなく、欠陥のない塗布を行うことが可能である。   In the invention configured as described above, the liquid stored so as not to include bubbles by the above-described storage technique is sent out from the storage space and applied to the application target. Therefore, there is no variation in the coating amount, and it is possible to perform coating without defects.

この場合において、例えば、出力配管に、液体を出力配管内に流通させる流通手段が介挿されてもよい。こうすることで、吐出手段に安定した量の液体を送出することが可能となる。   In this case, for example, a flow means for flowing the liquid into the output pipe may be interposed in the output pipe. By doing so, it becomes possible to deliver a stable amount of liquid to the ejection means.

さらに例えば、液体の流通方向において流通手段よりも下流側から、液体を貯留空間に還流させる還流経路を有する構成であってもよい。液体がチクソ性(チキソトロピー性)を有する場合、塗布を行わないときに液体が滞留した状態が継続されると液体の粘度が増大し、その後の液体の流通に支障を来すことがある。液体を循環させる経路を設けることで、塗布を行わないときでも液体を常時循環させることで、滞留に起因する粘度の増大を防止することができる。   Further, for example, a configuration having a reflux path for returning the liquid to the storage space from the downstream side of the circulation means in the liquid circulation direction may be employed. When the liquid has thixotropic properties (thixotropic properties), if the liquid stays in a state where application is not performed, the viscosity of the liquid increases, which may hinder subsequent liquid flow. By providing a path for circulating the liquid, it is possible to prevent an increase in viscosity due to stagnation by constantly circulating the liquid even when application is not performed.

この場合、例えば、還流経路が供給配管に接続されて、還流する液体が供給配管の開口部から貯留空間に流入する構成であってもよい。このような構成によれば、外部から供給される液体と循環経路を流通してくる液体とをいずれも供給配管を介してその開口部から貯留空間に流入させることができる。したがって、開口部からの液流を途切れさせることなく外部からの液供給と内部での液循環とを切り換えることができる。   In this case, for example, the reflux path may be connected to the supply pipe, and the liquid to be refluxed may flow into the storage space from the opening of the supply pipe. According to such a configuration, both the liquid supplied from the outside and the liquid flowing through the circulation path can flow into the storage space from the opening via the supply pipe. Therefore, it is possible to switch between external liquid supply and internal liquid circulation without interrupting the liquid flow from the opening.

本発明によれば、供給配管からの開口部から連続的に吐出される液体の流れを貯留空間に貯留される液体と連続させた状態で液体を貯留してゆくことで、液流の途切れに起因する液中への気泡の巻き込みを防止することができる。   According to the present invention, the liquid flow is interrupted by storing the liquid in a state in which the flow of the liquid continuously discharged from the opening from the supply pipe is made continuous with the liquid stored in the storage space. It is possible to prevent entrainment of bubbles in the liquid.

この発明にかかる貯留装置を備えた塗布装置の一実施形態を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of the coating device provided with the storage device concerning this invention. この塗布装置におけるペースト塗布の例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the example of the paste application | coating in this coating device. タンクのより詳しい構造を示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows the more detailed structure of a tank. この実施形態における塗布動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the application | coating operation | movement in this embodiment. 動作中の各部の状態を模式的に示す第1の図である。It is the 1st figure showing typically the state of each part under operation. 動作中の各部の状態を模式的に示す第2の図である。It is a 2nd figure which shows typically the state of each part in operation | movement.

図1はこの発明にかかる貯留装置を備えた塗布装置の一実施形態を示す図である。この塗布装置1は、ロール・トゥ・ロール方式で搬送されるシート状の基材Sに対してペースト状塗布液を塗布する装置であり、例えばリチウムイオン二次電池のような電池用電極の製造に用いることのできるものである。   FIG. 1 is a view showing an embodiment of a coating apparatus provided with a storage device according to the present invention. The coating device 1 is a device that applies a paste-like coating liquid to a sheet-like substrate S conveyed by a roll-to-roll method. For example, a battery electrode such as a lithium ion secondary battery is manufactured. It can be used for.

この塗布装置1は、塗布すべき塗布液を内部に貯留するタンク10と、該タンク10から供給される塗布液を吐出するノズル50とを備えており、タンク10とノズル50との間に設けられた送液系20(後述)により、タンク10内の塗布液がノズル50に向けて送出され、ノズル50の先端に設けられた吐出口から吐出される。   The coating apparatus 1 includes a tank 10 that stores therein a coating liquid to be coated, and a nozzle 50 that discharges the coating liquid supplied from the tank 10, and is provided between the tank 10 and the nozzle 50. The applied liquid in the tank 10 is sent out toward the nozzle 50 by the liquid feeding system 20 (described later), and is discharged from a discharge port provided at the tip of the nozzle 50.

ノズル50との対向位置には、塗布液が塗布される基材Sが搬送ユニット70により配置される。具体的には、ロール状に巻回された長尺シート状の基材Sが搬送ユニット70の供給ローラ71にセットされるとともに、基材Sの一端部が巻取ローラ72に巻回されている。巻取ローラ72が図の矢印Dr方向に回転することにより、基材Sが供給ローラ71から繰り出されて矢印Ds方向に搬送され、巻取ローラ72により巻き取られる。つまり、搬送ユニット70は、塗布対象物である基材Sを保持する手段としての機能およびこれを搬送する手段としての機能を有する。このように供給ローラ71および巻取ローラ72に掛け渡された基材Sの表面に対向するように、ノズル50が配置されている。そのため、ノズル50から吐出される塗布液が基材Sの表面に塗布される。基材Sが矢印Ds方向に搬送されることで、ノズル50を基材Sに対して相対的に走査移動させながら塗布液を基材Sに塗布することができる。   A substrate S on which the coating liquid is applied is disposed by the transport unit 70 at a position facing the nozzle 50. Specifically, the long sheet-shaped substrate S wound in a roll is set on the supply roller 71 of the transport unit 70, and one end of the substrate S is wound on the winding roller 72. Yes. When the take-up roller 72 rotates in the direction of the arrow Dr in the figure, the substrate S is unwound from the supply roller 71, conveyed in the direction of the arrow Ds, and taken up by the take-up roller 72. That is, the transport unit 70 has a function as a means for holding the base material S that is an application target and a function as a means for transporting the same. In this way, the nozzle 50 is arranged so as to face the surface of the base material S stretched over the supply roller 71 and the take-up roller 72. Therefore, the coating liquid discharged from the nozzle 50 is applied to the surface of the substrate S. By transporting the base material S in the direction of the arrow Ds, the coating liquid can be applied to the base material S while the nozzle 50 is scanned and moved relative to the base material S.

ここで例えば、集電体として機能する金属などの導電体シートを基材Sとして用い、塗布液として活物質材料を含むペーストを用いることにより、集電体層の表面に活物質層を積層してなる電池用電極を製造することが可能である。   Here, for example, an active material layer is laminated on the surface of the current collector layer by using a conductive sheet such as a metal functioning as a current collector as the substrate S and using a paste containing an active material as a coating liquid. It is possible to manufacture a battery electrode.

図2はこの塗布装置におけるペースト塗布の例を模式的に示す図である。矢印Ds方向に搬送される基材Sに対向配置されたノズル50の下面51には、各々が塗布液を吐出する複数の吐出口52が搬送方向Dsに直交する基材Sの幅方向に等間隔に並べて設けられている。各吐出口から連続的に吐出される高粘度のペースト状塗布液は基材Sの表面に着液した後、基材Sの移動に伴って矢印Ds方向へ搬送される。これにより、基材S上にはその搬送方向Dsに沿って連続的に延びる塗布液のライン状パターンPが形成される。この塗布装置1は、基材Sの搬送方向Dsに沿って切れ目なく連続したパターンを形成することも可能であり、また図2に示すように、各吐出口52からの塗布液の吐出を一時的に停止させることで搬送方向Dsにおいて断続したパターンPを形成することも可能である。   FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of paste application in this application apparatus. On the lower surface 51 of the nozzle 50 disposed opposite to the substrate S conveyed in the direction of the arrow Ds, a plurality of discharge ports 52 each discharging a coating liquid are arranged in the width direction of the substrate S perpendicular to the conveyance direction Ds. They are arranged side by side at intervals. The high-viscosity paste-like coating liquid continuously discharged from each discharge port is deposited on the surface of the substrate S, and then conveyed in the direction of the arrow Ds as the substrate S moves. As a result, a line pattern P of the coating liquid continuously extending along the transport direction Ds is formed on the substrate S. The coating apparatus 1 can also form a continuous pattern along the transport direction Ds of the substrate S, and temporarily discharge the coating liquid from each discharge port 52 as shown in FIG. It is also possible to form an intermittent pattern P in the transport direction Ds by stopping the operation.

パターンの断面形状は各吐出口52の開口形状に依存し、特に高粘度の塗布液を用いた場合、吐出口52の開口形状をほぼそのまま維持した断面形状を有するパターンを形成することが可能である。これにより、幅に対する高さの比、つまりアスペクト比の高いパターンを形成することも可能となる。基材Sが集電体として機能するものであり、塗布液により形成されるライン状パターンが活物質を含むものである場合、集電体表面に活物質による高アスペクト比のライン状パターンが形成された構造を有する電池用電極を製造することができる。このような構造の電極は活物質材料の使用量に対して表面積の大きな活物質層を有するため、高速充放電特性の良好な電池を構成することができる。   The cross-sectional shape of the pattern depends on the opening shape of each discharge port 52. In particular, when a high-viscosity coating liquid is used, it is possible to form a pattern having a cross-sectional shape that maintains the opening shape of the discharge port 52 almost as it is. is there. As a result, it is possible to form a pattern having a high ratio of height to width, that is, a high aspect ratio. When the substrate S functions as a current collector and the line pattern formed by the coating liquid contains an active material, a line pattern having a high aspect ratio was formed on the current collector surface by the active material. A battery electrode having a structure can be produced. Since the electrode having such a structure has an active material layer having a large surface area with respect to the amount of active material used, a battery having good high-speed charge / discharge characteristics can be formed.

もちろん、各吐出口を幅広の開口形状としたり、特許文献1に記載されたようなスリット状のものとすることで、基材Sの表面に比較的幅の広いパターンを形成することも可能である。この場合においても、塗布液を高粘度のものとすることで、高密度で厚い活物質層を有する電極を製造することができる。これにより、容量の大きな電池を構成することができる。   Of course, it is possible to form a relatively wide pattern on the surface of the substrate S by making each discharge port into a wide opening shape or having a slit shape as described in Patent Document 1. is there. Also in this case, an electrode having a high-density and thick active material layer can be manufactured by making the coating solution have a high viscosity. Thereby, a battery with a large capacity can be configured.

このようなパターンを優れた寸法精度で形成するためには、高粘度の塗布液を小流量で、かつ安定的にノズル50から吐出させる必要がある。これを可能とするための塗布装置1における送液系20の構成について、再び図1を参照しながら説明する。なお、この塗布装置1に適用される塗布液において想定される粘度は、せん断速度10s−1において100Pa・sないし300Pa・s程度である。 In order to form such a pattern with excellent dimensional accuracy, it is necessary to stably discharge a highly viscous coating liquid from the nozzle 50 at a small flow rate. The configuration of the liquid feeding system 20 in the coating apparatus 1 for enabling this will be described with reference to FIG. 1 again. In addition, the viscosity assumed in the coating liquid applied to this coating apparatus 1 is about 100 Pa · s to 300 Pa · s at a shear rate of 10 s −1 .

この塗布装置1における送液系20は、一端部がタンク10の底部に接続された出力配管21と、その途中に配されたポンプ22および流量計23と、出力配管21の他端部に入力ポートが接続された三方弁24と、三方弁24の2つの出力ポートにそれぞれ一端部が接続された塗布配管25および循環配管26と、循環配管26の他端部に入力ポートの1つが接続された三方弁27と、三方弁27の出力ポートに接続された入力配管28と、三方弁27のもう1つの入力ポートに接続された補給配管29とを備えている。また、この塗布装置1は、送液系20を制御して所定量の塗布液をノズル50から吐出させる制御ユニット30を備えている。   The liquid feeding system 20 in the coating apparatus 1 has an output pipe 21 having one end connected to the bottom of the tank 10, a pump 22 and a flow meter 23 arranged in the middle, and an input to the other end of the output pipe 21. One of the input ports is connected to the other end of the circulation pipe 26 and the three-way valve 24 to which the port is connected, the application pipe 25 and the circulation pipe 26 each having one end connected to the two output ports of the three-way valve 24. A three-way valve 27, an input pipe 28 connected to the output port of the three-way valve 27, and a supply pipe 29 connected to the other input port of the three-way valve 27. In addition, the coating apparatus 1 includes a control unit 30 that controls the liquid feeding system 20 to discharge a predetermined amount of coating liquid from the nozzle 50.

ポンプ22は、送液系20に塗布液を流通させるためのものであり、高粘度の塗布液を安定した流量で送出することのできるものであることが望ましい。このようなポンプとしては例えばねじポンプを用いることができ、例えば一軸ねじポンプの一種であるモーノポンプを好適に適用することができる。ポンプ22の動作は制御ユニット30により制御されており、制御ユニット30は、流量計23により検出される出力配管21における塗布液の流量に基づきポンプ22を制御して、送液系20における塗布液の流量を調節する。   The pump 22 is for circulating the coating liquid through the liquid feeding system 20, and is preferably capable of delivering a highly viscous coating liquid at a stable flow rate. As such a pump, for example, a screw pump can be used, and for example, a MONO pump which is a kind of single screw pump can be suitably applied. The operation of the pump 22 is controlled by the control unit 30, and the control unit 30 controls the pump 22 based on the flow rate of the coating liquid in the output pipe 21 detected by the flow meter 23, thereby applying the coating liquid in the liquid feeding system 20. Adjust the flow rate.

三方弁24は制御ユニット30により制御され、出力配管21と塗布配管25とが接続される塗布経路と、出力配管21と循環配管26とが接続される循環経路とを選択的に開成する。塗布配管25はノズル50に接続されており、制御ユニット30からの制御指令に応じて三方弁24が出力配管21と塗布配管25とを接続する塗布経路を開成した場合には、タンク10から圧送されてくる塗布液が塗布配管25を介してノズル50に供給され、塗布対象物たるシートSに塗布される。   The three-way valve 24 is controlled by the control unit 30 and selectively opens a coating path where the output pipe 21 and the coating pipe 25 are connected and a circulation path where the output pipe 21 and the circulation pipe 26 are connected. The application pipe 25 is connected to the nozzle 50. When the three-way valve 24 opens the application path connecting the output pipe 21 and the application pipe 25 in accordance with a control command from the control unit 30, the pressure supply from the tank 10 is performed. The applied coating liquid is supplied to the nozzle 50 via the coating pipe 25 and is applied to the sheet S that is the object to be coated.

一方、制御ユニット30からの制御指令に応じて三方弁24が出力配管21と循環配管26とを接続する循環経路を開成した場合には、タンク10から圧送される塗布液は、循環経路を介してタンク10に還流する。より詳しくは、制御ユニット30により制御される三方弁27により、循環配管26と入力配管28とを接続する流路が常時開成されており、出力配管21から三方弁24を経由して循環配管26に流れ込んだ塗布液は、三方弁27および入力配管28を経由してタンク10内に戻る。   On the other hand, when the three-way valve 24 opens a circulation path that connects the output pipe 21 and the circulation pipe 26 in accordance with a control command from the control unit 30, the coating liquid pumped from the tank 10 passes through the circulation path. To the tank 10. More specifically, a flow path connecting the circulation pipe 26 and the input pipe 28 is always opened by the three-way valve 27 controlled by the control unit 30, and the circulation pipe 26 is connected from the output pipe 21 via the three-way valve 24. The coating liquid flowing into the tank 10 returns to the tank 10 via the three-way valve 27 and the input pipe 28.

高粘度の塗布液がチキソトロピー性(チクソ性)を有する場合、塗布液の流動性を維持するためには塗布液に常時せん断力を与えておく必要がある。塗布液をノズル50へ供給する時以外には循環流路を経由して塗布液を循環させておくことで、塗布液にせん断力を与えて流動性の高い低粘度の状態を維持することができる。   When the high-viscosity coating liquid has thixotropic properties (thixotropic properties), it is necessary to always apply a shearing force to the coating liquid in order to maintain the fluidity of the coating liquid. Except when supplying the coating liquid to the nozzle 50, the coating liquid is circulated through the circulation flow path so that a shearing force is applied to the coating liquid to maintain a highly fluid and low-viscosity state. it can.

補給配管29は図示しない外部補給タンクと接続されており、タンク10内の塗布液がシートSに塗布されて消費され残量が少なくなってくると、三方弁27により補給配管29と入力配管28とを接続する流路が開成される。これにより、補給用の塗布液が外部補給タンクからタンク10に供給され、タンク10内の塗布液量が回復する。制御ユニット30は、三方弁27を制御して、タンク10内の液量の変動が所定範囲内に収まるように必要に応じて外部補給タンクから塗布液の補給を行う。補給された塗布液は、循環経路を循環する塗布液と同様に、入力配管28からタンク10内に流入する。   The replenishment pipe 29 is connected to an external replenishment tank (not shown), and when the coating liquid in the tank 10 is applied to the sheet S and consumed, the remaining amount is reduced by the three-way valve 27 and the input pipe 28. Is opened. As a result, the replenishing coating liquid is supplied from the external replenishing tank to the tank 10 and the amount of the coating liquid in the tank 10 is recovered. The control unit 30 controls the three-way valve 27 and replenishes the application liquid from the external replenishment tank as necessary so that the fluctuation of the liquid amount in the tank 10 falls within a predetermined range. The replenished coating liquid flows into the tank 10 from the input pipe 28 in the same manner as the coating liquid circulating in the circulation path.

図3はタンクのより詳しい構造を示す側面断面図である。タンク10は、内部が塗布液を貯留可能な貯留空間SPとなったタンク筐体11を有している。タンク筐体11の内部は略鉛直方向を軸とし底部が円錐状にすぼまった円筒形状をなしており、その内部断面積は、タンク上部においては鉛直方向に略一定であり、底部において次第に小さくなっている。その底面11bに、出力配管21が接続されている。   FIG. 3 is a side sectional view showing a more detailed structure of the tank. The tank 10 has a tank housing 11 having a storage space SP in which the coating liquid can be stored. The inside of the tank housing 11 has a cylindrical shape with the substantially vertical direction as an axis and the bottom portion squeezed into a conical shape, and its internal cross-sectional area is substantially constant in the vertical direction at the top of the tank and gradually increases at the bottom. It is getting smaller. An output pipe 21 is connected to the bottom surface 11b.

一方、タンク筐体11の上面11aの中央部には開口11cが設けられ、開口11cを通して、入力配管28がタンク10の外部から貯留空間SPに向けて延びている。入力配管28は、塗布液の成分に対する耐性および可撓性を有する管、例えばステンレス製のフレキシブルチューブからなる可撓配管281と、その下端に接続されて先端に吐出口282aを有するノズル282とを備えている。循環配管26を循環する、または補給配管29を介して外部から供給される塗布液は、入力配管28を通ってタンク筐体11内に送り込まれ、吐出口282aから貯留空間SPに向けて下向きに、かつ連続的に吐出される。吐出口282aの開口断面積は、水平面におけるタンク10の断面積よりも小さい。   On the other hand, an opening 11c is provided at the center of the upper surface 11a of the tank casing 11, and the input pipe 28 extends from the outside of the tank 10 toward the storage space SP through the opening 11c. The input pipe 28 includes a pipe having resistance and flexibility with respect to the components of the coating liquid, for example, a flexible pipe 281 made of a stainless steel flexible tube, and a nozzle 282 having a discharge port 282a connected to the lower end thereof. I have. The coating liquid that circulates in the circulation pipe 26 or is supplied from the outside through the replenishment pipe 29 is sent into the tank casing 11 through the input pipe 28, and downwards from the discharge port 282 a toward the storage space SP. And continuously discharged. The opening sectional area of the discharge port 282a is smaller than the sectional area of the tank 10 in the horizontal plane.

ノズル282は、ノズル昇降機構12の支持ブロック121により吐出口282aを下向きにして支持されている。ノズル支持機構12は、ボールねじ機構122とモータ123とをさらに備えている。ボールねじ機構122のボールねじ122aがモータ123の回転軸と連結され開口11cに挿通されて略鉛直方向に延設される一方、これと係合するナット122bに支持ブロック121が固定されている。モータ123は図示しない固定部材によりタンク筐体11に固定されている。   The nozzle 282 is supported by the support block 121 of the nozzle lifting mechanism 12 with the discharge port 282a facing downward. The nozzle support mechanism 12 further includes a ball screw mechanism 122 and a motor 123. A ball screw 122a of the ball screw mechanism 122 is connected to the rotation shaft of the motor 123 and is inserted through the opening 11c so as to extend in a substantially vertical direction. On the other hand, a support block 121 is fixed to a nut 122b engaged therewith. The motor 123 is fixed to the tank casing 11 by a fixing member (not shown).

制御ユニット30からの制御信号に応じてモータ123が作動すると、ボールねじ122aが回転してナット122bが上下動し、これとともに支持ブロック121が昇降することでノズル282が昇降する。これにより、ノズル282下端の吐出口282aが、貯留空間SP内において鉛直方向に昇降可能となっている。なお、以下において特に区別する必要があるとき、入力配管28に接続されてタンク10内に設けられたノズル282を「補給ノズル」、塗布配管25に接続されたノズル50を「塗布ノズル」ということがある。   When the motor 123 is actuated in response to the control signal from the control unit 30, the ball screw 122a rotates and the nut 122b moves up and down, and the support block 121 moves up and down along with this, so that the nozzle 282 moves up and down. Thereby, the discharge port 282a at the lower end of the nozzle 282 can be moved up and down in the vertical direction in the storage space SP. In the following description, when it is necessary to make a distinction, the nozzle 282 connected to the input pipe 28 and provided in the tank 10 is referred to as a “supply nozzle”, and the nozzle 50 connected to the application pipe 25 is referred to as an “application nozzle”. There is.

また、タンク10内の貯留空間SPには、タンク10に貯留された塗布液の液面の位置を検出するための液面センサ13が設けられている。液面センサ13としては、鉛直方向における液面の位置を検出可能であれば任意のもの、例えば超音波式、フロート式、静電容量式、電磁式、光学式など各種の測定原理に基づくものを用いることができる。また、液面を光学的に撮像してその位置を検出するものであってもよく、タンク内壁面に設けられた目盛等の指標との組み合わせで液面位置を検出するものであってもよい。液面センサ13による検出結果は制御ユニット30に与えられ、制御ユニット30による各部の動作制御に利用される。   Further, the storage space SP in the tank 10 is provided with a liquid level sensor 13 for detecting the position of the liquid level of the coating liquid stored in the tank 10. As the liquid level sensor 13, any liquid level sensor can be used as long as it can detect the position of the liquid level in the vertical direction, for example, based on various measurement principles such as an ultrasonic type, a float type, a capacitance type, an electromagnetic type, and an optical type. Can be used. Further, the liquid level may be optically imaged and its position may be detected, or the liquid level position may be detected in combination with an index such as a scale provided on the tank inner wall surface. . The detection result by the liquid level sensor 13 is given to the control unit 30 and used for operation control of each part by the control unit 30.

次に、この実施形態の塗布装置における塗布処理について説明する。この塗布処理は、タンク10に塗布液が入っていない空の状態から、タンク10内に外部からの塗布液を導入し、これをノズル50から吐出させて塗布対象物たるシートSに塗布するための処理である。この処理は、制御ユニット30が予め与えられた制御プログラムに基づき装置各部を制御して所定の動作を行わせることにより実現される。   Next, the coating process in the coating apparatus of this embodiment will be described. In this coating process, the coating liquid from the outside is introduced into the tank 10 from the empty state where the coating liquid is not contained in the tank 10, and this is discharged from the nozzle 50 and applied to the sheet S as the coating object. It is processing of. This process is realized by the control unit 30 controlling each part of the apparatus based on a control program given in advance to perform a predetermined operation.

図4はこの実施形態における塗布動作を示すフローチャートである。また、図5および図6は動作中の各部の状態を模式的に示す図である。最初にタンク10が空の状態からノズル昇降機構12を作動させて、図5(a)に示すように、吐出口282aがその可動範囲において最も低い位置に来るように、補給ノズル282を位置決めする(ステップS101)。このときの吐出口282aとタンク10底面とのギャップG0としては50mm以下が好ましい。   FIG. 4 is a flowchart showing the coating operation in this embodiment. 5 and 6 are diagrams schematically showing the state of each part during operation. First, the nozzle raising / lowering mechanism 12 is operated when the tank 10 is empty, and as shown in FIG. 5A, the replenishing nozzle 282 is positioned so that the discharge port 282a is at the lowest position in the movable range. (Step S101). At this time, the gap G0 between the discharge port 282a and the bottom surface of the tank 10 is preferably 50 mm or less.

次に、補給配管29から出力配管28に至る補給経路を開成し、外部補給タンクから塗布液の供給の受け入れを開始する(ステップS102)。これにより、図5(b)に示すように、補給ノズル282の吐出口282aから塗布液Lの連続的な吐出が開始され、高粘度の塗布液Lは補給ノズル282からタンク底面に向けて棒状に延びて液柱を形成する。液柱がタンク底面に到達した後、塗布液は底面に沿って水平方向に広がってゆく。   Next, a replenishment path from the replenishment pipe 29 to the output pipe 28 is opened, and reception of the coating liquid supply from the external replenishment tank is started (step S102). As a result, as shown in FIG. 5B, the continuous discharge of the coating liquid L is started from the discharge port 282a of the replenishing nozzle 282, and the high-viscosity coating liquid L is bar-shaped from the replenishing nozzle 282 toward the tank bottom. To form a liquid column. After the liquid column reaches the bottom surface of the tank, the coating liquid spreads horizontally along the bottom surface.

塗布液Lの先端がタンク底面に到達した後、図5(c)に示すように、タンク10の底部に貯留されてゆく塗布液Lの液面Laの鉛直方向位置つまり液面高さを、液面センサ13により検出する(ステップS103)。そして、図5(c)に上向き矢印で示すように、液面Laの高さに応じて補給ノズル282を上昇させ(ステップS104)、図5(d)に示すように、鉛直方向における液面Laと吐出口282aとの距離Gが概ね一定値を維持するように補給ノズル282の位置を制御する。このときの距離Gとしては0mmないし50mmが好ましく、0より大きい、つまり液面Laよりも吐出口282aの方が上にある状態がより好ましい。   After the tip of the coating liquid L reaches the bottom surface of the tank, as shown in FIG. 5 (c), the vertical position of the liquid surface La of the coating liquid L stored at the bottom of the tank 10, that is, the liquid level height, Detected by the liquid level sensor 13 (step S103). Then, as shown by the upward arrow in FIG. 5 (c), the replenishing nozzle 282 is raised according to the height of the liquid level La (step S104), and the liquid level in the vertical direction as shown in FIG. 5 (d). The position of the replenishing nozzle 282 is controlled so that the distance G between La and the discharge port 282a maintains a substantially constant value. The distance G at this time is preferably 0 mm to 50 mm, and is more preferably greater than 0, that is, a state where the discharge port 282a is above the liquid level La.

吐出口282aがタンク10に貯留された液中に沈み込んだ状態では、新たな塗布液が液中に噴き出されることになるため、吐出口282aの周囲で不定形に滞留する液体が気泡の原因となり得る。また、吐出される塗布液に気泡が混入していた場合に、塗布液が外部空間に放出される際に気泡が液流の表面に露出して消滅することも期待されるが、吐出口282aが液中に沈み込んだ状態ではそのような効果が得られない。またノズル282の下面がいったん液面Laに接触することで、事後的にノズル282と液面とが離間してもノズル282の下面に残留付着した塗布液が新たな滞留の原因となり得る。これらのことから、吐出口282aは液面Laよりも上方に位置した状態が好ましい。   In a state where the discharge port 282a is submerged in the liquid stored in the tank 10, a new coating liquid is ejected into the liquid, so that the liquid that stays in an irregular shape around the discharge port 282a is a bubble. It can be a cause. In addition, when bubbles are mixed in the discharged coating liquid, it is expected that the bubbles are exposed to the surface of the liquid flow and disappear when the coating liquid is discharged to the external space. Such an effect cannot be obtained in a state where the liquid is submerged in the liquid. Further, once the lower surface of the nozzle 282 comes into contact with the liquid level La, the coating liquid remaining on the lower surface of the nozzle 282 may cause a new stay even if the nozzle 282 and the liquid surface are separated later. Therefore, it is preferable that the discharge port 282a is located above the liquid level La.

上記のように液面Laの上昇に伴って補給ノズル282を上昇させることで、液面Laと吐出口282aとの距離Gを概ね一定に保つことができる。これにより、タンク10内に貯留される塗布液とノズル282内の塗布液とが吐出口282aから吐出される塗布液を介して一体的に連続した状態を維持しながら、タンク10に塗布液Lを貯留してゆくことができる。そのため、補給ノズル282から塗布液が断続的にタンク10内に落下することで生じる気泡の巻き込みを防止することができる。   By raising the replenishment nozzle 282 as the liquid level La rises as described above, the distance G between the liquid level La and the discharge port 282a can be kept substantially constant. As a result, the coating liquid L stored in the tank 10 and the coating liquid in the nozzle 282 are integrated into the tank 10 through the coating liquid discharged from the discharge port 282a, while being continuously integrated. Can be stored. Therefore, it is possible to prevent entrainment of bubbles caused by the application liquid intermittently falling into the tank 10 from the replenishing nozzle 282.

タンク10に貯留された塗布液の液面Laが予め定められた最低ラインLminに達するまで(ステップS105においてNO)、塗布液の注入を継続する。液面Laが最低ラインLmin以上であるとき(ステップS105においてYES)、液面Laが最低ラインLminよりも上方に設定された最高ラインLmax以下であれば(ステップS106においてYES)そのまま注入を継続する一方、最高ラインLmaxを超えていれば(ステップS106においてNO)塗布液の注入を停止する(ステップS107)。この間およびこれ以後においても、液面センサ13による液面高さの検出およびそれに基づく補給ノズル282の位置制御は継続して行われるものとする。これにより、液面Laの高さによらず、常に液面Laと補給ノズル282の吐出口282aとの間隔Gが維持される。   The injection of the coating liquid is continued until the liquid level La of the coating liquid stored in the tank 10 reaches a predetermined minimum line Lmin (NO in step S105). When the liquid level La is equal to or higher than the lowest line Lmin (YES in step S105), if the liquid level La is equal to or lower than the highest line Lmax set above the lowest line Lmin (YES in step S106), the injection is continued as it is. On the other hand, if the maximum line Lmax is exceeded (NO in step S106), the injection of the coating liquid is stopped (step S107). During this time and thereafter, the detection of the liquid level by the liquid level sensor 13 and the position control of the replenishing nozzle 282 based on the detection will be continued. Thereby, the distance G between the liquid level La and the discharge port 282a of the replenishing nozzle 282 is always maintained regardless of the height of the liquid level La.

タンク10内に最低ラインLmin以上の高さの塗布液が貯留されているとき、塗布対象物たるシートSへの塗布液の塗布が行われる。すなわち、図6(a)に示すように、出力配管21から塗布配管25を経て塗布ノズル50に至る塗布経路が開成され、ポンプ22が出力配管21内で塗布液を流通させることで、塗布ノズル50から塗布液が吐出されてシートSに塗布される(ステップS108)。なお、予め循環経路を開成して塗布液を流通させることで、出力配管21を液密状態としておいてもよい。   When a coating liquid having a height equal to or higher than the minimum line Lmin is stored in the tank 10, the coating liquid is applied to the sheet S that is the object to be coated. That is, as shown in FIG. 6A, a coating path from the output pipe 21 through the coating pipe 25 to the coating nozzle 50 is established, and the pump 22 circulates the coating liquid in the output pipe 21 to thereby apply the coating nozzle. The coating liquid is discharged from 50 and applied to the sheet S (step S108). Note that the output pipe 21 may be in a liquid-tight state by opening a circulation path in advance and circulating the coating liquid.

塗布を終了すべきタイミングが来るまで塗布を継続する(ステップS110)。この間も、外部補給タンクからの塗布液の注入を継続してよいが、その間にもし液面高さが最高ラインLmaxを超えれば(ステップS106においてNO)、塗布液の注入は停止される(ステップS107)。また、塗布により塗布液が消費されて液面が低下し、最低ラインLmin以下となったときには(ステップS109においてYES)、補給経路を再び開成し(ステップS111)、ステップS102に戻って塗布液の注入を再開する。   The application is continued until it is time to finish the application (step S110). During this time, the injection of the coating liquid from the external supply tank may be continued, but if the liquid surface height exceeds the maximum line Lmax (NO in step S106), the injection of the coating liquid is stopped (step S106). S107). Further, when the coating liquid is consumed by coating and the liquid level is lowered to be below the minimum line Lmin (YES in step S109), the replenishment path is reopened (step S111), and the process returns to step S102 to return the coating liquid. Resume injection.

このような処理によれば、図6(a)に示すように外部補給タンクから補給用塗布液の供給を受けながら塗布を行う局面と、図6(b)に示すように外部からの補給を受けずに塗布を行う局面とが存在し得る。いずれの場合でも、塗布ノズル50に供給される塗布液の量はポンプ22によって安定化されており、シートSに対して安定に塗布を行うことができる。また、タンク10内の液量は、常に液面高さが最低ラインLminと最高ラインLmaxとの間になるように維持される。出力配管21から取り出される塗布液の流量よりも外部から補給される塗布液の流量の方が大きくなるようにしておけば、塗布液の消費に補給が追いつかないという事態にはならず、補給のタイミングによって塗布のタイミングが制約されることはない。気泡を含むことなく補給が行われるため、塗布ノズル50に送出される塗布液にも気泡が含まれず、安定した塗布量で塗布を行うことができ、塗布欠陥の発生も防止される。   According to such a process, as shown in FIG. 6 (a), the application is performed while receiving the supply of the replenishment coating liquid from the external replenishment tank, and the external replenishment is performed as shown in FIG. 6 (b). There may be a situation where the application is performed without receiving. In any case, the amount of the application liquid supplied to the application nozzle 50 is stabilized by the pump 22, and the application to the sheet S can be performed stably. Further, the amount of liquid in the tank 10 is always maintained such that the liquid level is between the lowest line Lmin and the highest line Lmax. If the flow rate of the coating liquid replenished from the outside is made larger than the flow rate of the coating liquid taken out from the output pipe 21, the situation where the replenishment cannot catch up with the consumption of the coating liquid will not occur. The application timing is not limited by the timing. Since the replenishment is performed without including bubbles, the bubbles are not included in the coating liquid delivered to the coating nozzle 50, the coating can be performed with a stable coating amount, and the occurrence of coating defects is also prevented.

必要な塗布が終了すると(ステップS110においてYES)、三方弁24により、塗布経路を閉じて循環経路を開成する(ステップS121)。これにより、ポンプ22から送出される塗布液は出力配管21から循環配管26へ至る循環経路に送り込まれる。なお、このとき三方弁27により補給経路が開成されていればこれが閉じられ、出力配管21から循環配管26を経て入力配管28に至る循環経路が開成される。したがって、図6(c)に示すように、ポンプ22により送出され循環経路を流通する塗布液は入力配管28を介してタンク10内に戻し入れられる。   When the necessary application is completed (YES in step S110), the application path is closed and the circulation path is opened by the three-way valve 24 (step S121). Thereby, the coating liquid sent out from the pump 22 is sent to the circulation path from the output pipe 21 to the circulation pipe 26. At this time, if the replenishment path is opened by the three-way valve 27, it is closed, and a circulation path from the output pipe 21 to the input pipe 28 via the circulation pipe 26 is opened. Therefore, as shown in FIG. 6C, the coating liquid sent out by the pump 22 and flowing through the circulation path is returned into the tank 10 via the input pipe 28.

補給ノズル282の吐出口282aから吐出される塗布液の流れは、外部から補給される塗布液によるものから循環経路を還流した塗布液によるものに切り換わる。このときにも、吐出口282aの液面Laからの高さが適正に維持されているため、塗布液が吐出口282aから断続的に落下して気泡を生じることはない。そして、塗布を行わないときでも塗布液の循環を継続することによって、滞留に起因する塗布液の粘度の増大を防止し、引き続き塗布を行う際には速やかに塗布液の塗布ノズル50から吐出させることが可能である。塗布液を循環させている間は液量の増減はなく、この間も液面高さは最低ラインLminと最高ラインLmaxとの間に維持されている。   The flow of the coating liquid discharged from the discharge port 282a of the replenishing nozzle 282 is switched from that due to the coating liquid replenished from the outside to that due to the coating liquid refluxing the circulation path. Also at this time, since the height of the discharge port 282a from the liquid level La is properly maintained, the coating liquid does not fall intermittently from the discharge port 282a to generate bubbles. Further, by continuing the circulation of the coating liquid even when the coating is not performed, an increase in the viscosity of the coating liquid due to the stay is prevented, and when the coating is continuously performed, the coating liquid is quickly discharged from the coating nozzle 50. It is possible. While the coating liquid is circulated, the amount of liquid does not increase or decrease, and the liquid level is maintained between the lowest line Lmin and the highest line Lmax during this time.

こうして塗布を行わない間は塗布液の循環を継続しておき、再び塗布を行う必要がある場合には(ステップS122においてYES)、ステップS106に戻る。これにより、必要に応じて塗布液の補給を行いながら、塗布液を塗布ノズル50へ供給して新たに塗布を行うことができる。新たな塗布が必要なければ(ステップS122においてNO)、処理を終了する。   While the application is not performed in this manner, the circulation of the application liquid is continued, and when it is necessary to apply again (YES in step S122), the process returns to step S106. Accordingly, the application liquid can be supplied to the application nozzle 50 and newly applied while replenishing the application liquid as necessary. If no new application is required (NO in step S122), the process ends.

以上説明したように、この実施形態では、高粘度ペースト状の塗布液Lが本発明の「液体」に相当しており、タンク10が本発明の「貯留部」として機能している。そして、入力配管28が本発明の「供給配管」として機能し、特に補給ノズル282の吐出口282aが本発明の「開口部」として機能している。また、ノズル昇降機構12および制御ユニット30が本発明の「位置制御手段」として機能している。また、液面センサ13が本発明の「検出手段」として機能している。そして、これらのタンク10、ノズル昇降機構12および送液系20等が一体として、本発明の「貯留装置」を構成している。   As described above, in this embodiment, the high-viscosity paste-like coating liquid L corresponds to the “liquid” of the present invention, and the tank 10 functions as the “reservoir” of the present invention. The input pipe 28 functions as the “supply pipe” of the present invention, and in particular, the discharge port 282a of the replenishing nozzle 282 functions as the “opening” of the present invention. Further, the nozzle lifting mechanism 12 and the control unit 30 function as “position control means” of the present invention. Further, the liquid level sensor 13 functions as the “detecting means” of the present invention. And these tank 10, nozzle raising-lowering mechanism 12, liquid feeding system 20, etc. are united, and comprise the "storage device" of this invention.

また、この実施形態の塗布装置1では、上記したタンク10、ノズル昇降機構12および送液系20等が一体として本発明の「貯留手段」として機能し、出力配管21およびノズル(塗布ノズル)50がそれぞれ本発明の「出力配管」および「吐出手段」として機能している。また、ポンプ22が本発明の「流通手段」として機能しており、出力配管21、循環配管26および入力配管28を接続した循環経路が本発明の「還流経路」に相当している。   Further, in the coating apparatus 1 of this embodiment, the tank 10, the nozzle elevating mechanism 12, the liquid feeding system 20, and the like function as a “storage unit” of the present invention, and the output pipe 21 and the nozzle (coating nozzle) 50. Respectively function as “output piping” and “discharge means” of the present invention. The pump 22 functions as the “circulation means” of the present invention, and the circulation path connecting the output pipe 21, the circulation pipe 26 and the input pipe 28 corresponds to the “return path” of the present invention.

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、ポンプ22としてモーノポンプを用いているが、高粘度の流体を送出可能な他の方式のポンプを用いても構わない。適用可能なポンプとしては、油圧シリンダ式ポンプ、ドラムポンプ、フランジャー式ポンプなどがある。また、モーノポンプ以外の一軸ポンプや二軸ポンプ、スクリューポンプなど、他の形式のねじポンプを用いることも可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the MONO pump is used as the pump 22, but other types of pumps that can deliver a highly viscous fluid may be used. Applicable pumps include a hydraulic cylinder pump, a drum pump, and a flanger pump. It is also possible to use other types of screw pumps such as a uniaxial pump, a biaxial pump, and a screw pump other than the MONO pump.

また、上記実施形態では、三方弁27により、外部補給タンクから塗布液を補給するための経路と内部で塗布液を循環させる経路とを切り換えているが、本発明にかかる貯留装置および塗布装置は循環経路を構成要件とするものに限定されない。すなわち、循環経路が設けられていなくてもよく、また補給経路と循環経路とが独立したものであっても本発明を適用することが可能である。   In the above embodiment, the three-way valve 27 switches the path for replenishing the coating liquid from the external replenishing tank and the path for circulating the coating liquid inside, but the storage device and the coating apparatus according to the present invention are It is not limited to what makes a circulation path a component. That is, the circulation path may not be provided, and the present invention can be applied even if the replenishment path and the circulation path are independent.

また、上記実施形態では、タンク10内での液面の変動に応じて補給ノズル282を昇降させ、液面Laからの吐出口282aの高さを一定に維持するようにしている。しかしながら、特に高粘度の液体では、液面Laと吐出口282aとの距離が多少変動しても、入力配管28内の塗布液と液面Laとの間を接続する液柱が直ちに途切れるわけではない。このことから、吐出口282aと液面Laとのギャップが所定の適正範囲内にあるときにはノズル282の昇降を行わず、該適正範囲を超えるギャップ変動が生じた場合のみノズル282の昇降を行うようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the replenishment nozzle 282 is moved up and down in accordance with the fluctuation of the liquid level in the tank 10 so that the height of the discharge port 282a from the liquid level La is maintained constant. However, in the case of a particularly high-viscosity liquid, even if the distance between the liquid level La and the discharge port 282a varies slightly, the liquid column connecting the coating liquid in the input pipe 28 and the liquid level La is not immediately interrupted. Absent. Therefore, when the gap between the discharge port 282a and the liquid level La is within a predetermined appropriate range, the nozzle 282 is not raised or lowered, and the nozzle 282 is raised or lowered only when a gap fluctuation exceeding the appropriate range occurs. It may be.

また、上記実施形態では、可撓配管281の先端に取り付けたノズル282をボールねじ機構122により昇降させることで吐出口282aと液面Laとのギャップ制御を行っているが、吐出口の位置(高さ)を変更可能とするための配管および昇降機構の構造に関しては、これらに限定されるものではなく任意のものを使用可能である。   Moreover, in the said embodiment, although the nozzle 282 attached to the front-end | tip of the flexible piping 281 is raised / lowered by the ball screw mechanism 122, the gap control of the discharge outlet 282a and the liquid level La is performed, but the position of a discharge outlet ( The structure of the piping and the lifting mechanism for changing the height) is not limited to these, and any structure can be used.

また、上記実施形態の塗布処理については、タンク10が空である状態からの動作を説明したが、ある程度の塗布液が貯留された状態から開始する場合でも、そのときの液面の高さに基づいて補給ノズル282の初期位置を決定することで、同様に処理を行うことが可能である。また、上記実施形態は、タンク10への塗布液の補給と塗布ノズル50による塗布対象物への塗布とを同時に実行可能であるが、これらが個別に行われてもよい。例えば、所定量の塗布液をタンクに充填して塗布を行い、塗布の終了後、あるいは液の残量が少なくなったときに塗布を中断して、塗布液の補給を行う構成であってもよい。   Moreover, although the operation from the state in which the tank 10 is empty has been described for the coating process of the above embodiment, even when starting from a state in which a certain amount of coating liquid is stored, the liquid level at that time is By determining the initial position of the replenishing nozzle 282 based on this, it is possible to perform the same processing. Moreover, although the said embodiment can perform simultaneously the replenishment of the coating liquid to the tank 10, and the application | coating to the application target object by the application | coating nozzle 50, these may be performed separately. For example, it may be configured to fill a tank with a predetermined amount of coating liquid, perform the coating, suspend the coating after completion of the coating, or when the remaining amount of liquid is low, and replenish the coating liquid Good.

また、上記実施形態では液面センサ13によりタンク10内の塗布液の液面高さを常時検出しているが、断続的に検出を行ってもよく、また液面高さを直接検出するのに代えて、例えば塗布液の流入量および流出量など、液面の位置と関連する情報に基づいてノズルを昇降させることで、間接的に液面の高さをノズル位置に反映させるようにしてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the liquid level height of the coating liquid in the tank 10 is always detected by the liquid level sensor 13, you may detect intermittently and the liquid level height is detected directly. Instead, the height of the liquid level is indirectly reflected in the nozzle position by moving the nozzle up and down based on information related to the position of the liquid level, such as the inflow and outflow amount of the coating liquid, for example. Also good.

また、上記実施形態は本発明の「貯留装置」を塗布装置1に組み込んだものであって、本発明の「貯留装置」としては、貯留された液体を塗布対象物に塗布するための構成を必要とするものではない。   Moreover, the said embodiment incorporates the "storage device" of this invention in the coating device 1, Comprising: As the "storage device" of this invention, the structure for apply | coating the stored liquid to a coating target object. It is not what you need.

また、この実施形態の塗布装置1は、活物質材料を含む塗布液を集電体に塗布することで電池用電極を製造する装置であるが、本発明はこれとは異なる目的の貯留装置または塗布装置にも適用することが可能である。例えば、導電材料を含む塗布液を塗布することで光電変換層に集電電極を形成して太陽電池を製造する装置や、例えば各種の表示装置用のガラス基板等に任意の機能層を塗布により形成する装置にも本発明を適用可能であり、さらにはこれらの塗布装置に塗布液を供給するための経路上に、本発明にかかる貯留装置が設けられてもよい。   Moreover, although the coating device 1 of this embodiment is a device which manufactures the electrode for a battery by apply | coating the coating liquid containing an active material material to a collector, this invention is a storage device for the purpose different from this, The present invention can also be applied to a coating apparatus. For example, by applying a coating liquid containing a conductive material, a collector electrode is formed on the photoelectric conversion layer to manufacture a solar cell, for example, a glass substrate for various display devices, etc. The present invention can also be applied to a forming apparatus, and a storage device according to the present invention may be provided on a path for supplying a coating liquid to these coating apparatuses.

さらに、この実施形態は、ノズル50から吐出される塗布液をシートSに塗布する塗布装置であるが、このように塗布対象物への塗布を目的として液体が流通されるものに限らず、種々の目的で液体が流通される各種の液体流通装置に対して、本発明を適用することが可能である。   Furthermore, although this embodiment is an application device which applies the application liquid discharged from the nozzle 50 to the sheet S, the liquid is not limited to the one that is circulated for the purpose of application to the application object as described above. It is possible to apply the present invention to various liquid circulation devices through which liquid is circulated for the purpose.

この発明は、高粘度の液体を気泡を生じさせることなく貯留空間に貯留するという目的に対し、特に好適に適用可能である。   The present invention is particularly preferably applicable to the purpose of storing a highly viscous liquid in a storage space without generating bubbles.

1 塗布装置
10 タンク(貯留部、貯留手段)
12 ノズル昇降機構(位置制御手段)
13 液面センサ(検出手段)
21 出力配管
22 ポンプ(流通手段)
26 循環配管(還流経路)
28 入力配管(供給配管)
29 補給配管
30 制御ユニット(位置制御手段)
50 塗布ノズル(吐出手段)
70 搬送ユニット
282 補給ノズル
282a (補給ノズルの)吐出口(開口部)
L 塗布液(液体)
S シート(塗布対象物)
1 coating device 10 tank (reservoir, reservoir)
12 Nozzle lifting mechanism (position control means)
13 Liquid level sensor (detection means)
21 Output piping 22 Pump (distribution means)
26 Circulation piping (reflux path)
28 Input piping (supply piping)
29 Supply piping 30 Control unit (position control means)
50 Application nozzle (Discharging means)
70 Transport Unit 282 Supply Nozzle 282a (Supply Nozzle) Discharge Port (Opening)
L Coating liquid (liquid)
S sheet (object to be coated)

Claims (12)

ペースト状の液体を貯留可能な貯留空間を有する貯留部と、
一端が前記貯留空間に向けて開口する開口部となり、外部から供給される前記液体を前記開口部から連続的に吐出させて前記貯留空間に供給する供給配管と、
前記貯留空間内での液面の上昇に応じて前記開口部を上昇させる位置制御手段と
を備えることを特徴とする貯留装置。
A storage section having a storage space capable of storing a paste-like liquid;
One end is an opening that opens toward the storage space, and a supply pipe that continuously discharges the liquid supplied from the outside and supplies the liquid to the storage space;
A storage device comprising: position control means for raising the opening in response to a rise in the liquid level in the storage space.
前記位置制御手段は、前記貯留空間に貯留される前記液体と前記供給配管内の前記液体とが連続した状態を維持しながら前記開口部を上昇させる請求項1に記載の貯留装置。   The storage device according to claim 1, wherein the position control unit raises the opening while maintaining a state in which the liquid stored in the storage space and the liquid in the supply pipe are continuous. 前記貯留空間内における前記液面の位置を検出する検出手段を備える請求項1または2に記載の貯留装置。   The storage device according to claim 1, further comprising detection means for detecting a position of the liquid level in the storage space. 前記位置制御手段は、鉛直方向において前記開口部の位置を前記液面の位置よりも上方に位置させる請求項1ないし3のいずれかに記載の貯留装置。   The storage device according to any one of claims 1 to 3, wherein the position control means positions the position of the opening in a vertical direction above the position of the liquid level. 前記開口部と前記液面との高さの差が、0ないし50mmである請求項1ないし3のいずれかに記載の貯留装置。   The storage device according to any one of claims 1 to 3, wherein a difference in height between the opening and the liquid level is 0 to 50 mm. 前記位置制御手段は、前記開口部を前記液面との高さの差を一定に維持しながら上昇させる請求項1ないし5のいずれかに記載の貯留装置。   The storage device according to any one of claims 1 to 5, wherein the position control means raises the opening while maintaining a constant height difference from the liquid level. 請求項1ないし6のいずれかに記載の貯留装置と同一の構成を有する貯留手段と、
前記貯留手段に接続されて、前記貯留手段に貯留された液体を取り出す出力配管と、
前記出力配管に接続されて、前記液体を塗布対象物に向けて吐出する吐出手段と
を備えることを特徴とする塗布装置。
Reservation means having the same configuration as the storage device according to any one of claims 1 to 6,
An output pipe connected to the storage means to take out the liquid stored in the storage means;
An application apparatus comprising: discharge means connected to the output pipe for discharging the liquid toward an application target.
前記出力配管に、前記液体を前記出力配管内に流通させる流通手段が介挿された請求項7に記載の塗布装置。   The coating apparatus according to claim 7, wherein a flow means for flowing the liquid into the output pipe is interposed in the output pipe. 前記液体の流通方向において前記流通手段よりも下流側から、前記液体を前記貯留空間に還流させる還流経路を有する請求項8に記載の塗布装置。   The coating apparatus according to claim 8, further comprising a reflux path for refluxing the liquid to the storage space from a downstream side of the circulation unit in the liquid circulation direction. 前記還流経路が前記供給配管に接続されて、還流する前記液体が前記供給配管の前記開口部から前記貯留空間に流入する請求項9に記載の塗布装置。   The coating apparatus according to claim 9, wherein the reflux path is connected to the supply pipe, and the liquid that flows back flows into the storage space from the opening of the supply pipe. 液体を貯留可能な貯留空間を有する貯留部に、ペースト状の液体を貯留する貯留方法において、
外部から前記液体を供給される供給配管の一端の開口部を前記貯留空間に向けて配置し、前記開口部から前記液体を吐出させる工程と、
前記貯留空間に貯留される前記液体と前記供給配管内の前記液体とを連続させた状態を維持しながら、前記前記貯留空間に貯留される前記液体の液面の上昇に応じて前記開口部を上昇させる工程と
を備えることを特徴とする貯留方法。
In a storage method for storing paste-like liquid in a storage part having a storage space capable of storing liquid,
Disposing an opening at one end of a supply pipe to which the liquid is supplied from the outside toward the storage space, and discharging the liquid from the opening;
While maintaining the state in which the liquid stored in the storage space and the liquid in the supply pipe are continuous, the opening is formed according to the rise of the liquid level of the liquid stored in the storage space. And a step of raising the storage method.
請求項11に記載の貯留方法により前記貯留部に前記液体を貯留しながら、前記貯留空間に貯留された前記液体を吐出手段に向けて送出する工程と、
送出された前記液体を前記吐出手段から吐出させて塗布対象物に塗布する工程と
を備えることを特徴とする塗布方法。
A step of delivering the liquid stored in the storage space toward the discharge means while storing the liquid in the storage unit by the storage method according to claim 11;
And a step of discharging the delivered liquid from the discharge means and applying the liquid onto an object to be applied.
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