自動5ステーションディップコーター

全自動5連式恒温ディップコーター - TOB-PTL-OV5P

自動切替式の5つの液槽、最大2枚の基板を保持する1つの昇降位置、1〜200 mm/min、最大100 °Cのチャンバー

製品概要と主な用途

TOB-PTL-OV5Pは、30リットルの恒温チャンバーを内蔵した実験用ディップコーターです。チャンバー内には、円形ホルダーに配置された5つの150 mlビーカーがあり、その上方には1枚または2枚の基板を保持する1つの昇降部が吊り下げられています。昇降ヘッドは、高精度ステッピングモーターによりPLCプログラム制御され、4.3インチカラータッチスクリーンから設定を行います。引き上げ速度は1〜200 mm/min、ストロークは1〜75 mm、浸漬深度は最大60 mm、浸漬・乾燥時間はそれぞれ1〜999秒、ディップサイクルは1〜20回です。チャンバーは専用の2列PIDコントローラーにより室温から100 °Cまで制御可能であり、浸漬、滞留、乾燥のすべてを同一の温度環境内で行うことができます。

このモデルが存在する理由は、5つのステーションにあります。単槽式ディップコーターの場合、異なる液体から多層膜を形成するには、テストを中断し、サンプルを取り出し、ビーカーを交換し、再び開始するという作業を5回繰り返す必要があり、その中断の都度、膜の乾燥ムラやホコリの付着の原因となります。本機では、ドアを閉める前に5種類の液体を一度にセットし、パスの間で機械が自動的にステーションを切り替えます。サンプルは一連の工程を通じて、同じ治具上、同じ熱環境に置かれます。これにより、5種類の異なる液体から5層の膜を形成する作業が、手動でのタイミング調整ではなく、ルーチンワークとして行えるようになります。

電池研究において、本機はプロセス的小スケールにおいてその真価を発揮します。基板クランプは最大75 mm × 25 mm × 2.5 mmのクーポンに対応し、昇降荷重は100 gに制限されています。これは生産用電極ではなく、集電体ホイルストリップ、セパレータークーポン、または小型電極プレートのサイズに相当します。これは、新しいコーティング組成物、表面処理、または多層スタックをスロットダイに投入する前にスクリーニングを行うスケールであり、チャンバーを開けずに5種類の異なる液体を使用できることが求められるスケールです。

本機が対応していない用途についても明記しておく価値があります。ディップコーターであるため、基板を濡らし重力によって液切りする液体から膜が形成されます。ゾル-ゲル法、レイヤー・バイ・レイヤー法、および薄い液相膜には最適なツールですが、一定のウェット膜厚で計量する必要がある高粘度の電極スラリーには不向きです。コーティングするのはウェブではなくクーポンです。また、チャンバーの最高温度は100 °Cであり、これは通常の乾燥範囲であり焼成温度ではありません。

主な用途：

• チャンバー内の雰囲気を保ったまま、同じ基板上で最大5種類の異なる液体から構築される多層膜の形成
• クーポンを使用した電池材料のスクリーニング：75 × 25 mmの集電体ホイルストリップ、セパレーター、小型電極プレート
• 各層に異なる前駆体と規定の滞留時間が求められるゾル-ゲル法およびレイヤー・バイ・レイヤー（LBL）法による堆積
• 室温ではなく制御された温度で浸漬および乾燥を行う必要がある、熱に敏感な処方
• 論文に記述できるほど再現性の高い実験が求められる、大学や研究所での手法開発

本機はカタログに掲載されている4種類のディップコーターのうちの1つであり、その違いは単なる外観上のものではなく実質的なものです。5種類の液体が不要で1つのステーションで十分な場合は、実験室用ディップコーターフィルムコーティングマシンが、より小型で軽量なエントリーモデルとなります。プロセスで100 °Cを大きく超える温度が必要な場合は、高温ディップコーティングマシンが1000 °Cに達し、別クラスの炉となります。また、コーティング対象が液切りの液体フィルムではなく計量スラリーである場合、ディップコーティング自体が不適切なプロセスであり、その領域は800 mmストローク付き実験室用スロットダイコーターまたは二層スロットダイコーティングマシンの領域となります。以下の比較表に、4種類のディップコーターを並べて掲載しています。

昇降ヘッドとタッチスクリーンは30リットルチャンバーの上部に配置されており、チャンバー独自のPIDコントローラーと電源スイッチはベース部分にあります。そのため、本機には1つではなく2つのコンセントソケットが必要です。

スタックに必要な液体の数、基板サイズ、乾燥温度をお知らせいただければ、治具の適合性および5つのステーションがお客様のシーケンスに対応しているかどうかを確認いたします。

完全な仕様

本機は1つのフレーム内に2つのユニット（上部の昇降ヘッドと下部の恒温チャンバー）を備えており、それぞれに独自のコントローラーと電源コードが付属しています。以下の表は、数値を丸めずにそのまま記載したデータシートです。

1. 昇降ユニットおよびステーション

2. 恒温チャンバー

チャンバー内部：ベース上の円形ホルダーに配置された5つのビーカー、その上部に吊り下げられたサンプル治具、および加熱された空気を循環させる有孔床。

2つの電力数値の読み取り：昇降ヘッドの定格は50Wですが、そのアダプターにはDC 24V 3.75Aと表示されており、これは約90Wの容量です。これはアダプターの余裕であり、定格の誤りではありません。ヘッドが90Wを消費するわけではありません。機械背面の銘板が、実際の供給電力を決定する数値となります。

3. 設置、電源および標準付属品

このシリーズの4つのディップコーターの選び方

1つのカタログに4つのディップコーターが掲載されている場合、その違いが明確に記載されている場合にのみ購入者にとって好都合であり、ここにその違いを記載します。これらは1つの機械のバリエーションではありません。最小のものは17 kg、最大のものは75 kgであり、対応する基板のサイズはそれぞれ5倍異なります。

この決定は2つの疑問に帰着します。まず、基板のサイズはどのくらいでしょうか？それが75×25mmのクーポンであれば、4台のうち3台が対応可能であり、その場合の選択は液体と温度にかかってきます。それが400×230mmのプレートや100gを超える部品である場合、MMB02-200だけがそれを持ち上げることができ、どれほどステーション数が多くてもそれを補うことはできません。次に、同じランで複数の液体が必要ですか？答えが1つの液体である場合、このモデルの5つのステーションはコストがかかっているのに使用されず、1ステーションの機械でも同じ仕事ができます。答えが3〜5つの液体である場合、他の3台の機械は、誰かがそこに立ってビーカーを交換しなければ、そのランを全く実行できません。

温度に関する疑問はその2つの間に位置しています。フィルムを100°C以上で乾燥させる必要がある場合、このモデルとMMB01はいずれも対象外となり、±1.5°Cの制御で200°Cに対応するMMB02-200が、ラインナップの中でそれを実行できる唯一のモデルとなります。乾燥が60〜100°Cの範囲での通常の溶媒除去である場合、ここでの30リットルのチャンバーで十分であり、小型のヒーターは実験室の電源への負荷も小さくなります。

5つのステーションが作製できるものを変える理由

ディップコーティングは、単純なアイデアでありながら妥協のない実行が求められる手法です。基板が液体に入り、制御された速度で引き上げられ、膜厚は液だれの速度によって決まります。再現性にとって重要なすべてのことは、基板が液体から離れた数秒の間に起こり、ビーカーの交換を行う手を含め、その数秒間に基板を乱すあらゆるものがフィルムに現れます。

異なる液体による多層スタックは、その問題を層の数だけ倍増させます。1ステーションの機械では、オペレーターがサンプルを持ち上げてクリアにし、チャンバーを開け、150mlのビーカーを次のものと交換し、チャンバーを閉じ、温度が安定するのを待って、次のパスを開始する必要があります。各交換は治具をぶつける可能性であり、それぞれがチャンバーを室内に開放することになります。5つのステーションがあれば交換が不要になります。ドアが閉まる前にビーカーがセットされ、プログラムがサンプルや熱場を乱すことなく次の液体を選択します。

これにより、単に可能というだけでなく、特定の実験が実用的になります。基板がポリカチオン浴とポリアニオン浴の間でリンスを挟みながら交互に出入りする層状自己組織化（レイヤー・バイ・レイヤー）は、本質的に5ステーションの作業であり、手作業で行うと1つのサンプルのためにビーカーのやりくりで午後が潰れます。各層に異なる前駆体と異なる保持時間を持つゾル-ゲルスタックも同様です。実験の価値が層のシーケンスの比較にある場合、機械は人間よりも速く、より再現性高く液体を交換できなければなりません。

クランプはそれだけで1段落分の価値があります。なぜなら、そこが5つのステーションと1つの昇降位置が出会う場所だからです。1つのクランプで、75×25mm、合計100g以下の基板を1枚または2枚保持します。同じクランプに2枚の基板があるのは2つの実験ではなく、複製であり、複製があるからこそ実際のプロセスの効果と基板間のノイズを切り離すことができます。3枚以上必要な場合、制約となるのはステーション数ではなく昇降荷重です。

電池の実験室では、有用なサイズはクーポンです。集電体フォイルストリップ、セパレータサンプル、または小さな電極プレートはすべて75×25mmのウィンドウ内に収まり、100gよりもはるかに軽量です。これが、このサイズの5ステーション機が生産用ではなく材料スクリーニングに属する理由です。スクリーニングの目的は、トレンドを見極めるために十分なバリエーションを実行することです。5つの液体をセットしてその場を離れることができることが、スクリーニングマトリックスを1ヶ月ではなく1週間で完了させられる理由です。

5つのステーションが行わないのは、独自のスケジュールでの層間の乾燥です。保持時間と乾燥時間はパスごとにそれぞれ1〜999秒であり、プログラム内のすべてのパスで同じ数値になります。層2が層1よりも長い乾燥を必要とする場合、それは層を別々のプログラムとして実行するか、スタック全体で1つの設定を受け入れることによって処理する必要があります。また、5つのステーションは5つの異なる温度を意味するわけではありません。チャンバーは1つであり、設定温度も1つです。5層のレシピを上司に約束する前に、これら両方の制限を知っておく価値があります。

振動は最後の変数であり、最も失われやすい変数です。ヘッドは剛性カップリングではなく吊り下げられたワイヤーを介して基板を駆動し、チャンバーは同じフレーム上に載っているため、フィルムはそれが乾燥するのと同じ熱環境の中で形成されます。遠心分離機も搭載している作業台の上に機械を置くと、そのいずれも役に立たなくなります。設置条件が振動のない場所を求めるのには理由があります。

主要なエンジニアリング特性

• 5つの液体ステーション、1回のクローズドラン。 ドアが閉まる前にビーカーがセットされ、プログラム自身がステーションを切り替えるため、5つの液体からの5層スタックでも、熱場や治具の位置が崩れることはありません。
• 1つのクランプ、1枚または2枚の基板。 同じクランプ内の2枚は、同一の条件下で実行される重複ペアであり、これにより基板間の差をプロセス効果から切り離すことができます。
• 速度、ストローク、保持時間、乾燥時間は個別に設定。 1〜200 mm/min、1〜75 mm、浸漬保持と乾燥ポーズはそれぞれ1〜999秒で、1〜20サイクル繰り返されます。
• 独自のコントローラーを備えた30リットルのチャンバー。 4つのキーを備えた2行PIDによる室温から100°Cまで、昇降プログラムとは独立しているため、最初のディップの前にチャンバーを所定の温度にしておくことができます。
• 吊り下げ式ワイヤー駆動。 基板は剛性カップリングではなくワイヤーから吊り下げられているため、膜厚を設定する引き上げ時のモーターやギアのノイズから隔離されます。
• ソフトウェアではなく機構に起因する制限。 クランプで100g、浸漬60mm、ビーカーテーションあたり500g、トレイで3000g。これらを超えると、アラームが作動するのではなくフィルムが変化します。
• 455×500mmのフットプリントに45kg。 1人で移動でき、専用のフレームなしで通常の実験室のベンチに収まります。

操作手順、安全性、メンテナンス

1. 5ステーションラン、ステップバイステップ

1. チャンバーのスイッチを入れ、乾燥温度まで上げます。チャンバーのコントローラーは引き上げプログラムとは別になっているため、これを最初に行って安定させておくことができます。
2. 5つのビーカーに液体を満たして円形ホルダーに置きます。各ビーカーには、使用する浸漬深度（最大60 mm）を覆うのに十分な量の液体を入れる必要があります。そうしないと、液体がなくなったところでフィルムが途切れてしまいます。
3. 治具に1つまたは2つの基板をクランプし、合計重量が100 g以内であることを確認します。
4. タッチスクリーンでプログラムを設定します：引き上げ速度、ストローク、浸漬保持時間、乾燥時間、サイクル数、およびステーションを使用する順序。
5. チャンバーのドアを閉め、実行を開始します。
6. 装置は第1ステーションまで移動して基板を下降させ、設定された保持時間維持したあと、設定速度で引き上げ、乾燥時間一時停止してから次のステーションへ移動します。このシーケンスは設定されたサイクル数に達するまで繰り返されます。
7. ドアを開けて基板を取り出し、どのステーションがどの位置で稼働したかを記録します。層の順序が実験そのものであるため、記憶から再現するのではなく、装置の場所で書き留めてください。

1つの詳細が、そのランを繰り返す価値があるかどうかを左右します。それは液面と浸漬深さの関係です。浸漬深さは60 mmに制限されており、ビーカーの容量は150 mlです。縁まで満たされたビーカーと半分まで満たされたビーカーでは、濡れ長さに違いが生じます。液面を意図的に設定して記録し、次回も同じ条件に維持してください。そうしないと、他の条件が同一であってもランごとに薄膜の面積が変化してしまいます。

2. 安全性と設置条件

このモデルのデータシートには安全装置のリストが記載されておらず、勝手に作成するのは不適切なため、以下に述べるのは仕様書に記載されている内容と、あらゆる加熱式ディップコーターにおいて重要なポイントです。電源は接地された220 Vのコンセントが2つで、1つはヘッドアダプター用、もう1つはチャンバー用です。接地は推奨事項ではなく、明記された要件です。チャンバーは100 °Cに達し、その外側表面もそれに伴って温まるため、稼働中、ドアや窓は手で触ると熱くなります。プログラムが実行されているときはいつでもヘッドが動き、固定具がビーカーに向かって下降するため、チャンバー内のルールは、可動軸を持つあらゆる機械と同じです。プログラムの実行中は手を入れないでください。

設置条件は、チェックリストとして繰り返す価値があるほど具体的です。周囲温度は25 °Cプラスマイナス15 °C、相対湿度は55パーセントプラスマイナス10、無塵、無振動であり、室内に可燃性、爆発性、腐食性のガスがないことです。振動に関する条項は、無視された挙句に機械のせいに行きがちです。ディップコーターは、縞模様のある最初のフィルムができるまでしか、遠心分離機と同じ作業台を共有しません。

3. メンテナンスと実際に摩耗するもの

この機械で摩耗する部品は安価であり、ほとんどがガラスです。ビーカーは縁が欠けやすく、欠けた縁は、まさに固定具が通過する高さにある鋭いエッジとなります。機械には3本の昇降ワイヤーが付属しており、これはメーカーが最初に何を交換対象と見込んでいるかを物語っています。ワイヤーは駆動部における柔軟な要素であり、一生モノの部品ではなく消耗品です。実行が失敗してから注文するのではなく、予備のワイヤーは引き出しに入れて保管してください。

クランプは一連の作業が終わるたびに拭き取る必要があります。ジョーに乾燥した前駆体が残ると、把持の高さがコンマ数ミリ変わり、それに伴って浸漬深度も変わるからです。チャンバー内部はステンレス製であり、パンチングフロアにこぼれ落ちないようにすること以外には何も必要ありません。稼働中に液漏れするビーカーはヒーター上に液体を残し、その汚れは掃除するよりも防ぐ方が簡単です。アダプターは標準的な100〜240 Vのユニットであるため、故障した場合は修理するのではなく交換になります。

エンジニアリングFAQ

Q: 1つのサンプルが、1回の実行で本当に5つの異なる液体を通過できるのですか？

はい、そのための5つのステーションです。ドアを閉める前にビーカーをセットし、プログラムでステーションの順序を設定すれば、サンプルをチャンバーから出すことなく、機械が液体から液体へ移動します。計画の際に考慮すべき制限事項として、滞留時間と乾燥時間はプログラム全体に対して1組の設定であり、層ごとの1組ではありません。層3が層1の2倍の乾燥時間を必要とする場合、単一の設定を受け入れるか、スタックを2つのプログラムに分割するかのいずれかになります。

Q: 2枚の基板をクランプすると、2つの独立したレシピが得られますか？

いいえ。2枚の基板は1つのクランプと1つのプログラムを共有するため、独立した実験ではなく複製となります。同じ液体、同じ速度、同じ滞留時間、同じ乾燥となります。複製ペアは基板間の変動をプロセス変動から切り離すのに役立つため有用ですが、異なる条件のスループットが2倍になるわけではありません。

Q: 私の基板は2.5 mmのプレートではなく10 µmの箔ですが、クランプで保持できますか？

このフィクスチャは、最大75×25×2.5 mm、持ち上げ荷重100 g以下の基板寸法に合わせて設計されており、その厚さの数値は、最大値または固定値であると仮定するのではなく、ご自身のサンプルと比較して確認すべき点です。箔単体ではキャリアなしでクランプするのが難しいため、通常は、クランプで保持できる平らなキャリアプレートに箔をテープやクリップで固定し、コーティング面を平らに保ち、浸漬深さを制御するという方法をとります。ご注文時に箔の厚さをお知らせいただければ、製品到着後ではなく、機械本体と合わせてフィクスチャについてご相談いただけます。

Q: 5つのステーションのうちの1つを、コーティング液ではなくすすぎ液にすることはできますか？

はい、層ごとの作業では通常そうします。ステーションは単なるビーカーの位置であるため、溶媒、水、またはすすぎ液は他の液体と同様にそこに配置され、プログラムはそれをシーケンス内の独自の位置を持つもう1つのディップとして扱います。液体はビーカーおよびステンレス製のチャンバーと適合していなければならないため、設置条件において腐食性雰囲気が除外されています。

Q: 2つのコンセント以外にどのようなユーティリティが必要ですか？

ありません。圧縮空気も冷却水も真空接続も必要ありません。本機は2本の220 Vリード線とベンチだけで構成されています。これは、他のすべての装置ですでにエアラインが占有されている共用ラボにおいて実用的な利点となります。

Q: チャンバーは100 °Cで停止しますが、さらに高温が必要な場合はどうすればよいですか？

その場合は、このシリーズの中で間違ったモデルになりますので、ごまかして販売するよりも、そうお伝えする方が良いでしょう。 MMB02-200は、±1.5 °Cの制御で最大200 °Cに達し、最大400×230 mmの基板に対応しますが、その代わりとして液体ステーションが1つになり、フレームがはるかに大きくなります。実際に必要なのが乾燥ではなく焼成である場合、上記のリンクにある高温ディップコーティング機は1000 °Cまで対応し、オーブンではなく炉となります。

基板サイズ、スタック内の液体の数、乾燥温度をお知らせいただければ、ご注文前にフィクスチャとステーションの順序を確認いたします。

メール: tob.amy@tobmachine.com | 電話: +86 181 2071 5609

レビュー担当: Pinery Gong (バッテリー組立・歩留まりプロセス) | 最終更新日: 2026-11-04