CN105457836A - 涂敷装置以及涂敷方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供涂敷装置及涂敷方法，旨在实现即使是现有难以涂敷的高粘度的液体也能够在被涂敷体形成良好的涂敷层的技术。本发明的涂敷装置将非牛顿性的膏状液体涂敷至被涂敷体(S)，具有：喷嘴(5)，具有喷出液体的喷出口开口的唇面(53)；液体供给单元(22)，将液体压送至喷嘴(5)；以及相对移动单元(72)，以使唇面(53)与被涂敷体(S)的表面邻近且对置的状态，来使喷嘴(5)与被涂敷体(S)相对移动；通过将液体从喷出口连续地注入唇面(53)与被涂敷体(S)表面之间的间隙空间，并且在间隙空间由唇面(53)与被涂敷体(S)表面对液体进行加压来施加剪切，从而将被低粘度化的液体涂敷至被涂敷体(S)。

Description

涂敷装置以及涂敷方法

技术领域

本发明涉及将非牛顿性的膏状液体涂敷至被涂敷体的技术。

背景技术

具有如下技术：以在例如玻璃基板或太阳电池基板等的基板表面形成布线图案或在集电体表面形成活性物质层作为目的，将包含布线材料或活性物质材料的膏状液体涂敷至基板等的被涂敷体(例如，参照JP特开2013-004400号公报)。

在近年，以增大涂敷层的膜厚、缩短干燥所需要的时间或消减溶媒的使用量等作为目的，与以往相比，能够使用高粘度的液体形成良好的涂敷层。例如，使用具有在剪切速度为10s^-1时粘度为30Pa·s左右或30Pa·s以上的液体。

发明内容

在上述这样的使用高粘度的液体的送液系统中，为了防止压力损失变大而不能送液，需要使从液体供给源至喷嘴的流路的断面面积变大。换言之，即使是高粘度的液体，通过扩大流路也能够送液。另一方面，即使将液体以高粘度的状态供给至被涂敷体表面，也存在不能得到良好的涂敷层的情况。与被涂敷体表面的亲合性变差而不能充分地附着、涂敷层的表面粗糙而产生裂纹等的缺陷等是其主要原因。

在液体具有非牛顿性的情况下，具有因施加剪切而液体的粘度降低的性质。由此，也考虑在液体的流路中一边向液体施加剪切一边供给至喷嘴。然而，在能够向液体施加剪切力的送液系统中，存在压力损失变大反而难以输送的问题。

这样，在现有技术中，难以使使用高粘度的液体时的送液的容易度和涂敷层的品质并存。能够将上述那样的高粘度的液体涂敷至被涂敷层而形成品质良好的涂敷层的技术，到目前为止还没有被确立。

本发明鉴于上述问题而提出，其目的在于，提供一种技术，即使是现有难以涂敷的高粘度的液体，也能够在被涂敷体形成良好的涂敷层。

本发明的一个技术方案涉及将非牛顿性的膏状液体涂敷至被涂敷体的涂敷装置，为了达到上述目的，具有：喷嘴，具有喷出口开口的唇面，该喷出口喷出所述液体；液体供给单元，将所述液体压送至所述喷嘴；及相对移动单元，以使所述唇面与所述被涂敷体的表面邻近对置的状态，来使所述喷嘴与所述被涂敷体相对移动；通过将所述液体从所述喷出口连续地注入所述唇面与所述被涂敷体表面之间的间隙空间，并且在所述间隙空间中由所述唇面与所述被涂敷体表面对所述液体进行加压来施加剪切，从而将粘度较之于所述喷嘴内的液体更低的所述液体涂敷至所述被涂敷体。

另外，本发明的另一技术方案涉及将非牛顿性的膏状液体涂敷至被涂敷体的涂敷方法，为了达到上述目的，具有：液体供给工序，将所述液体压送至喷嘴，该喷嘴具有设置有能够喷出所述液体的喷出口的唇面；移动工序，以使所述唇面与所述被涂敷体的表面邻近对置的状态，来使所述喷嘴与所述被涂敷体相对移动；以及涂敷工序，使由所述液体供给工序压送的所述液体从所述喷出口连续地喷出，在所述间隙空间中，由所述唇面与所述被涂敷体表面对所述液体进行加压来施加剪切，从而将粘度较之于所述喷嘴内的液体更低的所述液体涂敷至所述被涂敷体。

在这样构成的发明中，在以相互接近且对置的状态相对移动的喷嘴的唇面与被涂敷体表面之间，对液体进行加压来施加剪切。因此，在未施加剪切的状态下，即使是高粘度即非牛顿性液体，其粘度在被涂敷体的表面上也降低。另外，能够将从喷出口喷出后的涂敷液在被涂敷体的表面上维持在低粘度的状态。由此，能够改善相对于被涂敷体的液体的亲合性而使附着性提高，并且能够使喷出后的液体的表面变平滑。因此，通过一边连续地进行来自喷出口的液体的喷出一边使喷嘴与被涂敷体相对移动，能够在被涂敷体的表面形成品质良好的涂敷层。

另外，如上所述，液体在从喷嘴喷出后在被涂敷体的表面被施加剪切而低粘度化，因此，未必需要向从喷嘴喷出前的液体施加剪切。因此，从液体的供给源至喷嘴(更严密地说，是喷出口)的液体的流路的设计自由度变高。通过构成例如压力损失少的流路，能够解除送液的困难。

这样，根据本发明，能够兼顾容易送液与涂敷层的品质。因此，即使是高粘度的液体，也能够对被涂敷体进行良好地涂敷，从而能够形成品质良好的涂敷层。

根据本发明，通过在喷嘴的唇面与被涂敷体表面之间向液体施加剪切，能够将液体变为低粘度的状态。由此，能够使液体相对于被涂敷体的亲合性变良好，从而能够形成品质良好的涂敷层。另外，由于不需要向喷出前的液体施加剪切，所以能够避免因压力损失的增大所引起的难以送液。

附图说明

图1是表示本发明的涂敷装置的一个实施方式的概略结构的图。

图2A、图2B是用于说明喷嘴的详细结构的图。

图3A、图3B是表示该实施方式中的涂敷动作的概要的图。

图4A、图4B是表示各种涂敷液与间隙量之间的关系的图。

其中，附图标记说明如下：

1罐体(液体供给单元)

2送液系统(液体供给单元)

3控制单元

5喷嘴

6喷嘴保持机构(间隙决定单元)

7搬运单元(相对移动单元)

22泵(液体供给单元)

52液体流路

53唇面

55压力传感器(压力检测单元)

71供给辊(搬运机构)

72支撑辊(支撑构件)

73卷绕辊(搬运机构)

100涂敷装置

523台肩部(流路)

AL涂敷液(液体)

GS间隙空间

S基体材料(被涂敷体)

具体实施方式

图1是表示本发明的涂敷装置的一个实施方式的概略结构的图。该涂敷装置100是向以辊至辊方式被搬运的片状的基体材料S涂敷膏状涂敷液的装置。例如，能够在锂离子二次电池那样的电池用电极的制造中使用该装置。

该涂敷装置100具有：罐体1，将应该涂敷的涂敷液存积在内部；以及喷嘴5，喷出从罐体1供给的涂敷液。通过设置在罐体1与喷嘴5之间的送液系统2，将罐体1内的涂敷液向喷嘴5输送，进而从设置在喷嘴5的前端的喷出口(后述)喷出。另外，该涂敷装置100具有用于控制装置整体的动作的控制单元3。

送液系统2包括：配管21，连接罐体1与喷嘴5；以及泵22，配置在配管21的中途且使涂敷液在该配管21中流通。优选泵22能够以稳定的流量输送高粘度的涂敷液。作为这样的泵，能够使用例如螺杆泵，优选能够使用作为例如单轴螺杆泵的一种的莫诺泵。泵22的动作由控制单元3控制，控制单元3控制泵22来调节送液系统2中的涂敷液的流量。

在与喷嘴5的喷出口相对的位置，由搬运单元7配置涂敷有涂敷液的基体材料S。具体而言，卷绕为卷状的长片状的基体材料S设置在搬运单元7的供给辊71上，并且基体材料S的一端部卷绕在卷绕辊73上。通过卷绕辊73向图中箭头Dr方向旋转，由供给辊71向箭头Ds方向不断地搬运基体材料S，并通过卷绕辊73进行卷绕。如此，在由供给辊71以及卷绕辊73架设的基体材料S的搬运路径上，设置有支撑辊72。即，从供给辊71引出的基体材料S被卷绕在支撑辊72的表面，通过支撑辊72的表面的基体材料S由卷绕辊73卷绕。

即，搬运单元7具有作为保持涂敷对象物即基体材料S的装置的功能和作为搬运上述基体材料S的装置的功能。搬运单元7还具有辊驱动机构74，该辊驱动机构74根据来自控制单元3的控制指令，使卷绕辊73以规定的转速旋转。供给辊71以及支撑辊72是不具有驱动机构的从动辊，但也可以合适地设置用于防止基体材料S的松弛且赋予合适的张力的机构。

这样，配置有喷嘴5，以使该喷嘴5和由搬运单元7支撑并搬运的基体材料S的主面中的一面与支撑辊72抵接的部分的另一面相对。换言之，通过在与喷嘴5相对配置的支撑辊72的表面上卷绕基体材料S，使得基体材料S与喷嘴5对置。因此，从喷嘴5喷出的涂敷液被涂敷在基体材料S的表面上。通过向箭头Ds方向搬运基体材料S，能够使喷嘴5一边相对于基体材料S进行相对扫描移动，一边将涂敷液涂敷在基体材料S上。

下面，将基体材料S的两个主面中的与喷嘴5相对一侧的面(上述的另一面)称为基体材料S的“表面”。另外，将与支撑辊72抵接且相当于上述的一面的面称为基体材料S的“背面”。通过以使喷嘴5与如下区域对置的状态来涂敷涂敷液，能够一边稳定地维持喷嘴5与基体材料S表面的间隙一边进行涂敷，该区域是基体材料S表面中的背面侧与支撑辊72相抵接的区域。

在此例如，通过将发挥集电体功能的金属等导电体片材用作基体材料S使用，将包含活性物质材料的膏作为涂敷液使用，能够制造在集电体层的表面层叠活性物质层而成的电池用电极。

另外，在利用搬运单元7搬运基体材料S的搬运方向上，在支撑辊72的下游侧即卷绕辊73的上游侧的位置设置有硬化单元8。硬化单元8通过供给例如干燥空气、热风、红外线等，对涂敷在被输送至该硬化单元8的内部的基体材料S上的涂敷液的溶媒成分的挥发进行促进，从而使涂敷液干燥硬化。在涂敷液是包含感应特定的电磁波而硬化的材料的物质的情况下，也可以构成为向涂敷液照射该电磁波。沿着基体材料S的搬运路径的硬化单元8的长度与涂敷液的硬化时间相对应。即，涂敷液的硬化所需要的时间越长，硬化单元8也越长。

图2A以及图2B是用于说明喷嘴的详细结构的图。更具体地说，图2A是表示喷嘴5的内部结构以及保持机构的图，图2B是表示形成在喷嘴5的内部的液体流路的结构的图。此外，为了统一地表示下面各图中的方向，如图2A所示，设定XYZ正交坐标系。其中，X方向是与图2A纸面垂直的方向，是与支撑辊72的旋转轴平行的方向。

此外，在图2B中，为了明确显示喷嘴内的液体流路的形状，用虚线表示喷嘴5的外形，用实线以及点线表示液体流路52的立体结构。另外，也可以通过将液体流路52的端面施以圆度来使液体的流动更加顺畅。

喷嘴5是在内部形成有液体流路52的例如不锈钢制的部件，通过从液体流路52的一端接收从泵22经由配管21输送的涂敷液并从设置在另一端的喷出口喷出，将涂敷液供给至基体材料S的表面。更详细地说，在与支撑辊72的(-Y)侧表面接近配置的喷嘴5的(-Y)侧端部，设置有接收涂敷液的圆筒状的导入管51。从(-Y)侧端部导入至喷嘴5的涂敷液在喷嘴内部大致向(+Y)方向移动。

导入管51的内部成为与配管21的内部空间相连通的圆管部521，来接收从泵22送出且在配管21内流通的涂敷液。圆管部521与设置在喷嘴5的内部的缓冲部522连接。缓冲部522相比于圆管部521是流路断面面积在X方向以及Z方向被扩大的广阔的空间，特别地，在X方向上较大地扩大。从圆管部521被导入的涂敷液暂时地存积在该缓冲部522中。

在缓冲部522的(+Y)侧设置有流路断面面积更小的台肩部523。即，缓冲部522成为越靠近(+Y)侧则流路的断面形状在Z方向越缩小的锥状，由此，流路断面面积逐渐减小。与流通方向垂直的断面中的流路的断面形状最终变为在X方向扁平的固定形状，流路断面面积也变为固定。这样，液体流路52中的断面变为固定的扁平形状的部分是台肩部523。在喷嘴5内部相互连通的圆管部521、缓冲部522以及台肩部523作为一体而构成液体流路52。在缓冲部522的(+Y)侧，液体流路52的X方向尺寸固定。

台肩部523的(+Y)侧端部一边维持固定的断面形状一边相连至喷嘴5的(+Y)侧端面53。喷嘴5的(+Y)侧端面53是将X方向作为长边方向的矩形平面。并且，在该端面53设置有与台肩部523的液体流路52的断面形状相同形状的缝状的开口530，台肩部523与开口530相连通。因此，供给至喷嘴5的(-Y)侧端部的导入管51的涂敷液经由喷嘴5内部的液体流路52，从设置在喷嘴5的(+Y)侧端面53的开口530喷出。即，缝状的开口530作为喷嘴5的喷出口发挥作用。

这样构成的喷嘴5以端面53与基体材料S对置的方式被喷嘴保持机构6保持。喷嘴保持机构6具有：导轨61，安装在固定于装置内的合适的基座构件60上且在Y方向上延伸；滑块62、62，安装在导轨61上且在Y方向上能够自由滑动；以及保持构件63，安装于滑块62、62。并且，喷嘴5以端面53面向支撑辊72侧的方式固定在保持构件63上。

由此，喷嘴5以使端面53面向被卷绕在支撑辊72上的基体材料S的表面的状态被保持。此外，若支撑辊72的曲率半径相对于喷嘴5的端面53的Z方向长度而非常大，则喷嘴5的端面53与卷绕于支撑辊72的基体材料S的表面能够视作是相互平行地对置。

滑块62、62通过由控制单元3控制的未图示的驱动机构，沿着导轨61在Y方向上直线驱动。因此，喷嘴5能够相对于基体材料S的表面在Y方向上进行接近或分离移动。即，在该喷嘴保持机构6中，导轨61、滑块62、62、保持构件63以及未图示的驱动机构成为一体，作为使喷嘴5在Y方向上直线移动的直线导轨发挥作用。该直线导轨具有如下功能：通过在Y方向上将喷嘴5在合适的位置进行定位，来规定喷嘴5与基体材料S之间的间隙量。

另外，在喷嘴5的导入管51设置有用于检测液体流路52中的圆管部521内的涂敷液的压力的压力传感器(压力计PG)55。利用压力传感器55所检测的检测信号被发送至控制单元3，控制单元3根据接收的检测信号来控制装置各部分。

在下面的说明中，如图2B所示，将沿着喷出口530的X方向的长度称为该喷出口530的宽度且用符号W表示。另外，将喷嘴5的端面53的Z方向长度用符号L表示。

接着，对利用这样构成的涂敷装置100的涂敷动作进行说明。如上所述，该涂敷装置100是用于将膏状的涂敷液涂敷至基体材料S的装置。在这样的用途中，存在期望被使用的涂敷液的粘度尽可能地变高的情况。例如，以变大涂敷层的密度和膜厚、缩短干燥硬化时间(使硬化单元8小型化)、减轻环境负载等为目的，存在消减添加至涂敷液中的溶媒的使用量的需要。涂敷液伴随着溶媒使用量的降低而变为高粘度。

例如，在电池用电极的制造技术领域中，优选使用剪切速度为10s^-1时的粘度为30Pa·s左右或30Pa·s以上的高粘度的涂敷液进行涂敷。然而，这样的高粘度的液体需要高压力压送，因此，难以输送，另外，难以对基体材料S进行均匀地涂敷。本实施方式的涂敷装置100的涂敷动作为了响应这样的要求，变为下面的结构。

图3A以及图3B是表示该实施方式的涂敷动作的概要的图。如上所述，在该涂敷装置100中，以使喷嘴5的(+Y)侧端面53与卷绕于支撑辊72的基体材料S的表面对置的状态进行涂敷动作。此外，由于支撑辊72相对于喷出口530的开口尺寸而具有非常大的曲率半径，所以与喷嘴5对置的支撑辊72的表面能够微观地当作是平面。因此，在图3A、图3B中，将支撑辊72以及卷绕于该支撑辊72的基体材料S的表面用平面来表示。另外，相比于图2A使坐标轴的朝向旋转，将(+Y)方向表示为向下，但并不是表示实际的装置的上下方向。

如图3A所示，喷嘴5的端面53与基体材料S表面接近且相对配置，在该端面53与该基体材料S表面之间形成有间隙空间GS。在该状态下，基体材料S和支撑辊72一起相对于喷嘴5向箭头Ds方向(搬运方向)相对移动。在微观上，喷嘴端面53的最近位置的基体材料S表面的移动方向为Z方向。此时的喷嘴端面53与基体材料S表面的Y方向的间隙量用符号G1表示。

间隙量G1通过喷嘴保持机构6根据来自控制单元3的控制指令将喷嘴5定位在Y方向的规定位置来规定。另外，在喷嘴端面53上，将X方向作为长边方向，将开口为缝状的喷出口530的Z方向的开口长度用符号G2表示。而且，将喷嘴5相对于基体材料S表面的相对速度的大小用符号V表示。

如图3B所示，若开始从泵22向喷嘴5压送涂敷液(液体供给工序)，则每单位时间流量Q的涂敷液AL经由台肩部523被供给至喷出口530。从喷出口530喷出的涂敷液AL被注入形成在喷嘴端面53与基体材料S表面之间的间隙空间GS。即，喷嘴端面53具有与所谓的模头的唇面相同的机能。以下，有时将喷嘴端面53称为“唇面”。

喷嘴5与基体材料S相对移动(移动工序)，这样，涂敷液AL被注入相对移动的喷嘴端面53与基体材料S表面的间隙空间GS内。涂敷液AL附着在基体材料S的表面上，并伴随着基体材料S的移动向搬运方向Ds被搬运。通过涂敷液AL连续地被供给至间隙空间GS内，在搬运方向Ds的喷嘴5的下游侧，形成涂敷液AL被涂敷在基体材料S的表面上的涂敷膜F。但是，在涂敷液AL为高粘度的情况下，向基体材料S表面的附着性差或利用表面张力的流平作用也弱。因此，能够产生自身不能够形成涂敷膜F或形成的涂敷膜F的品质低等的问题。

在本实施方式中，在向间隙空间GS供给充分的量的涂敷液AL的状态下，涂敷液AL在唇面53与基体材料S表面之间被加压。并且，通过唇面53与基体材料S表面相对移动，向间隙空间GS中的涂敷液AL施加剪切(剪断)应力。由此，涂敷液AL在间隙空间GS中变为低粘度的状态而被涂敷(涂敷工序)至基体材料S。通过涂敷液AL变为低粘度，能够使向基体材料S的附着性变良好，从而能够使涂敷膜F的品质提高。特别地，在涂敷液AL具有非牛顿性的情况下，若施加于涂敷液AL的剪切应力变为该涂敷液的屈服值以上，则间隙空间GS中的涂敷液AL的粘度显著降低，从而能够使涂敷膜F的品质大大提高。

也考虑预先使供给至喷出口530的涂敷液AL的粘度降低。然而，需要在供给路径中持续地向涂敷液AL施加剪切。通过例如使送液系统20中的配管直径变小，能够向涂敷液AL施加剪切，但由于送液系统20中的压力损失增大，所以难以输送。为了解决这个问题，需要泵22具有高的输出能力，另外，也需要配管等是高耐压的构件，从而装置成本也会变高。

如上所述，在唇面53与基体材料S表面之间的间隙空间GS中，通过对涂敷液AL加压来施加剪切，使得在送液系统中不需要向涂敷液施加剪切。由此，能够使送液系统20的配管直径变大，从而能够抑制压力损失变低。在该实施方式中，通过将涂敷液AL经由断面形状至喷出口530为止为固定的台肩部523供给至间隙空间GS，能够抑制喷嘴5内的压力损失，通过向喷出至间隙空间GS的涂敷液AL施加剪切，能够使粘度降低。为了抑制喷嘴5内的压力损失并且在间隙空间GS可靠地施加剪切，优选间隙量G1与喷出口530的开口长度G2的关系为：

G1＜G2

根据本发明的发明人的实验可知，在附着于基体材料S的表面的涂敷液AL的粘度在剪切速度为10s^-1时为大约25Pa·s以下时，涂敷液AL与基体材料S能够良好地附着，另外，涂敷膜F的表面也变得平滑，从而能够得到品质良好的涂敷膜F。

涂敷膜F的厚度Tf并不是由间隙量G1唯一决定的，是由供给至喷出口530的涂敷液AL的流量Q、喷嘴5相对于基体材料S的相对移动速度V等各种因素综合地决定。特别地，在连续地供给固定量的涂敷液的送液系统中，能够主要由涂敷液的流量Q决定膜厚Tf。因此，该实施方式中的间隙量G1的控制并不是以控制涂敷膜F的厚度作为目的。

在间隙空间GS中，为了向涂敷液AL施加充分需要的剪切应力，需要合适地维持形成间隙空间GS的唇面53与基体材料S之间的间隙量G1。在间隙空间GS中，施加于涂敷液AL的压力以及剪切应力除了涂敷液自身的物性以外，还取决于间隙量G1、涂敷液的流量Q、喷嘴与基体材料的相对移动速度V等。

若使用上述的各参数，则间隙空间GS的剪切速度D根据其定义能够由下式：

D＝V/G1

来表示。此外，在喷嘴5与基体材料S相对停止的状态下，剪切速度的值变为上式的(1/2)。

另外，间隙空间GS中的涂敷液AL的表观粘度μ能够由下式：

μ＝μ₀D^n-1

来表示。在此，参数μ₀是涂敷液AL的粘度系数，n是粘度指数，这些都能够从该涂敷液的物性测量结果获得。

另外，在间隙空间GS中施加于涂敷液AL的压力Δp能够由下式：

$\mathrm{\Δ}p=\frac{2{\mathrm{\μLQ}}^n}{W^n{h}^{2n+1}}{\left(\frac{2(2n+1)}{n}\right)}^n$

来表示。在此，参数h是间隙空间GS的高度，在该实施方式中，和唇面53与基体材料S表面之间的间隙量G1相同。

如上述各式可知，通过根据涂敷液AL的物理参数、流量Q、唇面53的尺寸、喷嘴5与基体材料S的相对移动速度V等来合适地决定间隙量G1，能够在间隙空间GS中向涂敷液AL施加压力以及剪切应力。由此，在间隙空间GS中能够将涂敷液AL维持在低粘度状态，并且能够良好地进行向基体材料S的涂敷。下面，对考察一些涂敷液的合适的间隙量进行说明。

图4A以及图4B是表示各种涂敷液与间隙量之间的关系的图。在此，以静置时的粘度为50～200Pa·s即高粘度的涂敷液为例，对各种组合涂敷液与间隙量G1时的涂敷液的液体流路52中的粘度变化以及压力损失的大小进行试算。图4A举例说明了10种情形。在该试算中，将上述参数中的唇面53的长度L固定为2mm、将喷出口530的开口宽度W固定为300mm、将涂敷液的流量Q固定为100mL/min。另外，为了使间隙空间GS中的剪切速度D变为固定而准备比较条件，以与间隙量G1成反比的方式变更相对移动速度V的设定。

另外，在圆管部521以及台肩部523中的粘度的计算中，将圆管部521的直径设定为8mm，将台肩部523的Z方向的流路尺寸(喷出口530的开口尺寸)G2设定为0.5mm。粘度全都是剪切速度为10s^-1时的数值。

如图4A所示，在涂敷液经由喷嘴5内的圆管部521以及台肩部523流通至间隙空间GS为止的期间，呈现出与剪切应力有无相应的粘度的变化。在任一个情形中，在圆管部521中，与静置时相比粘度降低，在台肩部522粘度进一步降低。另一方面，在间隙空间GS中，间隙量G1越小，粘度越进一步降低，但随着间隙量G1变大而粘度的降低程度变小，或者相反，粘度增加。由此，在间隙量小时，向涂敷液施加大的剪切应力，从而粘度大大降低，另一方面，在间隙量大时，不需要施加充分的剪切应力，从而粘度不降低或粘度增加。即，通过间隙量G1的设定值，能够调整间隙GS中的涂敷液的粘度。

若着眼于送液系统中的压力损失，间隙量G1越小则压力损失越大，用于送液的负载越大。另外，若间隙量相同，则静置时的粘度越高，压力损失越大，同样向送液系统的负载越大。

在图4A的右侧列中显示出由这些涂敷条件所假想的涂敷结果。在例如送液系统20以及喷嘴5的耐压为1000kPa的情况下，压力损失的值超过该耐压的情形5不能够由该送液系统进行送液。另外，如上所述，若在间隙空间GS中涂敷液的粘度为25Pa·s(剪切速度10s^-1)以下，则能够形成良好的涂敷膜(情形3、4、7、8、10)，由此，涂敷液在高粘度下不能够在基体材料S上良好地转印，从而会产生剥离(情形1、2、6、9)。这样，为了形成品质良好的涂敷膜所需要的间隙量G1的设定值具有与涂敷液相应的合适的范围。

图4B是着眼于图4A中的涂敷液的静置时粘度与间隙量G1之间的关系所改写的图。如图4B所示，在静置时的粘度比较低的涂敷液中，以比较大的间隙量G1也能够良好地进行涂敷。另一方面，在静置时的粘度高的涂敷液中，在间隙量大时不能够涂敷，但通过在小的间隙施加剪切而使涂敷液的粘度降低，能够进行良好的涂敷。

为了将间隙量G1设定成根据涂敷液的合适的值，应预先求得涂敷液的物理参数(特别是静置时的粘度)与合适的间隙量的相关关系并例如表格化，基于被使用的涂敷液的物理参数，通过参照表格，能够使用合适的间隙量。

另外，从图4A可知，在液体流路52特别是圆管部521以及台肩部523中的涂敷液的粘度与该涂敷液的静置时粘度之间具有一定程度的相关性。因此，通过控制单元3基于利用例如在喷嘴5的圆管部521设置的压力传感器55所检测的检测结果而求得间隙量G1，能够进行与涂敷液相应的合适的间隙设定。

这样，本实施方式的涂敷装置100通过根据涂敷液来合适地设定喷嘴5与基体材料S之间的间隙量G1，能够向涂敷液施加适度的剪切，从而能够调整基体材料S上的涂敷液的粘度。因此，能够使用各种粘度的涂敷液在基体材料S上形成品质良好的涂敷膜F。为了得到上述效果，在该实施方式中，由喷嘴保持机构6进行喷嘴5的定位，并且由支撑辊72背支撑基体材料S。由此，能够抑制间隙量的变动，从而能够向涂敷液施加稳定的压力以及剪切应力。

如上所述，在该实施方式中，涂敷液AL相当于本发明的“液体”，基体材料S相当于本发明的“被涂敷体”。另外，罐体1以及送液系统2作为本发明的“液体供给单元”发挥作用，搬运单元7作为本发明的“相对移动单元”发挥作用。更具体地说，其中的供给辊71以及卷绕辊73作为本发明的“搬运机构”发挥作用，另一方面，支撑辊72作为本发明的“支撑构件”发挥作用。另外，在上述实施方式中，喷嘴保持机构6作为本发明的“间隙决定单元”发挥作用，压力传感器55作为本发明的“压力检测单元”发挥作用。

此外，本发明并不限定于上述的实施方式，只要不脱离其宗旨能够进行上述实施方式以外的各种变更。例如，在上述实施方式的涂敷装置100中，通过使基体材料S相对于在规定位置被定位的喷嘴5移动，能够实现喷嘴5与基体材料S的相对移动，但也可以是使喷嘴5移动的结构。

另外，例如，上述实施方式将片状的基体材料S作为本发明的“被涂敷体”，并且通过在与喷嘴5对置的面的相反一侧设置支撑辊72，能够维持喷嘴5与基体材料S的间隙量。然而，在被涂敷体是例如具有挠曲不会造成问题的程度的充分的机械强度的板状体的情况下，也可以是在不设置支撑构件的前提下支撑被涂敷体的结构。

另外，在上述实施方式中，由喷嘴保持机构6支撑喷嘴5且该喷嘴5能够变更Y方向位置，由此，喷嘴5与基体材料S的间隙量可变。然而，在例如限定所使用的涂敷液且预先知道该涂敷液的物性的情况下，也存在即使不设置用于使间隙量变化的机构也能够得到本发明的效果的情况。另外，也可以是使基体材料S相对于喷嘴5进行接近或分离移动来进行间隙调整的结构。

另外，在上述实施方式中，设置有压力传感器55，但如上所述若预先知道涂敷液与合适间隙量的关系，则能够不伴随着实测来调整间隙量，从而也能够是省略压力传感器的结构。

另外，在上述实施方式中，在基体材料S的搬运路径中，在喷嘴5的下游侧设置有硬化单元8，但在未设置硬化单元8的结构中，本发明也能够有效地发挥作用。另外，也可以沿着基体材料S的搬运路径设置有多个喷嘴。

另外，该实施方式的涂敷装置100是将包含活性物质材料的涂敷液涂敷至作为被涂敷体的基体材料S的装置，但本发明也能够适用于与此不同的目的的涂敷装置。例如，本发明也能够适用于通过涂敷包含导电材料的涂敷液从而在光电转换层上形成集电极来制造太阳电池的装置和通过涂敷在例如各种显示装置用的玻璃基板等上形成任意的功能层的装置。

上面，举例说明了具体的实施方式，在本发明中，例如，通过规定唇面与被涂敷体表面之间的间隙量，来调整施加于液体的压力，从而能够向液体施加合适的剪切应力。因此，也可以设置用于规定间隙的间隙决定单元，更优选该间隙决定单元具有变更间隙量的功能。

另外，例如，在被涂敷体为片状的情况下，通过使被涂敷体通过与唇面接近且相对配置的支撑构件和唇面之间，能够实现喷嘴与被涂敷体的相对移动。为了该目的，相对移动单元也可以是如下结构，该结构具有：搬运机构，保持片状的被涂敷体且以规定速度搬运该被涂敷体；以及支撑构件，以与喷嘴包夹被涂敷体的方式在与喷嘴相反的一侧背支撑该被涂敷体，该被涂敷体与唇面对置。

另外，例如，喷嘴也可以是经由与喷出口相连通且具有与喷出口相同的断面形状的流路将液体输送至喷出口的结构。在这样的结构中，在液体通过具有固定的断面形状的流路后，从与流路相同的端面的喷出口喷出至间隙空间。因此，能够使从喷出口喷出的液体的量以及状态稳定，从而能够形成更加良好的涂敷层。

在该情况下，例如，喷出口与被涂敷体的表面平行，且开口为将与喷嘴相对于被涂敷体相对移动的方向垂直的方向作为长边方向的缝状，唇面与被涂敷体表面的间隙量也可以构成为比该缝的开口间隙小。通过使液体从缝状的喷出口喷出，能够形成具有与缝长度相应的宽度的大面积的涂敷层。另外，通过向间隙量比缝开口小的间隙空间喷出液体，能够向喷出的液体施加比喷出前大的剪切应力。因此，能够将存在于间隙空间的液体更加可靠地维持在低粘度状态。

另外，例如，为了向液体施加合适的剪切应力所需要的间隙量取决于供给至喷嘴的液体的压力。因此，若根据液体的压力来调整间隙量，则能够根据液体的状态稳定地形成良好的涂敷层。为了该目的，本发明的涂敷装置也可以构成为，具有用于检测从液体供给单元供给至喷嘴的液体的压力的压力检测单元，并且间隙决定单元根据压力检测单元所检测的检测结果来设定间隙量。

另外，例如，为了良好地涂敷高粘度的液体，在间隙空间中需要将液体的粘度充分地降低。例如，优选在间隙空间中向液体施加液体的屈服值以上的剪切应力。

另外，根据本发明的发明人的见解，为了获得相对于被涂敷体的附着性良好且表面平滑的涂敷层，优选被涂敷体表面的液体的粘度在剪切速度为10s^-1时为25Pa·s以下。

本发明能够适用于将液体涂敷至被涂敷体的全部装置，特别在液体为高粘度的情况下有效。

Claims (16)

1.一种涂敷装置，将非牛顿性的膏状液体涂敷至被涂敷体，其特征在于，

具有：

喷嘴，具有喷出口开口的唇面，该喷出口喷出所述液体，

液体供给单元，将所述液体压送至所述喷嘴，以及

相对移动单元，以使所述唇面与所述被涂敷体的表面邻近对置的状态，来使所述喷嘴与所述被涂敷体相对移动；

将所述液体从所述喷出口连续地注入所述唇面与所述被涂敷体表面之间的间隙空间，在所述间隙空间中，由所述唇面与所述被涂敷体表面对所述液体进行加压来施加剪切，从而将粘度较之于所述喷嘴内的液体更低的所述液体涂敷至所述被涂敷体。

2.如权利要求1所述的涂敷装置，其特征在于，

该涂敷装置具有用于规定所述唇面与所述被涂敷体表面之间的间隙量的间隙决定单元。

3.如权利要求2所述的涂敷装置，其特征在于，

所述间隙决定单元具有变更所述唇面与所述被涂敷体表面之间的间隙量的功能。

4.如权利要求1～3中任一项所述的涂敷装置，其特征在于，

所述相对移动单元具有：搬运机构，保持片状的所述被涂敷体并以规定速度搬运所述被涂敷体；以及支撑构件，按照与所述喷嘴包夹所述被涂敷体的方式在与所述喷嘴相反的一侧背支撑所述被涂敷体，所述被涂敷体与所述唇面对置。

5.如权利要求1～3中任一项所述的涂敷装置，其特征在于，

所述喷嘴经由与所述喷出口相连通且具有与所述喷出口相同的断面形状的流路将所述液体输送至所述喷出口。

6.如权利要求5所述的涂敷装置，其特征在于，

所述喷出口与所述被涂敷体的表面平行，且开口为缝状，所述缝状将与所述喷嘴相对于所述被涂敷体相对移动的方向垂直的方向作为长边方向，并且所述唇面与所述被涂敷体表面的间隙量比该缝的所述相对移动方向上的开口间隙小。

7.如权利要求3所述的涂敷装置，其特征在于，

该涂敷装置具有用于检测从所述液体供给单元供给至所述喷嘴的所述液体的压力的压力检测单元，所述间隙决定单元根据所述压力检测单元的检测结果来设定所述间隙量。

8.如权利要求1～3以及7中任一项所述的涂敷装置，其特征在于，

在所述间隙空间中，向所述液体施加所述液体的屈服值以上的剪切应力。

9.如权利要求1～3以及7中任一项所述的涂敷装置，其特征在于，

在剪切速度为10s^-1时，所述间隙空间中的所述液体的粘度为25Pa·s以下。

10.一种涂敷方法，将非牛顿性的膏状液体涂敷至被涂敷体，其特征在于，

具有：

液体供给工序，将所述液体压送至喷嘴，该喷嘴具有设置有能够喷出所述液体的喷出口的唇面；

移动工序，以使所述唇面与所述被涂敷体的表面邻近对置的状态，来使所述喷嘴与所述被涂敷体相对移动；以及

涂敷工序，使由所述液体供给工序压送的所述液体从所述喷出口连续地喷出，在所述间隙空间中，由所述唇面与所述被涂敷体表面对所述液体进行加压来施加剪切，从而将粘度较之于所述喷嘴内的液体更低的所述液体涂敷至所述被涂敷体。

11.如权利要求10所述的涂敷方法，其特征在于，

控制所述唇面与所述被涂敷体的表面的间隙量，来调整在所述间隙空间中施加于所述液体的压力。

12.如权利要求11所述的涂敷方法，其特征在于，

根据压送至所述喷嘴的所述液体的压力来调整所述间隙量。

13.如权利要求10～12中任一项所述的涂敷方法，其特征在于，

控制供给至所述喷嘴的所述液体的量，来调整涂敷至所述被涂敷体的所述液体的膜厚。

14.如权利要求10～12中任一项所述的涂敷方法，其特征在于，

通过使支撑构件与所述唇面邻近且对置配置，并且使片状的所述被涂敷体在所述唇面与所述支撑构件之间通过，来实现所述喷嘴与所述被涂敷体的相对移动。

15.如权利要求10～12中任一项所述的涂敷方法，其特征在于，

在所述间隙空间中，向所述液体施加所述液体的屈服值以上的剪切应力。

16.如权利要求10～12中任一项所述的涂敷方法，其特征在于，

在剪切速度为10s^-1时，所述间隙空间中的所述液体的粘度为25Pa·s以下。