JP2005199190A - 塗工方法及び塗工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コストをかけずに塗膜の剥離が防止され、基材の導電性が改善される塗工装置を提供すること。
【解決手段】 基材１を走行させつつ該基材１の表面に塗工液４を塗布する塗工装置１０であって、前記基材１を走行させるローラ（基材搬送手段）２１，２２，２３と、走行する前に基材１の表面を凹凸からなる粗面に形成する凹凸部（粗化加工手段）３０と、粗化加工された前記基材１の表面に塗工液４を塗布する塗工液供給部（塗工液塗布手段）４０とを備えてなることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、基材に塗工液を塗布する塗工方法および塗工装置に関し、特にリチウム電池用電極を製作する際に用いて好適な塗工方法および塗工装置に関する。

従来、各種基材の表面に塗工液を塗布する塗工装置としては、基材搬送手段として異なる位置に少なくとも２つ以上の搬送ローラが設けられ、基材の表面に塗工液を塗布する塗工液塗布手段として塗工液供給部が設けられたものが知られている。
この塗工装置においては、搬送された基材が一方の搬送ローラから他方の搬送ローラへ搬送されながら、その表面に塗工液供給部によって塗工液が塗布されることとなる。

また、例えば、特許文献１に記載されるように、表面が粗面化され、その表面粗度及び表面粗さを所定の数値に限定して、金属箔と他の材料との接着性を向上させる金属箔も提案されている。
特開２００１−５９１８７号公報（第２−６頁、第１図）

ところで、上記従来の塗工装置においては、基材を搬送する際、平滑な基材の表面に塗工液を塗布するので、基材と塗膜の付着性が悪くなることによって、塗膜耐久性が悪化し、基材から塗膜が剥離するという問題があった。また、基材と塗膜との間に酸化皮膜等の介在物が介在することによって、基材の導電性が低下するという問題があった。
なお、基材が電池用の電極に用いられる場合には、内部抵抗の発生によって放電容量が阻害されるとともに、電池のサイクル性能が悪化するという問題があった。
また、基材の付着性を向上させるために、塗工装置を使用する以前に基材の表面処理を行った場合、この表面処理に要する費用および時間が増大するため、材料コストの増大を招くという問題があった。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、材料コストをかけずに塗膜の剥離を防止し、かつ基材の導電性の低下を防止する塗工装置を提供することを目的とする。

この発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
請求項１に係る発明は、基材を走行させつつ該基材の表面に塗工液を塗布する塗工方法において、前記基材の表面に凹凸部による粗化加工を施した後、該表面に前記塗工液を塗布することを特徴とする。

この発明によれば、基材の表面に粗化加工を施した後、表面に塗工液を塗布することにより、基材の表面と塗工液との塗膜付着性が向上することとなる。

請求項２に係る発明は、基材を走行させつつ該基材の表面に塗工液を塗布する塗工装置であって、前記基材を走行させる基材搬送手段と、走行する前に基材の表面を凹凸からなる粗面に形成する粗化加工手段と、粗化加工された前記基材の表面に塗工液を塗布する塗工液塗布手段とを備えてなることを特徴とする。

この発明によれば、粗化加工手段によって基材の表面が粗化されることによって、基材の表面と塗工液塗布手段により塗布された塗工液との塗膜付着性が向上することとなる。

請求項３に係る発明は、請求項２記載の塗工装置において、前記基材搬送手段が、前記基材を挟んでこれを送り出す一対の搬送ローラとされ、前記粗化加工手段が該搬送ローラの表面に形成された凹凸部とされていることを特徴とする。

この発明によれば、搬送ローラの表面に凹凸部が形成されていることにより、基材の表面が粗化加工されることとなる。

請求項４に係る発明は、請求項３記載の塗工装置において、前記搬送ローラのいずれか一方または双方の表面を清掃する清掃手段を備えていることを特徴とする。

この発明によれば、搬送ローラの表面を清掃する清掃手段を備えていることにより、基材の表面に存在する酸化皮膜が除去されることとなる。

請求項５に係る発明は、請求項３または４記載の塗工装置において、前記搬送ローラのいずれか一方または双方に、前記基材と前記塗工液により形成される塗膜との付着性を向上させる付着性向上剤を塗布する液剤塗布手段を備えてなることを特徴とする。

この発明によれば、搬送ローラの表面に付着性向上剤を塗布することにより、その付着性向上剤が基材に転写され、基材の塗膜付着性が改善されることとなる。

以上説明したこの発明の塗工装置においては、以下の効果を奏する。
請求項１に係る発明によれば、基材の表面と塗工液との塗膜付着性が向上することとなるので、塗膜耐久性が向上されるという効果が得られる。

請求項２に係る発明によれば、基材の表面が粗化されることによって、基材の表面と塗工液との塗膜付着性が向上することとなるので、塗膜耐久性が向上されるという効果が得られる。

請求項３に係る発明によれば、搬送ローラの表面に凹凸部が形成されていることにより、基材の表面が粗化加工されることとなるので、基材の表面と塗工液との塗膜付着性が向上し、塗膜耐久性が向上されるという効果が得られる。

請求項４に係る発明によれば、搬送ローラの表面を清掃する清掃手段を備えていることにより、基材の表面に存在する酸化皮膜が除去されることとなるので、基材の導電性の低下を防止することができる。

請求項５に係る発明によれば、搬送ローラの表面に付着性向上剤を塗布することにより、その付着性向上剤が基材に転写され、基材の塗膜付着性が改善されることとなるので、塗膜耐久性が向上されるという効果が得られる。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、この発明における第１の実施の形態を示す図であって、この発明を適用した塗工装置を示す図である。
図１において、塗工装置１０は、基材搬送手段である搬送ローラ２１、２２、２３と、粗化加工手段である凹凸部３０と、塗工液塗布手段である塗工液供給部４０とからなる。

搬送ローラ２１、２２は、基材１を挟んで一対となるように配置され、それぞれ中心に軸部２１ａ、２２ａを有して円柱状に形成されている。また、搬送ローラ２１、２２の表面には、その周方向全体に、基材１を粗面に粗化加工するために凹凸部３０が形成されている。
搬送ローラ２３は、中心に軸部２３ａを有して円柱状に形成されており、搬送ローラ２１、２２と同期して回転するようになっている。

凹凸部３０は、図２に示すように、断面形状が例えば半楕円形、矩形、あるいは三角形となる凸部３１、３２、３３を断続的に有した形状とされており、その高さが２０μｍ程度とされている。

塗工液供給部４０は、塗工液貯留部４１と、この塗工液貯留部４１からの塗工液４を基材１に供給するノズル４２を備えたものである。

次に、上記の構成からなる塗工装置の作用について説明する。
塗工装置１０は、基材１の表面に粗化加工を施した後、その表面に塗工液４を塗布して搬送方向に搬送するものである。
図１に示す塗工装置１０において、図示しない駆動源により搬送ローラ２１、２２を起動して回転させた状態で、搬送ローラ２１、２２の間に基材１を供給すると、この基材１は、搬送ローラ２１、２２によって搬送方向に搬送される。この際、基材１と搬送ローラ２１、２２が接触する位置において、搬送ローラ２１、２２の表面に凹凸部３０が設けられているため、基材１の表面が粗化加工される。すなわち、基材１は、搬送ローラ２１、２２に挟み込まれる際に加えられる接触圧によって、その表面が押さえつけられ、凹凸部３０とかみ合うことによって粗化加工される。

このように粗化加工されて順次送り出される基材１には、基材１が搬送ローラ２１、２２から送り出された位置において塗工液４が供給され、基材１の表面に塗布される。
この場合、基材１の表面が粗化加工されているため、供給された塗工液４との塗膜付着性が向上することとなる。

上記の構成によれば、基材１の表面が粗化加工されることによって、基材１と塗工液４との塗膜付着性が向上するので、塗膜の剥離を防止することができる。

また、塗工装置１０が基材１の表面を粗化加工する機能を有しており、基材１を塗工装置１０によって搬送する前にその表面を処理する工程が不要となるので、材料コストの低減を図ることができる。

図３は、この発明における第１の実施の形態に清掃手段を取付けた場合の塗工装置を部分的に示す図である。
図３においては、上記第１の実施の形態における図１と同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

搬送ローラ２１、２２が回転して基材１が搬送される際、基材１が搬送ローラ２１、２２に挟み込まれてその表面が押さえつけられるため、基材１と搬送ローラ２１、２２との間に生じる摩擦によって、搬送ローラ２１、２２の表面には、酸化皮膜あるいは汚染物質が付着する場合がある。
この実施の形態は、上記のようにして搬送ローラ２１、２２の表面に付着した酸化皮膜あるいは汚染物質を除去するための清掃手段として清掃具６０を備えたものである。すなわち、搬送ローラ２１、２２の表面には、清掃具６０が設けられており、その清掃具６０は、その軸方向に移動できるようになっている。

清掃具６０が搬送ローラ２１、２２の表面で搬送ローラ２１、２２の軸方向に移動することによって、搬送ローラ２１、２２の表面を適宜自動的に清掃する。
この場合、搬送ローラ２１、２２の表面に付着した酸化皮膜あるいは汚染物質が除去されることとなる。

上記の構成によれば、搬送ローラ２１、２２の表面に付着した酸化皮膜あるいは汚染物質が除去され、すなわち、基材１の導電性を妨げる介在物が除去されるので、基材の導電性の低下を防止することができる。

また、塗工装置１０が基材の表面に形成された酸化皮膜あるいは汚染物質が除去される機能を有しており、基材１を塗工装置１０によって搬送する前にその表面を処理する工程が不要となるので、材料コストの低減を図ることができる。

図４は、この発明における第１の実施の形態に液剤塗布手段を取付けた場合の塗工装置を部分的に示す図である。
図４においては、上記第１の実施の形態における図１と同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
搬送ローラ２１、２２の表面には、液剤塗布手段７０が設けられている。液剤塗布手段７０は、刷毛７１と液剤供給ノズル７２を備えている。

液剤塗布手段７０は、液剤供給ノズル７２から付着性向上剤を供給して、刷毛７１が移動することによって、搬送ローラ２１、２２の表面全体に付着性向上剤を塗布できるようにしたものである。搬送ローラ２１、２２が回転すると、搬送ローラ２１、２２の表面に塗布された付着性向上剤は、基材１の表面に転写されて付着する。
この場合、搬送ローラ２１、２２の表面に付着した付着性向上剤が基材１の表面に転写されることにより、基材１と塗膜との付着性が向上することとなる。

上記の構成によれば、搬送ローラ２１、２２の表面に付着した付着性向上剤が基材１の表面に転写されることにより、基材１と塗膜との付着性が向上するので、塗膜の剥離を防止することができる。

また、塗工装置１０が基材の表面に界面活性化等による処理が施される機能を有しており、基材１を塗工装置１０によって搬送する前にその表面を処理する工程が不要となるので、材料コストの低減を図ることができる。

このように、塗工装置１０によって、基材１の塗膜耐久性の向上および導電性向上の効果を得ることができるが、特に、基材１が電池用の電極として用いられる場合、これらの効果によって、内部抵抗が低減され、放電容量が向上されるとともに、電池のサイクル性能が向上するという効果を得ることができる。

なお、搬送ローラ２１、２２は、塗工される前の基材１の表面形状を任意に調整するため、その材質、表面粗さ、表面形状、またはそれぞれを押付ける際の接触圧を任意に変化させてよい。
また、搬送ローラ２１、２２の表面に設けられた清掃具６０は、搬送ローラ２１、２２のどちらか一方のみに設けられてもよい。
また、搬送ローラ２１、２２の表面に設けられた液剤塗布手段７０は、搬送ローラ２１、２２のどちらか一方のみに設けられてもよい。

この発明における第１の実施の形態に係る塗工装置の概略を示す断面図である。 この発明における第１の実施の形態に係る塗工装置に備えられた搬送ローラを示す図であって、（ａ）はその断面図、（ｂ）はその部分拡大図である。 この発明において、第１の実施の形態に係り清掃手段が備えられた塗工装置の概略を示す部分斜視図である。 この発明において、第１の実施の形態に係り液剤塗布手段が備えられた塗工装置の概略を示す部分斜視図である。

符号の説明

１ 基材
１０ 塗工装置
２１、２２、２３ 搬送ローラ
３０ 凹凸部
４０ 塗工液供給部
６０ 清掃具
７１ 刷毛
７２ 液剤供給ノズル

Claims (5)

1. 基材を走行させつつ該基材の表面に塗工液を塗布する塗工方法において、
   前記基材の表面に凹凸部による粗化加工を施した後、該表面に前記塗工液を塗布することを特徴とする塗工方法。
2. 基材を走行させつつ該基材の表面に塗工液を塗布する塗工装置であって、
   前記基材を走行させる基材搬送手段と、走行する前記基材の表面を凹凸からなる粗面に形成する粗化加工手段と、粗化加工された前記基材の表面に塗工液を塗布する塗工液塗布手段とを備えてなることを特徴とする塗工装置。
3. 請求項２記載の塗工装置において、
   前記基材搬送手段が、前記基材を挟んでこれを送り出す一対の搬送ローラとされ、前記粗化加工手段が該搬送ローラの表面に形成された凹凸部とされていることを特徴とする塗工装置。
4. 請求項３記載の塗工装置において、
   前記搬送ローラのいずれか一方または双方の表面を清掃する清掃手段を備えていることを特徴とする塗工装置。
5. 請求項３または４記載の塗工装置において、
   前記搬送ローラのいずれか一方または双方に、前記基材と前記塗工液により形成される塗膜との付着性を向上させる付着性向上剤を塗布する液剤塗布手段を備えてなることを特徴とする塗工装置。

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