JP2014176826A - 間欠塗工装置及び間欠塗工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塗工部の平坦性の向上を図れる間欠塗工装置及び間欠塗工方法を提供する。
【解決手段】間欠塗工装置１は、電極ペーストＰを外周面５ａに付着させると共に、一方向に回転可能に設けられたコーディングローラー５と、一方向に回転して金属箔１１を送ると共に、コーディングローラー５と近接及び離間可能に設けられたバッキングローラー７と、コーディングローラー５に付着した電極ペーストＰの厚みを調整するローラー状の調節器９とを備え、調節器９は、その外周面９ａから突出する突出部１５を有しており、コーディングローラー５に付着した電極ペーストＰにおいて、塗工部１７の両端部に対応する位置に突出部１５が位置するように回転する。
【選択図】図１

Description

本発明は、間欠塗工装置及び間欠塗工方法に関する。

従来の間欠塗工装置として、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。特許文献１に記載の間欠塗工装置では、バッキングロールを有し、コーディングロール上の塗料層を基材に転写塗布するリバース方式の塗工方法において、バッキングロールとコーディングロールとが離れているときにコーディングロールの回転が停止するようにしている。これにより、この間欠塗工装置では、塗工部の塗布開始端部及び塗布終端部の盛り上がりの低減を図っている。

特開平９−９９２６９号公報

二次電池では、金属箔に塗工される活物質層の膜厚等の塗布精度が、品質に影響することがある。そのため、上記の従来技術を含む間欠塗工の分野においては、基材に塗布される塗工部の両端部の盛り上がりを抑制し、塗工部の平坦性を確保することが求められている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、塗工部の平坦性の向上を図れる間欠塗工装置及び間欠塗工方法を提供することを目的とする。

上記課題の解決のため、本発明に係る間欠塗工装置は、基材にスラリー状の塗料を間欠塗工する間欠塗工装置であって、塗料を外周面に付着させると共に、一方向に回転可能に設けられた第１ローラーと、一方向に回転して基材を送ると共に、第１ローラーと近接及び離間可能に設けられた第２ローラーと、回転可能に設けられていると共に、第１ローラーに付着した塗料の厚みを調整するローラー状の調節器と、を備え、調節器は、その外周面から突出する突出部を少なくとも一つ有しており、第１ローラーに付着した塗料において、塗工部の両端部に対応する位置に突出部が位置するように回転することを特徴とする。

この間欠塗工装置では、第１ローラーに付着した塗料の厚みを調整する調節器を備え、調節器は、その外周面から突出する突出部を少なくとも一つ有しており、第１ローラーに付着した塗料において、塗工部の両端部に対応する位置に突出部が位置するように回転する。これにより、間欠塗工装置では、塗料を付着した第１ローラーに第２ローラーが近接して基材に塗料が転写塗布されたとき、塗料の両端部の厚み小さくされているため、塗工部の両端部の厚みが大きくならない。したがって、間欠塗工装置では、塗工部の平坦性の向上を図れる。

一実施形態においては、突出部は、調節器に一つ設けられていることが好ましい。これにより、間欠塗工装置では、塗工部の長さを変更する場合には、調節器の回転速度を変更することにより対応できる。したがって、間欠塗工装置では、装置構成を変更せずに、平坦部の長さの変更に対応できる。

一実施形態においては、調節器は、上記一方向とは反対の方向に回転してもよい。調節器と第１ローラーとの回転方向が同じ場合には、調節器が塗料を引きずり、塗料の厚みに変化が生じることがある。そこで、間欠塗工装置では、調節器を第１ローラーの回転方向とは反対の方向に回転させている。これにより、間欠塗工装置では、塗料が調節器により引きずられることを抑制でき、塗工部の平坦性の向上を図れる。

一実施形態においては、突出部の側面と調節器の外周面とは、滑らかに連続していることが好ましい。これにより、間欠塗工装置では、突出部の側面と外周面との部分に塗料が残留することを抑制でき、その残留した塗料により厚みに変化が生じることを防止できる。

一実施形態においては、突出部の外周面からの高さは、基材に塗布される塗料の厚み、塗料の粘度、及び、第２ローラーと第１ローラーとが近接及び離間する速度の少なくともいずれかに基づいて設定されていることが好ましい。これにより、間欠塗工装置では、様々な条件に応じて突出部の高さが設定されるため、塗工部の平坦性の向上をより良好に図れる。

上記課題を解決のため、本発明に係る間欠塗工方法は、基材にスラリー状の塗料を間欠塗工装置により間欠塗工する間欠塗工方法であって、間欠塗工装置は、塗料を外周面に付着させると共に、一方向に回転可能に設けられた第１ローラーと、一方向に回転して基材を送ると共に、第１ローラーと近接及び離間可能に設けられた第２ローラーと、回転可能に設けられていると共に、第１ローラーに付着した塗料の厚みを調整するローラー状の調節器と、を備え、該間欠塗工方法は、外周面から突出する突出部を少なくとも一つ有する調節器を用い、第１ローラーに付着した塗料において塗工部の両端部に対応する位置に突出部が位置するように、調節器を回転させることを特徴とする。

この間欠塗工方法では、外周面から突出する突出部を少なくとも一つ有する調節器を用い、第１ローラーに付着した塗料において塗工部の両端部に対応する位置に突出部が位置するように、調節器を回転させる。これにより、間欠塗工方法では、塗料を付着した第１ローラーに第２ローラーが近接して基材に塗料が転写塗布されたとき、塗料の両端部の厚み小さくされているため、塗工部の両端部の厚みが大きくならない。したがって、間欠塗工方法では、塗工部の平坦性の向上を図れる。

本発明によれば、塗工部の平坦性の向上を図れる。

一実施形態に係る間欠塗工方法を実現する間欠塗工装置を示す模式図である。 調節器を示す図である。 間欠塗工方法を説明する図である。 間欠塗工方法を説明する図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、一実施形態に係る間欠塗工方法を実現する間欠塗工装置を示す模式図である。図１に示すように、間欠塗工装置１は、ペースト供給部３と、コーディングローラー（第１ローラー）５と、バッキングローラー（第２ローラー）７と、調節器９と、を備えている。本実施形態では、間欠塗工装置１は、リバース式の間欠塗工方法により、金属箔（基材）１１に電極ペースト（塗料）Ｐを間欠塗工する。

ペースト供給部３は、スラリー状の電極ペーストＰをコーディングローラー５の外周面５ａに供給する。ペースト供給部３には、電極ペーストＰを貯留するタンク（図示しない）から、電極ペーストＰが供給される。

電極ペーストＰは、例えば活物質、バインダ、及び溶剤を含むペーストである。電極ペーストＰには、例えばアセチレンブラック等の導電助剤が更に含まれていてもよい。活物質は、正極活物質及び負極活物質のいずれであってもよい。正極活物質としては、例えば複合酸化物、金属リチウム、硫黄等が挙げられる。複合酸化物は、マンガン、ニッケル、コバルト及びアルミニウムの少なくとも１つとリチウムとを含む。

負極活物質としては、例えば黒鉛、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボン、ソフトカーボン等のカーボン、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、ＳｉＯｘ（０．５≦ｘ≦１．５）等の金属酸化物、ホウ素添加炭素等が挙げられる。

コーディングローラー５は、電極ペーストＰを外周面５ａに付着させると共に、一方向（本実施形態では、時計回り）に回転可能に設けられている。コーディングローラー５には、その外周面５ａに、電極ペーストＰがペースト供給部３から供給される。コーディングローラー５は、図示しない駆動手段により回転駆動する。コーディングローラー５は、バッキングローラー７が近接して金属箔１１に電極ペーストＰを転写塗布するときは回転し、バッキングローラー７が離間しているときには回転を停止する。

コーディングローラー５の外周面５ａには、ブレード１３が当接している。ブレード１３は、コーディングローラー５と金属箔１１とが当接する部分よりも、周方向での下流側に配置されている。ブレード１３は、金属箔１１に転写塗布されずにコーディングローラー５の外周面５ａに残った電極ペーストＰを除去する。

バッキングローラー７は、一方向に回転して金属箔１１を送ると共に、コーディングローラー５と近接及び離間可能に設けられている。バッキングローラー７は、金属箔１１の巻取りに応じて従動回転する。バッキングローラー７は、移動手段によりコーディングローラー５に近接する方向及びコーディングローラー５から離間する方向に移動する。

調節器９は、金属箔１１に転写塗布される電極ペーストＰの厚みを調整するローラー状（断面が略円形形状）の部材である。調節器９は、コーディングローラー５の上方に配置されている。調節器９は、図示しない駆動手段により一方向とは反対の他方向（本実施形態では、反時計回り）に回転駆動する。

調節器９は、その外周面９ａから突出する突出部１５を有している。突出部１５は、調節器９の延在方向（軸方向）に沿って延在している。突出部１５は、コーディングローラー５に付着した電極ペーストＰにおいて、塗工部１７の両端部（塗布開始端部、塗布終端部）に対応する位置の厚みを小さくする。調節器９は、コーディングローラー５に付着した電極ペーストＰにおいて、塗工部１７の両端部に対応する位置に突出部１５が位置するように回転する。

図２に示すように、突出部１５の側面１５ａは、調節器９の外周面９ａと滑らかに連続している。具体的には、突出部１５の側面１５ａと外周面９ａとは、湾曲部分を有して連続している。また、突出部１５の頂部は、角部を有しておらず、滑らかに連続している。

突出部１５の高さＴは、金属箔１１に塗布される電極ペーストＰの厚み、電極ペーストＰの粘度、及び、バッキングローラー７がコーディングローラーに近接及び離間する速度の少なくともいずれかに基づいて設定されている。例えば、電極ペーストＰの粘度が高い場合には、突出部１５の高さＴを大きく設定する。詳しくは、電極ペーストＰの粘度が例えば１００００Ｐａ・ｓの場合には、高さＴを例えば２０μｍ程度とする。

続いて、上記構成を有する間欠塗工装置１による間欠塗工方法について説明する。図３及び図４は、間欠塗工方法を説明する図である。

図３（ａ）に示すように、ペースト供給部３からコーディングローラー５に電極ペーストＰが供給される。次に、図３（ｂ）に示すように、金属箔１１をガイドするバッキングローラー７がコーディングローラー５に近接する。これにより、金属箔１１の一方面１１ａにコーディングローラー５の電極ペーストＰが転写塗布され、塗工部１７が形成される。このとき、コーディングローラー５が一方向に回転すると共に、調節器９が一方向とは反対の他方向に回転する。

続いて、図４（ａ）に示すように、バッキングローラー７がコーディングローラー５から離間すると、金属箔１１がコーディングローラー５から離間する。このとき、金属箔１１は、送り続けられている。これにより、金属箔１１には、未塗工部１９が形成される。また、バッキングローラー７がコーディングローラー５から離間すると、コーディングローラー５の回転が停止すると共に、調節器９の回転が停止する。調節器９は、停止位置において、突出部１５が塗工部１７の端部に対応する位置となるように回転する。すなわち、調節器９は、上記塗工部１７の次に金属箔１１の一方面１１ａに形成される塗工部において、その塗工部の塗布終端部（更に次の塗工部の塗布開始端部）に突出部１５が位置するように回転する。このとき、突出部１５は、コーディングローラー５の外周面５ａと対向する。

更に、図４（ｂ）に示すように、金属箔１１をガイドするバッキングローラー７がコーディングローラー５に近接する。これにより、金属箔１１の一方面１１ａにコーディングローラー５の電極ペーストＰが転写塗布され、塗工部１７が形成される。以上により、金属箔１１に塗工部１７及び未塗工部１９が交互に形成される。なお、電極ペーストＰが塗布された金属箔１１は、図示しない乾燥室に送られる。

以上説明したように、本実施形態に係る間欠塗工装置１は、コーディングローラー５に付着した電極ペーストＰの厚みを調整する調節器９を備えている。調節器９は、その外周面９ａから突出する突出部１５を有しており、コーディングローラー５に付着した電極ペーストＰにおいて、塗工部１７の両端部に対応する位置に突出部１５が位置するように回転する。すなわち、間欠塗工装置１では、塗工部１７の両端部に対応する部分に供給する電極ペーストＰの量を減少させ、塗工部１７の両端部に対応する部分の厚みを小さくしている。

これにより、間欠塗工装置１では、電極ペーストＰを付着したコーディングローラー５にバッキングローラー７が近接して金属箔１１に塗料が転写塗布されたとき、電極ペーストＰの両端部の厚みが大きくならない。したがって、間欠塗工装置１では、塗工部１７の平坦性の向上を図れる。

本実施形態では、調節器９には、突出部１５が一つ設けられている。これにより、間欠塗工装置１では、塗工部１７の長さ（塗布長）を変更する場合には、調節器９の回転速度を変更することにより対応できる。したがって、間欠塗工装置１では、装置の構成を変更しなくても、塗工部１７の長さの変更に対応できる。

本実施形態では、突出部１５の側面１５ａと調節器９の外周面９ａとは、滑らかに連続している。これにより、間欠塗工装置１では、突出部１５の側面１５ａと外周面９ａとの部分に電極ペーストＰが残留することを抑制できる。そのため、間欠塗工装置１では、ペースト供給部３から供給される電極ペーストＰに加えて、突出部１５の側面１５ａと外周面９ａとの部分に残留した電極ペーストＰが付着することを抑制できるため、その残留した電極ペーストＰにより厚みに変化が生じることを防止できる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、調節器９に突出部１５が１つ設けられている構成を一例に説明したが、突出部は、調節器に複数設けられていてもよい。この場合には、調節器の回転速度を制御し、コーディングローラー５に付着した電極ペーストＰにおいて、塗工部１７の両端部に対応する位置に突出部を位置させればよい。

上記実施形態では、調節器９を一方向とは反対の他方向に回転駆動させているが、調節器９の回転方向は、一方向であってもよい。なお、上記実施形態のように調節器９を他方向に回転させる方が、コーディングローラー５に付着させる電極ペーストＰ、すなわち金属箔１１に転写塗布される電極ペーストＰをよりムラなく滑らかすることができる。

１…間欠塗工装置、５…コーディングローラー（第１ローラー）、５ａ…外周面、７…バッキングローラー（第２ローラー）、９…調節器、９ａ…外周面、１１…金属箔（基材）、１５…突出部、１５ａ…側面、Ｐ…電極ペースト（塗料）。

Claims (6)

1. 基材にスラリー状の塗料を間欠塗工する間欠塗工装置であって、
   前記塗料を外周面に付着させると共に、一方向に回転可能に設けられた第１ローラーと、
   前記一方向に回転して前記基材を送ると共に、前記第１ローラーと近接及び離間可能に設けられた第２ローラーと、
   回転可能に設けられていると共に、前記第１ローラーに付着した前記塗料の厚みを調整するローラー状の調節器と、を備え、
   前記調節器は、その外周面から突出する突出部を少なくとも一つ有しており、前記第１ローラーに付着した前記塗料において、塗工部の両端部に対応する位置に前記突出部が位置するように回転することを特徴とする間欠塗工装置。
2. 前記突出部は、前記調節器に一つ設けられていることを特徴とする請求項１記載の間欠塗工装置。
3. 前記調節器は、前記一方向とは反対の方向に回転することを特徴とする請求項１又は２記載の間欠塗工装置。
4. 前記突出部の側面と前記調節器の前記外周面とは、滑らかに連続していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の間欠塗工装置。
5. 前記突出部の前記外周面からの高さは、前記基材に塗布される塗料の厚み、前記塗料の粘度、及び、前記第２ローラーと前記第１ローラーとが近接及び離間する速度の少なくともいずれかに基づいて設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の間欠塗工装置。
6. 基材にスラリー状の塗料を間欠塗工装置により間欠塗工する間欠塗工方法であって、
   前記間欠塗工装置は、
   前記塗料を外周面に付着させると共に、一方向に回転可能に設けられた第１ローラーと、
   前記一方向に回転して前記基材を送ると共に、前記第１ローラーと近接及び離間可能に設けられた第２ローラーと、
   回転可能に設けられていると共に、前記第１ローラーに付着した前記塗料の厚みを調整するローラー状の調節器と、を備え、
   該間欠塗工方法は、
   外周面から突出する突出部を少なくとも一つ有する前記調節器を用い、
   前記第１ローラーに付着した前記塗料において塗工部の両端部に対応する位置に前記突出部が位置するように、前記調節器を回転させることを特徴とする間欠塗工方法。

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