JP2020147433A - 搬送設備 - Google Patents
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Abstract
【課題】目的物の生産効率の向上及び装置のコストの低減を両立することができる搬送設備及び搬送方法を提供する。【解決手段】帯状シートを搬送するための、搬送設備であって、外側から中心側に向かう第１の渦巻状経路、及び中心側から外側に向かう第２の渦巻状経路が、この順に連続している二重渦巻状経路を有しており、第１の渦巻状経路及び第２の渦巻状経路がそれぞれ、複数の搬送ロールによって構成されている、搬送設備。【選択図】図１
Description
本開示は、搬送設備に関する。特に、本開示は、帯状シートを搬送するための搬送設備に関する。
帯状シートへのコーティング層の付与、及び帯状シートの表面処理、例えばエッチング、パターン形成、粗面化等の処理を行うための様々な方法が知られている。このうち、コーティング層を有する帯状シートの製造工程においては、塗工液又はスラリーを帯状シートに塗布し、そしてこの塗工液又はスラリーを乾燥させる技術が、一般的に使われている。
例えば、特許文献１では、電池用電極板を製造する際に、電極合剤層塗工液を、集電体の一方の面と他方の面に連続して、間欠的に塗布し乾燥する塗工機を用いて、集電体の一方の面に間欠的に塗布し乾燥する技術が開示されている。
また、特許文献２では、除鉄手段付ダイヘッド部でスラリー中に混入したＦｅ系金属異物を除去しながら、当該ダイヘッドを通してスラリーを金属箔に塗布し、乾燥させる工程と、スラリーを塗布した金属箔でセパレータを挟んで渦巻状に捲回して電極群を作製する工程を含むリチウム二次電池を製造する技術が開示されている。
更に、特許文献３では、チップ型コアの一面に渦巻状に塗布し乾燥して、コイル用コーティング膜を形成する技術が開示されている。
コーティング層を有する帯状シートの製造においては、通常、塗工液又はスラリーが塗布された帯状シートを、乾燥装置へ搬送させて乾燥をする工程が採用されている。
ここで、乾燥装置等の設備のコストを抑えるために、乾燥装置の長さを短縮することが提案されている。
例えば、特許文献４では、塗工材が塗工された塗工面を備え、塗工面は塗工材が搬送方向に沿って連続的に塗工される塗工部と塗工材が塗工されていない未塗工部とを有する帯状体を乾燥する帯状体の乾燥装置であって、この帯状体の乾燥装置は、帯状体を乾燥するための乾燥炉と、帯状体における塗工面側の未塗工部を当接支持するロール凸部と、帯状体上に塗工された塗工材を乾燥するためのエアを送風する送風口を設けたロール凹部と、からなる帯状体を所定方向に搬送する凹凸ロールと、ロール凹部に設けられた送風口を介して帯状体のロール凸部によって当接支持される面側に向けてエアを送風する送風手段と、を備え、凹凸ロールを用いることにより乾燥炉内での帯状体の搬送経路を屈曲させることを特徴とする帯状体の乾燥装置が開示されている。
乾燥装置に限らず、帯状の目的物を生産・製造する過程において、目的物の生産効率を向上しながら、様々な装置（例えば、硬化装置、撥水処理装置、又は親水処理装置等）のコストを抑える技術が望まれている。
しかしながら、目的物の生産効率を向上させるために搬送速度を上げると、乾燥装置等を長くする必要がある。よって、装置のコストを抑えることは困難である。すなわち、目的物の生産効率の向上と装置のコストの低減とを両立することは困難である。
そこで、本開示は、上記事情を鑑みてなされたものであり、目的物の生産効率の向上と装置のコストの低減とを両立できる、帯状シートの搬送設備、帯状シートの搬送方法、コーティング層の製造方法、並びに表面処理された帯状シートの製造方法を提供することを目的とする。
本開示の本発明者は、以下の手段により、上記課題を解決できることを見出した。
〈態様１〉
帯状シートを搬送するための、搬送設備であって、
外側から中心側に向かう第１の渦巻状経路、及び中心側から外側に向かう第２の渦巻状経路が、この順に連続している二重渦巻状経路を有しており、
前記第１の渦巻状経路及び前記第２の渦巻状経路がそれぞれ、複数の搬送ロールによって構成されている、
搬送設備。
〈態様２〉
前記第１の渦巻状経路及び前記第２の渦巻状経路は、いずれも角渦巻状である、態様１に記載の搬送設備。
〈態様３〉
前記角渦巻状は、四角渦巻状である、態様２に記載の搬送設備。
〈態様４〉
前記第１の渦巻状経路と、前記第２の渦巻状経路との間の間隔が略一定である、態様１〜３のいずれか一項に記載の搬送設備。
〈態様５〉
前記帯状シートの片面の少なくとも一部が、コーティング層又は処理剤層よって被覆されている、態様１〜４のいずれか一項に記載の搬送設備。
〈態様６〉
前記二重渦巻状経路において処理前の前記コーティング層又は前記処理剤層を処理して、処理後の前記コーティング層又は表面処理された前記帯状シートを得るための処理装置を更に有する、態様５に記載の搬送設備。
〈態様７〉
前記処理装置は、乾燥装置及び化学処理装置の少なくとも一方である、態様６に記載の搬送設備。
〈態様８〉
前記乾燥装置は、送風機、超音波発振器、ヒーター、及び減圧器からなる群より選択される少なくとも一つを有する、態様７に記載の搬送設備。
〈態様９〉
前記化学処理装置は、硬化装置、撥水処理装置、親水処理装置、及びプラズマ処理装置からなる群より選択される少なくとも一つを有する、態様７に記載の搬送設備。
〈態様１０〉
前記コーティング層の原料が、活物質層用スラリー又は固体電解質層用スラリーである、態様５〜９のいずれか一項に記載の搬送設備。
〈態様１１〉
前記処理剤層の原料が、エッチング液又はパターニング用の処理液である、態様５〜９のいずれか一項に記載の搬送設備。
〈態様１２〉
態様５〜１１のいずれか一項に記載の搬送設備を用いる搬送方法であって、
前記帯状シートの、前記コーティング層又は前記処理剤層よって被覆されている面と反対側の面を、前記第１の渦巻状経路を構成している前記複数の搬送ロールと接触させ、かつ
前記帯状シートの、前記コーティング層よって被覆されている面、又は前記帯状シートの、前記処理剤層の処理剤によって表面処理された面を、前記第２の渦巻状経路を構成している前記複数の搬送ロールと接触させること
を含む、搬送方法。
〈態様１３〉
態様１２に記載の搬送方法を用いて、前記二重渦巻状経路において処理前の前記コーティング層を処理して、処理後の前記コーティング層を得ることを含む、コーティング層の製造方法。
〈態様１４〉
前記処理は、乾燥処理及び化学処理の少なくとも一方である、態様１３に記載の方法。
〈態様１５〉
前記乾燥処理は、自然乾燥処理、熱風乾燥処理、ＩＲ加熱乾燥処理、マイクロ波加熱乾燥処理、超音波乾燥処理、及び真空乾燥処理の少なくとも一つである、態様１４に記載の方法。
〈態様１６〉
前記コーティング層は、活物質層又は固体電解質層である、態様１３〜１５のいずれか一項に記載の方法。
〈態様１７〉
態様１２に記載の搬送方法を用いて、前記二重渦巻状経路において前記処理剤層の処理剤によって、前記帯状シートを表面処理することを含む、表面処理された帯状シートの製造方法。
帯状シートを搬送するための、搬送設備であって、
外側から中心側に向かう第１の渦巻状経路、及び中心側から外側に向かう第２の渦巻状経路が、この順に連続している二重渦巻状経路を有しており、
前記第１の渦巻状経路及び前記第２の渦巻状経路がそれぞれ、複数の搬送ロールによって構成されている、
搬送設備。
〈態様２〉
前記第１の渦巻状経路及び前記第２の渦巻状経路は、いずれも角渦巻状である、態様１に記載の搬送設備。
〈態様３〉
前記角渦巻状は、四角渦巻状である、態様２に記載の搬送設備。
〈態様４〉
前記第１の渦巻状経路と、前記第２の渦巻状経路との間の間隔が略一定である、態様１〜３のいずれか一項に記載の搬送設備。
〈態様５〉
前記帯状シートの片面の少なくとも一部が、コーティング層又は処理剤層よって被覆されている、態様１〜４のいずれか一項に記載の搬送設備。
〈態様６〉
前記二重渦巻状経路において処理前の前記コーティング層又は前記処理剤層を処理して、処理後の前記コーティング層又は表面処理された前記帯状シートを得るための処理装置を更に有する、態様５に記載の搬送設備。
〈態様７〉
前記処理装置は、乾燥装置及び化学処理装置の少なくとも一方である、態様６に記載の搬送設備。
〈態様８〉
前記乾燥装置は、送風機、超音波発振器、ヒーター、及び減圧器からなる群より選択される少なくとも一つを有する、態様７に記載の搬送設備。
〈態様９〉
前記化学処理装置は、硬化装置、撥水処理装置、親水処理装置、及びプラズマ処理装置からなる群より選択される少なくとも一つを有する、態様７に記載の搬送設備。
〈態様１０〉
前記コーティング層の原料が、活物質層用スラリー又は固体電解質層用スラリーである、態様５〜９のいずれか一項に記載の搬送設備。
〈態様１１〉
前記処理剤層の原料が、エッチング液又はパターニング用の処理液である、態様５〜９のいずれか一項に記載の搬送設備。
〈態様１２〉
態様５〜１１のいずれか一項に記載の搬送設備を用いる搬送方法であって、
前記帯状シートの、前記コーティング層又は前記処理剤層よって被覆されている面と反対側の面を、前記第１の渦巻状経路を構成している前記複数の搬送ロールと接触させ、かつ
前記帯状シートの、前記コーティング層よって被覆されている面、又は前記帯状シートの、前記処理剤層の処理剤によって表面処理された面を、前記第２の渦巻状経路を構成している前記複数の搬送ロールと接触させること
を含む、搬送方法。
〈態様１３〉
態様１２に記載の搬送方法を用いて、前記二重渦巻状経路において処理前の前記コーティング層を処理して、処理後の前記コーティング層を得ることを含む、コーティング層の製造方法。
〈態様１４〉
前記処理は、乾燥処理及び化学処理の少なくとも一方である、態様１３に記載の方法。
〈態様１５〉
前記乾燥処理は、自然乾燥処理、熱風乾燥処理、ＩＲ加熱乾燥処理、マイクロ波加熱乾燥処理、超音波乾燥処理、及び真空乾燥処理の少なくとも一つである、態様１４に記載の方法。
〈態様１６〉
前記コーティング層は、活物質層又は固体電解質層である、態様１３〜１５のいずれか一項に記載の方法。
〈態様１７〉
態様１２に記載の搬送方法を用いて、前記二重渦巻状経路において前記処理剤層の処理剤によって、前記帯状シートを表面処理することを含む、表面処理された帯状シートの製造方法。
本開示の搬送設備及び搬送方法によれば、目的物の生産効率の向上及び装置のコストの低減を両立することができる。
以下、図面を参照しながら、本開示を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において、同一又は相当する部分には同一の参照符号を付し、重複説明は省略する。実施の形態の各構成要素は、全てが必須のものであるとは限らず、一部の構成要素を省略可能な場合もある。ただし、以下の図に示される形態は本開示の例示であり、本開示を限定するものではない。
《搬送設備》
本開示の搬送設備は、
帯状シートを搬送するための、搬送設備であって、
外側から中心側に向かう第１の渦巻状経路、及び中心側から外側に向かう第２の渦巻状経路が、この順に連続している二重渦巻状経路を有しており、
第１の渦巻状経路及び第２の渦巻状経路がそれぞれ、複数の搬送ロールによって構成されている、
搬送設備である。
本開示の搬送設備は、
帯状シートを搬送するための、搬送設備であって、
外側から中心側に向かう第１の渦巻状経路、及び中心側から外側に向かう第２の渦巻状経路が、この順に連続している二重渦巻状経路を有しており、
第１の渦巻状経路及び第２の渦巻状経路がそれぞれ、複数の搬送ロールによって構成されている、
搬送設備である。
図１は、本開示の搬送設備の一形態を示す概略図である。
図１に示されている本開示の搬送設備１００’は、帯状シート１０を搬送するための、搬送設備である。搬送設備１００’の外側から中心側に向かう第１の渦巻状経路（太線で表示）、及び中心側から外側に向かう第２の渦巻状経路（細線で表示）が、この順に連続している二重渦巻状経路を有している。
ここで、第１の渦巻状経路（太線で表示）は、複数の搬送ロール１ａ、１ｂ、…、１ｈ、及び１ｉによって構成されている。また、第２の渦巻状経路（細線で表示）は、複数の搬送ロール２ａ、２ｂ、…、２ｈ、及び２ｉによって構成されている。
〈二重渦巻状経路〉
本開示の搬送設備は、このような二重渦巻状経路を有することによって、一定の大きさを有する装置の中において、二重渦巻状経路ではない経路、例えば直線状経路又は引用文献４のような屈曲された経路に比べて、より長い搬送経路を確保することができる。その結果、目的物の生産効率の向上及び装置のコストの低減を両立することができる。
本開示の搬送設備は、このような二重渦巻状経路を有することによって、一定の大きさを有する装置の中において、二重渦巻状経路ではない経路、例えば直線状経路又は引用文献４のような屈曲された経路に比べて、より長い搬送経路を確保することができる。その結果、目的物の生産効率の向上及び装置のコストの低減を両立することができる。
本開示にかかる二重渦巻状経路において、第１の渦巻状経路及び第２の渦巻状経路の形状は、特に限定されず、例えば円状又は角渦巻状であってよい。搬送効率を向上する観点から、第１の渦巻状経路及び第２の渦巻状経路は、いずれも角渦巻状であることが好ましい。
ここで、「角渦巻状」とは、隣接する３つの搬送ロールをつなげるとき、円弧を形成するのではなく、一定の角度を形成する形状を指す。なお、この「角度」の角は、厳密な意味での角ではなく、搬送ロールの形に由来する丸みがあって緩やかな角であってよい。
また、この角渦巻状は、三角形、四角形、六角形、七角形、又は八角形等の任意の多角形であってよい。これらのうち、搬送効率をより向上できる観点から、角渦巻状は、四角渦巻状であることが好ましい。すなわち、第１の渦巻状経路及び前記第２の渦巻状経路は、いずれも四角渦巻状であることが好ましい。このような四角渦巻状によって構成される二重渦巻状経路も四角渦巻状であることが好ましい。
例えば、図１に示されている本開示の搬送設備１００’は、四角渦巻状第１の渦巻状経路、及び四角渦巻状第２の渦巻状経路が、この順に連続している四角渦巻状二重渦巻状経路を有している。
また、本開示にかかる二重渦巻状経路において、第１の渦巻状経路と、第２の渦巻状経路との間の間隔が略一定であることが好ましい。
例えば、図１に示されている本開示の搬送設備１００’において、複数の搬送ロール１ａ、１ｂ、…、１ｈ、及び１ｉによって構成されている第１の渦巻状経路と、複数の搬送ロール２ａ、２ｂ、…、２ｈ、及び２ｉによって構成されている第２の渦巻状経路との間の間隔が略一定である。
〈帯状シート〉
本開示の搬送設備は、帯状シートを搬送するための設備である。
本開示の搬送設備は、帯状シートを搬送するための設備である。
ここで、帯状シートとは、巻ロールに巻かれる長さを有するシートであり、例えば長径と短径とを有する矩形（長方形）、又は矩形に類似する形状のシートであってよい。
帯状シートの材料としては、特に限定されず、目的・用途に合わせて、適宜な材料を用いることができる。
例えば、電池用の電極体を製造する場合、帯状シートの材料は、集電体と成り得る材料であってよい。より具体的には、帯状シートの材料は、例えば、ＳＵＳ、アルミニウム、銅、ニッケル、鉄、若しくはチタン等の金属、又はカーボン等であってよい。
また、帯状シートの材料は、樹脂材料であってよい。ここで、帯状シートは、単一の樹脂から形成されていてもよく、複数の樹脂層のラミネート体や、樹脂層と金属層その他の層とのラミネート体であってもよい。
樹脂材料としては、例えばポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン等が挙げられるが、これらに限定されない。
また、帯状シートは、単層構成であってもよく、２層以上の構成であってもよい。帯状シートが２層以上の構成である場合、各層における上述した帯状シートの材料は、異なっていてもよく、同じであってもよい。
帯状シートの厚さは、特に限定されず、例えば１μｍ以上、２μｍ以上、３μｍ以上、４μｍ以上、５μｍ以上、６μｍ以上、７μｍ以上、８μｍ以上、９μｍ以上、１０μｍ以上、１５μｍ以上、２０μｍ以上、３０μｍ以上、４０μｍ以上、又は５０μｍ以上であってよく、また、２００μｍ以下、１５０μｍ以下、１００μｍ以下、５０μｍ以下、４０μｍ以下、３０μｍ以下、２０μｍ以下であってよい。
本開示において、帯状シートの片面の少なくとも一部は、コーティング層又は処理剤層よって被覆されていてよい。
ここで、コーティング層は、帯状シート上に塗工液又はスラリーを塗工して得ることができる。また、処理剤層は、帯状シート上に処理剤を塗工して得ることができる。
帯状シートの片面の少なくとも一部がコーティング層よって被覆されている場合、帯状シートの、第１の渦巻状経路を構成している複数の搬送ロールと接触している面は、コーティング層によって被覆されていない面であってよく、帯状シートの、第２の渦巻状経路を構成している複数の搬送ロールと接触している面は、コーティング層によって被覆されている面であってよい。
例えば、図１に示されている搬送設備１００’において、帯状シート１０の、第１の渦巻状経路（太線で表示）を構成している複数の搬送ロール１ａ、１ｂ、…、１ｈ、及び１ｉと接触している面は、コーティング層によって被覆されていない面であり、帯状シート１０の、第２の渦巻状経路（細線で表示）を構成している複数の搬送ロール２ａ、２ｂ、…、２ｈ、及び２ｉと接触している面は、コーティング層によって被覆されている面である。
このように、帯状シートの片面の少なくとも一部を被覆しているコーティング層は、処理前のコーティング層が搬送ロールと触れることなしに、第１の渦巻状経路において後述する処理を受けることができる。一方、処理を経たコーティング層は、搬送ロールと接触しても影響を受けにくいので、第２の渦巻状経路において搬送ロールと接触させながら、次の工程へ搬送され得る。
コーティング層の厚さは、特に限定されず、例えば０．１μｍ以上、０．５μｍ以上、１１μｍ以上、２μｍ以上、３μｍ以上、４μｍ以上、５μｍ以上、６μｍ以上、７μｍ以上、８μｍ以上、９μｍ以上、１０μｍ以上、１５μｍ以上、２０μｍ以上、３０μｍ以上、４０μｍ以上、又は５０μｍ以上であってよく、また、１５０μｍ以下、１００μ以下、５０μｍ以下、２０μｍ以下、１０μｍ以下、又は５μｍ以下であってよい。なお、後述する処理の内容等によって、処理前のコーティング層の厚さと処理後のコーティング層の厚さとは、変化してもよい。
コーティング層の材料は、特に限定されず、目的・用途に合わせて、適宜な材料を用いることができる。
例えば、電池用の電極体を製造する場合、コーティング層は、活物質層又は固体電解質層であってよい。
（活物質層）
コーティング層が活物質層である場合、正極活物質層用スラリー又は負極活物質層用スラリーを帯状シート上に塗工してよい。
コーティング層が活物質層である場合、正極活物質層用スラリー又は負極活物質層用スラリーを帯状シート上に塗工してよい。
１．正極活物質層用スラリー
正極活物質層用スラリーは、正極活物質粒子、固体電解質粒子、並びに任意選択的に添加する導電助剤、バインダー、及び溶媒等を含んでよい。
正極活物質層用スラリーは、正極活物質粒子、固体電解質粒子、並びに任意選択的に添加する導電助剤、バインダー、及び溶媒等を含んでよい。
１−１．正極活物質粒子
正極活物質粒子としては、例えばコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、及びＬｉＣｏ１／３Ｎｉ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２、Ｌｉ１＋ｘＭｎ２−ｘ−ｙＭｙＯ４（Ｍは、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、及びＺｎから選ばれる１種以上の金属元素）で表される組成の異種元素置換Ｌｉ−Ｍｎスピネル等が挙げられるが、これらに限定されない。
正極活物質粒子としては、例えばコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、及びＬｉＣｏ１／３Ｎｉ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２、Ｌｉ１＋ｘＭｎ２−ｘ−ｙＭｙＯ４（Ｍは、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、及びＺｎから選ばれる１種以上の金属元素）で表される組成の異種元素置換Ｌｉ−Ｍｎスピネル等が挙げられるが、これらに限定されない。
１−２．固体電解質粒子
固体電解質粒子としては、例えばＬｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５系（Ｌｉ７Ｐ３Ｓ１１、Ｌｉ３ＰＳ４、Ｌｉ８Ｐ２Ｓ９等）、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２、ＬｉＩ−Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２、ＬｉＩ−Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５、ＬｉＩ−ＬｉＢｒ−Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５−ＧｅＳ２（Ｌｉ１３ＧｅＰ３Ｓ１６、Ｌｉ１０ＧｅＰ２Ｓ１２等）、ＬｉＩ−Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｏ５、ＬｉＩ−Ｌｉ３ＰＯ４−Ｐ２Ｓ５、及びＬｉ７−ｘＰＳ６−ｘＣｌｘ等の硫化物固体電解質粒子、Ｌｉ７Ｌａ３Ｚｒ２Ｏ１２、Ｌｉ７−ｘＬａ３Ｚｒ１−ｘＮｂｘＯ１２、Ｌｉ７−３ｘＬａ３Ｚｒ２ＡｌｘＯ１２、Ｌｉ３ｘＬａ２／３−ｘＴｉＯ３、Ｌｉ１＋ｘＡｌｘＴｉ２−ｘ（ＰＯ４）３、Ｌｉ１＋ｘＡｌｘＧｅ２−ｘ（ＰＯ４）３、Ｌｉ３ＰＯ４、又はＬｉ３＋ｘＰＯ４−ｘＮｘ（ＬｉＰＯＮ）等の酸化物固体電解質粒子、並びにポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、及びポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）等のポリマー電解質粒子が挙げられるが、これらに限定されない。
固体電解質粒子としては、例えばＬｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５系（Ｌｉ７Ｐ３Ｓ１１、Ｌｉ３ＰＳ４、Ｌｉ８Ｐ２Ｓ９等）、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２、ＬｉＩ−Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２、ＬｉＩ−Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５、ＬｉＩ−ＬｉＢｒ−Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５−ＧｅＳ２（Ｌｉ１３ＧｅＰ３Ｓ１６、Ｌｉ１０ＧｅＰ２Ｓ１２等）、ＬｉＩ−Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｏ５、ＬｉＩ−Ｌｉ３ＰＯ４−Ｐ２Ｓ５、及びＬｉ７−ｘＰＳ６−ｘＣｌｘ等の硫化物固体電解質粒子、Ｌｉ７Ｌａ３Ｚｒ２Ｏ１２、Ｌｉ７−ｘＬａ３Ｚｒ１−ｘＮｂｘＯ１２、Ｌｉ７−３ｘＬａ３Ｚｒ２ＡｌｘＯ１２、Ｌｉ３ｘＬａ２／３−ｘＴｉＯ３、Ｌｉ１＋ｘＡｌｘＴｉ２−ｘ（ＰＯ４）３、Ｌｉ１＋ｘＡｌｘＧｅ２−ｘ（ＰＯ４）３、Ｌｉ３ＰＯ４、又はＬｉ３＋ｘＰＯ４−ｘＮｘ（ＬｉＰＯＮ）等の酸化物固体電解質粒子、並びにポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、及びポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）等のポリマー電解質粒子が挙げられるが、これらに限定されない。
１−３．導電助剤
導電助剤としては、例えば、ＶＧＣＦ（気相成長法炭素繊維、Ｖａｐｏｒ Ｇｒｏｗｎ Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ）及びカーボンナノ繊維等の炭素材並びに金属材等が挙げられるが、これらに限定されない。
導電助剤としては、例えば、ＶＧＣＦ（気相成長法炭素繊維、Ｖａｐｏｒ Ｇｒｏｗｎ Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ）及びカーボンナノ繊維等の炭素材並びに金属材等が挙げられるが、これらに限定されない。
１−４．バインダー
バインダーとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）及びスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等の材料等が挙げられるが、これらに限定されない。
バインダーとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）及びスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等の材料等が挙げられるが、これらに限定されない。
１−５．溶媒
また、溶媒としては、無極性溶媒、例えば、ヘプタン、キシレン、及びトルエン等、並びに極性溶媒、例えば、三級アミン系溶媒、エーテル系溶媒、チオール系溶媒、及びエステル系溶媒（例えば、酪酸ブチル等）等が挙げられるが、これらに限定されない。
また、溶媒としては、無極性溶媒、例えば、ヘプタン、キシレン、及びトルエン等、並びに極性溶媒、例えば、三級アミン系溶媒、エーテル系溶媒、チオール系溶媒、及びエステル系溶媒（例えば、酪酸ブチル等）等が挙げられるが、これらに限定されない。
２．負極活物質層用スラリー
負極活物質層用スラリーは、負極活物質粒子、固体電解質粒子、並びに任意選択的に添加する導電助剤、バインダー、及び溶媒等を含んでよい。
負極活物質層用スラリーは、負極活物質粒子、固体電解質粒子、並びに任意選択的に添加する導電助剤、バインダー、及び溶媒等を含んでよい。
２−１．負極活物質粒子
負極活物質粒子としては、例えば、チタン酸リチウム（ＬＴＯ）等の酸化系負極活物質粒子、Ｓｉ合金系負極活物質及びＳｎ合金系負極活物質等の合金系負極活物質粒子、並びにハードカーボン、ソフトカーボン、及びグラファイト等の炭素材料等が挙げられるが、これらに限定されない。
負極活物質粒子としては、例えば、チタン酸リチウム（ＬＴＯ）等の酸化系負極活物質粒子、Ｓｉ合金系負極活物質及びＳｎ合金系負極活物質等の合金系負極活物質粒子、並びにハードカーボン、ソフトカーボン、及びグラファイト等の炭素材料等が挙げられるが、これらに限定されない。
なお、負極活物質層用スラリーに含み得る固体電解質粒子、並びに任意選択的に添加する導電助剤、バインダー、及び溶媒等については、上述した「１−２．固体電解質粒子」、「１−３．導電助剤」、「１−４．バインダー」及び「１−５．溶媒」の項目で列挙したものを参照できる。
コーティング層が固体電解質層である場合、固体電解質層用スラリーを帯状シート上に塗工してよい。
（固体電解質層用スラリー）
固体電解質層用スラリーは、固体電解質粒子、並びに任意選択的に添加する導電助剤、バインダー、及び溶媒等を含んでよい。
固体電解質層用スラリーは、固体電解質粒子、並びに任意選択的に添加する導電助剤、バインダー、及び溶媒等を含んでよい。
固体電解質層用スラリーに含み得る固体電解質粒子、並びに任意選択的に添加する導電助剤、バインダー、及び溶媒等については、上述した「１−２．固体電解質粒子」、「１−３．導電助剤」、「１−４．バインダー」及び「１−５．溶媒」の項目で列挙したものを参照できる。
（処理剤）
処理剤層の原料（すなわち、処理剤層の処理剤）は、特に限定されず、例えばエッチング液又はパターニング用の処理液であってよい。
処理剤層の原料（すなわち、処理剤層の処理剤）は、特に限定されず、例えばエッチング液又はパターニング用の処理液であってよい。
エッチング液としては、特に限定されず、除去すべき層に応じて適宜選択される。金属層の少なくとも一部を除去するためのエッチング液としては、例えば、塩化第二銅水溶液、塩化第二鉄水溶液、リン酸と酢酸と硝酸の水溶液等が挙げられる。また、透明導電層を除去するためのエッチング液としては、例えば、シュウ酸水溶液、塩酸、王水等が挙げられる。
また、パターニング用の処理液としては、特に限定されず、随意にその下のマスク層と組み合わせて、パターン化を目的とする層に応じて適宜選択される。金属層をパターン化するためのエッチング液としては、例えば、塩化第二銅水溶液、塩化第二鉄水溶液、リン酸と酢酸と硝酸の水溶液等が挙げられる。また、透明導電層をパターン化するためのエッチング液としては、例えば、シュウ酸水溶液、塩酸、王水等が挙げられる。
〈処理装置〉
本開示の搬送設備は、二重渦巻状経路において処理前のコーティング層又は処理剤層を処理して、処理後のコーティング層又は表面処理された帯状シートを得るための処理装置を更に有してよい。
本開示の搬送設備は、二重渦巻状経路において処理前のコーティング層又は処理剤層を処理して、処理後のコーティング層又は表面処理された帯状シートを得るための処理装置を更に有してよい。
このような処理装置は、特に限定されず、例えば乾燥装置及び化学処理装置の少なくとも一方であってよい。
（乾燥装置）
コーティング層又は処理剤層の処理に際して、コーティング層又は処理剤層は、乾燥装置内において自然乾燥されてもよく、乾燥装置によって乾燥されてもよい。
コーティング層又は処理剤層の処理に際して、コーティング層又は処理剤層は、乾燥装置内において自然乾燥されてもよく、乾燥装置によって乾燥されてもよい。
コーティング層又は処理剤層は、乾燥装置によって乾燥させる場合、乾燥装置は、送風機、超音波発振器、ヒーター、及び減圧器からなる群より選択される少なくとも一つを有してよい。
（化学処理装置）
コーティング層又は処理剤層の処理に際して、コーティング層又は処理剤層は、化学処理装置によって化学処理され得る。特に、処理剤層を化学処理装置によって化学処理されることによって、表面処理された帯状シートを得ることができる。
コーティング層又は処理剤層の処理に際して、コーティング層又は処理剤層は、化学処理装置によって化学処理され得る。特に、処理剤層を化学処理装置によって化学処理されることによって、表面処理された帯状シートを得ることができる。
このような化学処理装置は、硬化装置、撥水処理装置、親水処理装置、及びプラズマ処理装置からなる群より選択される少なくとも一つを有してよい。
《搬送方法》
本開示はまた、搬送方法を提供する。
本開示はまた、搬送方法を提供する。
本開示の搬送方法は、
上述した本開示の搬送設備を用いる搬送方法であって、
帯状シートの、コーティング層又は処理剤層よって被覆されている面と反対側の面を、第１の渦巻状経路を構成している複数の搬送ロールと接触させ、かつ
帯状シートの、コーティング層よって被覆されている面、又は前記帯状シートの、前記処理剤層の処理剤によって表面処理された面を、第２の渦巻状経路を構成している複数の搬送ロールと接触させること
を含む。
上述した本開示の搬送設備を用いる搬送方法であって、
帯状シートの、コーティング層又は処理剤層よって被覆されている面と反対側の面を、第１の渦巻状経路を構成している複数の搬送ロールと接触させ、かつ
帯状シートの、コーティング層よって被覆されている面、又は前記帯状シートの、前記処理剤層の処理剤によって表面処理された面を、第２の渦巻状経路を構成している複数の搬送ロールと接触させること
を含む。
例えば、図１に示されている搬送設備１００’を用いる場合、本開示の搬送方法は、帯状シート１０の、コーティング層よって被覆されている面と反対側の面を、第１の渦巻状経路（太線で表示）を構成している複数の搬送ロール１ａ、１ｂ、…、１ｈ、及び１ｉと接触させ、かつ、帯状シート１０の、コーティング層よって被覆されている面を、第２の渦巻状経路（細線で表示）を構成している複数の搬送ロール２ａ、２ｂ、…、２ｈ、及び２ｉと接触させることを含む。
《コーティング層の製造方法》
本開示はまた、コーティング層の製造方法を提供する。
本開示はまた、コーティング層の製造方法を提供する。
本開示のコーティング層の製造方法は、上述した本開示の搬送方法を用いて、二重渦巻状経路において処理前のコーティング層を処理して、処理後のコーティング層を得ることを含む。
ここで、「処理前のコーティング層」とは、塗工直後で、後述する「処理」を受ける前のコーティング層を指す。また、「処理後のコーティング層」とは、後述する「処理」を経た後のコーティング層を指す。
本開示でいう「処理」は、コーティング層を目的・用途に合わせて行う物理的又は化学的な手段を指す。
より具体的には、処理は、乾燥処理及び化学処理の少なくとも一方であってよい。
乾燥処理を行う場合、上述した乾燥装置を用いてよい。また、化学処理を行う場合、上述した化学処理装置を用いてよい。
また、乾燥処理を行う場合、処理後のコーティング層は、絶乾状態であってよい。この場合、例えば第２の渦巻状経路において絶乾処理を行ってよい。ここで、「絶乾処理」とは、溶媒の除去によってコーティング層を搬送ロールに接触させることができるようになっていても、未だ残留している溶媒（例えば、水、又は有機溶媒）が製品にとって不要である場合に、更に乾燥を進めて、残留している溶媒を取り去る処理を指す。
本開示の方法を用いて、電池に用いられる、活物質層又は固体電解質層であるコーティング層を製造することができる。
〈活物質層の製造方法〉
本開示の方法を用いて、活物質層を製造するためには、特に限定されず、例えば下記工程１〜３によって行うことができる。
本開示の方法を用いて、活物質層を製造するためには、特に限定されず、例えば下記工程１〜３によって行うことができる。
（工程１）
工程１では、帯状シートの片面に、正極活物質層用スラリー又は負極活物質層用スラリーを塗布して、帯状シートの片面の少なくとも一部を活物質層で被覆する。
工程１では、帯状シートの片面に、正極活物質層用スラリー又は負極活物質層用スラリーを塗布して、帯状シートの片面の少なくとも一部を活物質層で被覆する。
（工程２）
工程２では、帯状シートの活物質層よって被覆されている面と反対側の面を、第１の渦巻状経路を構成している複数の搬送ロールと接触させ、かつ帯状シートの、活物質層よって被覆されている面を、第２の渦巻状経路を構成している複数の搬送ロールと接触させるように、セットする。
工程２では、帯状シートの活物質層よって被覆されている面と反対側の面を、第１の渦巻状経路を構成している複数の搬送ロールと接触させ、かつ帯状シートの、活物質層よって被覆されている面を、第２の渦巻状経路を構成している複数の搬送ロールと接触させるように、セットする。
（工程３）
工程３では、乾燥装置を有する搬送設備内において、二重渦巻状経路において処理前の活物質層を乾燥させて、「絶乾」状態の活物質層を得る。
工程３では、乾燥装置を有する搬送設備内において、二重渦巻状経路において処理前の活物質層を乾燥させて、「絶乾」状態の活物質層を得る。
なお、乾燥手段は、特に限定されず、例えば自然乾燥、熱風乾燥、ＩＲ加熱乾燥、マイクロ波加熱乾燥、超音波乾燥、及び真空乾燥等の少なくとも一つであってよい。
このように、活物質層付きの帯状シートを製造することができる。なお、例えば活物質層のみを他の基材又は積層体に転写する必要がある場合、続く工程において、帯状シートと活物質層とを剥離させることができる。
また、帯状シートとして、上述した集電体と成り得る材料を用いるのであれば、集電体層付きの活物質層の積層体を製造することができる。
〈固体電解質層の製造方法〉
本開示の方法を用いて、固体電解質層を製造することもできる。例えば、上述した工程１〜３において、活物質層用スラリーの代わりに固体電解質層用スラリーを用いることによって、固体電解質層付きの帯状シートを製造することができる。例えば固体電解質層のみを他の基材又は積層体に転写する必要がある場合、続く工程において、帯状シートと固体電解質層とを剥離させることができる。
本開示の方法を用いて、固体電解質層を製造することもできる。例えば、上述した工程１〜３において、活物質層用スラリーの代わりに固体電解質層用スラリーを用いることによって、固体電解質層付きの帯状シートを製造することができる。例えば固体電解質層のみを他の基材又は積層体に転写する必要がある場合、続く工程において、帯状シートと固体電解質層とを剥離させることができる。
《表面処理された帯状シートの製造方法》
本開示はまた、表面処理された帯状シートの製造方法を提供する。
本開示はまた、表面処理された帯状シートの製造方法を提供する。
本開示の表面処理された帯状シートの製造方法は、上述した本開示の搬送方法を用いて、二重渦巻状経路において処理剤層の処理剤によって、帯状シートを表面処理することを含む。
《実施例１》
図２に示されている搬送設備１００を用いて、帯状シートの片面を被覆しているコーティング層を乾燥炉５００内で乾燥させる場合の、コーティング層が搬送ロールに接触せずに乾燥炉５００内における搬送される距離ｄ３（すなわち、太線で表示されている第１の渦巻状経路の長さ）を計算した。
図２に示されている搬送設備１００を用いて、帯状シートの片面を被覆しているコーティング層を乾燥炉５００内で乾燥させる場合の、コーティング層が搬送ロールに接触せずに乾燥炉５００内における搬送される距離ｄ３（すなわち、太線で表示されている第１の渦巻状経路の長さ）を計算した。
なお、計算の際に、以下のパラメータ（ｉ）〜（ｉｖ）を用いた：
（ｉ）乾燥炉５００内の全ての搬送ロールの直径をａとする；
（ｉｉ）乾燥炉５００内の第１の渦巻状経路と、第２の渦巻状経路との間の間隔ｄ１を、一定でかつ全て搬送ロールの直径ａと同じように設定する（ｄ１＝ａ）；
（ｉｉｉ）乾燥炉５００の長さをＬとし、かつＬ＝１０ａに設定する；
（ｉｖ）乾燥炉５００の長さ方向において、渦巻状搬送経路の外側と乾燥炉５００の側壁との距離ｄ２を搬送ロールの直径ａと同じように設定する（ｄ２＝ａ）。
（ｉ）乾燥炉５００内の全ての搬送ロールの直径をａとする；
（ｉｉ）乾燥炉５００内の第１の渦巻状経路と、第２の渦巻状経路との間の間隔ｄ１を、一定でかつ全て搬送ロールの直径ａと同じように設定する（ｄ１＝ａ）；
（ｉｉｉ）乾燥炉５００の長さをＬとし、かつＬ＝１０ａに設定する；
（ｉｖ）乾燥炉５００の長さ方向において、渦巻状搬送経路の外側と乾燥炉５００の側壁との距離ｄ２を搬送ロールの直径ａと同じように設定する（ｄ２＝ａ）。
計算結果として、実施例１のコーティング層が搬送ロールに接触せずに搬送される乾燥炉５００内における距離ｄ３は、４８．６ａであった。
《比較例１》
図３に示されている搬送設備２００を用いて、帯状シートの片面を被覆しているコーティング層を乾燥炉５００内で乾燥させる場合の、コーティング層が搬送ロールに接触せずに乾燥炉５００内における搬送される距離ｄ３（すなわち、太線で表示されている第１の渦巻状経路の長さ）を計算した。
図３に示されている搬送設備２００を用いて、帯状シートの片面を被覆しているコーティング層を乾燥炉５００内で乾燥させる場合の、コーティング層が搬送ロールに接触せずに乾燥炉５００内における搬送される距離ｄ３（すなわち、太線で表示されている第１の渦巻状経路の長さ）を計算した。
なお、計算の際のパラメータは、実施例１のパラメータ（ｉ）〜（ｉｖ）と同様にした。
計算結果として、比較例１のコーティング層が搬送ロールに接触せずに搬送される乾燥炉５００内における距離ｄ３は、乾燥炉５００の長さＬと同じであり、すなわち１０ａであった。
《比較例２》
図４に示されている搬送設備３００を用いて、帯状シートの片面を被覆しているコーティング層を乾燥炉５００内で乾燥させる場合の、コーティング層が搬送ロールに接触せずに乾燥炉５００内における搬送される距離ｄ３（すなわち、太線で表示されている第１の渦巻状経路の長さ）を計算した。
図４に示されている搬送設備３００を用いて、帯状シートの片面を被覆しているコーティング層を乾燥炉５００内で乾燥させる場合の、コーティング層が搬送ロールに接触せずに乾燥炉５００内における搬送される距離ｄ３（すなわち、太線で表示されている第１の渦巻状経路の長さ）を計算した。
なお、計算の際のパラメータは、実施例１のパラメータ（ｉ）〜（ｉｖ）と同様にした。
計算結果として、比較例２のコーティング層が搬送ロールに接触せずに搬送される乾燥炉５００内における距離ｄ３は、１７．１ａであった。
《比較例３》
図５に示されている搬送設備４００を用いて、帯状シートの片面を被覆しているコーティング層を乾燥炉５００内で乾燥させる場合の、コーティング層が搬送ロールに接触せずに乾燥炉５００内における搬送される距離ｄ３（すなわち、図太線で表示されている第１の渦巻状経路の長さ）を計算した。
図５に示されている搬送設備４００を用いて、帯状シートの片面を被覆しているコーティング層を乾燥炉５００内で乾燥させる場合の、コーティング層が搬送ロールに接触せずに乾燥炉５００内における搬送される距離ｄ３（すなわち、図太線で表示されている第１の渦巻状経路の長さ）を計算した。
なお、計算の際のパラメータは、実施例１のパラメータ（ｉ）〜（ｉｖ）と同様にすると共に、以下のパラメータ（ｖ）を用いた：
（ｖ）乾燥炉５００の垂直方向（乾燥炉の長さ方向と垂直な方向）におけるロール間のピッチｄ４を、実施例１の乾燥炉５００内における二重渦巻状経路の高さ方向の最大距離と同程度にして、９ａと設定した。
（ｖ）乾燥炉５００の垂直方向（乾燥炉の長さ方向と垂直な方向）におけるロール間のピッチｄ４を、実施例１の乾燥炉５００内における二重渦巻状経路の高さ方向の最大距離と同程度にして、９ａと設定した。
計算結果として、比較例３のコーティング層が搬送ロールに接触せずに搬送される乾燥炉５００内における距離ｄ３は、１１．３ａであった。
《結果比較》
上述した実施例１及び比較例１〜３の計算結果を、以下の表１にまとめた。なお、比較の便宜上、表１において、実施例１並びに比較例２及び３の計算結果をそれぞれ比較例１と比較した。
上述した実施例１及び比較例１〜３の計算結果を、以下の表１にまとめた。なお、比較の便宜上、表１において、実施例１並びに比較例２及び３の計算結果をそれぞれ比較例１と比較した。
この「距離ｄ３」は、目的物の生産効率の向上及び装置のコストの低減を両立することができる程度の指標と考える。すなわち、「距離ｄ３」は、長ければ長いほど、より目的物の生産効率の向上及び装置のコストの低減を両立することができることを意味する。
よって、表１から明らかであるように、実施例１は、最も、目的物の生産効率の向上及び装置のコストの低減を両立することができることが分かった。
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉ 第１の渦巻状経路を構成する搬送ロール
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ、２ｇ、２ｈ、２ｉ 第２の渦巻状経路を構成する搬送ロール
１０ 帯状シート
１００’、１００、２００、３００、４００ 搬送設備
５００ 乾燥炉
５０１ 塗工ダイ
５０１ａ バックアップロール
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ、２ｇ、２ｈ、２ｉ 第２の渦巻状経路を構成する搬送ロール
１０ 帯状シート
１００’、１００、２００、３００、４００ 搬送設備
５００ 乾燥炉
５０１ 塗工ダイ
５０１ａ バックアップロール
Claims (17)
- 帯状シートを搬送するための、搬送設備であって、
外側から中心側に向かう第１の渦巻状経路、及び中心側から外側に向かう第２の渦巻状経路が、この順に連続している二重渦巻状経路を有しており、
前記第１の渦巻状経路及び前記第２の渦巻状経路がそれぞれ、複数の搬送ロールによって構成されている、
搬送設備。 - 前記第１の渦巻状経路及び前記第２の渦巻状経路は、いずれも角渦巻状である、請求項１に記載の搬送設備。
- 前記角渦巻状は、四角渦巻状である、請求項２に記載の搬送設備。
- 前記第１の渦巻状経路と、前記第２の渦巻状経路との間の間隔が略一定である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の搬送設備。
- 前記帯状シートの片面の少なくとも一部が、コーティング層又は処理剤層よって被覆されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の搬送設備。
- 前記二重渦巻状経路において処理前の前記コーティング層又は処理剤層を処理して、処理後の前記コーティング層又は表面処理された前記帯状シートを得るための処理装置を更に有する、請求項５に記載の搬送設備。
- 前記処理装置は、乾燥装置及び化学処理装置の少なくとも一方である、請求項６に記載の搬送設備。
- 前記乾燥装置は、送風機、超音波発振器、ヒーター、及び減圧器からなる群より選択される少なくとも一つを有する、請求項７に記載の搬送設備。
- 前記化学処理装置は、硬化装置、撥水処理装置、親水処理装置、及びプラズマ処理装置からなる群より選択される少なくとも一つを有する、請求項７に記載の搬送設備。
- 前記コーティング層の原料が、活物質層用スラリー又は固体電解質層用スラリーである、請求項５〜９のいずれか一項に記載の搬送設備。
- 前記処理剤層の原料が、エッチング液又はパターニング用の処理液である、請求項５〜９のいずれか一項に記載の搬送設備。
- 請求項５〜１１のいずれか一項に記載の搬送設備を用いる搬送方法であって、
前記帯状シートの、前記コーティング層又は前記処理剤層よって被覆されている面と反対側の面を、前記第１の渦巻状経路を構成している前記複数の搬送ロールと接触させ、かつ
前記帯状シートの、前記コーティング層よって被覆されている面、又は前記帯状シートの、前記処理剤層の処理剤によって表面処理された面を、前記第２の渦巻状経路を構成している前記複数の搬送ロールと接触させること
を含む、搬送方法。 - 請求項１２に記載の搬送方法を用いて、前記二重渦巻状経路において処理前の前記コーティング層を処理して、処理後の前記コーティング層を得ることを含む、コーティング層の製造方法。
- 前記処理は、乾燥処理及び化学処理の少なくとも一方である、請求項１３に記載の方法。
- 前記乾燥処理は、自然乾燥処理、熱風乾燥処理、ＩＲ加熱乾燥処理、マイクロ波加熱乾燥処理、超音波乾燥処理、及び真空乾燥処理の少なくとも一つである、請求項１４に記載の方法。
- 前記コーティング層は、活物質層又は固体電解質層である、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項１２に記載の搬送方法を用いて、前記二重渦巻状経路において前記処理剤層の処理剤によって、前記帯状シートを表面処理することを含む、表面処理された帯状シートの製造方法。
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