JP5181870B2 - 塗布装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロール部材を用いて被塗布物に塗布剤を塗布するための塗布装置に関するものである。

従来、グラビア塗工によって、被塗布物に対してストライプ状の塗布膜を形成するものがある。このグラビア塗工は、リチウムイオン電池といった二次電池の電極を製造するために用いられている。

上述したグラビア塗工を行うグラビア塗工装置では、グラビアパターンが彫刻された複数の塗布領域と、グラビアパターンが彫刻されていない複数の非塗布領域とを有するグラビアロールを用いている。そして、グラビアロールの表面に塗布剤を供給し、被塗布物の搬送方向に対して順方向又は逆方向にグラビアロールを回転させることにより、グラビアロールの表面に付着した塗布剤を被塗布物の表面に塗布している。

ここで、グラビアロールの非塗布領域に付着した塗布剤が被塗布物に塗布されないように、被塗布物のうち非塗布領域に対応した領域には、マスキングテープを貼るようにしているものがある。このマスキングテープは、塗布剤が塗布される前の被塗布物に貼り付けられ、被塗布物に塗布剤が塗布された後に剥がされる。
特開２０００−２０２３５８号公報 特開２００１−１０４８５２号公報 特開２０００−２８８４６２号公報 特開平１１−２０７２４８号公報 特開２００７−２８９８２９号公報 特開２０００−２４１９３３号公報

しかしながら、マスキングテープを用いたグラビア塗工においては、以下に説明する不具合が生じてしまう。

まず、被塗布物に塗布剤を塗布した後に、マスキングテープを剥がさなければならないため、面倒である。しかも、剥がされたマスキングテープは廃棄されるが、このマスキングテープにはグラビアロールからの塗布剤が付着しているため、塗布剤が無駄になってしまう。

そこで、本発明は、塗布剤を無駄なく使用するとともに、被塗布物の所定領域に対して塗布剤を略均等の厚さで塗布することのできる塗布装置を提供することを目的とする。

本発明の塗布装置は、塗布剤を収容する収容部材と、回転動作により、被塗布物に対して塗布剤を塗布するためのロール部材とを有し、ロール部材は、この回転軸方向において、塗布剤を保持するための複数の溝部が周方向に形成された塗布領域と、塗布領域の径よりも小さい径を有し、収容部材に収容された塗布剤と非接触状態となる非塗布領域とを有することを特徴とする。

また、本発明の塗布装置では、ロール部材に接触し、ロール部材に付着した塗布剤の量を調節するためのブレード部材を設け、このブレード部材において、ロール部材のうち塗布領域及び非塗布領域の境界に対応した位置に切り込み部を形成している。ここで、ブレード部材を樹脂で形成した場合には、ロール部材との摩擦力を利用して切り込み部を形成することができる。

また、ロール部材の非塗布領域に対応した位置に、非塗布領域に対する塗布剤の付着を阻止するためのカバー部材を設けることができる。これにより、非塗布領域に塗布剤が付着するのを阻止して、非塗布領域を塗布剤に対して非接触状態とすることができる。一方、ロール部材における非塗布領域は、塗布領域の径よりも小さくなっているため、非塗布領域が、収容部材に収容された塗布剤の界面から離れた位置となるように、ロール部材を配置することもできる。この場合にも、非塗布領域は、塗布剤と非接触状態となる。

なお、ロール部材のうち、少なくとも表層部分をセラミック材料によって形成することができる。より具体的には、ロール部材を、酸化クロムで形成された表層部分と、ステンレス鋼で形成された芯部分とで構成することができる。また、ロール部材の回転軸方向において、塗布領域及び非塗布領域を複数設けることもできる。この場合において、塗布領域及び非塗布領域は、ロール部材の回転軸方向において交互に配置されることになる。上述した本発明の塗布装置は、二次電池（リチウムイオン電池等）の電極を製造するために用いられる。例えば、被塗布物としての集電体に対して、電極層を形成する材料（活物質等）を塗布するために、本発明の塗布装置を用いることができる。

また、ロール部材の塗布領域に形成される各溝部を曲面で構成することができる。より具体的には、各溝部を、１つの連続した曲面で構成することができる。これにより、溝部に塗布剤が付着したままとなってしまうのを抑制でき、ロール部材を介して被塗布物に塗布剤を効率良く塗布することができる。ここで、曲面で構成される溝部は、レーザを用いて形成することができる。また、溝部の曲面は、円柱体の外周面における一部の領域に沿った形状とすることができる。ここでいう円柱体とは、断面が円形状、楕円形状、円又は楕円と実質的に等しい形状を有するものである。

また、複数の溝部には、互いに交差する方向に延びる第１及び第２の溝部を含むようにすることができる。第１及び第２の溝部を用いることにより、塗布領域内において塗布剤が片寄ってしまうのを抑制し、塗布領域内に塗布剤を分散させることができる。これにより、被塗布物に塗布された塗布剤の層を略均一な厚みとすることができる。

本発明によれば、ロール部材に形成した非塗布領域の径を、塗布領域の径よりも小さくすることにより、収容部材に収容された塗布剤に対して非塗布領域を非接触状態としている。これにより、従来のように、被塗布物のうち、塗布剤を塗布しない部分にマスキングテープを配置する必要がなくなる。したがって、マスキングテープに付着した塗布剤が、マスキングテープとともに廃棄されることもなく、塗布剤が無駄になってしまうのを防止することができる。

以下、本発明の実施例について説明する。

本発明の実施例１であるグラビア塗工装置（塗布装置）について、図１を用いて説明する。ここで、図１は、本実施例のグラビア塗工装置の構成を示す概略図である。

被塗布物としての基材２は、原反ロール（不図示）から繰り出され、展張ロール１１，１２によって張力が与えられている。展張ロール１１，１２は、図１の矢印Ｂ１で示す方向（半時計方向）に回転することにより、基材２を矢印Ａで示す方向に搬送する。展張ロール１２から送り出された基材２は、巻取りロール（不図示）によって巻き取られる。

基材２に対して展張ロール１１，１２の側とは反対側には、グラビア塗工装置１が配置されている。基材２のうち、展張ロール１１，１２の間に位置する領域に対しては、グラビアロール（ロール部材）１３が接触している。グラビアロール１３は、支持機構１４によって回転可能に支持されている。展張ロール１１，１２は、図１の上下方向に移動することができ、この移動量を調節することにより、基材２に対するグラビアロール１３の圧接力を調整することができる。

また、グラビアロール１３は、動力伝達機構（不図示）を介してアクチュエータに接続されており、アクチュエータからの駆動力を受けて回転する。グラビアロール１３は、図１の矢印Ｂ２で示すように、基材２の搬送方向とは逆方向（言い換えれば、図１の半時計方向）に回転する。なお、グラビアロール１３を、基材２の搬送方向と同一方向に回転させてもよい。

グラビアロール１３には、塗布剤供給機１５から塗布剤が供給される。塗布剤供給機１５は、塗布剤を収容するための凹状の収容部（収容部材）１５ａを有している。収容部１５ａは、グラビアロール１３の外周に沿った形状（曲率を持った形状）に形成されており、この収容部１５ａには、グラビアロール１３の一部が位置している。具体的には、グラビアロール１３の略半分が収容部１５ａの内側に位置するようになっている。

収容部１５ａは、塗布剤供給機１５に設けられた供給路１５ｂを介して塗布剤の供給源（不図示）と接続されている。これにより、供給源から供給された塗布剤は、供給路１５ｂを介して収容部１５ａに導かれる。ここで、供給源からは塗布剤が常時供給されるようになっており、収容部１５ａに供給された塗布剤は、図１の点線で示す矢印のように、収容部１５ａから漏れて塗布剤供給機１５の外部に排出される。

この塗布剤は、塗布剤供給機１５の下方に配置された回収容器（不図示）によって回収され、上記供給源に戻される。このように、塗布剤は、供給源や塗布剤供給機１５を介して循環するようになっている。

なお、グラビアロール１３に塗布剤を供給する構成としては、塗布剤供給機１５に示す構成に限るものではない。すなわち、塗布剤を収容する収容部材を設け、この収容部材内の塗布剤に対してグラビアロール１３を接触させるものであれば、いかなる構成であってもよい。

グラビアロール１３の表面には、ドクターブレード（ブレード部材）１６が圧接している。このドクターブレード１６は、グラビアロール１３の表面に付着した余剰の塗布剤を拭き取るとともに、グラビアロール１３の表面に形成されたグラビアパターン（彫刻部分）に対して塗布剤を略均等に充填させる機能を有している。

ドクターブレード１６は、プラスチックやゴムといった樹脂で形成されており、ホルダ１７に保持されている。ここで、ドクターブレード１６の具体的な形状については、後述する。

次に、グラビアロール１３の具体的な構成について、図２を用いて説明する。ここで、図２（Ａ）は、グラビアロール１３を、回転軸と直交する方向から見たときの側面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）におけるＸ−Ｘ断面図である。

グラビアロール１３は、周方向においてグラビアパターン（複数の溝部）が彫刻された塗布領域１３ａと、周方向においてグラビアパターンが彫刻されていない非塗布領域１３ｂとを有している。塗布領域１３ａに形成されたグラビアパターンには、塗布剤が保持される。すなわち、グラビアロール１３が回転すると、収容部１５ａ内に位置する塗布領域１３ａのグラビアパターンに塗布剤が付着する。

塗布領域１３ａに塗布剤が付着した状態で、グラビアロール１３が更に回転すると、塗布剤を保持した塗布領域１３ａが基材２と接触し、塗布領域１３ａ上の塗布剤が基材２に転写される。これにより、基材２に対する塗布剤の塗布が行われる。

ここで、塗布領域１３ａの外径Ｒ１は、非塗布領域１３ｂの外径Ｒ２よりも大きくなっている。なお、各塗布領域１３ａは、この全体において、略均一な外径を有している。また、各非塗布領域１３ｂも、この全体において、略均一な外径を有している。図２（Ｂ）のＬは、グラビアロール１３の回転軸方向における長さを示している。

また、グラビアロール１３は、図２（Ｂ）に示すように、剛性及び靱性を有する鉄やＳＵＳ（ステンレス鋼）等の金属で形成されたロール芯１３ｃと、このロール芯１３ｃの外表面に形成された所定の厚さを有するセラミック層１３ｄとで構成されている。セラミック層１３ｄは、ロール芯１３ｃの外表面に対して、セラミック粉末（酸化クロム等）をプラズマ溶射することによって形成されている。セラミック粉末として、例えば、酸化クロムを用いることができる。酸化クロムは、ビッカース硬度が比較的高いため、グラビアロール１３の耐摩耗性を向上させることができる。しかも、酸化クロムは、レーザ光の吸収率が比較的高いため、レーザ照射を用いたグラビアパターンの形成に適している。

そして、セラミック層１３ｄの外表面のうち、塗布領域１３ａに対応した領域にはグラビアパターンが形成されている。具体的には、ロール芯１３ｃの表面にセラミック層１３ｄを形成してから、セラミック層１３ｄの表面を研磨し、レーザ照射によってグラビアパターンを形成する。ここで、セラミック層１３ｄを用いることにより、レーザ照射によってグラビアパターンを容易に形成することができる。

セラミック層１３ｄの厚さは、耐摩耗性等を考慮して適宜設定することができる。具体的には、セラミック層１３ｄの厚さをＤとし、グラビアロール１３の塗布領域１３ａにおける外径をＲ１とするとき、以下の式（１）の関係を満たすことが好ましい。
４０．０≦Ｒ１／Ｄ≦４６６．７ ・・・（１）

Ｒ１／Ｄの値が式（１）の上限値よりも大きい場合、言い換えれば、外径Ｒ１に対するセラミック層１３ｄの厚さＤが小さすぎる場合には、セラミック層１３ｄの耐摩耗性が不十分となってしまう。また、Ｒ１／Ｄの値が式（１）の下限値よりも小さい場合、言い換えれば、外径Ｒ１に対するセラミック層１３ｄの厚さＤが大きすぎる場合には、セラミック層１３ｄが、熱膨張又は応力によって割れてしまうおそれが高くなる。

ここで、Ｒ１／Ｄの値が式（１）の下限値を示す例としては、外径Ｒ１が２０［ｍｍ］、厚さＤが０．５［ｍｍ］である場合が挙げられる。また、Ｒ１／Ｄの値が式（１）の上限値を示す例としては、外径Ｒ１が７０［ｍｍ］、厚さＤが０．１５［ｍｍ］である場合が挙げられる。なお、セラミック層１３ｄの厚さは、塗布領域１３ａに形成されたグラビアパターンの溝深さよりも大きくなっている。

また、グラビアロール１３のうち、塗布領域１３ａの外径Ｒ１及び非塗布領域１３ｂの外径Ｒ２は、適宜設定することができる。但し、外径Ｒ２が小さすぎると、グラビアロール１３の強度が低下してしまうため、強度を確保しうる範囲内において外径Ｒ２を設定すればよい。そして、外径Ｒ１は、外径Ｒ２よりも大きくすればよい。ここで、外径Ｒ２は、外径Ｒ１に対して０．９倍であることが好ましい。

さらに、外径Ｒ１は、グラビアロール１３の全長（回転軸方向の長さ）Ｌに対して、以下の式（２）の関係を満たすことが好ましい。
４．２≦Ｌ／Ｒ１≦１５．０ ・・・（２）

ここで、グラビアロール１３の全長Ｌとしては、グラビアロール１３自体の長さであってもよいし、グラビアロール１３のうち、軸受けによって支持されている両端部よりも内側の領域における長さとしてもよい。また、グラビアロール１３の全長Ｌが３００［ｍｍ］の場合には、外径Ｒ１を、２０〜７０［ｍｍ］の範囲内における任意の値に設定することができる。

Ｌ／Ｒ１の値が式（２）の上限値よりも大きい場合、言い換えれば、グラビアロール１３の全長Ｌに対して外径Ｒ１が小さすぎる場合には、グラビアロール１３の剛性が低下して、グラビアロール１３が撓んでしまう。また、Ｌ／Ｒ１の値が式（２）の下限値よりも小さい場合、言い換えれば、グラビアロール１３の全長Ｌに対して外径Ｒ１が大きすぎる場合には、基材２に対するグラビアロール１３（塗布領域１３ａ）の接触面積が増加してしまう。ここで、グラビアロール１３と接触する基材２の表面が凹凸部（製造誤差に起因する凹凸）を有している場合には、基材２における位置に応じてビードにバラツキが生じてしまう。なお、ビードとは、グラビアロール１３と基材２との間に形成される塗布剤の液溜まりをいう。ビードにバラツキが生じると、結果として、基材２に形成される塗布膜（塗布剤の膜）の幅にもバラツキが生じてしまったり、塗布膜が縞模様となったりすることがある。

上述したように外径Ｒ１，Ｒ２を設定すれば、基材２に対する塗布剤の塗布を安定させることができる。

なお、本実施例では、グラビアロール１３に３つの塗布領域１３ａを形成した場合について説明するが、これに限るものではない。すなわち、１つの塗布領域１３ａだけを形成してもよいし、複数の塗布領域１３ａを形成してもよい。

一方、グラビアロール１３における非塗布領域１３ｂに対応した部分には、図３に示す形状のカバー部材１８が配置されている。カバー部材１８は、曲率を持った形状を有しており、テフロン（登録商標）等によって形成することができる。カバー部材１８の内周面１８ａは、グラビアロール１３の非塗布領域１３ｂに沿った形状に形成されており、非塗布領域１３ｂと向かい合うようになっている。ここで、カバー部材１８の内周面１８ａと非塗布領域１３ｂとの間には、グラビアロール１３の回転を確保するための隙間が形成されている。

また、カバー部材１８の外周面１８ｂは、塗布剤供給機１５の収容部１５ａに沿った形状に形成されており、収容部１５ａに固定される。ここで、カバー部材１８の幅は、非塗布領域１３ｂの幅（回転軸方向における長さ）と略等しくなっている。

カバー部材１８が収容部１５ａに固定された状態において、カバー部材１８の周方向における両端部１８ｃ，１８ｄは、図４に示すように収容部１５ａに収容された塗布剤３の界面（言い換えれば、液面）３ａよりも上方に位置している。これにより、カバー部材１８は、グラビアロール１３の非塗布領域１３ｂに塗布剤３が付着するのを阻止している。なお、図４は、収容部１５ａの内側に位置するグラビアロール１３、カバー部材１８及び塗布剤３の構成を示す概略図である。

次に、ドクターブレード１６の具体的な形状について、図５を用いて説明する。ここで、図５は、ドクターブレード１６の正面図である。

ドクターブレード１６のうち、グラビアロール１３の表面と接触する側の端部には、塗布領域１３ａの端部（エッジ）に対応した位置に切り込み部１６ａが形成されている。この切り込み部１６ａは、予めドクターブレード１６に形成しておいてもよいし、以下に説明するようにグラビアロール１３との摩擦力を用いて形成するようにしてもよい。

まず、切り込み部１６ａを持たないドクターブレード１６を用意しておき、このドクターブレード１６の一端部をグラビアロール１３（塗布領域１３ａ）の外表面に圧接させる。そして、グラビアロール１３を回転させることにより、塗布領域１３ａのエッジとの摩擦力によって、ドクターブレード１６に切り込み部１６ａを形成することができる。本実施例では、ドクターブレード１６が樹脂で形成されているため、グラビアロール１３のセラミック層１３ｄによって、簡単に切り込み部１６ａを形成することができる。

また、グラビアロール１３との摩擦力によって切り込み部１６ａを形成すれば、切り込み部１６ａを塗布領域１３ａのエッジに対応した位置に精度良く形成することができる。

上述した構成のドクターブレード１６を撓ませた状態で、グラビアロール１３の外周面に圧接させると、ドクターブレード１６のうち塗布領域１３ａに対応した部分が、塗布領域１３ａに圧接する。また、ドクターブレード１６の切り込み部１６ａが、グラビアロール１３のうち塗布領域１３ａ及び非塗布領域１３ｂの間に位置する側壁面１３ｅに接触する。これにより、側壁面１３ｅに付着した塗布剤をドクターブレード１６の切り込み部１６ａによって拭き取ることができる。

ここで、側壁面１３ｅに塗布剤が付着したまま、基材２に対してグラビア塗工を行うと、図６に示すように、基材２上に形成された塗布膜３０のうち、側壁面１３ｅに対応した部分（言い換えれば、塗布層３０の幅方向における端部）３０ａにおける厚みが最も厚くなってしまうことがある。そして、不均一な厚みを有する塗布膜３０が形成された基材２を、巻取りロールによって巻き取ると、塗布膜３０の端部３０ａにおける厚みが徐々に大きくなってしまい、基材２に対して過度の負荷がかかってしまう。

一方、本実施例によれば、上述したように、ドクターブレード１６の切り込み部１６ａによってグラビアロール１３の側壁面１３ｅに付着した塗布剤を拭き取ることができるため、基材２上に塗布された塗布膜３０の厚みを略均一にすることができる。このため、塗布膜３０が塗布された基材２を巻き取っても、巻き取った基材２の径が部分的に異なってしまうのを防止でき、塗布膜３０によって基材２に過度の負荷をかけることもなくなる。

また、本実施例では、グラビアロール１３の表面をセラミック層１３ｄで構成し、ドクターブレード１６を樹脂材料で形成することにより、グラビアロール１３の磨耗を抑制することができる。

また、グラビアロール１３の表面をセラミック層１３ｄで構成することにより、塗布剤が粒子を含んでいる場合において、塗布剤の粒子によってグラビアロール１３の表面が削れやすくなってしまうのを防止することができる。例えば、鉄で形成された芯部分の表面にクロムメッキを施したグラビアロール１３を用いた場合には、塗布剤に含まれる粒子によって、グラビアロール１３の表面（クロムメッキ）が削れてしまうおそれがある。この場合には、グラビアロール１３の塗布領域１３ａに形成されたグラビアパターンの形状が変化してしまい、基材２に塗布される塗布剤の量も変化してしまう。本実施例では、グラビアロール１３の表面にセラミック層１３ｄを形成しておくことにより、グラビアロール１３の表面が塗布剤に含まれる粒子によって削れてしまうのを抑制し、グラビアロール１３の耐摩耗性を向上させることができる。しかも、グラビアロール１３の磨耗を抑制することで、磨耗粉が基材２に塗布される塗布膜に混入するのを防止することができる。

さらに、本実施例のグラビア塗工装置を用いることにより、ダイヘッドを用いた塗布装置に比べて、塗布膜の幅や厚みのバラツキを抑制することができる。また、本実施例では、従来のようにマスキングテープを用いる必要がないため、マスキングテープに付着する塗布剤も無くなり、塗布剤を無駄無く使用することができる。これにより、製造コストを低減することができる。

次に、本実施例の変形例について、図７を用いて説明する。ここで、図７は、グラビアロールの周囲における構成を示す図である。本変形例は、上述した実施例で説明したカバー部材１８を省略するものである。以下、本変形例について具体的に説明する。なお、上述した実施例で説明した部材と同一の機能を有する部材については同一符号を用い、詳細な説明は省略する。

本変形例では、グラビアロール１３における塗布領域１３ａを、収容部１５ａに収容された塗布剤３に接触させるとともに、非塗布領域１３ｂを塗布剤３に接触させないようにしたものである。すなわち、非塗布領域１３ｂは、塗布剤３の界面（液面）から離れた位置にある。ここで、塗布領域１３ａ及び非塗布領域１３ｂの境界に位置する側壁面１３ｅでは、一部の領域が塗布剤３に接触している。

上述した構成によれば、実施例１で説明したカバー部材１８を用いなくても、非塗布領域１３ｂに塗布剤３が付着するのを防止することができる。一方、本変形例においても、実施例１で説明したドクターブレード１６が用いられる。そして、本変形例においても、上述した実施例と同様の効果を得ることができる。

上述した実施例及び変形例のグラビア塗工装置を用いることにより、例えば、二次電池の電極（正極又は負極）を製造することができる。二次電池としては、例えば、ニッケル−水素電池やリチウムイオン電池がある。ここで、例えば、リチウムイオン電池の電極（負極）を製造する場合には、基材２としての集電体（銅箔）に対して、塗布剤としてのカーボン（黒鉛）を塗布することができる。また、この構成の負極に対して内部短絡を防止するために、カーボン上に無機酸化物の層を形成する場合には、グラビア塗工装置を用いることにより、カーボンに対して無機酸化物を塗布することができる。この無機酸化物としては、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｉＯ_２等が挙げられる。

上述した実施例及び変形例のグラビア塗工装置において、グラビアロール１３の塗布領域１３ａに形成されるグラビアパターンは、図８に示す構成とすることができる。ここで、図８は、塗布領域１３ａの一部分を拡大した図である。

塗布領域１３ａには、グラビアロール１３の回転軸方向（図８の左右方向）において並んで配置された複数の溝部１３ａ１が形成されている。各溝部１３ａ１は、グラビアロール１３の回転軸に対して傾斜する方向に延びている。そして、複数の溝部１３ａ１は、同一方向に延びている。

また、各溝部１３ａ１は、１つの連続した曲面で構成されている。具体的には、各溝部１３ａ１は、円柱体の外周面における一部の領域に沿った形状に形成されている。ここで、円柱体とは、長手方向と直交する断面の形状が円形状、楕円形状、これらの形状と実質的に同等の形状に形成されたものである。なお、各溝部１３ａ１における曲率（又は曲率半径）は、適宜設定することができる。

溝部１３ａ１を、図８に示す曲面で構成することにより、基材２に塗布される塗布剤の量を安定させることができる。ここで、図９に示すように溝部１３ａ２を形成すると、溝部１３ａ２の一部に塗布剤が詰まってしまうおそれがある。すなわち、図９に示す構成では、溝部１３ａ２の底が鋭角となっているため、溝部１３ａ２の底に塗布剤が付着したままとなってしまうことがある。例えば、塗布剤として、上述した無機酸化物を用いる場合には、無機酸化物の粒子が溝部１３ａ２の底に詰まってしまうことがある。このような場合には、溝部１３ａ２において、塗布剤を保持できる体積が減少し、基材２に塗布される塗布剤の量が減ってしまう。

一方、図８に示す構成では、溝部１３ａ１を連続的な曲面で構成しているため、塗布剤が詰まってしまうのを抑制することができる。これにより、溝部１３ａ１内に保持された塗布剤のすべてを、基材２に転写させることができる。しかも、基材２に塗布される塗布剤の量がばらつくこともないため、基材２に対して一定量の塗布剤を絶えず塗布することができる。

また、グラビアロール１３の塗布領域１３ａに形成されるグラビアパターンを、図１０に示すように構成することができる。ここで、図１０（Ａ）は、塗布領域１３ａを示す概略図であり、図１０（Ｂ）は、基材２に塗布された塗布膜の状態を示す図である。

図１０（Ａ）に示す構成では、グラビアパターンを構成する複数の溝部１３ａ１を互いに異なる２つの方向に延びるように形成したものである。すなわち、グラビアロール１３の回転軸に対して傾斜する第１の方向Ｄ１に延びる溝部１３ａ１と、第１の方向Ｄ１とは異なる第２の方向Ｄ２に延びる溝部１３ａ１とを有している。第１及び第２の方向Ｄ１，Ｄ２は、図１０（Ａ）に示すように、互いに交差するようになっている。なお、図１０（Ａ）では、各溝部１３ａ１が延びる方向が分かり易いように、各溝部１３ａ１の稜線を示しており、塗布領域１３ａの実際の形状を表しているものではない。

ここで、各溝部１３ａ１の形状は、図８に示す形状と同様であり、連続的な曲面で構成されている。また、第１の方向Ｄ１と、第２の方向Ｄ２とは、適宜設定することができる。例えば、第１及び第２の方向Ｄ１，Ｄ２を、線対称又は面対称となる関係とすることができる。また、グラビアロール１３の回転軸方向と第１及び第２の方向Ｄ１，Ｄ２のそれぞれとのなす角度（鋭角）を互いに異なる値にすることもできる。

図１０（Ａ）に示す構成によれば、図１０（Ｂ）に示すように、略均一な厚みを有する塗布膜３１を基材２に形成することができる。

ここで、図１１（Ａ）に示すように、各溝部１３ａ１を一方向にのみ延びるように形成した場合には、溝部１３ａ１に保持される塗布剤が、重力等の作用を受けて、溝部１３ａ１の延びる方向に移動してしまう。すなわち、溝部１３ａ１に保持された塗布剤は、塗布領域１３ａの一端側に片寄ってしまうおそれがある。このような状態で、基材２に塗布剤を塗布すると、図１１（Ｂ）に示すように、両端部の厚みが異なる塗布膜３２が形成されてしまうことがある。すなわち、塗布膜３２において、一端部の厚みが、他端部の厚みよりも厚くなってしまう。

なお、図１１（Ｂ）に示すように、塗布膜３２のうち、厚みが異なる領域を切断すれば、略均一な厚みを有する塗布膜３２を得ることができるが、切断した部分が無駄になってしまう。

一方、図１０（Ａ）に示す構成では、複数の溝部１３ａ１が互いに交差する方向に延びているため、各溝部１３ａ１に収容された塗布剤が片寄ってしまうのを抑制することができる。すなわち、塗布領域１３ａにおいて、塗布剤を複数の方向（第１及び第２の方向Ｄ１，Ｄ２）に分散させることができるため、塗布剤が片寄ってしまうのを抑制することができる。このような状態において、基材２に塗布剤を塗布すれば、略均一な厚みを有する塗布膜３１を得ることができる。この場合には、図１１（Ｂ）に示すように、塗布膜が形成された基材を切断する必要がなくなり、塗布剤や基材の無駄を省くことができる。

また、塗布領域１３ａに形成される溝部１３ａ１の数（いわゆる線数）Ｎは、以下の式（３）を満たすことが好ましい。ここで、線数Ｎは、塗布領域１３ａの表面における１インチ当たりの溝部１３ａ１の数を示す。
８５≦Ｎ≦２００ ・・・（３）

線数Ｎが８５よりも小さい場合には、隣り合う溝部１３ａ１の間に形成される土手部（溝部以外の部分）の領域が大きくなりすぎ、基材２に対して連続した塗布膜を形成することができなくなってしまう。すなわち、基材２に対して、複数の溝部１３ａ１に対応した模様を有する塗布膜が形成されてしまう。

また、線数Ｎが２００よりも大きい場合には、各溝部１３ａ１の幅が狭くなりすぎてしまう。そして、塗布剤が粒子を含む場合には、塗布剤に含まれる粒子が各溝部１３ａ１に付着しにくくなってしまい、塗布剤の粒子を基材２に塗布することができなくなってしまうことがある。

さらに、塗布領域１３ａに形成される溝部１３ａ１の容積Ｖは、以下の式（４）を満たすことが好ましい。
４≦Ｖ≦６０ ・・・（４）

ここで、容積Ｖは、塗布領域１３ａの表面における平方メール当たりの容積［ｃｍ^３／ｍ^２］である。また、容積Ｖは、溝部１３ａ１の深度（溝深さ）を一定としたときには、線数Ｎに依存する値である。ここで、溝部１３ａ１の深度としては、３０〜１３０［μｍ］の範囲内の値とすることができる。

一方、グラビアロール１３における塗布領域１３ａのエッジは、９０度の角度を有していることが好ましい。また、エッジが曲率を有する場合には、この曲率半径を０．１［ｍｍ］以下とすることが好ましい。

上述したように塗布領域１３ａのエッジを形成することにより、塗布膜のうち幅方向における端部の厚みにバラツキが生じてしまうのを抑制することができる。すなわち、塗布領域１３ａのエッジが曲率を有している場合において、この曲率半径が０．１［ｍｍ］よりも大きくなると、塗布領域１３ａのうちエッジに付着する塗布剤の量が、他の部分に不略する塗布剤の量よりも大きくなってしまうことがある。このような状態で、塗布剤を基材２に塗布すると、塗布膜のうち幅方向における端部が他の部分よりも突出してしまい、略均一な厚みの塗布膜を得ることができなくなってしまう。

本発明の実施例１であるグラビア塗工装置の概略図である。 グラビアロールの側面図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。 カバー部材の外観斜視図である。 グラビアロール及びカバー部材の位置関係を示す図である。 ドクターブレードの構成を示す概略図である。 従来のグラビア塗工によって基材上に形成された塗布膜を示す概略図である。 実施例１の変形例であるグラビア塗工装置の一部の構成を示す概略図である。 グラビアロールの塗布領域における部分拡大図である。 グラビアロールの塗布領域における部分拡大図である。 塗布領域におけるグラビアパターンの構成を示す概略図（Ａ）と、塗布膜が形成された基材の断面図（Ｂ）である。 塗布領域におけるグラビアパターンの構成を示す概略図（Ａ）と、塗布膜が形成された基材の断面図（Ｂ）である。

符号の説明

１：グラビア塗工装置
２：基材
１３：グラビアロール
１３ａ：塗布領域
１３ｂ：非塗布領域
１３ｃ：ロール芯
１３ｄ：セラミック層
１５：塗布剤供給機
１５ａ：収容部
１６：ドクターブレード

Claims (9)

1. 塗布剤を収容する収容部材と、
   回転動作により、被塗布物に対して塗布剤を塗布するためのロール部材と、
   前記ロール部材に接触し、前記ロール部材に付着した塗布剤の量を調節するためのブレード部材と、を有し、
   前記ロール部材は、この回転軸方向において、
   塗布剤を保持するための複数の溝部が周方向に形成された塗布領域と、
   前記塗布領域の径よりも小さい径を有し、前記収容部材に収容された塗布剤と非接触状態となる非塗布領域とを有し、
   前記ブレード部材は、前記ロール部材のうち前記塗布領域及び前記非塗布領域の境界に対応した位置に切り込み部を有することを特徴とする塗布装置。
2. 前記ブレード部材は、樹脂で形成されており、
   前記切り込み部は、前記ロール部材との摩擦力を利用して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
3. 前記ロール部材の非塗布領域に対応した位置に設けられ、前記非塗布領域に対する塗布剤の付着を阻止するためのカバー部材を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の塗布装置。
4. 前記ロール部材は、少なくとも表層部分がセラミック材料によって形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の塗布装置。
5. 前記ロール部材は、酸化クロムで形成された表層部分と、ステンレス鋼で形成された芯部分とを有することを特徴とする請求項４に記載の塗布装置。
6. 前記ロール部材は、この回転軸方向において前記塗布領域及び前記非塗布領域を複数有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の塗布装置。
7. 前記被塗布物及び前記塗布剤が、二次電池の電極を構成する材料であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の塗布装置。
8. 前記各溝部が曲面で構成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の塗布装置。
9. 前記複数の溝部は、互いに交差する方向に延びる第１及び第２の溝部を含むことを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の塗布装置。

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