JP5730553B2

JP5730553B2 - 間欠塗工装置

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Publication number: JP5730553B2
Application number: JP2010269523A
Authority: JP
Inventors: 亮森川; 秀宣三浦; 裕之中島; 芳章安田; 徹磯崎
Original assignee: Fuji Kikai Kogyo Co Ltd
Current assignee: Fuji Kikai Kogyo Co Ltd
Priority date: 2010-12-02
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2015-06-10
Anticipated expiration: 2030-12-02
Also published as: JP2012115789A

Description

本発明は、搬送路に沿って搬送される基材に塗工ロールを間欠的に接触させることにより上記基材に塗布剤を間欠的に塗工する間欠塗工装置に関するものである。

従来、下記特許文献１に示されるように、連続搬送される帯状の支持体（基材）に塗布液を間欠に塗工する間欠塗工方法において、上記支持体の下面と、回転により上記塗布液を塗布液溜まりから同伴する塗工用円柱体（塗工ロール）の周面とをカム機構により相対的に接触離間させることにより、上記支持体下面に塗布液が塗布された塗布部分と塗布されない被塗布部分とを形成することが行われている。

また、下記特許文献２に示されるように、媒体（基材）の塗布面に対向して配設されるダイに、塗布液を供給する塗布液溜まりと、塗布液を吐出するスリットとを有する複数の塗布手段を設け、該塗布手段を順番に駆動することにより、上記ダイに沿って連続的に供給される媒体上に塗布液を間欠的に塗工し、一定幅で一定長さの塗工パターンを形成するように構成された間欠塗工装置が知られている。

特開２００９−９０２７４号公報特開平１０−４３６５９号公報

上記特許文献１に開示された間欠塗工装置では、基材の下面と塗工ロールの周面とをカム機構により相対的に接触離間させることにより、連続的に搬送される基材に対して塗布液を一定間隔で間欠塗工するように構成されているため、相隣接する塗布液層の間に形成された非塗工部の幅寸法が短い場合には、塗工ロールを高速で進退させるように駆動することにより基材に繰り返して接離させる必要がある。したがって、上記基材の搬送速度を一定値以下に抑えなければ、基材の必要個所に塗布液を適正に塗工することができず、生産性を向上させることが困難であるという問題があった。

一方、上記特許文献２に開示されているように、塗布液溜まり内の塗布液に圧力を加えることによりスリットから塗布液を吐出させて基材に塗工するとともに、所定のタイミングで塗布液に加える圧力を遮断して塗布液の吐出を停止させることにより上記塗布液の間欠塗工するように構成したダイコート塗工方式では、所定の重量を有するダイ本体を移動させる必要がないので、基材の搬送速度を低下させることなく必要個所に塗布液を塗工することが可能である。

上記ダイコート塗工方式は、１０μｍ以上の比較的厚肉の塗膜を形成するのに適している。また、塗工ノズルと被塗工面との距離が塗工厚さに大きな影響を与える。しかし、上記ダイコート塗工方式はその構造上、電池用負極板に形成される多孔性保護膜のように被塗工面が立体的なパターンを有するものの上に、１０μｍ以下の膜圧を有する塗布剤層を形成することは困難である。このため、基材に塗布液が塗工されることにより形成される塗布剤層の厚みを一定値以下に抑えつつ、上記基材に塗布液を均一かつ適正に塗布できるようにすることが望まれていた。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、高速で搬送される基材の必要個所に、塗布剤を均一かつ適正に塗工することができる間欠塗工装置を提供することを目的としている。

請求項１に係る発明は、搬送路に沿って搬送される基材に該基材の搬送方向と逆方向に回転する塗工ロールを間欠的に接触させることにより上記基材に塗布剤を間欠的に塗工するキスリバース方式の間欠塗工装置において、上記基材の搬送路に沿って一定間隔で配設された二つの塗工ロールと、各塗工ロールに対し上記基材の搬送方向に離間した位置に配設され、上記基材を搬送路に沿って案内する複数のガイドロールと、各塗工ロールを基材に対して予め設定された順序で交互に接離させることにより上記基材の異なる領域に塗布剤をそれぞれ塗工するように駆動する駆動機構とを備え、上記両塗工ロールの設置間隔を、基材に塗布剤が間欠的に塗工される塗工領域の全長に非塗工領域の間隔を加算した値の偶数倍に設定したものである。

請求項２に係る発明は、上記請求項１に記載の間欠塗工装置において、シート状の集電体からなる電池用負極板の基材の表面に一定間隔で設置された電池用活物質層の始端部と終端部とを検出する検出手段を備え、該検出手段の検出信号に応じて上記駆動機構の作動タイミングを設定することにより、周面に多数の塗工用セルパターンが形成されたグラビア式塗工ロールを基材の搬送方向と逆方向に回転させつつ、該塗工ロールの周面を上記基材に接触させることにより、電池用活物質層の表面を覆うように塗工液を塗布してその表面を被覆する多孔性保護膜を形成するように構成したものである。

請求項３に係る発明は、上記請求項１または２に記載の間欠塗工装置において、塗工ロールの周面に対向するように開口した空間部からなる塗布剤溜まりが形成された塗工ケースと、この塗工ケースの塗工剤溜まり内に塗工剤を給送する塗工剤給送手段と、上記塗工ロールの回転方向上流側部および下流側部をシールして上記塗工ケースの塗工剤溜まりを密閉状態とするシール部材とを有し、上記ガイドロールにより上下方向に搬送される基材に上記塗工ロールを接離させるように構成されたものである。

請求項４に係る発明は、上記請求項１〜３のいずれか１項に記載の間欠塗工装置において、塗工ロールの設置位置を基材の搬送路に沿って変位させることにより相隣接する塗工ロールの設置間隔を調節する駆動機構を備えたものである。

請求項５に係る発明は、上記請求項１〜３のいずれか１項に記載の間欠塗工装置において、基材の搬送路に沿って配設されたガイドロールの設置位置を変位させることにより上記塗工ロールの設置間隔を調節する駆動機構を備えたものである。

請求項１に係る発明では、基材の搬送路に沿って設置された二つの塗工ロールにより基材の異なる領域に塗布剤をそれぞれ塗工するように構成したため、相隣接する塗布剤の塗工領域の間に形成された非塗工部の幅寸法が短い場合においても、単一の塗工ロールを介して基材に塗布剤を一定間隔で間欠塗工するように構成された従来の塗工装置のように、上記塗工ロールを高速で変位させることにより基材に接離させる動作を頻繁に繰り返す必要はなく、塗工ロールの移動速度を一定値以下に抑制しつつ、所定の速度で搬送される上記基材の必要個所に塗布剤を適正に塗工できるという利点がある。

特に、上記発明では、二つの塗工ロールの設置間隔を、基材に塗布剤が間欠的に塗工される塗工領域の全長に非塗工領域の間隔を加算した値の偶数倍に設定したため、上記両塗工ロールの一方を基材に接触させるのと略同時に、両塗工ロールの他方を基材から離間させることにより、基材の張力変動を効果的に抑制しつつ、その表面に塗布剤が間欠的に塗工された塗布剤層を適正に形成できるという利点がある。

請求項２に係る発明では、シート状の集電体からなる電池用負極板の基材の表面に一定間隔で設置された電池用活物質層の始端部と終端部とを検出する検出手段を備え、該検出手段の検出信号に応じて上記駆動機構の作動タイミングを設定することにより、周面に多数の塗工用セルパターンが形成されたグラビア式塗工ロールを基材の搬送方向と逆方向に回転させつつ、該塗工ロールの周面を上記基材に接触させることにより、いわゆるキスリバース方式で電池用活物質層の表面を覆うように塗工液を塗布してその表面を被覆する多孔性保護膜を形成するように構成したため、該電池用活物質層の表面を被覆する薄肉の多孔性保護膜からなる塗布剤層を適正に形成することができ、上記電池用負極板の基材を高速で搬送しつつ、上記間欠塗工装置により優れた機能を有する電池用電極板を安価に製造できる。また、上記多孔性保護膜の膜厚を１０μｍ以下に設定できるとともに、所定の重量を有する上記グラビア式塗工ロールを高速で移動させる動作を頻繁に繰り返すことなく、基材の表面に塗布剤が間欠的に塗工された塗布剤層を適正に形成でき、かつ上記検出手段の検出信号に応じて駆動機構の作動タイミングを設定し、塗工ロールを基材に対して間欠的に接触させることにより、外気温度が変化する等の環境変化が生じることに起因して基材が伸縮したり、基材の搬送速度が変動したりした場合においても、上記塗工ロールを適正なタイミングで基材に対して接離させ、基材の表面に塗布剤が間欠的に塗工された塗布剤層を適正に形成できるという利点がある。

請求項３に係る発明では、密閉式の塗工ケースを備えたいわゆる密閉チャンバータイプの塗工ユニットに設けられた塗工ロールより、上下方向に搬送される基材に対して塗布剤を塗工するように構成したため、塗工剤溜まりが開放状態となった塗工ユニットに設けられた塗工ロールにより、水平方向に搬送される基材に下面に塗布剤を塗工するように構成した場合のように、塗布剤が液垂れするという問題を生じることがなく、上記基材に対して塗布剤を適正に塗工できるという利点がある。

請求項４に係る発明では、塗工ロールの一方または両方の設置位置を基材の搬送路に沿って変位させることにより、相隣接する塗工ロールの設置間隔を調節するように構成したため、基材の表面に塗布剤が間欠的に塗工される塗工領域の全長が増減した場合においても、該塗工領域の増減量に対応した距離だけ塗工ロールの設置間隔を調節して該設置間隔を上記加算値の偶数倍に相当する値に維持することができる。したがって、簡単な構成で上記基材の張力変動を効果的に抑制しつつ、その表面に塗布剤を間欠的に塗工することにより塗布剤層を適正に形成することができる。

請求項５に係る発明では、基材の搬送路に沿って配設されたガイドロールの設置位置を変位させることにより上記塗工ロールの設置間隔を調節するように構成したため、基材の表面に塗布剤が間欠的に塗工される塗工領域の全長が増減した場合に、これに対応させて上記ガイドロールの設置位置を変位させることにより、上記塗工領域の増大量に対応した距離だけ塗工ロールの設置間隔を調節して該設置間隔を上記加算値の偶数倍に相当する値に維持することができる。したがって、上記塗工領域の全長が変化した場合においても、塗工ユニット等を昇降変位させることなく、複数個の塗工ロールを交互に移動させて基材に接離させる際に、基材の張力変動が生じるのを効果的に抑制するように上記両塗工ロールの作動タイミングを設定できるという利点がある。

本発明の第１実施形態に係る間欠塗工装置の要部構成を示す断面図である。上記間欠塗工装置の全体構成を示す説明図である。本発明に係る間欠塗工装置の作用を示す説明図である。本発明に係る間欠塗工装置の作用を示す説明図である。本発明に係る間欠塗工装置の作用を示す説明図である。本発明に係る間欠塗工装置の第２実施形態を示す説明図である。本発明に係る間欠塗工装置の第３実施形態を示す説明図である。本発明に係る間欠塗工装置の第４実施形態を示す説明図である。上記間欠塗工装置の作用を示す説明図である。

図１および図２には、本発明に係る間欠塗工装置の第１実施形態を示し、該間欠塗工装置は、リチウムイオン二次電池等の電池用負極板を構成する基材１に塗布剤を間欠的に塗工するものである。具体的には、１０μｍ程度の厚みを有する銅箔等からなるシート状の集電体２に、８０μｍ程度の厚みを有する電池用活物質層３が所定間隔で適正に設置されてなる基材１を所定速度で搬送しつつ、その表面にセラミックペーストからなる塗布剤を間欠的に塗工して乾燥させることにより、上記電池用活物質層３の表面を１０μｍ以下の膜厚、例えば２μｍ±１μｍの膜厚で被覆する薄肉の多孔性保護膜４を形成するように構成されている。

上記間欠塗工装置は、基材１を鉛直方向に延びる搬送路に沿って案内するように一定間隔で配設された第１〜第３ガイドロール５〜７と、下方の第１ガイドロール５と中間の第２ガイドロール６との間に配設された第１塗工ユニット８と、上記第２ガイドロール６と上方の第３ガイドロール７との間に配設された第２塗工ユニット９とを有している。そして、上記第１塗工ユニット８には、基材１の表面に塗布剤を塗工する第１塗工ロール１０が設けられるとともに、第２塗工ユニット９には、基材１の表面に塗布剤を塗工する第２塗工ロール１１が設けられている。

上記第１塗工ユニット８の基材搬送方向上流側（下方側）には、上記集電体２の表面に形成された電池用活物質層３の下流端部（以下、始端部という）からなる塗布剤の塗工始端位置と、電池用活物質層３の上流端部（以下、終端部という）からなる塗布剤の塗工終端位置とを検出する反射型光電センサ等からなる第１検出手段１２が配設されている。また、上記第２塗工ユニット８，９の基材搬送方向上流側にも、上記集電体２の表面に形成された電池用活物質層３の始端部および終端部を検出する反射型光電センサ等からなる第２検出手段１３が配設されている。

上記第１，第２塗工ユニット８，９は、第１，第２塗工ロール１０，１１の周面に対向するように開口した空間部からなる塗布剤溜まり１４が形成された塗工ケース１５と、この塗工ケース１５の前面上端部、つまり上記塗工ロール１０，１１の回転方向の下流側部に取り付けられたスチールまたはプラスチック等からなるドクター刃１６と、塗工ケース１５の前面下端部、つまり上記塗工ロール１０，１１の回転方向の上流側部に設けられたスチールまたはプラスチック等からなるシールプレート１７とを有している。

上記塗工ロール１０，１１は、その周面には多数の塗工用セルパターンが形成されるとともに、１００ｍｍ程度の外径を有するグラビア式塗工ロールからなっている。また、図外の塗布剤給送手段から上記塗布剤溜まり１４内に給送された塗布剤を塗工ロール１０，１１の塗工用セルパターン内に保持させた状態で、上記塗工ロール１０，１１の回転に応じて、その周面に付着した余分な塗布剤を上記ドクター刃１６により掻き取るように構成されている。

そして、上記塗工ロール１０，１１を、図外の駆動手段により駆動して基材１の搬送方向と逆方向に回転させつつ、上記塗工ロール１０，１１の周面を基材１の表面に接触させることにより、所謂キスリバース方式で塗布剤が塗工されるように構成されている。すなわち、当実施形態では、図１および図２に示すように、塗工ロール１０，１１を反時計方向に回転駆動することにより、下方から上方に搬送される基材１に対する塗工ロール１０，１１の接触部を上方から下方に移動させつつ、該塗工ロール１０，１１上の塗工剤を基材１上に転写するキスリバース方式により、薄肉で均一な塗工を可能としている。

上記第１，第２塗工ユニット８，９には、塗工ケース１５を水平方向に駆動することにより上記第１，第２塗工ロール１０，１１を基材１に対して個別に接離させるように駆動する駆動機構１８が設けられている。該駆動機構１８は、上記塗工ケース１５を水平移動可能に支持するガイド部材１９と、塗工ケース１５に突設されたナットプレート２０と、該ナットプレート２０に形成された螺子孔に螺着されたねじ軸２１と、該ねじ軸２１を回転駆動する駆動モータ２２とを有するボールねじタイプ（ボールは図示せず）からなっている。なお、上記ボールねじタイプの駆動機構１８に代え、エアシリンダ、カム機構またはリンク機構タイプの駆動機構を使用することも可能である。

また、上記間欠塗工装置には、第１，第２検出手段１２，１３の出力信号に応じて上記第１，第２塗工ユニット８，９の駆動機構１８を作動させるタイミングを設定するコントローラ２３が設けられている。そして、後述するように上記コントローラ２３から第１，第２塗工ユニット８，９にそれぞれ設けられたモータドライバ２４，２５に対して作動指令信号を所定のタイミングで出力することにより、上記第１，第２塗工ユニット８，９の駆動モータ２２を正転または逆転させる制御をそれぞれ実行するように構成されている。

上記駆動モータ２２を正転させることにより、上記塗工ケース１５をガイド部材１９に沿って基材１に接近させる方向にねじ軸２１を回転駆動し、上記塗工ロール１０，１１を基材１に接触させた塗布剤の塗工状態とすることができる。また、上記駆動モータ２２を逆転させることにより、上記塗工ケース１５を基材１から離間させる方向にねじ軸２１を回転駆動し、第１，第２塗工ロール１０，１１を基材１から離間させた塗布剤の非塗工状態とすることができる。このようにして上記第１，第２塗工ロール１０，１１の周面に付着した塗布剤が電池用活物質層３上に塗工され、該電池用活物質層３の表面を被覆する多孔性保護膜４が間欠的に形成されるようになっている。

また、上記基材１の搬送路に相隣接して配設された第１塗工ロール１０と第２塗工ロール１１との設置間隔Ｋは、基材１に塗布剤が間欠的に塗工される塗工領域の全長Ｌと、相隣接する塗工領域の間に形成される非塗工領域の間隔Ｎとを加算した値（Ｌ＋Ｎ）の偶数倍に対応した値に設定されている。例えば、上記電池用活物質層３の長さに対応する塗工領域の全長Ｌが４００ｍｍに設定されるとともに、非塗工領域の間隔Ｎが２０ｍｍに設定された基材１において、上記第１，第２塗工ロール１０，１１の設置間隔Ｋを上記加算値（Ｌ＋Ｎ）の２倍に設定した場合には、両塗工ロール１０，１１の設置間隔Ｋは８４０ｍｍとなる。

なお、上記第１塗工ロール１０と第２塗工ロール１１との設置間隔Ｋを、必ずしも上記加算値（Ｌ＋Ｎ）の２倍に対応した値に正確に設定する必要はなく、該加算値（Ｌ＋Ｎ）の２倍前後に上記両塗工ロール１０，１１の設置間隔Ｋを設定すれば、後述するように上記塗工ロール１０，１１を基材１に対して交互に接触させることにより該基材１に生じる張力変動を抑制しつつ、その表面に塗布剤を間欠的に塗工した塗布剤層（多孔性保護膜４）を適正に形成することが可能である。

上記間欠塗工装置を用いて基材１の表面に塗布剤を塗工するには、図外の製造装置において予め製造された電池用負極板の基材１、つまり銅箔等からなる集電体２の表面上に所定の厚みを有する電池用活物質層３が所定間隔で適正に形成されてなるシート状体を、上記第１〜第３ガイドロール５〜７が設置された搬送路に沿って一定速度で搬送しつつ、上記塗布剤の塗工始端位置および塗工終端位置に相当する電池用活物質層３の始端部および終端部を第１，第２検出手段１２，１３により検出する。

図３に示すように、第１検出手段１２の設置部に最初に到達する電池用活物質層３を第１電池用活物質層３ａとした場合に、その始端部が第１検出手段１２の設置部に到達したことが検出された時点で、該第１検出手段１２の設置部から第１塗工ロール１０の設置部までの距離と、基材１の搬送速度とに基づき、第１電池用活物質層３ａの始端部が第１塗工ロール１０の設置部に到達するまでの時間を上記コントローラ２３において算出する。

そして、図３の仮想線で示すように、第１電池用活物質層３ａの始端部が第１塗工ロール１０の設置部に到達する直前に、該第１塗工ロール１０を基材１に接触させて塗布剤の塗工が開始されるように、上記第１塗工ユニット８の駆動モータ２２を正転させる作動タイミングを上記時間の算出値に応じて設定する。さらに、上記第１電池用活物質層３ａの終端部が第１検出手段１２の設置部に到達したことが検出されて該第１検出手段１２から出力される検出信号に応じ、上記第１電池用活物質層３ａの終端部が第１塗工ロール１０の設置部に到達した直後に、該第１塗工ロール１０を基材１から離間させて塗布剤の塗工を終了するように、上記駆動モータ２２を逆転させる作動タイミングを設定する。

上記のように第１塗工ロール１０を基材１から離間させた後、上記第１電池用活物質層３ａの下流部に位置する第２電池用活物質層３ｂが第１検出手段１２の設置部に到達したことが検出された場合には、図４に示すように、該第２電池用活物質層３ｂが第１塗工ロール１０の設置部を通過するまで、上記第１塗工ユニット８の駆動モータ２２を非作動状態に維持する。これにより、上記第１塗工ロール１０が基材１から離間した塗布剤の非塗工状態に保持され、上記第２電池用活物質層３ｂが第１塗工ロール１０の設置部を素通りすることになる。そして、上記第２電池用活物質層３ｂの下流部に位置する第３電池用活物質層３ｃが第１検出手段１２の設置部に到達することにより出力される検出信号に応じ、上記第１電池用活物質層３ａと同様のタイミングで、第１塗工ロール１０を基材１に対して接離させるように上記駆動モータ２２の作動タイミングを設定する。

また、上記第１塗工ユニット８による塗布剤の塗工が施された第１電池用活物質層３ａが第２検出手段１３の設置部に到達したことが検出された場合には、図４の仮想線で示すように、該第１電池用活物質層３ａが上記第２塗工ロール１１の設置部を通過するまで、上記第２塗工ユニット９の駆動モータ２２を非作動状態に維持して上記第２塗工ロール１１を基材１から離間させた塗布剤の非塗工状態とし、上記第１電池用活物質層３ａを第２塗工ロール１１の設置部を素通りさせる。

そして、上記第１塗工ユニット８において塗布剤の塗工が施されなかった第２電池用活物質層３ｂの始端部が第２検出手段１３の設置部に到達したことが検出されると、図５に示すように、上記第２電池用活物質層３ｂの始端部が第２塗工ロール１１の設置部に到達する直前に、該第２塗工ロール１１を基材１に接触させて塗布剤の塗工を開始し、その後に上記第２電池用活物質層３ｂの終端部が第２塗工ロール１１の設置部に到達した直後に、該第２塗工ロール１１を基材１から離間させた塗布剤の塗工を終了するように、上記駆動モータ２２の作動タイミングを設定する。また、第１塗工ユニット８と第２塗工ユニット９の設置距離を上記加算値（Ｌ+Ｎ）の２倍付近に設定すれば、第１塗工ユニット８および第２塗工ユニット９とに設けられた駆動機構１８の作動タイミングを一致させることができるため、上記第２検出手段１３を省略することも可能である。

上記駆動モータ２２を正転させて塗工ロール１０，１１を基材１に接触させる際において、その移動速度が早すぎると、該塗工ロール１０，１１が基材１に強い力で押し付けられることにより装置が振動し、その振動が該基材１に伝わるため、上記基材１に塗工ロール１０，１１が接触する前にアブソーバ手段で塗工ロール１０，１１の移動速度を減速することが好ましい。そして、待機位置にある塗工ロール１０，１１と基材１との離間距離と、上記アブソーバ手段による塗工ロール１０，１１の移動速度を減速度合とを考慮し、上記電池用活物質層３の下流端部からなる塗工始端部が塗工ロール１０，１１の設置部に到達するよりも所定時間前の時点で上記駆動モータ２２の作動を開始するように、その作動タイミングを設定することにより、上記電池用活物質層３の下流端部が塗工ロール１０，１１の設置部に到達した時点で塗布剤の塗工を開始することができる。

これに対して第１，第２塗工ユニット８，９の駆動モータ２２を逆転させて塗工ロール１０，１１を基材１から離間させる際には、該塗工ロール１０，１１の移動速度を速くしても、その振動が基材１に伝わることはなく、極力高速で塗工ロール１０，１１を移動させることが可能である。また、上記電池用活物質層３の上流端部からなる塗工終端部が塗工ロール１０，１１の設置部に到達するのと略同時に上記駆動モータ２２を作動させるように、上記駆動モータ２２の作動タイミングを設定することにより、上記塗工剤の塗工を適正に終了させることができる。

上記のように搬送路に沿って搬送される基材１に塗工ロール１０，１１を間欠的に接触させることにより基材１に塗布剤を間欠的に塗工する間欠塗工装置において、上記基材１の搬送路に沿って複数個の塗工ロール１０，１１を一定間隔で配設するとともに、各塗工ロール１０，１１を基材１に対して個別に接離させることにより上記基材１の異なる領域に塗布剤をそれぞれ塗工するように駆動する駆動機構１８を設けたため、基材１を高速で搬送した場合においても、その必要個所に塗布剤を均一かつ適正に塗工できるという利点がある。

すなわち、上記第１実施形態では、グラビア塗工ロールからなる第１，第２塗工ロール１０，１１によりキスリバース方式で基材１の表面に塗布剤を塗工するように構成された第１塗工ユニット８と第２塗工ユニット９とを一定間隔で上記基材１の搬送路に配設し、第１，第２塗工ユニット８，９の各塗工ケース１５をそれぞれ所定のタイミングで水平方向に駆動することにより、上記第１，第２塗工ロール１０，１１を基材１に対して個別に接離させるように構成したため、該第１，第２塗工ロール１０，１１を交互に基材１に接触させて基材１の表面に塗布剤を間欠的に塗工することにより、薄肉の塗布剤層を適正に形成することができる。

したがって、相隣接する塗布剤の塗工領域の間に形成された非塗工部の間隔Ｎが短い場合においても、単一の塗工ロールにより連続して搬送される基材に塗布剤を一定間隔で間欠塗工するように構成された従来の塗工装置のように、塗工ロールを高速で変位させることにより基材に接離させる動作を頻繁に繰り返す必要はなく、上記第１，第２塗工ロール１０，１１の移動速度を一定値以下に抑制しつつ、所定の速度で搬送される上記基材１の必要個所に塗布剤を適正に塗工できるという利点がある。

例えば、所定の質量Ｍを有する第１，第２塗工ロール１０，１１の移動速度Ｖを、単一のグラビア式塗工ロールを使用した従来装置における移動速度の１／２に設定した場合には、第１，第２塗工ロール１０，１１を移動させる際に生じる運動エネルギー（＝１／２ＭＶ^２）を上記従来装置の１／４に低減することができる。このため、第１，第２塗工ロール１０，１１を高速で移動させることに起因して生じる種々の弊害、例えば上記塗布剤の塗工位置がずれたり、塗布剤層の膜厚が不均一になったりする等の弊害が生じるのを防止しつつ、上記グラビア式塗工ロールからなる第１，第２塗工ロール１０，１１を使用したキスリバース方式で、電池用負極板の集電体２上に形成された電池用活物質層３の表面を覆うように塗布剤を均一に塗工することにより、１０μｍ以下の膜厚、例えば２μｍ±１μｍの膜厚を有する薄肉の多孔性保護膜４からなる塗布剤層を適正に形成することができる。したがって、上記電池用負極板の基材１を高速で搬送しつつ、上記間欠塗工装置により塗布剤を適正に塗工して優れた機能を有する電池用電極板を安価に製造できるという利点がある。

また、上記のように第１，第２塗工ロール１０，１１を基材１に対して個別に接離させるように構成した場合には、単一の塗工ロールにより連続して搬送される基材に塗布剤を一定間隔で間欠塗工するように構成された従来の塗工装置に比べて、上記基材１を高速で搬送しつつ、その必要個所に塗布剤を適正に塗工することができるため、必要に応じて上記非塗工部の間隔Ｎを短くすることが可能となる。また、この非塗工部の間隔Ｎを短くすることにより、上記第１，第２塗工ロール１０，１１が同時に基材１から離間した状態となる期間を短縮することができるため、上記基材１に顕著なテンション変動が生じるのを効果的に防止できるという利点がある。

なお、上記第１実施形態では、基材１に塗布剤が間欠的に塗工されることにより形成される塗布材層の始端位置と終端位置とを検出する第１，第２検出手段１２，１３を設け、該検出手段１２，１３の検出信号に応じて上記第１，第２塗工ユニット８，９に設けられた駆動機構１８の作動タイミングを設定することにより、上記第１，第２塗工ロール１０，１１を基材１に対してそれぞれ間欠的に接触させるように構成した例について説明したが、この構成に代え、例えば基材１に設けられた基準位置を示すレジストマークの位置と、予めコントローラ２３に入力された塗布剤層の始端位置および終端位置のデータと、基材１の搬送速度等に基づいて、上記駆動機構１８の作動タイミングを設定することも可能である。

しかし、上記第１実施形態に示すように検出手段１２，１３の検出信号に応じて上記第１，第２塗工ユニット８，９に設けられた駆動機構１８の作動タイミングを設定するように構成した場合には、外気温度が変化する等の環境変化が生じることに起因して基材１が伸縮したり、基材１の搬送速度が変動したりした場合においても、各駆動機構１８の作動タイミングを適正に設定することができ、上記第１，第２塗工ロール１０，１１を適正なタイミングで基材１に対して接離させることができるという利点がある。

例えば、上記第１実施形態では、電池用負極板の基材１上に一定間隔で形成された電池用活物質層３の表面を覆うように塗工液が塗布されることにより電池用活物質層３の表面を被覆する多孔性保護膜４を形成するように構成された間欠塗工装置において、上記電池用活物質層３の始端部および終端部からなる塗布剤層の始端位置と終端位置とを検出する第１，第２検出手段１２，１３の検出信号に応じて上記第１，第２塗工ユニット８，９に設けられた駆動機構１８の作動タイミングを設定するように構成したため、電池用活物質層３の表面を被覆する薄肉の多孔性保護膜４等からなる塗布剤層を適正に形成することができる。

なお、上記塗工ケース１５の塗工剤溜まり１４を密閉状態といわゆる密閉チャンバータイプの塗工ユニット８，９に設けられた塗工ロール１０，１１より、上下方向に搬送される基材１に対して塗布剤を塗工するように構成した上記実施形態に代え、塗工剤溜まりが開放状態となった塗工ユニットに設けられた塗工ロールにより、水平方向に搬送される基材に下面に塗布剤を塗工するように構成することも可能である。

しかし、上記塗工剤溜まりが開放状態となった塗工ユニットした場合には、基材に塗工した塗布剤が液垂れを生じ易いという問題がある。これに対して上記実施形態に示すように、密閉チャンバータイプの塗工ユニット８，９に設けられた塗工ロール１０，１１より、上下方向に搬送される基材１に対して塗布剤を塗工するように構成した場合には、上記液垂れを生じることがなく、上記基材１に対して塗布剤を適正に塗工できるという利点がある。

また、上記第１実施形態では、第１，第２塗工ロール１０，１１の設置間隔Ｋを、基材１に塗布剤が間欠的に塗工される塗工領域の全長Ｌと相隣接する塗工領域の間に形成される非塗工領域の間隔Ｎとを加算した値（Ｌ＋Ｎ）の偶数倍に略対応した値に設定したため、上記第１，第２塗工ロール１０，１１を交互に移動させて基材１に接離させることにより、基材１の張力変動を抑制しつつ、その表面に塗布剤が間欠的に塗工された塗布剤層（多孔性保護膜４）を適正に形成できるという利点がある。

上記第１実施形態に示すように、第１，第２塗工ロール１０，１１の設置間隔Ｋを、上記加算値（Ｌ＋Ｎ）の２倍に設定した場合には、図５に示すように、第３電池用活物質層３ｃの終端部が第１塗工ロール１０の設置部を通過して、該第１塗工ロール１０を基材１から離間させた直後に、第２電池用活物質層３ｂの始端部が上記第２塗工ロール１１の設置部に到達し、該第２塗工ロール１１を基材１に接触させる制御が実行されることになる。このため、上記第１塗工ロール１０を基材１から離間させることにより生じる基材１の張力低下を、上記第２塗工ロール１１を基材１に接触させることにより生じる基材１の張力上昇に応じて減殺することができる。したがって、上記基材１の張力変動を効果的に抑制しつつ、その表面に塗布剤を間欠的に塗工することにより塗布剤層を適正に形成することができる。

なお、図５に示すように、第３電池用活物質層３ｃの終端部が第１塗工ロール１０の設置部に通過した直後の時点では、未だ第２電池用活物質層３ｂの始端部が第１塗工ロール１０の設置部に到達していないため、当該時点から第２電池用活物質層３ｂの始端部が第１塗工ロール１０の設置部に到達して該第１塗工ロール１０を基材１に接触させるまでの間は第１，第２塗工ロール１０，１１の両方が離間した状態となる。しかし、当該期間は極めて短いため、その間に基材１に大きな張力変動が生じることはなく、上記第１，第２塗工ロール１０，１１の設置間隔Ｋを、上記加算値（Ｌ＋Ｎ）の偶数倍に略対応した値に設定することにより、上記基材１の張力変動を効果的に抑制することが可能である。

図６は、本発明に係る間欠塗工装置の第２実施形態を示している。該間欠塗工装置は、第１塗工ユニット８を昇降変位させて第１塗工ロール１０の設置位置を基材１の搬送路に沿って変位させることにより、相隣接する第１，第２塗工ロール１０，１１の設置間隔Ｋを調節する駆動機構２６を備えている。上記第２実施形態に係る間欠塗工装置によれば、該間欠塗工装置に供給される基材１の種類が変化して、例えば基材１の表面に塗布剤が間欠的に塗工される塗工領域の全長Ｌ等が増大した場合に、その増大量に対応した距離だけ第１塗工ユニット８を下降させることにより、第１，第２塗工ロール１０，１１の設置間隔Ｋを、上記加算値（Ｌ＋Ｎ）の偶数倍に対応した値に維持することができる。

上記第２実施形態に係る間欠塗工装置によれば、第１塗工ユニット８を昇降変位させて第１塗工ロール１０の設置位置を基材１の搬送路に沿って変位させるという簡単な操作で、相隣接する第１，第２塗工ロール１０，１１の設置間隔Ｋを任意に調節することができる。したがって、基材１の表面に塗布剤が間欠的に塗工される塗工領域の全長Ｌ等が変化した場合においても、上記第１，第２塗工ロール１０，１１を交互に移動させて基材１に接離させる際に、該基材１の張力変動が生じるのを効果的に抑制しつつ、その表面に塗布剤が間欠的に塗工された塗布剤層を適正に形成できるという利点がある。

なお、上記第１塗工ユニット８を昇降変位させて第１塗工ロール１０の設置位置を基材１の搬送路に沿って変位させることにより相隣接する第１，第２塗工ロール１０，１１の設置間隔Ｋを調節するようにした上記構成に代え、第１，第２塗工ユニット８，９の両方を昇降変位させて第１，第２塗工ロール１０，１１の設置位置をそれぞれ基材１の搬送路に沿って変位させるように構成した場合においても、同様の効果が得られることは勿論である。

また、図７に示す第３実施形態のように、第１塗工ロール１０と第２塗工ロール１１とを相対向させて設置するとともに、該第１，第２塗工ロール１０，１１の下方に第１，第２中間ガイドロール３１，３２を一定間隔で設置し、かつ該第１，第２中間ガイドロール３１，３２の一方または両方を昇降変位させる駆動機構を設けることにより、上記第１，第２塗工ロール１０，１１の設置間隔を調節するように構成してもよい。例えば、基材１の表面に塗布剤が間欠的に塗工される塗工領域の全長Ｌ等が増大した場合には、上記駆動機構により第１，第２中間ガイドロール３１の一方または両方を下降させることにより、上記塗工領域の増大量に対応した距離だけ第１，第２塗工ロール１０，１１の設置間隔を調節して該設置間隔を上記加算値（Ｌ＋Ｎ）の偶数倍に相当する値に維持することができる。

したがって、上記第３実施形態に係る間欠塗工装置によれば、第１塗工ユニット８等を昇降変位させることなく、基材１の表面における塗工領域の全長Ｌ等が変化した場合に、これに対応させて相隣接する第１，第２塗工ロール１０，１１の設置間隔を調節することができるため、上記第１，第２塗工ロール１０，１１を交互に移動させて基材１に接離させる際に、基材１の張力変動が生じるのを効果的に抑制しつつ、その表面に塗布剤が間欠的に塗工された塗布剤層を適正に形成できるように、上記両塗工ロール１０，１１の作動タイミングを設定することができる。

なお、上記各実施形態では、基材１の搬送路に第１，第２塗工ロール１０，１１からなる二つの塗工ロール１０，１１を設置した例について説明したが、これに限られず上記基材１の搬送路に３個以上の塗工ロールを配設した構造としてもよい。また、上記基材１の搬送路に配設された複数個の塗工ロールを、必ずしも予め設定された順序で交互に基材に対して接触させるように構成する必要はなく、複数個の塗工ロールを同時に基材１に対して接触させるように構成してもよい。

すなわち、本発明に係る間欠塗工装置の第４実施形態では、図８に示すように、基材１の搬送路に沿って二つの塗工ロール１０，１１を配設するとともに、両塗工ロール１０，１１の設置間隔Ｋを、上記基材１の塗布剤が塗工される塗工領域の全長Ｌに非塗工領域の間隔Ｎを加算した値の奇数倍、例えば１倍に設定している。そして、図示を省略した検出手段の出力信号に応じ、基材１上に設けられた第１，第２電池用活物質層３ａ，３ｂの始端部が両塗工ロール１０，１１の設置部に到達する直前に、該塗工ロール１０，１１を同時に基材１に接触させるように駆動することにより、上記第１，第２電池用活物質層３ａ，３ｂに塗布剤を塗工した後、上記第１，第２電池用活物質層３ａ，３ｂの終端部が両塗工ロール１０，１１の設置部に通過した直後に、図９に示すように、両塗工ロール１０，１１を同時に基材１から離間させる動作を繰り返すことにより基材１に塗布剤を間欠的に塗工する。

上記のように複数個の塗工ロール１０，１１を同時に基材１に対して接離させるように構成した場合においても、単一の塗工ロールにより連続して搬送される基材に塗布剤を一定間隔で間欠塗工するように構成された従来の塗工装置のように、塗工ロールを高速で変位させて基材に繰り返し接離させるように構成する必要はなく、上記塗工ロール１０，１１を一定時間に亘り基材１に接触させた後、同程度の時間だけ基材１から離間させた状態で維持することにより、基材１に塗布剤を間欠的に塗工することができる。したがって、上記塗工ロール１０，１１の移動速度を一定値以下に抑制しつつ、所定の速度で搬送される上記基材１の必要個所に塗布剤を適正に塗工することができる。しかも、単一の駆動機構で両塗工ロール１０，１１の両方を駆動し、上記基材１に対して同時に接離させることも可能であるため、間欠塗工装置の構造を効果的に簡略化できるという利点がある。

なお、上記第４実施形態のように両塗工ロール１０，１１を同時に基材１に接触させるように構成した場合には、両塗工ロール１０，１１を基材１に接触させた状態と、該基材１から離間させた状態とで、基材１に生じる張力が顕著に変動する傾向がある。このため、上記両塗工ロール１０，１１を基材１に対して接離させる際に生じる基材１の張力変動を防止するために、上記テンションロール（図示せず）を設けて基材１の張力を調節するように構成することが好ましい。

１基材
２集電体
３電池用活物質層
４多孔性保護膜
１０第１塗工ロール
１１第２塗工ロール
１２，１３検出手段
１８駆動機構
３１，３２ガイドロール

Claims

搬送路に沿って搬送される基材に該基材の搬送方向と逆方向に回転する塗工ロールを間欠的に接触させることにより上記基材に塗布剤を間欠的に塗工するキスリバース方式の間欠塗工装置において、
上記基材の搬送路に沿って一定間隔で配設された二つの塗工ロールと、
各塗工ロールに対し上記基材の搬送方向に離間した位置に配設され、上記基材を搬送路に沿って案内する複数のガイドロールと、
各塗工ロールを基材に対して予め設定された順序で交互に接離させることにより上記基材の異なる領域に塗布剤をそれぞれ塗工するように駆動する駆動機構とを備え、
上記両塗工ロールの設置間隔を、基材に塗布剤が間欠的に塗工される塗工領域の全長に非塗工領域の間隔を加算した値の偶数倍に設定したことを特徴とする間欠塗工装置。
シート状の集電体からなる電池用負極板の基材の表面に一定間隔で設置された電池用活物質層の始端部と終端部とを検出する検出手段を備え、該検出手段の検出信号に応じて上記駆動機構の作動タイミングを設定することにより、周面に多数の塗工用セルパターンが形成されたグラビア式塗工ロールを基材の搬送方向と逆方向に回転させつつ、該塗工ロールの周面を上記基材に接触させることにより、電池用活物質層の表面を覆うように塗工液を塗布してその表面を被覆する多孔性保護膜を形成するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の間欠塗工装置。
上記塗工ロールの周面に対向するように開口した空間部からなる塗布剤溜まりが形成された塗工ケースと、この塗工ケースの塗工剤溜まり内に塗工剤を給送する塗工剤給送手段と、上記塗工ロールの回転方向上流側部および下流側部をシールして上記塗工ケースの塗工剤溜まりを密閉状態とするシール部材とを有し、上記ガイドロールにより上下方向に搬送される基材に上記塗工ロールを接離させるように構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の間欠塗工装置。
塗工ロールの設置位置を基材の搬送路に沿って変位させることにより相隣接する塗工ロールの設置間隔を調節する駆動機構を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の間欠塗工装置。
基材の搬送路に沿って配設されたガイドロールの設置位置を変位させることにより上記塗工ロールの設置間隔を調節する駆動機構を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の間欠塗工装置。