JP6450120B2 - エッチング装置及び製造システム - Google Patents
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Description
本発明の態様に係るエッチング装置は、長さ方向が長い帯状のフィルムを載置して移動可能な網状の搬送部材と、搬送部材によりフィルムを搬送しながらフィルムをエッチング液に浸漬する浸漬部と、エッチング液に浸漬後のフィルムに対して洗浄液を供給して洗浄する洗浄部と、洗浄液による洗浄後のフィルムから洗浄液を含む液体を除去する液切部と、を備え、搬送部材は、浸漬部、洗浄部及び液切部に亘る搬送領域において、フィルムを搬送する。
本発明の第1態様に係るエッチング装置は、フィルムを載置して移動可能な網状の搬送部材と、搬送部材によりフィルムを搬送しながらフィルムをエッチング液に浸漬する浸漬部とを備える。
図1及び図2は、第1実施形態に係る製造システムSYSの一例を示す図である。図1及び図2に示す製造システムSYSは、多孔性樹脂膜F(多孔性のイミド系樹脂膜)を製造するものである。製造システムSYSは、所定の塗布液を塗布して未焼成膜FAを形成する塗布ユニット10と、未焼成膜FAを焼成して焼成膜FBを形成する焼成ユニット20と、焼成膜FBから微粒子を除去して多孔性樹脂膜Fを形成する除去ユニット(エッチング装置)30と、上記各ユニットを統括的に制御する制御装置(不図示)とを備えている。
ここで、各ユニットを説明する前に、多孔性樹脂膜Fの原料となる塗布液について説明する。塗布液は、所定の樹脂材料と、微粒子と、溶剤とを含む。所定の樹脂材料としては、例えばポリアミド酸、ポリイミド、ポリアミドイミド、又はポリアミドが挙げられる。溶剤としては、これらの樹脂材料を溶解可能な有機溶剤が用いられる。
<ポリアミド酸>
本実施形態で用いるポリアミド酸は、任意のテトラカルボン酸二無水物とジアミンを重合して得られるものが、特に限定されることなく使用できる。テトラカルボン酸二無水物及びジアミンの使用量は特に限定されないが、テトラカルボン酸二無水物1モルに対して、ジアミンを0.50〜1.50モル用いるのが好ましく、0.60〜1.30モル用いるのがより好ましく、0.70〜1.20モル用いるのが特に好ましい。
本実施形態に用いるポリイミドは、塗布液に使用する有機溶剤に溶解可能な可溶性ポリイミドなら、その構造や分子量に限定されることなく、公知のものが使用できる。ポリイミドについて、側鎖にカルボキシ基等の縮合可能な官能基又は焼成時に架橋反応等を促進させる官能基を有していてもよい。
本実施形態に用いるポリアミドイミドは、塗布液に使用する有機溶剤に溶解可能な可溶性ポリアミドイミドなら、その構造や分子量に限定されることなく、公知のものが使用できる。ポリアミドイミドについて、側鎖にカルボキシ基等の縮合可能な官能基又は焼成時に架橋反応等を促進させる官能基を有していてもよい。
ポリアミドとしては、ジカルボン酸とジアミンとから得られるポリアミドが好ましく、特に芳香族ポリアミドが好ましい。
続いて、微粒子について説明する。微粒子は、例えば真球率が高く、粒径分布指数の小さいものが用いられる。このような微粒子は、液体中での分散性に優れ、互いに凝集しない状態となる。微粒子の粒径(平均直径)としては、例えば、100〜2000nm程度に設定することができる。上記のような微粒子を用いることにより、後の工程で微粒子を除去することで得られる多孔性樹脂膜Fの孔径を揃えることができる。このため、多孔性樹脂膜Fによって形成されるセパレータに印加される電界を均一化できる。
塗布ユニット10は、搬送部11と、第1ノズル12と、第2ノズル13と、乾燥部14と、剥離部15と、とを有する。
搬送部11は、搬送基材(基材)Sと、基材送出ローラ11aと、支持ローラ11b〜11dと、基材巻取ローラ11eと、搬出ローラ11fとを有する。
図4は、塗布ユニット10の+Y側の構成を概略的に示す斜視図である。
図4に示すように、塗布ユニット10の+Y側には、未焼成膜FAを搬出する搬出口10bが設けられている。搬出口10bから搬出された未焼成膜FAは、巻き取り部50によって巻き取られる。
図5は、焼成ユニット20の−Y側の構成を概略的に示す斜視図である。
図5に示すように、焼成ユニット20の−Y側には、未焼成膜FAを搬入する搬入口20aが設けられている。送り出し部60は、搬入口20aに対して未焼成膜FAを送り出す。
焼成ユニット20は、本実施形態において、未焼成膜FAに対する高温処理を行うユニットである。焼成ユニット20は、未焼成膜FAを焼成し、微粒子を含んだ焼成膜FBを形成する。焼成ユニット20は、チャンバー21と、加熱部22と、搬送部23とを有する。チャンバー21は、未焼成膜FAを搬入する搬入口20aと、焼成膜FBを搬出する搬出口20bとを有している。チャンバー21は、加熱部22及び搬送部23を収容する。
除去ユニット30は、チャンバー31と、浸漬部32と、洗浄部33と、液切部34と、搬送部35と、を有する。チャンバー31は、焼成膜FBを搬入する搬入口30aと、多孔性樹脂膜Fを搬出する搬出口30bとを有している。チャンバー31は、浸漬部32、洗浄部33、液切部34及び搬送部35を収容する。
図6(a)及び(b)に示すように、搬送部35は、浸漬部32、洗浄部33及び液切部34に亘る搬送領域TRにおいて、焼成膜FBを+Y方向に搬送する。搬送部35は、搬送ベルト(搬送部材)35aと、駆動ローラ35bと、従動ローラ35c〜35fとを有する。駆動ローラ35b及び従動ローラ35c〜35fの他に、浸漬部32、洗浄部33、液切部34の内部に、搬送ベルト35aを支持する支持ローラが配置されてもよい。
図8は、除去ユニット30の+Y側の構成を概略的に示す斜視図である。
図8に示すように、除去ユニット30の+Y側には、多孔性樹脂膜Fを搬出する搬出口30bが設けられている。搬出口30bから搬出された多孔性樹脂膜Fは、巻き取り部80によって巻き取られる。
次に、上記のように構成された製造システムSYSを用いて多孔性樹脂膜Fを製造する動作の一例を説明する。図9(a)〜(f)は、多孔性樹脂膜Fの製造過程の一例を示す図である。
図10は、第2実施形態に係る製造システムSYS2の一例を示す図である。第2実施形態では、エッチング装置が複数設けられる点で第1実施形態とは異なっている。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
図11(a)は、ケミカルエッチングユニット40の一例を示す図である。図11(b)は、ケミカルエッチングユニット40の一部の構成を示す図である。
図11(a)に示すように、ケミカルエッチングユニット40は、チャンバー41と、浸漬部42と、洗浄部43と、液切部44と、搬送部45と、を有する。ケミカルエッチングユニット40を構成するこれら各部は、第1実施形態に記載の浸漬部32、洗浄部33、液切部34及び搬送部35と同様の構成を有している。
上記実施形態では、除去ユニット30とケミカルエッチングユニット40とが別個のユニットとしてY方向に離れて並ぶように設けられた構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。図13は、変形例に係る製造システムSYS2の一部の例を示す図である。図13に示すように、製造システムSYS2は、除去ユニット130とケミカルエッチングユニット140とがY方向に接続された構成となっている。
次に、実施形態に係るセパレータ100を説明する。図15は、リチウムイオン電池200の一例を示す模式図であり、一部が切り開かれた状態を示している。図15に示すように、リチウムイオン電池200は、正極端子を兼ねた金属ケース201と、負極端子202とを有する。金属ケース201の内部には、正極201aと、負極202aと、セパレータ100とが設けられており、不図示の電解液に浸されている。セパレータ100は、正極201aと負極202aとの間に配置され、正極201aと負極202aとの間の電気的接触を防いでいる。正極201aとしては、リチウム遷移金属酸化物が用いられ、負極202aとしては、例えばリチウムやカーボン(グラファイト)等が用いられている。
例えば、上記実施形態のエッチング装置(除去ユニット30及びケミカルエッチングユニット40)において、搬送ベルト35aのみを搬送させる構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、基板を駆動する構成としてもよい。
Claims (21)
- フィルムを載置して移動可能な網状の搬送部材と、
前記搬送部材により前記フィルムを搬送しながら前記フィルムをエッチング液に浸漬する浸漬部と、
前記エッチング液に浸漬後の前記フィルムに対して洗浄液を供給して洗浄する洗浄部と、
前記洗浄液による洗浄後の前記フィルムから洗浄液を含む液体を除去する液切部と、を備え、
前記液切部は、洗浄後の前記フィルムを前記搬送部材から分離して搬送し、かつ分離後の前記フィルムに付着する前記液体を吸収する吸収ローラを有するエッチング装置。 - 前記搬送部材は、移動方向に長手となるように帯状に形成される請求項1記載のエッチング装置。
- 前記搬送部材は、環状に形成され、前記フィルムの搬送領域に対して循環するように供給される請求項2記載のエッチング装置。
- 前記搬送部材のテンションを調整するテンション調整部を有する請求項3記載のエッチング装置。
- 前記浸漬部は、前記搬送部材の下方から上方へ向けて前記エッチング液を吐出する複数の下側ノズル、及び前記搬送部材の上方から下方へ向けて前記エッチング液を吐出する複数の上側ノズルの少なくとも一方を有する
請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のエッチング装置。 - 前記浸漬部は、前記搬送部材及び前記エッチング液を支持する床部を有する請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のエッチング装置。
- 前記浸漬部は、前記エッチング液を保持しかつ前記搬送部材の移動方向に沿った壁部を有する請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のエッチング装置。
- 前記壁部は、前記エッチング液を排出可能な切欠部を備える請求項7記載のエッチング装置。
- 前記浸漬部から排出された前記エッチング液を回収する回収部を備える請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載のエッチング装置。
- 前記回収部によって回収された前記エッチング液を前記浸漬部に供給するエッチング液循環部を備える請求項9記載のエッチング装置。
- 前記搬送部材のうち移動方向に交差する方向の両端辺の少なくとも一方には、前記移動方向に連続する帯部が形成される請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載のエッチング装置。
- 前記洗浄部は、前記搬送部材の上方及び下方の少なくとも一方から前記搬送部材に向けて前記洗浄液を吐出する複数の洗浄液ノズルを有する請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載のエッチング装置。
- 前記洗浄部は、前記搬送装置の搬送方向に沿って配置された第1洗浄部及び第2洗浄部を備える請求項1〜請求項12のいずれか1項に記載のエッチング装置。
- 前記フィルムに対する処理が異なる領域を区切る仕切り部材を備え、
前記仕切り部材は、前記搬送部材及び前記フィルムを通過させる開口部と、前記開口部の上方を覆うカバー部とが設けられる請求項1〜請求項13のいずれか1項に記載のエッチング装置。 - 前記浸漬部の仕切り壁に、仕切り部材を備え、
前記仕切り部材は、前記搬送部材及び前記フィルムを通過させる開口部と、前記開口部の上方を覆うカバー部とが設けられることを特徴とする請求項1〜請求項13のいずれか1項に記載のエッチング装置。 - 前記洗浄部の仕切り壁に、前記仕切り部材を備え、
前記仕切り部材は、前記搬送部材及び前記フィルムを通過させる開口部と、前記開口部の上方を覆うカバー部とが設けられることを特徴とする請求項1〜請求項13のいずれか1項に記載のエッチング装置。 - 前記仕切り部材で区切られる各領域のうち前記搬送部材の移動方向の下流側において、前記搬送部材及び前記フィルムに付着する液体を除去する除去ローラまたはガス噴射部を有する請求項14〜請求項16のいずれか1項に記載のエッチング装置。
- 前記フィルムは、イミド系樹脂膜である請求項1〜請求項17のいずれか1項に記載のエッチング装置。
- 長さ方向が長い帯状のフィルムを載置して移動可能な網状の搬送部材と、
前記搬送部材により前記フィルムを搬送しながら前記フィルムをエッチング液に浸漬する浸漬部と、
前記エッチング液に浸漬後の前記フィルムに対して洗浄液を供給して洗浄する洗浄部と、
前記洗浄液による洗浄後の前記フィルムから洗浄液を含む液体を除去する液切部と、を備え、
前記搬送部材は、前記浸漬部、前記洗浄部及び前記液切部に亘る搬送領域において、前記フィルムを搬送するエッチング装置。 - 多孔性のイミド系樹脂膜を製造する製造システムであって、
請求項1〜請求項19のいずれか1項に記載のエッチング装置を含む製造システム。 - 前記エッチング装置は、複数設けられ、
前記搬送部材は、複数の前記エッチング装置に跨って配置される請求項20記載の製造システム。
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