JP6808338B2 - 基材処理装置および基材処理方法 - Google Patents

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Description

本発明は、主面に塗布液が供給された基材を処理する技術に関する。
例えば、リチウム二次電池の製造においては、アルミニウム箔等の基材の一方の主面に電極液等の塗布液を供給した後に、該基材を搬送しながら、該基材上の塗布液を乾燥させる技術が知られている。
特許文献１には、ロールツーロール形式で基材を搬送しつつ、乾燥部で該基材の主面に供給された塗布液を乾燥する技術が開示されている。ここで、乾燥部は、搬送経路の上流側で基材に対して熱風を吹き付ける第１部分と、搬送経路の下流側で基材に対してドライエアを吹き付ける第２部分と、を有している。このため、搬送される基材が第１部分を通過する際には、基材に熱風が吹き付けられて、基材の主面上で塗布液中の溶媒の蒸発が促進される。その後、搬送される基材が第２部分を通過する際には、基材にドライエアが吹き付けられて、基材の温度が低下する。そして、乾燥部を通過した基材は、周囲の雰囲気との接触によって冷却され、巻き取りローラによって回収される。
特開２０１２−２０２６００号公報
一般に、乾燥部を通過した後の基材の温度は常温よりも高い。このため、乾燥部よりも搬送経路の下流側に位置する常温のローラとそれよりも高温の基材とが接触する際に、温度差に起因して基材が収縮し、当該基材に皺が発生する場合がある。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、乾燥後の基材における皺の発生を抑制し、良好な状態で基材を処理する技術を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、第１の態様にかかる基材処理装置は、主面に塗布液が供給された基材を搬送経路に沿って搬送する搬送部と、前記搬送部によって搬送される前記基材に対して加熱処理を含む処理を施すことで、前記主面に供給された前記塗布液を乾燥させる乾燥部と、を備え、前記搬送部は、前記搬送経路に沿って前記乾燥部よりも上流側に設けられており且つ前記基材を搬送する第１搬送要素と、前記搬送経路に沿って前記乾燥部よりも下流側に設けられており且つ気体層を介して前記基材を搬送する第２搬送要素と、を有し、前記搬送部による、前記乾燥部における前記基材の搬送方向と前記乾燥部よりも下流側における前記基材の搬送方向とが異なり、前記第２搬送要素は、前記基材に対する抱き角を有しつつ前記基材を搬送し、前記第２搬送要素は、前記主面に平行であり且つ前記基材の搬送方向に交差する交差方向に伸びる軸を中心として回転可能なローラを含み、前記ローラの周速が前記搬送部によって搬送される前記基材の搬送速度よりも速くなるように、前記ローラを回転させる駆動部をさらに備える。
第２の態様にかかる基材処理装置は、第１の態様にかかる基材処理装置であって、前記搬送部は、前記搬送経路に沿って前記乾燥部よりも下流側に設けられており且つ前記基材との接触面積が前記第２搬送要素の場合よりも大きい第３搬送要素、をさらに有し、前記第３搬送要素は、前記第２搬送要素よりも前記搬送経路に沿って下流側に位置する。
第３の態様にかかる基材処理装置は、第１または第２の態様にかかる基材処理装置であって、前記搬送部が、前記乾燥部よりも下流側において、前記主面に平行であり且つ前記基材の搬送方向に交差する交差方向に伸びる軸を中心として回転することで前記基材をそれぞれ搬送可能であり且つ前記搬送経路の一区間内で並んで設けられた複数のローラを含み、前記一区間の前後における前記搬送経路の延在方向の角度の差は、前記複数のローラの前記基材に対する抱き角の合計値である。
第４の態様にかかる基材処理装置は、第１から第３のいずれか１つの態様にかかる基材処理装置であって、前記第２搬送要素は、前記主面に平行であり且つ前記基材の搬送方向に交差する交差方向に伸びる軸を中心として回転可能であり、給気口が配された外周部および該給気口に接続された給気経路を有する給気ローラを含み、前記給気経路に気体を供給する気体供給部、をさらに備える。
第５の態様にかかる基材処理装置は、第４の態様にかかる基材処理装置であって、前記気体の温度は、前記基材のうち前記給気ローラによって搬送される部分の温度よりも低い。
第６の態様にかかる基材処理装置は、第１から第５のいずれか１つの態様にかかる基材処理装置であって、前記乾燥部は、前記搬送部によって搬送される前記基材に対して前記加熱処理を施した後に、前記加熱処理によって加熱された前記基材を冷却する冷却処理を施して、前記主面に供給された塗布液を乾燥する。
第７の態様にかかる基材処理方法は、主面に塗布液が供給された基材に対して加熱処理を含む処理を施すことで、前記主面に供給された前記塗布液を乾燥させる乾燥工程と、前記乾燥工程における処理が施された前記基材を、搬送要素によって気体層を介して搬送する搬送工程と、を有し、前記乾燥工程における前記基材の搬送方向と、前記乾燥工程よりも後の工程における前記基材の搬送方向とが異なり、前記搬送要素は、前記基材に対する抱き角を有しつつ前記基材を搬送し、前記搬送要素は、前記主面に平行であり且つ前記基材の搬送方向に交差する交差方向に伸びる軸を中心として回転可能なローラを含み、前記ローラの周速が搬送される前記基材の搬送速度よりも速くなるように、前記ローラを回転させる。
第１から第６の態様にかかる基材処理装置および第７の態様にかかる基材処理方法のいずれによっても、乾燥後の基材の搬送を担う要素と基材との接触面積が小さくなり、皺の発生を抑制することができる。
基材処理装置１の全体構成を示す図である。 加熱部４２の概略的な内部構成を示す図である。 第２ローラ８２および第３ローラ８３の周辺部を示す図である。 第２ローラ８２が基材５を搬送する際の様子を示す図である。 比較例におけるローラ８２１が基材５を搬送する際の様子を示す図である。 変形例に係るローラ８２２を示す図である。 変形例におけるローラ８２２が基材５を搬送する際の様子を示す図である。
以下、実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図面では同様な構成および機能を有する部分に同じ符号が付され、重複説明が省略される。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。また、図面においては、各部の寸法や数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。また、図面には、方向を説明するためにＸＹＺ直交座標軸が付される場合がある。座標軸における＋Ｚ方向は鉛直上方向であり、ＸＹ平面は水平面である。
＜１ 実施形態＞
＜１．１ 基材処理装置１の構成＞
図１は、本実施形態に係る基材処理装置１の全体構成を示す図である。
基材処理装置１は、金属箔である基材５の一方主面に塗布液を供給した後に、該塗布液の乾燥処理を行って基材５上に塗布膜を形成する。これにより、例えば、リチウムイオン二次電池の電極が製造される。
基材５は、例えば、リチウムイオン二次電池の集電体として機能する材料で構成される。基材処理装置１がリチウムイオン二次電池の正極を製造する場合には、基材５としてアルミニウム箔（Ａｌ）が用いられうる。また、基材処理装置１がリチウムイオン二次電池の負極を製造する場合には、基材５として銅箔（Ｃｕ）が用いられうる。
基材５は、長尺のシート状（長尺帯状）の金属箔であり、その幅および厚さについては特に限定されない。例えば、幅が６００ｍｍ〜７００ｍｍ程度で厚さが１０μｍ〜２０μｍ程度の基材が用いられうる。本明細書では、基材５の両主面のうち、塗布液が供給される側の主面を特に主面Ｓ１という場合がある。
基材処理装置１は、主として、基材５を搬送経路に沿って搬送する搬送部８０と、塗工ノズル１１を含む塗工部と、搬送される基材５上の塗布液を乾燥する乾燥部４０と、装置各部を制御する制御部９０と、を備える。
搬送部８０は、基材５を巻き出す巻き出しローラ８８と、基材５を巻き取る巻き取りローラ８９と、を有し、巻き出しローラ８８から巻き取りローラ８９に向けて基材５を搬送する。また、搬送部８０は、巻き出しローラ８８と巻き取りローラ８９との間に、３つの第１ローラ８１と、第２ローラ８２と、第３ローラ８３と、バックアップローラ８７と、を有する。
本明細書において、搬送経路とは、搬送部８０によって搬送される基材５の通過経路を意味する。搬送経路のうち巻き出しローラ８８側を搬送上流側といい、搬送経路のうち巻き取りローラ８９側を搬送下流側という場合がある。また、搬送方向とは、搬送経路のある区間において基材５が移動する方向を意味する。例えば、巻き出しローラ８８と搬送上流側に位置する第１ローラ８１との区間において、搬送方向は図１に示される矢印の方向である。
搬送部８０が有する各ローラは、基材５の主面Ｓ１に平行であり且つ基材５の搬送方向に交差する交差方向に伸びる軸を中心として、回転可能に構成される。本実施形態では、交差方向がＹ方向と一致するが、交差方向がＹ方向に対して多少傾いていても構わない。
搬送部８０が有する各ローラのうち少なくとも一部（例えば、第２ローラ８２、巻き出しローラ８８、および巻き取りローラ８９）には、これらのローラを駆動させる駆動部が設けられている。他方、搬送部８０が有する他のローラ（例えば、第１ローラ８１および第３ローラ８３）には、駆動部が設けられていない。このため、駆動部の駆動力により上記一部のローラが主動的に回転することで、基材５が搬送経路に沿って搬送される。そして、該基材５との摩擦力によって上記他のローラも従動的に回転する。搬送部８０が有する各ローラが回転することにより、基材５が搬送経路に沿ってＸ方向およびＺ方向に搬送される。
また、本明細書では、搬送部８０が有する各搬送要素（本実施形態では、各ローラ）を概念的に区別する場合がある。
搬送経路に沿って乾燥部４０よりも上流側に設けられており且つ基材５を搬送する要素を、第１搬送要素という場合がある。本実施形態では、３つの第１ローラ８１、バックアップローラ８７、および巻き出しローラ８８が、第１搬送要素に含まれる。
また、搬送経路に沿って乾燥部４０よりも下流側に設けられており且つ気体層を介して基材５を搬送する要素を、第２搬送要素という場合がある。本実施形態では、第２ローラ８２が、第２搬送要素に含まれる。
また、搬送経路に沿って乾燥部４０よりも下流側に設けられており且つ基材５との接触面積が第２搬送要素の場合よりも大きい要素を。第３搬送要素という場合がある。本実施形態では、第３ローラ８３および巻き取りローラ８９が、第３搬送要素に含まれる。
塗工ノズル１１は、基材５の幅方向（図１におけるＹ軸方向）に沿うスリット開口を有するスリットノズルである。塗工ノズル１１は、ポンプユニット１５から送給される塗布液を、スリット開口から吐出して基材５の主面Ｓ１に供給する。
搬送経路を挟んで塗工ノズル１１の反対側にはバックアップローラ８７が設けられる。このように、基材５のうちバックアップローラ８７によって支持される箇所に塗布液が供給されるので、塗布液供給時の液圧に起因する基材５の波打ちが防止される。塗工ノズル１１が主面Ｓ１に塗布液を供給する動作と並行して、基材５が搬送経路に沿って搬送される。これにより、主面Ｓ１上に塗布液の液膜（塗布膜）が塗工される。
塗布液としては、電極材料である活物質を含む液（電極ペースト）が用いられる。基材処理装置１にて正極を製造する場合には、塗布液として、例えば、正極活物質であるコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）、導電助剤であるカーボン（Ｃ）、結着剤であるポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、有機溶剤であるＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）の混合液が用いられうる。なお、塗布液の具体的な種類は、これに限定されるものではない。例えば、コバルト酸リチウムに代えて、正極活物質としてニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ2）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ2Ｏ4）、燐酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ4）が用いられてもよい。
他方、基材処理装置１にて負極を製造する場合には、塗布液として、例えば、負極活物質である黒鉛（グラファイト）、結着剤であるＰＶＤＦ、有機溶剤であるＮＭＰの混合液が用いられうる。なお、塗布液の具体的な種類は、これに限定されるものではない。例えば、黒鉛に代えて、負極活物質としてハードカーボン、チタン酸リチウム（Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12）、シリコン合金、スズ合金などが用いられてもよい。なお、正極材料および負極材料の双方の塗布液において、結着剤としてＰＶＤＦに代えてスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）などが用いられてもよい。
乾燥部４０は、予熱部４１、加熱部４２、および冷却部４３を、搬送経路に沿って直列に有する。基材５は、搬送経路に沿って搬送される過程で、予熱部４１、加熱部４２および冷却部４３の内部を順に通過する。乾燥部４０は、搬送部８０によって搬送される基材５に対して加熱処理を含む処理を施すことで、主面Ｓ１に供給された塗布液を乾燥させる部分である。
予熱部４１、加熱部４２、および冷却部４３は、チャンバー内で給気および排気を行って基材５上の塗布液を乾燥させる点で共通する。以下では、まず加熱部４２について詳細に説明する。その後、予熱部４１および冷却部４３について、加熱部４２との共通部分を省略しつつ説明する。
図２は、加熱部４２の概略的な内部構成を示すＸＺ側面図である。図２では、チャンバー４１０内の気流が矢印によって模式的に表されている。
加熱部４２は、チャンバー４１０の内側に、主として、気体供給部４５、気体供給部５５、吸気部４６および吸気部５６を備える。
チャンバー４１０は、搬送上流側に搬入口４１１が形成され搬送下流側に搬出口４１２が形成された筐体であり、図２では一点鎖線で示されている。搬送経路は、搬入口４１１および搬出口４１２を介してチャンバー４１０内を通過する経路である。チャンバー４１０の長さは特に限定されるものではないが、本実施形態では約３０００ｍｍとしている。また、搬入口４１１および搬出口４１２の大きさも特に限定されるものではないが、本実施形態では搬送経路の上方および下方のそれぞれに約５ｍｍの間隔を確保できる程度（つまり、鉛直方向の大きさが約１０ｍｍ）としている。
チャンバー４１０の内側において、搬送経路の上側には、複数（本実施形態では５個）の気体供給部４５と複数（本実施形態では６個）の吸気部４６とが搬送経路に沿って交互に配置されている。５個の気体供給部４５の下方には、それぞれ整流板４７が配設されている。整流板４７は、搬送経路と平行になるように設けられた板状部材である。整流板４７には、基材５の幅方向（Ｙ方向）に沿って延びるスリット状の給気口が設けられており、該給気口は搬送される基材５の主面Ｓ１に向けて開口している。
気体供給部４５は、導風管３５に連結されており、導風管３５を通じて送給された熱風を整流板４７の給気口から搬送経路の基材５に向けて噴出する。導風管３５の基端側は気体供給源３４に接続されるとともに、先端側は５つに分岐されてそれぞれが気体供給部４５に連通接続されている。５つに分岐された導風管３５のそれぞれには流量調整弁３６が介挿される。気体供給源３４は、ヒータおよび送風機を備えており、加熱した空気を熱風として気体供給部４５に送給する。各気体供給部４５に送給される熱風の流量は対応する各流量調整弁３６によって個別に調整される。そして、導風管３５を通じて気体供給部４５に送給された熱風は、整流板４７の給気口から主面Ｓ１上の塗布液の液膜Ｐ（塗布膜）に向けて噴出される。
また、５個の気体供給部４５に対して６個の吸気部４６が設けられ、Ｘ方向について、隣り合って配置された吸気部４６の間に気体供給部４５が設けられている。各吸気部４６の下面には、基材５の幅方向に沿って延びる吸気口が設けられている。各吸気部４６は、排気管５７を介して排気部５８と連通接続されている。すなわち、排気管５７の基端側が排気部５８に接続されるとともに、先端側は６本に分岐されてそれぞれが吸気部４６に接続される。６本に分岐された排気管５７のそれぞれには流量調整弁９１が介挿される。排気部５８は、吸引用のブロワーを備えており、排気管５７を介して吸気部４６に負圧を付与する。これにより、吸気部４６は、吸気口周辺の雰囲気を吸引して排気管５７へと排出する。各吸気部４６が吸気する流量は対応する各流量調整弁９１によって個別に調整される。
一方、チャンバー４１０の内側において、搬送経路の下側には複数（本実施形態では５個）の気体供給部５５と複数（本実施形態では２個）の吸気部５６とが配置されている。
５個の気体供給部５５のそれぞれは、図示を省略する複数の噴出孔を上側に向けて備えている。気体供給部５５は、導風管５２を介して気体供給源５３と連通接続されている。すなわち、導風管５２の基端側が気体供給源５３に接続されるとともに、先端側は５つに分岐されてそれぞれが気体供給部５５に接続される。５つに分岐された導風管５２のそれぞれには流量調整弁５４が介挿されている。気体供給源５３は、ヒータおよび送風機を備えており、加熱した空気を熱風として気体供給部５５に送給する。各気体供給部５５に送給される熱風の流量は対応する各流量調整弁５４によって個別に調整される。そして、導風管５２を通じて気体供給部５５に送給された熱風は、噴出孔から搬送される基材５の下側主面に向けて噴出される。
また、５個の気体供給部５５に対して２個の吸気部５６が設けられている。各吸気部５６の上面には、基材５の幅方向に沿って延びる吸気口が設けられている。各吸気部５６は、排気管９２を介して排気部９３と連通接続されている。すなわち、排気管９２の基端側が排気部９３に接続されるとともに、先端側は２つに分岐されてそれぞれが吸気部５６に接続される。２つに分岐された排気管９２のそれぞれには流量調整弁９４が介挿されている。排気部９３は、吸引用のブロワーを備えており、排気管９２を介して吸気部５６に負圧を付与する。これにより、吸気部５６は、上端の吸気口周辺の雰囲気を吸引して排気管９２へと排出する。各吸気部５６が吸気する流量は対応する各流量調整弁９４によって個別に調整される。
気体供給部４５が基材５の上方より熱風を吹き付けることによって、基材５の主面Ｓ１に塗工された液膜Ｐが直接的に加熱される。図２に示すように、気体供給部４５から基材５の上面に吹き付けられた熱風は、搬送経路と平行に設けられた整流板４７と基材５との間をＸ方向に沿って流れ、気体供給部４５の両隣に設けられた吸気部４６に回収される。整流板４７と基材５との間を熱風が流れるため、基材５上の液膜Ｐは湿度の少ない熱風と接触し続けることとなり、効率良く液膜Ｐが乾燥される。また、気体供給部５５が基材５の下方より熱風を吹き付けることによって、直接的には基材５が加熱され、その基材５からの熱伝導によって液膜Ｐが加熱される。気体供給部５５から基材５の下面に吹き付けられた熱風は、吸気部５６によって回収される。
また、５個の気体供給部５５が基材５の下方より上方に向けて熱風を吹き付けることは、液膜Ｐを間接的に加熱する働きの他に、熱風の風圧によって基材５を上向きに浮上させる働きがある。このため、チャンバー４１０内に固有のローラを設けなくとも、基材５が大きく撓むことが抑制される。
予熱部４１は、加熱部４２よりも搬送上流側に設けられる。予熱部４１も、加熱部４２と同様に、チャンバー内に気体を供給することで基材５上の液膜Ｐの乾燥を促す。予熱部４１では、例えば、基材５に対して供給される気体の温度が、常温よりも高く加熱部４２で供給される熱風の温度よりも低く設定される。また別の例として、予熱部４１では、特許文献１に記載されるように、基材５が赤外線照射により加熱されてもよい。いずれの場合も、加熱部４２で基材５を加熱することに先立って予熱部４１で基材５を予熱しておくことにより、基材５上の塗布液を表層だけでなく内部まで乾燥させることが可能となる。
冷却部４３は、加熱部４２よりも搬送下流側に設けられる。冷却部４３も、加熱部４２と同様に、チャンバー内に気体を供給することで基材５上の液膜Ｐの乾燥を促す。冷却部４３では、例えば、基材５に対して常温のドライエアが供給される。
ドライエアの供給により基材５が冷却されるが、冷却部４３の内部で基材５が常温まで冷却される必要はない。最終的に巻き取りローラ８９で回収されるタイミングまでに基材５が常温に到達していれば足り、冷却部４３はこの目的を達成するために基材５を特定温度（加熱部４２で加熱された直後より低い温度で且つ常温より高い温度）まで冷却する役割を担う。
そして、乾燥部４０を通過して乾燥工程を施された基材５は、搬送経路に沿って乾燥部４０よりも下流側に設けられた第２搬送要素および第３搬送要素によって搬送される（搬送工程）。
具体的には、乾燥部４０を通過した基材５は、第２ローラ８２および第３ローラ８３を介して搬送された後、巻き取りローラ８９によって回収される。回収された基材５は、基材処理装置１の外部の加工処理部（図示せず）に搬送され、当該加工処理部で所望の大きさに切断された後、電極板として加工される。
制御部９０は、基材処理装置１に設けられた各部の機構を制御しており、そのハードウェア構成は一般的なコンピュータと同様である。すなわち、制御部９０は、各種演算処理を行うＣＰＵ、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭおよび制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気ディスクを備えて構成される。制御部９０のＣＰＵが所定の処理プログラムを実行することによって基材処理装置１における処理が進行する。
＜１．２ 装置サイズと基材５における皺発生との関係＞
ここで、装置サイズと基材５における皺発生との関係を整理する。
上述したように、冷却部４３は、基材５を上記特定温度まで冷却する役割を担うが、基材５を常温まで冷却する役割を担うわけではない。冷却部４３が基材５を常温まで冷却する役割を担うことにすると、搬送方向における冷却部４３のサイズが大型化して、ひいては基材処理装置１のサイズが大型化してしまうからである。
しかし、冷却部４３が基材５を特定温度までしか冷却しない態様では、冷却部４３が基材５を常温まで冷却する他の態様に比べて、基材５に皺が発生しやすくなる。
これは、次のような原理であると考えられる。高温の基材５が冷却される場合、その温度変化に起因して基材５に収縮力が働く。このとき、基材５の延在方向には搬送部８０による張力が付与されているため、基材５は特に幅方向に収縮する。例えば、冷却部４３内のように基材５がフロー搬送されている状況では、基材５に働く収縮力により基材５が撓む。この場合、後の工程で基材５を幅方向に伸ばす力が付与されると、基材５は撓む前の状態に戻りうる。他方、別の例として、常温のローラに基材５が接触して搬送されている状況では、基材５に働く収縮力に対してローラと基材５との間に働く摩擦力が抗い、基材５に皺が生じうる。この場合、後の工程で基材５を幅方向に伸ばす力が付与されたとしても、基材５は撓む前の状態に戻らず、基材５上に折り目が残りうる。
このように、本明細書において、皺とは、その発生後に幅方向に張力を付与しても除去し難い折り目を意味する。皺が発生した基材５は製品段階で不良品となる場合が多く、歩留まりの観点から皺の発生を抑制することが求められる。
また、基材５の冷却による皺の発生は、乾燥部４０より搬送下流側の区間（すなわち、基材５が加熱された後の区間）のうち、特に上流側の箇所（すなわち、基材５が加熱直後で高温状態の箇所）で生じやすい。
以下では、基材搬送処理によって皺の発生を抑制する技術について、詳細に説明する。
＜１．３ 基材搬送処理の詳細＞
図３は、第２ローラ８２および第３ローラ８３の周辺部を模式的に示すＸＺ側面図である。図４は、第２ローラ８２が基材５を搬送する際の様子を模式的に示すＹＺ側面図である。図５は、比較例におけるローラ８２１が基材５を搬送する際の様子を模式的に示すＹＺ側面図である。
なお、図３では、基材５の搬送方向と第２ローラ８２および第３ローラ８３の回転方向とが矢印で示されている。また、図３では、基材５に対する第２ローラ８２および第３ローラ８３の抱き角を表現する扇形領域がそれぞれ細線で示されている。
基材処理装置１は、第２ローラ８２を回転させる駆動部８２０（例えば、モータ）を備える。また、制御部９０は、第２ローラ８２の周速Ｖ２が基材５の搬送速度Ｖよりも速くなるように、駆動部８２０を制御する。ここで、搬送速度Ｖと周速Ｖ２との関係は、例えば、Ｖ＜Ｖ２≦１．０３Ｖに設定される。したがって、具体例として、搬送速度Ｖが１０（ｍ／分）である場合には、１０＜Ｖ２≦１０．３（ｍ／分）となる。なお、第２ローラ８２以外の各搬送要素の搬送速度（具体的には、各ローラの周速）は、基材５の搬送速度Ｖと略同一とされる。例えば、第３ローラ８３の周速は、搬送速度Ｖと略同一である。以下では、このように第２ローラ８２を相対的に速く回転させる制御をドロー制御という場合がある。
これにより、相対的に速く移動する第２ローラ８２の外周面と相対的に遅く移動する基材５の裏面（主面Ｓ１とは反対側の面）との間に、滑りが生じる。このように滑りが生じるのは、第２ローラ８２の外周面付近に第２ローラ８２の回転に伴う空気の境界層が生じ、該境界層が基材５に対して浮力を付与することに起因する、と考えられる。その結果、図４に示されるように、第２ローラ８２は、気体層１００を介して基材５を搬送することになる。
他方、図５に示す比較例では、本実施形態における第２ローラ８２に代えて、搬送速度Ｖと同じ周速で回転するローラ８２１が設けられる場合を想定する。この場合、等速で移動する第２ローラ８２の外周面と基材５の裏面との間に、滑りは生じ難い。また、ローラ８２１の周速が第２ローラ８２の周速Ｖ２に比べて小さいことにより、境界層による基材５への浮力も小さい値になる、と考えられる。その結果、図５に示される比較例では、図４に示される本実施形態の場合に比べてローラ８２１の外周面と基材５の裏面との接触面積が大きい状態で、ローラ８２１が基材５を搬送することになる。
本実施形態では、気体層１００を介して基材５を搬送する第２搬送要素（具体的には、第２ローラ８２）が、乾燥部４０よりも下流側に設けられている。このため、乾燥部４０による加熱後の基材５と常温の第２ローラ８２との接触面積が小さくなり、上記摩擦力も小さくなる。その結果、基材５における皺の発生が抑制される。
ドロー制御を行う場合（図４）では、ドロー制御を行わない場合（図５）に比べて、基材５と第２ローラ８２との接触面積が小さくなる。本明細書ではこのような接触面積の減少により生じる気体の層を気体層１００という。したがって、気体層１００とは、基材５の裏面側全体に形成される層（後述する図７）だけでなく、基材５の裏面側の一部に形成される層（図４）も含む概念である。図４に示される例では、気体層１００が、−Ｙ側における幅の広い部分と＋Ｙ側における幅の狭い部分とを含んで構成される。
また、本実施形態では、第３搬送要素が第２搬送要素よりも搬送経路に沿って下流側に位置する。これにより、皺の発生が特に生じやすい箇所（基材５が加熱された後の区間のうち基材５が加熱された直後の部分）で気体層１００を介して基材５を搬送することができ、皺の発生が効果的に抑制される。
また、本実施形態では、搬送部８０が、交差方向に伸びる軸を中心として回転することで基材５をそれぞれ搬送可能であり且つ搬送経路の一区間内で並んで設けられた複数のローラ（具体的には、第２ローラ８２および第３ローラ８３）を含む。そして、基材５に対する第２ローラ８２の抱き角θ２および基材５に対する第３ローラ８３の抱き角θ３それぞれの抱き角は、閾値（例えば、３０度）以下とされる。さらに、当該一区間の前後における搬送経路の延在方向の角度の差は、第２ローラ８２および第３ローラ８３のそれぞれにおける抱き角の合計値（θ２＋θ３）である。
上述したように、高温の基材５が冷却される場合、その温度変化に起因して基材５に収縮力が働き、基材５に皺が発生しやすい。本実施形態では、乾燥部４０よりも下流側に並設された複数のローラで抱き角を分担することにより、高温の基材５に対する各ローラでの抱き角を小さくすることができ（ひいては、高温の基材５と各ローラとの接触面積を小さくすることができ）、皺の発生が抑制される。
また、本実施形態では、抱き角を分担する搬送要素の集合のうち上流側の搬送要素（すなわち、最も高温の基材５を搬送する要素）が、第２搬送要素である。このため、基材５と搬送要素との温度差に起因して皺の発生が生じやすい箇所で気体層１００を介して基材５を搬送することができ、皺の発生が効果的に抑制される。また、本実施形態では、抱き角を分担する搬送要素の集合のうち下流側の搬送要素（すなわち、相対的に低温の基材５を搬送する要素）が、第３搬送要素である。このため、基材５と搬送要素との温度差が小さい箇所で第３搬送要素が基材５を搬送することになり、第３搬送要素が気体層１００を介さずに基材５を搬送したとしても皺は生じにくい。
また、本実施形態では、第２搬送要素が基材５に対して搬送方向に力を付与する部分である。したがって、本実施形態の態様では、第２ローラ８２に代えて基材５の裏面側に給気して該基材５を支持する浮上支持部を有する比較例の態様（図示せず）に比べて、装置サイズの小型化を実現することができる。この比較例のように冷却部４３の下流側に浮上支持部を設けることは、冷却部４３の搬送方向におけるサイズを拡張していることと同義であり、装置サイズの大型化を招くからである。
＜２ 変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
図６は、変形例に係るローラ８２２を模式的に示す斜視図である。図７は、変形例におけるローラ８２２が基材５を搬送する際の様子を模式的に示すＹＺ側面図である。
ローラ８２２は、円筒状の本体部８２３と、基材５に給気するための給気口が配された外周部８２４と、外周部８２４の給気口と接続された開口を有する内周部８２５と、を有する。なお、図６および図７では、外周部８２４における多数の給気口および内周部８２５における多数の開口がドット模様で表されている。
したがって、図示しない気体供給部からローラ８２２の筒内空間に気体が供給されると、該気体は、内周部８２５における多数の開口から外周部８２４における多数の給気口に向けて流動し、該多数の給気口から基材５の裏面に向けて気体が供給される。このように、ローラ８２２は、給気口が配された外周部８２４および該給気口に接続された給気経路を有する給気ローラとして機能する。
本変形例では、上記実施形態の第２ローラ８２に代えてローラ８２２が基材処理装置１に設けられる。より具体的には、ローラ８２２は、主面Ｓ１に平行であり且つ基材５の搬送方向に交差する交差方向に伸びる軸を中心として回転可能に基材処理装置１に設けられる。そして、ローラ８２２は、図示しない駆動部によって基材５を搬送する向きに回転される。その結果、図７に示されるように、ローラ８２２は、給気により気体層１０１を介して基材５を搬送することになる。この気体層１０１は、上記実施形態の気体層１００とは異なり、基材５の裏面側全体に形成される層である。
本変形例では、ローラ８２２が第２搬送要素として機能することで、乾燥部４０による加熱後の基材５とローラ８２２との接触面積が小さくなり、基材５における皺の発生が抑制される。このように、上記実施形態に係るドロー制御の他にも、種々の機構が第２搬送要素として用いられうる。また、気体層を介して基材５を搬送する原理が異なる複数種類の第２搬送要素（例えば、第２ローラ８２およびローラ８２２）を組み合わせて、基材処理装置１に設けてもよい。
また、本変形例では、給気される気体の温度が、基材５のうちローラ８２２によって搬送される部分の温度よりも低く設定される。この場合、基材５の搬送処理と合わせて基材５の冷却処理も実行でき、装置を小型化することができる。
また、上記実施形態では、第３搬送要素が第２搬送要素よりも搬送下流側に位置する態様について説明したが、第２搬送要素が第３搬送要素よりも搬送下流側に位置する態様でも構わない。
また、上記実施形態では、搬送部８０が搬送経路の一区間内で第２ローラ８２よりも下流側に設けられた第３ローラ８３を含み、第２ローラ８２および第３ローラ８３で基材５に対する抱き角を分担する態様について説明したが、これに限られるものではない。乾燥部４０よりも下流側の一区間内に並設された複数のローラで抱き角を分担する態様として、３つ以上のローラ（例えば、１つの第２ローラ８２および２つ以上の第３ローラ８３）が用いられてもよい。また、ローラ以外の複数の搬送要素を乾燥部４０よりも下流側の一区間内に並設し、これらの搬送要素によって基材５の抱き角を分担してもよい。また、このような分担技術を用いなくても構わない。
また、上記実施形態では、加熱部４２で基材５に加熱処理を施した後に冷却部４３で加熱処理によって加熱された基材５を冷却する冷却処理を施す態様について説明したが、これに限られるものではない。例えば、乾燥部４０が冷却部４３を有さず、冷却処理を施さない態様でも構わない。
また、上記実施形態では、基材５の一方の主面Ｓ１に塗布液が塗工される態様について説明したが、基材５の両主面に塗布液が塗工される態様でも構わない。
また、乾燥処理の対象となる液膜Ｐは上記実施形態の例（リチウムイオン二次電池の電極材料膜）に限定されるものではい。乾燥対象の液膜は、例えば、太陽電池材料の薄膜、電子材料の保護膜、または顔料や接着剤の液膜等であってもよい。
また、基材５の主面Ｓ１への塗布液の供給態様は特に限定されるものではない。上記実施形態のようにスリットノズルを用いて主面Ｓ１に塗布液を供給する態様の他に、例えば、スプレーノズルを用いて基材５の主面Ｓ１に塗布液を供給する態様（いわゆる、スプレー塗布）でもよい。また、上記実施形態のように１つのスリット開口から主面Ｓ１の１つの領域に塗布液を供給する態様の他に、例えば、基材５の幅方向に間隔をあけて設けられた複数のスリット開口から主面Ｓ１上の複数の領域に塗布液を供給する態様（いわゆる、ストライプ塗布）でもよい。
また、搬送部８０が有する搬送要素の種類、搬送要素の個数および配置については、上記各実施形態の例に限定されるものではなく、必要に応じて適宜に変更することができる。
以上、実施形態およびその変形例に係る基材処理装置および基材処理方法について説明したが、これらは本発明に好ましい実施形態の例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。本発明は、その発明の範囲内において、各実施形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施形態において任意の構成要素の増減が可能である。
１ 基材処理装置
５ 基材
１１ 塗工ノズル
４０ 乾燥部
４１ 予熱部
４２ 加熱部
４３ 冷却部
８０ 搬送部
８１ 第１ローラ
８２ 第２ローラ
８３ 第３ローラ
９０ 制御部
１００、１０１ 気体層
８２０ 駆動部
８２１、８２２ ローラ
Ｓ１ 主面
Ｖ 搬送速度
Ｖ２ 周速

Claims (7)

  1. 主面に塗布液が供給された基材を搬送経路に沿って搬送する搬送部と、
    前記搬送部によって搬送される前記基材に対して加熱処理を含む処理を施すことで、前記主面に供給された前記塗布液を乾燥させる乾燥部と、
    を備え、
    前記搬送部は、
    前記搬送経路に沿って前記乾燥部よりも上流側に設けられており且つ前記基材を搬送する第１搬送要素と、
    前記搬送経路に沿って前記乾燥部よりも下流側に設けられており且つ気体層を介して前記基材を搬送する第２搬送要素と、
    を有し、
    前記搬送部による、前記乾燥部における前記基材の搬送方向と前記乾燥部よりも下流側における前記基材の搬送方向とが異なり、
    前記第２搬送要素は、前記基材に対する抱き角を有しつつ前記基材を搬送し、
    前記第２搬送要素は、前記主面に平行であり且つ前記基材の搬送方向に交差する交差方向に伸びる軸を中心として回転可能なローラを含み、
    前記ローラの周速が前記搬送部によって搬送される前記基材の搬送速度よりも速くなるように、前記ローラを回転させる駆動部、
    をさらに備える、基材処理装置。
  2. 請求項１に記載の基材処理装置であって、
    前記搬送部は、
    前記搬送経路に沿って前記乾燥部よりも下流側に設けられており且つ前記基材との接触面積が前記第２搬送要素の場合よりも大きい第３搬送要素、
    をさらに有し、
    前記第３搬送要素は、前記第２搬送要素よりも前記搬送経路に沿って下流側に位置する、基材処理装置。
  3. 請求項１または請求項２に記載の基材処理装置であって、
    前記搬送部が、前記乾燥部よりも下流側において、前記主面に平行であり且つ前記基材の搬送方向に交差する交差方向に伸びる軸を中心として回転することで前記基材をそれぞれ搬送可能であり且つ前記搬送経路の一区間内で並んで設けられた複数のローラを含み、
    前記一区間の前後における前記搬送経路の延在方向の角度の差は、前記複数のローラの前記基材に対する抱き角の合計値である、基材処理装置。
  4. 請求項１から請求項３のいずれか１つの請求項に記載の基材処理装置であって、
    前記第２搬送要素は、前記主面に平行であり且つ前記基材の搬送方向に交差する交差方向に伸びる軸を中心として回転可能であり、給気口が配された外周部および該給気口に接続された給気経路を有する給気ローラを含み、
    前記給気経路に気体を供給する気体供給部、
    をさらに備える、基材処理装置。
  5. 請求項４に記載の基材処理装置であって、
    前記気体の温度は、前記基材のうち前記給気ローラによって搬送される部分の温度よりも低い、基材処理装置。
  6. 請求項１から請求項５のいずれか１つの請求項に記載の基材処理装置であって、
    前記乾燥部は、前記搬送部によって搬送される前記基材に対して前記加熱処理を施した後に、前記加熱処理によって加熱された前記基材を冷却する冷却処理を施して、前記主面に供給された塗布液を乾燥する、基材処理装置。
  7. 主面に塗布液が供給された基材に対して加熱処理を含む処理を施すことで、前記主面に供給された前記塗布液を乾燥させる乾燥工程と、
    前記乾燥工程における処理が施された前記基材を、搬送要素によって気体層を介して搬送する搬送工程と、
    を有し、
    前記乾燥工程における前記基材の搬送方向と、前記乾燥工程よりも後の工程における前記基材の搬送方向とが異なり、
    前記搬送要素は、前記基材に対する抱き角を有しつつ前記基材を搬送し、
    前記搬送要素は、前記主面に平行であり且つ前記基材の搬送方向に交差する交差方向に伸びる軸を中心として回転可能なローラを含み、
    前記ローラの周速が搬送される前記基材の搬送速度よりも速くなるように、前記ローラを回転させる、
    基材処理方法。
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