JP6931849B2 - 塗工方法および塗工装置 - Google Patents

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Description

本発明は、リチウムイオン二次電池の電池極板などの製造に使用される塗工方法に関するものである。
電池極板は、ロールｔｏロールにて搬送される基材に対して、活物質と、バインダーと、増粘剤と、溶媒とを含んでなる塗工液を、ダイ先端から吐出することで均一な厚みの塗膜を形成し、それらを乾燥させることで製造される。
電池極板は、正極極板と負極極板とに大別される。電池は、セパレータを介してそれぞれの極板を挟み、巻回または積層させて缶内に電解液とともに封入させることにより構成されている。特に近年は車載用電池としての普及が進む中で、電池の高容量化および安全性が課題となっており、均一な厚みかつ高密度な塗膜を有する極板をいかに製造するかが重要となっている。
電池の高容量化を実現するためには、基材の使用量を削減しつつ活物質の量を増やす必要がある。そのためには基材の両面に塗膜を形成する必要がある。また低価格化が進行する中で、いかに生産性を高めるかが課題であり、様々な技術が開発されている。
従来では、例えばロールｔｏロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ）にて搬送される基材の一方の面に対して基材をバックアップロールにより支持しながら塗膜を形成し、これを乾燥炉にて乾燥させた後に基材を反転させて、基材の他方の面に対して基材をバックアップロールにより支持しながら塗膜を形成し、これを乾燥炉にて乾燥する方法が提案されている。
この方法により塗膜を安定的に製造できるものの、乾燥工程が２箇所必要になることや、基材の前記他方の面に塗膜を形成する際に面をひっくり返す必要があるため、設備コストが大きくなる、工程が長くなる、スペースが必要になるなどの問題があり、生産性が限られている。
上記課題を解決する方法として特許文献１には、基材の両面に対してスリットダイ吐出口をそれぞれ対向させて、それぞれのスリットダイから塗工液を同時に吐出させながら基材の両面に塗膜を形成し、更に基材の両面を同時に乾燥させる方法が提案されている。
特許文献２には、基材の一方の面（上面）に対して基材をバックアップロールにより支持しながらスリットダイにより塗膜を形成し、その基材を水平方向に搬送させ、基材の他方の面（下面）に対して鉛直上方に吐出口を有したスリットダイを設置し、基材の下面に塗膜を形成することで基材両面に極板を一括で形成する方法が提案されている。
特許４３５４５９８号 ＷＯ２０１１／００１６４８
しかしながら特許文献１の方法では、スリットダイごとに吐出圧力が異なる場合は基材位置がその影響を受け易く、基材の一方の面と他方の面の塗工液の塗布厚みに差異が生じるという課題がある。
また特許文献２の方法では、連続的に塗膜を形成するには適しているものの、
基材の長手方向に間欠的に塗膜を形成する場合には、下面塗工部と下面塗工部の間に形成されて基材の表面が露出している下面未塗工部の区間において、塗工液がスリットダイ内部に引く際の表面張力によって基材がスリットダイの側に引き込まれ易いことから、スリットダイと基材間の距離、つまり、塗工ギャップが安定せず、下面塗工部の終端の形状が悪化する。具体的を図１１に示す。
図１１は基材３の下面に間欠的に塗工された下面塗工部４，４と、この下面塗工部４の終端４０と下面塗工部４の始端４１の間に形成された下面未塗工部１８を示している。基材３は搬送方向９に搬送されている。下面塗工部４の終端４０になったときにスリットダイへの塗工液の供給を停止しても、スリットダイから基材３には塗工液を引き連れながら徐々に塗工液供給が停止するので、塗膜の終端４０の形状が円弧状になって、下面塗工部４の終端４０の直線性が悪化する。
本発明は、スリットダイを用いて基材に塗工液を間欠的にかつ均一な厚みにて塗工しながら、下面塗工部の終端の直線性が良好な塗膜を形成できる塗工方法を提供することを目的とする。
本発明の塗工方法は、基材を移送しながら、吐出口が前記基材の下面に対向するスリットダイへの塗工液の供給をオン−オフして、前記基材の下面に塗膜が形成された下面塗工部と、前記下面塗工部の終端と前記下面塗工部の始端の間に前記基材の下面が露出した下面未塗工部を繰り返し形成する塗工方法であって、前記スリットダイへの塗工液の供給終了前から供給再開時の間の特定期間に、前記基材の前記下面と前記スリットダイの吐出口との間の距離を一時的にそれまでの距離よりも拡大させる、ことを特徴とする。
この構成によると、塗工液を間欠的に形成した下面塗工部の終端の直線性が良好になる。
本発明の塗工方法は、基材を移送しながら、吐出口が前記基材の上面に対向するスリットダイによって前記基材の上面に塗膜が形成された上面塗工部を形成し、基材を移送しながら、吐出口が前記基材の下面に対向するスリットダイへの塗工液の供給をオン−オフして、前記基材の下面に塗膜が形成された下面塗工部と、前記下面塗工部の終端と前記下面塗工部の始端の間に前記基材の下面が露出した下面未塗工部を繰り返し形成する塗工方法であって、前記スリットダイへの塗工液の塗工液の供給終了前から供給再開時の間の特定期間に、前記基材の前記下面と前記スリットダイの吐出口との間の距離を一時的にそれまでの距離よりも拡大させる、ことを特徴とする。
この構成によると、塗工液を間欠的に形成した下面塗工部の終端の直線性が良好になる。
また、前記基材の前記下面の前記スリットダイよりも上流側に圧縮気体を吹き付けて、前記基材の前記下面と前記スリットダイの吐出口との間の距離を一時的にそれまでの距離よりも拡大させることが好ましい。この構成によると、基材の位置を瞬時に変化させることができ、また圧縮気体の圧力を制御することで基材の変位量も制御できることから、簡単な機構で実現できる利点がある。
また、前記基材の前記下面で前記基材の幅方向中央部に選択的に圧縮気体を吹き付けて、前記基材の前記下面と前記スリットダイの吐出口との間の距離を一時的にそれまでの距離よりも拡大させることが好ましい。この構成によると、下面塗工部の終端の直線性を高めることができる。その理由は、下面塗工部の終端の直前においては、塗膜および基材の重量により基材中央部が鉛直下方に窪んだ形状になっており、そのままの状態では塗工間隙の広い基材幅方向端部から徐々に間欠されていくため、前記下面塗工部の直線性が悪化する。そこに基材の幅方向の中央部に最初に選択的に圧縮気体を吹き付けることにより、基材中央部の位置を鉛直上方に、しかも少ない圧縮気体にて変位させることが可能になり、前記下面塗工部の終端の直線性が高まる。
また、前記基材の前記下面に、前記基材の形状が前記スリットダイの吐出口に対して平行になるよう前記基材の幅方向中央部から幅方向外側に向かって圧縮気体を順次吹き付けて、前記基材の前記下面と前記スリットダイの吐出口との間の距離を一時的にそれまでの距離よりも拡大させることが好ましい。この構成によると、基材の変位をより緻密に制御できるため、下面塗工部の終端の直線性が更に高まる。
また、前記基材の前記下面への圧縮気体の吹き付け期間が、前記スリットダイへの塗工液の供給終了前から供給再開前の期間であることが好ましい。この構成によると、間欠動作を開始するタイミングには既に基材形状が補正されている状態にできることから、前記下面塗工部の終端の直線性を高めながら、下面塗工部と下面塗工部の間に形成されて基材の表面が露出している下面未塗工部の搬送方向の寸法を一定に保つことができる。
また、前記基材の前記下面への圧縮気体の吹き付ける時に、スリットダイの吐出口から基材の表面までの距離が、最初に大きく基材最大変位Ｈ２に変位し、次にＨ２＞Ｈ３の関係にある距離Ｈ３に変位し、その後に距離Ｈ３より小さい値に変位することが好ましい。この構成によると、瞬時に基材の形状を補正し、かつ一定形状にて保持できることから、間欠動作を俊敏に行うことができる。
また、前記基材の前記下面に前記基材の幅方向に伸びる支持部材を前記スリットダイよりも上流側に当接させ、前記基材の前記下面に当接した前記支持部材を上下動させて、前記基材の前記下面と前記スリットダイの吐出口との間の距離を一時的にそれまでの距離よりも拡大させることが好ましい。
本発明の塗工装置は、吐出口が基材の下面に対向するスリットダイと、前記スリットダイへの塗工液の供給をオン−オフする塗工液供給制御部と、前記スリットダイへの塗工液の供給終了前から供給再開時の間の特定期間に、前記基材の前記下面と前記スリットダイの吐出口との間の距離を一時的にそれまでの距離よりも拡大させる基材高さ変更装置とを設けたことを特徴とする。この構成によると、下面塗工部の終端の直線性が良好になる。
また、本発明の塗工装置の前記基材高さ変更装置は、前記基材の前記下面の前記スリットダイよりも上流側に圧縮気体を吹き付けて、前記基材の前記下面と前記スリットダイの吐出口との間の距離を一時的にそれまでの距離よりも拡大させるように構成することが好ましい。
また、本発明の塗工装置の前記基材高さ変更装置は、前記基材の前記下面に、前記基材の形状が前記スリットダイの吐出口に対して平行になるよう前記基材の幅方向中央部から幅方向外側に向かって圧縮気体を順次吹き付けて、前記基材の前記下面と前記スリットダイの吐出口との間の距離を一時的にそれまでの距離よりも拡大させるように構成することが好ましい。
また、本発明の塗工装置の前記基材高さ変更装置は、前記基材の前記下面への圧縮気体の吹き付け期間が、前記スリットダイへの塗工液の供給終了前から供給再開前の期間であるように構成することが好ましい。
また、本発明の塗工装置は、吐出口が基材の上面に対向する第２スリットダイと、前記第２スリットダイへの塗工液の供給をオン−オフする第２塗工液供給制御部とを更に設けることが好ましい。
この構成によると、前記スリットダイへの塗工液の供給終了前から供給再開時の間の特定期間に、前記基材の前記下面と前記スリットダイの吐出口との間の距離を一時的にそれまでの距離よりも拡大させることによって、下面塗工部の終端の直線性を良好にすることができ、塗膜を均一な膜厚で形状が良好な電池極板などを製造することができる。
本発明の実施の形態１の塗工装置の構成図 従来例において、（ａ）下面塗工部４を塗工中の搬送方向に沿った断面図と基材３の下面の平面図と、（ｂ）バルブを閉じて塗工を停止する際に基材がスリットダイ吐出口に引き込まれて鉛直下方に変位する様子を示す搬送方向に沿った断面図と基材３の下面の平面図と、（ｃ）塗工液がスリットダイから離脱すると同時に、基材３が鉛直上方に変位する様子を示す搬送方向に沿った断面図と基材３の下面の平面図と、（ｄ）基材３に再び塗工液を塗工する様子を示す搬送方向に沿った断面図と基材３の下面の平面図 同実施の形態において、（ａ）下面塗工部４を塗工中の搬送方向に沿った断面図と基材３の下面の平面図と、（ｂ）バルブを閉じて塗工を停止する際に基材３の鉛直下方より圧縮気体を鉛直上方に向けて吹き付けることで基材の変位を抑制する様子を示す搬送方向に沿った断面図と基材３の下面の平面図と、（ｃ）塗工液がスリットダイ１から離脱しても、基材が変位せず安定している様子を示す搬送方向に沿った断面図と基材３の下面の平面図と、（ｄ）基材３に再び塗工液を塗工する様子を示す搬送方向に沿った断面図と基材３の下面の平面図 同実施の形態において、塗工液の供給のオンオフと圧縮気体のオンオフおよび基材３の高さの関係を示すタイミング図 スリットダイ１の設置角度の例を示す図 下面塗工部４の終端の直線性が悪い事例を示す（ａ）基材３の幅方向に沿った断面図と（ｂ）基材３の下面の平面図 下面塗工部４の終端の直線性が良い事例を示す（ａ）基材３の幅方向に沿った断面図と（ｂ）基材３の下面の平面図 実施例１における塗工液の供給のオンオフと圧縮気体のオンオフおよび基材３の高さの関係を示すタイミング図 （ａ）比較例１における直線性が悪い結果を示す説明図と（ｂ）実施例１における直線性が良好な結果を示す説明図 本発明の実施の形態２の塗工装置の構成図 従来の下面塗工部４の終端４０の形状を示す平面図
（実施の形態１）
以下に、本発明の実施の形態１を図１〜図９に基づいて説明する。
図１は、基材３の下面に、下面塗工部４を、基材３の長手方向に間欠形成した電池極板を製造する塗工装置１００を示す。ロールｔｏロールにて搬送される基材３は、巻出機（図示せず）より供給されて搬送ロール７を経由して水平方向に搬送方向９に搬送され、搬送ロール７の下流側で基材３に対して鉛直下方に配置されたスリットダイ１によって、下面塗工部４を形成した後に、乾燥装置１６で乾燥して巻取機（図示せず）にて回収される。
下面塗工部４の間には、基材３の下面が露出した下面未塗工部１８が形成されている。スリットダイ１には、タンク１０とポンプ１１とバルブ１２が直列に接続されており、塗工液を定量供給することで、スリットダイ１の吐出口より定量吐出され、均一な厚みの下面塗工部４を形成している。タンク１０とポンプ１１およびバルブ１２によって、スリットダイ１への塗工液の供給をオン−オフする塗工液供給制御部１７が構成されている。
基材３の下面とスリットダイ１の吐出口との間には、塗工ギャップが形成されている。用いられる塗工液の特性によっても異なるが、一般的には、０．０１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下程度の塗工ギャップが形成されている。塗工液は、活物質と、バインダーと、増粘剤と、溶媒とを含んでいる。
ポンプ１１は、定量的かつ連続的に塗工液をスリットダイ１に供給する必要があり、例えば、スクリューポンプやダイアフラムポンプなどがあるが、脈動を考慮してスクリューポンプが選択されることが多い。
バルブ１２は、詳細には図示しないが、リザーバとバルブ部を備えており、ポンプ１１から供給された塗工液が、流路を通ってリザーバに入った後に、流路を通ってバルブ部に向かい、その後、流路が２分岐されて排出される構造をしている。バルブ１２からは、スリットダイ１に向かう流路と、タンク１０に向かう流路に分岐されており、ポンプ１１は連続的かつ定量的に塗工液を送りながら、バルブ１２のバルブ部をエアシリンダーなどにより切り替えることによって、間欠時にはスリットダイ１側に向かう塗工液をタンク１０側へ循環させ、間欠塗工を実現することができる。
タンク１０内には塗工液が常温常圧化にて常時充填されており、ポンプ１１に供給される。ポンプ１１からの塗工液供給量にもよるが、特に沈降しやすい塗工液を使用する場合は、図示しないミキサーなどで常時撹拌しておくことが望ましい。
基材３の鉛直下方でスリットダイ１の搬送方向９に対して上流側に、基材３の下面とスリットダイ１の吐出口との間の距離を一時的にそれまでの距離よりも拡大させる基材高さ変更装置８が配置されている。
基材高さ変更装置８の詳細な説明に先立って、下面塗工部４を間欠的に形成する場合に、
下面塗工部４の終端４０の直線性Ｌが悪化する原理を、図２に基づいて説明する。図２（ａ）〜（ｄ）のそれぞれは上方に側面図、下方には基材３の下面の平面図を示す。
図２（ａ）に示すように、基材３に対して鉛直下方に設置したスリットダイ１に塗工液を供給して塗工する状態から、塗工液の供給を停止すると、図２（ｂ）に示すように、塗工液の表面張力により基材３にはスリットダイ１の吐出口側に引き込まれる方向に力が働くことから、基材３が鉛直下方に変位する。
すると基材３とスリットダイ１の吐出口間の空間が狭まることから、塗工液がスリットダイ１の吐出口から離脱しづらくなり、液切れ不良が発生する。これが下面塗工部４の終端４０の直線性Ｌの悪化である。
時間の経過とともに塗工液は図２（ｃ）に示すように、スリットダイ１の内部に完全に戻ることから、基材３はスリットダイ１から離脱して鉛直上方に変位し、元の位置に戻る。そして、図２（ｄ）に示すように、塗工液の供給を再開することで、次の下面塗工部４の塗工が開始される。
この実施の形態１の基材高さ変更装置８によると、図２（ｂ）で説明した基材３がスリットダイ１の吐出口側に引き込まれて鉛直下方に変位する現象の発生を低減できる。基材高さ変更装置８の原理を図３に基づいて説明する。図３（ａ）〜（ｄ）のそれぞれは上方に側面図、下方には基材３の下面の平面図を示す。
図３（ａ）に示すように、基材３に対して鉛直下方に設置したスリットダイ１に塗工液を供給して塗工する状態から、塗工液の供給を停止すると同時またはそれより早いタイミングで、図３（ｂ）に示すように、基材高さ変更装置８によって基材３を鉛直上方に変位させることにより、図３（ｃ）に示すように塗工液と基材３を強制的に引き剥がす。その後、基材３が元の状態に復帰した後に、図３（ｄ）に示すように、塗工液の供給を再開することで、次の下面塗工部４の塗工を開始する。
基材高さ変更装置８は、例えば、吐出口の先端が基材３の下面と対向するように配置されたノズルによって、圧縮気体としての圧縮空気を基材３の下面に吹き付けることで容易に実現可能である。
吹き付ける圧縮空気の圧力は、基材３の張力や重量、塗工速度などにも依存するが、例えば、０．０５ＭＰａ以上０．５ＭＰａ以下程度の圧力を加えることで、基材３を鉛直上方に容易に変位させることが可能である。
つまり、通常の工場エアーに、レギュレータなど圧力を微調整可能な機構を付与して圧力調整をしながら使用すれば良い。前記ノズルは、樹脂製または金属製で、圧縮空気の圧力に対して形状を保持できるものを使用する。前記ノズルの形状に制限はないが、例えば、直径１ｍｍ程度の円筒を基材３の幅方向に一定間隔で並べるなどしても良い。さらに前記ノズルの吐出口の開閉を個別に制御できるようにすることにより、基材３の幅方向への圧縮空気の吹き付け幅や吹き付けタイミングを制御できるため、基材３の形状をより緻密に制御することが可能となり、下面塗工部４の終端４０の直線性Ｌをより良化できる。
間欠塗工動作と圧縮空気吹き付け動作および基材３の鉛直方向変位の時間経過を図４に示す。Ｔ１は、塗工液がタンク１０からポンプ１１およびバルブ１２を通り、スリットダイ１に供給されて基材３へ塗工されている塗工時間を表している。Ｔ２は、塗工液がタンク１０からポンプ１１およびバルブ１２を通り、タンク１０へ循環している未塗工時間を表している。
圧縮空気吹き付け動作において、Ｔ３は、スリットダイ１に塗工液の供給を停止する時間よりどの程度早く圧縮空気の基材３への吹き付けを開始するかを示す圧縮空気吹き付け重ね時間である。Ｔ４は、基材３に圧縮空気の吹き付けを持続している圧縮空気吹き付け時間である。
塗膜を間欠塗工する時の基材３の鉛直方向変位は、図４に示すような時間経過を経ることが好ましい。Ｈ２は、圧縮空気を基材３に吹き付け始めてから基材３が鉛直上方に変位し終わるまでの期間の基材３の基材最大変位を示す。基材最大変位Ｈ２は基材３と塗工液が接続されている期間であり、このように十分な変位を基材３に与えることで、基材３と塗工液を確実に引き剥がすことが可能になる。Ｈ３は、基材最大変位Ｈ２から一定時間が経過して、定常状態になった時の基材３の基材定常変位を表している。基材定常変位Ｈ３は基材３と塗工液が引き剥がされた状態から再び接触しないよう一定距離を保持するために必要であり、基材定常変位Ｈ３を基材最大変位Ｈ２より変位を小さくすることにより、基材３の振動を抑制できる利点がある。
図５に示すように、スリットダイ１は基材３に対して必ずしも垂直に設置される必要はなく、基材３の搬送方向にスリットダイの吐出口が、例えばθが１°以上１０°以下程度向くよう角度を設けることで、基材３に吐出圧力を直接に与えず、基材３の変位を抑制できることや、下面塗工部４の終端の塗工液の切れを良化させることができるなどの利点がある。
次に圧縮空気の吹き付けの具体例を説明する。
図６（ａ）は搬送方向９の下手側から見た基材３の断面図、図６（ｂ）はその時の基材３と下面塗工部４の平面図を示す。図６（ａ）に示すように、基材３の幅方向形状は、基材３の重量によって中心が鉛直下方に変位するよう撓むことが一般的である。そのため、基材中心部の基材たわみＨ１が大きい箇所に圧縮空気を選択的に多く吹き付けることによって、少ない圧縮空気の流量にて前記基材形状を図７（ａ）に示すような鉛直方向の基材たわみＨ１を小さい状態に矯正することが可能となる。図７（ｂ）は基材３の下面の平面図を示す。このときの圧縮空気は前記ノズルより基材３の形状が常にスリットダイ１の吐出口に対して平行に近づくよう基材３の幅方向の中央部から吹き付けることが好ましい。
またさらに、基材３の中心部から圧縮空気を吹き付け、その後に基材３の幅方向外側に向かって徐々に時間を遅らせながら圧縮空気を吹き付けるよう、前記ノズルにより制御することで、より基材形状を緻密に制御することが可能となる。
また別の形状として、筒状のノズルではなくて、例えば、２枚の板を基材３の幅方向に１ｍｍ程度離して設置し、スリットを形成しても良い。
上記では基材高さ変更装置８の具体的な構成として、前記ノズルより圧縮空気を基材３に吹き付ける方法について述べたが、基材高さ変更装置８の別の具体例としては次の構成を挙げることができる。
その基材高さ変更装置８とは、基材３の下面に基材３の幅方向に伸びる支持部材としての例えば図７（ａ）に仮想線で示すように、スリットダイ１に対して幅方向に平行に、基材３の幅よりも長い円筒１９を設置して、この円筒１９をモータによって上下動させて、スリットダイ１よりも上流側の基材３の下面に円筒１９を当接させるものである。上昇する円筒１９によって基材３を持ち上げて、基材３の下面とスリットダイ１の吐出口との間の距離を一時的にそれまでの距離よりも拡大させる。上下動させるタイミングやその高さ量の制御は、圧縮空気による場合のタイミングやその高さ量と同じである。
− 実施例 −
図１に示す実施形態において、実施した結果を下記実施例１から実施例７に示す。また本発明を使用しない従来例を比較例１に示す。
本実施例を実施するにあたり、共通条件を以下に記載する。スリットダイ１は、ステンレス鋼材ＳＵＳ４３０製で、上流側ブロックの先端幅１ｍｍ、下流側ブロックの先端幅１ｍｍ、前記ブロック間の間隙０．５ｍｍのものを使用した。スリットダイ１の設置条件はダイ角度を５度に傾け、基材３とスリットダイ１の頂点は水平に搬送する基材３に接触している。基材３は日本電解株式会社製の電解銅箔ＹＢ−１０（厚み０．０１ｍｍ）を幅６０ｍｍにスリットして使用した。塗工液はＢ型粘度計で回転速度毎分２０回転の条件にて測定した粘度６０００ｃＰ程度のスラリーを使用した。スラリーは兵神装備株式会社製のモーノポンプにて毎分１０ｇにて送液し、スリットダイ１から幅６０ｍｍにて吐出して塗膜形成を行った。基材搬送速度は毎分１ｍで、張力は１０Ｎである。
本実施例を実施するにあたり、塗工動作と圧縮空気の吹き付け動作、および基材変位の時間経過を図８に示す。共通条件として、塗工時間Ｔ１は５秒、未塗工時間Ｔ２は１秒である。
なお、圧縮空気を基材３に吹き付ける基材高さ変更装置８としての前記ノズルは、スリットダイから上流側に５ｍｍの場所に基材３から１ｍｍの空間を空けて角度４５度で設置した。
評価は、基材を鉛直方向に変位させる際の変位および直線性の２項目を評価し、良否を判定した。基材３の鉛直方向変位は、レーザ変位計（ＬＫ−Ｇ３０、株式会社キーエンス製）にて測定し、また下面塗工部４の終端の直線性は、幅方向３点（両端および中心）の塗布長を測定し、その最大値と最小値の差で定義した。以下に、本発明における実施形態の中のごく一部であるが、本発明における実施例を記載する。
（ 実施例１ ）
この実施例１は、塗工液の供給停止と同時に圧縮空気の吹き付けを開始して、塗工液の供給再開と同時に圧縮空気の吹き付けを終了する場合である。吹き付ける圧縮空気の圧力は０．４ＭＰａ、吹き付け重ね時間Ｔ３は０秒、吹き付け時間Ｔ４は１秒にて、間欠塗工検証を実施した。基材最大変位Ｈ２＝０．９ｍｍ、基材定常変位Ｈ３＝０．６ｍｍ、下面塗工部４の終端４０の直線性Ｌは０．５ｍｍと良好であった。圧縮空気を基材３に吹付けた際の基材３の変位を図８に示す。圧縮空気の吹き付けとともに基材３が鉛直上方に０．９ｍｍ変位し、下面塗工部４の終端４０の塗工形状を図９（ｂ）に示す。後述する比較例１の場合の図９（ａ）と比べて下面塗工部４の終端４０の直線性Ｌが大幅に改善されていることが理解できる。
（ 実施例２ ）
この実施例２は、塗工液の供給停止と同時に圧縮空気の吹き付けを開始して、塗工液の供給再開と同時に圧縮空気の吹き付けを終了する場合である。吹き付ける圧縮空気の圧力は０．２ＭＰａ、吹き付け重ね時間Ｔ３は０秒、吹き付け時間Ｔ４は１秒にて、間欠塗工検証を実施した。基材最大変位Ｈ２＝０．５ｍｍ、基材定常変位Ｈ３＝０．４ｍｍ、下面塗工部４の終端４０の直線性Ｌは１．０ｍｍと良好であった。
なお、下面塗工部４の終端４０の塗工形状は見た目が実施例１とほぼ同等の仕上がりになった。
（ 実施例３ ）
この実施例３は、塗工液の供給停止と同時に圧縮空気の吹き付けを開始して、塗工液の供給再開の前に圧縮空気の吹き付けを終了する場合である。吹き付ける圧縮空気の圧力は０．４ＭＰａ、吹き付け重ね時間Ｔ３は０秒、吹き付け時間Ｔ４は０．１秒にて、間欠塗工検証を実施した。基材最大変位Ｈ２＝０．９ｍｍ、基材定常変位Ｈ３＝０．６ｍｍ、下面塗工部４の終端４０の直線性Ｌは１．０ｍｍと良好であった。なお、下面塗工部４の終端４０の塗工形状は見た目が実施例１とほぼ同等の仕上がりになった。
このことから、圧縮空気の吹き付け時間が短時間であっても、一度基材と塗工液を完全に引き離してしまえば、直線性Ｌが改善可能であることが理解できる。
（ 実施例４ ）
この実施例４は、塗工液の供給停止と同時に圧縮空気の吹き付けを開始して、塗工液の供給再開と同時に圧縮空気の吹き付けを終了する場合である。吹き付ける圧縮空気の圧力は０．４ＭＰａ、吹き付け重ね時間Ｔ３は０秒、吹き付け時間Ｔ４は１秒にて、間欠塗工検証を実施した。なお本実施例は圧縮空気を基材の幅方向中心３０ｍｍに選択的に吹き付けた。基材最大変位Ｈ２＝０．９ｍｍ、基材定常変位Ｈ３＝０．６ｍｍ、下面塗工部４の終端４０の直線性Ｌは０．３ｍｍと良好であった。なお、下面塗工部４の終端４０の塗工形状は見た目が実施例１とほぼ同等の仕上がりになった。
（ 実施例５ ）
この実施例５は、塗工液の供給停止と同時に圧縮空気の吹き付けを開始して、塗工液の供給再開と同時に圧縮空気の吹き付けを終了する場合である。吹き付ける圧縮空気の圧力は０．４ＭＰａ、吹き付け重ね時間Ｔ３は０秒、吹き付け時間Ｔ４は１秒にて、間欠塗工検証を実施した。なお本実施例は圧縮空気を基材の幅方向６０ｍｍに、中心から両端に向かって計０．５秒でノズル穴が開くよう、制御して吹き付けた。基材最大変位Ｈ２＝０．９ｍｍ、基材定常変位Ｈ３＝０．６ｍｍ、下面塗工部４の終端４０の直線性Ｌは０．１ｍｍと良好であった。なお、下面塗工部４の終端４０の塗工形状は見た目が実施例１とほぼ同等の仕上がりになった。
（ 実施例６ ）
この実施例６は、塗工液の供給停止より前に圧縮空気の吹き付けを開始して、塗工液の供給再開より前に圧縮空気の吹き付けを終了する場合である。吹き付ける圧縮空気の圧力は０．４ＭＰａ、吹き付け重ね時間Ｔ３は０．１秒、吹き付け時間Ｔ４は１秒にて、間欠塗工検証を実施した。基材最大変位Ｈ２＝０．９ｍｍ、基材定常変位Ｈ３＝０．６ｍｍ、下面塗工部４の終端４０の直線性Ｌは０．１ｍｍと良好であった。なお、下面塗工部４の終端４０の塗工形状は見た目が実施例１とほぼ同等の仕上がりになった。
（ 実施例７ ）
この実施例７は塗工液の供給停止より前に圧縮空気の吹き付けを開始して塗工液の供給再開と同時に圧縮空気の吹き付けを終了する場合である。吹き付ける圧縮空気の圧力は０．４ＭＰａ、吹き付け重ね時間Ｔ３は０．１秒、吹き付け時間Ｔ４は１．１秒にて、間欠塗工検証を実施した。基材最大変位Ｈ２＝０．９ｍｍ、基材定常変位Ｈ３＝０．６ｍｍ、下面塗工部４の終端４０の直線性Ｌは０．１ｍｍと良好であった。なお、下面塗工部４の終端４０の塗工形状は見た目が実施例１とほぼ同等の仕上がりになった。
（ 実施例８ ）
直径８ｍｍのステンレス鋼材ＳＵＳ３０３製の円柱の片側にサーボモータにて上下動可能な機構を付与し、間欠塗工検証を実施した。上昇速度は毎秒１０ｍｍ、保持時間は１秒、下降速度は毎秒８ｍｍである。基材最大変位Ｈ２＝１．０ｍｍ、基材定常変位Ｈ３＝０．８ｍｍ、下面塗工部４の終端４０の直線性Ｌは１．５ｍｍと良好であった。なお、下面塗工部４の終端４０の塗工形状は見た目が実施例１とほぼ同等の仕上がりになった。
表１に上記実施例１〜実施例８の結果をまとめて示す。なお、この各実施例と下記の比較例１と比較した。
− 比較例１ −
基材３を変位させる機構を用いず、従来方法で間欠塗工を実施した。下面塗工部４の終端４０の直線性Ｌは１７ｍｍとなり、非常に悪い直線性を示した。下面塗工部４の終端４０の塗工形状を図９（ａ）に示す。
Figure 0006931849
 （実施の形態２）
次に本発明における実施の形態２について説明する。
図１０は、基材３の下面に、スリットダイ１によって下面塗工部４を基材３の長手方向に間欠形成すると共に、基材３の上面に、スリットダイ２によって上面塗工部５を基材３の長手方向に間欠形成した電池極板を製造する塗工装置１００を示す。
塗工装置１００は、巻出機（図示しない）より供給される基材３をバックアップロール６から搬送ロール７の順で搬送され、搬送ロール７以降は水平方向に搬送される。バックアップロール６と対向するようにスリットダイ２が空間を有して設置されており、スリットダイ２により基材３の上面に上面塗工部５を形成する。その後、上面塗工部５は鉛直上方に向いた状態で、バックアップロール６および搬送ロール７によって搬送方向９に向かって搬送される。搬送ロール７より搬送方向９の下流側には基材３に対して鉛直下方にスリットダイ１が空間を有して設置されており、スリットダイ１により下面塗工部４を基材３の下面に形成した後に形成する。その後、下面塗工部４および上面塗工部５を形成された基材３は、それぞれの塗膜に物理的に触れられることなく、乾燥炉１６へ搬送されて乾燥膜を形成し、巻取機（図示せず）にて回収される。
スリットダイ１にはタンク１０とポンプ１１とバルブ１２が、記載の順番で直列に接続されており、塗工液を定量供給することで、スリットダイ１の吐出口より定量吐出され、均一な厚みの下面塗工部４を形成する。またスリットダイ２にはタンク１３とポンプ１４とバルブ１５が、記載の順番で直列に接続されており、塗工液を定量供給することで、スリットダイ２の吐出口より定量吐出され、均一な厚みの上面塗工部５を形成する。ポンプ１１およびポンプ１４は互いに異なる系統であることが望ましく、またバルブ１２およびバルブ１５も互いに異なる系統であることが望ましいが、タンク１０およびタンク１３は同じ系統であっても良い。
バルブ１２には、スリットダイ１に向かう配管と、タンク１０に向かう配管に分岐されており、ポンプ１１は連続的かつ定量的に塗工液を送りながら、バルブ１２を切り替えることによってスリットダイ１側に向かう塗工液をタンク１０側へ循環させ、下面塗工部４を間欠的に形成することができる。またバルブ１５はスリットダイ２に向かう配管と、タンク１３に向かう配管に分岐されており、ポンプ１４は連続的かつ定量的に塗工液を送りながら、バルブ１５を切り替えることによってスリットダイ２側に向かう塗工液をタンク１３側へ循環させ、上面塗工部５を間欠的に形成することができる。
基材３の鉛直下方でスリットダイ１の搬送方向９に対して上流側に設置されている、基材高さ変更装置８については、第１の実施形態と同様に実施できるため、詳細は述べないが、上面塗工部５を形成するスリットダイ２については、バックアップロール６に対して基材３は十分な張力によって位置が変わらないよう設置されているため、スリットダイ２の搬送方向９に対して上流側には、基材高さ変更装置８を設置する必要はないことは容易に推定できる。
本発明は、基材に塗膜を間欠的に良好に形成可能となることから、特にリチウムイオン二次電池極板の高容量化などに寄与する。
１ スリットダイ
２ スリットダイ
３ 基材
４ 下面塗工部
５ 上面塗工部
６ バックアップロール
７ 搬送ロール
８ 基材高さ変更装置
９ 基材の搬送方向
１０，１３ タンク
１１，１４ ポンプ
１２，１５ バルブ
１６ 乾燥装置
１７ 塗工液供給制御部
１８ 下面未塗工部
１９ 円筒（支持部材）
４１ 下面塗工部の始端
４０ 下面塗工部の終端
１００ 塗工装置
Ｈ１ 基材たわみ
Ｈ２ 基材最大変位
Ｈ３ 基材定常変位
Ｔ１ 塗工時間
Ｔ２ 未塗工時間
Ｔ３ 圧縮空気吹き付け重ね時間
Ｔ４ 圧縮空気吹き付け時間

Claims (11)

  1. 基材を移送しながら、吐出口が前記基材の下面に対向するスリットダイへの塗工液の供給をオン−オフして、前記基材の下面に塗膜が形成された下面塗工部と、前記下面塗工部の終端と前記下面塗工部の始端の間に前記基材の下面が露出した下面未塗工部を繰り返し形成する塗工方法であって、
    前記スリットダイへの塗工液の供給終了前から供給再開時の間の特定期間に、前記基材の前記下面の前記スリットダイよりも上流側に圧縮気体を吹き付けて、前記基材の前記下面と前記スリットダイの吐出口との間の距離を一時的にそれまでの距離よりも拡大させる、
    塗工方法。
  2. 基材を移送しながら、吐出口が前記基材の下面に対向するスリットダイへの塗工液の供給をオン−オフして、前記基材の下面に塗膜が形成された下面塗工部と、前記下面塗工部の終端と前記下面塗工部の始端の間に前記基材の下面が露出した下面未塗工部を繰り返し形成する塗工方法であって、
    前記スリットダイへの塗工液の供給終了前から供給再開時の間の特定期間に、前記基材の前記下面で前記基材の幅方向中央部に選択的に圧縮気体を吹き付けて、前記基材の前記下面と前記スリットダイの吐出口との間の距離を一時的にそれまでの距離よりも拡大させる、
    塗工方法。
  3. 基材を移送しながら、吐出口が前記基材の下面に対向するスリットダイへの塗工液の供給をオン−オフして、前記基材の下面に塗膜が形成された下面塗工部と、前記下面塗工部の終端と前記下面塗工部の始端の間に前記基材の下面が露出した下面未塗工部を繰り返し形成する塗工方法であって、
    前記スリットダイへの塗工液の供給終了前から供給再開時の間の特定期間に、前記基材の前記下面に、前記基材の形状が前記スリットダイの吐出口に対して平行になるよう前記基材の幅方向中央部から幅方向外側に向かって圧縮気体を順次吹き付けて、前記基材の前記下面と前記スリットダイの吐出口との間の距離を一時的にそれまでの距離よりも拡大させる、
    塗工方法。
  4. 基材を移送しながら、吐出口が前記基材の下面に対向するスリットダイへの塗工液の供給をオン−オフして、前記基材の下面に塗膜が形成された下面塗工部と、前記下面塗工部の終端と前記下面塗工部の始端の間に前記基材の下面が露出した下面未塗工部を繰り返し形成する塗工方法であって、
    前記スリットダイへの塗工液の供給終了前から供給再開時の間の特定期間に、前記基材の前記下面に前記基材の幅方向に伸びる支持部材を前記スリットダイよりも上流側に当接させ、前記基材の前記下面に当接した前記支持部材を上下動させて、前記基材の前記下面と前記スリットダイの吐出口との間の距離を一時的にそれまでの距離よりも拡大させる、
    塗工方法。
  5. 基材を移送しながら、吐出口が前記基材の上面に対向するスリットダイによって前記基材の上面に塗膜が形成された上面塗工部を形成する
    請求項１から４のいずれか１項に記載の塗工方法。
  6. 前記基材の前記下面への圧縮気体の吹き付け期間が、前記スリットダイへの塗工液の供給終了前から供給再開前の期間である、
    請求項１記載の塗工方法。
  7. 前記基材の前記下面への圧縮気体の吹き付ける時に、スリットダイの吐出口から基材の表面までの距離が、最初に大きく基材最大変位Ｈ２に変位し、次にＨ２＞Ｈ３の関係にある距離Ｈ３に変位し、その後に距離Ｈ３より小さい値に変位することを特徴とする、
    請求項１記載の塗工方法。
  8. 吐出口が基材の下面に対向するスリットダイと、
    前記スリットダイへの塗工液の供給をオン−オフする塗工液供給制御部と、
    前記スリットダイへの塗工液の供給終了前から供給再開時の間の特定期間に、前記基材の前記下面と前記スリットダイの吐出口との間の距離を一時的にそれまでの距離よりも拡大させる基材高さ変更装置とを設け、
    前記基材高さ変更装置は、
    前記基材の前記下面の前記スリットダイよりも上流側に圧縮気体を吹き付けて、前記基材の前記下面と前記スリットダイの吐出口との間の距離を一時的にそれまでの距離よりも拡大させる、
    塗工装置。
  9. 吐出口が基材の下面に対向するスリットダイと、
    前記スリットダイへの塗工液の供給をオン−オフする塗工液供給制御部と、
    前記スリットダイへの塗工液の供給終了前から供給再開時の間の特定期間に、前記基材の前記下面と前記スリットダイの吐出口との間の距離を一時的にそれまでの距離よりも拡大させる基材高さ変更装置とを設け、
    前記基材高さ変更装置は、
    前記基材の前記下面に、前記基材の形状が前記スリットダイの吐出口に対して平行になるよう前記基材の幅方向中央部から幅方向外側に向かって圧縮気体を順次吹き付けて、前記基材の前記下面と前記スリットダイの吐出口との間の距離を一時的にそれまでの距離よりも拡大させる、
    塗工装置。
  10. 前記基材高さ変更装置は、
    前記基材の前記下面への圧縮気体の吹き付け期間が、前記スリットダイへの塗工液の供給終了前から供給再開前の期間である、
    請求項８または９記載の塗工装置。
  11. 吐出口が基材の上面に対向する第２スリットダイと、
    前記第２スリットダイへの塗工液の供給をオン−オフする第２塗工液供給制御部とを更に設けた、
    請求項８から１０のいずれか１項に記載の塗工装置。
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