JP6932520B2 - ドクターブレード、塗工装置及び積層セパレータの製造方法 - Google Patents

ドクターブレード、塗工装置及び積層セパレータの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、走行する電池部材にフィラーを含む塗液を塗工するための塗工ローラの周面上の塗液を掻き落とすドクターブレード、塗工装置及び積層セパレータの製造方法に関する。
リチウムイオン２次電池の耐熱層付セパレータの樹脂部を構成する樹脂原反に、アルミナ粉末と結着剤とを溶媒中に混合したペーストを塗布して耐熱層を形成するリバースグラビアロールの表面のペーストを除去するドクターブレードが、従来技術として知られている（特許文献１：図１〜図５、［0030］［0032］［0038］［0039］）。この特許文献１に開示されたドクターブレードは、金属製の先端部を有している（特許文献１：［0039］）。
特許第5742784号明細書（2015年5月15日登録）
しかしながら、上述のような従来技術では、セパレータに耐熱層を塗布するための塗液に、耐熱性を向上させるための硬質のフィラー（アルミナ等）が含まれている。このため、当該塗液に含まれるフィラーにより、ドクターブレードの金属製の先端部が削れてしまうという問題がある。削れた金属製の摩耗粉は、セパレータに混入するため、電池を作成したときに導電異物として短絡の原因となる。
本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、塗液に含まれるフィラーによって表面が削れても金属製の摩耗粉が導電異物とならないドクターブレード、塗工装置及び積層セパレータの製造方法を実現することにある。
上記の課題を解決するために、本発明に係るドクターブレードは、走行する電池部材にフィラーを含む塗液を塗工するための塗工ローラの周面上の塗液を掻き落とすドクターブレードであって、表面が非導電性材料により形成されていることを特徴とする。
この特徴によれば、ドクターブレードの表面が非導電性材料により形成されるので、塗液に含まれるフィラーによってドクターブレードが削れても、導電異物となる摩耗粉が発生しない。
本発明に係るドクターブレードは、前記非導電性材料が樹脂を含むことが好ましい。
上記構成により、ドクターブレードの表面が樹脂により形成されるので欠けにくく、塗液に含まれるフィラーによるドクターブレードの削れの発生を効果的に防止することができる。また削れた場合にも樹脂の摩耗粉は粗大粒にならない傾向がある。さらに、ドクターブレードの表面が樹脂により形成されるので弾力性があり、ドクターブレードのグラビアロールの表面への密着性が向上し、効果的に塗液を掻き落とすことが出来る。
本発明に係るドクターブレードは、前記樹脂が超高分子量ポリエチレンを含むことが好ましい。
上記構成により、ドクターブレードの表面が超高分子量ポリエチレンにより形成されるので耐久性が高く、塗液に含まれるフィラーによるドクターブレードの削れの発生をより一層効果的に防止することができる。また、超高分子量ポリエチレンはセパレータの原料として使用されるため、削れて混入した超高分子量ポリエチレンの摩耗粉は電池内で安定的に存在し、電池反応を阻害しない。
本発明に係るドクターブレードは、板状の基部と前記基部よりも薄く形成された板状の先端部とを含む段付形状を有することが好ましい。
上記構成により、電池部材にフィラーを含む塗液を塗工するための塗工ローラの周面上の塗液を掻き落とすドクターブレードの塗工長を伸ばして、ドクターブレードの交換頻度を低減することができる。
本発明に係るドクターブレードは、板状の先端部を有し、前記先端部は、前記塗工ローラの周面に圧接される圧接面を有し、前記圧接面と前記先端部の表面との間のべベル角が３０°以上６０°未満であることが好ましい。
上記構成により、電池部材にフィラーを含む塗液を塗工するための塗工ローラの周面上の塗液を掻き落とすドクターブレードの塗工長を伸ばして、ドクターブレードの交換頻度を低減することができる。
本発明に係るドクターブレードは、前記先端部は、前記塗工ローラの周面に圧接される圧接面を有し、前記圧接面と前記先端部の表面との間のべベル角が３０°以上６０°未満であることが好ましい。
上記構成により、電池部材にフィラーを含む塗液を塗工するための塗工ローラの周面上の塗液を掻き落とすドクターブレードの塗工長を伸ばして、ドクターブレードの交換頻度を低減することができる。
本発明に係るドクターブレードは、前記電池部材がセパレータであることが好ましい。
上記構成により、セパレータにフィラーを含む塗液を塗工するための塗工ローラの周面上の塗液を掻き落とすドクターブレードのフィラーを含む塗液による削れを防止することができる。
本発明に係るドクターブレードは、前記フィラーが無機フィラーであることが好ましい。
上記構成によれば、無機フィラーは耐熱性を有するので、セパレータの基材フィルムが溶融した後も正極と負極とを絶縁し続けることができる。
本発明に係るドクターブレードは、前記フィラーのモース硬度が４以上であることが好ましい。
上記構成により、フィラーが一定以上の硬度を有するので、電池の圧縮等の外力による変形、破砕が防止される。
本発明に係るドクターブレードは、前記フィラーが無機酸化物を含むことが好ましい。
上記構成により、セパレータの耐熱層の耐熱性及び化学的安定性が良好になる。
上記の課題を解決するために、本発明に係る塗工装置は、走行する電池部材にフィラーを含む塗液を塗工するための塗工ローラと、前記塗工ローラの周面上の塗液を掻き落とすドクターブレードとを備えた塗工装置であって、前記ドクターブレードの表面が非導電性材料により形成されていることを特徴とする。
上記の課題を解決するために、本発明に係る積層セパレータの製造方法は、本発明に係る塗工装置を用いて塗液をセパレータに塗布し、塗布層を形成する工程を含むことを特徴とする。
本発明は、削れた摩耗粉が短絡等の電池の不具合原因とならないドクターブレード、塗工装置及び積層セパレータの製造方法を実現することができるという効果を奏する。
実施形態１に係る塗工装置の構成を模式的に示す図である。 上記塗工装置に設けられたドクターブレードの構成を説明するための図である。 上記ドクターブレードの先端部の構成を示す図である。 上記ドクターブレードにより塗液を掻き落とされた塗工ローラの表面状態を示す写真であり、（ａ）は掻き落とし状態が不良である表面状態を示し、（ｂ）は掻き落とし状態が良好である表面状態を示す。 上記ドクターブレードにより塗液を掻き落とされた塗工ローラにより塗布されたセパレータを巻き取った巻取り原反の表面状態を示す写真であり、（ａ）は塗布状態が不良である表面状態を示し、（ｂ）は塗布状態が良好である表面状態を示す。 上記ドクターブレードの刃先形状を示す図であり、（ａ）はストレート形状を示し、（ｂ）は段付形状を示し、（ｃ）はテーパー形状を示す。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は、上記ドクターブレードの先端部と塗工ローラの表面との間の接触状態を示す図である。 （ａ）（ｂ）は、上記ドクターブレードの先端部と塗工ローラの表面との間の接触角度を説明するための図である。 （ａ）は上記ドクターブレードの先端部と塗工ローラの表面との間の接触角度を説明するための模式図であり、（ｂ）は上記ドクターブレードの先端部と他の塗工ローラの表面との間の接触角度を説明するための模式図であり、（ｃ）は接触角度の相異を説明するための模式図である。 各ドクターブレードを用いた時に、良好な掻き落とし状態を維持しながら塗工できた塗工長を示すグラフである。 （ａ）は、塗工時の塗工ローラの周面のドクターブレードによる掻き落とし不良を示す写真であり、（ｂ）は塗工後の巻取り原反の弛みシワを示す写真である。 セパレータの塗工層目付量測定のためのサンプリング方法を説明するための図である。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
（実施形態１）
（塗工装置１０の構成）
図１は、実施形態１に係る塗工装置１０の構成を模式的に示す図である。塗工装置１０は、搬送ローラＲ１・Ｒ２により搬送されて走行するセパレータ９（電池部材）に、容器７に収容された塗液８を塗布する。
塗工装置１０は、塗液８に浸された塗工ローラ５を備えている。塗工ローラ５は、グラビアロールを構成し、走行するセパレータ９に接触しながら回転して、セパレータ９に塗液８を塗布する。セパレータ９に塗布された塗液８はセパレータ９に塗布層（耐熱層）を形成する。セパレータ９に塗布層が形成されることで積層セパレータが得られる。
（塗液８の構成）
塗液８は、セパレータ９の耐熱性を向上させるためのフィラーを含む。セパレータ９の耐熱層を形成する塗液８に含まれるフィラーは、電池用セパレータとして用いたときに、電池の圧縮等の外力によって変形、破砕しないように一定以上の硬度が必要である。また、セパレータ９の基材フィルムが溶融した後も正極と負極とを絶縁し続ける必要があるため、フィラーは耐熱性も必要である。上記特性を満たす材質として、フィラーには無機フィラー（無機微粒子）が用いられることが好ましい。
無機フィラーの硬度は、モース硬度で好ましくは４以上、より好ましくは５以上、さらに好ましくは６以上、最も好ましくは７以上である。上記モース硬度を示す無機フィラーとしては、例えば蛍石（モース硬度４）、チタン酸バリウム（モース硬度４．５）、燐灰石（モース硬度５）、ガラス（モース硬度５）、正長石（モース硬度６）、焼成カオリン（モース硬度６）、マグネシア（モース硬度６．５）、シリカ（モース硬度７）、ジルコニア（モース硬度７）、チタニア（モース硬度７．５）、アルミナ（モース硬度９）などが挙げられる。なお、これらの無機フィラーは、単独あるいは２種以上を混合して用いることができる。モース硬度が４未満の無機フィラーと４以上の無機フィラーとを混合して用いることもできる。
無機フィラーとしては、これらの中でも耐熱性および化学的安定性の観点から、無機酸化物が好ましく、シリカ、ジルコニア、チタニア、アルミナがより好ましく、アルミナが特に好ましい。なお、これらの無機フィラーは、単独あるいは２種以上を混合して用いることができる。
（ドクターブレード１の構成）
塗工装置１０には、ドクターブレード１が設けられている。ドクターブレード１は、塗工ローラ５の周面６上の塗液８を掻き落とす。
図２は、塗工装置１０に設けられたドクターブレード１の構成を説明するための図である。図３は、ドクターブレード１の先端部３の構成を示す図である。
ドクターブレード１は、板状の基部２と基部２よりも薄く形成された板状の先端部３とを含む段付形状（以降、当該形状を「段付」ということがある。）を有している。先端部３は、塗工ローラ５の周面６に圧接される圧接面４を有している。圧接面４と先端部３の表面３Ａとの間のべベル角θ２は３０°以上６０°未満であることが好ましく、４０°以上５０°以下であることがより好ましい。ドクターブレード１の先端部３が塗工ローラ５の周面６に接触する接触点における接線とドクターブレード１の先端部３の表面３Ａとの間の接触角度θ１は６０°±１０°である。
ドクターブレード１の表面は、非導電性材料により形成されている。これにより、塗工ローラ５の周面６にドクターブレード１の表面の非導電性材料が圧接される。従って、塗工ローラ５の周面６上の塗液８に含まれるフィラーによるドクターブレード１の削れによって発生する摩耗粉は導電性を有さない。
ドクターブレード１は、少なくとも表面が非導電性材料により被覆されていればよい。また、ドクターブレード１の少なくとも先端部３の表面が非導電性材料により形成されていればよい。
ドクターブレード１の表面を被覆する非導電性材料は、０．５ｍｍ以上の厚みを有することが好ましい。上記被覆する非導電性材料の厚みが０．５ｍｍ未満であると、ドクターブレード１の表面の削れにより内部の材質が露出してしまう恐れがある。
ドクターブレード１の表面の非導電性材料は、樹脂を含むことが好ましい。上記非導電性材料はセラミックスを含んでもよい。セラミックスとしては金属酸化物、金属水酸化物、金属炭酸塩、金属炭化物、金属窒化物、非晶質炭素（ダイヤモンドライクカーボン）等が好ましい。これらの中でも耐摩耗性および化学的安定性の観点から、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、非晶質炭素が好ましく、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、窒化チタン、炭窒化チタン、窒化チタンアルミ、窒化クロム、炭化チタン、炭化ケイ素、ダイヤモンドライクカーボンがより好ましい。なお、これらのセラミックスの硬度は、塗工ローラ５の摩耗を抑えることが出来るため、塗工ローラ５の表面と同等もしくは塗工ローラ５の表面よりも柔らかいことが好ましい。
ドクターブレード１の表面の樹脂は、超高分子量ポリエチレン（UHPE （Ultra High Molecular Weight Polyethylene））を含むことが好ましい。上記樹脂はポリエステルを含んでもよい。
ドクターブレード１は、非導電性材料からなることが好ましく、樹脂、セラミック、または、樹脂とセラミックの混合物からなることが好ましい。
ドクターブレード１は塗工ローラ５上の塗液８を均一に掻き落とす必要があるため、ドクターブレード１の少なくとも先端部３は、塗工ローラ５の周面６に圧接されるときに撓むことが可能な曲げ弾性を有する材料から成ることが好ましい。
（ドクターブレード１の耐久性）
図４は、ドクターブレード１により塗液８を掻き落とされた塗工ローラ５の表面状態を示す写真であり、（ａ）は掻き落とし状態が不良である表面状態を示し、（ｂ）は掻き落とし状態が良好である表面状態を示す。
セパレータ９への塗工ローラ５による塗液８の塗工長が長くなると、図４（ａ）のＡ部に示すように、ドクターブレード１による塗工ローラ５上の塗液８の掻き落とし状態が悪化する。比較的短い塗工長で掻き落とし状態が悪化すると、耐久性の低いドクターブレード１の交換頻度が多くなり、塗工装置１０の稼働率が低下してしまうという問題が生じる。このため、ドクターブレード１の材質及び刃先形状は、塗工ローラ５上の塗液８の掻き落とし状態及びドクターブレード１の使用可能な塗工長（耐久性）を考慮して選定する必要がある。
以下、ドクターブレード１による塗工ローラ５上の塗液８の掻き落とし状態が悪化したときまでに塗工ローラ５で塗液８を塗工した長さを「塗工長」という。
図５は、ドクターブレード１により塗液８を掻き落とされた塗工ローラ５により塗布されたセパレータ９を巻き取った巻取り原反の表面状態を示す写真であり、（ａ）は塗布状態が不良である表面状態を示し、（ｂ）は塗布状態が良好である表面状態を示す。
図５（ａ）は、図４（ａ）に示す掻き落とし状態が不良である表面状態の塗工ローラ５に対応する巻取り原反の表面状態を示しており、Ｂ部に示すように巻取り原反の表面に皺が発生している。
走行する電池部材にフィラーを含む塗液を塗工するための塗工ローラの周面上の塗液の良好な掻き落とし状態を維持した長距離塗工という課題を解決するために本発明者らは、ドクターブレード１の表面を非導電性材料により形成することに想到した。非導電性材料は樹脂とセラミックスとを含む。
（ドクターブレード１の設備条件及び刃先形状の検討）
ドクターブレード１の表面の材質として、本発明者らは特に樹脂に着目し、超高分子量ポリエチレン（UHPE、ブレード名称：メイラー）、ポリエステル（ブレード名称：マニーベール）、及びポリアセタール（ブレード名称：ＰＳ）についてドクターブレード１の設備条件及び刃先形状を検討した。
図６はドクターブレード１の刃先形状を示す図であり、（ａ）はストレート形状を示し、（ｂ）は段付形状を示し、（ｃ）はテーパー形状を示す。ストレート形状は、図６（ａ）に示すようにドクターブレード１の板状の基部２と先端部３とが同じ厚みで形成された形状を意味する。段付形状は、図６（ｂ）に示すようにドクターブレード１の板状の基部２と基部２よりも薄く形成された板状の先端部３とを含む形状を意味する。テーパー形状は、図６（ｃ）に示すようにドクターブレード１の先端部３が先端に近づく程薄くなる形状を意味する。
Figure 0006932520
まず、（表２）に示すように、表面をメイラーで形成したドクターブレード１について、ブレード距離、ブレード押圧を検討する実験を実施した。ドクターブレード１の刃先形状はストレートであり、べベル角θ２は５０°であった。ブレード距離は、塗工ローラ５の周面６に圧接されるドクターブレード１の先端部３が撓んでいる距離を示す。例えば、ブレード距離０ｍｍは、塗工ローラ５の周面６に圧接されるドクターブレード１の先端部３に撓みが観察されず、塗工ローラ５に接触するドクターブレード１が真っ直ぐな状態を示す。また、例えば、ブレード距離９ｍｍは、ドクターブレード１の先端から９ｍｍの部分に撓みが観察される状態を意味する。ブレード押圧は、ドクターブレード１の先端が塗工ローラ５の周面６を押す圧力を示す。（表２）に示されるように、Ｎｏ．９のブレード距離１１ｍｍ、ブレード押圧０．０３ＭＰａが、掻き落とし状態を良好に維持しながら塗工長が１２０００ｍとなるメイラーの最適な設備条件であった。
Figure 0006932520
そして、（表３）に示されるように、表面をマニーベールで形成したドクターブレード１について、ブレード距離、ブレード押圧を検討する実験を実施した。前述したメイラーによる実験と同様に、ドクターブレード１の刃先形状はストレートであり、べベル角θ２は５０°であった。（表３）に示されるように、Ｎ０．１５のブレード距離１０．５ｍｍ、ブレード押圧０．０４ＭＰａが、掻き落とし状態を良好に維持しながら塗工長が６０００ｍとなるマニーベールの最適な設備条件であった。
Figure 0006932520
図７（ａ）（ｂ）（ｃ）は、ドクターブレード１の先端部３と塗工ローラ５の周面６との間の接触状態を示す図である。ブレード押圧が低く、ブレード距離が短い条件では、図７（ａ）に示すように、ドクターブレード１の先端部３に形成された圧接面４の上端が塗工ローラ５の周面６と接触していると考えられる。一方、ブレード押圧が高く、ブレード距離が長い条件では、図７（ｃ）に示すように、ドクターブレード１の先端部３に形成された圧接面４の下端が塗工ローラ５の周面６と接触していると考えられる。そして、ブレード押圧及びブレード距離が最適な条件では、図７（ｂ）に示すように、ドクターブレード１の先端部３に形成された圧接面４の全体が塗工ローラ５の周面６と接触していると考えられる。
図８（ａ）（ｂ）は、ドクターブレード１の先端部３と塗工ローラ５の周面６との間の接触角度を説明するための図である。
塗工ローラ５の周面６に圧接されるドクターブレード１の先端部３は撓るため、先端からブレード距離だけ離れた位置と先端との間の部分に撓みが発生する。ドクターブレード１の先端部３に上記撓みが発生した状態における接触角度θ４は（図８（ｂ））、撓みが発生していない設計上の接触角度θ３（図８（ａ））よりも小さくなる。
図９（ａ）はドクターブレード１の先端部と塗工ローラ５の表面との間の接触角度θ４を説明するための模式図であり、（ｂ）はドクターブレード１の先端部と他の塗工ローラ５Ａの表面との間の接触角度θ５を説明するための模式図であり、（ｃ）は接触角度の相異を説明するための模式図である。
ドクターブレード１の塗工ローラ５に対する接触角度は、ドクターブレード１が塗工ローラ５に接触する接触点における接線Ｌ１に対するドクターブレード１の先端部のなす角度であり、設計上は３５°であるが、塗工ローラ５の表面に圧接されるドクターブレード１が撓るため、実際の接触角度θ４は例えば２７°となり、設計上の値３５°よりも低くなる。
このドクターブレード１を、塗工ローラ５とは直径の異なる他の塗工ローラ５Ａに圧接すると、ドクターブレード１が塗工ローラ５Ａに接触する接触点における接線Ｌ２に対するドクターブレード１の先端部のなす接触角度θ５は例えば３９°となり、塗工ローラ５に対する接触角度θ４よりも大きくなる。
このように、ドクターブレードの塗工ローラに対する接触角度は、塗工ローラの寸法に応じて異なる。そこで、ブレード距離、ブレード押圧を（表２）、（表３）に示すように設備条件として検討した。
次に、（表２）に示されるＮｏ．９のブレード距離１１ｍｍ、ブレード押圧０．０３ＭＰａのメイラーの最適な設備条件の下で、ドクターブレード１の刃先条件（刃先形状及びべベル角）を検討する実験を実施した。（表４）に示されるように、刃先形状は、ストレート、段付、テーパーのうち段付が最も良好であった。
べベル角が３０°〜５０°では、べベル角が大きい程、塗工長が伸びた。但し、べベル角が６０°になると、掻き落とし状態が悪化した。後述するマニーベールでも同様の傾向が見られた。（表４）に示されるように、Ｎｏ．２１の刃先形状が段付でべベル角５０°が、掻き落とし状態を良好に維持しながら塗工長が３００００ｍとなるメイラーの最適な刃先条件であった。
Figure 0006932520
そして、（表３）に示されるＮｏ．１５のブレード距離１０．５ｍｍ、ブレード押圧０．０４ＭＰａのマニーベールの最適な設備条件の下で、ドクターブレード１の刃先条件（刃先形状及びべベル角）を検討する実験を実施した。（表５）に示されるように、刃先形状は、ストレート、段付、テーパーのうちストレートが最も良好であった。刃先形状がストレートに条件において、前述したメイラーと同様に、べベル角が６０°になると、掻き落とし状態が悪化した。（表５）に示されるように、Ｎｏ．１５の刃先形状がストレートでべベル角５０°が、掻き落とし状態を良好に維持しながら塗工長が６０００ｍとなるマニーベールの最適な刃先条件であった。
Figure 0006932520
次に、表面の材質をポリアセタール（ブレード名称：ＰＳ）により形成したドクターブレード１について、刃先条件（刃先形状及びべベル角）を検討する実験を実施した。（表６）に示されるように、いずれの刃先条件においても掻き落とし状態が良好にならなかった。
Figure 0006932520
図１０は、各ドクターブレードの塗工長を示すグラフである。ブレード距離１０．５ｍｍ、ブレード押圧０．０４ＭＰａ、刃先形状ストレート、べベル角５０°のマニーベールに係る（表３）及び（表５）のＮｏ．１５のドクターブレードの塗工長は６０００ｍである。
これに対して、ブレード距離１１ｍｍ、ブレード押圧０．０３ＭＰａ、刃先形状段付、べベル角４０°のメイラーに係る（表２）及び（表４）のＮｏ．２０のドクターブレードの塗工長は、Ｎｏ．１５の６０００ｍに相当するレベルＰ１の約３．７倍に相当する２２０００ｍである。
また、べベル角を５０°にしたメイラーに係る（表２）及び（表４）のＮｏ．２１のドクターブレードの塗工長は、Ｎｏ．１５の６０００ｍに相当するレベルＰ１の約５倍に相当する３００００ｍであり、Ｎｏ．１５に比べて飛躍的に増加した。
Figure 0006932520
Figure 0006932520
（表７）は各ドクターブレードのＭＤ（Machine direction）方向（長手方向）目付量の変化を示す表であり、（表８）は各ドクターブレードのＴＤ（transverse direction）方向（横断方向）目付量のバラツキの変化を示す表である。ここで、ＭＤ方向とは、製造におけるセパレータの走行方向を意味し、ＴＤ方向とは、セパレータのＭＤ方向と厚み方向とに対し略垂直である方向を意味する。
実験はアルミナフィラーを含む塗液を満たしたパンに浸漬したグラビアロールに、規定の押し圧、角度でドクターブレードを押し当てた状態でグラビアロールを空運転し、ドクターブレードによる塗液の掻き落とし状態を目視観察した。
図１１（ａ）は、塗工時の塗工ローラ５の周面６のドクターブレードによる掻き落とし不良を示す写真であり、（ｂ）は塗工後の巻取り原反１１の弛みシワ１２ａ・１２ｂを示す写真である。掻き落とし不良は、図１１（ａ）に示すように、塗液を掻き落とした後の塗工ローラ５の周面６に濃淡として現れる。領域Ｂにおける濃部１３と淡部１４との濃淡は通常時の濃淡を示す。領域Ｒ１における濃部１３ａと淡部１４ａとの濃淡、及び、領域Ｒ２における濃部１３ｂと淡部１４ｂとの濃淡は掻き落とし不良時の濃淡を示す。
ドクターブレードが摩耗することにより、塗工ローラ５上のドープに掻き落とし不良時の濃淡が発生する。これにより、目付が不均一になり、セパレータの巻取り原反１１の弛みシワの発生原因となる。図１１（ｂ）には、巻取り原反１１の表面の領域Ｓ１に発生した弛みシワ１２ａ、領域Ｓ２に発生した弛みシワ１２ｂを示している。
図１２は、セパレータ９の塗工層目付量測定のためのサンプリング方法を説明するための図である。
塗工層目付量測定用のサンプルは、セパレータ９のＭＤ方向の一端から２５０ｍ地点を初期状態とし、２５０ｍ地点および塗工長５０００ｍに相当する運転ごと、または掻き落とし不良がみられた時点でセパレータ９のポリエチレン多孔質フィルムに塗液を塗布し、乾燥して作成した。図１２に示す位置１５ａ・１５ｂ・１５ｃで８ｃｍ×８ｃｍの大きさでサンプリングし、未塗工部分との目付差を算出した。塗工層目付Ｗ２は、塗工済み試験片の重量をＷ１（ｇ）、同面積の未塗工ポリエチレン多孔質フィルム片の重量をＷ０（ｇ）として、下記（式Ｆ１）から求めた。位置１５ａはセパレータ９のＴＤ方向の中央の位置である。位置１５ｂはセパレータ９のＴＤ方向の一端から１０ｃｍ内側の位置であり、位置１５ｃはＴＤ方向の他端から１０ｃｍ内側の位置である。
Ｗ２＝（Ｗ１−Ｗ０）÷６４×１００００ （ｇ／ｍ２） ・・・ 式Ｆ１
ＭＤ塗工目付の変化は、各測定点でサンプリングしたうちの中央部分の試験片目付を比較することで評価した。具体的には初期状態である２５０ｍ地点の目付量から各測定点における中央部分の位置１５ａにおけるサンプルの目付量を減算した値である。結果を（表７）に示す。
各測定点における目付量の面内バラツキは、各測定点において塗工幅で３点（中央部分の位置１５ａ、フィルム両端からそれぞれ１０ｃｍ内側部分の位置１５ｂ・１５ｃ）サンプリングした試験片の目付量の最大値と最小値の差で評価した。結果を（表８）に示す。
生産時の実績に基づいて設定されるＭＤ方向目付量の振れの許容上限は３ｇ／ｍ２である。ＭＤ方向目付量は、ドクターブレード１が摩耗するにつれて変化していくが、３ｇ／ｍ２以内であれば、自動制御を使って速度比を変動させることで目付量を一定に保つことができる。（表７）のＮｏ．２１に示すように、刃先形状が段付でべベル角が５０°のメイラーで構成されたドクターブレードは、最終地点のＭＤ目付変化についてもレベル３ｇ／ｍ２よりもはるかに小さく非常に良好である。
生産時の実績に基づいて設定されるＴＤ方向目付量の振れの許容上限は１ｇ／ｍ２である。当該１ｇ／ｍ２は、セパレータ９の巻き取り外観に巻きズレ・弛みは無いように巻き取ることができるＴＤ方向目付量の値に対応する。（表８）のＮｏ．２１に示すように、刃先形状が段付でべベル角が５０°のメイラーで構成されたドクターブレードは、最終地点のＴＤ目付バラツキについても１ｇ／ｍ２よりも小さく良好である。
本実施形態では、フィラーを含む塗液８を塗工ローラ５で塗布する対象として、セパレータ９を例に挙げたが、本発明はこれに限定されない。フィラーを含む塗液８を塗工ローラ５で塗布する対象は、電池部材であればよく、例えば、正極部材であってもよく、負極部材であってもよい。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
１ ドクターブレード
２ 基部
３ 先端部
３Ａ 表面
４ 圧接面
５ 塗工ローラ
６ 周面
９ セパレータ（積層セパレータ）
θ２ べベル角

Claims (12)

  1. 走行する電池部材にフィラーを含む塗液を塗工するための塗工ローラの周面上の塗液を掻き落とすドクターブレードであって、
    表面が非導電性材料により形成されており、
    前記非導電性材料が樹脂を含み、
    前記樹脂が超高分子量ポリエチレンを含むことを特徴とするドクターブレード。
  2. 前記ドクターブレードは、板状の基部と前記基部よりも薄く形成された板状の先端部とを含む段付形状を有する請求項１に記載のドクターブレード。
  3. 前記先端部は、前記塗工ローラの周面に圧接される圧接面を有し、
    前記圧接面と前記先端部の表面との間のべベル角が３０°以上６０°未満である請求項２に記載のドクターブレード。
  4. 走行する電池部材にフィラーを含む塗液を塗工するための塗工ローラの周面上の塗液を掻き落とすドクターブレードであって、
    表面が非導電性材料により形成されており、
    前記ドクターブレードは、板状の先端部を有し、
    前記先端部は、前記塗工ローラの周面に圧接される圧接面を有し、
    前記圧接面と前記先端部の表面との間のべベル角が３０°以上６０°未満であることを特徴とするドクターブレード。
  5. 前記非導電性材料が樹脂を含む請求項４に記載のドクターブレード。
  6. 前記樹脂が超高分子量ポリエチレンを含む請求項５に記載のドクターブレード。
  7. 前記電池部材がセパレータである請求項１から６のいずれか一項に記載のドクターブレード。
  8. 前記フィラーが無機フィラーである請求項１から７のいずれか一項に記載のドクターブレード。
  9. 前記フィラーのモース硬度が４以上である請求項１から８のいずれか一項に記載のドクターブレード。
  10. 前記フィラーが無機酸化物を含む請求項１から９のいずれか一項に記載のドクターブレード。
  11. 走行する電池部材にフィラーを含む塗液を塗工するための塗工ローラと、
    前記塗工ローラの周面上の塗液を掻き落とす請求項１〜１０の何れか１項に記載のドクターブレードとを備えた塗工装置。
  12. 請求項１１に記載の塗工装置を用いて塗液をセパレータに塗布し、塗布層を形成する工程を含むことを特徴とする積層セパレータの製造方法。
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