JP7007966B2 - 塗工装置および塗工方法 - Google Patents

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Description

本発明は、長尺帯状の薄厚の基材を搬送しながら、基材の表面に塗工液を塗布することによって塗膜を形成する塗工装置および塗工方法に関する。
従来、リチウムイオン二次電池等の化学電池の製造工程では、長尺帯状の基材（例えば金属箔）の表面に、電極膜となる塗膜を形成する塗工装置が用いられている。塗工装置は、いわゆるロールトゥロール方式にて基材を搬送しながら、その基材の表面に電極材料を含む塗工液を塗布し、その後に乾燥処理を行うことによって、塗膜を形成する。基材の表面に塗膜を形成する従来の塗工装置については、例えば、特許文献１に記載されている。
特許文献１の塗工装置は、基材に対して塗工液を間欠的に塗布する（基材の表面に塗工液を塗布する部分と塗布しない部分とを交互に設ける）、いわゆる間欠塗工を行う装置である。当該塗工装置は、ノズルと、送液機構と、サックバック機構とを有する。ノズルは、吐出口と、吐出口に連通する塗工液用空間（内部空間）とを有する。送液機構は、塗工液用空間に向けて塗工液を送る。サックバック機構は、塗工液の吐出を停止するときに、塗工液をノズル内に引き戻す装置である。
特開２０１６－１８５５０４号公報
基材の表面に塗布された塗工液を乾燥させる工程において、基材に皺等が発生することを抑制するため、基材には比較的小さな張力が一定に加わった状態で、搬送される。しかしながら、ノズルと対向する塗工位置において、上述のサックバック機構により塗工液をノズル内に引き戻す際に、基材の一部が一緒にノズル内に引き寄せられる虞がある。これにより、基材が数ミクロン～数十ミクロン程度浮き上がり、基材に擦れ、傷、または皺が生じるとともに、塗膜の形状が乱れる虞がある。また、ノズルの吐出口付近の塗工液が基材に誤って接触し続けてしまうことにより、基材に汚れが付着する虞がある。
また、間欠塗工のみならず、基材に対して塗工液を連続して塗布する、いわゆる連続塗工を行う場合でも、特に基材を１０ｍ／分程度以上の高速で搬送する場合には、塗工位置において基材を支持するローラと基材との間に空気等の気体が入り込み、基材が数ミクロン～数十ミクロン程度浮き上がる虞がある。これにより、基材に対して塗工液を塗布する位置にずれが生じ、または基材に皺が生じる虞がある。
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、塗工位置において、基材を支持するローラからの基材の浮き上がりを抑制できる塗工装置および塗工方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本願の第１発明は、長尺帯状の基材の表面に塗膜を形成する塗工装置であって、所定の搬送経路に沿って基材を長手方向に搬送する搬送機構と、前記搬送経路上の塗工位置において、基材の表面に塗工液を塗布する塗布部と、前記塗工位置において、基材の裏面を支持しつつ回転するバックアップローラと、を備え、前記バックアップローラの周囲に、前記バックアップローラの外周面に基材が接触する接触領域と、前記バックアップローラの外周面が露出する露出領域と、が存在し、前記接触領域の中心角を一定に維持する接触領域維持部と、前記露出領域における前記バックアップローラの外周面近傍の円弧状空間を負圧にする負圧発生部と、をさらに備え、前記円弧状空間は、基材のうち前記バックアップローラよりも前記搬送経路の上流側に位置する部位と、基材のうち前記バックアップローラよりも前記搬送経路の下流側に位置する部位と、に面する。
本願の第２発明は、第１発明の塗工装置であって、前記負圧発生部は、前記露出領域において、前記バックアップローラの外周面に沿って広がり、前記円弧状空間を覆うカバー板と、前記円弧状空間から気体を吸引する吸引機構と、を有する。
本願の第３発明は、第１発明または第２発明の塗工装置であって、前記接触領域維持部は、前記バックアップローラよりも前記搬送経路の上流側、かつ、前記バックアップローラの近傍において、基材を支持しつつ回転する上流側ローラと、前記バックアップローラよりも前記搬送経路の下流側、かつ、前記バックアップローラの近傍において、基材を支持しつつ回転する下流側ローラと、を有する。
本願の第４発明は、第１発明乃至第３発明のいずれか１発明の塗工装置であって、前記塗布部は、前記塗工位置において、基材の表面に向けて塗工液を吐出するノズルと、前記ノズルからの塗工液の吐出を停止するときに、前記ノズル内の塗工液を上流側へ引き戻すサックバック機構と、を有する。
本願の第５発明は、第４発明の塗工装置であって、前記塗布部は、前記ノズルからの塗工液の吐出と、前記サックバック機構による塗工液の引き戻しとを、繰り返し実行する。
本願の第６発明は、第１発明乃至第５発明のいずれか１発明の塗工装置であって、基材を挟持しつつ回転することにより、基材を指定された速度で下流側へ送るニップローラをさらに備える。
本願の第７発明は、第６発明の塗工装置であって、前記接触領域の中心角は、１４０°未満である。
本願の第８発明は、第１発明乃至第７発明のいずれか１発明の塗工装置であって、前記バックアップローラの外周面は、吸着孔の無い円筒面である。
本願の第９発明は、第１発明乃至第８発明のいずれか１発明の塗工装置であって、リチウムイオン二次電池の電極の製造工程に用いられる。
本願の第１０発明は、長尺帯状の基材の表面に塗膜を形成する塗工方法であって、ａ）円筒状の外周面を有するバックアップローラへ、基材を導入する工程と、ｂ）前記バックアップローラの外周面に支持される基材の表面に、塗工液を塗布する工程と、を有し、前記バックアップローラの周囲に、前記バックアップローラの外周面に基材が接触する接触領域と、前記バックアップローラの外周面が露出する露出領域と、が存在し、前記工程ａ）および前記工程ｂ）は、前記露出領域における前記バックアップローラの外周面近傍の円弧状空間を負圧にしつつ、実行され、前記円弧状空間は、基材のうち前記バックアップローラよりも搬送経路の上流側に位置する部位と、基材のうち前記バックアップローラよりも前記搬送経路の下流側に位置する部位と、に面する。
本願の第１発明～第１０発明によれば、塗工位置において、基材を支持するバックアップローラの外周面からの基材の浮き上がりを抑制できる。これにより、基材に擦れ、傷、皺、または汚れが生じたり、基材に対して塗工液を塗布する位置にずれが生じたりすることを抑制できる。
特に、本願の第２発明によれば、基材の表面または裏面に接触してバックアップローラに押さえつけるような部材を別途設けることなく、基材の浮き上がりを抑制できる。これにより、当該別部材が基材に接触することにより基材に擦れ、傷、皺、または汚れが生じることを抑制できる。
特に、本願の第４発明によれば、基材に対する塗工液の吐出を停止した後に、塗工液が基材に接触し続けてしまうことを抑制できる。これにより、基材に塗布される塗工液の形状が乱れ、または基材に汚れが付着することを抑制できる。
特に、本願の第７発明によれば、接触領域において、バックアップローラの外周面に、基材を滑らかに摺動させることができる。
特に、本願の第８発明によれば、基材に塗布される塗工液の形状が、吸着孔により乱れることを抑制できる。
塗工装置の構成を示す概略側面図である。 塗工装置におけるバックアップローラ付近の部位を拡大した側面図である。 塗工装置内の各部と制御部との接続構成を示したブロック図である。 塗工装置におけるバックアップローラ付近の部位を拡大した斜視図である。 変形例における塗工装置のバックアップローラ付近の部位を拡大した側面図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
＜１．塗工装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る塗工装置１の構成を示す概略側面図である。この塗工装置１は、リチウムイオン二次電池の電極の製造工程に用いられる装置である。この塗工装置１は、長尺帯状の基材９を、長手方向にいわゆるロールトゥロール方式にて搬送しながら、基材９の表面に、電極材料である活物質を含む塗工液を塗布し、その塗工液を乾燥させて、リチウムイオン二次電池の電極である塗膜を形成する。基材９には、例えば、銅箔やアルミニウム箔などの金属箔が用いられる。塗工液は、塗布後に形状を維持できる程度の粘性を有する。
なお、本実施形態では、電極を多層構造とするために、基材９の表裏両面に塗膜を形成する。具体的には、基材９を後述する搬送機構１０の巻き出しローラ１１から巻き取りローラ１６まで一度搬送しながら、まずは基材９の表面に塗膜を形成する。その後、再度同様に搬送しながら、基材９の裏面に塗膜を形成する。そして、基材９の表面には、アノード電極およびカソード電極のいずれか一方が形成される。基材９の裏面には、アノード電極およびカソード電極の他方が形成される。ただし、当該「表面」および「裏面」の記載は、基材９の両面を識別するために用いるものであり、いずれか特定の面が「表面」または「裏面」であるとして限定されるものではない。また、塗工装置１は、基材９の表裏両面に同時に塗膜を形成できる構造を有していてもよい。
図１に示すように、塗工装置１は、搬送機構１０、塗布部２０、バックアップローラ１７、負圧発生部３０、乾燥装置４０、および制御部５０を有する。
搬送機構１０は、基材９をその長手方向に沿う搬送方向に搬送する機構である。本実施形態の搬送機構１０は、所定の搬送経路に沿って、基材９を一定の速度で連続的に搬送する。搬送機構１０は、巻き出しローラ１１、複数の搬送ローラ１２，１３、補助ローラ１４，１５、および巻き取りローラ１６を有する。基材９は、巻き出しローラ１１から送り出され、複数の搬送ローラ１２，１３、および補助ローラ１４，１５により規定される搬送経路に沿って所定の方向に搬送される。各搬送ローラ１２，１３、および補助ローラ１４，１５は、水平軸を中心として回転することによって、基材９を搬送経路の下流側へ案内する。また、複数の搬送ローラ１２，１３、および補助ローラ１４，１５に基材９が接触することで、基材９に比較的小さな張力が一定に付与される。これにより、搬送中における基材９の弛みや皺が抑制される。また、基材９に付与される張力が過大になり過ぎないことにより、基材９の表面に塗布された塗工液を乾燥させる工程において、基材９に皺が発生することが抑制される。搬送後の基材９は、巻き取りローラ１６へ回収される。
なお、搬送ローラ１２は、一対のニップローラである。搬送ローラ１２の各ローラは、水平軸を中心として互いに逆方向に回転する。そして、搬送ローラ１２は、基材９を挟持しつつ回転することにより、基材９を指定された速度で下流側へ送る。また、巻き出しローラ１１、当該搬送ローラ１２、および巻き取りローラ１６は、動力源となるモータ（図示省略）が連結される駆動ローラである。一方、搬送ローラ１３および補助ローラ１４，１５は、モータに連結されず、基材９の動きに従って回転する従動ローラである。ただし、搬送ローラ１２，１３、および補助ローラ１４，１５の位置や数は、必ずしも図１の通りでなくてもよい。また、後述するバックアップローラ１７が、動力源となるモータ（図示省略）が連結される駆動ローラであってもよい。
塗布部２０は、基材９の搬送経路上の塗工位置Ｐ１において、基材９の表面に塗工液を塗布する装置である。図２は、塗工装置１におけるバックアップローラ１７付近の部位を拡大した側面図である。図１および図２に示すとおり、基材９は、乾燥装置４０よりも搬送経路の上流側において、搬送ローラの役割も兼ねたバックアップローラ１７に支持される。バックアップローラ１７は、円筒状の外周面を有する。バックアップローラ１７は、塗工位置Ｐ１において基材９の裏面に接触しつつ、水平軸を中心として回転する。塗布部２０は、塗工ノズル２１を有する。塗工ノズル２１は、バックアップローラ１７に支持された基材９の表面に、微小な間隙を介して対向する。つまり、上述の塗工位置Ｐ１とは、基材９のうち、バックアップローラ１７の外周面に支持され、かつ、塗工ノズル２１と微小な間隙を介して対向する位置である。
塗工ノズル２１には、例えば、幅方向（基材９の長手方向に直交する水平方向）に沿って延びるスリット状の吐出口２１０を有する、いわゆるスリットノズルが用いられる。塗工ノズル２１は、給液配管２２を介して、塗工液供給源２３に接続されている。また、給液配管２２には、開閉弁２４が介挿されている。このため、開閉弁２４を開放すると、塗工液供給源２３から給液配管２２を通って塗工ノズル２１に塗工液が供給され、塗工ノズル２１の吐出口２１０から、バックアップローラ１７に支持された基材９の表面へ向けて、塗工液が吐出される。上述のとおり、塗工液は所定の粘性を有する。このため、塗工液が塗工ノズル２１の吐出口２１０から吐出された後、塗工ノズル２１の先端付近に塗工液の小さな液溜まりが形成される。そして、この液溜まりが、塗工位置Ｐ１において基材９に接触することによって、基材９の表面に塗工液が塗布される。
なお、本実施形態の塗布部２０は、基材９に対して塗工液を間欠的（断続的）に塗布する、いわゆる間欠塗工を行う手段である。そして、塗布部２０は、塗工ノズル２１の吐出口２１０から塗工液を吐出して基材９の表面に塗工液を塗布するステップ（塗布ステップ）と、塗工ノズル２１の吐出口２１０からの塗工液の吐出を停止するステップ（停止ステップ）とを、予め設定された時間間隔で、交互に繰り返す。上述の通り、基材９は一定の速度で連続的に搬送される。これにより、塗布部２０を通過した基材９の表面には、塗工液が塗布された部分と塗布されなかった部分とが交互に現れる。
また、塗布部２０は、サックバック機構２１１を有する。サックバック機構２１１は、例えば、給液配管２２から分岐したサックバック配管内２２１に、負圧を発生させる構造を有する。そして、上述した停止ステップにおいて、サックバック配管内２２１に負圧を発生させ、吐出口２１０付近の塗布液を上流側（吐出口２１０とは逆側）へ引き戻す。これにより、塗布ステップにおいて塗工ノズル２１の先端付近に形成されていた塗工液の液溜まりが、基材９から離間し、基材９への塗工液の塗布が停止される。すなわち、塗布部２０は、塗工ノズル２１からの塗工液の吐出と、サックバック機構２１１による塗工液の引き戻しとを、繰り返し実行する。サックバック機構２１１が上述の構造を有することにより、塗布ステップと停止ステップとをスムーズに切り替えることができる。また、塗布ステップにおいて塗工ノズル２１の先端付近に形成されていた塗工液の液溜まりが、停止ステップにおいても基材９に接触し続けてしまうことを抑制できる。この結果、基材９に塗布される塗工液の形状が乱れ、または基材９に汚れが付着することを抑制できる。ただし、サックバック機構２１１は、上述の構造とは異なる構造を有していてもよい。
なお、本実施形態の塗布部２０は、基材９に対して塗工液を連続して塗布する、いわゆる連続塗工を行う手段であってもよい。また、連続塗工を停止する際にサックバック機構２１１による塗工液の引き戻しを行うものであってもよい。さらに、塗工ノズル２１は、必ずしもバックアップローラ１７に支持された基材９の表面に対して、塗工液を吐出するものでなくてもよい。例えば、隣り合うローラの間に掛け渡された基材９の表面に対して、塗工液を吐出するものであってもよい。
図２に示すとおり、基材９の搬送経路における、バックアップローラ１７の直前には、補助ローラ１４が配置されている。この補助ローラ１４は、バックアップローラ１７よりも搬送経路の上流側、かつ、バックアップローラ１７の近傍において、基材９を支持しつつ回転する上流側ローラである。また、基材９の搬送経路における、バックアップローラ１７の直後には、補助ローラ１５が配置されている。この補助ローラ１５は、バックアップローラ１７よりも搬送経路の下流側、かつ、バックアップローラ１７の近傍において、基材９を支持しつつ回転する下流側ローラである。
そして、基材９は、補助ローラ１４、バックアップローラ１７、および補助ローラ１５を介して、バックアップローラ１７を頂点とする鋭角を形成するように、掛け渡される。これにより、バックアップローラ１７の周囲には、接触領域６１と露出領域６２とが形成される。接触領域６１は、バックアップローラ１７の外周面に基材９が接触する領域である。露出領域６２は、バックアップローラ１７の外周面に基材９が接触せずに露出する領域である。なお、上述のとおり、基材９には、比較的小さな張力が一定に加わっている。補助ローラ１４と補助ローラ１５とを設けることによって、基材９におけるバックアップローラ１７よりも上流側の部位と下流側の部位とが、露出領域６２において後述する負圧発生部３０側へ互いに引き寄せられることが抑制される。つまり、補助ローラ１４と補助ローラ１５とによって、接触領域６１の中心角αは一定に維持される。すなわち、本実施形態の補助ローラ１４および補助ローラ１５は、接触領域６１の中心角αを一定に維持する接触領域維持部６０としての役割を担っている。
なお、本実施形態では、接触領域６１の中心角αが１４０°未満程度となるように、各ローラが配置される。これにより、ニップローラ１２による基材９の搬送速度と、バックアップローラ１７の外周面の回転速度との間に誤差が生じた場合でも、基材９は、接触領域６１において、バックアップローラ１７の外周面を滑らかに摺動することができる。
負圧発生部３０の構成については、詳細を後述する。
図１に戻る。乾燥装置４０は、塗布部２０よりも搬送経路の下流側に配置されている。乾燥装置４０は、搬送機構１０により搬送される基材９を、乾燥炉４１内において加熱する。例えば、乾燥炉４１内において、基材９に向けて熱風が吹き付けられる。これにより、基材９の表面に塗布された塗工液中の溶剤が気化する。その結果、塗工液が乾燥して、塗膜が形成される。
制御部５０は、塗工装置１内の各部を動作制御するための手段である。図１中に概念的に示したように、制御部５０は、ＣＰＵ等の演算処理部５１、ＲＡＭ等のメモリ５２、およびハードディスクドライブ等の記憶部５３を有するコンピュータにより構成されている。図３は、塗工装置１内の各部と制御部５０との接続構成を示したブロック図である。図３に示すように、制御部５０は、搬送機構１０、開閉弁２４、後述する吸引機構３２、および乾燥装置４０と、それぞれ電気的に接続されている。
制御部５０は、記憶部５３に記憶されたコンピュータプログラムやデータを、メモリ５２に一時的に読み出し、当該コンピュータプログラムおよびデータに基づいて、演算処理部５１が演算処理を行うことにより、塗工装置１内の各部を動作制御する。これにより、塗工装置１における塗工・乾燥処理が進行する。
＜２．負圧発生部の詳細な構成＞
続いて、負圧発生部３０の詳細な構成について説明する。
図４は、塗工装置１におけるバックアップローラ１７付近の部位を拡大した斜視図である。図４に示すとおり、上述の露出領域６２におけるバックアップローラ１７の外周面の近傍には、円弧状空間６３が形成されている。図４において、円弧状空間６３は、基材９のうちバックアップローラ１７よりも搬送経路の直ぐ上流側に位置する部位の上側、基材９のうちバックアップローラ１７よりも搬送経路の直ぐ下流側に位置する部位の下側、かつ、露出領域６２の径方向外側に位置する空間を示す。
負圧発生部３０は、円弧状空間６３を覆うカバー部３１と、吸引機構３２とを有する。カバー部３１は、カバー板本体３１１と、前面カバー板３１２と、背面カバー板３１３とを有する。カバー板本体３１１は、露出領域６２において、バックアップローラ１７の外周面に沿って広がる部位である。カバー板本体３１１は、図４において、基材９のうちバックアップローラ１７よりも搬送経路の直ぐ上流側に位置する部位の上側、かつ、基材９のうちバックアップローラ１７よりも搬送経路の直ぐ下流側に位置する部位の下側において、円弧状空間６３を覆う。前面カバー板３１２は、図４において、カバー板本体３１１の前面側（幅方向の一方）の端部から、バックアップローラ１７の外周面へ向けて広がる部位である。前面カバー板３１２は、円弧状空間６３の前面側の端部を覆う。背面カバー板３１３は、図４において、カバー板本体３１１の背面側（幅方向の他方）の端部から、バックアップローラ１７の外周面へ向けて広がる部位である。背面カバー板３１３は、円弧状空間６３の背面側の端部を覆う。これにより、円弧状空間６３は、基材９、バックアップローラ１７、およびカバー部３１によって囲まれた略空間となっている。ただし、カバー部３１は、円弧状空間６３を覆う構造であればよく、上記とは異なる形状を有していてもよい。
吸引機構３２は、例えば、配管３２１とポンプ３２２とを有する。配管３２１は、一端側が円弧状空間６３内に配置され、カバー板本体３１１の一部を厚み方向に貫通する貫通孔３１４を介して、円弧状空間６３の外部まで延びる。そして、ポンプ３２２を稼働すると、円弧状空間６３に存在する空気等の気体が、配管３２１を介して吸引され、円弧状空間６３の外部へ排出される。これにより、円弧状空間６３の気圧が低下し、外気圧よりも低い負圧になる。ただし、吸引機構３２は、円弧状空間６３から気体を吸引して外部へ排出できる構造であればよく、上記とは異なる構造を有していてもよい。
基材９に塗膜を形成する過程のうち、少なくともａ）基材９を搬送して、バックアップローラ１７へ基材９を導入する工程、ｂ）バックアップローラ１７の外周面に支持される基材９の表面に、塗工液を塗布する工程、およびｃ）基材９への塗工液の塗布を停止する工程は、吸引機構３２を稼働して、円弧状空間６３を負圧にしつつ、実行される。これにより、上述のサックバック機構２１１が塗工液の引き戻しを行う際に基材９に対して塗工ノズル２１側へ引き寄せる力が加わった場合、またはバックアップローラ１７と基材９との間に空気等の気体が入り込んだ場合でも、バックアップローラ１７の外周面からの基材９の浮き上がりを抑制できる。これにより、基材９に擦れ、傷、または皺が生じることを抑制できる。また、塗工ノズル２１の吐出口２１０付近に形成された塗工液の液溜まりが基材９に誤って接触し続けてしまうことにより、基材９に汚れが付着することを抑制できる。また、基材９に対して塗工液を塗布する位置にずれが生じたり、基材９に塗布される塗工液の形状が乱れたりすることを抑制できる。
また、本実施形態では、基材９の表面または裏面に接触してバックアップローラ１７に押さえつけるような部材を別途設けることなく、非接触で、基材９の浮き上がりを抑制できる。これにより、当該別部材が基材９に接触することにより基材９に擦れ、傷、または皺が生じることを抑制できる。また、基材９の表面に塗膜を形成する際に当該別部材に塗工液が付着して、その後基材９の裏面に塗膜を形成する際に、当該別部材に付着した塗工液が基材９の裏面に誤って付着することにより、基材９に汚れが生じることを抑制できる。
また、本実施形態のバックアップローラ１７の外周面は、吸着孔の無い円筒面である。そして、本実施形態では、円弧状空間６３を負圧にすることによって、基材９をバックアップローラ１７により接触する方向に引き寄せる構成を有し、バックアップローラ１７の外周面自体に吸着孔を設けることによって基材９をバックアップローラ１７に吸着させるものではない。このため、バックアップローラ１７の外周面自体に吸着孔を設けることにより、当該吸着孔に異物が混入して吸着力が低下したり、基材９に塗布される塗工液の形状が、当該吸着孔によって乱れたりすることを抑制できる。
また、上述のとおり、一対のニップローラである搬送ローラ１２は、動力源となるモータ（図示省略）が連結される駆動ローラであり、当該搬送ローラ１２によって、基材９の搬送速度が制御される。このため、基材９の搬送速度と、バックアップローラ１７の外周面の回転速度との間に誤差が生じた場合に、バックアップローラ１７の外周面に基材９を滑らかに摺動させるために、接触領域６１の中心角αが１４０°未満程度に設定されている。しかしながら、接触領域６１の中心角αが小さくなると、基材９の搬送時にバックアップローラ１７の外周面から基材９がより浮き上がり易くなる。本実施形態では、負圧発生部３０によって、このような基材９の浮き上がりを抑制することができる。
＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
図５は、一変形例に係る塗工装置１Ｂにおけるバックアップローラ１７Ｂ付近の部位を拡大した側面図である。本変形例の基材９の搬送経路におけるバックアップローラ１７Ｂの上流側および下流側に位置し、かつバックアップローラ１７Ｂに最も近い２つの搬送ローラ１３Ｂは、バックアップローラ１７Ｂに対して、上述の実施形態の搬送ローラ１３とは異なる位置および角度に配置されている。これらの搬送ローラ１３Ｂは、いずれも、基材９Ｂの塗工液が塗布される面とは異なる面に接触しつつ回転する。このような構成でも、搬送ローラ１３Ｂ、および補助ローラ１４Ｂと補助ローラ１５Ｂとによって、接触領域６１Ｂの中心角αを、一定に維持できる。
また、上述の実施形態および変形例の塗工装置１は、リチウムイオン二次電池の電極を製造する装置であった。しかしながら、本発明の塗工装置は、リチウムイオン二次電池以外の各種電池の製造工程に用いられるものであってもよい。例えば、燃料電池の製造工程において、基材である電解質膜をロールトゥロール方式で搬送しながら、電解質膜の表面に触媒インクを塗布し、当該触媒インクを乾燥させる装置であってもよい。また、本発明の塗工装置は、半導体、液晶表示装置、太陽電池パネル、フレキシブルデバイスなどに用いられる各種フレキシブル基材の表面に、レジスト膜等の塗膜を形成するものであってもよい。
また、上述の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
１，１Ｂ 塗工装置
９，９Ｂ 基材
１０ 搬送機構
１１ 巻き出しローラ
１２ 搬送ローラ
１３ 搬送ローラ
１４，１４Ｂ 補助ローラ（上流側ローラ）
１５，１５Ｂ 補助ローラ（下流側ローラ）
１６ 巻き取りローラ
１７，１７Ｂ バックアップローラ
２０ 塗布部
２１ 塗工ノズル
２２ 給液配管
２３ 塗工液供給源
２４ 開閉弁
３０ 負圧発生部
３１ カバー部
３２ 吸引機構
４０ 乾燥装置
４１ 乾燥炉
５０ 制御部
６０ 接触領域維持部
６１，６１Ｂ 接触領域
６２ 露出領域
６３ 円弧状空間
２１１ サックバック機構
３１１ カバー板本体
３１２ 前面カバー板
３１３ 背面カバー板
３１４ 貫通孔
３２１ 配管
３２２ ポンプ
Ｐ１ 塗工位置
α 中心角

Claims (10)

  1. 長尺帯状の基材の表面に塗膜を形成する塗工装置であって、
    所定の搬送経路に沿って基材を長手方向に搬送する搬送機構と、
    前記搬送経路上の塗工位置において、基材の表面に塗工液を塗布する塗布部と、
    前記塗工位置において、基材の裏面を支持しつつ回転するバックアップローラと、
    を備え、
    前記バックアップローラの周囲に、
    前記バックアップローラの外周面に基材が接触する接触領域と、
    前記バックアップローラの外周面が露出する露出領域と、
    が存在し、
    前記接触領域の中心角を一定に維持する接触領域維持部と、
    前記露出領域における前記バックアップローラの外周面近傍の円弧状空間を負圧にする負圧発生部と、
    をさらに備え、
    前記円弧状空間は、基材のうち前記バックアップローラよりも前記搬送経路の上流側に位置する部位と、基材のうち前記バックアップローラよりも前記搬送経路の下流側に位置する部位と、に面する塗工装置。
  2. 請求項１に記載の塗工装置であって、
    前記負圧発生部は、
    前記露出領域において、前記バックアップローラの外周面に沿って広がり、前記円弧状空間を覆うカバー板と、
    前記円弧状空間から気体を吸引する吸引機構と、
    を有する塗工装置。
  3. 請求項１または請求項２に記載の塗工装置であって、
    前記接触領域維持部は、
    前記バックアップローラよりも前記搬送経路の上流側、かつ、前記バックアップローラの近傍において、基材を支持しつつ回転する上流側ローラと、
    前記バックアップローラよりも前記搬送経路の下流側、かつ、前記バックアップローラの近傍において、基材を支持しつつ回転する下流側ローラと、
    を有する塗工装置。
  4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の塗工装置であって、
    前記塗布部は、
    前記塗工位置において、基材の表面に向けて塗工液を吐出するノズルと、
    前記ノズルからの塗工液の吐出を停止するときに、前記ノズル内の塗工液を上流側へ引き戻すサックバック機構と、
    を有する塗工装置。
  5. 請求項４に記載の塗工装置であって、
    前記塗布部は、
    前記ノズルからの塗工液の吐出と、前記サックバック機構による塗工液の引き戻しとを、繰り返し実行する塗工装置。
  6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の塗工装置であって、
    基材を挟持しつつ回転することにより、基材を指定された速度で下流側へ送るニップローラ
    をさらに備える塗工装置。
  7. 請求項６に記載の塗工装置であって、
    前記接触領域の中心角は、１４０°未満である塗工装置。
  8. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の塗工装置であって、
    前記バックアップローラの外周面は、吸着孔の無い円筒面である塗工装置。
  9. 請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の塗工装置であって、
    リチウムイオン二次電池の電極の製造工程に用いられる塗工装置。
  10. 長尺帯状の基材の表面に塗膜を形成する塗工方法であって、
    ａ）円筒状の外周面を有するバックアップローラへ、基材を導入する工程と、
    ｂ）前記バックアップローラの外周面に支持される基材の表面に、塗工液を塗布する工程と、
    を有し、
    前記バックアップローラの周囲に、
    前記バックアップローラの外周面に基材が接触する接触領域と、
    前記バックアップローラの外周面が露出する露出領域と、
    が存在し、
    前記工程ａ）および前記工程ｂ）は、前記露出領域における前記バックアップローラの外周面近傍の円弧状空間を負圧にしつつ、実行され、
    前記円弧状空間は、基材のうち前記バックアップローラよりも搬送経路の上流側に位置する部位と、基材のうち前記バックアップローラよりも前記搬送経路の下流側に位置する部位と、に面する塗工方法。
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