KR102297840B1 - 도공 장치 및 도공 방법 - Google Patents

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Abstract

(과제) 도공 위치에 있어서, 기재의 이면을 지지하면서 회전하는 롤러로부터의 기재의 부상을 억제할 수 있는 구조를 제공한다.
(해결 수단) 이 도공 장치는, 장척 띠상의 기재 (9) 의 표면에 도막을 형성하는 장치로서, 소정의 반송 경로를 따라 기재를 길이 방향으로 반송하는 반송 기구와, 반송 경로 상의 도공 위치 (P1) 에 있어서, 기재 (9) 의 표면에 도공액을 도포하는 도포부 (20) 와, 도공 위치 (P1) 에 있어서, 기재 (9) 의 이면을 지지하면서 회전하는 백업 롤러 (17) 를 구비하고 있다. 백업 롤러 (17) 의 주위에는, 백업 롤러 (17) 의 외주면에 기재 (9) 가 접촉하는 접촉 영역 (61) 과, 롤러의 외주면이 노출되는 노출 영역 (62) 이 존재한다. 또한, 이 장치는, 접촉 영역 (61) 의 중심각 (α) 을 일정하게 유지하는 접촉 영역 유지부와, 노출 영역 (62) 에 있어서의 백업 롤러 (17) 의 외주면 근방의 원호상 공간을 부압으로 하는 부압 발생부 (30) 를 갖는다. 이로써, 백업 롤러 (17) 로부터의 기재 (9) 의 부상을 억제할 수 있다.

Description

도공 장치 및 도공 방법{COATING APPARATUS AND COATING METHOD}
본 발명은, 장척 띠상의 얇은 두께의 기재를 반송하면서, 기재의 표면에 도공액을 도포함으로써 도막을 형성하는 도공 장치 및 도공 방법에 관한 것이다.
종래, 리튬 이온 이차 전지 등의 화학 전지의 제조 공정에서는, 장척 띠상의 기재 (예를 들어 금속박) 의 표면에, 전극막이 되는 도막을 형성하는 도공 장치가 사용되고 있다. 도공 장치는, 이른바 롤 투 롤 방식으로 기재를 반송하면서, 그 기재의 표면에 전극 재료를 함유하는 도공액을 도포하고, 그 후에 건조 처리를 실시함으로써, 도막을 형성한다. 기재의 표면에 도막을 형성하는 종래의 도공 장치에 대해서는, 예를 들어, 특허문헌 1 에 기재되어 있다.
특허문헌 1 의 도공 장치는, 기재에 대해 도공액을 간헐적으로 도포하는 (기재의 표면에 도공액을 도포하는 부분과 도포하지 않는 부분을 교대로 형성하는), 이른바 간헐 도공을 실시하는 장치이다. 당해 도공 장치는, 노즐과, 송액 기구와, 셕백 (suck back) 기구를 갖는다. 노즐은, 토출구와, 토출구에 연통하는 도공액용 공간 (내부 공간) 을 갖는다. 송액 기구는, 도공액용 공간을 향하여 도공액을 보낸다. 셕백 기구는, 도공액의 토출을 정지시킬 때에, 도공액을 노즐 내로 되돌리는 장치이다.
일본 공개특허공보 2016-185504호
기재의 표면에 도포된 도공액을 건조시키는 공정에 있어서, 기재에 주름 등이 발생하는 것을 억제하기 위해, 기재에는 비교적 작은 장력이 일정하게 가해진 상태에서 반송된다. 그러나, 노즐과 대향하는 도공 위치에 있어서, 상기 서술한 셕백 기구에 의해 도공액을 노즐 내로 되돌릴 때에, 기재의 일부가 함께 노즐 내로 끌어 당겨질 우려가 있다. 이로써, 기재가 수 미크론 ∼ 수십 미크론 정도 부상하여, 기재에 찰상, 흠집, 또는 주름이 발생함과 함께, 도막의 형상이 흐트러질 우려가 있다. 또, 노즐의 토출구 부근의 도공액이 기재에 잘못하여 계속 접촉됨으로써, 기재에 오염물이 부착될 우려가 있다.
또, 간헐 도공뿐만 아니라, 기재에 대해 도공액을 연속적으로 도포하는, 이른바 연속 도공을 실시하는 경우에도, 특히 기재를 10 m/분 정도 이상의 고속으로 반송하는 경우에는, 도공 위치에 있어서 기재를 지지하는 롤러와 기재 사이에 공기 등의 기체가 비집고 들어가, 기재가 수 미크론 ∼ 수십 미크론 정도 부상할 우려가 있다. 이로써, 기재에 대해 도공액을 도포하는 위치에 어긋남이 발생하거나, 또는 기재에 주름이 생길 우려가 있다.
본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 도공 위치에 있어서, 기재를 지지하는 롤러로부터의 기재의 부상을 억제할 수 있는 도공 장치 및 도공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본원의 제 1 발명은, 장척 띠상의 기재의 표면에 도막을 형성하는 도공 장치로서, 소정의 반송 경로를 따라 기재를 길이 방향으로 반송하는 반송 기구와, 상기 반송 경로 상의 도공 위치에 있어서, 기재의 표면에 도공액을 도포하는 도포부와, 상기 도공 위치에 있어서, 기재의 이면을 지지하면서 회전하는 백업 롤러를 구비하고, 상기 백업 롤러의 주위에, 상기 백업 롤러의 외주면에 기재가 접촉하는 접촉 영역과, 상기 백업 롤러의 외주면이 노출되는 노출 영역이 존재하고, 상기 접촉 영역의 중심각을 일정하게 유지하는 접촉 영역 유지부와, 상기 노출 영역에 있어서의 상기 백업 롤러의 외주면 근방의 원호상 공간을 부압으로 하는 부압 발생부를 추가로 구비한다.
본원의 제 2 발명은, 장척 띠상의 기재의 표면에 도막을 형성하는 도공 방법으로서, a) 원통상의 외주면을 갖는 백업 롤러에, 기재를 도입하는 공정과, b) 상기 백업 롤러의 외주면에 지지되는 기재의 표면에, 도공액을 도포하는 공정을 갖고, 상기 백업 롤러의 주위에, 상기 백업 롤러의 외주면에 기재가 접촉하는 접촉 영역과, 상기 백업 롤러의 외주면이 노출되는 노출 영역이 존재하고, 상기 공정 a) 및 상기 공정 b) 는, 상기 노출 영역에 있어서의 상기 백업 롤러의 외주면 근방의 원호상 공간을 부압으로 하면서 실행된다.
본원의 제 1 발명 ∼ 제 2 발명에 의하면, 도공 위치에 있어서, 기재를 지지하는 백업 롤러의 외주면으로부터의 기재의 부상을 억제할 수 있다. 이로써, 기재에 찰상, 흠집, 주름, 또는 오염이 발생하거나, 기재에 대해 도공액을 도포하는 위치에 어긋남이 발생하거나 하는 것을 억제할 수 있다.
도 1 은 도공 장치의 구성을 나타내는 개략 측면도이다.
도 2 는 도공 장치에 있어서의 백업 롤러 부근의 부위를 확대한 측면도이다.
도 3 은 도공 장치 내의 각 부와 제어부의 접속 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4 는 도공 장치에 있어서의 백업 롤러 부근의 부위를 확대한 사시도이다.
도 5 는 변형예에 있어서의 도공 장치의 백업 롤러 부근의 부위를 확대한 측면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다.
＜1. 도공 장치의 구성＞
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 도공 장치 (1) 의 구성을 나타내는 개략 측면도이다. 이 도공 장치 (1) 는, 리튬 이온 이차 전지의 전극의 제조 공정에 사용되는 장치이다. 이 도공 장치 (1) 는, 장척 띠상의 기재 (9) 를, 길이 방향으로 이른바 롤 투 롤 방식으로 반송하면서, 기재 (9) 의 표면에, 전극 재료인 활물질을 함유하는 도공액을 도포하고, 그 도공액을 건조시켜, 리튬 이온 이차 전지의 전극인 도막을 형성한다. 기재 (9) 에는, 예를 들어, 동박이나 알루미늄박 등의 금속박이 사용된다. 도공액은, 도포 후에 형상을 유지할 수 있을 정도의 점성을 갖는다.
또한, 본 실시형태에서는, 전극을 다층 구조로 하기 위해서, 기재 (9) 의 표리 양면에 도막을 형성한다. 구체적으로는, 기재 (9) 를 후술하는 반송 기구 (10) 의 권출 롤러 (11) 로부터 권취 롤러 (16) 까지 한 번 반송하면서, 우선은 기재 (9) 의 표면에 도막을 형성한다. 그 후, 재차 동일하게 반송하면서, 기재 (9) 의 이면에 도막을 형성한다. 그리고, 기재 (9) 의 표면에는, 애노드 전극 및 캐소드 전극 중 어느 일방이 형성된다. 기재 (9) 의 이면에는, 애노드 전극 및 캐소드 전극의 타방이 형성된다. 단, 당해 「표면」및 「이면」의 기재는, 기재 (9) 의 양면을 식별하기 위해서 사용하는 것으로, 어느 특정한 면이 「표면」또는 「이면」이라고 하여 한정되는 것은 아니다. 또, 도공 장치 (1) 는, 기재 (9) 의 표리 양면에 동시에 도막을 형성할 수 있는 구조를 가지고 있어도 된다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 도공 장치 (1) 는, 반송 기구 (10), 도포부 (20), 백업 롤러 (17), 부압 발생부 (30), 건조 장치 (40), 및 제어부 (50) 를 갖는다.
반송 기구 (10) 는, 기재 (9) 를 그 길이 방향을 따른 반송 방향으로 반송하는 기구이다. 본 실시형태의 반송 기구 (10) 는, 소정의 반송 경로를 따라, 기재 (9) 를 일정한 속도로 연속적으로 반송한다. 반송 기구 (10) 는, 권출 롤러 (11), 복수의 반송 롤러 (12, 13), 보조 롤러 (14, 15), 및 권취 롤러 (16) 를 갖는다. 기재 (9) 는, 권출 롤러 (11) 로부터 내보내지고, 복수의 반송 롤러 (12, 13), 및 보조 롤러 (14, 15) 에 의해 규정되는 반송 경로를 따라 소정의 방향으로 반송된다. 각 반송 롤러 (12, 13), 및 보조 롤러 (14, 15) 는, 수평축을 중심으로 하여 회전함으로써, 기재 (9) 를 반송 경로의 하류측으로 안내한다. 또, 복수의 반송 롤러 (12, 13), 및 보조 롤러 (14, 15) 에 기재 (9) 가 접촉함으로써, 기재 (9) 에 비교적 작은 장력이 일정하게 부여된다. 이로써, 반송 중에 있어서의 기재 (9) 의 느슨해짐이나 주름이 억제된다. 또, 기재 (9) 에 부여되는 장력이 지나치게 과대해지지 않음으로써, 기재 (9) 의 표면에 도포된 도공액을 건조시키는 공정에 있어서, 기재 (9) 에 주름이 발생하는 것이 억제된다. 반송 후의 기재 (9) 는, 권취 롤러 (16) 에 회수된다.
또한, 반송 롤러 (12) 는, 1 쌍의 닙 롤러이다. 반송 롤러 (12) 의 각 롤러는, 수평축을 중심으로 하여 서로 반대 방향으로 회전한다. 그리고, 반송 롤러 (12) 는, 기재 (9) 를 협지하면서 회전함으로써, 기재 (9) 를 지정된 속도로 하류측으로 보낸다. 또, 권출 롤러 (11), 당해 반송 롤러 (12), 및 권취 롤러 (16) 는, 동력원이 되는 모터가 연결되는 구동 롤러이다. 한편, 반송 롤러 (13) 및 보조 롤러 (14, 15) 는 모터에 연결되지 않고, 기재 (9) 의 움직임에 따라 회전하는 종동 롤러이다. 단, 반송 롤러 (12, 13), 및 보조 롤러 (14, 15) 의 위치나 수는, 반드시 도 1 과 같지 않아도 된다. 또, 후술하는 백업 롤러 (17) 가, 동력원이 되는 모터가 연결되는 구동 롤러여도 된다.
도포부 (20) 는, 기재 (9) 의 반송 경로 상의 도공 위치 (P1) 에 있어서, 기재 (9) 의 표면에 도공액을 도포하는 장치이다. 도 2 는, 도공 장치 (1) 에 있어서의 백업 롤러 (17) 부근의 부위를 확대한 측면도이다. 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 기재 (9) 는, 건조 장치 (40) 보다 반송 경로의 상류측에 있어서, 반송 롤러의 역할도 겸한 백업 롤러 (17) 에 지지된다. 백업 롤러 (17) 는, 원통상의 외주면을 갖는다. 백업 롤러 (17) 는, 도공 위치 (P1) 에 있어서 기재 (9) 의 이면에 접촉하면서, 수평축을 중심으로 하여 회전한다. 도포부 (20) 는, 도공 노즐 (21) 을 갖는다. 도공 노즐 (21) 은, 백업 롤러 (17) 에 지지된 기재 (9) 의 표면에, 미소한 간극을 개재하여 대향한다. 요컨대, 상기 서술한 도공 위치 (P1) 란, 기재 (9) 중, 백업 롤러 (17) 의 외주면에 지지되고, 또한, 도공 노즐 (21) 과 미소한 간극을 개재하여 대향하는 위치이다.
도공 노즐 (21) 에는, 예를 들어, 폭 방향을 따라 연장되는 슬릿상의 토출구 (210) 를 갖는, 이른바 슬릿 노즐이 사용된다. 또한, 폭 방향이란, 기재 (9) 의 길이 방향에 직교하는 수평 방향이다. 도공 노즐 (21) 은, 급액 배관 (22) 을 개재하여, 도공액 공급원 (23) 에 접속되어 있다. 또, 급액 배관 (22) 에는, 개폐 밸브 (24) 가 개재 삽입되어 있다. 이 때문에, 개폐 밸브 (24) 를 개방하면, 도공액 공급원 (23) 으로부터 급액 배관 (22) 을 지나 도공 노즐 (21) 에 도공액이 공급된다. 그리고, 도공 노즐 (21) 의 토출구 (210) 로부터, 백업 롤러 (17) 에 지지된 기재 (9) 의 표면에 향하여, 도공액이 토출된다. 상기 서술한 바와 같이, 도공액은 소정의 점성을 갖는다. 이 때문에, 도공액이 도공 노즐 (21) 의 토출구 (210) 로부터 토출된 후, 도공 노즐 (21) 의 선단 부근에 도공액의 작은 액 고임부가 형성된다. 그리고, 이 액 고임부가, 도공 위치 (P1) 에 있어서 기재 (9) 에 접촉함으로써, 기재 (9) 의 표면에 도공액이 도포된다.
또한, 본 실시형태의 도포부 (20) 는, 기재 (9) 에 대해 도공액을 간헐적 (단속적) 으로 도포하는, 이른바 간헐 도공을 실시한다. 그리고, 도포부 (20) 는, 도공 노즐 (21) 의 토출구 (210) 로부터 도공액을 토출시켜 기재 (9) 의 표면에 도공액을 도포하는 스텝 (도포 스텝) 과, 도공 노즐 (21) 의 토출구 (210) 로부터의 도공액의 토출을 정지시키는 스텝 (정지 스텝) 을, 미리 설정된 시간 간격으로 교대로 반복한다. 상기 서술한 바와 같이, 기재 (9) 는 일정한 속도로 연속적으로 반송된다. 이로써, 도포부 (20) 를 통과한 기재 (9) 의 표면에는, 도공액이 도포된 부분과 도포되지 않은 부분이 교대로 나타난다.
또, 도포부 (20) 는, 셕백 기구 (211) 를 갖는다. 셕백 기구 (211) 는, 예를 들어, 급액 배관 (22) 으로부터 분기된 셕백 배관 내 (221) 에, 부압을 발생시키는 구조를 갖는다. 그리고, 상기 서술한 정지 스텝에 있어서, 셕백 배관 내 (221) 에 부압을 발생시키고, 토출구 (210) 부근의 도포액을 상류측 (토출구 (210) 와는 반대측) 으로 되돌린다. 이로써, 도포 스텝에 있어서 도공 노즐 (21) 의 선단 부근에 형성되어 있던 도공액의 액 고임부가, 기재 (9) 로부터 이간되어, 기재 (9) 로의 도공액의 도포가 정지된다. 즉, 도포부 (20) 는, 도공 노즐 (21) 로부터의 도공액의 토출과, 셕백 기구 (211) 에 의한 도공액의 되돌림을 반복 실행한다. 셕백 기구 (211) 가 상기 서술한 구조를 가짐으로써, 도포 스텝과 정지 스텝을 순조롭게 전환할 수 있다. 또, 도포 스텝에 있어서 도공 노즐 (21) 의 선단 부근에 형성되어 있던 도공액의 액 고임부가, 정지 스텝에 있어서도 기재 (9) 에 계속 접촉되는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, 기재 (9) 에 도포되는 도공액의 형상이 흐트러지거나, 또는 기재 (9) 에 오염물이 부착되는 것을 억제할 수 있다. 단, 셕백 기구 (211) 는, 상기 서술한 구조와는 상이한 구조를 가지고 있어도 된다.
또한, 본 실시형태의 도포부 (20) 는, 기재 (9) 에 대해 도공액을 연속적으로 도포하는, 이른바 연속 도공을 실시해도 된다. 또, 연속 도공을 정지시킬 때에 셕백 기구 (211) 에 의한 도공액의 되돌림을 실시하는 것이어도 된다. 또한, 도공 노즐 (21) 은, 반드시 백업 롤러 (17) 에 지지된 기재 (9) 의 표면에 대해, 도공액을 토출하는 것이 아니어도 된다. 예를 들어, 이웃하는 롤러 사이에 걸쳐 놓인 기재 (9) 의 표면에 대해, 도공액을 토출하는 것이어도 된다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 기재 (9) 의 반송 경로에 있어서의, 백업 롤러 (17) 의 바로 앞에는, 보조 롤러 (14) 가 배치되어 있다. 이 보조 롤러 (14) 는, 백업 롤러 (17) 보다 반송 경로의 상류측, 또한, 백업 롤러 (17) 의 근방에 있어서, 기재 (9) 를 지지하면서 회전하는 상류측 롤러이다. 또, 기재 (9) 의 반송 경로에 있어서의, 백업 롤러 (17) 의 바로 뒤에는, 보조 롤러 (15) 가 배치되어 있다. 이 보조 롤러 (15) 는, 백업 롤러 (17) 보다 반송 경로의 하류측, 또한, 백업 롤러 (17) 의 근방에 있어서, 기재 (9) 를 지지하면서 회전하는 하류측 롤러이다.
그리고, 기재 (9) 는, 보조 롤러 (14), 백업 롤러 (17), 및 보조 롤러 (15) 를 통하여, 백업 롤러 (17) 를 정점으로 하는 예각을 형성하도록 걸쳐 놓인다. 이로써, 백업 롤러 (17) 의 주위에는, 접촉 영역 (61) 과 노출 영역 (62) 이 형성된다. 접촉 영역 (61) 은, 백업 롤러 (17) 의 외주면에 기재 (9) 가 접촉하는 영역이다. 노출 영역 (62) 은, 백업 롤러 (17) 의 외주면에 기재 (9) 가 접촉하지 않고 노출되는 영역이다. 또한, 상기 서술한 바와 같이, 기재 (9) 에는, 비교적 작은 장력이 일정하게 가해지고 있다. 보조 롤러 (14) 와 보조 롤러 (15) 를 형성함으로써, 기재 (9) 에 있어서의 백업 롤러 (17) 보다 상류측의 부위와 하류측의 부위가, 노출 영역 (62) 에 있어서 후술하는 부압 발생부 (30) 측으로 서로 끌어 당겨지는 것이 억제된다. 요컨대, 보조 롤러 (14) 와 보조 롤러 (15) 에 의해, 접촉 영역 (61) 의 중심각 (α) 은 일정하게 유지된다. 즉, 본 실시형태의 보조 롤러 (14) 및 보조 롤러 (15) 는, 접촉 영역 (61) 의 중심각 (α) 을 일정하게 유지하는 접촉 영역 유지부 (60) 로서의 역할을 담당하고 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 접촉 영역 (61) 의 중심각 (α) 이 140 °미만 정도가 되도록, 각 롤러가 배치된다. 이로써, 닙 롤러 (12) 에 의한 기재 (9) 의 반송 속도와, 백업 롤러 (17) 의 외주면의 회전 속도 사이에 오차가 발생한 경우에도, 기재 (9) 는, 접촉 영역 (61) 에 있어서, 백업 롤러 (17) 의 외주면을 매끄럽게 슬라이딩할 수 있다.
부압 발생부 (30) 의 구성에 대해서는, 상세를 후술한다.
도 1 로 돌아온다. 건조 장치 (40) 는, 기재 (9) 의 표면에 도포된 도공액을 건조시키는 장치이다. 건조 장치 (40) 는, 도포부 (20) 보다 반송 경로의 하류측에 배치되어 있다. 건조 장치 (40) 는, 반송 기구 (10) 에 의해 반송되는 기재 (9) 를, 건조로 (41) 내에서 가열한다. 예를 들어, 건조로 (41) 내에서, 기재 (9) 를 향하여 열풍이 분사된다. 이로써, 기재 (9) 의 표면에 도포된 도공액 중의 용제가 기화된다. 그 결과, 도공액이 건조되고, 도막이 형성된다.
제어부 (50) 는, 도공 장치 (1) 내의 각 부를 동작 제어한다. 도 1 중에 개념적으로 나타낸 바와 같이, 제어부 (50) 는, CPU 등의 연산 처리부 (51), RAM 등의 메모리 (52), 및 하드디스크 드라이브 등의 기억부 (53) 를 갖는 컴퓨터에 의해 구성되어 있다. 도 3 은, 도공 장치 (1) 내의 각 부와 제어부 (50) 의 접속 구성을 나타낸 블록도이다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제어부 (50) 는, 반송 기구 (10), 개폐 밸브 (24), 후술하는 흡인 기구 (32) 및 건조 장치 (40) 와 각각 전기적으로 접속되어 있다.
제어부 (50) 는, 기억부 (53) 에 기억된 컴퓨터 프로그램이나 데이터를, 메모리 (52) 에 일시적으로 판독 출력하고, 당해 컴퓨터 프로그램 및 데이터에 기초하여, 연산 처리부 (51) 가 연산 처리를 실시함으로써, 도공 장치 (1) 내의 각 부를 동작 제어한다. 이로써, 도공 장치 (1) 에 있어서의 도공·건조 처리가 진행된다.
＜2. 부압 발생부의 상세한 구성＞
계속해서, 부압 발생부 (30) 의 상세한 구성에 대해 설명한다.
도 4 는, 도공 장치 (1) 에 있어서의 백업 롤러 (17) 부근의 부위를 확대한 사시도이다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 노출 영역 (62) 에 있어서의 백업 롤러 (17) 의 외주면의 근방에는, 원호상 공간 (63) 이 형성되어 있다. 도 4 에 있어서, 원호상 공간 (63) 은, 기재 (9) 중 백업 롤러 (17) 보다 반송 경로의 바로 상류측에 위치하는 부위의 상측, 기재 (9) 중 백업 롤러 (17) 보다 반송 경로의 바로 하류측에 위치하는 부위의 하측, 또한, 노출 영역 (62) 의 직경 방향 외측에 위치하는 공간을 나타낸다.
부압 발생부 (30) 는, 원호상 공간 (63) 을 덮는 커버부 (31) 와, 흡인 기구 (32) 를 갖는다. 커버부 (31) 는, 커버판 본체 (311) 와, 전면 커버판 (312) 과, 배면 커버판 (313) 을 갖는다. 커버판 본체 (311) 는, 노출 영역 (62) 에 있어서, 백업 롤러 (17) 의 외주면을 따라 확대되는 부위이다. 커버판 본체 (311) 는, 도 4 에 있어서, 기재 (9) 중 백업 롤러 (17) 보다 반송 경로의 바로 상류측에 위치하는 부위의 상측, 또한, 기재 (9) 중 백업 롤러 (17) 보다 반송 경로의 바로 하류측에 위치하는 부위의 하측에 있어서, 원호상 공간 (63) 을 덮는다. 전면 커버판 (312) 은, 도 4 에 있어서, 커버판 본체 (311) 의 전면측 (폭 방향의 일방) 의 단부로부터, 백업 롤러 (17) 의 외주면을 향하여 확대되는 부위이다. 전면 커버판 (312) 은, 원호상 공간 (63) 의 전면측의 단부를 덮는다. 배면 커버판 (313) 은, 도 4 에 있어서, 커버판 본체 (311) 의 배면측 (폭 방향의 타방) 의 단부로부터, 백업 롤러 (17) 의 외주면을 향하여 확대되는 부위이다. 배면 커버판 (313) 은, 원호상 공간 (63) 의 배면측의 단부를 덮는다. 이로써, 원호상 공간 (63) 은, 기재 (9), 백업 롤러 (17), 및 커버부 (31) 에 의해 대략 둘러싸인 공간으로 되어 있다. 단, 커버부 (31) 는, 원호상 공간 (63) 을 덮는 구조이면 되고, 상기와는 상이한 형상을 가지고 있어도 된다.
흡인 기구 (32) 는, 예를 들어, 배관 (321) 과 펌프 (322) 를 갖는다. 배관 (321) 은, 일단측이 원호상 공간 (63) 내에 배치되고, 커버판 본체 (311) 의 일부를 두께 방향으로 관통하는 관통공 (314) 을 통하여, 원호상 공간 (63) 의 외부까지 연장된다. 그리고, 펌프 (322) 를 가동시키면, 원호상 공간 (63) 에 존재하는 공기 등의 기체가, 배관 (321) 을 통하여 흡인되고, 원호상 공간 (63) 의 외부로 배출된다. 이로써, 원호상 공간 (63) 의 기압이 저하되어, 외기압보다 낮은 부압이 된다. 단, 흡인 기구 (32) 는, 원호상 공간 (63) 으로부터 기체를 흡인하여 외부로 배출할 수 있는 구조이면 되고, 상기와는 상이한 구조를 가지고 있어도 된다.
기재 (9) 에 도막을 형성하는 과정 중, 적어도 a) 기재 (9) 를 반송하여, 백업 롤러 (17) 에 기재 (9) 를 도입하는 공정, b) 백업 롤러 (17) 의 외주면에 지지된 기재 (9) 의 표면에, 도공액을 도포하는 공정, 및 c) 기재 (9) 로의 도공액의 도포를 정지시키는 공정은, 흡인 기구 (32) 를 가동시켜, 원호상 공간 (63) 을 부압으로 하면서 실행된다. 이로써, 상기 서술한 셕백 기구 (211) 가 도공액의 되돌림을 실시할 때에 기재 (9) 에 대해 도공 노즐 (21) 측으로 끌어 당기는 힘이 가해진 경우, 또는 백업 롤러 (17) 와 기재 (9) 사이에 공기 등의 기체가 비집고 들어간 경우에도, 백업 롤러 (17) 의 외주면으로부터의 기재 (9) 의 부상을 억제할 수 있다. 이로써, 기재 (9) 에 찰상, 흠집, 또는 주름이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또, 도공 노즐 (21) 의 토출구 (210) 부근에 형성된 도공액의 액 고임부가 기재 (9) 에 잘못하여 계속 접촉됨으로써, 기재 (9) 에 오염물이 부착되는 것을 억제할 수 있다. 또, 기재 (9) 에 대해 도공액을 도포하는 위치에 어긋남이 발생하거나, 기재 (9) 에 도포되는 도공액의 형상이 흐트러지거나 하는 것을 억제할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 기재 (9) 의 표면 또는 이면에 접촉하여 백업 롤러 (17) 에 꽉 누르는 부재를 별도로 형성하지 않고, 비접촉으로, 기재 (9) 의 부상을 억제할 수 있다. 이로써, 당해 별도의 부재가 기재 (9) 에 접촉함으로써 기재 (9) 에 찰상, 흠집, 또는 주름이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또, 기재 (9) 의 표면에 도막을 형성할 때에 당해 별도의 부재에 도공액이 부착되고, 그 후 기재 (9) 의 이면에 도막을 형성할 때에, 당해 별도의 부재에 부착된 도공액이 기재 (9) 의 이면에 잘못하여 부착됨으로써, 기재 (9) 에 오염이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또, 본 실시형태의 백업 롤러 (17) 의 외주면은, 흡착공이 없는 원통면이다. 그리고, 본 실시형태에서는, 원호상 공간 (63) 을 부압으로 함으로써, 기재 (9) 를 백업 롤러 (17) 에 보다 접촉하는 방향으로 끌어 당기는 구성을 갖고, 백업 롤러 (17) 의 외주면 자체에 흡착공을 형성함으로써 기재 (9) 를 백업 롤러 (17) 에 흡착시키는 것은 아니다. 이 때문에, 백업 롤러 (17) 의 외주면 자체에 흡착공을 형성함으로써, 당해 흡착공에 이물질이 혼입되어 흡착력이 저하되거나, 기재 (9) 에 도포되는 도공액의 형상이, 당해 흡착공에 의해 흐트러지거나 하는 것을 억제할 수 있다.
또, 상기 서술한 바와 같이, 1 쌍의 닙 롤러인 반송 롤러 (12) 는, 동력원이 되는 모터가 연결되는 구동 롤러이며, 당해 반송 롤러 (12) 에 의해, 기재 (9) 의 반송 속도가 제어된다. 이 때문에, 기재 (9) 의 반송 속도와, 백업 롤러 (17) 의 외주면의 회전 속도 사이에 오차가 발생한 경우에, 백업 롤러 (17) 의 외주면에 기재 (9) 를 매끄럽게 슬라이딩시키기 위해서, 접촉 영역 (61) 의 중심각 (α) 이 140 °미만 정도로 설정되어 있다. 그러나, 접촉 영역 (61) 의 중심각 (α) 이 작아지면, 기재 (9) 의 반송시에 백업 롤러 (17) 의 외주면으로부터 기재 (9) 가 보다 부상하기 쉬워진다. 본 실시형태에서는, 부압 발생부 (30) 에 의해, 이와 같은 기재 (9) 의 부상을 억제할 수 있다.
＜3. 변형예＞
이상, 본 발명의 일 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은, 상기 서술한 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
도 5 는, 일 변형예에 관련된 도공 장치 (1B) 에 있어서의 백업 롤러 (17B) 부근의 부위를 확대한 측면도이다. 본 변형예의 기재 (9) 의 반송 경로에 있어서의 백업 롤러 (17B) 의 상류측 및 하류측에 위치하고, 또한 백업 롤러 (17B) 에 가장 가까운 2 개의 반송 롤러 (13B) 는, 백업 롤러 (17B) 에 대해, 상기 서술한 실시형태의 반송 롤러 (13) 와는 상이한 위치 및 각도로 배치되어 있다. 이들 반송 롤러 (13B) 는, 모두, 기재 (9B) 의 도공액이 도포되는 면과는 상이한 면에 접촉하면서 회전한다. 이와 같은 구성이어도, 반송 롤러 (13B), 및 보조 롤러 (14B) 와 보조 롤러 (15B) 에 의해, 접촉 영역 (61B) 의 중심각 (α) 을, 일정하게 유지할 수 있다.
또, 상기 서술한 실시형태 및 변형예의 도공 장치 (1) 는, 리튬 이온 이차 전지의 전극을 제조하는 장치였다. 그러나, 본 발명의 도공 장치는, 리튬 이온 이차 전지 이외의 각종 전지의 제조 공정에 사용되는 것이어도 된다. 예를 들어, 연료 전지의 제조 공정에 있어서, 기재인 전해질막을 롤 투 롤 방식으로 반송하면서, 전해질막의 표면에 촉매 잉크를 도포하고, 당해 촉매 잉크를 건조시키는 장치여도 된다. 또, 본 발명의 도공 장치는, 반도체, 액정 표시 장치, 태양 전지 패널, 플렉시블 디바이스 등에 사용되는 각종 플렉시블 기재의 표면에, 레지스트막 등의 도막을 형성하는 것이어도 된다.
또, 상기 서술한 실시형태나 변형예에 등장한 각 요소를, 모순이 생기지 않는 범위에서, 적절히 조합해도 된다.
1, 1B : 도공 장치
9, 9B : 기재
10 : 반송 기구
11 : 권출 롤러
12 : 반송 롤러
13 : 반송 롤러
14, 14B : 보조 롤러 (상류측 롤러)
15, 15B : 보조 롤러 (하류측 롤러)
16 : 권취 롤러
17, 17B : 백업 롤러
20 : 도포부
21 : 도공 노즐
22 : 급액 배관
23 : 도공액 공급원
24 : 개폐 밸브
30 : 부압 발생부
31 : 커버부
32 : 흡인 기구
40 : 건조 장치
41 : 건조로
50 : 제어부
60 : 접촉 영역 유지부
61, 61B : 접촉 영역
62 : 노출 영역
63 : 원호상 공간
211 : 셕백 기구
311 : 커버판 본체
312 : 전면 커버판
313 : 배면 커버판
314 : 관통공
321 : 배관
322 : 펌프
P1 : 도공 위치
α : 중심각

Claims (18)

  1. 장척 띠상의 기재의 표면에 도막을 형성하는 도공 장치로서,
    소정의 반송 경로를 따라 기재를 길이 방향으로 반송하는 반송 기구와,
    상기 반송 경로 상의 도공 위치에 있어서, 기재의 표면에 도공액을 도포하는 도포부와,
    상기 도공 위치에 있어서, 기재의 이면을 지지하면서 회전하는 백업 롤러를 구비하고,
    상기 백업 롤러의 주위에,
    상기 백업 롤러의 외주면에 기재가 접촉하는 접촉 영역과,
    상기 백업 롤러의 외주면이 노출되는 노출 영역이 존재하고,
    상기 접촉 영역의 중심각을 일정하게 유지하는 접촉 영역 유지부와,
    상기 노출 영역에 있어서의 상기 백업 롤러의 외주면 근방의 원호상 공간을 부압으로 하는 부압 발생부를 추가로 구비하고,
    상기 부압 발생부는, 상기 노출 영역에 있어서, 상기 백업 롤러의 외주면을 따라 확대되고, 상기 원호상 공간을 덮는 커버판을 갖고,
    상기 커버판은, 기재 중 상기 백업 롤러보다 반송 경로의 상류측에 위치하는 부위와, 기재 중 상기 백업 롤러보다 반송 경로의 하류측에 위치하는 부위와 면하는 도공 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부압 발생부는,
    상기 원호상 공간으로부터 기체를 흡인하는 흡인 기구를 갖는, 도공 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 접촉 영역 유지부는,
    상기 백업 롤러보다 상기 반송 경로의 상류측, 또한, 상기 백업 롤러의 근방에 있어서, 기재를 지지하면서 회전하는 상류측 롤러와,
    상기 백업 롤러보다 상기 반송 경로의 하류측, 또한, 상기 백업 롤러의 근방에 있어서, 기재를 지지하면서 회전하는 하류측 롤러를 갖는, 도공 장치.
  4. 장척 띠상의 기재의 표면에 도막을 형성하는 도공 장치로서,
    소정의 반송 경로를 따라 기재를 길이 방향으로 반송하는 반송 기구와,
    상기 반송 경로 상의 도공 위치에 있어서, 기재의 표면에 도공액을 도포하는 도포부와,
    상기 도공 위치에 있어서, 기재의 이면을 지지하면서 회전하는 백업 롤러를 구비하고,
    상기 백업 롤러의 주위에,
    상기 백업 롤러의 외주면에 기재가 접촉하는 접촉 영역과,
    상기 백업 롤러의 외주면이 노출되는 노출 영역이 존재하고,
    상기 접촉 영역의 중심각을 일정하게 유지하는 접촉 영역 유지부와,
    상기 노출 영역에 있어서의 상기 백업 롤러의 외주면 근방의 원호상 공간을 부압으로 하는 부압 발생부를 추가로 구비하고,
    상기 도포부는,
    급액 배관을 개재하여 도공액 공급원과 접속되고, 상기 도공 위치에 있어서, 기재의 표면을 향하여 도공액을 토출하는 노즐과,
    상기 급액 배관으로부터 분기되고, 상기 노즐로부터의 도공액의 토출을 정지시킬 때에, 상기 노즐 내의 도공액을 상류측으로 되돌리는 셕백 기구를 갖고,
    상기 원호상 공간은, 기재 중 상기 백업 롤러보다 반송 경로의 상류측에 위치하는 부위의 상측, 기재 중 상기 백업 롤러보다 반송 경로의 하류측에 위치하는 부위의 하측, 또한, 상기 노출 영역의 직경 방향 외측에 위치하는 공간인, 도공 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 도포부는,
    상기 노즐로부터의 도공액의 토출과, 상기 셕백 기구에 의한 도공액의 되돌림을, 반복 실행하는, 도공 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    기재를 협지하면서 회전함으로써, 기재를 지정된 속도로 하류측으로 보내는 닙 롤러를 추가로 구비하는, 도공 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 접촉 영역의 중심각은, 140 °미만인, 도공 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 백업 롤러의 외주면은, 흡착공이 없는 원통면인, 도공 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    리튬 이온 이차 전지의 전극의 제조 공정에 사용되는, 도공 장치.
  10. 장척 띠상의 기재의 표면에 도막을 형성하는 도공 방법으로서,
    a) 원통상의 외주면을 갖는 백업 롤러에, 기재를 도입하는 공정과,
    b) 상기 백업 롤러의 외주면에 지지되는 기재의 표면에, 도공액을 도포하는 공정을 갖고,
    상기 백업 롤러의 주위에,
    상기 백업 롤러의 외주면에 기재가 접촉하는 접촉 영역과,
    상기 백업 롤러의 외주면이 노출되는 노출 영역이 존재하고,
    상기 공정 a) 및 상기 공정 b) 는, 상기 노출 영역에 있어서의 상기 백업 롤러의 외주면 근방의 원호상 공간을 부압으로 하면서, 실행되고,
    상기 노출 영역에 있어서, 상기 백업 롤러의 외주면을 따라 확대되고, 상기 원호상 공간을 덮는 커버판이, 기재 중 상기 백업 롤러보다 반송 경로의 상류측에 위치하는 부위와, 기재 중 상기 백업 롤러보다 반송 경로의 하류측에 위치하는 부위와 면하는 도공 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 공정 a) 및 상기 공정 b) 는, 상기 원호상 공간으로부터 기체를 흡인함으로써 상기 원호상 공간을 부압으로 하면서, 실행되는, 도공 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 공정 a) 및 상기 공정 b) 에서는, 상기 백업 롤러보다 반송 경로의 상류측, 또한, 상기 백업 롤러의 근방에 있어서, 상류측 롤러가 기재를 지지하면서 회전하고, 상기 백업 롤러보다 상기 반송 경로의 하류측, 또한, 상기 백업 롤러의 근방에 있어서, 하류측 롤러가 기재를 지지하면서 회전함으로써, 상기 접촉 영역이 유지되는, 도공 방법.
  13. 장척 띠상의 기재의 표면에 도막을 형성하는 도공 방법으로서,
    a) 원통상의 외주면을 갖는 백업 롤러에, 기재를 도입하는 공정과,
    b) 상기 백업 롤러의 외주면에 지지되는 기재의 표면에, 도공액을 도포하는 공정을 갖고,
    상기 백업 롤러의 주위에,
    상기 백업 롤러의 외주면에 기재가 접촉하는 접촉 영역과,
    상기 백업 롤러의 외주면이 노출되는 노출 영역이 존재하고,
    상기 공정 a) 및 상기 공정 b) 는, 상기 노출 영역에 있어서의 상기 백업 롤러의 외주면 근방의 원호상 공간을 부압으로 하면서, 실행되고,
    상기 공정 b) 는,
    b-1) 급액 배관을 개재하여 도공액 공급원과 접속된 노즐로부터 기재의 표면을 향하여 도공액을 토출하는 공정과,
    b-2) 상기 노즐로부터의 도공액의 토출을 정지시킬 때에, 급액 배관으로부터 분기되는 셕백 기구에 의해, 상기 노즐 내의 도공액을 상류측으로 되돌리는 공정을 갖고,
    상기 원호상 공간은, 기재 중 상기 백업 롤러보다 반송 경로의 상류측에 위치하는 부위의 상측, 기재 중 상기 백업 롤러보다 반송 경로의 하류측에 위치하는 부위의 하측, 또한 상기 노출 영역의 직경 방향 외측에 위치하는 공간인, 도공 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 공정 b) 는, 상기 공정 b-1) 과 상기 공정 b-2) 를, 반복 실행하는, 도공 방법.
  15. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 공정 a) 및 상기 공정 b) 에서는, 닙 롤러가 기재를 협지하면서 회전함으로써, 기재가 지정된 속도로 하류측으로 보내지는, 도공 방법.
  16. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 접촉 영역의 중심각은, 140 °미만인, 도공 방법.
  17. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 백업 롤러의 외주면은, 흡착공이 없는 원통면인, 도공 방법.
  18. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    리튬 이온 이차 전지의 전극의 제조 공정에 사용되는, 도공 방법.
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