KR20100088712A

KR20100088712A - 도포 장치 및 도포 방법

Info

Publication number: KR20100088712A
Application number: KR1020107015317A
Authority: KR
Inventors: 마사까즈 우메바라
Original assignee: 도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date: 2008-04-07
Filing date: 2009-03-03
Publication date: 2010-08-10
Also published as: CN102089904A; WO2009125634A1; KR101195715B1; JP5169395B2; US20120183681A1; US20140090593A1; CN102089904B; JP2009247985A

Abstract

본 발명의 과제는 기재에 도포제를 도포했을 때에, 기포 자국이 발생하는 것을 방지할 수 있는 도포 장치를 제공하는 것이다.
적어도 외표면이 요철 형상인 기재(2)에 대해 액상의 도포제(P2)를 도포하기 전에, 기재 중 도포제가 도포되는 영역 내에 도포제보다도 점도가 낮은 저점도 액체(용제, P1)를 도포한다. 여기서, 저점도 액체(P1)는 도포제(P2)에 대해 상용성을 갖는 액체인 것이 바람직하다.

Description

도포 장치 및 도포 방법 {COATER AND METHOD OF COATING}

본 발명은 적어도 외표면이 요철 형상인 기재(基材)에 대해 도포제를 도포할 때에 사용되는 도포 장치 및 도포 방법에 관한 것이다.

종래, 그라비아 롤이나 스프레이 도포 장치 등을 사용하여, 기재에 액상의 도포제를 도포하는 것이 있다(예를 들어, 특허 문헌 1, 2 참조). 이 도포 처리는, 예를 들어 2차 전지의 전극을 제조할 때에 사용되고 있다. 즉, 기재로서의 집전체에 대해, 전극층을 형성하는 재료(활물질 등)를 도포제로서 도포하도록 하고 있다.

일본 특허 출원 공개 제2007-273126호 공보 일본 특허 출원 공개 제2007-112140호 공보

그러나, 기재가 다공질체로 구성되어 있는 경우에 있어서, 기재에 대해 도포제를 도포하면, 도포제의 층의 내부 또는 외표면에 기포 자국이 남아 버릴 우려가 있다. 그리고, 기포 자국이 발생한 경우에는, 도포제가 도포된 기재를 제품으로서 사용할 수 없는 경우가 있다. 특히, 도포제가 도포된 기재를, 2차 전지의 전극으로서 사용하는 경우에는, 2차 전지의 특성에 악영향을 미쳐 버리는 경우가 있다.

이하, 기포 자국이 발생하는 원리에 대해, 도 8을 사용하여 설명한다. 여기서, 도 8의 (A) 내지 (C)는 롤(200)을 사용하여, 다공질의 기재(100)에 액상의 도포제(P3)를 도포하는 공정을 도시하고 있다.

도 8의 (A)는 도포제(P3)가 도포되기 전의 상태에 있어서, 다공질의 기재(100)의 내부 구조를 도시하는 개략도이다. 도 8의 (A)에 도시한 바와 같이, 기재(100)는 복수의 입자(100a)로 구성되어 있고, 입자(100a) 사이에 공간이 형성되어 있다. 이 공간에는 공기가 존재하고 있다. 기재(100)에 대해, 도 8의 (B)에 도시한 바와 같이, 롤(200)을 사용하여 도포제(P3)를 도포하면, 도포제(P3)가 기재(100)의 외표면으로부터 내부를 향해 침입해 간다.

여기서, 도포제(P3)가 기재(100)의 외표면으로부터 내부로 침입해 가면, 기재(100)의 내부에 존재하고 있는 공기가, 도 8의 (C)의 화살표로 나타낸 바와 같이, 기재(100)에 있어서의 입자(100a) 사이를 통과하여, 도포제(P3)의 밖으로 빠져나오려고 한다. 즉, 기재(100)의 내부에 존재하는 공기는 도포제가 진입하는 방향과는 역의 방향으로 이동한다.

이때, 기재(100)의 내부에 존재하고 있는 공기의 전부가 외부로 빠져나온다고 할 수는 없다. 즉, 도포제(P3)의 층의 내부나 외표면에, 기포(G)가 남은 채로 되어 버리는 경우가 있다. 이에 의해, 기포 자국이 발생해 버린다. 여기서, 도포제(P3)가 도포된 기재(100)에 대해서는, 건조로에 의한 건조 처리가 행해지는 경우가 있고, 기재(100)를 건조시켰을 때에, 기포(G)가 기포 자국으로서 남아 버리는 경우가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 기포 자국의 발생을 방지할 수 있는 도포 장치 및 도포 방법을 제공하는 데 있다.

본원 제1 발명인 도포 장치는, 적어도 외표면이 요철 형상인 기재에 대해 액상의 도포제를 도포하기 전에, 기재 중 도포제가 도포되는 영역 내에 도포제보다도 점도가 낮은 저점도 액체를 도포하는 것을 특징으로 한다.

본원 제2 발명인 도포 방법은, 적어도 외표면이 요철 형상인 기재에 대해 도포제를 도포하는 제1 공정과, 제1 공정보다도 전에, 기재 중 도포제가 도포되는 영역 내에 도포제보다도 점도가 낮은 저점도 액체를 도포하는 제2 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.

여기서, 기재에 저점도 액체를 도포하기 위한 구성으로서는, 저점도 액체를 수용하는 수용 부재와, 회전 동작에 의해, 수용 부재 내의 저점도 액체를 기재에 도포하는 롤 부재를 사용할 수 있다. 또한, 기재에 대해 저점도 액체를 분사하는 스프레이 유닛을 사용할 수도 있다. 또한, 기재에 도포제를 도포하기 위한 구성으로서는, 도포제를 수용하는 수용 부재와, 회전 동작에 의해, 수용 부재 내의 도포제를 기재에 도포하는 롤 부재를 사용할 수 있다.

저점도 액체는 도포제에 대해 상용성을 갖는 액체인 것이 바람직하다. 이에 의해, 저점도 액체가 도포된 영역에 도포제를 도포해도, 저점도 액체 및 도포제가 서로 분리되어 버리는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기재에 도포되는 저점도 액체의 양은 기재에 포함되는 공간부를 채우는 양 이상인 것이 바람직하다. 이에 의해, 기재의 내부에 공기 등이 남아 버리는 것을 방지할 수 있어, 도포제를 도포해도 기포 자국이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

기재로서는, 다공질체를 사용할 수 있다. 다공질체의 기재를 사용한 경우에는, 기포 자국이 발생하기 쉽기 때문에, 본 발명을 적절하게 사용할 수 있다.

상술한 본 발명의 도포 장치 및 도포 방법은, 예를 들어 2차 전지(리튬 이온 전지 등)의 전극을 제조하기 위해 사용된다. 보다 구체적으로는, 기재로서의 집전체에 대해, 전극층을 형성하는 재료(활물질 등)를 도포제로서 도포할 때에, 본 발명을 적용할 수 있다.

본 발명에 따르면, 기재에 도포제를 도포하기 전에, 도포제보다도 점도가 낮은 저점도 액체를 기재에 도포해 둠으로써, 기재로부터 발생하는 기포를 제거시킨 후에, 도포제를 도포할 수 있어, 기포 자국의 발생을 방지할 수 있다. 즉, 도포제보다도 점도가 낮은 저점도 액체를 기재에 도포함으로써, 저점도 액체의 층이나 기재로부터 기포를 빠져나오기 쉽게 하고 있다. 그리고, 기포가 빠져나온 상태에서 도포제를 도포하면, 기재로부터 새롭게 기포가 발생하는 경우는 없어, 기포 자국이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예인 도포 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 2a는 그라비아 롤의 측면도이다.
도 2b는 그라비아 롤의 단면도이다.
도 3은 그라비아 도포 장치에 사용되는 커버 부재의 외관 사시도이다.
도 4는 그라비아 도포 장치의 내부 구성을 도시하는 개략도이다.
도 5는 제1 실시예에 있어서, 용제 및 도포제의 도포 공정을 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예인 도포 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 7은 제2 실시예에 있어서, 용제 및 도포제의 도포 공정을 도시하는 도면이다.
도 8은 기포 자국이 발생하는 현상을 설명하는 도면(A 내지 C)이다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.

(제1 실시예)

본 발명의 제1 실시예인 도포 장치에 대해, 도 1을 사용하여 설명한다. 여기서, 도 1은 도포 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.

기재(2)는 웨브 롤(web roll)(도시하지 않음)로부터 조출되어, 익스팬딩 롤(20, 11, 12)에 의해 장력이 부여되어 있다. 익스팬딩 롤(20, 11, 12)은, 도 1의 화살표 B1로 나타내는 방향(반시계 방향)으로 회전함으로써, 기재(2)를 화살표 A로 나타내는 방향으로 반송한다. 익스팬딩 롤(12)로부터 송출된 기재(2)는 건조로에서의 건조 처리가 실시된 후에, 권취 롤(도시하지 않음)에 의해 권취된다.

기재(2)에 대해 익스팬딩 롤(11, 12)의 측과는 반대측에는 그라비아 도포 장치(10)가 배치되어 있다. 우선, 그라비아 도포 장치(10)의 구성에 대해 설명한다.

기재(2) 중, 익스팬딩 롤(11, 12) 사이에 위치하는 영역에 대해서는, 그라비아 롤(롤 부재)(13)이 접촉하고 있다. 그라비아 롤(13)은 지지 기구(14)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 익스팬딩 롤(11, 12)은 도 1의 상하 방향으로 이동할 수 있고, 이 이동량을 조절함으로써, 기재(2)에 대한 그라비아 롤(13)의 접촉압을 조절할 수 있다.

또한, 그라비아 롤(13)은 동력 전달 기구(도시하지 않음)를 통해 액추에이터에 접속되어 있고, 액추에이터로부터의 구동력을 받아서 회전한다. 그라비아 롤(13)은, 도 1의 화살표 B2로 나타낸 바와 같이 기재(2)의 반송 방향과는 역방향(바꿔 말하면, 도 1의 반시계 방향)으로 회전한다. 또한, 그라비아 롤(13)을 기재(2)의 반송 방향과 동일 방향으로 회전시켜도 좋다.

그라비아 롤(13)에는 도포제 공급기(15)로부터 도포제(P2)가 공급된다. 도포제(P2)는 용질 및 용매를 포함하는 용액이다.

도포제 공급기(15)는 도포제(P2)를 수용하기 위한 오목 형상의 수용부(15a)를 갖고 있다. 수용부(15a)는 그라비아 롤(13)의 외주를 따른 형상(곡률을 가진 형상)으로 형성되어 있고, 수용부(15a)의 내부에는 그라비아 롤(13)의 일부가 위치하고 있다. 구체적으로는, 그라비아 롤(13)의 대략 절반이 수용부(15a)의 내측에 위치하도록 되어 있다.

수용부(15a)는 도포제 공급기(15)에 설치된 공급로(15b)를 통해 도포제(P2)의 공급원(도시하지 않음)과 접속되어 있다. 이에 의해, 공급원으로부터 공급된 도포제(P2)는 공급로(15b)를 통해 수용부(15a)로 유도된다. 여기서, 공급원으로부터는 도포제(P2)가 항상 공급되도록 되어 있고, 수용부(15a)에 공급된 도포제(P2)는 도 1의 점선으로 나타내는 화살표와 같이, 수용부(15a)로부터 누설되어 도포제 공급기(15)의 외부로 배출된다.

수용부(15a)로부터 넘친 도포제(P2)는 도포제 공급기(15)의 하방에 배치된 회수 용기(도시하지 않음)에 의해 회수되어, 상기 공급원으로 복귀된다. 이와 같이, 도포제(P2)는 공급원이나 도포제 공급기(15)를 통해 순환하도록 되어 있다.

또한, 그라비아 롤(13)에 도포제(P2)를 공급하는 구성으로서는, 본 실시예에서 설명한 도포제 공급기(15)의 구성으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 도포제(P2)를 수용하는 수용 부재를 설치하여, 이 수용 부재 내의 도포제(P2)에 대해 그라비아 롤(13)을 접촉시키는 것이면, 어떤 구성이라도 좋다.

그라비아 롤(13)의 외표면에는 닥터 블레이드(16)가 접촉되어 있다. 이 닥터 블레이드(16)는 그라비아 롤(13)의 외표면에 부착된 잉여의 도포제(P2)를 닦아내는 동시에, 그라비아 롤(13)의 외표면에 형성된 그라비아 패턴(조각 부분)에 대해 도포제(P2)를 대략 균등하게 충전시키는 기능을 갖고 있다.

닥터 블레이드(16)는 플라스틱이나 고무 등의 수지로 형성되어 있고, 홀더(17)에 보유 지지되어 있다.

다음에, 그라비아 롤(13)의 구체적인 구성에 대해, 도 2a 및 도 2b를 사용하여 설명한다. 여기서, 도 2a는 그라비아 롤(13)을, 회전축과 직교하는 방향으로부터 보았을 때의 측면도이고, 도 2b는 도 2a에 있어서의 X-X 단면도이다.

그라비아 롤(13)은 둘레 방향에 있어서 그라비아 패턴(홈부)이 조각된 도포 영역(13a)과, 둘레 방향에 있어서 그라비아 패턴이 조각되어 있지 않은 비도포 영역(13b)을 갖고 있다. 도포 영역(13a)에 형성된 그라비아 패턴에는 도포제(P2)가 보유 지지된다. 즉, 그라비아 롤(13)이 회전하면, 수용부(15a) 내에 위치하는 도포 영역(13a)의 그라비아 패턴에 도포제(P2)가 부착된다.

도포 영역(13a)에 도포제(P2)가 부착된 상태에서, 그라비아 롤(13)이 더욱 회전하면, 도포제(P2)를 보유 지지한 도포 영역(13a)이 기재(2)와 접촉하여, 도포 영역(13a) 상의 도포제(P2)가 기재(2)에 전사된다. 이에 의해, 기재(2)에 대한 도포제(P2)의 도포가 행해진다.

여기서, 도포 영역(13a)의 외경(R1)은 비도포 영역(13b)의 외경(R2)보다도 크게 되어 있다. 또한, 각 도포 영역(13a)은 회전축 방향에 있어서의 전체의 영역에 있어서, 대략 균일한 직경을 갖고 있다. 또한, 각 비도포 영역(13b)도 회전축 방향에 있어서의 전체의 영역에 있어서, 대략 균일한 직경을 갖고 있다.

또한, 그라비아 롤(13)은, 도 2b에 도시한 바와 같이 강성 및 인성을 갖는 철 등의 금속으로 형성된 롤 코어(13c)와, 이 롤 코어(13c)의 외표면에 형성된 소정의 두께를 갖는 세라믹층(13d)으로 구성되어 있다. 세라믹층(13d)은 롤 코어(13c)의 외표면에 대해, 세라믹 분말(산화크롬 등)을 플라즈마 용사함으로써 형성되어 있다.

그리고, 세라믹층(13d)의 외표면 중, 도포 영역(13a)에 대응한 영역에는 그라비아 패턴이 형성되어 있다. 구체적으로는, 롤 코어(13c)의 외표면에 세라믹층(13d)을 형성한 후, 세라믹층(13d)의 외표면을 연마하여, 레이저 조사에 의해 그라비아 패턴을 형성한다.

세라믹층(13d)의 두께는 내마모성 등을 고려하여 적절하게 설정할 수 있다. 또한, 세라믹층(13d)의 두께는 도포 영역(13a)에 형성된 그라비아 패턴의 홈 깊이보다도 크게 되어 있다.

여기서, 그라비아 롤(13)의 외표면을 세라믹층(13d)으로 구성하여, 닥터 블레이드(16)를 수지 재료로 형성함으로써, 그라비아 롤(13)의 마모를 억제할 수 있다. 또한, 그라비아 롤(13)의 마모를 억제함으로써, 마모분이 기재(2) 상에 형성된 도포제(P2)의 층(막)에 혼입되는 것을 방지할 수 있다.

그라비아 롤(13) 중, 도포 영역(13a)의 외경(R1) 및 비도포 영역(13b)의 외경(R2)은 적절하게 설정할 수 있다. 단, 외경(R2)이 지나치게 작으면, 그라비아 롤(13)의 강도가 저하되어 버리므로, 강도를 확보할 수 있는 범위 내에 있어서 외경(R2)을 설정하면 좋다. 그리고, 외경(R1)은 외경(R2)보다도 크게 하면 좋다.

또한, 본 실시예에서는 그라비아 롤(13)에 3개의 도포 영역(13a)을 형성한 경우에 대해 설명하지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 1개의 도포 영역(13a)만을 형성해도 좋고, 복수(2개, 또는 4개 이상)의 도포 영역(13a)을 형성해도 좋다.

한편, 그라비아 롤(13)에 있어서의 비도포 영역(13b)에 대응한 부분에는, 도 3에 도시하는 커버 부재(18)가 배치되어 있다. 커버 부재(18)는 곡률을 가진 형상을 갖고 있고, 테프론(등록 상표) 등에 의해 형성할 수 있다. 커버 부재(18)의 내주면(18a)은 그라비아 롤(13)의 비도포 영역(13b)에 따른 형상으로 형성되어 있고, 비도포 영역(13b)과 마주 보도록 되어 있다. 여기서, 커버 부재(18)의 내주면(18a)과 비도포 영역(13b) 사이에는 그라비아 롤(13)의 회전을 확보하기 위한 간극이 형성되어 있다.

또한, 커버 부재(18)의 외주면(18b)은 도포제 공급기(15)의 수용부(15a)를 따른 형상으로 형성되어 있고, 수용부(15a)에 고정된다. 여기서, 커버 부재(18)의 폭은 비도포 영역(13b)의 폭(회전축 방향에 있어서의 길이)과 대략 동등하게 되어 있다.

커버 부재(18)가 수용부(15a)에 고정된 상태에 있어서, 커버 부재(18)의 둘레 방향에 있어서의 양단부(18c, 18d)는, 도 4에 도시한 바와 같이 수용부(15a)에 수용된 도포제(P2)의 계면(바꿔 말하면, 액면)(P2a)보다도 상방에 위치하고 있다. 이에 의해, 커버 부재(18)는 그라비아 롤(13)의 비도포 영역(13b)에 도포제(P2)가 부착되는 것을 저지하고 있다. 또한, 도 4는 수용부(15a)의 내측에 위치하는 그라비아 롤(13), 커버 부재(18) 및 도포제(P2)의 구성을 도시하는 개략도이다.

또한, 그라비아 롤(13)에 있어서의 도포 영역(13a)을, 수용부(15a)에 수용된 도포제(P2)에 접촉시키는 동시에, 비도포 영역(13b)을 도포제(P2)에 접촉시키지 않도록 할 수도 있다. 즉, 비도포 영역(13b)이 도포제(P2)의 계면으로부터 이격된 위치로 되도록, 그라비아 롤(13)을 배치할 수 있다. 여기서, 도포 영역(13a) 및 비도포 영역(13b)의 경계에 위치하는 측벽면(13e)에서는, 일부의 영역이 도포제(P2)에 접촉하고 있다.

한편, 본 실시예에서는, 도 1에 도시한 바와 같이 그라비아 롤(13)을 사용하여 기재(2)에 도포제(P2)를 도포하기 전에, 스프레이 도포 장치(30)를 사용하여 기재(2)에 용제(P1)를 도포(분사)하고 있다. 여기서, 웨브 롤(도시하지 않음)로부터 조출된 기재(2)는 익스팬딩 롤(20) 및 익스팬딩 롤(11)을 따라서 이동한다. 익스팬딩 롤(20)은 도 1의 상하 방향으로 이동할 수 있고, 이 이동량을 조절할 수 있도록 되어 있다.

스프레이 도포 장치(30)는 익스팬딩 롤(20, 11) 사이에 위치하는 기재(2)에 대해, 용제(P1)를 분사한다. 스프레이 도포 장치(30)는, 도 5에 도시한 바와 같이 복수의 스프레이 노즐(31)과, 각 스프레이 노즐(31)에 대해 용제(P1)를 공급하기 위한 공급관(32)을 갖고 있다. 여기서, 공급관(32)은 용제(P1)를 수용한 탱크(도시하지 않음)에 접속되어 있고, 탱크 내의 용제(P1)를 스프레이 노즐(31)에 공급하도록 되어 있다. 여기서, 스프레이 노즐(31)은 그라비아 롤(13)에 있어서의 도포 영역(13a)의 수와 동일한 수만큼 설치되어 있다.

각 스프레이 노즐(31)은 기재(2)에 대해, 소정의 폭(확대)을 가진 용제(P1)를 분사한다. 여기서, 도 5에 도시한 바와 같이 용제(P1)의 도포 영역의 폭(도 5의 좌우 방향에 있어서의 길이)은 도포제(P2)의 도포 영역의 폭보다도 좁게 되어 있다. 또한, 용제(P1)의 도포 영역의 폭을, 도포제(P2)의 도포 영역의 폭과 대략 동등하게 해도 좋다.

용제(P1)는 도포제(P2)보다도 점도가 낮은 액체(저점도 액체)이다. 또한, 용제(P1)의 도포 공정 후에는, 도포제(P2)가 도포되므로, 용제(P1)는 도포제(P2)에 대해 상용성을 갖고 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 용제(P1)에 대한 도포제(P2)의 친화성을 향상시킬 수 있다.

용제(P1)로서는, 예를 들어 도포제(P2)에 유기 용매가 포함되어 있는 경우에는 유기 용매를 사용하는 것이 바람직하다. 여기서, 도포제(P2)의 유기 용매와, 용제(P1)의 유기 용매는 동일한 화합물이라도 좋고, 서로 다른 화합물이라도 좋다. 또한, 도포제(P2)에 물이 포함되어 있는 경우에는, 용제(P1)로서 물을 사용하는 것이 바람직하다.

본 실시예에 따르면, 기재(2)에 도포제(P2)를 도포하기 전에, 기재(2)에 용제(P1)를 도포해 둠으로써, 기재(2)에 도포된 도포제(P2)의 층의 내부나 외표면에 기포 자국이 남아 버리는 것을 방지할 수 있다. 이하, 이 내용에 대해 구체적으로 설명한다.

다공질의 기재(2)에 대해 용제(P1)를 도포하면, 도 8에서 설명한 경우와 마찬가지로, 기재(2)의 내부에 대해 용제(P1)가 침입해 가게 된다. 이때, 용제(P1)의 침입에 의해, 기재(2)의 내부에 존재하는 공기는, 중력 방향과는 역방향으로 진행하여 외부로 빠져나오려고 한다. 여기서, 본 실시예에서는 기재(2)에 대해, 도포제(P2)보다도 점도가 낮은 용제(P1)를 도포하도록 하고 있으므로, 기재(2)의 내부에 존재하는 공기를 외부로 빠져나오기 쉽게 하고 있다. 이에 의해, 기재(2)의 내부나, 용제(P1)의 층에 기포가 남아 버리는 것을 억제하도록 하고 있다.

그리고, 용제(P1)가 도포된 기재(2)에 대해, 도포제(P2)를 도포하도록 하면, 기재(2)의 내부에 존재하는 공기는 용제(P1)에 의해 이미 기재(2)로부터 빠져나와 있으므로, 도포제(P2)를 도포해도, 기포가 발생하는 경우는 없다. 이에 의해, 도포제(P2)가 도포된 기재(2)에 있어서, 기포 자국의 발생을 억제할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 용제(P1)의 도포량은 다공질의 기재(2)에 있어서의 공극률을 고려하여 설정할 수 있다. 즉, 기재(2)의 내부에 존재하는 공간을, 용제(P1)로 채우도록 하면, 기재(2)의 내부에 존재하는 공기를 완전히 외부로 빠져나가게 할 수 있다. 따라서, 용제(P1)의 도포량은 기재(2)에 있어서의 공극률에 상당하는 양 이상으로 하는 것이 바람직하다.

용제(P1) 및 도포제(P2)가 도포된 기재(2)는 건조로로 반송되어 건조 처리가 행해진다. 이때, 용제(P1) 및 도포제(P2)에 포함되는 용제(용매)는 건조 처리에 의해 기화되게 된다. 건조로를 통과한 기재(2)는 도포제(P2)가 도포된 영역마다 절단된 후에, 제품으로서 권취된다. 또한, 기재(2)에 있어서의 1개의 영역에 대해, 도포제(P2)를 도포하는 경우에는, 기재(2)를 절단하지 않고, 건조로를 통과한 상태 그대로, 제품으로서 권취할 수도 있다.

본 실시예의 도포 장치는, 예를 들어 리튬 이온 전지 등의 2차 전지의 전극을 제조하기 위해 사용할 수 있다. 구체적으로는, 기재(2)로서의 집전체에, 전극층을 형성하는 재료[도포제(P2)에 상당함]를 도포할 때에 사용된다.

여기서, 집전체로서는, 예를 들어 구리나 알루미늄을 사용할 수 있다. 또한, 전극층을 형성하는 재료로서는, 예를 들어 정극층 및 부극층에 따른 활물질, 활물질을 결착시키기 위한 결착제, 활물질 및 결착제를 용해시키기 위한 용매가 포함된다. 이 용매로서는, N-메틸피롤리돈(NMP), 메틸에틸케톤(MEK), 시클로헥사논 등의 유기 용매나, 물 등을 들 수 있다. 이 경우에 있어서, 용제(P1)로서는, 상술한 바와 같이 유기 용매 또는 물에 대해 상용성을 갖는 액체를 사용할 수 있다.

또한, 전극층이 형성된 집전체를 기재(2)로서 사용하여, 전지의 내부 단락을 방지하기 위해, 전극층 상에 무기 산화물[도포제(P2)에 상당함]을 도포하는 경우에도 본 발명의 도포 장치를 사용할 수 있다. 이 무기 산화물로서는, Al₂O₃, MgO, SiO₂ 등을 들 수 있다. 또한, 무기 산화물이 도포되는 전극층으로서는, 카본 등에 의해 형성된 층(부극층)을 들 수 있다.

여기서, 전극층이 형성된 집전체에 대해, 무기 산화물을 포함하는 도포제(P2)를 도포하기 전에, 용제(P1)를 도포할 때에는, 용제(P1)를 도포하는 폭을, 전극층의 폭과 대략 동일하게 할 필요가 있다. 용제(P1)를 도포하는 폭이, 전극층의 폭보다도 넓은 경우에는, 전극층으로부터 밀려나온 용제(P1)가 집전체 상에서 퍼져 버리기 때문이다.

또한, 본 실시예의 도포 장치는 2차 전지의 전극을 제조하는 경우에만 사용되는 것이 아니라, 다공질의 기재(2)에 대해 액상의 도포제(P2)를 도포하는 것이면, 어떤 것에도 적용할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 다공질의 기재(2)를 사용한 경우에 대해 설명하였지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 다공질이 아니라도, 도포제(P2)가 도포되는 외표면이 요철 형상을 갖고 있는 기재이면, 본 발명을 적용할 수 있다. 외표면이 요철 형상인 기재에 대해 도포제(P2)를 도포하는 경우에도, 도 8에서 설명한 원리에 의해, 기포가 빠져나오는 현상이 발생한다. 따라서, 외표면이 요철 형상인 기재에 대해, 미리 용제(P1)를 도포해 두고, 기포를 제거시킨 후, 도포제(P2)를 도포함으로써 기포 자국이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

(제2 실시예)

다음에, 본 발명의 제2 실시예인 도포 장치에 대해, 도 6 및 도 7을 사용하여 설명한다. 여기서, 도 6은 본 실시예의 도포 장치의 구성을 도시하는 개략도이고, 도 7은 도포 공정을 도시하는 개략도이다. 도 6 및 도 7에 있어서, 제1 실시예에서 설명한 부재와 동일한 부재에 대해서는, 동일한 부호를 사용하여 상세한 설명은 생략한다. 이하, 제1 실시예와 다른 점에 대해 주로 설명한다.

제1 실시예에서는 용제(P1)를 기재(2)에 도포하기 위해, 스프레이 도포 장치(30)를 사용하고 있었지만, 본 실시예에서는 스프레이 도포 장치(30) 대신에, 그라비아 도포 장치(40)를 사용하고 있다. 즉, 2개의 그라비아 도포 장치(10, 40)를 사용하여, 기재(2)에 용제(P1) 및 도포제(P2)를 도포하도록 하고 있다.

그라비아 도포 장치(40)는 용제(P1)를 수용하는 수용 부재(41)와, 용제(P1)를 기재(2)에 전사시키기 위한 그라비아 롤(롤 부재)(42)과, 그라비아 롤(42)에 부착된 잉여의 용제(P1)를 닦아내기 위한 닥터 블레이드(43)를 갖고 있다. 닥터 블레이드(43)는 홀더(44)에 의해 보유 지지되어 있다.

그라비아 롤(42) 및 닥터 블레이드(43)는 제1 실시예에서 설명한 그라비아 롤(13) 및 닥터 블레이드(16)와 동일한 구성으로 되어 있다. 여기서, 그라비아 롤(42)은, 도 7에 도시한 바와 같이 둘레 방향에 있어서 그라비아 패턴이 조각된 도포 영역(42a)과, 둘레 방향에 있어서 그라비아 패턴이 조각되어 있지 않은 비도포 영역(42b)을 갖고 있다.

본 실시예에 있어서도, 도포제(P2)를 기재(2)에 도포하기 전에, 용제(P1)를 기재(2)에 도포하고 있으므로, 제1 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 그라비아 롤(42)을 사용하여 용제(P1)를 도포하고 있으므로, 기재(2)에 있어서의 특정한 영역에 용제(P1)를 정확하게 도포할 수 있다.

또한, 제1 실시예, 제2 실시예에서는 기재(2)에 용제(P1)를 도포하기 위해, 스프레이 도포 장치(30)나 그라비아 도포 장치(40)를 사용하고, 기재(2)에 도포제(P2)를 도포하기 위해, 그라비아 도포 장치(10)를 사용하고 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 기재(2)에 대해, 용제(P1)나 도포제(P2)를 도포할 수 있는 장치이면, 어떤 구성이라도 좋다.

예를 들어, 기재(2)에 도포제(P2)를 도포하기 위해, 스프레이 도포 장치를 사용할 수 있다. 또한, 상술한 스프레이 도포 장치나 그라비아 도포 장치뿐만 아니라, 다른 방식을 사용한 도포 장치를 사용할 수 있다. 여기서, 다른 방식으로서는, 예를 들어, 바 코터, 커튼 코터, 나이프 코터, 딥 코터 등의 것을 들 수 있다.

10 : 그라비아 도포 장치
13 : 그라비아 롤
13a : 도포 영역
13b : 비도포 영역
2 : 기재
30 : 스프레이 도포 장치
31 : 스프레이 노즐
32 : 공급관
41 : 그라비아 도포 장치
P1 : 용제
P2 : 도포제

Claims

적어도 외표면이 요철 형상인 기재에 대해 액상의 도포제를 도포하기 전에, 상기 기재 중 상기 도포제가 도포되는 영역 내에 상기 도포제보다도 점도가 낮은 저점도 액체를 도포하는 것을 특징으로 하는, 도포 장치.
제1항에 있어서, 상기 기재에 대해 상기 저점도 액체를 분사하는 스프레이 유닛을 갖는 것을 특징으로 하는, 도포 장치.
제1항에 있어서, 상기 저점도 액체를 수용하는 수용 부재와,
회전 동작에 의해, 상기 수용 부재 내의 상기 저점도 액체를 상기 기재에 도포하는 롤 부재를 갖는 것을 특징으로 하는, 도포 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도포제를 수용하는 수용 부재와,
회전 동작에 의해, 상기 수용 부재 내의 상기 도포제를 상기 기재에 도포하는 롤 부재를 갖는 것을 특징으로 하는, 도포 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저점도 액체는 상기 도포제에 대해 상용성을 갖는 액체인 것을 특징으로 하는, 도포 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재에 도포되는 상기 저점도 액체의 양은 상기 기재에 포함되는 공간부를 채우는 양 이상인 것을 특징으로 하는, 도포 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재가 다공질체인 것을 특징으로 하는, 도포 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재 및 상기 도포제가 2차 전지의 전극을 구성하는 재료인 것을 특징으로 하는, 도포 장치.
적어도 외표면이 요철 형상인 기재에 대해 도포제를 도포하는 제1 공정과,
상기 제1 공정보다도 전에, 상기 기재 중 상기 도포제가 도포되는 영역 내에 상기 도포제보다도 점도가 낮은 저점도 액체를 도포하는 제2 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 도포 방법.
제9항에 있어서, 상기 저점도 액체는 상기 도포제에 대해 상용성을 갖는 액체인 것을 특징으로 하는, 도포 방법.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 기재에 도포되는 상기 저점도 액체의 양은 상기 기재에 포함되는 공간부를 채우는 양 이상인 것을 특징으로 하는, 도포 방법.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재가 다공질체인 것을 특징으로 하는, 도포 방법.
제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 도포 방법을 사용하여 2차 전지의 전극을 제조하는 것을 특징으로 하는, 전극 제조 방법.