KR20200123016A - 전지용 세퍼레이터의 제조 시스템 및 제조 방법 - Google Patents

전지용 세퍼레이터의 제조 시스템 및 제조 방법 Download PDF

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KR20200123016A
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고이치로 와타나베
아키히코 신
히로후미 사이토
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스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 투기도가 안정된 전지용 세퍼레이터를 제조한다.
[해결수단] 필름에 도공액을 도공하고, 필름 표면에 도공막을 형성하여, 도공 필름을 얻는 도공부와, 도공막을 고화하는 고화부와, 적어도 고화부에 있어서 도공 필름을 반송하는 반송 장치(40)와, 고화부에 있어서의 도공 필름의 반송 방향의 연신율을 제어하는 제어부(50)를 구비하고 있는 전지용 세퍼레이터의 제조 시스템(1).

Description

전지용 세퍼레이터의 제조 시스템 및 제조 방법{PRODUCING SYSTEM AND PRODUCING METHOD OF BATTERY SEPARATOR}
본 발명은 전지용 세퍼레이터의 제조 시스템 및 제조 방법에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, (1) 폴리불화비닐리덴계 수지를 포함하는 도공액을 조정하는 도공액 조정 공정과, (2) 해당 도공액을 다공질 기재에 도공하여, 도공층을 형성하는 도공 공정과, (3) 해당 도공층을 응고액에 접촉시켜, 폴리불화비닐리덴계 수지를 고화시키고, 접착성 다공질층을 구비한 복합막을 얻는 응고 공정과, (4) 해당 복합막을 수세하는 수세 공정과, (5) 해당 복합막을 건조하는 건조 공정을 행하여, 다공질 기재 상에 접착성 다공질층을 형성하는 제막법이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 1에는, 접착성 다공질층의 β 결정 유래 피크의 면적 강도 비율 및 흡열 피크의 반값폭을 제어할 목적으로, 수세 공정 또는 건조 공정의 전후에 연신 공정을 마련해도 됨이 개시되어 있다.
특허문헌 2에는, (1) 띠상 기재의 상면에 도포막을 형성하고, 상면측으로부터 기체를 분사하여 해당 도포막을 건조시키는 구성과, (2) 해당 도포막이 건조될 때까지, 해당 띠상 기재의 하면측에 롤러를 배치하는 구성이 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2017-135111호 공보(2017년 08월 03일 공개) 재공표 특허 WO2015/194547호 공보(2015년 12월 23일 국제 공개)
그러나, 상술한 바와 같은 종래 기술은, 투기도가 안정된 전지용 세퍼레이터를 제조 곤란하다고 하는 문제가 있다.
본 발명은, 투기도가 안정된 전지용 세퍼레이터를 제조할 수 있는 전지용 세퍼레이터의 제조 시스템 및 제조 방법을 실현하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 전지용 세퍼레이터의 제조 시스템은, 기재에 도공액을 도공하고, 상기 기재 표면에 도공막을 형성하는 도공부와, 상기 도공막을 고화하는 고화부와, 적어도 상기 고화부에 있어서 상기 기재를 반송하는 반송 장치와, 상기 고화부에 있어서의 상기 기재의 반송 방향의 연신율을 제어하는 제어부를 구비하고 있는 구성이다.
상기 구성에 따르면, 고화부에 있어서의 기재의 반송 방향의 연신율을 제어함으로써, 전지용 세퍼레이터의 투기도를 제어하는 것이 가능하게 된다. 고화부에 있어서 도공막이 고화되는 동안, 기재의 반송 방향으로 기재가 연신된다. 기재의 연신에 수반하여, 기재의 각 개구부가 반송 방향으로 넓어져, 각 개구부의 개구 면적이 커진다. 이 때문에, 기재의 반송 방향의 연신율을 제어함으로써, 당해 개구부의 개구 면적을 적절하게 제어할 수 있다. 따라서, 투기도가 안정된 전지용 세퍼레이터를 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 전지용 세퍼레이터의 제조 시스템에서는, 상기 고화부에 있어서 반송 중인 상기 기재는, 반송 방향의 길이가, 미반송 상태에 비하여 0％를 초과하여, 또는 0.5％를 초과하여 연신되어 있는 구성이어도 된다. 이 구성에 따르면, 전지용 세퍼레이터의 투기도를 안정되게 충분히 작게 할 수 있기 때문에, 당해 투기도를 안정되게 적합하게 할 수 있다. 투기도가 안정된 전지용 세퍼레이터를 제조한다고 하는 점에서는, 기재의 반송 방향의 연신율의 상한은 없으며, 예를 들어 연신율은 20％ 이하, 15％ 이하, 10％ 이하, 8％ 이하여도 된다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 전지용 세퍼레이터의 제조 시스템에서는, 상기 제어부는, 상기 반송 장치에 의해 반송되는 상기 기재의 장력을 계측하는 장력 계측부와, 상기 장력 계측부의 계측 결과에 기초하여 상기 반송 장치의 구동을 제어하는 구동 제어부를 구비하고 있는 구성이어도 된다. 이 구성에 따르면, 장력을 제어함으로써, 연신율을 제어할 수 있다.
또한, 상기 구동 제어부는, 상기 장력 계측부의 계측 결과와, 상기 기재의 막 두께에 기초하여 상기 반송 장치의 구동을 제어해도 된다. 이 구성에 따르면, 기재의 막 두께에 따라 장력을 제어함으로써, 연신율을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 전지용 세퍼레이터의 제조 시스템에서는, 상기 반송 장치는, 상기 고화부의 상류측 및 하류측에 각각 구동 롤러를 구비하고 있고, 상기 제어부는, 각 구동 롤러의 주속비를 조정하기 위해, 상기 각 구동 롤러 중 적어도 한쪽의 회전 속도를 제어하는 구성이어도 된다. 이 구성에 따르면, 각 구동 롤러의 주속비를 제어함으로써, 장력 나아가 연신율을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 전지용 세퍼레이터의 제조 시스템에서는, 상기 반송 장치는, 상기 도공부에 있어서도 상기 기재를 반송하고, 상기 도공부에 있어서의 상기 기재도, 상기 연신율의 제어하에 있는 구성이어도 된다. 이 구성에 따르면, 도공부에 있어서도 기재의 연신율을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 전지용 세퍼레이터의 제조 시스템에서는, 기재에 도공액을 도공하고, 상기 기재 표면에 도공막을 형성하는 도공부와, 상기 도공막을 고화하는 고화부와, 적어도 상기 고화부에 있어서 상기 기재를 반송하는 반송 장치를 구비하고 있고, 상기 고화부에 있어서 반송 중인 상기 기재는, 반송 방향의 길이가, 미반송 상태에 비하여 0％를 초과하여, 또는 0.5％를 초과하여 연신되어 있는 구성이어도 된다. 이 구성에 따르면, 전지용 세퍼레이터의 투기도를 안정되게 충분히 작게 할 수 있기 때문에, 당해 투기도를 안정되게 적합하게 할 수 있다. 투기도가 안정된 전지용 세퍼레이터를 제조한다고 하는 점에서는, 기재의 반송 방향의 연신율의 상한은 없으며, 예를 들어 연신율은 20％ 이하, 15％ 이하, 10％ 이하, 8％ 이하여도 된다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 전지용 세퍼레이터의 제조 시스템에서는, 상기 고화부에 있어서 반송 중인 상기 기재는, 반송 방향의 길이가, 미반송 상태에 비하여 7％ 미만, 6.5％ 이하, 또는 6％ 이하로 연신되어 있는 구성이어도 된다. 연신율이 지나치게 크면, 기재의 넥 인이 일어나는 경우가 있다. 이 구성에 따르면, 넥 인이 일어난 경우에 기재의 폭 방향으로 기재가 넥 인을 일으킨 상태가 유지되는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해, 투기도가 안정된 전지용 세퍼레이터의 제조와, 제조 수율의 악화나 전지용 세퍼레이터의 만곡의 억제의 양립을 도모할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 전지용 세퍼레이터의 제조 시스템에서는, 상기 고화부는, 상기 도공막에, 빈용매 물질을 작용시킴으로써, 상기 도공막의 고화를 행하고, 상기 빈용매 물질은, 상기 도공막의 고형분에 대하여 빈용매로서 작용하는 물질인 구성이어도 된다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 전지용 세퍼레이터의 제조 시스템에서는, 상기 고화부는, 상기 도공막에 수증기를 작용시킴으로써, 상기 도공막의 고화를 행하는 구성이어도 된다. 이 구성에 따르면, 수증기를 사용함으로써, 상기 빈용매 물질을 용이하게 실현할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 전지용 세퍼레이터의 제조 시스템에서는, 상기 고화부의 외부의 습도를 조정하는 조습 장치를 구비하고 있고, 상기 고화부의 습도는, 상기 조습 장치에 의한 조정 습도보다 높은 구성이어도 된다. 고화부의 외부에 있어서도, 정전기 대책 등의 이유에 의해 어느 정도의 습도를 유지할 필요가 있다. 이 구성에 따르면, 고화부 내의 습도를 고화부 외의 습도보다 높게 함으로써, 도공막이, 고화부 내에서는 고화되지만 고화부 외(특히 도공부 내)에서는 고화되기 어려운 상태를 형성할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 전지용 세퍼레이터의 제조 방법은, 기재에 도공액을 도공하고, 상기 기재 표면에 도공막을 형성하는 도공 공정과, 상기 도공막을 고화하는 고화 공정과, 적어도 상기 고화 공정에 있어서 상기 기재를 반송하는 반송 공정과, 상기 고화 공정에 있어서의 상기 기재의 반송 방향의 연신율을 제어하는 제어 공정을 포함하는 방법이어도 된다.
상기 방법에 따르면, 고화 공정에 있어서의 기재의 반송 방향의 연신율을 제어함으로써, 전지용 세퍼레이터의 투기도를 제어하는 것이 가능하게 된다. 고화부에 있어서 도공막이 고화되는 동안, 기재의 반송 방향으로 기재가 연신된다. 기재의 연신에 수반하여, 기재의 각 개구부가 반송 방향으로 넓어져, 각 개구부의 개구 면적이 커진다. 이 때문에, 기재의 반송 방향의 연신율을 제어함으로써, 당해 개구부의 개구 면적을 적절하게 제어할 수 있다. 따라서, 투기도가 안정된 전지용 세퍼레이터를 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 전지용 세퍼레이터의 제조 방법에서는, 상기 고화 공정에 있어서 반송 중인 상기 기재는, 반송 방향의 길이가, 미반송 상태에 비하여 0％를 초과하여, 또는 0.5％를 초과하여 연신되어 있는 방법이어도 된다. 이 방법에 따르면, 전지용 세퍼레이터의 투기도를 안정되게 충분히 작게 안정시킬 수 있기 때문에, 당해 투기도를 안정되게 적합하게 할 수 있다. 투기도가 안정된 전지용 세퍼레이터를 제조한다고 하는 점에서는, 기재의 반송 방향의 연신율의 상한은 없으며, 예를 들어 연신율은 20％ 이하, 15％ 이하, 10％ 이하, 8％ 이하여도 된다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 전지용 세퍼레이터의 제조 방법에서는, 상기 제어 공정은, 상기 반송 공정에서 반송되는 상기 기재의 장력을 계측하는 장력 계측 공정과, 상기 장력 계측 공정에 의한 계측 결과에 기초하여 상기 반송 공정에 의한 구동을 제어하는 구동 제어 공정을 포함하고 있는 방법이어도 된다. 이 방법에 따르면, 장력을 제어함으로써, 연신율을 제어할 수 있다.
또한, 상기 구동 제어 공정은, 상기 장력 계측 공정에 의한 계측 결과와, 상기 기재의 막 두께에 기초하여 상기 반송 공정에 의한 구동을 제어해도 된다. 이 방법에 따르면, 기재의 막 두께에 따라 장력을 제어함으로써, 연신율을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 전지용 세퍼레이터의 제조 방법에서는, 상기 고화 공정의 상류측 및 하류측에 각각 구동 롤러를 마련하고, 상기 제어 공정에서, 각 구동 롤러의 주속비를 조정하기 위해, 상기 각 구동 롤러 중 적어도 한쪽의 회전 속도를 제어하는 방법이어도 된다. 이 방법에 따르면, 각 구동 롤러의 주속비를 제어함으로써, 장력 나아가 연신율을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 전지용 세퍼레이터의 제조 방법에서는, 상기 반송 공정에서, 상기 도공 공정에 있어서도 상기 기재를 반송하고, 상기 도공 공정에 있어서의 상기 기재도, 상기 연신율의 제어하에 있는 방법이어도 된다. 이 방법에 따르면, 도공 공정에 있어서도 기재의 연신율을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 전지용 세퍼레이터의 제조 방법에서는, 기재에 도공액을 도공하고, 상기 기재 표면에 도공막을 형성하는 도공 공정과, 상기 도공막을 고화하는 고화 공정과, 적어도 상기 고화 공정에 있어서 상기 기재를 반송하는 반송 공정을 포함하고 있고, 상기 고화 공정에 있어서 반송 중인 상기 기재는, 반송 방향의 길이가, 미반송 상태에 비하여 0％를 초과하여, 또는 0.5％를 초과하여 연신되어 있는 방법이어도 된다. 이 방법에 따르면, 전지용 세퍼레이터의 투기도를 안정되게 충분히 작게 안정시킬 수 있기 때문에, 당해 투기도를 안정되게 적합하게 할 수 있다. 투기도가 안정된 전지용 세퍼레이터를 제조한다고 하는 점에서는, 기재의 반송 방향의 연신율의 상한은 없으며, 예를 들어 연신율은 20％ 이하, 15％ 이하, 10％ 이하, 8％ 이하여도 된다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 전지용 세퍼레이터의 제조 방법에서는, 상기 고화 공정에 있어서 반송 중인 상기 기재는, 반송 방향의 길이가, 미반송 상태에 비하여 7％ 미만, 6.5％ 이하, 또는 6％ 이하로 연신되어 있는 방법이어도 된다. 연신율이 지나치게 크면, 기재의 넥 인이 일어나는 경우가 있다. 이 구성에 따르면, 넥 인이 일어난 경우에 기재의 폭 방향으로 기재가 넥 인을 일으킨 상태가 유지되는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해, 투기도가 안정된 전지용 세퍼레이터의 제조와, 제조 수율의 악화나 전지용 세퍼레이터의 만곡의 억제의 양립을 도모할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 전지용 세퍼레이터의 제조 방법에서는, 상기 고화 공정에서, 상기 도공막에, 빈용매 물질을 작용시킴으로써, 상기 도공막의 고화를 행하고, 상기 빈용매 물질은, 상기 도공막의 고형분에 대하여 빈용매로서 작용하는 물질인 방법이어도 된다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 전지용 세퍼레이터의 제조 방법에서는, 상기 고화 공정에서, 상기 도공막에 수증기를 작용시킴으로써, 상기 도공막의 고화를 행하는 방법이어도 된다. 이 방법에 따르면, 수증기를 사용함으로써, 상기 빈용매 물질을 용이하게 실현할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 전지용 세퍼레이터의 제조 방법에서는, 적어도 상기 도공 공정에 있어서의 습도를 조정하는 조습 공정을 포함하고 있고, 상기 고화 공정에 있어서의 습도는, 상기 조습 공정에 의한 조정 습도보다 높은 방법이어도 된다. 고화 공정의 외부에 있어서도, 정전기 대책 등의 이유에 의해 어느 정도의 습도를 유지할 필요가 있다. 이 방법에 따르면, 고화 공정에 있어서의 습도를 도공 공정에 있어서의 습도보다 높게 함으로써, 도공막이, 고화 공정에서는 고화되지만 도공 공정에서는 고화되기 어려운 상태를 형성할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 투기도가 안정된 전지용 세퍼레이터를 제조할 수 있다.
도 1은, 기능층 구비 세퍼레이터의 제조 공정의 개략을 예시하는 흐름도이다.
도 2는, 도 2의 (a)는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 제조 시스템의 구성예의 일부를 도시하는 주요부 모식도이고, 도 2의 (b)는, 도 2의 (a)의 법선에서의 도공 필름 및 노즐의 개구의 단면도이다.
도 3은, 도 2에 도시한 제조 시스템에 있어서의 구동 롤러의 구동 제어의 일례를 도시하는 블록도이다.
도 4는, 본 발명의 다른 일 실시 형태에 관한 제조 시스템의 구성예의 일부를 도시하는 주요부 모식도이다.
도 5는, 본 발명의 몇가지 실시 형태에 관한 고화부의 일 변형예의 개략 구성을 도시하는 모식도이다.
도 6은, 본 발명의 몇가지 실시 형태에 관한 고화부의 다른 일 변형예의 개략 구성을 도시하는 모식도이다.
(기능층 구비 세퍼레이터의 제조 플로우)
기능층 구비 세퍼레이터의 제조 플로우에 대하여 설명한다.
도 1은, 기능층 구비 세퍼레이터의 제조 공정의 개략을 예시하는 흐름도이다. 예시하는 플로우는, 기능층으로서 전방향족 폴리아미드(아라미드 수지)를 사용하고, 그것을, 기재로서의 폴리올레핀계 다공질 필름에 적층하는 플로우이다. 부언하면, 아라미드 수지를 포함하는 기능층은, 내열층 구비 세퍼레이터의 내열층으로서 기능한다.
아라미드 수지에 의한 기능층을 갖는 내열 세퍼레이터의 제조 공정에는, (a) 내지 (f)의 각 공정이 포함된다.
즉, 차례로 (a) 기재로서의 세퍼레이터(필름)의 권출 공정, (b) 도공액(기능 재료)의 도공 공정, (c) 고화 공정, (d) 세정 공정, (e) 건조 공정, (f) 권취 공정이 포함된다. 또한, 상기 (a) 내지 (f)에 추가하여, (a) 권출 공정 전에 기재 제조(성막) 공정이, 또한 (g) 권취 공정 전 또는 후에 슬릿 공정이 마련되는 경우도 있다.
이하, (b), (c)에 대하여 설명한다.
(b) 도공액의 도공 공정
(a)에서 권출한 기재(필름)에 도공액을 도공하고, 해당 기재 표면에 도공막을 형성하는 공정이다. 이 공정에 의해, 도공 필름을 얻는다.
구체적으로는, 기재에, 기능층용 도공액으로서, 아라미드 수지의 NMP(N-메틸-피롤리돈) 용액을 도공한다. 부언하면, 기능층용 도공액은 상기 아라미드 수지의 NMP 용액에 한정되지 않는다. 예를 들어, 기능층용 도공액으로서, 무기 필러를 포함하는 도공액(알루미나와 폴리불화비닐리덴-헥사플루오로프로필렌 공중합체와 NMP를 포함하는 도공액 등)을 도공해도 된다.
도공액을 기재에 도공하는 방법은, 균일하게 웨트 코팅할 수 있는 방법이면 특별히 제한은 없으며, 다양한 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 모세관 코트법, 슬릿 다이 코트법, 스프레이 코트법, 딥 코트법, 롤러 코트법, 스크린 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 그라비아 코트법, 바 코트법, 다이 코트법 등을 채용할 수 있다.
기능층의 두께는 도공막의 두께, 또는 도공액 중의 고형분 농도를 조절함으로써 제어할 수 있다.
부언하면, 기능층은, 기재의 편면에만 마련되어도 되고, 양면에 마련되어도 된다.
(c) 고화 공정
고화 공정은, (b)에 있어서 형성한 도공막을 고화시키는 공정이다. 도공액이 아라미드 수지의 NMP 용액인 경우에는, 예를 들어 도공막에 수증기를 제공함으로써, 도공막 중의 물의 비율을 증가시킬 수 있다. 이 결과, 도공막의 아라미드 수지에 대한 빈용매화가 진행되므로, 도공막으로부터 아라미드 수지가 석출되고, 도공막이 고화된다.
이러한 기능층 구비 세퍼레이터의 용도 중 하나가, 전지용 세퍼레이터이다.
이하에서는, (b), (c)에 대하여 상세하게 설명한다.
[실시 형태 1]
이하, 본 발명의 일 실시 형태에 대하여, 도 2 내지 도 3을 참조하여 설명한다.
도 2의 (a)는, 본 발명의 실시 형태 1에 관한 제조 시스템(1)의 구성예의 일부를 도시하는 주요부 모식도이고, 도 2의 (b)는, 도 2의 (a)의 법선 N에서의 도공 필름(F) 및 노즐(33)의 개구(33a)의 단면도이다.
도 2의 (a)에 도시하는 바와 같이, 제조 시스템(1)(제조 방법)은, 필름(f)에 도공액을 도공하고, 필름(f)의 표면에 도공막을 형성하여, 도공 필름(F)을 얻는 도공부(20)(도공 공정)를 포함한다. 도공부(20)는, 전술한 바와 같이, 도공액을 기재에 균일하게 웨트 코팅할 수 있는 방법이라면 특별히 제한은 없고, 다양한 방법을 채용할 수 있다.
또한, 제조 시스템(1)은, 도공 필름(F)의 도공막을 고화하는 고화부(30)(고화 공정)를 포함한다. 고화부(30)에 대하여 상세하게는 후술한다.
또한, 제조 시스템(1)은, 도공부(20), 고화부(30) 및 그 밖의 공정부에 걸쳐, 피반송물(필름(f) 및 도공 필름(F))을 반송하는 반송 장치를 포함한다. 해당 반송 장치는, 반송 롤러(R1 내지 R7)를 포함하는 복수의 반송 롤러와, 익스팬더 롤러(E1, E2)를 포함하는 복수의 익스팬더 롤러와, 고화부(30)의 상류측의 제1 구동 롤러(D1), 고화부(30)의 하류측의 제2 구동 롤러(D2)를 포함하는 복수의 구동 롤러와, 각 구동 롤러를 구동하는 구동 기구를 포함한다. 제1 구동 롤러(D1)는, 반송 장치가 고화부(30)의 상류측에 복수의 구동 롤러를 포함하는 경우, 그 중 고화부(30)에 가장 가까운 구동 롤러이다. 제2 구동 롤러(D2)는, 반송 장치가 고화부(30)의 하류측에 복수의 구동 롤러를 포함하는 경우, 그 중 고화부(30)에 가장 가까운 구동 롤러이다.
본 명세서에 있어서의 「익스팬더 롤러」는, 반송되는 피반송물을 확장ㆍ확폭하는 기능을 갖는 롤러이며, 이것을 피반송물의 반송 롤러로서 사용함으로써 피반송물에 주름이 생기는 것을 방지할 수 있다. 또한, 소량의 주름이 발생하였다고 해도, 그 주름을 펼 수 있다.
본 명세서에 있어서의 「구동 롤러」는, 피반송물의 반송을 구동하는 기능을 갖는 롤러이며, 회전축이 모터 등의 동력원을 포함하는 구동 기구에 접속되어 있다. 또한, 구동 롤러의 주속의 조정에 의해, 반송되는 도공 필름(F)의 반송 방향의 장력 및/또는 연신율을 조정할 수 있다.
또한, 제조 시스템(1)은, 제1 구동 롤러(D1)에 의한 피반송물의 반송 방향의 장력을 측정하는 제1 장력 계측부(13)(장력 계측 공정)와, 제2 구동 롤러(D2)에 의한 피반송물의 반송 방향의 장력을 측정하는 제2 장력 계측부(14)(장력 계측 공정)를 포함한다. 제1 장력 계측부(13)는, 제1 구동 롤러(D1)와 반송 장치에 포함되는 복수의 반송 롤러 및 복수의 익스팬더 롤러 중 제1 구동 롤러(D1)의 직전에 위치하는 롤러의 사이에 위치하고, 제2 장력 계측부(14)는, 제2 구동 롤러(D2)와, 반송 장치에 포함되는 복수의 반송 롤러 및 복수의 익스팬더 롤러 중 제2 구동 롤러(D2)의 직전에 위치하는 롤러의 사이에 위치한다. 도 2에 도시하는 예에 있어서는, 제1 장력 계측부(13)는, 제1 구동 롤러(D1)와 그 직전의 익스팬더 롤러(E1)의 사이에 위치하고, 제2 장력 계측부(14)는, 제2 구동 롤러(D2)와 그 직전의 반송 롤러(R8)의 사이에 위치한다.
또한, 제조 시스템(1)은, 공조 장치(12)(조습 장치, 조습 공정)에 의해 온도 및 습도가 조정되어 있는 클린 룸 내에 설치되어 있다. 이 때문에, 고화부(30)의 외부의 온도 및 습도는, 공조 장치(12)에 의한 조정 온도 및 조정 습도로 대략 유지되어 있다.
(고화부)
도 2의 (a)에 도시하는 바와 같이, 고화부(30)는, 슬릿상 입구(31a) 및 출구(31b)가 마련된 하우징(31)과, 하우징(31) 내의 공기를 배출하는 배기구(32)가 형성된 배기부와, 하우징(31) 내에 빈용매 물질을 공급하는 개구(33a)(공급구)가 형성된 노즐(33)(빈용매 물질 공급부)을 구비한다.
본 명세서에 있어서 「빈용매 물질」은, 액체 또는 기체를 불문하고, 도공막의 고형분에 대하여, 도공막의 비고형분과 비교하여 빈용매로서 작용하는 물질을 의미한다. 빈용매 물질은, (1) 도공막의 고형분에 대한 빈용매를 분산질로서 포함하는 기체(소위, 에어로졸), 또는 (2) 그 빈용매가 기화된 상태에 상당하는 기체를 하우징(31) 외의 공기보다 고농도로 포함하는 기체인 것이 바람직하다. 또한, 도공막의 고형분에 대한 빈용매에, 1종류의 용매를 사용해도, 복수 종류의 용매를 조합하여 사용해도 된다.
도공액이 아라미드 수지의 NMP 용액인 경우, 아라미드 수지에 대한 빈용매로서 물(H2O)을 사용하며, 빈용매 물질이, 안개, 또는 하우징(31) 외의 공기보다 절대 습도(g/㎥)가 높은 다습 공기인 것이 바람직하다. 액체인 물을 가열하여 수증기(기체인 물)를 발생시킴으로써, 이러한 안개 또는 다습 공기를 용이하게 실현할 수 있다. 부언하면, 하우징(31) 외의 클린 룸 내에 있어서도, 정전기 대책 등을 목적으로 하여 어느 정도의 절대 습도가 유지되어 있다. 일례로서, 하우징(31) 외의 클린 룸 내의 공기는 공조 장치(12)에 의해, 섭씨 25도, 상대 습도 50％ 부근으로 유지되어 있고, 하우징(31) 내에 공급되는 빈용매 물질은 섭씨 50도, 상대 습도 70％ 부근의 고온 다습 공기이다.
본 명세서에 있어서 「용매」는, 그렇지 않다고 단언하고 있는 경우를 제외하고, 상온(섭씨 20도)에서 액체인 물질을 의미한다. 「절대 습도(g/㎥)」는, 1입방미터의 공기 중에 포함되는 기체인 물(H2O)의 질량을 의미한다. 「상대 습도(％)」는, 공기의 포화 수증기압에 대한 해당 공기의 실제의 수증기압의 백분율을 의미한다.
도공막이 고화되어 있지 않은 상태에서, 반송 롤러가 도공 필름(F)의 도공면에 접촉한 경우, 도공막이 반송 롤러에 전착되어, 도공막이 손상된다. 이 때문에, 도공부(20)와 고화부(30)의 사이의 반송 롤러(R1)와, 하우징(31) 내의 반송 롤러(R2 내지 R7)와, 제1 구동 롤러(D1)는, 도공 필름(F)의 비도공면측에 배치되어 있다. 도공막이 고화된 직후에 접하는 익스팬더 롤러(E2) 및 제2 구동 롤러(D2)도 도공 필름(F)의 비도공면측에 배치되는 것이 바람직하다.
도공막이 고화할 때 도공막은 수축하려고 하므로, 도공막의 수축력에 저항하기 위해, 고화부(30)에 있어서의 반송 롤러(R2 내지 R7)는, 도공 필름(F)의 도공면측으로 돌출되는 볼록상 반송 경로를 형성하도록 배치되어 있다. 이 배치에 의해, 반송 롤러(R2 내지 R7)는, 도공 필름(F)을 품으므로, 반송 방향 및 폭 방향의 수축에 저항하도록 도공 필름(F)을 가압하는 가압 롤러로서 기능할 수 있다. 또한, 도시하지 않았지만, 고화부에 있어서의 반송 롤러(R2 내지 R7)가 형성하는 볼록상 반송 경로는, 상측 방향 또는 횡방향으로 볼록이어도 된다.
도공막은, 도공 필름(F)이 고화부(30)를 통과하는 동안에 도공막 중의 고형분인 수지가 석출된 결과, 고화된다. 이 때문에, 반송 롤러(R8) 등의 고화부(30)보다 하류측의 반송 롤러는 도공 필름(F)의 도공면측에 배치될 수 있다. 도공막은 고화되어 있기 때문에, 반송 롤러(R8)가 맞닿아도 손상될 우려가 낮기 때문이다.
배기부는, 하우징(31) 내를 하우징(31) 외에 대하여 음압으로 유지하도록, 하우징(31) 내의 공기를 배기구(32)로부터 배출한다. 이에 의해, 빈용매 물질이 하우징(31) 외로 누출되어, 고화부(30) 이외(구체적으로는 도공부(20))에서 도공막이 고화하는 것을 방지한다. 또한, 배기부를 통하여, 도공막으로부터 휘발한 NMP 등의 양용매를 회수할 수 있다. 하우징(31) 내의 공기는, 입구(31a)보다 출구(31b)로부터, 도공 필름(F)에 추종하여 누출되기 쉽다. 이 때문에, 배기부의 배기구(32)는 입구(31a)보다 출구(31b) 근처에 마련되어 있다. 배기구(32)는 복수 마련해도 된다.
노즐(33)의 개구(33a)는, 도공 필름(F)에 대하여 반송 롤러(R2 내지 R7)와는 반대측의 영역, 즉 도공 필름(F)의 도공면측에 배치되어 있다. 이 때문에, 노즐(33)은 빈용매 물질을 도공막에 직접 분사할 수 있으므로, 도공막에 빈용매 물질이 작용하기 쉽고, 도공막으로부터의 수지의 석출이 효율적으로 된다. 즉, 도공막의 고화가 효율적으로 된다. 부언하면, 도시하지 않았지만, 도공 필름(F)의 비도공면측에, 노즐을 추가 배치해도 된다.
노즐(33)의 개구(33a)는, 도 2의 (b)에 도시하는 바와 같이, 도공 필름(F)의 폭 방향으로 편평한 형상이다. 이에 의해, 노즐(33)은 빈용매 기체를 폭 방향으로 대략 균일하게 공급할 수 있기 때문에, 도공 필름(F)의 폭 방향에 있어서의 도공막으로부터의 수지의 석출 속도의 변동을 억제할 수 있다. 즉, 도공막의 고화 속도의 변동을 억제할 수 있다.
노즐(33)은, 빈용매 물질이 도공 필름(F)의 반송 방향의 하류측보다 상류측으로 보다 많이 흐르도록, 개구(33a)를 향하고 있다. 빈용매 물질이 상류를 향하여 대향하도록 분출됨으로써, 도공 필름(F)의 도공면 상(즉, 도공막 상)에 있어서의 빈용매 물질의 대류가 촉진되어, 도공막의 고화가 보다 효율적으로 된다. 이 경우, 빈용매 물질을 하우징(31) 내에서 균일하게 분포시켜, 고화의 변동을 억제하기 위해, 쇼트 서킷을 피하도록 배기부의 배기구(32)를 배치한다. 구체적으로는, 배기부의 배기구(32)를, 노즐(33)의 개구(33a)에 대하여, 도공 필름(F)의 반송 방향의 하류측에 배치한다.
노즐(33)은, 개구(33a)로부터 빈용매 물질을 분출하는 방향(공급 방향)이, 개구(33a)의 가장 가까운 도공 필름(F)에 있어서의 법선 N의 방향(법선 방향)보다 접선 T의 방향(접선 방향)에 가깝도록, 개구(33a)를 향하고 있다. 이에 의해, 개구(33a)로부터 공급된 빈용매 물질이 도공면 부근에서 보다 균일하게 분포하기 쉬워져, 도공막으로부터의 수지의 석출 변동을 억제할 수 있다. 즉, 도공막의 고화 변동을 억제할 수 있다. 여기서, 피반송물의 1점에 있어서, 법선 N은, 해당 점을 통과하고, 해당 점에 있어서의 피반송물의 반송 방향에 직교하며, 또한 해당 점에 있어서의 피반송물의 폭 방향에 직교하는 직선이며, 접선 T는, 해당 점을 통과하고, 해당 점에 있어서의 피반송물의 반송 방향에 평행인 직선이다. 부언하면, 도시하지 않았지만, 빈용매 물질의 대류의 촉진을 목적으로 하여, 하우징(31) 내에 풍향 조정부를 마련해도 된다. 풍향 조정부는, 볼록상 반송 경로의 적어도 일부를 따른 대향면을 구비하는 것이 바람직하다.
(구동 롤러의 구동 제어의 일례)
도 3은, 도 2에 도시한 제조 시스템(1)에 있어서의 구동 롤러(D1, D2)의 구동 제어의 일례를 도시하는 블록도이다.
도 3에 도시하는 바와 같이 예를 들어, 제조 시스템(1)은, 반송 장치(40)(반송 공정)의 거동을 제어하는 제어부(50)(제어 공정)를 포함한다. 제어부(50)는, 제1 장력 계측부(13), 제2 장력 계측부(14), 제1 구동 롤러(D1)를 구동하는 제1 모터(M1), 제2 구동 롤러(D2)를 구동하는 제2 모터(M2), 및 구동 제어부(16)(구동 제어 공정)를 구비한다.
제어부(50)는, 제1 구동 롤러(D1)와 제2 구동 롤러(D2)의 사이의 도공 필름(F)의 반송 방향의 장력 및 반송 방향의 연신율을 제어한다. 본 실시 형태에서는, 제1 구동 롤러(D1)와 제2 구동 롤러(D2)의 사이에는 고화부(30)가 있기 때문에, 제어부(50)는, 고화부(30)에 있어서의 장력 및 연신율을 제어한다.
구동 제어부(16)는, 제1 장력 계측부(13), 제2 장력 계측부(14), 제1 모터(M1) 및 제2 모터(M2)에 접속되어 있다. 구동 제어부(16)는, 집적 회로(IC칩) 등에 형성된 논리 회로(하드웨어)에 의해 실현해도 되고, 프로세서가 프로그램(소프트웨어)을 실행함으로써 실현해도 된다.
구동 제어부(16)는, 제1 장력 계측부(13)의 계측 결과와 제2 장력 계측부(14)의 계측 결과와 필름(f)의 막 두께를 입력받어, 이들 계측 결과 및 막 두께에 기초하여 모터(M1, M2)의 회전 속도를 피드백 제어한다. 이에 의해 구동 제어부(16)는, 구동 롤러(D1, D2)의 주속비를 제어하여, 고화부(30)에 있어서의 도공 필름(F)의 반송 방향의 장력 및 연신율을 제어한다. 부언하면, 도시하지 않았지만, 모터(M1, M2) 중 한쪽의 회전 속도가 고정되어 있고, 다른 쪽의 회전 속도만이 구동 제어부(16)에 의해 피드백 제어되어도 된다.
(구동 롤러의 구동 제어의 다른 일례)
추가하여 또는 대신에, 구동 제어부(16)는, 제1 구동 롤러(D1)의 직경과 제1 모터(M1)의 회전 속도에 기초하여 제1 구동 롤러(D1)의 주속을 산출하고, 마찬가지로 제2 구동 롤러(D2)의 주속을 산출하여, 제1 구동 롤러(D1)에 대한 제2 구동 롤러(D2)의 주속비를 산출해도 된다. 그리고, 구동 제어부(16)는, 이 주속비와 필름(f)의 막 두께에 기초하여 모터(M1, M2)의 회전 속도를 피드백 제어함으로써, 구동 롤러(D1, D2)의 주속비를 제어하여, 고화부(30)에 있어서의 도공 필름(F)의 반송 방향의 장력 및 연신율을 제어할 수 있다.
표 1에 나타내는 바와 같이 제2 장력 계측부(14)에서의 장력을 유지하도록 모터(M1, M2)의 회전 속도를 피드백 제어하여, 본 실시 형태에 관한 제조 시스템으로 기능층 구비 세퍼레이터(적층 세퍼레이터)를 제조하였다.
Figure pat00001
표 1에 나타내는 「기재 막 두께(㎛)」는, 각 예에 사용한 기재(도공막을 포함하지 않음)의 막 두께를, 장력이 인가되어 있지 않은 미반송 상태에서, 단부 이외의 복수 개소에서 측정하여 평균한 값이다. 표 1에 나타내는 장력(N/mm)은, 제2 장력 계측부(14)에서 계측되는 장력이고, 기재 막 두께를 고려한 장력(N/㎟)은, 상기 장력을 기재 막 두께로 나눈 값이다. 표 1에 나타내는 연신율(％)은, 제2 구동 롤러(D2)의 주속을 제1 구동 롤러의 주속으로 나눈 값이다. 표 1에 나타내는 투기도(s/100㎖)는, 제조된 적층 세퍼레이터의 투기도이다.
(비교예 1)
교반 날개, 온도계, 질소 유입관 및 분체 첨가구를 갖는, 3리터의 세퍼러블 플라스크에, N-메틸-2-피롤리돈 2200g, 염화칼슘 분말 151g을 첨가하였다. 이어서, 당해 세퍼러블 플라스크의 내용물을 섭씨 100도로 승온하여, 당해 염화칼슘 분말을 완전히 용해시켰다. 이어서, 당해 세퍼러블 플라스크의 내용물을 실온으로 냉각한 후에, 파라페닐렌디아민 68.23g을 첨가하여 완전히 용해시켰다. 이어서, 테레프탈산디클로라이드 124.97g을 세퍼러블 플라스크에 추가하고, 섭씨 20도에 있어서 1시간 교반하였다. 이에 의해, 폴리(파라페닐렌테레프탈아미드)의 6중량％ 용액을 얻었다.
얻어진 폴리(파라페닐렌테레프탈아미드) 용액 100g에, NMP 300g을 첨가하여, 폴리(파라페닐렌테레프탈아미드)의 1.5중량％ 용액을 얻었다. 얻어진 1.5중량％ 용액에 알루미나 C(닛폰 에어로실사제) 6g, 어드밴스드 알루미나 AA-03(스미토모 가가쿠사제) 6g을 첨가하고, 240분간 교반하였다. 또한, 탄산칼슘 0.73g을 첨가하고, 240분간 교반하여, 도공액을 얻었다.
두께 100㎛의 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 필름 상에 막 두께 13.5㎛의 폴리에틸렌 다공질 필름을 고정하고, 바 코터를 사용하여, 상기 폴리에틸렌 다공질 필름의 표면에 상기 도공액을 도공함으로써, 상기 폴리에틸렌 다공질 필름의 표면에 도공막이 형성된 도공 필름을 얻었다. 얻어진 도공 필름을, 50℃, 상대 습도 70％의 분위기에 두어, 폴리(파라페닐렌테레프탈아미드)(PPTA)를 석출시키고, 도공막을 고화시켰다. 고화 시의 폴리에틸렌 다공질 필름의 연신율은 0％로 하고, 고화 시간은 60초간으로 하였다. PPTA가 석출됨으로써 도공막이 고화된 도공 필름을, 이온 교환수에 침지하였다. 그 후, 70℃의 오븐에서 건조하여, 적층 세퍼레이터를 제조하였다. 제조된 적층 세퍼레이터의 투기도는 349s/100㎖였다.
(실시예 1)
반송 롤러에 의해 반송되는 폴리에틸렌 다공질 필름의, 상기 반송 롤러가 접촉하는 면과는 반대측의 표면에, 바 코터를 사용하여, 비교예 1과 동일한 도공액을 도공함으로써, 상기 폴리에틸렌 다공질 필름의 표면에 도공막이 형성된 도공 필름을 얻었다. 반송 롤러에 의해 반송되는 막 도공 필름의, 상기 반송 롤러가 접촉하는 면과는 반대측의 표면인, 도공막이 형성된 면측에, 50℃, 상대 습도 70％의 다습 공기를 분사하면서, 도공 필름을 반송함으로써, PPTA를 석출시켜, 도공막을 고화시켰다. 고화 시의 폴리에틸렌 다공질 필름막의 연신율은 1.1％로 하고, 상기 다습 공기로 채워진 고화 분위기의 통과 시간은 4.5초로 하였다. PPTA가 고화됨으로써 도포막이 고화된 도공 필름을, 이온 교환수에 침지함으로써 세정한 후, 건조하여, 적층 세퍼레이터를 제조하였다. 제조된 적층 세퍼레이터의 투기도는 294s/100㎖였다.
(실시예 2)
고화 시의 폴리에틸렌 다공질 필름의 연신율을 2.4％로 조정하고, 고화 분위기의 통과 시간을 5.0초로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 수순으로 적층 세퍼레이터를 제조하였다. 제조된 적층 세퍼레이터의 투기도는 265s/100㎖였다.
(실시예 3)
폴리에틸렌 다공질 필름의 막 두께를 12㎛로 하고, 고화 시의 폴리에틸렌 다공질 필름의 연신율을 6.0％로 조정한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 수순으로 적층 세퍼레이터를 제조하였다. 제조된 적층 세퍼레이터의 투기도는 272s/100㎖였다.
(실시예 4)
고화 시의 폴리에틸렌 다공질 필름의 연신율을 7.0％로 조정한 것 이외에는, 실시예 3과 마찬가지의 수순으로 적층 세퍼레이터를 제조하였다. 제조된 적층 세퍼레이터의 투기도는 273s/100㎖였다.
표 1에 나타내는 바와 같이, 비교예 1에서는, 이온 투과성의 지표인 적층 세퍼레이터의 투기도가 300s/100㎖를 초과하고 있어, 이온 투과성이 낮음을 알 수 있다. 한편, 실시예 1 내지 실시예 3에서는, 적층 세퍼레이터의 투기도가 300s/㎖ 미만으로 충분히 낮다. 따라서, 적층 세퍼레이터의 투기도를 적합하게 하기 위해서는, 고화부(30)에 있어서 반송 중인 도공 필름(F)의 반송 방향의 길이가, 미반송 상태에 비하여 0％를 초과하여 연신되는 것이 바람직하고, 0.5％를 초과하여 연신되는 것이 보다 바람직하다.
고화부(30)에 있어서 기재에 부여되는 반송 방향의 장력은, 0N/mm를 초과하면 되며, 0.01N/mm 이상, 0.02N/mm 이상, 0.05N/mm 이상, 또는 0.07N/mm 이상이어도 된다. 고화부(30)에 있어서 기재에 부여되는 반송 방향의 장력은, 0.5N/mm 이하이면 되며, 0.4N/mm 이하, 0.3N/mm 이하, 0.26N/mm 이하, 또는 0.25N/mm 이하여도 된다.
고화부(30)에 있어서 기재에 부여되는 반송 방향의, 기재 막 두께를 고려한 장력은, 0N/㎟를 초과하면 되며, 1N/㎟ 이상, 3N/㎟ 이상, 5N/㎟ 이상, 또는 7N/㎟ 이상이어도 된다. 고화부(30)에 있어서 기재에 부여되는 반송 방향의, 기재 막 두께를 고려한 장력은, 50N/㎟ 이하이면 되며, 40N/㎟ 이하, 30N/㎟ 이하, 25N/㎟ 이하, 22N/㎟ 이하, 또는 21.5N/㎟ 이하여도 된다.
또한, 비교예 1에서는, 도공막의 고화에 60초를 요하고 있는 것에 비해, 실시예 1 내지 실시예 3에서는, 도공막의 고화가 5.0초 이하로 되어 있어, 비교예 1과 비교하여, 도공막의 고화를 효율적으로 행할 수 있었다.
한편, 실시예 4에서는, 실시예 3과 동등한 안정된 투기도의 적층 세퍼레이터가 얻어졌다. 단, 제1 구동 롤러(D1)와 제2 구동 롤러(D2)의 사이에서 도공 필름(F)의 폭 방향으로 다공질 필름이 넥 인을 일으켰다. 따라서, 넥 인의 발생을 방지하고, 넥 인이 발생한 경우에 넥 인을 일으킨 상태가 유지되는 것을 방지하기 위해, 고화부(30)에 있어서 반송 중인 도공 필름(F)의 반송 방향의 길이가, 미반송 상태에 비하여 7％ 미만으로 연신되도록, 구동 제어부(16)는 모터(M1, M2)의 회전 속도를 제어하는 것이 바람직하다. 또한, 당해 길이가 6.5％ 이하로 연신되도록, 구동 제어부(16)가 제어하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 당해 길이가 6％ 이하로 연신되도록, 구동 제어부(16)가 제어하는 것이 보다 더 바람직하다. 넥 인 방지에 의해, 제조 수율의 악화나 전지용 세퍼레이터의 만곡을 억제할 수 있다.
여기서 「미반송 상태」는, 제1 구동 롤러(D1)보다 하류측의 피반송물의 상태를 의미한다.
마찬가지로, 표 2에 나타내는 바와 같이 제2 장력 계측부(14)에서의 장력을 유지하도록 모터(M1, M2)의 회전 속도를 피드백 제어하여, 본 실시 형태에 관한 제조 시스템으로 기능층 구비 세퍼레이터(적층 세퍼레이터)를 제조하였다.
Figure pat00002
표 2에 나타내는 각 항목은, 표 1에 나타낸 각 항목과 마찬가지이므로, 설명을 반복하지 않는다.
(실시예 5)
폴리에틸렌 다공질 필름의 막 두께를 10㎛로 하고, 고화 시의 폴리에틸렌 다공질 필름의 연신율을 2.7％로 조정한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 수순으로 적층 세퍼레이터를 제조하였다. 제조된 적층 세퍼레이터의 투기도는 237s/100㎖였다.
(실시예 6)
고화 시의 폴리에틸렌 다공질 필름의 연신율을 0.9％로 조정한 것 이외에는, 실시예 5와 마찬가지의 수순으로 적층 세퍼레이터를 제조하였다. 제조된 적층 세퍼레이터의 투기도는 244s/100㎖였다.
(실시예 7)
고화 시의 폴리에틸렌 다공질 필름의 연신율을 4.5％로 조정한 것 이외에는, 실시예 5와 마찬가지의 수순으로 적층 세퍼레이터를 제조하였다. 제조된 적층 세퍼레이터의 투기도는 234s/100㎖였다.
(실시예 8)
고화 시의 폴리에틸렌 다공질 필름의 연신율을 4.7％로 조정한 것 이외에는, 실시예 5와 마찬가지의 수순으로 적층 세퍼레이터를 제조하였다. 제조된 적층 세퍼레이터의 투기도는 255s/100㎖였다.
표 2에 나타내는 바와 같이, 기재 막 두께가 작은 경우에도 안정된 투기도의 적층 세퍼레이터를 제조할 수 있다.
[실시 형태 2]
본 발명의 다른 실시 형태에 대하여, 이하에 설명한다. 부언하면, 설명의 편의상, 상기 실시 형태에서 설명한 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에 대해서는, 동일 부호를 부기하고, 그 설명을 반복하지 않는다.
도 4는, 본 발명의 실시 형태 2에 관한 제조 시스템(2)의 구성예의 일부를 도시하는 주요부 모식도이다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태 2에 관한 제조 시스템(2)에서는, 전술한 실시 형태 1에 관한 제조 시스템(1)과 달리, (i) 제1 구동 롤러(D1)가 제1 장력 계측부(13)와 함께, 도공부(20)보다 상류측에 배치되어 있고, (ii) 고화부(30) 대신에 고화부(30A)를 구비한다. 또한, 반송 장치(40)는, 도공부(20)보다 상류측의 반송 롤러(R9)를 더 포함한다.
이 결과, 본 실시 형태에서는, 제1 구동 롤러(D1)와 제2 구동 롤러(D2)의 사이에는 도공부(20) 및 고화부(30A)가 있기 때문에, 구동 제어부(16)는, 도공부(20) 및 고화부(30A)에 있어서의 장력 및 연신율을 제어한다. 이 때문에, 도공부(20)에서 도공되는 필름(f)도, 구동 제어부(16)에 의한 연신율의 제어하에 있다.
또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태 2에 관한 고화부(30A)에서는, 전술한 실시 형태 1에 관한 고화부(30)와 달리, 도공면측의 노즐(33)이 복수 배치되어 있다. 도공면측의 노즐(33)을 복수 배치함으로써, 도공 필름(F)의 도공면 상(즉, 도공막 상)에 있어서의 빈용매 물질의 대류가 촉진되고, 도공막의 고화가 보다 효율적으로 된다. 또한, 비도공면측의 노즐(35)도 배치되어 있다.
본 실시 형태 2에 관한 제조 시스템(2)이, 본 실시 형태 2에 관한 고화부(30A) 대신에, 전술한 실시 형태 1에 관한 고화부(30)를 구비해도 된다. 전술한 실시 형태 1에 관한 제조 시스템(1)이, 전술한 실시 형태 1에 관한 고화부(30) 대신에, 본 실시 형태 2에 관한 고화부(30A)를 구비해도 된다.
(고화부의 변형예 1)
도 5는, 본 발명의 몇가지 실시 형태에 관한 고화부의 일 변형예의 개략 구성을 도시하는 모식도이다. 전술한 구성 요소와 마찬가지의 구성 요소에는 마찬가지의 참조 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 반복하지 않는다. 도 5의 고화부(30B)는, 하우징(31) 내에 액체의 빈용매 물질을 포함하는 액체(34)가 채워져 있고, 그 액체(34) 중을 도공 필름(F)이 도공막과 함께 통과함으로써, 도공막이 고화된다는 점에 있어서, 전술한 고화부(30, 30A)와 다르다. 이때, 하우징(31) 내에 있는 반송 롤러(R2 내지 R7)는, 적어도 1개의 반송 롤러의 일부가 빈용매 물질을 포함하는 액체(34)에 잠겨 있으면 되고, 모든 반송 롤러가 액체(34)에 잠겨 있어도 된다. 또한, 액체의 빈용매 물질은, 1종류여도 되고, 복수의 용매를 조합해도 된다.
고화부(30B)에 있어서, 기재의 반송 방향의 연신율을 전술한 고화부(30, 30A)와 마찬가지로 제어함으로써, 고화부(30, 30A)와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 즉, 제조 시스템(1, 2)이, 고화부(30, 30A) 대신에, 본 변형예 1에 관한 고화부(30B)를 구비해도 된다.
(고화부의 변형예 2)
도 6은, 본 발명의 몇가지 실시 형태에 관한 고화부의 다른 일 변형예의 개략 구성을 도시하는 모식도이다. 고화부(30C)는, 내부에 열풍이 공급되는 열풍부(36) 및 열풍부(37)를 구비하고, 또한 빈용매 물질을 사용하지 않는다는 점에 있어서, 고화부(30, 30A, 30B)와 다르다. 고화부(30C)에는 도공 필름(F)이, 반송 롤러(R10 내지 R13)에 의해 열풍부(36)를 이 순으로 빠져나가도록 반송되고, 반송 롤러(R14)에 의해 방향 전환되어, 반송 롤러(R15 내지 R18)에 의해 다른 열풍부(37)를 이 순으로 빠져나가도록 반송된다. 이 때문에, 도공 필름(F)의 도공막은, 열풍부(36) 및 열풍부(37)의 내부에 공급된 열풍에 의해 건조되고, 고화된다.
고화부(30C)에 있어서, 기재의 반송 방향의 연신율을 전술한 고화부(30, 30A)와 마찬가지로 제어함으로써, 고화부(30, 30A)와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 즉, 제조 시스템(1, 2)이, 고화부(30, 30A) 대신에, 본 변형예 2에 관한 고화부(30C)를 구비해도 된다.
본 발명은 상술한 각 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 청구항에 나타낸 범위에서 다양한 변경이 가능하며, 다른 실시 형태에 각각 개시된 기술적 수단을 적절하게 조합하여 얻어지는 실시 형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
1, 2: 제조 시스템(제조 방법)
12: 공조 장치(조습 장치, 조습 공정)
13: 제1 장력 계측부(장력 계측부, 장력 계측 공정)
14: 제2 장력 계측부(장력 계측부, 장력 계측 공정)
16: 구동 제어부
20: 도공부(도공 공정)
30, 30A, 30B, 30C: 고화부(고화 공정)
32: 배기구
33: 노즐(빈용매 물질 공급부)
33a: 개구
40: 반송 장치(반송 공정)
50: 제어부(제어 공정)
D1: 제1 구동 롤러(구동 롤러)
D2: 제2 구동 롤러(구동 롤러)
f: 필름(기재)
F: 도공 필름
R1, R8, R9: 반송 롤러
R2 내지 R7: 반송 롤러(가압 롤러)

Claims (14)

  1. 기재에 도공액을 도공하고, 상기 기재 표면에 도공막을 형성하는 도공부와,
    상기 도공막을 고화하는 고화부와,
    적어도 상기 고화부에 있어서 상기 기재를 반송하는 반송 장치와,
    상기 고화부에 있어서의 상기 기재의 반송 방향의 연신율을 제어하는 제어부를 구비하고 있는, 전지용 세퍼레이터의 제조 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고화부에 있어서 반송 중인 상기 기재는, 반송 방향의 길이가, 미반송 상태에 비하여 0.5％를 초과하여 연신되어 있는, 전지용 세퍼레이터의 제조 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 반송 장치에 의해 반송되는 상기 기재의 장력을 계측하는 장력 계측부와,
    상기 장력 계측부의 계측 결과에 기초하여 상기 반송 장치의 구동을 제어하는 구동 제어부를 구비하고 있는, 전지용 세퍼레이터의 제조 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 구동 제어부는, 상기 장력 계측부의 계측 결과와, 상기 기재의 막 두께에 기초하여 상기 반송 장치의 구동을 제어하는, 전지용 세퍼레이터의 제조 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반송 장치는, 상기 고화부의 상류측 및 하류측에 각각 구동 롤러를 구비하고 있고,
    상기 제어부는, 각 구동 롤러의 주속비를 조정하기 위해, 상기 각 구동 롤러 중 적어도 한쪽의 회전 속도를 제어하는, 전지용 세퍼레이터의 제조 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반송 장치는, 상기 도공부에 있어서도 상기 기재를 반송하고,
    상기 도공부에 있어서의 상기 기재도, 상기 연신율의 제어하에 있는, 전지용 세퍼레이터의 제조 시스템.
  7. 기재에 도공액을 도공하고, 상기 기재 표면에 도공막을 형성하는 도공부와,
    상기 도공막을 고화하는 고화부와,
    적어도 상기 고화부에 있어서 상기 기재를 반송하는 반송 장치를 구비하고 있고,
    상기 고화부에 있어서 반송 중인 상기 기재는, 반송 방향의 길이가, 미반송 상태에 비하여 0.5％를 초과하여 연신되어 있는, 전지용 세퍼레이터의 제조 시스템.
  8. 기재에 도공액을 도공하고, 상기 기재 표면에 도공막을 형성하는 도공 공정과,
    상기 도공막을 고화하는 고화 공정과,
    적어도 상기 고화 공정에 있어서 상기 기재를 반송하는 반송 공정과,
    상기 고화 공정에 있어서의 상기 기재의 반송 방향의 연신율을 제어하는 제어 공정을 포함하고 있는, 전지용 세퍼레이터의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 고화 공정에 있어서 반송 중인 상기 기재는, 반송 방향의 길이가, 미반송 상태에 비하여 0.5％를 초과하여 연신되어 있는, 전지용 세퍼레이터의 제조 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 제어 공정은,
    상기 반송 공정에서 반송되는 상기 기재의 장력을 계측하는 장력 계측 공정과,
    상기 장력 계측 공정에 의한 계측 결과에 기초하여 상기 반송 공정에 의한 구동을 제어하는 구동 제어 공정을 포함하고 있는, 전지용 세퍼레이터의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 구동 제어 공정은, 상기 장력 계측 공정에 의한 계측 결과와, 상기 기재의 막 두께에 기초하여 상기 반송 공정에 의한 구동을 제어하는, 전지용 세퍼레이터의 제조 방법.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고화 공정의 상류측 및 하류측에 각각 구동 롤러를 마련하고,
    상기 제어 공정에서, 각 구동 롤러의 주속비를 조정하기 위해, 상기 각 구동 롤러 중 적어도 한쪽의 회전 속도를 제어하는, 전지용 세퍼레이터의 제조 방법.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반송 공정에서, 상기 도공 공정에 있어서도 상기 기재를 반송하고,
    상기 도공 공정에 있어서의 상기 기재도, 상기 연신율의 제어하에 있는, 전지용 세퍼레이터의 제조 방법.
  14. 기재에 도공액을 도공하고, 상기 기재 표면에 도공막을 형성하는 도공 공정과,
    상기 도공막을 고화하는 고화 공정과,
    적어도 상기 고화 공정에 있어서 상기 기재를 반송하는 반송 공정을 포함하고 있고,
    상기 고화 공정에 있어서 반송 중인 상기 기재는, 반송 방향의 길이가, 미반송 상태에 비하여 0.5％를 초과하여 연신되어 있는, 전지용 세퍼레이터의 제조 방법.
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