KR20220084298A - 도포 시공 필름의 제조 방법 및 도포 시공 필름의 제조 장치 - Google Patents

도포 시공 필름의 제조 방법 및 도포 시공 필름의 제조 장치 Download PDF

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KR20220084298A
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료 이시구로
사토루 나카무라
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가부시끼가이샤 니혼 세이꼬쇼
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Abstract

특성이 양호한 도포 시공 필름을 제조한다. 도포 시공 필름의 제조 방법은 (a) 권출부(UW)로부터 권출된 기재(1)의 제1 면에 도포 시공액(20a)을 도포하는 공정과, (b) 기재(1) 상의 도포 시공액(도포막(3a))을 건조함으로써 기재(1)의 제1 면에 도포 시공층(3b)을 형성하는 공정과, (c) 도포 시공층(3b)이 형성된 기재(1)를 권취부(WD)에 있어서 권취하는 공정을 갖는다. 그리고, 기재(1)는 권출부(UW)로부터 권취부(WD)까지 연속적으로 배치되고, 권출부(UW)로부터 취출된 후, (b) 공정 전에, 제1 흡인 롤(SR)에 의해 텐션 커트되고, 도포 시공층(3b)인 형성된 기재(1)는 (c) 공정 전에 제2 흡인 롤(SR)에 의해 텐션 커트된다.

Description

도포 시공 필름의 제조 방법 및 도포 시공 필름의 제조 장치
본 발명은 도포 시공 필름의 제조 방법 및 도포 시공 필름의 제조 장치에 관한 것으로, 특히, 전지의 세퍼레이터 등에 사용되는 도포 시공 필름의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다.
최근 자동차용 또는 인프라용으로서 리튬 이온 전지 등의 전지를 많이 이용하고 있다. 리튬 이온 전지 등의 전지는 정극재와 부극재 사이가 세퍼레이터라고 하는 다공질 필름으로 분리되어 있다. 세퍼레이터는 예를 들어, 리튬 이온이 통과할 정도의 미세 구멍을 복수 갖고, 이 구멍을 통하여 리튬 이온이 정극재와 부극재 사이를 이동함으로써 충전과 방전을 반복할 수 있다. 이와 같이 세퍼레이터는 정극재와 부극재를 분리시켜서 단락을 방지하는 역할을 갖는다.
또한, 전지의 내부가 어떠한 원인으로 고온으로 되었을 경우에는 세퍼레이터의 미세 구멍이 닫힘으로써 리튬 이온의 이동을 정지시키고 전지 기능을 정지시킨다(셧 다운 기능).
이와 같이 세퍼레이터는 전지의 안전 장치의 역할을 담당하고 있으므로, 세퍼레이터의 기계적 강도나 내열성을 향상시키는 것이 중요해진다.
예를 들어, 특허문헌 1(일본 특허 공개 제2016-183209호 공보)에는 폴리올레핀 수지 다공 필름의 적어도 편면에 무기 입자 및 바인더 수지 조성물을 포함하는 피복층을 형성하는 기술이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 2(일본 특허 공개 제2017-068900호 공보)에는 폴리올레핀계 수지 다공 필름 상에 필러 및 수지 바인더를 포함하여 이루어지는 도포 시공액을 도포한 후, 건조하여 피복층을 형성하는 기술이 개시되어 있다.
특허문헌 1： 일본특허공개 제2016－183209호 공보 특허문헌 2： 일본특허공개 제2017－068900호 공보
본 발명자는 전지의 세퍼레이터의 기재(다공질 필름)의 기계적 강도나 내열성의 향상을 도모하기 위하여, 기재의 표면에 도포 시공층을 형성하는 도포 시공 기술에 관한 연구 개발을 행하고 있다.
그 연구 개발과정에 있어서, 도포 시공액의 도포·건조 공정에 있어서 기재에 주름이나 건조 불량이 발생하고, 이의 해소에 대하여 예의 검토한 바, 양호한 도포 시공 기술을 발견하기에 이르렀다.
기타 과제와 신규한 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면으로부터 명백해질 것이다.
본원에서 개시되는 도포 시공 필름의 제조 방법은 (a) 반출부로부터 취출된 기재의 제1 면에 도포 시공액을 도포하는 공정과, (b) 상기 기재 상의 도포 시공액을 건조함으로써 상기 기재의 제1 면에 도포 시공층을 형성하는 공정과, (c) 상기 도포 시공층이 형성된 상기 기재를 반입부에 있어서 도입하는 공정을 갖는다. 그리고, 상기 기재는 상기 반출부에서 상기 반입부까지 연속적으로 배치되고, 상기 반출부에서 취출된 후, 상기 (b)공정 전에, 제1 흡인 롤에 의해 텐션 커트되고, 상기 도포 시공층이 형성된 상기 기재는, 상기 (c) 공정 전에, 제2 흡인 롤에 의해 텐션 커트된다.
본원에서 개시되는 도포 시공 필름의 제조 장치는 기재를 취출하는 반출부와, 상기 기재의 제1 면에 도포 시공액을 도포하는 도포 시공부와, 상기 기재 상의 도포 시공액을 건조함으로써 상기 기재의 제1 면에 도포 시공층을 형성하는 건조부와, 상기 도포 시공층이 형성된 상기 기재를 도입하는 반입부를 갖는다. 그리고, 상기 반출부와 상기 건조부 사이에 제1 흡인 롤이 배치되고, 상기 건조부와 상기 반입부 사이에 제2 흡인 롤이 배치된다.
본원에서 개시되는 도포 시공 필름의 제조 방법에 따르면, 특성이 양호한 도포 시공 필름을 제조할 수 있다.
본원에서 개시되는 도포 시공 필름의 제조 장치에 따르면, 특성이 양호한 도포 시공 필름을 제조할 수 있다.
도 1은 실시 형태 1의 도포 시공 필름의 제조 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 실시 형태 1의 도포 시공 필름의 제조 공정을 도시하는 단면도이다.
도 3은 흡인 롤의 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 닙 롤의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 5는 닙 롤을 사용한 경우의 기재의 모습을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 6은 횡형 도포 시공 장치를 도시하는 단면도이다.
도 7은 종형 도포 시공 장치를 도시하는 단면도이다.
도 8은 실시 형태 1의 건조실의 모습을 도시하는 단면도이다.
도 9는 비교예의 건조실의 모습을 도시하는 단면도이다.
도 10은 비교예 2의 시료를 도시하는 도면이다.
도 11은 건조실의 온도 제어의 개선 전과 개선 후의 건조실 내의 온도 변화를 도시하는 도면이다.
도 12는 리튬 이온 전지의 구성을 도시하는 단면 사시도이다.
도 13은 다공질 필름의 제조 장치의 구성을 도시하는 모식도이다.
도 14는 실시 형태 1의 도포 시공 필름의 제조 장치의 구성을 나타내는 간략 모식도이다.
도 15는 응용예 1의 도포 시공 필름의 제조 장치의 구성을 나타내는 간략 모식도이다.
도 16은 응용예 2의 도포 시공 필름의 제조 장치의 구성을 나타내는 간략 모식도이다.
도 17은 슬롯 다이를 사용한 도포 시공의 모습을 도시하는 사시도이다.
이하, 실시 형태를 실시예나 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 실시 형태를 설명하기 위한 전체 도면에 있어서, 동일한 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다.
(실시 형태 1)
도 1은 본 실시 형태의 도포 시공 필름의 제조 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 도면이다. 또한, 도 2는 본 실시 형태의 도포 시공 필름의 제조 공정을 도시하는 단면도이다.
먼저, 도 2을 참조하면서, 도포 시공 필름의 형성 공정에 대하여 설명한다.
도 2의 (A)에 도시한 바와 같이, 다공질 필름으로 이루어지는 기재(1)를 준비한다. 기재(1)인 다공질 필름은 예를 들어, 폴리올레핀계 수지로 이루어진다. 기재(1)의 두께는 예를 들어, 5 ㎛ 내지 50 ㎛ 정도, 폭은 예를 들어, 200 mm 내지 3000 mm 정도이다. 미세 구멍(1a)의 세공 직경 분포는 예를 들어, 10 nm 내지 10 ㎛ 정도이고, 평균 세공 직경은 예를 들어, 100 nm 내지 900 nm 정도이다. 또한, 기재(1)의 걸리값은 예를 들어, 100 내지 300 sec/100cc 정도이다.
이어서, 도 2의 (B)에 도시한 바와 같이, 기재(1)의 표면(제1 면)에 표면 처리를 실시한다. 예를 들어, 코로나 방전 조사 장치(10)를 사용하여 기재(1)의 표면에 코로나 방전을 조사한다. 이에 의해, 기재(1)의 표면이 개질된다. 구체적으로는 기재(1)의 표면에 있어서, 도포 시공액의 습윤성이 높아진다. 또한, 이러한 표면 처리 공정은 필수가 아니라, 기재(1)의 종류에 따라서는 생략하는 것도 가능하다.
이어서, 도 2의 (C)에 도시한 바와 같이, 기재(1)의 표면에 도포 시공액을 도포하여 도포막(3a)을 형성한다. 도포 시공액은 필러와 분산매를 갖는다. 필러로서는 알루미나, 실리카, 수산화알루미늄, 베마이트 등의 무기물이나 셀룰로오스 등을 사용할 수 있다. 분산매로서는 수계 용매나 유기계 용매를 사용할 수 있다. 또한, 바인더를 첨가해도 좋다. 바인더로서는 측쇄상 또는 환상 폴리머 수지나 아크릴계 수지나 열가소성 불소 중합체 등을 사용할 수 있다. 도포 장치로서는 예를 들어, 그라비아 도포 시공 장치를 사용할 수 있다. 또한, 필러와 바인더 외에, SBR(스티렌·부타디엔 고무)나 이온 전도성이 높은 폴리머를 첨가한 상태에서 사용해도 좋다.
이어서, 도 2의 (D)에 도시한 바와 같이, 기재(1) 상의 도포막(3a)을 건조함으로써 도포 시공층(3b)을 형성한다. 이상의 공정에 의해, 기재(다공질 필름)(1)와 도포 시공층(3b)으로 이루어지는 세퍼레이터(도포 시공 필름)(5)를 형성할 수 있다. 기재(다공질 필름)(1)에는 미세 구멍(1a)가 다수 형성되고, 그 표면에 도포 시공층(3b)이 형성되어 있다. 이 도포 시공층(3b)은 예를 들어, 셀룰로오스와 알루미나를 갖는다. 도포 시공층(3b)은 예를 들어, 확대도에 도시한 바와 같이, 기재(1)의 미세 구멍(1a)을 모두 덮도록은 형성되어 있지 않고, 또한, 도포 시공층(3b) 자체가 통기성을 갖는다. 예를 들어, 도포 시공층(3b)이 형성된 기재(1)(세퍼레이터)의 걸리값(투기도, [sec/100cc])은 10 이상, 3000 이하이고, 통기성은 확보되어 있다.
상기 도포 시공층의 성막을, 도 1에 도시하는 장치(시스템)를 사용하여 행하는 경우에 대해서 이하에 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 도포 시공 필름의 제조 장치는 기재(1)를 권출하는 권출부(UW)와, 기재(1)를 권취하는 권취부(WD)를 갖는다. 기재(1)는 권출부(UW)로부터 권취부(WD)까지 연속적으로 배치되어 있고, 권출부(UW)와 권취부(WD) 사이에 있어서, 기재(1)의 표면(제1 면)에 도포 시공층(3b)이 형성되고, 세퍼레이터(도포 시공 필름)(5)가 완성된다. 이 도포 시공 필름의 제조 장치에 따르면, 두루마리 형상(감긴 띠 형상)의 기재(1)를 연속적으로 처리할 수 있어 효율적으로 세퍼레이터를 형성할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 권출부(UW)측을 상류, 권취부(WD)를 하류라고 하는 경우가 있다.
구체적으로, 권출부(UW)와 권취부(WD) 사이에는 표면 처리부(10), 도포 시공 처리부(20), 건조 처리부(30)가 배치되어 있다. 기재(1)는 복수의 롤(가이드 롤)(R)에 의해 가이드되면서 각 처리부에 있어서 처리되어 그 표면에 도포 시공층(3b)이 형성된다. 이하에 상세하게 설명한다.
권출부(UW)로부터 권출된 기재(1)는 표면 처리부(10)까지 반송된다. 이 표면 처리부(10)에 있어서는 코로나 방전 조사 장치(10)가 배치되어 있어 기재(1)의 표면에 코로나 방전이 조사된다(코로나 처리). 이에 의해, 기재(1)의 표면이 개질되어 후술하는 도포 시공 처리에 있어서, 도포 시공액의 습윤성이 높아진다.
표면 처리(여기서는 코로나 처리)된 기재(1)는 롤(R)에 의해 가이드되어 도포 시공 처리부(20)까지 반송된다. 여기서, 표면 처리된 제1 면(표면 처리부(10)에 있어서는 상측)이 롤(R)에 의해 반전되어 도포 시공 처리부(20)에 있어서는 하측이 된다.
도포 시공 처리부(20)에 있어서는 그라비아 도포 시공 장치(20)가 배치되어 있고, 기재(1)의 제1 면에 도포 시공액(20a)이 도포(도포 시공)된다. 도포막을 3a로 나타낸다.
도포막(3a)이 형성된 기재(1)는 롤(R)에 의해 가이드되어 건조 처리부(30)까지 반송된다. 여기서, 도포막(3a)이 형성된 제1 면(도포 시공 처리부(20)에 있어서는 하측)이 롤(R)에 의해 반전되어 건조 처리부(30)에 있어서는 상측이 된다.
건조 처리부(30)에 있어서는 건조로(컨베이어식 건조로)(30)가 배치되어 있고, 롤(R)에 의해 반송된 기재(1)의 도포막(3a)의 액체 성분을 기화시켜 도포 시공층(3b)으로 한다. 예를 들어, 건조로(30)는 3개의 건조실(커버)(1D, 2D, 3D)을 갖고, 각 건조실에서는 도시하지 않은 노즐로부터 가열 공기가 도입되고 있다. 가열 공기의 온도는 도시하지 않은 가열부(히터 등)에 의해 온도 제어되어 있다.
이와 같이 띠 형상의 기재(1)는 복수의 롤(가이드 롤)(R)에 의해 가이드되면서, 각 처리부에서 처리된다.
여기서, 본 실시 형태에 있어서는 도 1에 도시한 바와 같이, 건조 처리부(30)의 전후에 있어서 흡인 롤(SR)이 설치되어 있다. 이 흡인 롤(SR)에 의해, 기재(1)의 텐션 커트가 행해진다. 텐션 커트에 의해, 흡인 롤(SR)을 기점으로 한 상류와 하류에 있어서 서로 다른 장력으로 조정할 수 있다. 예를 들어, 장치 내에서, 복수의 처리부를 갖는 장치에 있어서, 각 처리에 의해 기재(필름)(1)의 상태가 변화한다. 예를 들어, 도포 시공 처리부(20)에 있어서는 기재(1)의 두께가 변화한다. 또한, 건조 처리부(30)에 있어서는 기재(1)가 신축한다. 이러한, 기재(1)의 상태 변화에 관계없이 장치 내에서 일률적으로 동일한 장력으로 제어한 경우, 기재(1)의 덜걱거림, 처짐이나 찢어짐이 우려된다.
따라서, 예를 들어, 건조 처리부(30)의 전후에서 텐션 커트를 행한다. 이에 의해, 권출부(UW) 내지 건조 처리부(30)의 입구, 건조 처리부(30)의 입구 내지 건조 처리부(30)의 출구, 건조 처리부(30)의 출구 내지 권취부(WD)의 3개의 영역에서 장력을 조정할 수 있다.
이러한 텐션 커트는 후술하는 닙 롤을 사용하여 행하는 것도 가능하지만, 물리적으로 기재(1)를 사이에 끼워 넣는 롤인 닙 롤을 사용한 경우, 구동식이었다고 하더라도 기재(1)의 반송 저항으로 되므로, 권취 장력은 커진다. 이에 대하여, 흡인 롤(SR)을 사용한 경우, 기재(1)의 반송 저항을 저감할 수 있다. 여기서, 예를 들어, 장치 내의 흡인 롤(SR)을 제거했을 경우, 권취 장력은 커진다.
전술한 바와 같이, 띠 형상의 기재(1)는 복수의 롤(가이드 롤)(R)에 의해 가이드되면서, 각 처리부에서 처리된다. 이때, 각 처리에 의한 기재(필름)(1)의 상태 변화가 발생하면, 기재(1)의 처짐이나 찢어짐이 발생할 수 있다. 이로 인해, 기재(1)의 텐션 커트를 행함으로써 기재(1)의 처짐이나 찢어짐을 저감하고, 트러블 없이 기재(1)의 처리를 행할 수 있다. 또한, 기재(1)의 처짐이나 찢어짐을 방지하기 위하여 기재(1)의 처리 속도(라인 속도, 반송 속도)를 억제할 필요가 없고, 기재(1)의 고속 처리를 행할 수 있다.
도 3은 흡인 롤(SR)의 구성을 도시하는 도면이다. 도 3의 (A)는 사시도이며, 도 3의 (B)는 단면도이다.
도 3의 (A)에 도시한 바와 같이, 흡인 롤(SR)은 축부와 원통부를 갖는다. 원통부의 측면에는 복수의 구멍(P)이 형성되어 있다. 그리고, 원통부는 흡인부(감압 펌프 등)와 접속되고, 흡인 롤(SR)의 가동 시에 있어서, 원통부의 내부 중 일부 영역이 흡인 상태로 된다. 이 일부 영역이란, 기재(1)와 접하고 있는 단면이 부채꼴 형상의 영역(BA)이다. 이로 인해, 도 3의 (B)에 도시한 바와 같이, 기재(1)는 원통부의 측면에 흡인되어 원통부의 회전에 의해 반송된다. 흡인 압력(원통부의 내부 중 일부 영역(BA)의 압력)은 3 MPa 이하인 것이 바람직하다. 3 MPa를 초과하면 기재(1)가 흡인 롤(SR)의 구멍(P)에 인입될 우려가 있다. 특히, 기재(1)로서 얇은 기재(10㎛ 이하)를 사용하는 경우에는 흡인 압력을, 2.5 MPa 이하로 하는 것이 바람직하고, 1.5 MPa 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 흡인 롤(SR)에 설치되는 구멍(P)의 크기, 형상, 개수에 대해서는 적절히 변경 가능하다.
이러한, 텐션 커트용 롤(장력 제어용 롤)로서는 닙 롤을 들 수 있다. 도 4는 닙 롤의 구성을 도시하는 사시도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 닙 롤은 롤(R1)과 롤(R2)을 가지며, 예를 들어, 롤(R1)에는 롤(R2)측으로 압력이 가해지고 있다. 환언하면, 롤(R1)은 롤(R2)에 가압되고 있다. 롤(R1)과 롤(R2) 사이에 기재(1)를 통과시킴으로써 텐션 커트를 행할 수 있다.
본 발명자의 검토에 의하면, 닙 롤(R1, R2)을 텐션 커트용 롤로서 사용한 경우, 기재(1)에 주름이 발생하기 쉽다는 것이 판명되었다. 도 5는 닙 롤을 사용한 경우의 기재의 모습을 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 5의 (A)에 도시한 바와 같이, 롤(R1)과 롤(R2) 사이를 통과하는 순간에 있어서는 롤(R1)과 롤(R2) 사이의 압력(하중, 닙압)에 의해, 기재(1)는 박막화되고, 평탄화된다. 그러나, 롤(R1)과 롤(R2) 사이를 통과한 후에 있어서는 압력으로부터 해방되어 원래의 형상(두께)으로 복귀됨과 함꼐 주름이 발생하는 것이 아닐까라고 생각된다.
본 발명자에 의하면, 후술하는 비교예를 비롯하여, 닙 롤(R1, R2)을 사용하고, 다양한 조건(압력, 권취 장력, 처리 속도 등)을 변경하여, 주름이 발생하지 않는 조건에 대하여 예의 검토하였으나, 주름의 발생을 해소하는 것은 어려웠다. 특히, 기재(1)의 두께가 작은 경우에는 단면적이 작기 때문에, 가해지는 압력이 상대적으로 커져 주름의 발생이 현저하였다.
이에 대하여, 본 실시 형태에 있어서는 닙 롤(R1, R2) 대신에 흡인 롤을 사용함으로써 주름의 발생을 억제할 수 있다. 특히, 기재(1)의 박막화가 발생한 경우에도, 유효하게 주름의 발생을 억제할 수 있다.
(횡형 도포 시공 장치의 채용)
전술한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는 텐션 커트가 유효하게 작용함으로써, 닙 롤(R1, R2)을 사용하는 경우보다 권취 장력을 억제할 수 있다.
생산성을 높이기 위하여 고속으로 도포 시공하였을 경우, 전술한 바와 같이, 닙 롤(R1, R2)을 설치한 구성 장치에서는 롤 사이에서의 기재(1)의 장력이 커진다. 또한, 기재(필름)(1)가 두께 방향으로 압축되기 때문에, 탄성 변형된 기재(1)가 닙 롤(R1, R2)을 통과 후 원래의 폭으로 복원됨으로써 기재(1)에 주름이 발생하기 쉬워진다.
한편, 막 두께가 작은 기재(1)의 주름을 개선하기 위하여 롤(R) 사이의 장력을 낮게 하면, 롤(R)과 기재(1) 사이에 공기가 들어가므로 기재(1)가 부상하여 사행이 발생한다. 기재(1)의 부상 원인이 되는 공기의 양은 기재(1)의 반송 속도와 비례하여 상승하므로, 특히, 고속 도포 시공을 행하는 경우에는 기재(1)가 부상하기 쉬워진다.
그러나, 흡인 롤(SR)을 사용한 경우에는 텐션 커트가 유효하게 기능하기 때문에, 롤(R) 사이에서의 장력의 과부족이 원인이 되는 사행이나, 닙 롤을 사용한 경우와 같은 물리적인 접촉이 원인이 되는 주름의 발생이 억제된다. 이로 인해, 흡인 롤(SR)을 사용한 경우에는 닙 롤(R1, R2)을 사용한 경우와 비교하여 고속으로 기재(1)를 반송시킬 수 있다.
그리고, 기재(1)의 고속 반송이 가능하다는 점에서, 그라비아 도포 시공 장치에 있어서 종형 도포 시공 장치를 사용할 필요가 없고, 횡형 도포 시공 장치로 대응할 수 있다. 도 6은 횡형 도포 시공 장치를 도시하는 단면도이다. 또한, 도 7은 종형 도포 시공 장치를 도시하는 단면도이다.
도 6에 나타내는 횡형 도포 시공 장치(20)는 도포 시공액(20a)을 저류하기 위한 챔버(조)(20b)와, 챔버(조)(20b)에 그 일부가 잠기는 도포 시공용 롤(CR)과, 도포 시공액(20a)의 비산을 방지하기 위한 블레이드(20c)를 갖는다. 블레이드(20c)는 도포 시공용 롤(CR)의 회전 방향측(도 6에 있어서는 좌측)에 도포 시공용 롤(CR)의 표면에 부착된 도포 시공액(20a)을 억제하도록 배치되어 있다.
이에 대하여, 도 7에 나타내는 종형 도포 시공 장치(20)는 챔버(조)(20b)가 수직 방향(중력 방향에 대하여 평행한 방향)으로 배치되어 있다. 이 경우, 도포 시공액(20a)을 챔버(조)(20b)의 상하에 배치된 2개의 블레이드(20c)로 보호지지할 필요가 있다. 그리고, 챔버(조)(20b)의 용량을 지나치게 크게 하면, 도포 시공액(20a)을 보호지지하는 블레이드가 휘어 도포 시공액(20a)을 끝까지 보호지지할 수 없게 된다. 이와 같이 종형 도포 시공 장치(20)에 있어서는 챔버(조)(20b)의 용량을 크게 할 수 없고, 또한 블레이드(20c) 자체의 마모, 블레이드(20c)와 도포 시공액(20a)을 통하여 접하는 도포 시공용 롤(CR)의 마모가 커진다. 전술한 바와 같이, 도포 시공액에는 알루미나 등의 단단한 필러가 포함된다. 이로 인해, 도포 시공액을 통하여 접촉하는 블레이드(20c)나 도포 시공용 롤(CR)이 깎여 마모된다. 이에 대하여, 본 실시 형태에 있어서는 횡형 도포 시공 장치(20)를 내장할 수 있으므로, 블레이드(20c)나 도포 시공용 롤(CR)의 마모를 저감할 수 있다. 또한, 챔버(조)(20b)의 용량을 크게 할 수 있어 고속 처리를 행해도 도포 시공액(20a)의 액 소진이 발생하기 어렵다.
(건조로의 온도 제어 개선)
전술한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는 텐션 커트가 유효하게 작용함으로써, 닙 롤(R1, R2)을 사용하는 경우보다 권취 장력을 억제할 수 있다. 이로 인해, 고속 처리가 가능하게 된다. 즉, 기재(1)를 고속 반송하면서 각 처리를 행할 수 있다.
여기서, 건조 처리부(30)에 있어서, 각 커버(각 건조실)의 내부 온도는 균일한 것이 바람직하다. 그러나, 기재(1)의 고속 반송에 수반하여, 커버의 하부(커버의 측벽과 기재(1) 사이의 간극)로부터 수반류가 유입하여 커버 내의 온도를 저하시킬 수 있다. 이로 인해, 수반류를 고려한 온도 제어를 행하는 것이 바람직하다.
도 8은 본 실시 형태의 건조실의 모습을 도시하는 단면도이다. 도 9는 비교예의 건조실의 모습을 도시하는 단면도이다. 여기에서는 도 1에 도시하는 건조 처리부(30)에 설치된 3개의 건조실 중, 가장 상류에 배치되어 있는 건조실(1D)에 대하여 설명한다.
도 8에 도시한 바와 같이, 건조실(1D) 내부에는 노즐(31a)이 설치되고, 노즐(31a)의 선단으로부터 가열 건조 공기(가열 유체)(DA)가 방출되고 있다. 환언하면, 기재(1)에 노즐(31a)의 선단으로부터 가열 건조 공기(DA)가 내뿜어지고 있다.
노즐(31a)은 예를 들어, 건조실 중앙에 설치되어 있다. 노즐(31a)의 평면 형상은 스폿 형상(원형상)이어도 좋고, 라인 형상(직사각 형상)이어도 좋다. 여기에서는 건조실(1D)의 내부 온도를 열전대(3lb)로 측정하고 있다. 열전대는 2종류 이상의 금속을 사용하여 금속간 접합점에 있어서의 열기전력에 기초하여 온도(온도 차)를 측정하는 온도 센서이다. 이 열전대(온도 센서)에 의해 건조실(1D) 내의 온도를 측정하고, 건조실(1D) 내의 온도가 설정 온도와 어긋나 있는 경우에는 도시하지 않은 히터에 의해 가열 건조 공기(DA)의 온도를 조정하여, 건조실(1D) 내의 온도를 설정 온도로 유지한다.
본 실시 형태에 있어서는 열전대(3lb)가, 상류측 건조실(커버)의 측벽과 노즐(31a) 사이(영역(1A))에 설치되어 있다. 이와 같이 열전대(3lb)를 배치함으로써 수반류(AF)에 의한 건조실(1D) 내의 온도 저하를 적절하게 보정할 수 있고, 기재(1)의 표면에 형성된 도포막(3a)을 고정밀도로 건조시킬 수 있다. 여기서, 상류측 건조실(커버)의 측벽이란, 기재(1)가 최초로 가로지르는 측벽이며, 환언하면, 건조실의 측벽 중, 반송 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 2개의 측벽 중, 상류측에 위치하는 측벽이다.
이에 대하여, 예를 들어, 도 9에 나타내는 비교예에 있어서는 노즐(31a)과 접촉하도록 열전대(3lb)가 배치되어 있기 때문에, 수반류(AF)에 의한 건조실(1D) 내의 온도 저하를 적절하게 보정 할 수 없어 기재(1)의 표면에 형성된 도포막(3a)에 있어서 건조 얼룩이 발생하기 쉬워진다.
이상과 같이 본 실시 형태에 따르면, 흡인 롤의 채용, 횡형 도포 시공 장치의 채용 및 건조실 내의 온도 제어의 개선에 의해, 특성이 양호한 도포 시공 필름(도포 시공층)을 효율적으로 제조할 수 있다.
(실시예)
이하, 본 실시 형태를 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 실시예를 나타내지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 실시 형태의 도포 시공 필름의 제조 장치를 사용하여, 기재(폴리에틸렌제 다공질 필름)의 표면에 도포 시공층을 형성하고, 세퍼레이터(도포 시공 필름)를 형성하였다. 즉, 건조 처리부의 전후에 있어서, 흡인 롤을 사용하여 기재의 텐션 커트를 행하면서 도포 시공 필름(세퍼레이터)을 형성하였다. 또한, 횡형 도포 시공 장치를 사용하고, 열전대를 상기 영역(1A)에 배치하여 건조실 내의 온도 제어를 행하였다.
(비교예)
비교예의 도포 시공 필름의 제조 장치를 사용하여, 기재의 표면에 도포 시공층을 형성하고, 세퍼레이터를 형성하였다. 즉, 건조 처리부의 전후에 있어서 닙 롤을 사용하여 기재의 텐션 커트를 행하면서 도포 시공 필름(세퍼레이터)을 형성하였다. 또한, 종형 도포 시공 장치를 사용하고, 열전대를 노즐에 배치하여 건조실 내의 온도 제어를 행하였다.
얻어진 시료(세퍼레이터)에 대해서, 주름을 육안으로 판정하고, 건조 상태를 손으로 접촉하여 판정하였다.
이하의 표 1에, 각 실시예 및 각 비교예의 처리 조건 및 판정 결과를 나타낸다.
기재 막 두께[㎛] 도포시공막두께[㎛] 라인 속도[m/min] 권취 장력[N] 건조 온도[℃] 장력 제어롤 건조온도
제어방식		 건조 상태 주름 유무
비교예 1 9 7 50 12 75 닙 노즐 OK OK
비교예 2 7 7 50 12 75 닙 노즐 X X
비교예 3 9 7 50 12 80 닙 노즐 X X
실시예 1 7 4 50 4 65 흡인 로내온도 OK OK
실시예 2 5 4 30 4 50 흡인 로내온도 OK OK
실시예 3 7 4 100 4 65 흡인 로내온도 OK OK
(비교예 1)
막 두께 9㎛의 기재를 사용하여 막 두께 7㎛의 도포 시공층을 형성하였다. 라인 속도를 50 m/min으로 했을 경우, 권취 장력은 12N이었다. 또한, 건조 온도는 75℃이었다. 이 경우, 주름은 없고(OK), 건조 상태도 양호(OK)하였다.
(비교예 2)
막 두께 7㎛의 기재를 사용하여 막 두께 7㎛의 도포 시공층을 형성하였다. 라인 속도를 50 m/min으로 했을 경우, 권취 장력은 12N이었다. 또한, 건조 온도는 75℃이었다. 이 경우, 주름이 발생하고, 건조 상태도 나빴다. 도 10은 비교예 2의 시료를 도시하는 도면이다. 도 10의 (A)에 도시한 바와 같이, 시료(세퍼레이터)에 주름이 발생하고 있다. 도 10의 (B)에 있어서는 주름 부분을 흑색선으로 명시하고 있다.
(비교예 3)
막 두께 9㎛의 기재를 사용하여 막 두께 7㎛의 도포 시공층을 형성하였다. 라인 속도를 50 m/min으로 했을 경우, 권취 장력은 12N이었다. 여기에서는 건조 온도를 80℃로 하여 건조 상태의 개선을 도모하였으나, 오히려 주름이 발생하고, 건조 상태가 악화되었다.
(실시예 1)
막 두께 7㎛의 기재를 사용하여 막 두께 4㎛의 도포 시공층을 형성하였다. 라인 속도를 50 m/min으로 했을 경우, 권취 장력은 4N이었다. 또한, 건조 온도는 65℃이었다. 이 경우, 주름은 없고(OK), 건조 상태도 양호(OK)하였다.
(실시예 2)
막 두께 5㎛의 기재를 사용하여 막 두께 4㎛의 도포 시공층을 형성하였다. 라인 속도를 30 m/min으로 했을 경우, 권취 장력은 4N이었다. 또한, 건조 온도는 50℃이었다. 이 경우, 주름은 없고(OK), 건조 상태도 양호(OK)하였다.
(실시예 3)
막 두께 7㎛의 기재를 사용하여 막 두께 4㎛의 도포 시공층을 형성하였다. 라인 속도를 100 m/min으로 했을 경우, 권취 장력은 4N이었다. 또한, 건조 온도는 65℃이었다. 이 경우, 주름은 없고(OK), 건조 상태도 양호(OK)하였다.
(걸리값 악화율)
비교예 1 및 실시예 3의 시료에 있어서, 걸리값 악화율을 구하였다. 작성한 시료를 잘라내고, 걸리(Gurley)식 자동계측기를 사용하여 측정을 행하였다. 여기에서는 100cc의 공기가 시료(시트)를 통과할 때까지의 시간을 걸리값으로서 측정하였다. 또한, 도포 시공층 형성 전의 기재에 대해서도 마찬가지로 걸리값을 측정하여 기준 걸리값으로 하고, 걸리값 악화율 [((걸리값 - 기준 걸리값)/기준 걸리값)Х100%]을 산출하였다.
비교예 1의 시료의 걸리값 악화율은 9.1%였다. 한편, 실시예 3의 시료의 걸리값 악화율은 8.5%였다. 실시예 3의 시료의 걸리값 악화율은 목표로 하는 10% 이하를 달성하고, 또한, 비교예 1보다도 양호하였다.
(정리 1)
비교예 1로부터, 기재 막 두께가 9㎛로 두꺼운 경우에는 비교예의 장치에 있어서도, 주름이 없고, 건조 상태가 양호한 도포 시공 필름(세퍼레이터)이 얻어졌으나, 기재 막 두께가 7㎛로 얇은 경우에는 비교예의 장치에서는 주름이 발생하고, 건조 상태도 나빴다. 또한, 비교예 3으로부터, 기재 막 두께가 9㎛로 두꺼운 경우에도 도 9에 나타내는 건조 방식의 경우에는 오히려 주름이 발생하고, 건조 상태가 악화되었다.
이에 대하여, 실시예 1에 있어서는 기재 막 두께가 7㎛로 얇음에도 불구하고, 주름이 없고, 건조 상태가 양호한 도포 시공 필름(세퍼레이터)이 얻어졌다.
실시예 2에 있어서는 기재 막 두께가 5㎛로 더욱 얇게 한 경우에도, 주름이 없고, 건조 상태가 양호한 도포 시공 필름(세퍼레이터)이 얻어졌다.
실시예 3에 있어서는 라인 속도를 100 m/min으로 해도, 주름이 없고, 건조 상태가 양호한 도포 시공 필름(세퍼레이터)이 얻어졌다.
또한, 실시예 1 내지 3에 있어서는 권취 장력이 4N으로 작아, 전술한 가로 배치 도포 시공기를 채용해도 문제가 없는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 권취 장력이 4N으로 작음으로써, 라인 속도를 100 m/min 이상으로 할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 건조로의 온도 조정이 양호하게 기능하고 있어 실시예 1 내지 3에 있어서는 건조 온도(설정 온도)가 비교예 1 내지 3보다 낮음에도 불구하고, 건조 상태가 양호하였다.
도 11은 건조실의 온도 제어 개선 전과 개선 후의 건조실 내의 온도 변화를 도시하는 도면이다. 종축은 온도를 나타내고, 횡축은 시간을 나타낸다. 0호기(동그라미 표시)는 개선 후, 즉, 열전대(3lb)를 건조실 상류측의 측벽과 노즐(31a) 사이(영역(1A))에 배치하여 건조 온도를 제어한 경우를 나타내고, 1호기(마름모형 표시)는 개선 전, 즉, 노즐(31a)과 접촉하도록 배치하여 건조 온도를 제어한 경우를 나타낸다.
도시한 바와 같이, 개선 전의 그래프에 있어서는 수반류의 영향에 의한 온도 저하가 격렬하고, 또한, 이 저하에 기초하여 온도 제어가 행해지기 때문에, 과도한 승온이 발생하고 있다. 이에 대하여, 노즐(31a)을 상기 영역(1A)에 배치한 경우에는 수반류의 영향에 의한 온도 저하는 미미하여, 설정 온도인 65℃ 근방에서의 건조 처리가 행해지고 있다.
이러한 온도 제어에 의해, 실시예 3에 도시한 바와 같이, 100 m/min의 라인 속도에 있어서도 주름이 없는 양호한 건조를 실시할 수 있다.
(정리 2)
상기 실시예 및 비교예로부터, 본 실시 형태의 도포 시공 필름의 제조 방법이나 제조 장치를 사용함으로써 기재의 막 두께가 9㎛ 이하, 보다 바람직하게는 9㎛ 미만, 더욱 바람직하게는 7㎛ 이하의 박막이라 하더라도, 양호하게 도포 시공 필름을 형성할 수 있는 것이 판명되었다. 특히, 세퍼레이터에 있어서는 전지 특성(특히, 전지 용량)을 향상시키기 위하여, 세퍼레이터의 박막화를 도모하면서, 그 강도나 내구성의 향상이 요망되고 있다. 따라서, 이러한 박막이고, 또한, 고강도의 세퍼레이터 제조 방법이나 제조 장치로서, 본 실시 형태의 도포 시공 필름의 제조 방법이나 제조 장치를 사용하는 것이 유효한 것이 판명되었다.
상기 실시예 및 비교예로부터, 권취 장력을 12N 이하, 보다 바람직하게는 12N 미만, 더욱 바람직하게는 4N 이하로 할 수 있는 것이 판명되었다. 이에 의해, 가로 배치 도포 시공 장치를 채용할 수 있고, 특성이 양호한 세퍼레이터를 효율적으로 제조할 수 있는 것이 판명되었다.
상기 실시예 및 비교예로부터, 30 m/min 이상, 보다 바람직하게는 50m/min 이상, 더욱 바람직하게는 100 m/min 이상의 기재 처리 속도(라인 속도)를 달성할 수 있고, 특성이 양호한 세퍼레이터를 효율적으로 제조 할 수 있는 것이 판명되었다.
상기 실시예 및 비교예로부터, 건조 온도가 비교적 저온, 예를 들어, 75℃ 미만, 보다 바람직하게는 65℃ 이하, 더욱 바람직하게는 50℃ 이하라 해도, 양호한 건조 처리를 실시할 수 있는 것이 판명되었다. 특히, 온도 제어 개선과 흡인 롤의 채용에 의한 시너지 효과에 의해, 양호한 건조 처리를 실시할 수 있는 것이 판명되었다. 또한, 30 m/min 이상, 보다 바람직하게는 50 m/min 이상, 더욱 바람직하게는 100 m/min 이상의 처리 속도로 처리를 행한 경우에도, 수반류의 영향을 저감할 수 있고, 양호한 건조 처리를 실시할 수 있는 것이 판명되었다.
(실시 형태 2)
본 실시 형태에 있어서는 실시 형태 1에서 설명한 세퍼레이터의 적용예에 대하여 설명한다. 세퍼레이터는 예를 들어, 리튬 이온 전지에 적용할 수 있다.
도 12는 리튬 이온 전지의 구성을 도시하는 단면 사시도이다. 도 12에 나타내는 리튬 이온 전지는 원통형의 캔(106)를 갖고 있으며, 이 캔(106)에는 띠 형상의 정극재(101) 및 부극재(103)가 세퍼레이터(5)를 통하여 권회된 전극군이 수용되어 있다. 전극군 상단면의 정극 집전 탭은 정극 캡에 접합되어 있다. 전극군 하단면의 부극 집전 탭은 캔(106)의 저부에 접합되어 있다. 또한, 캔(106)의 외주면에는 절연 피복(도시하지 않음)이 설치되어 있다. 또한, 캔(106) 내에는 전해액(도시하지 않음)이 주액되어 있다. 또한, 여기에서는 원통형 전지를 예로 들어 설명하였으나, 전지의 구성에 제한은 없고, 예를 들어, 각형이나 라미네이트형 전지로 할 수 있다.
이와 같이 리튬 이온 전지는 정극재(101), 부극재(103), 세퍼레이터(5) 및 전해액을 갖고 있으며, 정극재(101)와 부극재(103) 사이에 세퍼레이터(5)가 배치되어 있다. 세퍼레이터(5)는 미세 구멍을 다수 갖는다. 예를 들어, 충전 시, 즉, 정극(정극 캡)과 부극(캔(106)의 저부) 사이에 충전기를 접속하면, 정극 활물질 내에 삽입되어 있는 리튬 이온이 탈리하고, 전해액 중에 방출된다. 전해액 중에 방출된 리튬 이온은 전해액 중을 이동하고, 세퍼레이터의 미세 구멍을 통과하여 부극에 도달한다. 이 부극에 도달한 리튬 이온은 부극을 구성하는 부극 활물질 내에 삽입된다.
이와 같이 세퍼레이터(5)에 설치된 미세 구멍(도시하지 않음)을 통하여 리튬 이온이 정극재와 부극재 사이를 왕래함으로써 충전과 방전을 반복할 수 있다. 이 세퍼레이터로서, 실시 형태 1에서 설명한 도포 시공 필름의 제조 방법, 도포 시공 필름의 제조 장치를 사용하여 형성된 세퍼레이터를 사용함으로써 리튬 이온 전지의 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 리튬 인 전지를 효율적으로 형성할 수 있다.
(실시 형태 3)
본 실시 형태에 있어서는 실시 형태 1에서 설명한 기재(다공질 필름)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 실시 형태 1에서 설명한 기재(다공질 필름)는 예를 들어, 이하의 공정에 의해 제조할 수 있다.
도 13은 다공질 필름의 제조 장치(시스템)의 구성을 도시하는 모식도이다. 예를 들어, 도 13의 2축 혼련 압출기(S1)의 원료 공급부에 가소제(유동 파라핀)와 폴리올레핀(예를 들어, 폴리에틸렌)을 투입하고, 혼련부에 있어서 상기 가소제와 폴리올레핀을 혼련한다. 혼련 조건은 예를 들어, 180℃, 12분간이며, 축의 회전수는 100 rpm이다.
혼련물(용융 수지)을 토출부로부터 T다이(S2)로 반송하고, 용융 수지를 T다이(S2)의 슬릿으로부터 압출하면서, 원단 냉각장치(S3)에 있어서 냉각함으로써 박막 형상의 수지 성형체를 형성한다.
이어서, 상기 박막 형상의 수지 성형체를 제1 연신 장치(S4)에 의해 세로 방향으로 잡아 늘이고, 또한, 제2 연신 장치(S5)에 의해 가로 방향으로 잡아 늘인다.
이어, 잡아 늘여진 박막을 추출조(S6)에 있어서 유기 용제(예를 들어, 염화메틸렌)에 침지한다. 잡아 늘여진 박막에 있어서는 폴리올레핀(예를 들어, 폴리에틸렌)과 가소제(파라핀)가 상분리한 상태가 된다. 구체적으로는 가소제(파라핀)가 나노 사이즈의 섬 형상이 된다. 이 나노 사이즈의 가소제(파라핀)를 추출조(S6)의 유기 용제(예를 들어, 염화메틸렌)에 의해 제거한다(탈지한다). 이에 의해, 다공질 필름을 형성할 수 있다.
이후, 다시 제3 연신 장치(S7)로 가로 방향으로 잡아 늘이면서, 박막을 건조시켜 열 고정을 행하고, 연신 시의 내부 응력을 완화한다. 계속해서, 권취 장치(S8)에 의해, 제3 연신 장치(S7)로부터 반송된 다공질 필름을 권취한다.
이와 같이 하여, 다공질 필름(실시 형태 1의 기재)을 제조할 수 있다.
예를 들어, 권취 장치(S8)에 의해 권취된 두루마리 형상의 다공질 필름을 실시 형태 1(도 1)의 권출 장치(UW)에 세트하고, 그 표면에 도포 시공층(3b)을 형성할 수 있다.
또한, 예를 들어, 제3 연신 장치(S7) 및 권취 장치(S8) 사이에, 실시 형태 1(도 1)의 장치를 내장해도 좋다. 즉, 제3 연신 장치(S7)로부터 반송된 다공질 필름의 표면에 코로나 처리를 행하고, 도포 시공액을 도포 시공한 후 건조함으로써 도포 시공층(3b)을 형성해도 좋다. 이 경우, 권취 장치(S8)는 도 1의 권취 장치(WD)와 대응한다.
이와 같이 다공질 필름의 형성에서 도포 시공층의 형성까지, 연속한 장치(시스템)에 의해 세퍼레이터를 형성해도 좋다.
(실시 형태 4)
본 실시 형태에 있어서는 각종 응용예에 대하여 설명한다.
(응용예 1)
도 14는 실시 형태 1의 도포 시공 필름의 제조 장치의 구성을 나타내는 간략 모식도이며, 도 15는 본 응용예의 도포 시공 필름의 제조 장치의 구성을 나타내는 간략 모식도이다.
실시 형태 1에 있어서는 기재(1)의 표면(제1 면)에 도포 시공 처리를 실시하였으나(도 14 참조), 도 15에 도시한 바와 같이, 기재(1)의 양면에 도포 시공 처리를 실시해도 좋다. 이 경우, 기재(1)의 이면에도 도포막이 형성되기 때문에, 흡인 롤(SR)은 도포 시공 처리부(20)보다 상류에 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 표면 처리부(10)에 있어서는 기재(1)의 양면에 코로나 처리를 행하는 것이 바람직하다.
또한, 실시 형태 1(도 1, 도 14)에 있어서, 흡인 롤(SR)을 도포 시공 처리부(20)보다 상류(20과 UW 사이)에 설치해도 좋다.
(응용예 2)
도 16은 본 응용예의 도포 시공 필름의 제조 장치의 구성을 나타내는 간략 모식도이다. 응용예 1에 있어서는 1개의 도포 시공 처리부(20)에 있어서 양면 도포 시공을 행하고, 1개의 건조 처리부(30)에 있어서 양면을 동시에 건조하였으나, 도 16에 도시한 바와 같이, 편면씩 도포 시공·건조해도 좋다. 구체적으로는 먼저, 기재(1)의 표면(제1 면)에 도포막을 형성하고 건조 처리부(30-1)로 건조한 후, 기재(1)의 이면(제2 면)에 도포막을 형성하고 건조 처리부(30-2)로 건조한다. 표면 처리도 편면씩 행해도 좋다. 이 경우, 2개의 건조 처리부(30-1, 30-2) 사이와 건조 처리부(30-1) 앞과 건조 처리부(30-2) 뒤에 흡인 롤을 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 건조 처리부(30-1)와 건조 처리부(30-2)를 연결해도 좋다.
(응용예 3)
실시 형태 1(도 1, 도 6)에 있어서는 도포 시공 장치로서 그라비아 도포 시공기를 사용하였으나, 다른 도포 시공기를 사용해도 좋다. 도 17은 슬롯 다이를 사용한 도포 시공 모습을 도시하는 사시도이다.
예를 들어, 도 17의 (A)의 슬롯 다이에 있어서는, 도포 시공액(20a)이 다이(D) 내부의 매니폴드로부터 다이 선단의 슬릿(토출부)을 통하여 기재(1) 상에 도포되어 도포막(3a)이 형성된다.
또한, 도 17의 (B)의 슬롯 다이에 있어서는, 제1 도포 시공액용 제1 다이(D1)와 제2 도포 시공액용 제2 다이(D2)가 설치되어 있고, 제1 도포 시공액(20a1)과 제2 도포 시공액(20a2)이 기재(1) 상에 순차적으로 도포되고, 제1 도포막(3a1)과 제2 도포막(3a2)의 적층막이 형성된다.
또한, 도 17의 (C)의 슬롯 다이에 있어서는, 제1 도포 시공액용 제1 다이(D1)가 기재(1)의 표면측에 배치되고, 제2 도포 시공액용 제2 다이(D2)가 기재(1)의 이면측에 배치되어 있고, 기재(1)의 표면(제1 면)에 제1 도포막(3a1)이 형성되고, 기재(1)의 이면(제2 면)에 제2 도포막(3a2)이 형성된다. 즉, 기재(1)의 양면을 도포 시공할 수 있다.
또한, 실시 형태 1의 그라비아 도포 시공 장치를 2대 준비하고, 제1 도포막(3a1)과 제2 도포막(3a2)의 적층막을 형성해도 좋다. 또한, 실시 형태 1의 그라비아 도포 시공 장치를 기재(1)의 표면측과 이면측과에 배치하고, 양면 도포 시공을 행해도 좋다.
(응용예 4)
실시 형태 1(도 1)에 있어서는 텐션 커트용 롤(장력 제어용 롤)로서 흡인 롤을 사용하였으나, 다른 편면 접촉으로 텐션 커트를 할 수 있는 롤을 사용해도 좋다.
이러한 롤로서는 흡인 롤 외에, 정전 흡착 롤이나 에어 분사 롤을 사용할 수 있다. 정전 흡착 롤에 있어서는 정전 흡착에 의해 기재(1)를 흡착하고, 에어 분사 롤에 있어서는 롤에 기체를 분사하는 것에 의해 기재(1)와 롤을 밀착시킨다.
(응용예 5)
실시 형태 1(도 1, 도 8)에 있어서는 건조 처리에 가열 공기를 방출하는 노즐을 사용하였으나, 적외선(IR) 히터를 사용하여 히터 가열에 의해 건조 처리를 행해도 좋다.
(응용예 6)
실시 형태 1(도 2)에 있어서는 기재(1) 상에 1종류의 도포 시공액(20a)을 도포하였으나, 다른 도포 시공액을 더 도포해도 좋다. 즉, 도포 시공층을 다층 구조로 해도 좋다(도 7의 (b) 등 참조). 다층 구조의 도포 시공층을 형성하는 경우, 각 층마다 건조 처리를 실시해도 좋고, 또한, 통합하여 건조 처리를 실시해도 좋다.
(응용예 7)
실시 형태 1(도 1)에 있어서는 두루마리 형상(감긴 띠 형상)의 기재(1)를 사용하고, 권출부에서 취출하여 처리부에 반송하였으나, 기재(1)의 형상은 적절히 변경 가능하며, 반출부(반송부)로부터 처리부에 반송되는 구성이면 된다. 또한, 기재(1)의 처리 후에 있어서도, 기재(1)를 반드시 권취할 필요는 없으며, 예를 들어, 전지의 조립 장치에 반송되어도 좋다.
(응용예 8)
실시 형태 1(도 8)에 있어서는 온도 제어의 개선을 가장 상류측에 있는 건조실(1D)를 예로 들어 설명하였으나, 다른 건조실(2D, 3D)에 있어서도 마찬가지의 개선을 실시해도 좋다. 단, 가장 상류측에 있는 건조실(1D)은 수반류의 영향이 커서 온도 제어의 개선을 적용하면 효과적이다.
또한, 실시 형태 1(도 8)에 있어서는 노즐을 건조실 중앙에 설치하였으나, 노즐의 위치에 제한은 없으며, 다른 위치에 배치해도 좋다. 또한, 복수의 노즐을 사용해도 좋고, 이 경우, 가장 상류측에 위치하는 노즐과, 상류측 건조실(커버)의 측벽과의 사이(영역(1A))에 열전대(온도 센서)를 배치하면 좋다.
(응용예 9)
실시 형태 1(도 1)에 있어서의 롤(가이드 롤)(R)의 위치나 개수는 적절히 변경 가능하다.
이상, 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 실시 형태 및 실시예에 기초하여 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 형태 또는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능한 것은 당연하다.
1: 기재
1a: 미세 구멍
1A: 영역
1D: 건조실
2D: 건조실
3a: 도포막
3a1: 제1 도포막
3a2: 제2 도포막
3b: 도포 시공층
3D: 건조실
5: 세퍼레이터
10: 코로나 방전 조사 장치(표면 처리부)
20: 그라비아 도포 시공 장치(도포 시공 장치, 도포 시공 처리부)
20a: 도포 시공액
20b: 챔버(조)
20c: 블레이드
30: 건조로(건조 처리부)
30-1: 건조 처리부
30-2: 건조 처리부
31a: 노즐
31b: 열전대
101: 정극재
103: 부극재
106: 캔
AF: 수반류
BA: 단면이 부채꼴 형상의 영역
CR: 도포 시공용 롤
D: 다이
D1: 제1 다이
D2: 제2 다이
DA: 가열 건조 공기
P: 구멍
R: 롤(가이드 롤)
R1: 닙 롤(롤)
R2: 닙 롤(롤)
S12: 축 혼련 압출기
S2: 다이
S3: 원단 냉각장치
S4: 제1 연신 장치
S5: 제2 연신 장치
S6: 추출조
S7: 제3 연신 장치
S8: 권취 장치
SR: 흡인 롤
UW: 권출부(권출 장치)
WD: 권취부(권취 장치)

Claims (20)

  1. (a) 반출부로부터 취출된 기재의 제1 면에 도포 시공액을 도포하는 공정과,
    (b) 상기 기재 상의 도포 시공액을 건조함으로써 상기 기재의 제1 면에 도포 시공층을 형성하는 공정과,
    (c) 상기 도포 시공층이 형성된 상기 기재를 반입부에 있어서 도입하는 공정을 갖고,
    상기 기재는
    상기 반출부로부터 상기 반입부까지 연속적으로 배치되고,
    상기 반출부에서 취출된 후, 상기 (b) 공정 전에, 제1 흡인 롤에 의해 텐션 커트되고,
    상기 도포 시공층이 형성된 상기 기재는 상기 (c) 공정 전에, 제2 흡인 롤에 의해 텐션 커트되는, 도포 시공 필름의 제조 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 흡인 롤 및 상기 제2 흡인 롤의 흡인 압력은 각각 3 MPa 이하인, 도포 시공 필름의 제조 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 기재는 다공질 필름인, 도포 시공 필름의 제조 방법.
  4. 제1항에서,
    상기 도포 시공층이 형성된 상기 기재는 전지용 세퍼레이터인, 도포 시공 필름의 제조 방법.
  5. 제1항에서,
    상기 기재의 막 두께는 9㎛ 미만인, 도포 시공 필름의 제조 방법.
  6. 제1항에서,
    상기 기재의 막 두께는 7㎛ 이하이고, 상기 반입부에 있어서의 반입 장력은 12N 미만인, 도포 시공 필름의 제조 방법.
  7. 제1항에서,
    상기 반입부에 있어서의 상기 기재의 반입 속도는 30 m/min 이상인, 도포 시공 필름의 제조 방법.
  8. 제1항에서,
    상기 건조 온도는 75℃ 미만인, 도포 시공 필름의 제조 방법.
  9. 제1항에서,
    상기 (a) 공정은 상기 도포 시공액을 저류하는 챔버와, 도포 시공 롤을 갖는 그라비아 도포 시공기를 사용하여 행해지고,
    상기 챔버는 횡방향으로 배치되어 있는, 도포 시공 필름의 제조 방법.
  10. 제1항에서,
    상기 (b) 공정은 건조실에 배치된 노즐로부터 가열 유체를 도입하는 건조 처리부에 있어서 행해지고,
    상기 노즐과 상기 건조실의 상기 기재 반송 방향의 상류측의 측벽과의 사이에 배치된 온도 센서에 의해 상기 건조실의 온도가 제어되는, 도포 시공 필름의 제조 방법.
  11. 기재를 취출하는 반출부와,
    상기 기재의 제1 면에 도포 시공액을 도포하는 도포 시공부와,
    상기 기재 상의 도포 시공액을 건조함으로써 상기 기재의 제1 면에 도포 시공 필름을 형성하는 건조부와,
    상기 도포 시공 필름이 형성된 상기 기재를 도입하는 반입부를 갖고,
    상기 반출부와 상기 건조부 사이에 제1 흡인 롤이 배치되고,
    상기 건조부와 상기 반입부 사이에 제2 흡인 롤이 배치된, 도포 시공 필름의 제조 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 제1 흡인 롤 및 상기 제2 흡인 롤의 흡인 압력은 각각 3 MPa 이하인, 도포 시공 필름의 제조 장치.
  13. 제11항에서,
    상기 기재는 다공질 필름인, 도포 시공 필름의 제조 장치.
  14. 제11항에서,
    상기 도포 시공층이 형성된 상기 기재는 전지용 세퍼레이터인, 도포 시공 필름의 제조 장치.
  15. 제11항에서,
    상기 기재의 막 두께는 9㎛ 미만인, 도포 시공 필름의 제조 장치.
  16. 제11항에서,
    상기 기재의 막 두께는 7㎛ 이하이고, 상기 반입부에 있어서의 반입 장력은 12N 미만인, 도포 시공 필름의 제조 장치.
  17. 제11항에서,
    상기 반입부에 있어서의 상기 기재의 반입 속도는 30 m/min 이상인, 도포 시공 필름의 제조 장치.
  18. 제11항에서,
    상기 건조부의 온도는 75℃ 미만인, 도포 시공 필름의 제조 장치.
  19. 제11항에서,
    상기 도포 시공부는 상기 도포 시공액을 저류하는 챔버와, 도포 시공 롤을 갖고,
    상기 챔버는 횡방향으로 배치되어 있는 도포 시공 필름의 제조 장치.
  20. 제11항에서,
    상기 건조부는 노즐로부터 가열 유체가 도입되는 건조실을 갖고,
    상기 노즐과 상기 건조실의 상기 기재 반송 방향의 상류측의 측벽과의 사이에 배치된 온도 센서에 의해 상기 건조실의 온도가 제어되는, 도포 시공 필름의 제조 장치.
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