WO2009125634A1 - 塗布装置及び塗布方法 - Google Patents

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トヨタ自動車株式会社
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a coating apparatus and a coating method that are used when a coating agent is coated on a substrate having at least an outer surface having an uneven shape.
  • the base material is composed of a porous body
  • a coating agent is applied to the base material, there is a risk that bubble marks may remain inside or on the outer surface of the coating agent layer.
  • coated may not be used as a product.
  • a base material coated with a coating agent is used as an electrode of a secondary battery, the characteristics of the secondary battery may be adversely affected.
  • FIGS. 8A to 8C show a process of applying the liquid coating agent P3 to the porous substrate 100 using the roll 200.
  • FIG. 8A to 8C show a process of applying the liquid coating agent P3 to the porous substrate 100 using the roll 200.
  • FIG. 8 (A) is a schematic diagram showing the internal structure of the porous substrate 100 before the coating agent P3 is applied.
  • the base material 100 is composed of a plurality of particles 100a, and a space is formed between the particles 100a. Air exists in this space.
  • FIG. 8B when the coating agent P ⁇ b> 3 is applied to the substrate 100 using the roll 200, the coating agent P ⁇ b> 3 enters from the outer surface of the substrate 100 toward the inside.
  • the air present in the base material 100 is shown in the arrow of FIG. Passing between the particles 100a at the end of the coating agent P3, it tries to escape from the coating agent P3. That is, the air present inside the substrate 100 moves in the direction opposite to the direction in which the coating agent enters.
  • the base material 100 to which the coating agent P3 is applied may be subjected to a drying process in a drying furnace, and when the base material 100 is dried, the bubbles G remain as bubble marks. There is.
  • an object of the present invention is to provide a coating apparatus and a coating method capable of preventing the generation of bubble marks.
  • the coating apparatus according to the first invention of the present application is more effective than the coating agent in the region of the substrate where the coating agent is applied before applying the liquid coating agent to the substrate having an uneven outer surface.
  • a low-viscosity liquid having a low viscosity is applied.
  • the coating agent is applied to the substrate before the first step and the first step of applying the coating agent to the substrate having an uneven outer surface at least. And a second step of applying a low-viscosity liquid having a viscosity lower than that of the coating agent.
  • a storage member that stores the low-viscosity liquid, and a roll member that applies the low-viscosity liquid in the storage member to the base material by a rotating operation Can be used as a configuration for applying the low-viscosity liquid to the base material.
  • a spray unit that ejects a low-viscosity liquid onto the substrate can also be used.
  • a housing member that stores the coating agent and a roll member that applies the coating agent in the housing member to the substrate by a rotating operation can be used. .
  • the low viscosity liquid is preferably a liquid having compatibility with the coating agent. Thereby, even if a coating agent is apply
  • a porous body As the substrate, a porous body can be used.
  • the present invention can be preferably used because bubble marks are likely to be generated.
  • the above-described coating apparatus and coating method of the present invention are used, for example, for manufacturing an electrode of a secondary battery (such as a lithium ion battery). More specifically, the present invention can be applied when a material (an active material or the like) for forming an electrode layer is applied as a coating agent to a current collector as a base material.
  • a low-viscosity liquid having a viscosity lower than that of the coating agent is applied to the substrate to remove bubbles generated from the substrate.
  • the coating agent can be applied, and the generation of bubble marks can be prevented. That is, by applying a low-viscosity liquid having a viscosity lower than that of the coating agent to the base material, air bubbles can easily escape from the low-viscosity liquid layer or the base material. And if a coating agent is apply
  • Example 1 It is the schematic which shows the structure of the coating device which is Example 1 of this invention. It is a side view of a gravure roll. It is sectional drawing of a gravure roll. It is an external appearance perspective view of the cover member used for a gravure coating device. It is the schematic which shows the internal structure of a gravure coating apparatus. In Example 1, it is a figure which shows the application
  • FIG. 6 is a diagram (A to C) for explaining a phenomenon in which bubble marks are generated.
  • FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of the coating apparatus.
  • the base material 2 is fed out from a raw fabric roll (not shown) and is given tension by the spreading rolls 20, 11, and 12.
  • the stretch rolls 20, 11, and 12 convey the base material 2 in the direction indicated by the arrow A by rotating in the direction indicated by the arrow B1 in FIG.
  • the base material 2 sent out from the stretching roll 12 is wound up by a winding roll (not shown) after being subjected to a drying process in a drying furnace.
  • the gravure coating device 10 is arranged on the opposite side of the base material 2 from the spreading rolls 11 and 12 side. First, the configuration of the gravure coating apparatus 10 will be described.
  • the gravure roll (roll member) 13 is contacting the area
  • the gravure roll 13 is rotatably supported by a support mechanism 14.
  • the stretching rolls 11 and 12 can move in the vertical direction in FIG. 1, and the contact pressure of the gravure roll 13 with respect to the substrate 2 can be adjusted by adjusting the amount of movement.
  • the gravure roll 13 is connected to an actuator via a power transmission mechanism (not shown), and rotates by receiving a driving force from the actuator.
  • the gravure roll 13 rotates in the direction opposite to the conveyance direction of the substrate 2 (in other words, the counterclockwise direction in FIG. 1) as indicated by an arrow B2 in FIG.
  • the coating agent P ⁇ b> 2 is supplied to the gravure roll 13 from the coating agent supplier 15.
  • the coating agent P2 is a solution containing a solute and a solvent.
  • the coating agent supply machine 15 has a concave accommodating portion 15a for accommodating the coating agent P2.
  • the accommodating part 15a is formed in the shape (shape with curvature) along the outer periphery of the gravure roll 13, and a part of the gravure roll 13 is located inside the accommodating part 15a. Specifically, approximately half of the gravure roll 13 is positioned inside the accommodating portion 15a.
  • the container 15a is connected to a supply source (not shown) of the coating agent P2 via a supply path 15b provided in the coating agent supply machine 15. Thereby, the coating agent P2 supplied from the supply source is guided to the accommodating portion 15a through the supply path 15b.
  • the coating agent P2 is always supplied from the supply source, and the coating agent P2 supplied to the storage unit 15a leaks from the storage unit 15a as indicated by the dotted line in FIG. It is discharged to the outside of the coating agent supply machine 15.
  • the coating agent P2 overflowing from the container 15a is recovered by a recovery container (not shown) disposed below the coating agent supply machine 15, and returned to the supply source. In this way, the coating agent P2 is circulated through the supply source and the coating agent supplier 15.
  • the gravure roll 13 As a structure which supplies the coating agent P2 to the gravure roll 13, it is not restricted to the structure of the coating agent supply machine 15 demonstrated in the present Example. That is, any configuration may be used as long as a storage member that stores the coating agent P2 is provided and the gravure roll 13 is brought into contact with the coating agent P2 in the storage member.
  • the doctor blade 16 is in contact with the outer surface of the gravure roll 13. This doctor blade 16 wipes off the excess coating agent P2 adhering to the outer surface of the gravure roll 13, and substantially uniformly applies the coating agent P2 to the gravure pattern (engraving portion) formed on the outer surface of the gravure roll 13. Has the function of filling.
  • the doctor blade 16 is made of a resin such as plastic or rubber and is held by a holder 17.
  • FIG. 2A is a side view when the gravure roll 13 is viewed from a direction orthogonal to the rotation axis
  • FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 2A.
  • the gravure roll 13 has an application region 13a in which a gravure pattern (groove) is engraved in the circumferential direction and a non-application region 13b in which the gravure pattern is not engraved in the circumferential direction.
  • the gravure pattern formed in the coating region 13a holds the coating agent P2. That is, when the gravure roll 13 rotates, the coating agent P2 adheres to the gravure pattern in the coating region 13a located in the accommodating portion 15a.
  • the gravure roll 13 When the gravure roll 13 further rotates with the coating agent P2 attached to the coating region 13a, the coating region 13a holding the coating agent P2 comes into contact with the base material 2, and the coating agent P2 on the coating region 13a is the base material 2 Is transcribed. Thereby, application
  • region 13a has a substantially uniform diameter in the whole area
  • non-application area 13b also has a substantially uniform diameter in the entire area in the rotation axis direction.
  • the gravure roll 13 includes a roll core 13c formed of a metal such as iron having rigidity and toughness, and a ceramic having a predetermined thickness formed on the outer surface of the roll core 13c. And a layer 13d.
  • the ceramic layer 13d is formed by plasma spraying ceramic powder (such as chromium oxide) on the outer surface of the roll core 13c.
  • a gravure pattern is formed in the area
  • the thickness of the ceramic layer 13d can be appropriately set in consideration of wear resistance and the like.
  • the thickness of the ceramic layer 13d is larger than the groove depth of the gravure pattern formed in the application region 13a.
  • wear of the gravure roll 13 can be suppressed by forming the outer surface of the gravure roll 13 with the ceramic layer 13d and forming the doctor blade 16 with a resin material.
  • the outer diameter R1 of the application region 13a and the outer diameter R2 of the non-application region 13b can be set as appropriate. However, if the outer diameter R2 is too small, the strength of the gravure roll 13 is lowered. Therefore, the outer diameter R2 may be set within a range in which the strength can be secured. And outer diameter R1 should just be larger than outer diameter R2.
  • a cover member 18 shown in FIG. 3 is disposed in a portion corresponding to the non-application region 13b in the gravure roll 13.
  • the cover member 18 has a shape with a curvature, and can be formed of Teflon (registered trademark) or the like.
  • the inner peripheral surface 18a of the cover member 18 is formed in a shape along the non-application area 13b of the gravure roll 13, and faces the non-application area 13b.
  • a gap for ensuring the rotation of the gravure roll 13 is formed between the inner peripheral surface 18a of the cover member 18 and the non-application area 13b.
  • the outer peripheral surface 18b of the cover member 18 is formed in a shape along the accommodating portion 15a of the coating agent supplier 15, and is fixed to the accommodating portion 15a.
  • the width of the cover member 18 is substantially equal to the width of the non-application area 13b (length in the rotation axis direction).
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the gravure roll 13, the cover member 18, and the coating agent P ⁇ b> 2 located inside the housing portion 15 a.
  • the gravure roll 13 can be disposed so that the non-application region 13b is located away from the interface of the coating agent P2.
  • a part of the region is in contact with the coating agent P2.
  • the solvent P ⁇ b> 1 is applied to the substrate 2 using the spray coating device 30 ( Spraying).
  • the base material 2 fed out from the original fabric roll moves along the stretching roll 20 and the stretching roll 11.
  • the stretch roll 20 can be moved in the vertical direction in FIG. 1 and the amount of movement can be adjusted.
  • the spray coating device 30 injects the solvent P1 onto the base material 2 located between the spreading rolls 20 and 11.
  • the spray application device 30 includes a plurality of spray nozzles 31 and a supply pipe 32 for supplying the solvent P ⁇ b> 1 to each spray nozzle 31.
  • the supply pipe 32 is connected to a tank (not shown) that contains the solvent P 1, and supplies the solvent P 1 in the tank to the spray nozzle 31.
  • the same number of spray nozzles 31 as the number of application regions 13 a in the gravure roll 13 are provided.
  • Each spray nozzle 31 sprays a solvent P1 having a predetermined width (spread) onto the base material 2.
  • the width of the application region of the solvent P1 (the length in the left-right direction in FIG. 5) is narrower than the width of the application region of the coating agent P2.
  • the width of the application region of the solvent P1 may be substantially equal to the width of the application region of the coating agent P2.
  • Solvent P1 is a liquid having a lower viscosity than the coating agent P2 (low viscosity liquid). Moreover, since the coating agent P2 is applied after the coating step of the solvent P1, the solvent P1 preferably has compatibility with the coating agent P2. Thereby, the affinity of the coating agent P2 with respect to the solvent P1 can be improved.
  • the solvent P1 for example, when the coating agent P2 contains an organic solvent, it is preferable to use an organic solvent.
  • the organic solvent of the coating agent P2 and the organic solvent of the solvent P1 may be the same compound or different compounds.
  • the coating agent P2 contains water, it is preferable to use water as the solvent P1.
  • the inside or outside of the layer of the coating agent P2 applied to the base material 2 is applied. It is possible to prevent bubble marks from remaining on the surface.
  • this content is demonstrated concretely.
  • the solvent P1 When the solvent P1 is applied to the porous substrate 2, the solvent P1 enters the inside of the substrate 2 as in the case described with reference to FIG. At this time, the air existing inside the base material 2 advances in the direction opposite to the direction of gravity due to the penetration of the solvent P1, and tries to escape to the outside.
  • the solvent P1 having a viscosity lower than that of the coating agent P2 is applied to the base material 2, the air existing inside the base material 2 can easily escape to the outside. Yes. Thereby, it is made to suppress that a bubble remains in the inside of the base material 2 or the layer of the solvent P1.
  • the coating amount of the solvent P1 can be set in consideration of the porosity in the porous substrate 2. That is, if the space existing inside the base material 2 is filled with the solvent P1, the air existing inside the base material 2 can be completely let out. Therefore, it is preferable that the coating amount of the solvent P1 be equal to or more than the amount corresponding to the porosity in the substrate 2.
  • the base material 2 coated with the solvent P1 and the coating agent P2 is conveyed to a drying furnace and subjected to a drying process. At this time, the solvent P1 and the solvent (solvent) contained in the coating agent P2 are vaporized by the drying process.
  • the base material 2 that has passed through the drying furnace is wound as a product after being cut for each region where the coating agent P2 is applied.
  • region in the base material 2 it can also wind up as a product in the state which passed the drying furnace, without cut
  • the coating apparatus of the present embodiment can be used for manufacturing an electrode of a secondary battery such as a lithium ion battery. Specifically, it is used when a material for forming an electrode layer (corresponding to the coating agent P2) is applied to the current collector as the substrate 2.
  • the current collector for example, copper or aluminum can be used.
  • the material for forming the electrode layer include an active material corresponding to the positive electrode layer and the negative electrode layer, a binder for binding the active material, and a solvent for dissolving the active material and the binder. included.
  • the solvent include organic solvents such as N-methylpyrrolidone (NMP), methyl ethyl ketone (MEK), and cyclohexanone, and water.
  • NMP N-methylpyrrolidone
  • MEK methyl ethyl ketone
  • cyclohexanone cyclohexanone
  • the coating apparatus of the present invention can be used.
  • the inorganic oxide include Al 2 O 3 , MgO, and SiO 2 .
  • the electrode layer to which the inorganic oxide is applied include a layer (negative electrode layer) formed of carbon or the like.
  • the width of the solvent P1 is defined as the width of the electrode layer. Must be approximately equal. This is because when the width of the solvent P1 applied is wider than the width of the electrode layer, the solvent P1 protruding from the electrode layer spreads on the current collector.
  • the coating apparatus of a present Example is not used only when manufacturing the electrode of a secondary battery, but if what apply
  • the present invention is not limited to this. That is, even if it is not porous, the present invention can be applied as long as the outer surface to which the coating agent P2 is applied has an uneven shape. Even in the case where the coating agent P2 is applied to a substrate having an uneven outer surface, a phenomenon in which air bubbles escape due to the principle described with reference to FIG. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of bubble marks by applying the solvent P1 in advance to the substrate having an uneven outer surface to remove the bubbles and then applying the coating agent P2. it can.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of the coating apparatus of the present embodiment
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing the coating process. 6 and 7, the same members as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Hereinafter, differences from the first embodiment will be mainly described.
  • the spray coating device 30 is used to apply the solvent P1 to the substrate 2, but in this embodiment, a gravure coating device 40 is used instead of the spray coating device 30. That is, the solvent P1 and the coating agent P2 are applied to the substrate 2 using the two gravure coating apparatuses 10 and 40.
  • the gravure coating apparatus 40 is for wiping off the storage member 41 that contains the solvent P1, the gravure roll (roll member) 42 for transferring the solvent P1 to the substrate 2, and the excess solvent P1 that has adhered to the gravure roll 42. And a doctor blade 43.
  • the doctor blade 43 is held by a holder 44.
  • the gravure roll 42 and the doctor blade 43 have the same configuration as the gravure roll 13 and the doctor blade 16 described in the first embodiment.
  • the gravure roll 42 has a coating region 42 a engraved with a gravure pattern in the circumferential direction and a non-coating region 42 b where the gravure pattern is not engraved in the circumferential direction. .
  • the solvent P1 is applied to the base material 2 before the coating agent P2 is applied to the base material 2, the same effects as in the first embodiment can be obtained.
  • the solvent P1 is applied using the gravure roll 42, the solvent P1 can be accurately applied to a specific region of the substrate 2.
  • the spray coating device 30 and the gravure coating device 40 are used to apply the solvent P1 to the substrate 2
  • the gravure coating device 10 is used to apply the coating agent P2 to the substrate 2.
  • any configuration may be used as long as the apparatus can apply the solvent P1 and the coating agent P2 to the base material 2.
  • a spray coating apparatus can be used.
  • coating apparatuses using other methods can be used.
  • examples of other systems include a bar coater, a curtain coater, a knife coater, and a dip coater.
  • gravure coating device 13 gravure roll 13a: coating region 13b: non-coating region 2: substrate 30: spray coating device 31: spray nozzle 32: supply pipe 41: gravure coating device P1: solvent P2: coating agent

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Abstract

【課題】　基材に塗布剤を塗布した際に、気泡痕が発生するのを防止することができる塗布装置を提供する。 【解決手段】　少なくとも外表面が凹凸形状の基材（２）に対して液状の塗布剤（Ｐ２）を塗布する前に、基材のうち塗布剤が塗布される領域内に塗布剤よりも粘度の低い低粘度液体（溶剤、Ｐ１）を塗布する。ここで、低粘度液体（Ｐ１）は、塗布剤（Ｐ２）に対して相溶性を有する液体であることが好ましい。

Description

塗布装置及び塗布方法
　本発明は、少なくとも外表面が凹凸形状の基材に対して塗布剤を塗布する際に用いられる塗布装置及び塗布方法に関するものである。
　従来、グラビアロールやスプレー塗布装置等を用いて、基材に液状の塗布剤を塗布するものがある（例えば、特許文献１，２参照）。この塗布処理は、例えば、二次電池の電極を製造する際に用いられている。すなわち、基材としての集電体に対して、電極層を形成する材料（活物質等）を塗布剤として塗布するようにしている。
特開２００７－２７３１２６号公報 特開２００７－１１２１４０号公報
　しかしながら、基材が多孔質体で構成されている場合において、基材に対して塗布剤を塗布すると、塗布剤の層の内部又は外表面に気泡痕が残ってしまうおそれがある。そして、気泡痕が発生した場合には、塗布剤が塗布された基材を製品として使用できないことがある。特に、塗布剤が塗布された基材を、二次電池の電極として用いる場合には、二次電池の特性に悪影響を与えてしまうことがある。
　以下、気泡痕が発生する原理について、図８を用いて説明する。ここで、図８（Ａ）～（Ｃ）は、ロール２００を用いて、多孔質の基材１００に液状の塗布剤Ｐ３を塗布する工程を示している。
　図８（Ａ）は、塗布剤Ｐ３が塗布される前の状態において、多孔質の基材１００の内部構造を示す概略図である。図８（Ａ）に示すように、基材１００は、複数の粒子１００ａで構成されており、粒子１００ａの間に空間が形成されている。この空間には、空気が存在している。基材１００に対して、図８（Ｂ）に示すように、ロール２００を用いて塗布剤Ｐ３を塗布すると、塗布剤Ｐ３が基材１００の外表面から内部に向かって浸入していく。
　ここで、塗布剤Ｐ３が基材１００の外表面から内部に浸入していくと、基材１００の内部に存在している空気が、図８（Ｃ）の矢印で示すように、基材１００における粒子１００ａの間を通過して、塗布剤Ｐ３の外に抜け出ようとする。すなわち、基材１００の内部に存在する空気は、塗布剤の進入する方向とは逆の方向に移動する。
　このとき、基材１００の内部に存在している空気のすべてが外部に抜け出るとは限らない。すなわち、塗布剤Ｐ３の層の内部や外表面に、気泡Ｇが残ったままとなってしまうことがある。これにより、気泡痕が発生してしまう。ここで、塗布剤Ｐ３が塗布された基材１００に対しては、乾燥炉による乾燥処理が行われることがあり、基材１００を乾燥させた際に、気泡Ｇが気泡痕として残ってしまうことがある。
　そこで、本発明の目的は、気泡痕の発生を防止することができる塗布装置及び塗布方法を提供することにある。
　本願第１の発明である塗布装置は、少なくとも外表面が凹凸形状の基材に対して液状の塗布剤を塗布する前に、基材のうち塗布剤が塗布される領域内に塗布剤よりも粘度の低い低粘度液体を塗布することを特徴とする。
　本願第２の発明である塗布方法は、少なくとも外表面が凹凸形状の基材に対して塗布剤を塗布する第１工程と、第１工程よりも前に、基材のうち塗布剤が塗布される領域内に塗布剤よりも粘度の低い低粘度液体を塗布する第２工程と、を有することを特徴とする。
　ここで、基材に低粘度液体を塗布するための構成としては、低粘度液体を収容する収容部材と、回転動作により、収容部材内の低粘度液体を基材に塗布するロール部材と、を用いることができる。また、基材に対して低粘度液体を噴射するスプレーユニットを用いることもできる。さらに、基材に塗布剤を塗布するための構成としては、塗布剤を収容する収容部材と、回転動作により、収容部材内の塗布剤を基材に塗布するロール部材と、を用いることができる。
　低粘度液体は、塗布剤に対して相溶性を有する液体であることが好ましい。これにより、低粘度液体が塗布された領域に塗布剤を塗布しても、低粘度液体及び塗布剤が互いに分離してしまうのを防止することができる。また、基材に塗布される低粘度液体の量は、基材に含まれる空間部を満たす量以上であることが好ましい。これにより、基材の内部に空気等が残ってしまうのを防止することができ、塗布剤を塗布しても気泡痕が発生するのを防止することができる。
　基材としては、多孔質体を用いることができる。多孔質体の基材を用いた場合には、気泡痕が発生しやすいため、本発明を好適に用いることができる。
　上述した本発明の塗布装置及び塗布方法は、例えば、二次電池（リチウムイオン電池等）の電極を製造するために用いられる。より具体的には、基材としての集電体に対して、電極層を形成する材料（活物質等）を塗布剤として塗布する際に、本発明を適用することができる。
　本発明によれば、基材に塗布剤を塗布する前に、塗布剤よりも粘度の低い低粘度液体を基材に塗布しておくことにより、基材から発生する気泡を除去させた上で、塗布剤を塗布することができ、気泡痕の発生を防止することができる。すなわち、塗布剤よりも粘度の低い低粘度液体を基材に塗布することにより、低粘度液体の層や基材から気泡を抜け出やすくしている。そして、気泡が抜け出た状態で、塗布剤を塗布すれば、基材から新たに気泡が発生することはなく、気泡痕が発生するのを防止することができる。
本発明の実施例１である塗布装置の構成を示す概略図である。 グラビアロールの側面図である。 グラビアロールの断面図である。 グラビア塗布装置に用いられるカバー部材の外観斜視図である。 グラビア塗布装置の内部構成を示す概略図である。 実施例１において、溶剤及び塗布剤の塗布工程を示す図である。 本発明の実施例２である塗布装置の構成を示す概略図である。 実施例２において、溶剤及び塗布剤の塗布工程を示す図である。 気泡痕が発生する現象を説明する図（Ａ～Ｃ）である。
発明を実施するための形態
　以下、本発明の実施例について説明する。
　本発明の実施例１である塗布装置について、図１を用いて説明する。ここで、図１は、塗布装置の構成を示す概略図である。
　基材２は、原反ロール（不図示）から繰り出され、展張ロール２０，１１，１２によって張力が与えられている。展張ロール２０，１１，１２は、図１の矢印Ｂ１で示す方向（半時計方向）に回転することにより、基材２を矢印Ａで示す方向に搬送する。展張ロール１２から送り出された基材２は、乾燥炉での乾燥処理が施された後に、巻取りロール（不図示）によって巻き取られる。
　基材２に対して展張ロール１１，１２の側とは反対側には、グラビア塗布装置１０が配置されている。まず、グラビア塗布装置１０の構成について、説明する。
　基材２のうち、展張ロール１１，１２の間に位置する領域に対しては、グラビアロール（ロール部材）１３が接触している。グラビアロール１３は、支持機構１４によって回転可能に支持されている。展張ロール１１，１２は、図１の上下方向に移動することができ、この移動量を調節することにより、基材２に対するグラビアロール１３の接触圧を調節することができる。
　また、グラビアロール１３は、動力伝達機構（不図示）を介してアクチュエータに接続されており、アクチュエータからの駆動力を受けて回転する。グラビアロール１３は、図１の矢印Ｂ２で示すように、基材２の搬送方向とは逆方向（言い換えれば、図１の半時計方向）に回転する。なお、グラビアロール１３を、基材２の搬送方向と同一方向に回転させてもよい。
　グラビアロール１３には、塗布剤供給機１５から塗布剤Ｐ２が供給される。塗布剤Ｐ２は、溶質及び溶媒を含む溶液である。
　塗布剤供給機１５は、塗布剤Ｐ２を収容するための凹状の収容部１５ａを有している。収容部１５ａは、グラビアロール１３の外周に沿った形状（曲率を持った形状）に形成されており、収容部１５ａの内部には、グラビアロール１３の一部が位置している。具体的には、グラビアロール１３の略半分が収容部１５ａの内側に位置するようになっている。
　収容部１５ａは、塗布剤供給機１５に設けられた供給路１５ｂを介して塗布剤Ｐ２の供給源（不図示）と接続されている。これにより、供給源から供給された塗布剤Ｐ２は、供給路１５ｂを介して収容部１５ａに導かれる。ここで、供給源からは塗布剤Ｐ２が常に供給されるようになっており、収容部１５ａに供給された塗布剤Ｐ２は、図１の点線で示す矢印のように、収容部１５ａから漏れて塗布剤供給機１５の外部に排出される。
　収容部１５ａから溢れた塗布剤Ｐ２は、塗布剤供給機１５の下方に配置された回収容器（不図示）によって回収され、上記供給源に戻される。このように、塗布剤Ｐ２は、供給源や塗布剤供給機１５を介して循環するようになっている。
　なお、グラビアロール１３に塗布剤Ｐ２を供給する構成としては、本実施例で説明した塗布剤供給機１５の構成に限るものではない。すなわち、塗布剤Ｐ２を収容する収容部材を設け、この収容部材内の塗布剤Ｐ２に対してグラビアロール１３を接触させるものであれば、いかなる構成であってもよい。
　グラビアロール１３の外表面には、ドクターブレード１６が接触している。このドクターブレード１６は、グラビアロール１３の外表面に付着した余剰の塗布剤Ｐ２を拭き取るとともに、グラビアロール１３の外表面に形成されたグラビアパターン（彫刻部分）に対して塗布剤Ｐ２を略均等に充填させる機能を有している。
　ドクターブレード１６は、プラスチックやゴムといった樹脂で形成されており、ホルダ１７に保持されている。
　次に、グラビアロール１３の具体的な構成について、図２Ａおよび図２Ｂを用いて説明する。ここで、図２Ａは、グラビアロール１３を、回転軸と直交する方向から見たときの側面図であり、図２Ｂは、図２ＡにおけるＸ－Ｘ断面図である。
　グラビアロール１３は、周方向においてグラビアパターン（溝部）が彫刻された塗布領域１３ａと、周方向においてグラビアパターンが彫刻されていない非塗布領域１３ｂとを有している。塗布領域１３ａに形成されたグラビアパターンには、塗布剤Ｐ２が保持される。すなわち、グラビアロール１３が回転すると、収容部１５ａ内に位置する塗布領域１３ａのグラビアパターンに塗布剤Ｐ２が付着する。
　塗布領域１３ａに塗布剤Ｐ２が付着した状態で、グラビアロール１３が更に回転すると、塗布剤Ｐ２を保持した塗布領域１３ａが基材２と接触し、塗布領域１３ａ上の塗布剤Ｐ２が基材２に転写される。これにより、基材２に対する塗布剤Ｐ２の塗布が行われる。
　ここで、塗布領域１３ａの外径Ｒ１は、非塗布領域１３ｂの外径Ｒ２よりも大きくなっている。なお、各塗布領域１３ａは、回転軸方向における全体の領域において、略均一な径を有している。また、各非塗布領域１３ｂも、回転軸方向における全体の領域において、略均一な径を有している。
　また、グラビアロール１３は、図２Ｂに示すように、剛性及び靱性を有する鉄等の金属で形成されたロール芯１３ｃと、このロール芯１３ｃの外表面に形成された所定の厚さを有するセラミック層１３ｄと、で構成されている。セラミック層１３ｄは、ロール芯１３ｃの外表面に対して、セラミック粉末（酸化クロム等）をプラズマ溶射することによって形成されている。
　そして、セラミック層１３ｄの外表面のうち、塗布領域１３ａに対応した領域にはグラビアパターンが形成されている。具体的には、ロール芯１３ｃの外表面にセラミック層１３ｄを形成してから、セラミック層１３ｄの外表面を研磨し、レーザ照射によってグラビアパターンを形成する。
　セラミック層１３ｄの厚さは、耐摩耗性等を考慮して適宜設定することができる。なお、セラミック層１３ｄの厚さは、塗布領域１３ａに形成されたグラビアパターンの溝深さよりも大きくなっている。
　ここで、グラビアロール１３の外表面をセラミック層１３ｄで構成し、ドクターブレード１６を樹脂材料で形成することにより、グラビアロール１３の磨耗を抑制することができる。しかも、グラビアロール１３の磨耗を抑制することで、磨耗粉が基材２上に形成された塗布剤Ｐ２の層（膜）に混入するのを防止することができる。
　グラビアロール１３のうち、塗布領域１３ａの外径Ｒ１及び非塗布領域１３ｂの外径Ｒ２は、適宜設定することができる。但し、外径Ｒ２が小さすぎると、グラビアロール１３の強度が低下してしまうため、強度を確保できる範囲内において外径Ｒ２を設定すればよい。そして、外径Ｒ１は、外径Ｒ２よりも大きくすればよい。
　なお、本実施例では、グラビアロール１３に３つの塗布領域１３ａを形成した場合について説明するが、これに限るものではない。すなわち、１つの塗布領域１３ａだけを形成してもよいし、複数（２つ、又は４つ以上）の塗布領域１３ａを形成してもよい。
　一方、グラビアロール１３における非塗布領域１３ｂに対応した部分には、図３に示すカバー部材１８が配置されている。カバー部材１８は、曲率を持った形状を有しており、テフロン（登録商標）等によって形成することができる。カバー部材１８の内周面１８ａは、グラビアロール１３の非塗布領域１３ｂに沿った形状に形成されており、非塗布領域１３ｂと向かい合うようになっている。ここで、カバー部材１８の内周面１８ａと非塗布領域１３ｂとの間には、グラビアロール１３の回転を確保するための隙間が形成されている。
　また、カバー部材１８の外周面１８ｂは、塗布剤供給機１５の収容部１５ａに沿った形状に形成されており、収容部１５ａに固定される。ここで、カバー部材１８の幅は、非塗布領域１３ｂの幅（回転軸方向における長さ）と略等しくなっている。
　カバー部材１８が収容部１５ａに固定された状態において、カバー部材１８の周方向における両端部１８ｃ，１８ｄは、図４に示すように収容部１５ａに収容された塗布剤Ｐ２の界面（言い換えれば、液面）Ｐ２ａよりも上方に位置している。これにより、カバー部材１８は、グラビアロール１３の非塗布領域１３ｂに塗布剤Ｐ２が付着するのを阻止している。なお、図４は、収容部１５ａの内側に位置するグラビアロール１３、カバー部材１８及び塗布剤Ｐ２の構成を示す概略図である。
　なお、グラビアロール１３における塗布領域１３ａを、収容部１５ａに収容された塗布剤Ｐ２に接触させるとともに、非塗布領域１３ｂを塗布剤Ｐ２に接触させないようにすることもできる。すなわち、非塗布領域１３ｂが塗布剤Ｐ２の界面から離れた位置となるように、グラビアロール１３を配置することができる。ここで、塗布領域１３ａ及び非塗布領域１３ｂの境界に位置する側壁面１３ｅでは、一部の領域が塗布剤Ｐ２に接触している。
　一方、本実施例では、図１に示すように、グラビアロール１３を用いて基材２に塗布剤Ｐ２を塗布する前に、スプレー塗布装置３０を用いて、基材２に溶剤Ｐ１を塗布（噴射）している。ここで、原反ロール（不図示）から繰り出された基材２は、展張ロール２０及び展張ロール１１に沿って移動する。展張ロール２０は、図１の上下方向に移動することができ、この移動量を調節することができるようになっている。
　スプレー塗布装置３０は、展張ロール２０，１１の間に位置する基材２に対して、溶剤Ｐ１を噴射する。スプレー塗布装置３０は、図５に示すように、複数のスプレーノズル３１と、各スプレーノズル３１に対して溶剤Ｐ１を供給するための供給管３２と、を有している。ここで、供給管３２は、溶剤Ｐ１を収容したタンク（不図示）に接続されており、タンク内の溶剤Ｐ１をスプレーノズル３１に供給するようになっている。ここで、スプレーノズル３１は、グラビアロール１３における塗布領域１３ａの数と同じ数だけ設けられている。
　各スプレーノズル３１は、基材２に対して、所定の幅（広がり）を持った溶剤Ｐ１を噴射する。ここで、図５に示すように、溶剤Ｐ１の塗布領域の幅（図５の左右方向における長さ）は、塗布剤Ｐ２の塗布領域の幅よりも狭くなっている。なお、溶剤Ｐ１の塗布領域の幅を、塗布剤Ｐ２の塗布領域の幅と略等しくしてもよい。
　溶剤Ｐ１は、塗布剤Ｐ２よりも粘度の低い液体（低粘度液体）である。また、溶剤Ｐ１の塗布工程の後には、塗布剤Ｐ２が塗布されるため、溶剤Ｐ１は、塗布剤Ｐ２に対して相溶性を有していることが好ましい。これにより、溶剤Ｐ１に対する塗布剤Ｐ２の親和性を向上させることができる。
　溶剤Ｐ１としては、例えば、塗布剤Ｐ２に有機溶媒が含まれている場合には、有機溶媒を用いることが好ましい。ここで、塗布剤Ｐ２の有機溶媒と、溶剤Ｐ１の有機溶媒とは、同一の化合物であってもよいし、互いに異なる化合物であってもよい。また、塗布剤Ｐ２に水が含まれている場合には、溶剤Ｐ１として、水を用いることが好ましい。
　本実施例によれば、基材２に塗布剤Ｐ２を塗布する前に、基材２に溶剤Ｐ１を塗布しておくことにより、基材２に塗布された塗布剤Ｐ２の層の内部や外表面に気泡痕が残ってしまうのを防止することができる。以下、この内容について具体的に説明する。
　多孔質の基材２に対して溶剤Ｐ１を塗布すると、図８で説明した場合と同様に、基材２の内部に対して、溶剤Ｐ１が浸入していくことになる。このとき、溶剤Ｐ１の浸入によって、基材２の内部に存在する空気は、重力方向とは逆方向に進んで、外部に抜け出ようとする。ここで、本実施例では、基材２に対して、塗布剤Ｐ２よりも粘度の低い溶剤Ｐ１を塗布するようにしているため、基材２の内部に存在する空気を外部に抜け出やすくしている。これにより、基材２の内部や、溶剤Ｐ１の層に、気泡が残ってしまうのを抑制するようにしている。
　そして、溶剤Ｐ１が塗布された基材２に対して、塗布剤Ｐ２を塗布するようにすると、基材２の内部に存在する空気は、溶剤Ｐ１によって既に基材２から抜け出ているため、塗布剤Ｐ２を塗布しても、気泡が発生することはない。これにより、塗布剤Ｐ２が塗布された基材２において、気泡痕の発生を抑制することができる。
　本実施例において、溶剤Ｐ１の塗布量は、多孔質の基材２における空隙率を考慮して設定することができる。すなわち、基材２の内部に存在する空間を、溶剤Ｐ１で満たすようにすれば、基材２の内部に存在する空気を完全に外部に抜け出させることができる。したがって、溶剤Ｐ１の塗布量は、基材２における空隙率に相当する量以上とすることが好ましい。
　溶剤Ｐ１及び塗布剤Ｐ２が塗布された基材２は、乾燥炉に搬送されて乾燥処理が行われる。このとき、溶剤Ｐ１及び、塗布剤Ｐ２に含まれる溶剤（溶媒）は、乾燥処理によって気化することになる。乾燥炉を通過した基材２は、塗布剤Ｐ２が塗布された領域毎に切断された後に、製品として巻き取られる。なお、基材２における１つの領域に対して、塗布剤Ｐ２を塗布する場合には、基材２を切断せずに、乾燥炉を通過した状態のままで、製品として巻き取ることもできる。
　本実施例の塗布装置は、例えば、リチウムイオン電池といった二次電池の電極を製造するために用いることができる。具体的には、基材２としての集電体に、電極層を形成する材料（塗布剤Ｐ２に相当する）を塗布する際に用いられる。
　ここで、集電体としては、例えば、銅やアルミニウムを用いることができる。また、電極層を形成する材料としては、例えば、正極層及び負極層に応じた活物質、活物質を結着させるための結着剤、活物質及び結着剤を溶解させるための溶媒とが含まれる。この溶媒としては、Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、シクロヘキサノンといった有機溶媒や、水などが挙げられる。この場合において、溶剤Ｐ１としては、上述したように、有機溶媒又は水に対して相溶性を有する液体を用いることができる。
　また、電極層が形成された集電体を基材２として用い、電池の内部短絡を防止するために、電極層上に無機酸化物（塗布剤Ｐ２に相当する）を塗布する場合にも、本発明の塗布装置を用いることができる。この無機酸化物としては、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＳｉＯ２等が挙げられる。また、無機酸化物が塗布される電極層としては、カーボン等によって形成された層（負極層）が挙げられる。
　ここで、電極層が形成された集電体に対して、無機酸化物を含む塗布剤Ｐ２を塗布する前に、溶剤Ｐ１を塗布するときには、溶剤Ｐ１を塗布する幅を、電極層の幅と略等しくする必要がある。溶剤Ｐ１を塗布する幅が、電極層の幅よりも広い場合には、電極層からはみ出た溶剤Ｐ１が集電体上で広がってしまうからである。
　なお、本実施例の塗布装置は、二次電池の電極を製造する場合にのみ用いられるものではなく、多孔質の基材２に対して液状の塗布剤Ｐ２を塗布するものであれば、いかなるものにも適用することができる。
　また、本実施例では、多孔質の基材２を用いた場合について説明したが、これに限るものではない。すなわち、多孔質ではなくても、塗布剤Ｐ２が塗布される外表面が凹凸形状を有している基材であれば、本発明を適用することができる。外表面が凹凸形状の基材に対して塗布剤Ｐ２を塗布する場合にも、図８で説明した原理によって、気泡が抜け出る現象が発生する。したがって、外表面が凹凸形状の基材に対して、予め溶剤Ｐ１を塗布しておき、気泡を除去させてから、塗布剤Ｐ２を塗布することにより、気泡痕が発生するのを抑制することができる。
　次に、本発明の実施例２である塗布装置について、図６及び図７を用いて説明する。ここで、図６は、本実施例の塗布装置の構成を示す概略図であり、図７は、塗布工程を示す概略図である。図６及び図７において、実施例１で説明した部材と同一の部材については、同一符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、実施例１と異なる点について主に説明する。
　実施例１では、溶剤Ｐ１を基材２に塗布するために、スプレー塗布装置３０を用いていたが、本実施例では、スプレー塗布装置３０の代わりに、グラビア塗布装置４０を用いている。すなわち、２つのグラビア塗布装置１０，４０を用いて、基材２に溶剤Ｐ１及び塗布剤Ｐ２を塗布するようにしている。
　グラビア塗布装置４０は、溶剤Ｐ１を収容する収容部材４１と、溶剤Ｐ１を基材２に転写させるためのグラビアロール（ロール部材）４２と、グラビアロール４２に付着した余剰の溶剤Ｐ１を拭き取るためのドクターブレード４３とを有している。ドクターブレード４３は、ホルダ４４によって保持されている。
　グラビアロール４２及びドクターブレード４３は、実施例１で説明したグラビアロール１３及びドクターブレード１６と同様の構成となっている。ここで、グラビアロール４２は、図７に示すように、周方向においてグラビアパターンが彫刻された塗布領域４２ａと、周方向においてグラビアパターンが彫刻されていない非塗布領域４２ｂと、を有している。
　本実施例においても、塗布剤Ｐ２を基材２に塗布する前に、溶剤Ｐ１を基材２に塗布しているため、実施例１と同様の効果を得ることができる。また、本実施例では、グラビアロール４２を用いて溶剤Ｐ１を塗布しているため、基材２における特定の領域に溶剤Ｐ１を正確に塗布することができる。
　なお、実施例１，２では、基材２に溶剤Ｐ１を塗布するために、スプレー塗布装置３０やグラビア塗布装置４０を用い、基材２に塗布剤Ｐ２を塗布するために、グラビア塗布装置１０を用いているが、これに限るものではない。すなわち、基材２に対して、溶剤Ｐ１や塗布剤Ｐ２を塗布することのできる装置であれば、いかなる構成であってもよい。
　例えば、基材２に塗布剤Ｐ２を塗布するために、スプレー塗布装置を用いることができる。また、上述したスプレー塗布装置やグラビア塗布装置だけでなく、他の方式を用いた塗布装置を用いることができる。ここで、他の方式としては、例えば、バーコーター、カーテンコーター、ナイフコーター、ディップコーターといったものが挙げられる。
符号の説明
１０：グラビア塗布装置
１３：グラビアロール
１３ａ：塗布領域
１３ｂ：非塗布領域
２：基材
３０：スプレー塗布装置
３１：スプレーノズル
３２：供給管
４１：グラビア塗布装置
Ｐ１：溶剤
Ｐ２：塗布剤

Claims (13)

  1. 　少なくとも外表面が凹凸形状の基材に対して液状の塗布剤を塗布する前に、前記基材のうち前記塗布剤が塗布される領域内に前記塗布剤よりも粘度の低い低粘度液体を塗布することを特徴とする塗布装置。
  2. 　前記基材に対して前記低粘度液体を噴射するスプレーユニットを有することを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
  3. 　前記低粘度液体を収容する収容部材と、
    　回転動作により、前記収容部材内の前記低粘度液体を前記基材に塗布するロール部材と、を有することを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
  4. 　前記塗布剤を収容する収容部材と、
    　回転動作により、前記収容部材内の前記塗布剤を前記基材に塗布するロール部材と、を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の塗布装置。
  5. 　前記低粘度液体は、前記塗布剤に対して相溶性を有する液体であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の塗布装置。
  6. 　前記基材に塗布される前記低粘度液体の量は、前記基材に含まれる空間部を満たす量以上であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の塗布装置。
  7. 　前記基材が多孔質体であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の塗布装置。
  8. 　前記基材及び前記塗布剤が、二次電池の電極を構成する材料であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の塗布装置。
  9. 　少なくとも外表面が凹凸形状の基材に対して塗布剤を塗布する第１工程と、
    　前記第１工程よりも前に、前記基材のうち前記塗布剤が塗布される領域内に前記塗布剤よりも粘度の低い低粘度液体を塗布する第２工程と、を有することを特徴とする塗布方法。
  10. 　前記低粘度液体は、前記塗布剤に対して相溶性を有する液体であることを特徴とする請求項９に記載の塗布方法。
  11. 　前記基材に塗布される前記低粘度液体の量は、前記基材に含まれる空間部を満たす量以上であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の塗布方法。
  12. 　前記基材が多孔質体であることを特徴とする請求項９から１１のいずれか１つに記載の塗布方法。
  13. 　請求項９から１２のいずれか１つに記載の塗布方法を用いて、二次電池の電極を製造することを特徴とする電極製造方法。
     
     
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