特許 6979632 塗工方法および塗工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6979632

(24)【登録日】2021年11月18日

(45)【発行日】2021年12月15日

(54)【発明の名称】塗工方法および塗工装置

(51)【国際特許分類】

   B05D 1/26 20060101AFI20211202BHJP

   B05C 5/02 20060101ALI20211202BHJP

   B05C 11/10 20060101ALI20211202BHJP

【ＦＩ】

   B05D1/26 Z

   B05C5/02

   B05C11/10

【請求項の数】8

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2018-36070(P2018-36070)

(22)【出願日】2018年3月1日

(65)【公開番号】特開2019-150750(P2019-150750A)

(43)【公開日】2019年9月12日

【審査請求日】2020年10月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001298

【氏名又は名称】特許業務法人森本国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】川田 誠

(72)【発明者】

【氏名】吉野 道朗

(72)【発明者】

【氏名】田辺 浩

【審査官】 磯部 洋一郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０１３８５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０８０６８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１２１０３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０５Ｄ １／２６

Ｂ０５Ｃ ５／０２

Ｂ０５Ｃ １１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基材に間欠的に塗膜を形成する塗工方法であって、
水平に走行している前記基材に対して、前記基材の下面に対向して配置したスリットダイの上流側スリットダイと、前記スリットダイの下流側スリットダイとの間の吐出口より上方に向かって塗工液を吐出することで前記基材の下面に塗膜を形成し、
前記スリットダイの前記上流側スリットダイと前記基材の下面との距離は変更せずに前記下流側スリットダイを下方に移動させ、
その後に前記スリットダイを上方に移動させて前記上流側スリットダイを前記基材の下面に接触させ、
その後に前記スリットダイへの前記塗工液の供給を停止させ、
前記塗膜を乾燥させる、塗工方法。

【請求項2】

基材に間欠的に塗膜を形成する塗工方法であって、
水平に走行している前記基材に対して、前記基材の下面に対向して配置したスリットダイの上流側スリットダイと、前記スリットダイの下流側スリットダイとの間の吐出口より上方に向かって塗工液を吐出することで前記基材の下面に塗膜を形成し、
前記下流側スリットダイが下降を開始し、前記下流側スリットダイが下降を終了する前に前記スリットダイの全体が上昇を開始し、そして前記上流側スリットダイを前記基材の下面に接触させ、
その後に前記スリットダイへの前記塗工液の供給を停止させ、
前記塗膜を乾燥させる、塗工方法。

【請求項3】

基材に間欠的に塗膜を形成する塗工方法であって、
水平に走行している前記基材に対して、前記基材の下面に対向して配置したスリットダイの上流側スリットダイと、前記スリットダイの下流側スリットダイとの間の吐出口より上方に向かって塗工液を吐出することで前記基材の下面に塗膜を形成し、
前記スリットダイを上方に移動させて前記上流側スリットダイを前記基材の下面に接触させ、
その後に前記下流側スリットダイを下方に移動させ、
前記上流側スリットダイを前記基材の下面に接触させた状態で前記スリットダイへの前記塗工液の供給を停止させ、
前記塗膜を乾燥させる、塗工方法。

【請求項4】

基材に間欠的に塗膜を形成する塗工方法であって、
水平に走行している前記基材に対して、前記基材の下面に対向して配置したスリットダイの上流側スリットダイと、前記スリットダイの下流側スリットダイとの間の吐出口より上方に向かって塗工液を吐出することで前記基材の下面に塗膜を形成し、
前記スリットダイの上昇を開始させ、前記上流側スリットダイが前記基材に当接する前に前記下流側スリットダイの下降を開始させ、
前記上流側スリットダイを前記基材の下面に接触させた状態で前記スリットダイへの前記塗工液の供給を停止させ、
前記塗膜を乾燥させる、塗工方法。

【請求項5】

前記上流側スリットダイを前記基材の下面に接触させた状態は、前記基材の幅方向全てで前記上流側スリットダイが接触していることを特徴とする、
請求項１〜４の何れかに記載の塗工方法。

【請求項6】

上手から下手へ向かって走行中の基材に間欠的に塗膜を形成する塗工装置であって、
上流側スリットダイと下流側スリットダイとの間の吐出口から前記基材の下方の面に対して塗工液を供給するスリットダイと、
前記スリットダイへの前記塗工液の供給を停止する前に、前記スリットダイの上流側スリットダイを前記基材の下面に接触させて支持するように前記スリットダイに移動を指示する制御部と
を有し、
前記制御部は、
前記スリットダイを上方に移動させて前記上流側スリットダイを前記基材の下面に接触させ、
その後に前記下流側スリットダイを下方に移動させ、
前記上流側スリットダイを前記基材の下面に接触させた状態で前記スリットダイへの前記塗工液の供給を停止させることを特徴とする、塗工装置。

【請求項7】

上手から下手へ向かって走行中の基材に間欠的に塗膜を形成する塗工装置であって、
上流側スリットダイと下流側スリットダイとの間の吐出口から前記基材の下方の面に対して塗工液を供給するスリットダイと、
前記スリットダイへの前記塗工液の供給を停止する前に、前記スリットダイの上流側スリットダイを前記基材の下面に接触させて支持するように前記スリットダイに移動を指示する制御部と
を有し、
前記制御部は、
前記下流側スリットダイの下降を開始させ、
前記下流側スリットダイが下降を終了する前に前記スリットダイの全体の上昇を開始させ、
そして前記上流側スリットダイを前記基材の下面に接触させ、
その後に前記スリットダイへの前記塗工液の供給を停止させることを特徴とする、塗工装置。

【請求項8】

上手から下手へ向かって走行中の基材に間欠的に塗膜を形成する塗工装置であって、
上流側スリットダイと下流側スリットダイとの間の吐出口から前記基材の下方の面に対して塗工液を供給するスリットダイと、
前記スリットダイへの前記塗工液の供給を停止する前に、前記スリットダイの上流側スリットダイを前記基材の下面に接触させて支持するように前記スリットダイに移動を指示する制御部と
を有し、
前記制御部は、
前記スリットダイの上昇を開始させ、
前記上流側スリットダイが前記基材に当接する前に前記下流側スリットダイの下降を開始させ、
前記上流側スリットダイを前記基材の下面に接触させた状態で前記スリットダイへの前記塗工液の供給を停止させることを特徴とする、塗工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リチウムイオン二次電池などに用いられる電池極板の製造方法および製造装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

電池極板は、供給ロールから巻取りロールまで走行中の帯状の基材に対して、スリットダイ先端から塗工液を吐出することで、均一な厚みの塗膜を形成し、それらを乾燥させることで製造される。塗工液は活物質、バインダー、増粘剤、溶媒を含んでなる。またこれら極板は、正極極板と負極極板とに大別されるが、それぞれの極板をセパレータを介して挟み、巻回または積層させて缶内に電解液とともに封入させることにより、電池は構成されている。

【0003】

特に、近年は車載用電池としての普及が進む中で、高容量化および安全性が課題となっており、いかに均一な厚みかつ高密度な塗膜を有する極板を製造するかが重要となっている。電池の高容量化を実現するためには、基材の使用量を削減しつつ活物質の量を増やす必要があり、そのためには基材の両面に塗膜を形成する必要がある。また低価格化が進行する中で、いかに生産性を高めるかが課題であり、様々な技術が開発されている。

【0004】

例えば、バックアップロールにより基材を支持しながら上面に塗膜を形成し、乾燥炉にて乾燥させた後に、基材面を反転させて反対面にもバックアップロールにより基材を支持しながら塗膜を形成する方法が従来提案されている。

【0005】

この方法により、塗膜を安定的に製造できるものの、乾燥工程が２箇所必要になることや、下面に塗膜を形成する際に面をひっくり返す必要があるため、設備コストが大きくなる、工程が長くなる、スペースが必要になるなどの問題があり、生産性が低い課題を有していた。

【0006】

上記課題を解決する方法として、特許文献１がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許４３５４５９８号

【特許文献2】ＷＯ２０１１／００１６４８Ａ１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

例えば特許文献１のように、第１，第２スリットダイの吐出口を、基材を間に挟んで対向させて、第１，第２スリットダイから塗工液を同時に吐出させながら、基材の両面に塗膜を形成し、また同時に乾燥させることで基材両面に極板を一括で形成する方法では、スリットダイごとに吐出圧力が異なる場合は、基材位置がその影響を受け変位しやすく、上面と下面の塗工液の塗布厚みに差異が生じるという課題がある。

【0009】

また、別の形態として例えば特許文献２のように、下面はバックアップロールにより基材を支持しながらスリットダイにより塗膜を形成し、その基材を水平方向に搬送して走行させ、基材の鉛直下面に鉛直上方に吐出口を有したダイを設置し、基材の下面に塗膜を形成することで基材両面に極板を一括で形成する方法が提案されている。

【0010】

しかしながらこの方法においては、連続的に塗膜を形成する場合には適しているものの、間欠的に塗膜を形成する場合には、基材と塗膜重量による基材の撓み、及び間欠時における塗工液がスリットダイ内部に引く際の表面張力によって基材が引き込まれやすいことから基材の幅方向の中央部が、スリットダイと基材間の距離、つまり、塗工ギャップが安定せず、図７に示すように、基材４に塗工液が塗布された塗工部Ｂと塗工部Ｂの間に、塗工液を塗布しないはずの未塗工部Ｃを形成しようとした場合に、塗工液を塗布しないはずの未塗工部Ｃに、先行する塗工部Ｂの終端の塗工液を引き連れながら徐々に塗工液供給が停止することで、塗工部Ｂの終端に尾引き５が発生して、塗工部の終端１０の形状が悪化するという課題がある。図８に塗工部の終端１０の形状の良い事例を示す。

【0011】

本発明は、上記課題を鑑み、基材にスリットダイを用いて塗工液を間欠的にかつ均一な厚みにて塗工しながら、基材の撓みが発生しても尾引きが無い良好な電池極板を形成することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の塗工方法は、基材に間欠的に塗膜を形成する塗工方法であって、水平に走行している前記基材に対して、前記基材の下面に対向して配置したスリットダイの上流側スリットダイと、前記スリットダイの下流側スリットダイとの間の吐出口より上方に向かって塗工液を吐出することで前記基材の下面に塗膜を形成し、前記スリットダイの前記上流側スリットダイと前記基材の下面との距離は変更せずに前記下流側スリットダイを下方に移動させ、その後に前記スリットダイを上方に移動させて前記上流側スリットダイを前記基材の下面に接触させ、その後に前記スリットダイへの前記塗工液の供給を停止させ、前記塗膜を乾燥させることを特徴とする。

【0014】

また、基材に間欠的に塗膜を形成する塗工方法であって、水平に走行している前記基材に対して、前記基材の下面に対向して配置したスリットダイの上流側スリットダイと、前記スリットダイの下流側スリットダイとの間の吐出口より上方に向かって塗工液を吐出することで前記基材の下面に塗膜を形成し、前記下流側スリットダイが下降を開始し、前記下流側スリットダイが下降を終了する前に前記スリットダイの全体が上昇を開始し、そして前記上流側スリットダイを前記基材の下面に接触させ、その後に前記スリットダイへの前記塗工液の供給を停止させ、前記塗膜を乾燥させることを特徴とする。

【0015】

また、基材に間欠的に塗膜を形成する塗工方法であって、水平に走行している前記基材に対して、前記基材の下面に対向して配置したスリットダイの上流側スリットダイと、前記スリットダイの下流側スリットダイとの間の吐出口より上方に向かって塗工液を吐出することで前記基材の下面に塗膜を形成し、前記スリットダイを上方に移動させて前記上流側スリットダイを前記基材の下面に接触させ、その後に前記下流側スリットダイを下方に移動させ、前記上流側スリットダイを前記基材の下面に接触させた状態で前記スリットダイへの前記塗工液の供給を停止させ、前記塗膜を乾燥させることを特徴とする。

【0016】

また、基材に間欠的に塗膜を形成する塗工方法であって、水平に走行している前記基材に対して、前記基材の下面に対向して配置したスリットダイの上流側スリットダイと、前記スリットダイの下流側スリットダイとの間の吐出口より上方に向かって塗工液を吐出することで前記基材の下面に塗膜を形成し、前記スリットダイの上昇を開始させ、前記上流側スリットダイが前記基材に当接する前に前記下流側スリットダイの下降を開始させ、
前記上流側スリットダイを前記基材の下面に接触させた状態で前記スリットダイへの前記塗工液の供給を停止させ、前記塗膜を乾燥させることを特徴とする。

【0017】

また、前記上流側スリットダイを前記基材の下面に接触させた状態は、前記基材の幅方向全てで前記上流側スリットダイが接触している、ことが好ましい。

【0018】

本発明の塗工装置は、上手から下手へ向かって走行中の基材に間欠的に塗膜を形成する塗工装置であって、上流側スリットダイと下流側スリットダイとの間の吐出口から前記基材の下方の面に対して塗工液を供給するスリットダイと、前記スリットダイへの前記塗工液の供給を停止する前に、前記スリットダイの上流側スリットダイを前記基材の下面に接触させて支持するように前記スリットダイに移動を指示する制御部とを有し、前記制御部は、前記スリットダイを上方に移動させて前記上流側スリットダイを前記基材の下面に接触させ、その後に前記下流側スリットダイを下方に移動させ、前記上流側スリットダイを前記基材の下面に接触させた状態で前記スリットダイへの前記塗工液の供給を停止させる、ことを特徴とする。

【0020】

また、上手から下手へ向かって走行中の基材に間欠的に塗膜を形成する塗工装置であって、上流側スリットダイと下流側スリットダイとの間の吐出口から前記基材の下方の面に対して塗工液を供給するスリットダイと、前記スリットダイへの前記塗工液の供給を停止する前に、前記スリットダイの上流側スリットダイを前記基材の下面に接触させて支持するように前記スリットダイに移動を指示する制御部とを有し、前記制御部は、前記下流側スリットダイの下降を開始させ、前記下流側スリットダイが下降を終了する前に前記スリットダイの全体の上昇を開始させ、そして前記上流側スリットダイを前記基材の下面に接触させ、その後に前記スリットダイへの前記塗工液の供給を停止させる、ことを特徴とする。

【0022】

また、上手から下手へ向かって走行中の基材に間欠的に塗膜を形成する塗工装置であって、上流側スリットダイと下流側スリットダイとの間の吐出口から前記基材の下方の面に対して塗工液を供給するスリットダイと、前記スリットダイへの前記塗工液の供給を停止する前に、前記スリットダイの上流側スリットダイを前記基材の下面に接触させて支持するように前記スリットダイに移動を指示する制御部とを有し、前記制御部は、前記スリットダイの上昇を開始させ、前記上流側スリットダイが前記基材に当接する前に前記下流側スリットダイの下降を開始させ、前記上流側スリットダイを前記基材の下面に接触させた状態で前記スリットダイへの前記塗工液の供給を停止させる、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0023】

本発明の塗工方法および塗工装置によれば、スリットダイを基材に接触させることで、スリットダイと基材との隙間である塗工ギャップを幅方向で強制的に一定とすることで、間欠時における終端の尾引きが無い、良好な電池極板を製造することができる。

【0024】

このような構成にすることにより、塗膜形成工程の生産性を上げることができることから、電池の高容量化を安価で実現できる。また両面に塗膜が形成されている方が、塗膜を含む基材の重量が大きくなることから、基材の走行方向のたわみも大きくなる。したがって、スリットダイを基材に接触させることで、スリットダイと基材との隙間である塗工ギャップを幅方向で強制的に一定とすることで、間欠時における終端の尾引きが改善される。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の塗工方法を実行する塗工装置の構成図

【図2】本発明の実施の形態１の塗工方法の基材の両端における（ａ）塗工中の説明図と、（ｂ）その後にスリットダイの下流側スリットダイ２Ｌを下降させた状態の説明図と、その後にスリットダイを上昇させて上流側スリットダイ２Ｕを基材４の下面に当接させた状態の説明図と、（ｄ）塗工液の供給を停止した際に基材がスリットダイ吐出口に引き込まれて変位する様子の説明図と、（ｅ）基材が鉛直上方に戻る過程で液切れが進んでいる様子の説明図、および（ｆ）間欠動作は終了した様子の説明図

【図3】上流ギャップＨ１の説明図

【図4】基材の中央における（ａ）塗工中の説明図と、（ｂ）その後にスリットダイの下流側スリットダイ２Ｌを下降させた状態の説明図と、その後にスリットダイを上昇させて上流側スリットダイ２Ｕを基材４の下面に当接させた状態の説明図と、（ｄ）塗工液の供給を停止した際に基材がスリットダイ吐出口に引き込まれて変位する様子の説明図と、（ｅ）基材が鉛直上方に戻る過程で液切れが進んでいる様子の説明図、および（ｆ）間欠動作は終了した様子の説明図

【図5】本発明の実施の形態２の塗工方法の基材の両端における（ａ）塗工中の説明図と、（ｂ）その後にスリットダイの下流側スリットダイ２Ｌを下降させた状態の説明図と、その後にスリットダイを上昇させて上流側スリットダイ２Ｕを基材４の下面に当接させた状態の説明図と、（ｄ）塗工液の供給を停止した際に基材がスリットダイ吐出口に引き込まれて変位する様子の説明図と、（ｅ）基材が鉛直上方に戻る過程で液切れが進んでいる様子の説明図、および（ｆ）間欠動作は終了した様子の説明図

【図6】基材の中央における（ａ）塗工中の説明図と、（ｂ）その後にスリットダイの下流側スリットダイ２Ｌを下降させた状態の説明図と、その後にスリットダイを上昇させて上流側スリットダイ２Ｕを基材４の下面に当接させた状態の説明図と、（ｄ）塗工液の供給を停止した際に基材がスリットダイ吐出口に引き込まれて変位する様子の説明図と、（ｅ）基材が鉛直上方に戻る過程で液切れが進んでいる様子の説明図、および（ｆ）間欠動作は終了した様子の説明図

【図7】尾引きが発生した悪い塗工例を示す平面図

【図8】良好な塗工例を示す平面図

【図9】塗工装置の塗工開始前の状態を示す（ａ）構成図と（ｂ）そのＡ−Ａ矢視図および（ｃ）Ｂ−Ｂ断面図

【図10】塗工装置の塗工中の状態を示す（ａ）構成図と（ｂ）そのＡ−Ａ矢視図と（ｃ）Ｂ−Ｂ断面図および（ｄ）基材の両縁部を基材支持機構で把持する従来技術における塗工後の塗工幅方向における下面塗工膜断面形状詳細図

【図11】従来の塗工方法の基材の両端における（ａ）塗工中の説明図と（ｂ）塗工を停止した際に基材がスリットダイ吐出口に引き込まれて変位する様子の説明図と（ｃ）その後に基材が鉛直上方に戻る過程で液切れした様子の説明図および（ｄ）間欠動作は終了した様子の説明図

【図12】従来の塗工方法の基材の中央における（ａ）塗工中の説明図と（ｂ）塗工を停止した際に基材がスリットダイ吐出口に引き込まれて変位する様子の説明図と（ｃ）その後に基材が鉛直上方に戻る過程で液切れした様子の説明図と（ｄ）間欠動作は終了した様子の説明図および（ｅ）尾引きが発生した様子の説明図

【発明を実施するための形態】

【0026】

本発明の各実施の形態を図面に基づいて説明する。

【0027】

各実施の形態の説明に先立って、従来の塗工方法では塗工部の終端形状が悪化する原理について説明する。

【0028】

塗工装置は、図９（ａ）に示すように、巻装体４０から引き出されてバックアップロール７と基材支持装置３を経由して移送されている基材４は、基材支持装置３の後段に設けられた乾燥装置６を通過して完成した両面塗工基材が巻き取りリール４１に巻き取られている。バックアップロール７の位置には、基材４の上面に塗工液を塗る第一ダイヘッド１が設けられている。バックアップロール７と基材支持装置３の間の位置には、基材４の下面に塗工液を塗る第二ダイヘッド２が設けられている。Ｘは第二ダイヘッド２と基材４との隙間である塗工ギャップを示している。

【0029】

図９（ｂ）に基材支持装置３の位置でのＡ−Ａ矢視図を示す。３ａ，３ｂは基材支持装置３を構成する押し付けローラで、基材４の両縁部を支持している。Ａは第一ダイヘッド１によって塗工された上面塗工部、Ｂは第二ダイヘッド２によって塗工された下面塗工部である。

【0030】

図９（ｃ）に第二ダイヘッド２の位置でのＢ−Ｂ断面図を示す。

【0031】

図９（ｂ）に示すように、塗工前の状態では、基材４の両縁部を基材支持装置３で把持しつつ流れ方向のテンション調整を行うことなどにより、基材４の流れ方向・幅方向共に基材４の撓みは無い。図９（ｃ）に示すように、幅方向の塗膜重量精度に影響するスリットダイ２と基材４との隙間である塗工ギャップＸは塗工幅方向において一定となっている。

【0032】

図１０（ａ）に連続間欠塗工中の状態を示す。図１０（ｂ）に基材支持装置３の位置でのＡ−Ａ矢視図を示す。図１０（ｃ）に第二ダイヘッド２の位置でのＢ−Ｂ断面図を示す。図１０（ｄ）に塗工後の塗工幅方向における下面塗工膜の断面形状の詳細図を示す。

【0033】

しかしながら塗工を継続すると、図１０（ａ）（ｂ）に示すように塗工された塗工液による基材４の重量増加に対し、基材４の両縁部を基材支持装置３で把持しつつ流れ方向のテンション調整を行うことだけでは、基材４を塗工前の状態と同様の高さを保ちながら走行することが困難となり、基材４の長手方向および幅方向の両者において基材４の撓みが発生する。

【0034】

その結果、図１０（ｃ）に示すように、幅方向の塗膜重量精度に影響するスリットダイ２と基材４との隙間である塗工ギャップＸが狭くなり、塗工幅方向において不均一となることから、図１０（ｄ）に示すように、塗工幅方向中央部の厚みが両端部付近に比べて薄くなって、幅方向の塗膜重量精度が悪化する問題がある。

【0035】

つまり、塗工を続けると基材４の両端部と中央部では、塗工ギャップが変化してしまう。基材４の幅方向の両端部と中央部におけるスリットダイ２の吐出口の状態の違いを説明する。

【0036】

基材４の両端部の状態を図１１に、基材４の中央部の状態を図１２に示す。

【0037】

基材４の両端部では、図１１（ａ）に示すように基材４に対して鉛直下方に設置したスリットダイ２に塗工液を供給して塗工する状態から、塗工液の供給を停止すると、図１１（ｂ）に示すように、塗工液の表面張力により基材４にはスリットダイ２の吐出口側に引き込まれる方向に力が働くことから、基材４が鉛直下方に変位する。そして、図１１（ｃ）に示すように、基材４の両端部では塗工ギャップが確保されているため塗工液が切れて、図１１（ｄ）に示すように時間の経過とともに塗工液はスリットダイ２の内部に戻る。

【0038】

しかしながら、基材４の中央部では、図１２（ａ）に示すように、基材４の撓みの影響で塗工ギャップが狭くなっている。そして、塗工液の供給を停止すると、図１２（ｂ）に示すように、塗工液の表面張力により基材４にはスリットダイ２の吐出口側に引き込まれる方向に力が働くことから、基材４が鉛直下方に変位し更に塗工ギャップが狭くなり、上流側スリットダイ上部に液溜まり８が形成される。そのため図１２（ｃ）に示すように、液溜まり８が基材４と離脱しづらくなり、図１２（ｄ）に示すように尾引きが発生した状態で塗工される。従って、基材４に塗工された状態は図１２（ｅ）に示すように、基材中央部の終端に尾引き５が発生する。

【0039】

（実施の形態１）
図１〜図４は本発明の塗工方法を実行する塗工装置を示す。

【0040】

この塗工装置は、二次電池や燃料電池などの電極の芯体となる基材４の両面に、塗工液を塗工するものである。搬送方向９の上流側から下流側に向けて、バックアップロール７および上面塗工用のスリットダイ１、下面塗工用スリットダイ２、基材支持装置３および乾燥装置６を有している。スリットダイ２は、搬送方向９に向かって角度θだけ傾けて配置されている。

【0041】

バックアップロール７および下面塗工用スリットダイ１は水平方向に対向している。基材４は下方からバックアップロール７と下面塗工用スリットダイ１の対向部に移動して、さらにバックアップロール７によって向きを変えられてそれ以後は水平方向に一定速度で移動させられる。スリットダイ１は活物質が含有された塗工液を基材４の上面に塗工するための装置である。スリットダイ２は活物質が含有された塗工液を基材４の下面に塗工するための装置である。

【0042】

乾燥装置６は、塗工液が塗工された基材４を乾燥するための装置である。乾燥装置６内では、塗工面を乾燥させるための気体を噴出する気体噴射ノズル６０が上下に設けられており、両面塗工された両面塗工基材が噴出される気体によって浮遊状態で搬送される。

【0043】

図２に基材４の幅方向の両端部におけるスリットダイ２の動作を示す。図４に基材４の幅方向の中央部におけるスリットダイ２の動作を示す。

【0044】

図２（ａ）に示すように、スリットダイ２は上流側スリットダイ２Ｕと下流側スリットダイ２Ｌを有している。基材４の下面に対向するスリットダイ２の吐出口が、上流側スリットダイ２Ｕの先端と下流側スリットダイ２Ｌの先端の間に形成されている。スリットダイ２の上流ギャップＨ１および下流ギャップＨ２は、用いられる塗工液の特性によっても異なるが、一般的には、０．０１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下程度設けられる。

【0045】

１１は制御部で、基材４の下面に対する上流側スリットダイ２Ｕの上下位置と、基材４の下面に対する下流側スリットダイ２Ｌの上下位置を、上流側スリットダイ２Ｕと下流側スリットダイ２Ｌを一緒に、または別々に独立して設定位置へ移動させるように制御する。更に制御部１１は、スリットダイ２への塗工液の供給／停止のタイミングを指示する。

【0046】

上流ギャップＨ１とは、図３に示すように上流側スリットダイ２Ｕの頂点Ｐ１から基材４の鉛直方向下面までの距離である。

【0047】

下流ギャップＨ２とは、下流側スリットダイ２Ｌの頂点Ｐ２から基材４の鉛直方向下面までの距離である。

【0048】

制御部１１の構成を説明する。

【0049】

図２（ａ）は基材４の幅方向両端部での塗工中の状態を示している。

【0050】

基材４に塗工液が塗布された塗工部Ｂと塗工部Ｂの間に、塗工液を塗布しない未塗工部Ｃを形成する間欠塗工をするため、制御部１１は、塗工液の供給を停止する前に、先ず、図２（ｂ）に示すように下流側スリットダイ２Ｌを、下流ギャップＨ２が大きくなるように鉛直下方に移動させる。上流側スリットダイ２Ｕは図２（ａ）の塗工中の位置から動かさない。これによって、液溜まりが下流側に移動する。下流側スリットダイ２Ｌを鉛直下方に下げる量は０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下程度である。

【0051】

その後に制御部１１が、スリットダイ２の全体を鉛直上方に移動させて、上流側スリットダイ２Ｕの一部Ｐ３を図２（ｃ）に示すように基材４の下面に接触させる。

【0052】

さらにその後に制御部１１が、スリットダイ２への塗工液の供給を停止する。塗工液の供給が停止されると、図２（ｄ）に示すように塗工液の表面張力により基材４にはスリットダイ２の吐出口側に引き込まれる方向に力が働くことから、搬送方向９に向かって走行中の基材４の一部が鉛直下方に変位する。

【0053】

その後、図２（ｅ）（ｆ）に示すように時間の経過とともに塗工液が切れる。Ｂが下面塗工部、１０が下面塗工部Ｂの終端である。

【0054】

その後のタイミングに制御部１１が、上流側スリットダイ２Ｕと下流側スリットダイ２Ｌを図２（ａ）に示す上流ギャップＨ１と下流ギャップＨ２に戻し、塗工と間欠を繰り返す。

【0055】

制御部１１がスリットダイ２を図２（ａ）〜（ｆ）のように運転した場合の基材４の幅方向の中央部における塗工中のスリットダイ２の動作を、図４（ａ）〜（ｆ）に示す。

【0056】

図４（ａ）のように、基材４の幅方向中央部の塗工中の上流ギャップＨ１及び下流ギャップＨ２は、基材４の撓みの影響で、図２（ａ）と同様に基材４の両端部より狭くなっている。

【0057】

塗工液の供給を停止する前に、図２（ｂ）で下流側スリットダイ２Ｌを鉛直下方に移動させると、基材４の幅方向の中央部でも図４（ｂ）に示すように液溜まりが下流側に移動する。

【0058】

図２（ｃ）でスリットダイ２の全体を鉛直上方に移動させると、基材４の幅方向の中央部でも上流スリットダイ２Ｕと基材４の下面とが図４（ｃ）に示すように接触することで、基材両端部の塗工ギャップが図２（ｃ）と同じになる。

【0059】

その後に制御部１１が、スリットダイ２への塗工液の供給を停止すると、図４（ｄ）に示すように、塗工液の表面張力により基材４にはスリットダイ２の吐出口側に引き込まれる方向に力が働くことから、基材４が鉛直下方に変位する。その後、図４（ｅ）（ｆ）に示すように時間の経過とともに液が切れる。

【0060】

なお、図２（ｃ）〜図２（ｅ）の期間には、上流スリットダイ２Ｕの一部Ｐ３が、基材４の幅方向全てで接触している。

【0061】

図２（ｆ）から図２（ａ）のように制御部１１が基材両端部の上流ギャップＨ１と下流ギャップＨ２を塗工中の状態に戻すと、基材中央部の上流ギャップＨ１と下流ギャップＨ２が図４（ａ）の塗工中の状態に戻る。その後は塗工と間欠を繰り返す。

【0062】

つまり、幅方向全ての塗工ギャップを強制的に一定にすることが可能になり、図８に示すように下面塗工部Ｂの終端１０に尾引きがない良好な電池極板を製造することができる。

【0063】

なお、実施の形態１では図２（ｂ）で下流側スリットダイ２Ｌを下降させた後に、図２（ｃ）でスリットダイ２の全体を上昇させて基材４を上流側スリットダイ２Ｕで支持するように制御部１１を構成したが、図２（ａ）から下流側スリットダイ２Ｌが下降を開始し、下流側スリットダイ２Ｌが下降を終了する前にスリットダイ２の全体が上昇を開始し、そして上流側スリットダイ２Ｕを基材４の下面に接触させて基材４を上流側スリットダイ２Ｕで支持し、その後にスリットダイ２への塗工液の供給を停止するように制御部１１を構成しても、同様の効果を期待できる。

【0064】

（実施の形態２）
図５と図６は実施の形態２を示す。実施の形態１とは制御部１１の構成が異なる。その他は実施の形態１と同じである。

【0065】

制御部１１の構成を図５に基づいて説明する。

【0066】

図５は基材４の両端部におけるスリットダイ２の動作を示す。

【0067】

図５（ａ）に示すように上流ギャップＨ１及び下流ギャップＨ２は、用いられる塗工液の特性によっても異なるが、一般的には、０．０１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下程度設けられる。

【0068】

図５（ａ）は塗工中の状態を示している。間欠塗工をするため、スリットダイ２への塗工液の供給を停止する前に、図５（ｂ）に示すようにスリットダイ２の全体を制御部１１が鉛直上方に移動させることで、上流側スリットダイ２Ｕの一部Ｐ３を基材４の下面に接触させる。

【0069】

その後、図５（ｃ）に示すようにスリットダイ２の一部を基材４に接触させた状態で下流側スリットダイ２Ｌだけを制御部１１が鉛直下方に移動させることで、液溜まりが下流側に移動する。下流側スリットダイ２Ｌを鉛直下方に下げる量は０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下程度である。

【0070】

さらにその後、制御部１１がスリットダイ２への塗工液の供給を停止すると、図５（ｄ）に示すように、塗工液の表面張力により基材にはスリットダイの吐出口側に引き込まれる方向に力が働くことから、基材４の一部が鉛直下方に変位する。

【0071】

そして図５（ｅ）（ｆ）に示すように時間の経過とともに液が切れる。その後は図５（ａ）に示す上流ギャップＨ１と下流ギャップＨ２に戻し、塗工と間欠を繰り返す。

【0072】

制御部１１がスリットダイ２を図５（ａ）〜（ｆ）のように運転した場合の基材４の幅方向の中央部における塗工中のスリットダイ２の動作を、図６（ａ）〜（ｆ）に示す。

【0073】

図６（ａ）に示すように、基材４の中央部の上流ギャップＨ１及び下流ギャップＨ２は、基材４の撓みの影響で、基材両端部より狭くなっている。しかし、図４（ｂ）において制御部１１がスリットダイ２の全体を鉛直上方に移動させて上流側スリットダイ２Ｕの一部Ｐ３を基材４の下面に接触させることによって、基材４の中央部でも上流側スリットダイ２Ｕの一部Ｐ３が図６（ｂ）に示すように基材４の下面に接触する。

【0074】

図４（ｃ）において制御部１１が下流側スリットダイ２Ｌを鉛直下方に移動させることで、基材４の中央部でも図６（ｃ）に示すように液溜まりが下流側に移動して基材両端部の塗工ギャップと同じになる。

【0075】

その後、制御部１１が塗工液の供給を停止すると、図６（ｄ）に示すように、塗工液の表面張力により基材４にはスリットダイ２の吐出口側に引き込まれる方向に力が働くことから、基材４の一部が鉛直下方に変位する。

【0076】

その後、図６（ｅ）（ｆ）に示すように時間の経過とともに液が切れる。その後は図６（ａ）に示す上流ギャップＨ１と下流ギャップＨ２に戻し、塗工と間欠を繰り返す。

【0077】

つまり、幅方向全ての塗工ギャップを強制的に一定にすることが可能になり、図８（ｂ）に示すように、尾引きがない良好な電池極板を製造することができる。

【0078】

なお、図５（ｂ）〜図５（ｅ）の期間には、上流スリットダイ２Ｕの一部Ｐ３が、基材４の幅方向全てで接触している。

【0079】

なお、実施の形態２では図５（ｂ）で基材４をスリットダイ２で支持した後に、図５（ｃ）で下流側スリットダイ２Ｌが下降動作を開始するように制御部１１を構成したが、図５（ａ）からスリットダイ２が上昇を開始し、上流側スリットダイ２Ｕが基材４に当接する前に下流側スリットダイ２Ｌが下降を開始し、上流側スリットダイ２Ｕを基材４の下面に接触させた状態でスリットダイ２への塗工液の供給を停止するように制御部１１を構成しても、同様の効果を期待できる。

【0080】

− 実施例 −
実施の形態１および実施の形態２において、実施した結果を下記実施例１および２に示す。また本発明を使用しない従来技術を比較対象とする。

【0081】

本実施例を実施するにあたり、共通条件を以下に記載する。

【0082】

スリットダイ２は、ステンレス鋼材ＳＵＳ４３０製で、上流側スリットダイ２Ｕの先端幅１ｍｍ、下流側スリットダイ２Ｌの先端幅１ｍｍ、上流側スリットダイ２Ｕと下流側スリットダイ２Ｌの間の間隙０．５ｍｍのものを使用した。基材４は日本電解株式会社製の電解銅箔ＹＢ−１０（厚み０．０１ｍｍ）を幅７０ｍｍにスリットして使用した。塗工液はＢ型粘度計で回転速度毎分２０回転の条件にて測定した粘度６０００ｃＰ程度のスラリーを使用した。スラリーは兵神装備株式会社製モーノポンプにて毎分１１．７ｇにて送液し、スリットダイ２から幅４５ｍｍにて吐出して塗膜形成を行った。基材搬送速度は毎分１ｍで、張力は１５Ｎで、１０００ｍ塗工した。下流側スリットダイ２Ｌを鉛直下方に下げる量は、０．０５ｍｍに設定した。

【0083】

また尾引きの良否判断は、尾引き長さＹ=１．５ｍｍを超えるものを不良と定義した。以下に、本発明における実施形態の中のごく一部であるが、本発明における実施例を記載する。

【0084】

（実施例１）
実施の形態１において、塗工開始前における基材中央部の上流ギャップＨ１＝０．２４ｍｍ、下流ギャップＨ２＝０．３ｍｍに設定した。この時の基材両端部は、上流ギャップＨ１＝０．３４ｍｍ、下流ギャップＨ２＝０．４ｍｍであり、基材４は撓みの影響で中央部と両端部で０．１ｍｍの差がある。結果を表１に示す。

【0085】

表１に示すように、従来技術では尾引き不良率１．５％に対して、実施の形態１では尾引き不良率０％であった。

【0086】

このように、幅方向全ての塗工ギャップを強制的に一定にすることで、両端部と中央部で基材の撓みの差が０．１ｍｍあっても尾引きが無い良好な電池極板を製造することができることを確認した。

【0087】

【表1】

（実施例２）
実施の形態２で、塗工開始前における基材中央部の上流ギャップＨ１＝０．２ｍｍ、下流ギャップＨ２＝０．２６ｍｍに設定した。この時の基材両端部は、上流ギャップＨ１＝０．２８ｍｍ、下流ギャップＨ２＝０．３４ｍｍであり、基材は撓みの影響で中央部と両端部で０．０８ｍｍの差がある。結果を表２に示す。表２に示すように、従来技術では尾引き不良率１．５％に対して、本発明では尾引き不良率０％であった。このように、幅方向全ての塗工ギャップを強制的に一定にすることで、両端部と中央部で基材の撓みの差が０．０８ｍｍあっても尾引きが無い良好な電池極板を製造することができることを確認した。

【0088】

【表2】

【産業上の利用可能性】

【0089】

本発明の塗工方法は、基材の両面に間欠的に塗膜を形成可能となることから、特にリチウムイオン二次電池極板の高容量化を安価に実現可能である。

【符号の説明】

【0090】

１ 下面塗工用スリットダイ
２ 下面塗工用スリットダイ
２Ｕ 上流側スリットダイ
２Ｌ 下流側スリットダイ
３ 基材支持装置
４ 基材
５ 尾引き
６ 乾燥装置
７ バックアップロール
８ 液溜まり
９ 搬送方向
１０ 塗工部の終端
１１ 制御部
Ｂ 塗工部
Ｃ 未塗工部
Ｐ１ 上流側スリットダイ２Ｕの頂点
Ｐ２ 下流側スリットダイ２Ｌの頂点
Ｐ３ 上流側スリットダイ２Ｕの一部
Ｈ１ 上流ギャップ
Ｈ２ 下流ギャップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】