涂布装置的制作方法

本发明涉及在用于二次电池等的电极片用芯材(例如铜箔或铝箔)的表面上涂布电极用材料(所谓的活性物质或碳材料等)和绝缘材料的装置。

背景技术：

以往，在制造二次电池等的电极片的工序中，使用如下的所谓的涂布装置：其一边将卷绕于卷盘的长条的芯材(金属箔)卷出并搬送，一边在芯材的单面或双面上涂布电极用材料并使该材料干燥，然后将芯材再次卷取于卷盘。

并且，在该涂布装置中，在涂布电极用材料时，在其两端部涂布绝缘材料，将涂布模头内用隔离板划分(也称作分离、隔离)，从分离而配置的电极用材料喷出口和绝缘材料的喷出口分别同时喷出电极用材料和绝缘材料(例如专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-210304号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

但是，在如专利文献1那样采用从隔离的喷出口喷出电极用材料和绝缘材料的结构的情况下，当电极用材料或绝缘材料由于经时变化而导致粘度或比重改变时，会在基材表面上不相邻而分离或者重合或者相互混合。

另外，在电极用材料或绝缘材料的粘度或比重因换产调整而显著不同的情况下，需要进行涂布模头与基材的位置及喷出条件的再调节，或者无法共用涂布模头而需要更换成其他涂布模头，从而增加停机时间、调整作业，成为生产率降低的主要原因。

因此，要想设计、制作能够涂布不同的涂布材料和绝缘材料的共用的涂布模头，难度较高，是不现实的。

因此，本发明的目的在于提供涂布装置，其能够分离地涂布电极用材料和绝缘材料，并且容易地调节成相互相邻或层叠的状态。

用于解决课题的手段

为了解决以上的课题，本发明的一个方式是在基材的表面上涂布电极用材料和绝缘材料的涂布装置，其中，该涂布装置具有：

基材搬送部，其将所述基材沿一个方向以规定的速度进行搬送；

涂布模头，其分离地配置有朝向所述基材的表面喷出所述电极用材料的电极用材料喷出口和喷出所述绝缘材料的绝缘材料喷出口；

空气喷嘴，其配置于所述涂布模头的下游侧，朝向涂布于所述基材上的所述绝缘材料吹送空气喷流；以及

绝缘材料轮廓变更部，其变更所述空气喷嘴的位置和角度以及所述空气喷流的流量和流速中的至少一方，从而调节该绝缘材料的涂布剖面形状以及与电极用材料之间的间隙。

根据该一个方式，电极用材料喷出口和绝缘材料喷出口分离，因此所喷出的电极用材料和绝缘材料不会混合。并且，利用空气喷嘴的空气喷流使流动性较高的绝缘材料按照贴近电极用材料侧的方式移动，从而能够形成期望的层叠状态。

发明效果

即使涂布于基材的电极用材料及绝缘材料的粘度随时间变化、或换产调整等而改变流动特性，也能够不改变所使用的一体型的涂布模头及涂布条件而分离地涂布电极用材料和绝缘材料，并且能够容易地调节成相互相邻或层叠的状态。因此，喷嘴的设计、制作容易，调整作业所花费的时间缩短，生产率也提高。

附图说明

图1是示出将本发明具体化的方式的一例的整体结构的概略图。

图2是示出将本发明具体化的方式的一例的主要部分的概略图。

图3是示出将本发明具体化的方式的变形例的主要部分的概略图。

图4是示出将本发明具体化的方式的另一例的主要部分的概略图。

具体实施方式

以下，使用附图对用于实施本发明的方式进行说明。在以下各图中，将直角坐标系的3个轴作为x、y、z，将xy平面作为水平面，将z方向作为铅垂方向。特别是关于x方向，将箭头的方向表达为搬送方向下游侧(也简称为下游侧)，将其反方向表达为搬送方向上游侧(也简称为上游侧)，关于z方向，将箭头的方向表达为上，将其反方向表达为下。另外，将以z方向为轴而旋转的方向表达为θ。

图1是示出将本发明具体化的方式的一例的整体结构的概略图。在图1中示出本发明的涂布装置1的概略图。

涂布装置1在基材s的表面上涂布电极用材料和绝缘材料。涂布装置1具有基材搬送部2、涂布模头3、绝缘材料涂布端部位置检测部4、空气喷嘴5以及绝缘材料轮廓变更部6。

基材搬送部2将基材s沿一个方向(例如箭头v所示的方向)以规定的速度进行搬送。具体而言，基材搬送部2具有未图示的卷出装置及卷取装置、支承辊21等。

卷出装置将呈卷状被卷绕的基材s一边卷出一边进行提供。卷取装置在使所涂布的材料干燥之后，将基材s再次卷取成卷状。

支承辊21对搬送中的基材s赋予规定的张力而使褶皱或松弛消失。另外，支承辊21用于一边将与涂布模头3之间的间隔保持为恒定一边搬送基材s。具体而言，支承辊21由表面平滑的圆筒状的部件构成。

涂布模头3朝向基材s的表面喷出电极用材料l1和绝缘材料l2。

在涂布模头3的主体30中具有用于喷出电极用材料l1的电极用材料喷出口31，在其两端部外侧分别具有用于喷出绝缘材料l2的绝缘材料喷出口32。另外，这些电极用材料喷出口31与绝缘材料喷出口32分离而配置。

在向基材s上涂布电极用材料l1和绝缘材料l2时，涂布模头3配置于虚线30’所示的位置，在电极用材料喷出口31和绝缘材料喷出口32的前端部与基材s隔开规定的间隔(所谓的涂布间隙)的状态下进行电极用材料l1和绝缘材料l2的喷出。

因此，在涂布于基材s的表面上的电极用材料l1与绝缘材料l2之间产生间隙g。

绝缘材料涂布端部位置检测部4配置于涂布模头3的下游侧，检测涂布于基材s上的绝缘材料l2的端部位置信息。

具体而言，绝缘材料涂布端部位置检测部4对基材s的宽度方向上的绝缘材料l2的端部位置(即、绝对的端部位置信息)、电极用材料l1和绝缘材料l2的端部的间隙尺寸(即、相对的端部位置信息)进行检测。

更具体而言，作为绝缘材料涂布端部位置检测部4，使用位移计(所谓的轮廓仪)，其从相对于基材s的表面倾斜的方向照射在基材s的宽度方向上具有规定的长度的带状的光束lb，并测量反射光的位置，从而测量基材s的表面形状及阶梯差等。此时，按照带状的光束lb照射至电极用材料l1乃至绝缘材料l2的端部的方式设置绝缘材料涂布端部位置检测部4。这样，能够检测涂布于基材s上的绝缘材料l2的绝对的端部位置信息或相对的端部位置信息。

空气喷嘴5配置于涂布模头3的下游侧，朝向涂布于基材s上的绝缘材料l2吹送空气喷流j。这里，关于空气喷嘴5，例示出配置于绝缘材料涂布端部位置检测部4的下游侧的结构。

具体而言，空气喷嘴5将喷嘴的前端部配置于比涂布有绝缘材料l2的外侧(即与涂布有电极用材料l1的那一侧相反的侧)更靠外侧的位置。另外，空气喷嘴5的前端部按照空气喷流j的吹出方向与基材s的表面大致垂直的方式进行配置。或者，也可以采用如下的配置：使空气喷嘴5的前端部向涂布有电极用材料l1的那一侧(即内侧)倾斜，从而使空气喷流j向内侧更强地吹出。通过采用这样的配置，对于涂布有绝缘材料l2的外侧的端部，进一步从其外侧朝向内侧吹送空气喷流a，因此所涂布的绝缘材料l2的表面被压扁，同时按照与电极用材料l1之间的间隙g、g’变窄的方式扩展，能够成为电极用材料l1与绝缘材料l2接触的状态，或进一步成为电极用材料l1与绝缘材料l2重叠的状态。

绝缘材料轮廓变更部6根据涂液端部位置检测部4所检测的绝缘材料l2的端部位置信息而变更空气喷嘴5的位置和角度以及空气喷流j的流量和流速中的至少一个，从而调节绝缘材料l1的涂布剖面形状和端部位置(所谓的轮廓)。

例如使空气喷嘴5的前端部(即空气喷流的喷出口)在基材s的宽度方向(即y方向)、基材s的厚度方向(即z方向)上移动(即变更位置)，从而调节绝缘材料l2的涂布剖面形状以及电极用材料l1与绝缘材料l2之间的间隙g。

具体而言，绝缘材料轮廓变更部6判定涂液端部位置检测部4所检测的电极用材料l1与绝缘材料l2的涂布端部位置及间隙g相对于预先设定的基准位置及间隙尺寸是处于相距较远的状态还是处于相距较近的状态。并且，若判定为处于相距较远的状态，则使绝缘材料l2大幅地向电极用材料l1侧推展。另一方面，若判定为处于相距较近的状态，则使绝缘材料l2小幅地向电极用材料l1侧推展。

更具体而言，作为绝缘材料轮廓变更部6，例示出在能够在y方向、z方向上移动的致动器的滑块上安装空气喷嘴5而得的结构。并且，绝缘材料轮廓变更部6若判定为电极用材料l1与绝缘材料l2处于相距较远的状态，则使吹出空气喷流j的空气喷嘴5的前端部更靠近绝缘材料l2。另一方面，若判定为处于相距较近的状态，则使吹出空气喷流j的空气喷嘴5的前端部略微远离绝缘材料l2。这样，通过对安装有空气喷嘴5的滑块进行位置控制，能够调节将绝缘材料l2推展的程度(即绝缘材料l2的涂布剖面形状和端部位置)。

图2是示出将本发明具体化的方式的一例的主要部分的概略图。

图2的(a)是俯视观察图1所示的涂布装置1的主要部分以及涂布于基材s的表面上的电极用材料l1和绝缘材料l2而得的图，按照使各部的位置关系明确的方式示出。

在图2的(b)中示出图2的(a)的a-a向视剖视图，按照使涂布于基材s的表面上的电极用材料l1、绝缘材料l2等的位置关系明确的方式示出。

在图2的(c)中示出图2的(a)的b-b向视剖视图，按照使空气喷嘴51等相对于涂布于基材s的表面上的电极用材料l1、绝缘材料l2的位置关系明确的方式示出。

在图2的(d)中示出图2的(a)的c-c向视剖视图，按照使空气喷嘴52等相对于涂布于基材s的表面上的电极用材料l1、绝缘材料l2的位置关系明确的方式示出。

即，从涂布模头3喷出的电极用材料l1和绝缘材料l2分别以产生规定的间隙g的状态涂布于基材s的表面上，利用配置于搬送方向下游侧的绝缘材料涂布端部位置检测部4对绝缘材料l2的绝对的端部位置信息或相对的端部位置信息进行检测。并且，根据该绝缘材料l2的端部位置信息，利用绝缘材料轮廓变更部6调节例如空气喷嘴5的位置，将原本如图2的(b)所示那样隔开规定的间隙g而与电极用材料l1处于分离状态的绝缘材料l2如图2的(c)所示那样向电极用材料l1侧推展(分离的间隔减小为间隙g’)，最终将绝缘材料l2的涂布剖面形状和端部位置调节成图2的(d)所示那样的相邻状态。另外，还能够进一步将绝缘材料l2向电极用材料l1上推展而成为层叠状态。

本发明的涂布装置1采用这样的结构，因此虽然涂布模头3的电极用材料喷出口和绝缘材料喷出口分离，也能够利用空气喷嘴5的空气喷流j按照使绝缘材料l2向电极用材料l1侧贴近的方式推展，从而使绝缘材料l2的剖面形状以及与电极用材料之间的间隙变更。

因此，即使在使用一体型的涂布模头3喷出流动性随时间变化的涂布材料的情况下，也能够将相互的涂布材料容易地调节成期望的相邻状态或层叠状态。

[绝缘材料轮廓变更部的变形例]

另外，在上述中，作为本发明的绝缘材料轮廓变更部6，例示出通过使空气喷嘴5的前端部在y方向、z方向上进行位置变更而调节绝缘材料l2的涂布剖面形状和端部位置的结构。

但是，在将本发明具体化的方面，不限于这样的结构的绝缘材料轮廓变更部6，也可以是下述那样的结构的绝缘材料轮廓变更部6b等。

图3是示出将本发明具体化的方式的变形例的主要部分的概略图。

在图3中示出绝缘材料轮廓变更部6b，该绝缘材料轮廓变更部6b作为图2的(d)等所示的涂布装置1的绝缘材料轮廓变更部6的变形例。

绝缘材料轮廓变更部6b通过变更空气喷嘴5的前端部的倾斜角度而调节绝缘材料l2的涂布剖面形状和端部位置。

具体而言，绝缘材料轮廓变更部6b在希望使绝缘材料l2的涂布端部位置靠近电极用材料l1侧(即内侧)的情况下，通过使喷嘴前端部向箭头θ所示的方向倾斜，从而增强空气喷流j的x方向上的流量及流速。

更具体而言，将空气喷嘴5安装于旋转台机构61或旋转机构等的可动部件上并进行该可动部件的角度控制，从而能够变更喷嘴前端部的角度而调节空气喷流j的x方向上的流量及流速，来调节绝缘材料l2的涂布剖面形状和端部位置。

另外，在将本发明具体化的方面，绝缘材料轮廓变更部也可以是下述那样的结构。

例如绝缘材料轮廓变更部采用对从空气喷嘴5的前端部喷出的空气喷流j的流量和/或流速进行控制的结构。

具体而言，绝缘材料轮廓变更部在希望使绝缘材料l2的涂布端部位置靠近电极用材料l1侧(即内侧)的情况下，按照规定的流量和/或流速朝向绝缘材料l2吹送空气喷流j，或者增加所吹送的空气喷流j的流量和/或流速。

更具体而言，采用如下的结构进行空气喷流j的流量和/或流速的调节：进行提供至喷嘴的空气的开/关控制，或利用电动气动调节器等控制提供至喷嘴的空气的压力，或者控制节流阀的开度。

另外，关于上述绝缘材料轮廓变更部(6、6b等)，例示了分别独立地控制空气喷嘴5的位置及角度、空气喷流j的流量和/或流速的结构，但也可以采用复合地组合的结构。另外，也可以采用根据空气喷嘴5的前端部的y方向、z方向的位置、空气喷流j的强弱而在基材s的搬送方向(即、x方向)上调节空气喷嘴5的位置的结构。

本发明的涂布装置1采用这样的结构，因此对绝缘材料的端部位置进行检测而按照与期望的位置相符的方式调节空气喷嘴的位置和/或空气喷流。能够调节空气喷嘴的位置和/或空气喷流的流量或流速，从而能够调节绝缘材料的厚度或端部位置。

[其他方式]

在上述中，例示出在绝缘材料涂布端部位置检测部4的下游侧配置有空气喷嘴5的结构。但是，不限于这样的结构，绝缘材料涂布端部位置检测部4也可以是以下那样的结构。

1)配置于涂布模头3的下游侧且配置于空气喷嘴5的上游侧和下游侧

例如采用如下的结构：除了上述的结构以外，还在图2的(a)中虚线4’所示的位置(即空气喷嘴5的下游侧)具有与上述同样的位移计(即轮廓仪)。

2)仅配置于涂布模头3的下游侧且在空气喷嘴5的下游侧

或者，可以是将该位移计仅配置于涂布模头3的下游侧且不在空气喷嘴5的上游侧而仅在空气喷嘴5的下游侧的结构。

这样，通过在空气喷嘴5的下游侧配置该位移计，即使是在未如预先假想的那样成为平稳的相邻状态或层叠状态而产生了凹凸的情况下，也能够根据检测结果而反馈控制空气喷嘴5的空气喷流j的喷出位置及强度等，按照之后的电极用材料l1和绝缘材料l2的相邻状态或层叠状态成为平稳的状态的方式持续进行调节，能够将凹凸抑制为最小限度。

[其他方式]

另外，在上述中，例示出如下的结构：本发明的空气喷嘴5在基材s的搬送方向上具有多个，下游侧所配置的空气喷嘴52配置于比上游侧所配置的空气喷嘴51靠电极用材料l1侧(即内侧)的位置。

若是这样的结构，则能够防止流动性较高的绝缘材料的涂布端部向外侧扩展。即，能够防止绝缘材料的膜厚变薄，能够不损伤绝缘性能而进行涂布，因此是优选的。

但是，在将本发明具体化的方面，空气喷嘴不限于这样的结构，也可以是下述那样的结构。

例如空气喷嘴可以是一个。或者也可以是具有从呈直线状排列的多个细孔吹出空气喷流的构造的喷嘴(所谓的平板喷嘴)的结构。或者也可以是具有喷出长椭圆状或带状的空气喷流的构造的喷嘴(所谓的平吹喷嘴)的结构。

图4是示出将本发明具体化的方式的另一例的主要部分的概略图。在图4中图示出代替图2中例示的两个圆形剖面的空气喷嘴51、52而具有一个矩形剖面的空气喷嘴53来作为本发明的空气喷嘴5的结构。

图4的(a)是俯视观察矩形剖面的空气喷嘴53以及涂布于基材s的表面上的电极用材料l1和绝缘材料l2而得的图，按照使各部的位置关系明确的方式示出。

在图4的(b)中示出图2的(a)的a-a向视剖视图，按照使涂布于基材s的表面上的电极用材料l1、绝缘材料l2等的位置关系明确的方式示出。

在图4的(c)中示出图2的(a)的b-b向视剖视图，按照使空气喷嘴53等相对于涂布于基材s的表面上的电极用材料l1、绝缘材料l2的位置关系明确的方式示出。

在图4的(d)中示出图2的(a)的c-c向视剖视图，按照使空气喷嘴53等相对于涂布于基材s的表面上的电极用材料l1、绝缘材料l2的位置关系明确的方式示出。

即，从涂布模头3喷出的电极用材料l1和绝缘材料l2分别以产生规定的间隙g的状态涂布于基材s的表面上，利用配置于搬送方向下游侧的绝缘材料涂布端部位置检测部4检测绝缘材料l2的绝对的端部位置信息或相对的端部位置信息。并且，根据该绝缘材料l2的端部位置信息，利用绝缘材料轮廓变更部6调节空气喷嘴53的位置，将原本如图4的(b)所示那样隔开规定的间隙g而与电极用材料l1处于分离状态的绝缘材料l2如图4的(c)所示那样向电极用材料l1侧推展(分离的间隔减少为间隙g’)，最终将绝缘材料l2的涂布剖面形状和端部位置调节成图4的(d)所示那样的相邻状态。另外，还能够进一步将绝缘材料l2向电极用材料l1上推展而成为层叠状态。

另外，基材s的表面与空气喷嘴53前端的距离(所谓的喷嘴高度)、宽度方向的位置可以设定于任意的位置，利用绝缘材料轮廓变更部6使其移动。

另外，空气喷嘴53的剖面形状及尺寸(宽度方向及搬送方向的长度)根据绝缘材料l2的粘度及涂布宽度、基材s的搬送速度而适当设定即可。

另外，从空气喷嘴53吹出的空气喷流j的流量(也称为风量)可以利用手动调节的调节器而适当设定，或者可以利用电动气动调节器等而成为可变式。

[其他方式]

另外，本发明的空气喷嘴5除了吹送未调温的(即常温的)空气喷流或冷却的空气喷流的方式以外，还可以是吹送加热的空气喷流的方式。另外，空气喷流的加热温度优选根据绝缘材料的材料特性而适当确定并设定。特别是，与常温或冷却的空气喷流相比，使用加热的空气喷流能够使流动性较高的绝缘材料的涂布端部急速固化，因此是优选的。这样，能够利用加热的空气喷流从所涂布的绝缘材料的外侧端部使表面干燥而暂时固化，因此能够防止在绝缘材料的宽度方向端部扩展到比刚涂布后的端部位置靠外侧的位置的状态下发生固化(即，绝缘材料的膜厚变薄)。即，可以说能够不损伤绝缘材料的绝缘性能而进行涂布。

[其他方式]

另外，在上述中，例示出在基材s的两侧端部各具有一组本发明的涂液端部位置检测部4、空气喷嘴5、绝缘材料轮廓变更部6的结构。

但是，在要涂布多条电极用材料l1的多条涂布的情况下且要在各个两端部涂布绝缘材料l2的情况下，适当追加涂液端部位置检测部4、空气喷嘴5、绝缘材料轮廓变更部6而配置的结构也能够将本发明具体化。

或者，若是将电极用材料l1和绝缘材料l2一列一列地分离地涂布的结构，则仅具有一组涂液端部位置检测部4、空气喷嘴5、绝缘材料轮廓变更部6的结构也能够将本发明具体化。

[其他方式]

另外，在上述中，例示出几种具有涂液端部位置检测部4的结构。若是这样的结构，则能够检测分离地涂布的电极用材料和绝缘材料的端部位置信息(间隙量等)，能够适当调节使绝缘材料移动的宽度。

因此，即使在使用电极用材料与绝缘材料的喷出口分离的一体型涂布模头而喷出流动性随时间变化的涂布材料的情况下、或涂布材料与绝缘材料的间隙随时间、周期地或突发地变化的情况下，能够根据相互之间的间隙的大小而逐渐调节从空气喷嘴吹出的空气喷流的强弱，因此可以说适合连续运转。

但是，若在虽然存在由于材料特性所导致的间隙的大小但涂布材料与绝缘材料之间的间隙不会周期地或突发地变化也几乎没有经时变化的情况下，也可以是将涂液端部位置检测部4省略的结构。在该情况下，只要最初利用绝缘材料轮廓变更部6按照涂布材料与绝缘材料之间的间隙消失的方式进行调整，则在之后也能够继续维持涂布材料与绝缘材料无间隙的状态，能够将本发明具体化。

标号说明

1：涂布装置；2：基材搬送部；3：涂布模头；4：涂液端部位置检测部；5：空气喷嘴；6：绝缘材料轮廓变更部；30：主体；31：电极用材料喷出口；32：绝缘材料喷出口；51：空气喷嘴(上游侧)；52：空气喷嘴(下游侧)；53：空气喷嘴(矩形剖面)；s：基材；l1：电极用材料；l2：绝缘材料；g：间隙(刚涂布后)；g’：间隙(位置调整中)；lb：带状的光束；j：空气喷流；v：箭头(基材的搬送方向)；θ：箭头(倾斜角度)。