薄膜的间歇涂装方法

文档序号:6868455阅读:259来源:国知局
专利名称:薄膜的间歇涂装方法
技术领域
本发明涉及一种能够适宜应用于如下用途的薄膜的间歇涂装方法,即在长尺寸薄片状基材的表面,以交替且间歇地存在着涂覆形成区间和非涂覆形成区间的预定图案来涂覆形成薄膜。
背景技术
近年来,在制造半导体装置和电容器等电子部件时,在带状基材的表面布图并涂覆涂料等以形成薄膜的研究正方兴未艾。例如,对于电池用极板,人们提出了如下的方案,即在成为基材的集电体的表面形成活性物质层,之后以覆盖上述活性物质层的状态形成厚度为0.1μm~200μm的多孔性保护膜,或者由含有树脂粘结剂和氧化铝粉末等固体微粒的涂膜构成的多孔性保护膜(例如参照专利文献1)。
上述多孔性保护膜被间歇地涂覆以使布图并涂覆过的活性物质层得以覆盖,而对于以这样的方式有效地进行在基材上间歇地涂覆涂料等的工序从而进行批量生产的情况,一般采用如下的工序,即一边以预定的速度使长尺寸薄片状基材行走,一边在该基材上间歇地涂覆涂料等(例如参照专利文献2)。该间歇涂装方法是通过调节器使旋转的涂布辊附载预定量的料浆状的涂料,将长尺寸状的基材夹入该涂布辊和与之相向配置的承压滚筒之间并使其沿承压滚筒行走,同时将涂布辊上的涂料层转印并涂布在基材上,并且每隔预定的时间,让承压滚筒的旋转轴向垂直于其轴心的方向平行移动而使基材离开涂布辊预定的时间,由此使得基材上形成没有涂布涂料的非涂覆形成区间。
另外,作为其它的间歇涂装手段,以前也采用模涂涂装方式。该模涂涂装方法以如下的方式进行控制通过向涂料施加压力而将从模中喷出的涂料涂覆在基材上,而且在预定的时机中断向涂料施加的压力,同时稍稍地对涂料进行减压,由此切实地停止涂料从模中的喷出,从而以间歇的配置涂覆形成由涂料得到的薄膜。
然而,上述各间歇涂装方法均适用于有效地涂覆形成20μm以上的具有较大膜厚的薄膜,但在其构造上,不能适用于像电池用极板那样需形成膜厚为20μm以下的多孔性保护膜的用途。对此,作为可以涂布20μm以下的薄膜的技术,存在照像凹版涂装方法,其能够在薄的基材上以极高的精度、且切实地以均匀的膜厚在整个面上涂布涂布剂(例如参照专利文献3)。
上述照像凹版涂装方法如图9所示,将带状基材40张开架设并支持在平行且相向配置的一对旋转自如的姿势控制辊41、42之间,在此状态下使基材40向垂直于两姿势控制辊41、42的轴向的方向行走,而且一边进行涂布以便使涂布剂从涂布剂供给喷嘴机构44进入至上述照像凹版图案的沟内,一边以相对于基材40具有相对速度的圆周速度使在外周面形成有照像凹版图案(图中未示出)并配置在基材40下方的照像凹版辊43旋转,同时在实施涂布之前,通过刮刀47从该照像凹版辊43的表面擦掉剩余的涂布剂,从而在基材40的下侧表面涂布定量的涂布剂。
在上述的照像凹版涂装方法中,过量地涂布于照像凹版辊43的照像凹版图案之沟内的涂布剂用刮刀47擦除,由此可以向照像凹版图案的沟内填充并供给适量的涂布剂,除此以外,基材40的行走方向和照像凹版辊43的旋转方向在相互的接触部互为反方向,所以照像凹版图案相对于基材40的下侧表面向相反方向滑动,从而能够在基材40的下侧表面薄薄地、均匀地且平滑地以在整个面上涂布的状态涂覆涂布剂,从而可以均匀地涂布形成膜厚为20μm以下的薄膜。
然而,上述照像凹版涂装方法虽然适用于在整个面上涂布膜厚为20μm以下的较薄的薄膜,但有关在专利文献3中设置不涂布涂布剂的非涂覆形成区间、而且进行形成薄膜的间歇涂布的间歇涂装的技术,却没有任何的记载。
如果用图9的照像凹版涂布装置进行间歇涂装,则可以想到的是通过各自旋转自如地安装的一对姿势控制辊41、42以及一对导向辊48、49而设置基材40的行走路线的辊装置50被设计为如下的结构以旋转支轴51为支点使其转动,以便辊装置50择一地位于图中的实线图示位置和双点划线图示位置,从而使基材40相对于照像凹版辊43接触或离开;或者包括照像凹版辊43、涂布剂供给喷嘴机构44以及涂布剂的收容罐52的整个机构被设计为上下移动的结构,从而使照像凹版辊43相对于基材40接触或离开;或者使一方的姿势控制辊42固定设置并以此为基准辊,而且使另一方的姿势控制辊41的旋转轴上下移动,从而使基材40相对于照像凹版辊43接触或离开。
然而,在该方法中,用于使基材40和照像凹版辊43相互接触或离开的结构变得过于庞大,从而导致响应性极差,故而不能以高的生产效率间歇涂装薄膜。而且如图10A~图10B所示,在基材40的表面间歇地涂布形成的薄膜53正如上面所叙述的那样,伴随着间歇涂装时的响应性较差,基材40和照像凹版辊43相互间接触或离开时的稳定性较差,所以涂装时基材40的行走方向P的涂布终端53a沿着带状基材40的宽度方向不会成为精确的直线状,而是成为波浪线状,同时膜厚也容易变得不均匀。这样,特别在采用如下方式的情况下,即在使基材40从背面侧后退的方向上以及向表面侧前进的方向上移动另一方的姿势控制辊42,从而使基材40接触或离开照像凹版辊43,而且当在使基材40从背面侧后退的方向上移动姿势控制辊42而解除基材40向照像凹版辊43的推压力时,因在基材40上产生松弛而使涂布终端53a呈波浪线状且膜厚变得不均匀的问题更加显著地发生。
专利文献1特开平7-220759号公报专利文献2特开平8-131934号公报专利文献3特开2001-179151号公报

发明内容
本发明是鉴于上述以前的问题而完成的,目的在于提供一种薄膜的间歇涂装方法,其能够以高的生产效率间歇地涂覆形成薄膜,而且可以使涂布终端形成为具有优良直线性的高精度的形状。
为了实现上述的目的,本发明的薄膜的间歇涂装方法提供一种如下的控制将带状基材的背面侧卷绕于在相互平行的位置上对置的固定基准辊和可移动的作动辊上,与所述基准辊和作动辊平行地保持涂布剂的涂装部位,并使其沿一个方向行走,同时使附载着涂布剂的涂布辊与所述基准辊和所述作动辊的中间部位的所述基材相接触,在所述基材的表面转印并涂覆涂布剂,由此涂覆形成薄膜;使所述作动辊在预定的时机在从所述基材的背面侧后退的方向上移动,从而使所述基材离开所述涂布辊,与其联动而使张力辊在向所述基材的表面侧前进的方向上移动,从而赋予所述基材以张力;此后,使所述作动辊在预定的时机在向所述基材的表面侧前进的方向上移动,从而使所述基材接触所述涂布辊,与其联动而使张力辊在从所述基材的背面侧后退的方向上移动,从而使赋予所述基材的张力得以减少,并且在所述基材的表面以间歇的配置形成所述薄膜;为了使施加到所述基材上的张力经常保持恒定,所述张力辊在从所述基材的背面侧后退的方向上和向表面侧前进的方向上移动,以追踪所述作动辊在从所述基材的背面侧后退的方向上的移动。
根据本发明,当作动辊在使基材从背面侧后退的方向上移动时,控制张力辊追踪作动辊的移动而向基材移动,以便使施加到所述基材上的张力可以保持预定值,故而于作动辊在使基材从背面侧后退的方向上移动的过程中,在基材上几乎不会产生松弛,从而可以维持基材张开架设在基准辊和张力辊之间的状态。另外,移动作动辊使基材从背面侧后退、而且向表面侧前进,单凭这样简单的手段便可以相互切换薄膜的涂覆形成区间和非涂覆形成区间,因而能够以极其良好的响应性进行切换,同时在涂覆形成区间和非涂覆形成区间相互进行转换时,进行控制使施加到基材上的张力保持恒定,从而可以防止在基材上发生松弛,由此涂布剂常常均匀地涂布在基材上,所以即使对于在厚度较薄的基材上形成膜厚为20μm以下的极薄薄膜的情况,其薄膜的涂布终端沿着基材的宽度方向也不会成为以前的波浪线状,而是可以切实地涂布形成精确的直线状。
另外,本发明还提供一种其它的间歇涂装方法,其将带状基材的背面侧分别卷绕于在相互平行的位置上对置的固定基准辊和可移动的作动辊以及配置于该两棍的中间位置的支承辊上,与所述基准辊和作动辊平行地保持涂布剂的涂装部位,同时由所述支承辊以预定的接触压力向着配置于基材表面侧的涂布辊推压所述基材并使其沿一个方向行走,而且将在所述涂布辊的外周面附载的涂布剂转印在所述基材的表面而涂覆形成薄膜;使所述作动辊在预定的时机在从所述基材的背面侧后退的方向上移动,从而使所述基材离开所述涂布辊,与该移动联动而使张力辊在向所述基材的表面侧前进的方向上移动,从而赋予所述基材以张力,同时使所述支承辊在从所述基材的背面侧后退的方向上移动,由此使所述基材离开所述涂布辊;此后,使所述作动辊在预定的时机在向所述基材的表面侧前进的方向上移动,与该移动联动而使张力辊在从所述基材的背面侧后退的方向上移动,从而使赋予所述基材的张力得以减少,同时使所述支承辊在使所述基材向表面侧前进的方向上移动,从而使所述基材与所述涂布辊相接触,由此在所述基材的表面以间歇的配置形成所述薄膜。
根据本发明,即使在加快基材的行走速度的情况下,基材也在支承辊的作用下而推向涂布辊,从而基材对涂布辊的接触压力可以维持在预定值,故而没有涂覆的不均匀而是可以稳定且均匀地涂覆涂布剂。由此,不拘泥于基材的行走速度,采用涂覆的涂布剂便可以在基材表面上稳定地形成没有涂覆的不均匀且形状具有高精度的薄膜。另外,在使用宽度较大的基材的情况下,因作动辊在使基材从背面侧后退的方向上移动而产生的基材松弛的大部分,由于在使基材向表面侧前进的方向上移动的张力辊赋予基材以张力而得以吸收,同时起因于宽幅且带状的基材所具有的制作时的应变而在基材的宽度方向产生波浪状的稍稍的松弛,由于在基材的与张力辊之间的部位赋予预定张力的支承辊的作用而得以吸收从而受到抑制,所以不会产生涂布剂的涂覆不均匀,而是可以使薄膜的涂布终端形成为精确的直线状。
在上述其它的薄膜的间歇涂装方法中,为了使施加到基材上的张力经常保持恒定,张力辊被控制为在相对于所述基材接触或离开的方向上移动,以追踪作动辊在相对于所述基材接触或离开的方向上的移动,同时进行动作控制使支承辊追踪所述张力辊的动作,此时由于使支承辊追踪张力辊的动作而移动,所以特别在使用宽度为500mm以上的较宽的基材的情况下,当作动辊在离开基材的方向上移动、而基材离开涂布辊时,在基材的宽度方向产生波浪状的稍稍的松弛可以因支承辊的作用而精确地吸收并切实地受到抑制,故而可以使薄膜的涂布终端形成为更精确的直线状。
另外,在上述的任一方法中,当作动辊和张力辊相对于涂布辊配置在基材的行走方向侧时,则作动辊在使基材向背面侧移动的方向上移动时,在基材上不会产生皱纹和松弛。
另外,在上述的任一方法中,当使用所具有的直径为40mm~60mm的涂布辊时,由于涂布辊与基材的接触面积极小,所以能够将涂布剂以薄薄的厚度、而且以均匀的方式精确地涂布在基材上,同时基材相对于涂布辊接触或离开时的接触以及离开时的稳定性得以提高,故而可以精确设定涂布剂的涂布开始以及涂布停止的位置。另外,通过使用直径为40mm以上的涂布辊,可以获得良好的刚性以及加工精度,通过使用直径为60mm以下的涂布辊,可以减少为将涂布剂以薄薄的厚度、而且以均匀的方式精确地涂布在基材上所必需的与基材的接触面积。
再者,在上述的任一方法中,当基准辊和作动辊以它们的轴间距离被设定为涂布辊直径的1.2倍~2.5倍的配置进行设置时,则即使是厚度薄的基材,也因为基准辊和作动辊近距离配置,所以仅赋予基材以较小的张力便可以保持为良好的张开架设状态,不会产生因赋予的张力过大而切断薄基材的现象。另外,通过将基准辊和作动辊的轴间距离设定为涂布辊直径R的1.2倍以上,则作动辊可以在使基材从背面侧后退的方向上以及向表面侧前进的方向上顺利地移动,通过将轴间距离设定为涂布辊直径R的2.5倍以下,则起因于赋予基材以过大的张力而产生伸长、皱纹或者收缩等的现象能够得以防止。
另外,在上述的任一方法中,作为所使用的涂布辊,大量的涂布剂积存沟相对于所述涂布辊的辊轴心倾斜预定的角度,而且以相互平行的配置刻设在整个外周面上,并且涂布辊沿与基材的行走方向相反的方向旋转,同时以恒压将刮刀推向设置在所述涂布辊中各相邻的所述涂布剂积存沟之间的平坦面部,从而使附载在所述涂布辊上的涂布剂的剩余部分刮落下来,此时便通过刮刀将剩余部分刮落下来,从而可以将附载在涂布辊上的涂布剂调整为填充在涂布剂积存沟内的预定的涂布量,同时使涂布辊在与基材的接触部分朝向与基材的行走方向相反的方向旋转驱动,从而相对于基材产生向反方向的滑动,所以能够将涂布剂积存沟内填充的涂布剂通过平坦面部薄薄地、均匀地而且平滑地转印涂布在基材的表面,由此,可以在基材的表面高精度地形成膜厚设定为20μm以下的极薄的薄膜。
另外,在上述的任一方法中,以作动连结杆将旋转轴和作动辊的支轴相互连结起来,并追踪所述作动辊沿以所述旋转轴为支点的旋转轨迹的移动,从而张力辊被设置为能够沿以自身的支轴经由连结杆而被连结的旋转支轴为支点的旋转轨迹移动,由此在基材方向施加恒定的压力,从而赋予所述基材以恒定的张力,此时,作动辊以及张力辊可以在使基材从背面侧后退、而且向表面侧前进的方向上移动,同时根据基材和涂布剂的种类的不同,容易使作动辊的移动位置以及移动距离发生改变而进行设定,从而可以如其设定值那样精确地控制作动辊。另一方面,张力辊虽然通过简单的结构进行动作控制,但还可以自动地调整在基材上施加的张力以便使施加到基材上的张力经常保持为恒定值。
此外,这时在基材的表面以间歇的配置涂覆形成涂覆层之后,用传感器检测出所述涂覆层的涂布始端和涂布终端,以与所述涂覆层相对应的间歇配置涂覆形成覆盖整个该涂覆层的第2薄膜,此时,通过一边用传感器检测出涂覆层的始端部和终端部,一边以该检测值为基础,在从涂覆层始端部的跟前侧到终端部的后方附近部位的地方涂覆形成薄膜,则能够涂覆形成可以切实地覆盖整个涂覆层的薄膜,由此,可以优选适用于电池用极板的制造工序。
另外,在上述的任一方法中,将铜箔或铝箔用作基材,在所述基材的表面涂覆形成电池用活性物质层作为涂覆层,并在所述涂覆层的整个表面以及所述基材的一部分上涂覆形成多孔性保护膜作为第2薄膜,此时便可以高精度地制造良好的电池用极板。
再者,在上述的任一方法中,将薄膜中相对于基材的行走方向的终端部形成为沿所述基材的宽度方向呈直线状、且以比预定膜厚稍大的膜厚而突出的形状,此时,特别在适用于电池用极板的制造工序的情况下,作为薄膜涂覆形成的多孔性保护膜的涂布终端即使成为突出的形状,该突出形状也形成于作为涂覆层涂覆形成的活性物质层的涂布终端后方侧的基材上,所以突出形状的顶端不会比活性物质层的上表面更高,因而不会成为作为电池用极板使用时的阻碍因素,从而不会产生任何问题。


图1是间歇涂装装置中薄膜的涂装状态的示意纵剖视图,表示将本发明的薄膜的间歇涂装方法具体化的一实施方案。
图2是上述间歇涂装装置中薄膜的非涂装状态的示意纵剖视图。
图3是表示上述间歇涂装装置中驱动控制系统的方框图。
图4A~图4B表示上述间歇涂装装置中的涂布辊,图4A为侧视图,图4B是局部放大剖视图。
图5A~图5C以工序顺序表示使用上述间歇涂装装置来制造电池用极板的过程,图5A是在集电体上形成活性物质层的状态的立体图,图5B是形成了覆盖活性物质层的多孔性保护膜的状态的局部剖视立体图,图5C是在形成多孔性保护膜的涂布终端时表示涂布辊、基材以及涂布剂的状态的放大主视图。
图6是间歇涂装装置中薄膜的涂装状态的示意纵剖视图,表示将本发明的薄膜的间歇涂装方法具体化的另一实施方案。
图7是上述间歇涂装装置中薄膜的非涂装状态的示意纵剖视图。
图8是表示上述间歇涂装装置中驱动控制系统的方框图。
图9是表示以前的照像凹版涂装装置的示意纵剖视图。
图10A~图10B表示用上述照像凹版涂装装置形成的薄膜的形状,图10A为俯视图,图10B是纵剖视图。
具体实施例方式
下面参照附图,就本发明的实施方案进行说明。图1以及图2为示意纵剖视图,表示将本发明一实施方案的薄膜的间歇涂装方法具体化的间歇涂装装置。图1表示薄膜的涂装状态,而图2表示薄膜的非涂装状态。基材1为由薄的片材构成的带状,该基材1在本实施方案中,规定如箭头所示那样从图中的右方向左方行走。也就是说,基材1从图中右方的供给辊(图中未示出)放出,通过供给侧导辊2导向涂装站(coating station)3,在该涂装站3,以背面侧张开架设在基准辊4和作动辊7之间,而且以水平配置行走,在其后段侧由张力辊8从背面侧经常赋予恒压张力,从而向自身施加的张力经常保持恒定,然后经由卷取侧导辊9而卷取在卷取辊(图中未示出)上。上述的供给侧导辊2、基准辊4、作动辊7、张力辊8以及卷取侧导辊9均以旋转自如的方式受到支撑,基材1借助于使上述卷取辊旋转驱动的基材输送用马达(图中未示出)的旋转力进行输送。
上述基准辊4以固定在预定位置且旋转自如的方式进行设置。作动辊7能够以旋转轴10为转动中心进行移动,从而使其择一地位于图2的实线位置和双点划线位置。也就是说,作动辊7经由轴承(图中未示出)而以在支轴7a周围旋转自如的方式受到支撑,该支轴7a经由作动连结杆12与通过传递过来作动辊转动用伺服马达11的旋转力而旋转的上述旋转轴10相互连结在一起。因此,作动辊7的支轴7a经由旋转轴10以及作动连结杆12而将作动辊转动用伺服马达11的旋转力传递过来,并且该支轴7a以旋转轴10为支点而转动,由此可以择一地变位为如下的位置即与图1所示的基材1接触且使其向表面侧前进的位置,以及图2中用实线表示的使基材1从背面侧后退、或者进而离开基材1的位置。由此,作动辊7与基材1接触时,可以受到基材1的行走力的作用而进行自转,而且受到作动辊转动用伺服马达11的旋转力的作用而沿着以旋转轴10为支点的转动轨迹而进行公转。此外,虽然在图示中予以省略,但作动辊7的支轴7a一边沿着在导板上被设计成弧状的导孔而受到引导,一边可以向上述的2位置顺利且稳定地移动。
另一方面,上述张力辊8经由轴承(图中未示出)而以在支轴8a周围旋转自如的方式受到支撑,同时该支轴8a经由连结杆14而与以旋转自如的方式受到支撑的转动支轴13相互连结在一起,藉此能够以转动支轴13为支点进行转动。由此,张力辊8被设计为受到基材1的行走力的作用而进行自转,而且沿着以转动支轴13为支点的转动轨迹而进行公转。此外,虽然在图示中予以省略,但张力辊8的支轴8a一边沿着在导板上被设计成弧状的导孔而受到引导,一边可以顺利而且稳定地进行移动。而且气缸17的推压力经由支轴8a作用于上述张力辊8上,由此可以从背面侧经常赋予基材1以恒定的张力。关于其详细情况在后面叙述。
在相向且相互平行地设置的基准辊4和作动辊7的中间的基材1的表面侧、具体地说在其下方位置,设置着在基材1中图1、图2的朝下的表面上转印涂覆涂布剂18的涂布辊19,该涂布辊19经由减速机构(图中未示出)以及联轴器(图中未示出)而使自身的旋转轴19a受到涂布辊旋转用马达20的旋转力的作用,由此在与基材1的接触部分在与基材1的行走方向相反的方向上旋转。如图4A所示,大量的涂布剂积存沟19b相对于涂布辊19的轴心倾斜预定的角度θ(在本实施方案中为45°),而且以相互平行的配置刻设在该涂布辊19的整个外周面上。该涂布剂积存沟19b如图4B所示,呈具有预定开口角度α(在本实施方案中为90°)的断面“V”字形状,并且以预定宽度的平坦面部19c介于其间的恒定间隔进行配置。涂布剂积存沟19b例如采用激光雕刻等方法在涂布辊19的外周面形成为预定的图案。
上述涂布辊19被配置为在自身的下端部分浸渍于涂布剂18中的状态下进行旋转,其中涂布剂18贮存于涂布剂贮存容器23内;而且当一边浸渍于涂布剂18中一边进行旋转时,涂布剂18以填充的状态附载在涂布剂积存沟19b内。这样,附载在涂布辊19的外周面的涂布剂18在通过刮刀24将剩余部分刮落下来之后,转印涂覆在基材1的下侧表面上。上述刮刀24在其基端部以在支持轴27周围旋转自如的方式如悬臂那样受到支撑的状态下,通过气缸28在使顶端部接触涂布辊19的方向上转动施力。由此,刮刀24的顶端部在气缸28的作用下,经常以恒定的压力被推向涂布辊19的平坦面部19c。这样,根据涂布剂积存沟19b的断面积而设定的预定涂布量的涂布剂18便被附载在涂布辊19上。此外,刮刀24在本实施方案中用树脂形成,这样与金属制的刮刀不同,不会产生使涂布辊19早期磨耗掉的情况。
图3是表示上述间歇涂装装置中驱动控制系统的方框图,在该图中,与图1以及图2相同的部件标注相同的符号,在此省略重复的说明。控制器21具有微型计算机等以控制整个装置,通过操作部29的操作,数据事先设定并存储在存储器22中,并且以该数据为基础,经由马达驱动器30对图1以及图2中的作动辊转动用伺服马达11进行旋转控制,由此进行控制使作动辊7移动到所希望的位置。在上述存储器22中,事先存储着要形成薄膜的涂覆形成区间和非涂覆形成区间各自的长度以及与基材1和涂布剂18的种类相适应的作动辊7的移动位置和移动距离等数据,控制器21基于从存储器22中读出的数据,在时机上进行控制,使作动辊7只移动与该数据相对应的距离。
另外,上述控制器21基于从存储器22中读出的数据,经由马达驱动器31对图1以及图2中的涂布辊旋转用马达20进行旋转控制,从而使该涂布辊旋转用马达20以与数据相对应的旋转速度进行旋转。再者,控制器21在对作动辊转动用伺服马达11进行旋转控制的时机,经由气缸作动部32使图1以及图2中的气缸17动作,从而开始进行控制以使张力辊8在相对于基材1接触或离开的方向、即在使基材1从背面侧后退、以及向表面侧前进的方向上移动或变位,同时经由气缸作动部32对气缸17进行反馈控制,以便使用于检测气缸17的空气压力的压力检测部33的检测值经常保持为恒定值。另外,控制器21还经由马达驱动器37对用于旋转驱动卷取辊和/或供给辊的基材输送用马达34进行旋转控制,由此进行控制而使基材1以所需要的行走速度来行走。
下面就上述间歇涂装装置的构成的详细情况以及间歇涂装的工序进行说明。图3的控制器21经由马达驱动器37对基材输送用马达34进行旋转控制,由此使基材1朝图1以及图2中的箭头方向以预定的速度来行走;同时基于从存储器22中读出的数据,经由马达驱动器30对伺服马达11进行旋转控制,从而使作动辊7择一地位于图2的实线以及双点划线的各图示位置的任一位置;而且经由气缸作动部32对气缸17进行反馈控制,以便使图3的压力检测部33的空气压力检测值达到预定值;对由张力辊8赋予基材1的张力进行可变控制,以便使行走中施加到基材1上的张力经常保持恒定;再者,经由马达驱动器31对涂布辊旋转用马达20进行旋转控制,从而使涂布辊19以预定的速度恒速旋转。
正如图1所明示的那样,作动辊7在与基准辊4处于同一高度且相向配置而与基材1接触的状态下,涂布辊19的涂布剂积存沟19b内所填充的涂布剂18转印涂布在基材1的张开架设在基准辊4和作动辊7之间且以水平配置行走中的部位。由此,通过涂覆的涂布剂18在基材1的下侧表面形成薄膜。
此时,由涂布辊19转印在基材1上的涂布剂18通过采用刮刀24将剩余部分刮落下来而被调整为主要填充在涂布剂积存沟19b内的预定的涂布量,其中刮刀24借助于气缸28经常被自动调整为恒定的压力,而且被推向涂布辊19的平坦面部19c。另外,涂布辊19在与基材1的接触部分朝向与基材1的行走方向相反的方向旋转驱动,从而相对于基材1产生向反方向的滑动,所以能够将涂布剂积存沟19b内填充的涂布剂18通过平坦面部19c薄薄地、均匀地而且平滑地转印涂布在基材1的下侧表面。由此,可以在基材1的下侧表面高精度地形成膜厚设定为20μm以下的极薄的薄膜。
要形成的薄膜的膜厚通过涂布辊19的旋转速度和涂布剂积存沟19b的沟深度进行调整,从而能够精确设定为预定值。在此,涂布辊19的旋转速度越是提高,则涂布剂18的供给量越是增大,从而薄膜的膜厚越是增加,另一方面,所使用的涂布辊19的涂布剂积存沟19b的沟深度越大,则涂布剂18的供给量越是增大,从而薄膜的膜厚越是增加。
另外,涂覆形成于基材1上的薄膜通过使大量的涂布剂积存沟19b以相对于涂布辊19的轴心倾斜的配置来形成,而且使涂布辊19在与基材1的行走方向相反的方向上旋转驱动,便在涂布辊19和基材1的接触点的行走方向侧产生较小的涂布剂积存,并在与行走方向相反的方向上给该积存的涂布剂以引导,从而可以使涂布状态变得均匀,并且不会留下涂布剂积存沟19b的沟印记而成为具有精密的平滑表面的形状。该薄膜的膜厚可以通过改变基材1与涂布辊19的相对速度差而容易地进行微调。在本实施方案中,将涂布辊19的圆周速度与基材1的行走速度的相对速度差设定为上述行走速度的200~500%的旋转速度而进行旋转驱动,由此,即使是极薄的膜厚,也可以高精度地形成膜厚得以精确地均匀化的薄膜。
当相对速度差小于200%时,则反映出涂布辊19的沟图案而成为不均匀的涂布状态,当大于500%时,则产生涂布剂18的飞散。
作为涂布辊19,优选使用的是直径R(图1)在40mm~60mm范围内的小型涂布辊,在本实施方案中,使用直径R为50mm、轴心方向的长度为600mm的涂布辊19。在这样使用直径R较小的涂布辊19的情况下,由于与基材1的下侧表面的接触面积极小,所以能够将涂布剂18以较小的厚度、而且以均匀的方式精确地涂布在基材1上,同时可以精确设定涂布剂18的涂布开始以及涂布停止的位置。之所以使用直径在40mm~60mm范围内的涂布辊19,是因为用于获得涂布辊19的良好的刚性以及加工精度的直径的下限为40mm,而对于所具有的直径为60mm以上的涂布辊19,因与基材1的接触面积增大而不能获得上述的效果。
然而,作为这种间歇涂装装置的基材1,一般以厚度较薄的片材为使用对象。例如在制造电池用极板的情况下,由厚度为10μm左右的铜箔或铝箔构成的集电体可以用作基材1。为了在如上述那样的厚度较薄的基材1上以所希望的形状精密地涂覆涂布剂18,必须使基材1中的至少涂装站3的通过部位以不会产生伸长、皱纹或者收缩等而控制为恒定张力的状态行走,以防止涂布剂18的涂布量变得不均匀的涂布不均的发生。特别如本实施方案那样,在涂装站3中,当涂布辊19沿与基材1的行走方向相反的旋转方向旋转,并使基材1同该涂布辊19接触时,在基材1与涂布辊19之间产生摩擦力,因而在厚度较薄的基材1上容易产生伸长、皱纹或者收缩等。
于是,在上述间歇涂装装置中,使用直径R为50mm的小型涂布辊19,藉此减少基材1对于涂布辊19的接触面积,并将基材1与涂布辊19之间产生的摩擦力抑制在极小的水平。除此以外,在上述间歇涂装装置中,还使用与涂布辊19同样、所具有的直径为50mm的小型辊作为基准辊4和作动辊7,该基准辊4和作动辊7在涂装站3中分别配置于涂布辊19上方的基材1的行走方向的前后位置,同时对基准辊4和作动辊7进行设定,使它们的轴间距离D(图1)在涂布辊19的直径R的1.2倍~2.5倍的小范围内,从而以相互接近且相向的配置进行设定,由此在基准辊4和作动辊7之间赋予基材1以尽可能小的张力,同时防止在基材1上产生伸长、皱纹或者收缩等。
因此,即使是厚度薄的基材1,也因为基准辊4和作动辊7近距离配置,所以仅赋予基材1以较小的张力便可以使该张力保持恒定,不会产生因赋予的张力过大而切断薄基材1的现象。之所以将上述的轴间距离D设定在涂布辊19的直径R的1.2倍~2.5倍的范围内,是因为低于1.2倍时,不能使作动辊7相对于基材1在接触或离开的方向上顺利地移动,而超过2.5倍时,则起因于赋予基材1以过大的张力而产生伸长、皱纹或者收缩等,或者有时产生厚度薄的基材1的断裂。
上面用图1以及图2的配置就间歇地将涂布剂18转印涂布在基材1上、同时形成薄膜的工序进行了说明,此时,在基于从存储器22中读出的数据判断涂装中的薄膜达到了终端的时候,控制器21向马达驱动器30发出指令信号而进行控制,使作动辊转动用伺服马达11仅以与上述数据相对应的旋转角度向相反的方向旋转。因此,正如图2所示的那样,作动辊7经由旋转轴10以及作动连结杆12而将伺服马达11的旋转力传递过来,从而沿着以旋转轴10为支点的转动轨迹而移动,由此便从双点划线的图示位置变位成实线的图示位置,从而使基材1向背面侧后退。由此,基材1因作动辊7向涂布辊19的推压得以解除,随之向上方离开涂布辊19,并在该离开的位置继续行走,故而在基材1的下侧表面形成涂布剂18的非涂覆形成区间。
另外,控制器21从向马达驱动器30发出使作动辊7变位的指令信号的时候,通过演算计算出使由气缸17的压力检测部33输入的空气压力检测值和基准值之差为零的值,同时将该计算值作为控制信号而输出给气缸作动部32,由此进行反馈控制,使气缸17的空气压力经常保持为恒定的基准值。
上述气缸17的空气压力因为与施加到基材1上的张力所产生的反作用力相对应,所以伴随着作动辊7的移动,基材1向涂布辊19的推压力慢慢降低,随之施加到基材1上的张力也向减少的状态变化,而与此相对应,气缸17受到驱动而喷出空气,从而使空气压力保持为预定值。因此,张力辊8在自身的支轴8a上受到气缸17的驱动力的作用,由此沿着以转动支轴13为支点的转动轨迹而从图2的双点划线的图示位置向实线的图示位置移动,同时使基材1向表面侧前进,也就是向表面侧推出去。即,张力辊8在将基材1向表面侧推出去的方向上移动,以便追踪作动辊7在使基材1从背面侧后退的方向上的移动,而且以使施加在基材1上的张力保持为预定值的方式将基材1向表面侧推出去,所以基材1在作动辊7离开的过程中,几乎不会产生松弛而处于张开架设在基准辊4和张力辊8之间的状态。
另外,上述的间歇涂装装置仅使直径为50mm的小型作动辊7沿着以旋转轴10为支点的转动轨迹移动,而且可以从薄膜的涂覆形成区间转换成非涂覆形成区间,故而能够以极其良好的响应性进行切换,而且在如上述那样从涂覆形成区间向非涂覆形成区间进行转换时,进行控制使施加到基材1上的张力保持恒定,从而可以防止在基材1上发生松弛,由此涂布剂18常常可以均匀地涂布在基材1上,所以即使对于在厚度较薄的基材1上形成膜厚为20μm以下的极薄薄膜的情况,其薄膜的涂布终端沿着基材1的宽度方向也不会成为以前的波浪线状,而是成为精确的直线状。
再者,控制器21在判断达到了非涂覆形成区间的终端时,向马达驱动器30发出指令信号而进行控制,使作动辊转动用伺服马达11仅以与存储器22的数据相对应的旋转角度旋转。由此,作动辊7沿着以旋转轴10为支点的转动轨迹而从图2的图示位置向图1的图示位置移动,使基材1向表面侧前进而重新恢复到向涂布辊19推压的状态,从而在基材1的下表面开始形成薄膜。此时,基材1在作动辊7的作用下,在涂布辊19的配置刮刀24的一侧(图1以及图2的左侧)、或者涂布剂18的施加方向一侧的位置与之接触,故而能够极其精确地决定基材1上薄膜的形成位置。该效果在使上述基材1离开涂布辊19的情况下也同样可以获得。
另外,控制器21从向马达驱动器30发出使作动辊7变位的指令信号的时候,通过演算计算出使由气缸17的压力检测部33输入的空气压力检测值和基准值之差为零的值,同时将该计算值作为控制信号而输出给气缸作动部32,由此进行反馈控制,使气缸17的空气压力经常保持为恒定的基准值。也就是说,伴随着作动辊7的移动,基材1被慢慢推向涂布辊19,随之施加到基材1上的张力也向增大的状态变化,而与此相对应,气缸17受到驱动而使空气压力保持为预定值。因此,随着气缸17的后退,其推压力降低,随之张力辊8接受基材1欲增大的张力,沿着以转动支轴13为支点的转动轨迹而从图2的图示位置向图1的图示位置移动,同时吸收基材1的张力的增大部分。
也就是说,上述张力辊8在使基材1从背面侧后退的方向上移动,以追踪作动辊7在使基材1向表面侧前进的方向上的移动,从而发挥着吸收基材1的张力的增大部分的作用,以便使施加在基材1上的张力保持为预定值。因此,所形成的薄膜在行走方向的涂布始端沿宽度方向成为精确的直线形状。
另外,在从薄膜的涂覆形成区间转换成非涂覆形成区间时,上述间歇涂装装置只是移动作动辊7使基材1从背面侧后退,从而作动辊7即使在其最终阶段例如离开基材1,基材1也以卷绕在经常处于恒定位置的基准辊4上的状态行走。因此,与如图6的以前装置那样使一对姿势控制辊41、42成为一对而共同离开基材40的情况不同,即使在基材1离开涂布辊19的情况下,该基材1经由位置固定的基准辊4在涂装站3的基准位置行走,所以当从薄膜的涂覆形成区间转换成非涂覆形成区间时,作动辊7可以回归至以基准辊4为基准而决定的原来的位置,故而薄膜的间歇涂装精度得以进一步的提高。而且作动辊7以能够高精度地控制旋转角度的伺服马达11的旋转力为驱动源而移动,因而可以对移动位置进行高精度的定位。
下面就使用上述间歇涂装装置制造电池用极板的情况,参照顺序表示其工序的图5A~图5C进行说明。首先,如图5A所示,以由铜箔或铝箔构成的带状集电体35为基材,在该集电体35的表面间歇地形成正极或负极活性物质层的涂覆层36。在此,集电体35的厚度为10μm,活性物质层36的厚度为90μm。集电体35的存在于活性物质层36的两侧的非涂覆形成区间之一作为引线的连接部加以应用。
此外,活性物质层36在正极的情况下,作为活性物质,例如使用钴酸锂及其改性体(它同铝或镁的固溶体等)等的复合氧化物,该活性物质层36由合剂料浆形成,其中合剂料浆通过在该活性物质中混合粘结剂以及导电剂、并进行混炼以达到最优的粘度而获得;而且在负极的情况下,作为活性物质,例如使用各种天然石墨以及人造石墨、硅化物等硅系复合材料,该活性物质层36由合剂料浆形成,其中合剂料浆通过在该活性物质中混合粘结剂以及导电剂、并进行混炼以达到最优的粘度而获得。
接着如图5B所示,以形成有活性物质层36的集电体35为基材,一边使其行走,一边采用反射式光电传感器38检测活性物质层36在行走方向的始端和涂布终端36a,如图3的双点划线所示的那样,基于上述检测的位置由控制器21计算出涂装间距,再基于该计算的涂装间距,将由用作填料的无机氧化物和少量的粘结剂混炼而成的涂布剂从活性物质层36的涂布始端的跟前位置间歇涂布至涂布终端36a的后方位置,由此形成覆盖整个活性物质层36的多孔性保护膜39,这样便完成了电池用极板的制作。多孔性保护膜39在干燥后具有极薄的厚度,为6μm左右,但是,即使是膜厚如此薄的多孔性保护膜39,也可以采用上述的间歇涂装装置而如上述那样高精度地形成。
之所以将无机氧化物用作上述涂布剂的填料,是因为电池用极板需要耐热性;而且例如在锂离子二次电池的使用范围内,作为满足电化学稳定的要件、且适于涂布剂化的材料,最为优选的是无机氧化物。再者,作为无机氧化物,从电化学稳定性的角度考虑,最为优选的是使用氧化铝,使用在1.2μm左右的该氧化铝粒子中添加少量的粘结剂混炼而成的涂布剂。
另外,这样形成的多孔性保护膜39正如图5B所明示的那样,其终端部39a基于上述的理由,沿集电体35的宽度方向不会成为波浪线状,而是成为精确的直线状,同时成为以比其它部分稍大的膜厚而突出的隆起的形状。这样的突出形状的终端部39a可以按如下的方法来形成。即如图5C所示,相对于作为基材的集电体35的行走方向而向反方向旋转的涂布辊19,由于以快于集电体35的行走速度的旋转速度旋转,所以起因于该集电体35和涂布辊19之间的速度差,少量的涂布剂60滞留在小空间61内,其中该小空间61于涂布辊19和集电体35的接触部分,在涂布剂60的供给侧形成为楔状的断面形状,该少量的涂布剂60在集电体35离开涂布辊19时,照原样涂覆在集电体35上而形成突出形状的终端部39a。
然而,上述突出形状的终端部39a形成在位于活性物质层36的涂布终端36a的后方侧的集电体35上,所以其顶端不会比活性物质层36的上表面更高,因而不会成为作为电池用极板使用时的阻碍因素,从而不会产生任何问题。
另外,本实施方案的薄膜的间歇涂装方法可以获得以下显著的效果。也就是说,使作动辊7在从基材1的背面侧后退、以及在向表面侧前进的方向上移动,单凭这样简单的手段便可以相互切换薄膜的涂覆形成区间和非涂覆形成区间,因而能够以极其良好的响应性进行切换。另外,当作动辊7带着基材1向接触或离开的方向移动时,使张力辊8追踪作动辊7的移动而相对于基材1进行移动控制,以便使施加到基材1上的张力经常保持为预定值,故而在作动辊7接触或离开基材1的过程中,可以维持使基材1张开架设在基准辊4和张力辊8之间的状态,因而在基材1上几乎不会产生松弛,所以总是能够将涂布剂18均匀地涂布在基材1上。因此,即使对于在厚度较薄的基材1上形成膜厚为20μm以下的极薄薄膜的情况,也可以获得如下显著的效果其薄膜的涂布终端沿着基材1的宽度方向不会成为以前的波浪线状,而是可以切实地涂布形成精确的直线状。
但是,上述间歇涂装方法对于以某一范围内的行走速度输送所具有的宽度比较狭窄的基材1的情况,虽然产生了上述显著的效果,但对于基材1为宽幅例如具有500mm以上的较大宽度的情况,则产生了尚未解决的新问题。
也就是说,在上述间歇涂装方法中进行控制,相对于基材1移动张力辊8以追踪作动辊7在离开基材的方向上的移动,从而使施加到基材1上的张力经常保持为预定值,但基材1和涂布辊19经常维持在均匀接触的状态最重要的是基材1的与涂布辊19的相向部位的张力经常保持恒定。
在涂布剂18的涂装时,通过张开架设尽可能接近配置的基准辊4和作动辊7之间的较短的区域而赋予上述基材1的与涂布辊19的相向部位的张力,但在基材1离开涂布辊19而形成薄膜的涂布终端时,则通过张开架设基准辊4和张力辊8之间的较长的区域而赋予张力。此时,因作动辊7在使基材1从背面侧后退的方向上移动而产生的基材1的松弛,由于朝基材1前进的张力辊8赋予基材1以张力而得以吸收,但在基材1为宽幅的情况下,该基材1上在基准辊4和张力辊8之间的较长的区域,当基材1离开涂布辊19时,在基材1的宽度方向产生波浪状的稍稍的松弛,从而产生涂布剂18的涂布不均,所以薄膜的涂布终端局部地不会成为精确的直线形状。之所以在基材1上产生上述波浪状的松弛,是因为宽幅的基材1具有在制作时产生的宽度方向的应变,而且在基材1离开涂布辊19时,基材1的与涂布辊19的相向部位的张力因张开架设在相隔较远的基准辊4和张力辊8之间而赋予。
于是,鉴于上述的问题,图6、图7所示的其它实施方案相对于图1、图2所示的先前的实施方案,在对宽度较宽的基材以高速度间歇涂覆形成涂布剂时,也可以使涂布终端成为优良的直线状且具有高精度形状的薄膜得以形成。
下面就此进行说明。图6表示薄膜的涂装状态,图7表示薄膜的非涂装状态。如图6以及图7所示,基材1在涂装站3卷绕在轴间距离比先前的实施方案的情况稍有增加的基准辊4和作动辊7上,同时从配置在基准辊4和作动辊7中间的支承辊5和在其下方的涂布辊19之间通过,并且从背面侧在基准辊4和支承辊5之间以及在支承辊5和作动辊7之间受到支撑,同时在它们之间分别给予恒定的张力而行走。在上述支承辊5的作用下,以预定的接触压力将基材1推压在配置于基材1表面侧的涂布辊19上而使基材1行走,从而将附载在涂布辊19的外周面的涂布剂18转印在基材1的表面而涂覆形成薄膜。其它构成与图1、图2所示的实施方案并没有特别的变化,共同的构件标注相同的符号,在此省略重复的说明。
以旋转自如的方式支撑支承辊5的支轴6与气缸15连结,在形成薄膜的涂覆形成区间时,支承辊5自身的下端保持在高度比连接基准辊4和作动辊7各自的下端所成的水平线位置稍靠上方的位置(图6用实线以及图7用双点划线表示的位置),另一方面,在形成薄膜的涂覆形成区间时,在气缸15的驱动下,支承辊5提升到图6的实线所示的上限位置。在此,支承辊5不会一口气从图7的双点划线位置向实线位置提升,而是追踪张力辊8的移动而向上移动。关于它的详细情况在后面叙述。
在上述支承辊5的下方位置,用于将涂布剂18转印涂覆在基材1在图中朝下的表面上的涂布辊19被设置在如下的高度位置,即将基材1夹在涂布辊19与处在形成薄膜的涂覆形成区间时的高度位置的支承辊5之间。
图8是表示本实施方案的上述间歇涂装装置中驱动控制系统的方框图。控制器21追踪使张力辊8在从基材1的背面侧后退、以及向表面侧前进的方向上进退移动的气缸17的动作控制的时机,经由气缸作动部16对图6以及图7的气缸15进行驱动控制,由此进行使支承辊5在上下方向移动的控制。通过控制器21进行的其它控制与图1、图2所示的实施方案的情况并没有特别的变化,共同的构件标注相同的符号,在此省略重复的说明。
下面就上述间歇涂装装置的构成的详细情况以及间歇涂装的工序进行说明。正如图6所明示的那样,在图3的控制器21的动作控制下,作动辊7相对于基准辊4在同一高度位置相互平行且相向对置,在使基材向表面侧、也就是向下方前进而与涂布辊19接触的状态下,位于该作动辊7和基准辊4中间的支承辊5在气缸15的作用下,保持在以预定的接触压力将基材1推压在涂布辊19上的下限位置,从而涂布辊19的涂布剂积存沟19b内所填充的涂布剂18转印涂布在基材1的由支承辊5推压在涂布辊19上的部位。因此,即使在宽度比较宽的基材1上间歇涂布涂布剂18的情况下,也可以通过支承辊5的作用,抑制由涂布剂18的涂布状态和未涂布状态的反复所引起的基材1的上下移动或波动的发生,由于基材1对涂布辊19的接触压力可以维持在预定值,所以能够抑制涂布剂18的涂布不均的发生而进行稳定均匀的涂覆。由此,不拘泥于基材1的行走速度,采用涂覆的涂布剂18便可以在基材1的下侧表面形成没有涂覆的不均匀且形状具有高精度的薄膜。
以上所说明的是在图6的配置中,以支承辊5和涂布辊19的协作为基础,将涂布剂18转印涂布在基材1上,同时形成薄膜的工序。在该工序中,当控制器21基于从存储器22中读出的数据,判端涂装中的薄膜达到了涂布终端的时候,作动辊7沿着以旋转轴10为支点的转动轨迹而移动,由此便从双点划线的图示位置移动到实线的图示位置,从而作动辊7在使基材1从背面侧后退的方向上移动,同时在最终阶段离开基材1。与此同时,从发出使作动辊7移动的指令信号的时候开始,使气缸17的空气压力经常保持为恒定的基准值,由此让张力辊8在使基材1向表面侧前进的方向上移动,以追踪作动辊7在离开基材1的方向上的移动,从而张力辊8将基材1推出去以便将施加在基材1上的张力维持在预定值,因而基材1在作动辊7离开的过程中,几乎不会产生松弛而处于张开架设在支承辊5和张力辊8之间的状态。
另外,控制器21对马达驱动器30发出指令信号,以控制作动辊转动用伺服马达11的旋转,与此同时,对气缸作动部16发出指令信号,以驱动气缸15,由此支承辊5移动预定的距离以使基材1稍稍离开涂布辊19。此时,控制器21经由气缸作动部16对气缸15进行动作控制,以便使支承辊5以对应于由压力检测部33输入的空气压力检测值的速度在离开涂布辊19的方向上移动。
如上所述,由于使支承辊5追踪张力辊8的动作而移动,所以特别在使用宽度为500mm以上的较宽的基材1的情况下,因作动辊7在离开基材1的方向上移动而产生的基材1的松弛的大部分,由于朝基材1前进的张力辊8赋予基材1以张力而得以吸收,同时起因于具有宽带状的基材1在制作时的应变而在基材1的宽度方向产生波浪状的稍稍的松弛,由于在基材1的与张力辊8之间的部位赋予预定张力的支承辊5的作用而得以吸收。这样一来,即使在宽幅的基材1中,也可以抑制沿宽度方向形成为波浪状的松弛的发生,所以不会产生涂布剂18的涂覆不均匀,而是可以使薄膜的涂布终端形成为精确的直线状。
另外,在加快基材1的行走速度的情况下,如上所述,因支承辊5的作用而使基材1对涂布辊19的接触压力常常维持在预定值,从而涂覆不均匀的发生受到抑制,可以稳定且均匀地涂覆涂布剂18。除此以外,基材1对涂布辊19的接触时间与行走速度的加快相对应而缩短,使张力辊8前进移动以追踪作动辊7的时机常常稍稍延迟,但在基材1离开涂布辊19时,因上述延迟而在基材1上产生的沿宽度方向形成为波浪状的松弛,由于支承辊5动作以追踪张力辊8而得以吸收。因此,即使在加快基材1的行走速度的情况下,也可以切实地涂覆形成涂布终端形成为精确的直线状的薄膜。
另外,控制器21在判断达到了非涂覆形成区间的终点时,作动辊7沿着以旋转轴10为支点的转动轨迹而从图7的图示位置向图6的图示位置移动,由此使基材1重新恢复到向涂布辊19推压的状态,从而在基材1的下表面开始形成薄膜。
另外,从向马达驱动器30发出使作动辊7移动的指令信号的时候开始,也就是伴随着作动辊7的移动,当基材1推向涂布辊19而使张力得以增大时,控制器21进行控制使气缸17的空气压力经常保持为恒定的基准值,由此,随着气缸17的后退,对基材1的推压力降低,张力辊8接受基材1的上述增大的张力而从图2的图示位置向图1的图示位置移动,同时吸收基材1的张力的增大部分。
控制器21与上述张力辊8的动作状况相对应,经由气缸作动部16对气缸15进行动作控制,以便使支承辊5以对应于由压力检测部33输入的空气压力检测值的速度在接近涂布辊19的方向上移动。因此,起因于具有宽带状的基材1在制作时的应变而在基材1的宽度方向产生波浪状的稍稍的松弛,由于在基材1的与张力辊8之间的部位赋予预定张力的支承辊5的作用而得以吸收,所以薄膜在行走方向的涂布始端也可以沿宽度方向形成为精确的直线状。
正如以上所说明的那样,根据本发明,由于能够以高的生产效率间歇地涂覆形成膜厚为20μm以下的极薄的薄膜,而且能够使涂布终端形成为具有优良直线性的高精度的形状,因而能够特别优选适用于电池用极板的活性物质层及其多孔性保护膜的形成工序。
权利要求
1.一种薄膜的间歇涂装方法,其包括将带状基材(1,35)的背面侧卷绕于在相互平行的位置上对置的固定基准辊(4)和可移动的作动辊(7)上,与所述基准辊和作动辊平行地保持涂布剂(18)的涂装部位,并使其沿一个方向行走,同时使附载着涂布剂的涂布辊(19)与所述基准辊和所述作动辊的中间部位的所述基材相接触,在所述基材的表面转印并涂覆涂布剂,由此涂覆形成薄膜;使所述作动辊在预定的时机在从所述基材的背面侧后退的方向上移动,从而使所述基材离开所述涂布辊,与其联动而使张力辊(8)在向所述基材的表面侧前进的方向上移动,从而赋予所述基材以张力;此后,使所述作动辊在预定的时机在向所述基材的表面侧前进的方向上移动,从而使所述基材接触所述涂布辊,与其联动而使张力辊在从所述基材的背面侧后退的方向上移动,从而使赋予所述基材的张力得以减少,并且在所述基材的表面以间歇的配置形成所述薄膜;而且进行如下的控制为了使施加到所述基材上的张力经常保持恒定,使所述张力辊在从所述基材的背面侧后退的方向上和向表面侧前进的方向上移动,以追踪所述作动辊在从所述基材的背面侧后退的方向上的移动。
2.根据权利要求1所述的薄膜的间歇涂装方法,其中,作动辊(7)和张力辊(8)相对于涂布辊(19)配置在基材(1)的行走方向侧。
3.根据权利要求1所述的薄膜的间歇涂装方法,其中,使用直径为40mm~60mm的涂布辊(19)。
4.根据权利要求1所述的薄膜的间歇涂装方法,其中,基准辊(4)和作动辊(7)以它们的轴间距离被设定为涂布辊(19)的直径的1.2倍~2.5倍的配置进行设置。
5.根据权利要求1所述的薄膜的间歇涂装方法,其中,作为所使用的涂布辊(19),大量的涂布剂积存沟(19b)相对于所述涂布辊的轴心倾斜预定的角度,而且以相互平行的配置刻设在整个外周面上,并且涂布辊沿与基材(1)的行走方向相反的方向旋转,同时以恒压将刮刀(24)推向设置在所述涂布辊中各相邻的所述涂布剂积存沟之间的平坦面部(19c),从而使附载在所述涂布辊上的涂布剂(18)的剩余部分刮落下来。
6.根据权利要求1所述的薄膜的间歇涂装方法,其中,以作动连结杆(12)将旋转轴(10)和作动辊的支轴(7a)相互连结起来,追踪所述作动辊(7)沿以所述旋转轴为支点的转动轨迹的移动,而将张力辊(8)设置为能够沿以经由连结杆(14)与自身的支轴(8a)连结的旋转支轴(13)为支点的转动轨迹移动,由此在基材(1)上从其背面侧施加恒定的压力,从而使赋予所述基材的张力保持恒定。
7.根据权利要求1所述的薄膜的间歇涂装方法,其中,在基材(35)的表面以间歇的配置涂覆形成涂覆层(36)之后,用传感器(38)检测出所述涂覆层的涂布始端和涂布终端(36a),以与所述涂覆层相对应的间歇配置涂覆形成覆盖整个该涂覆层的薄膜(39)。
8.根据权利要求7所述的薄膜的间歇涂装方法,其中,将铜箔或铝箔用作基材(35),在所述基材的表面涂覆形成电池用活性物质层作为涂覆层(36),并在所述涂覆层的整个表面以及所述基材的一部分上涂覆形成多孔性保护膜作为薄膜(39)。
9.根据权利要求1所述的薄膜的间歇涂装方法,其中,将薄膜(39)中相对于基材(35)的行走方向的终端部(39a)形成为沿所述基材的宽度方向呈直线状、且以比预定膜厚稍大的膜厚而突出的形状。
10.一种薄膜的间歇涂装方法,其包括将带状基材(1,35)的背面侧分别卷绕于在相互平行的位置上对置的固定基准辊(4)和可移动的作动辊(7)以及配置于该两棍的中间位置的支承辊(5)上,与所述基准辊和作动辊平行地保持涂布剂(18)的涂装部位,同时由所述支承辊以预定的接触压力向着配置于所述基材表面侧的涂布辊推压所述基材并使其沿一个方向行走,而且将在所述涂布辊(19)的外周面附载的涂布剂转印在所述基材的表面而涂覆形成薄膜;使所述作动辊在预定的时机在从所述基材的背面侧后退的方向上移动,从而使所述基材离开所述涂布辊,与该移动联动而使张力辊(8)在向所述基材的表面侧前进的方向上移动,从而赋予所述基材以张力,同时使所述支承辊在从所述基材的背面侧后退的方向上移动,由此使所述基材离开所述涂布辊;此后,使所述作动辊在预定的时机在向所述基材的表面侧前进的方向上移动,与该移动联动而使张力辊在从所述基材的背面侧后退的方向上移动,从而使赋予所述基材的张力得以减少,同时使所述支承辊在向所述基材的表面侧前进的方向上移动,从而使所述基材与所述涂布辊相接触,由此在所述基材的表面以间歇的配置形成所述薄膜。
11.根据权利要求10所述的薄膜的间歇涂装方法,其中,为了使施加到基材(1)上的张力经常保持恒定,张力辊(8)被控制为在相对于所述基材接触或离开的方向上移动,以追踪作动辊(7)在相对于所述基材接触或离开的方向上的移动,同时对支承辊(5)进行动作控制使其追踪所述张力辊的动作。
12.根据权利要求10所述的薄膜的间歇涂装方法,其中,作动辊(7)和张力辊(8)相对于涂布辊(19)配置在基材(1)的行走方向侧。
13.根据权利要求10所述的薄膜的间歇涂装方法,其中,使用直径为40mm~60mm的涂布辊(19)。
14.根据权利要求10所述的薄膜的间歇涂装方法,其中,基准辊(4)和作动辊(7)以它们的轴间距离被设定为涂布辊(19)的直径的1.2倍~2.5倍的配置进行设置。
15.根据权利要求10所述的薄膜的间歇涂装方法,其中,作为所使用的涂布辊(19),大量的涂布剂积存沟(19b)相对于所述涂布辊的轴心倾斜预定的角度,而且以相互平行的配置刻设在整个外周面上,并且涂布辊沿与基材(1)的行走方向相反的方向旋转,同时以恒压将刮刀(24)推向设置在所述涂布辊中各相邻的所述涂布剂积存沟之间的平坦面部(19c),从而使附载在所述涂布辊上的涂布剂(1 8)的剩余部分刮落下来。
16.根据权利要求10所述的薄膜的间歇涂装方法,其中,以作动连结杆(12)将旋转轴(10)和作动辊的支轴(7a)相互连结起来,追踪所述作动辊(7)沿以所述旋转轴为支点的转动轨迹的移动,而将张力辊(8)设置为能够沿以经由连结杆(14)与自身的支轴(8a)连结的旋转支轴(13)为支点的转动轨迹移动,由此在基材(1)上从其背面侧施加恒定的压力,从而使赋予所述基材的张力保持恒定。
17.根据权利要求10所述的薄膜的间歇涂装方法,其中,在基材(35)的表面以间歇的配置涂覆形成涂覆层(36)之后,用传感器(38)检测出所述涂覆层的涂布始端和涂布终端(36a),以与所述涂覆层相对应的间歇配置涂覆形成覆盖整个该涂覆层的薄膜(39)。
18.根据权利要求17所述的薄膜的间歇涂装方法,其中,将铜箔或铝箔用作基材(35),在所述基材的表面涂覆形成电池用活性物质层作为涂覆层(36),并在所述涂覆层的整个表面以及所述基材的一部分上涂覆形成多孔性保护膜作为薄膜(39)。
19.根据权利要求10所述的薄膜的间歇涂装方法,其中,将薄膜(39)中相对于基材(35)的行走方向的终端部(39a)形成为沿所述基材的宽度方向呈直线状、且以比预定膜厚稍大的膜厚而突出的形状。
全文摘要
本发明提供一种薄膜的间歇涂装方法,其将向一个方向行走的带状基材(1)卷绕并保持在位置固定的基准辊(4)和可移动的作动辊(7)上,并在此状态下,使之与在外周面附载着涂布剂(18)且沿与基材(1)的行走方向相反的方向旋转的涂布辊(19)接触,使作动辊(7)在预定的时机于接触或离开基材(1)的方向移动,同时为了使施加到基材(1)上的张力经常保持恒定,张力辊(8)被控制为在相对于基材(1)接触或离开的方向上移动,以追踪作动辊(7)在相对于基材(1)接触或离开的方向上的移动,由此能够以高的生产效率间歇地涂覆形成膜厚为20μm以下的极薄薄膜,而且能够使涂布终端形成为具有优良直线性的高精度的形状。
文档编号H01M4/04GK101068629SQ200580040588
公开日2007年11月7日 申请日期2005年11月25日 优先权日2004年11月26日
发明者寺元数孝, 林彻也 申请人:松下电器产业株式会社
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