(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の基材の裏面側を互いに平行な位置に対置された固定の基準ローラと移動可能な作動ローラに巻き掛けて、前記基準ローラと作動ローラとに平行になるように塗布剤の塗工箇所を保持し、一方向に走行させるとともに、前記基準ローラと前記作動ローラとの中間箇所の前記基材に塗布剤を担持した塗布ローラを接触させて、前記基材の表面に塗布剤を転写して塗着させることにより薄膜を塗着形成し、
前記作動ローラを所定のタイミングで前記基材の裏面側より後退させる方向に移動させて前記基材を前記塗布ローラから離間させ、これに連動してテンションローラを前記基材の表面側に向かって前進させる方向に移動させて前記基材に張力を付与し、
そののち、前記作動ローラを所定のタイミングで前記基材の表面側に向かって前進する方向に移動させて前記基材を前記塗布ローラに接触させ、これに連動してテンションローラを前記基材の裏面側より後退させる方向に移動させて前記基材に付与する張力を減少させ、前記基材の表面に前記薄膜を間欠的な配置で形成し、
前記テンションローラを前記基材に負荷される張力が常に一定となるように、前記作動ローラが前記基材の裏面側よりに後退させる方向への移動に追従して、前記基材の裏面側より後退させる方向と表面側に向かって前進させる方向とに移動させるように制御することを特徴とする薄膜の間欠塗工方法。
【請求項２】
帯状の基材の裏面側を互いに平行な位置に対置された固定の基準ローラと移動可能な作動ローラおよびこれら両ローラの中間位置に配置されたバックアップローラにそれぞれ巻き掛けて、前記基準ローラと作動ローラと平行になるように塗布剤の塗工箇所を保持させるとともに、前記バックアップローラにより前記基材をその表面側に配置された塗布ローラに対し所定の接触圧で押し付けて一方向に走行させ、前記基材の表面に前記塗布ローラの外周面で担持させた塗布剤を転写して薄膜を塗着形成し、
前記作動ローラを所定のタイミングで前記基材の裏面側より後退させる方向に移動させて前記基材を前記塗布ローラから離間させ、この移動に連動してテンションローラを前記基材の表面側に向かって前進させる方向に移動させて前記基材に張力を付与するとともに、前記バックアップローラを前記基材の裏面側より後退させる方向に移動させることにより、前記基材を前記塗布ローラから離間させ、
そののち、前記作動ローラを所定のタイミングで前記基材の表面側に向かって前進させる方向に移動させ、この移動に連動してテンションローラを前記基材の裏面側より後退させる方向に移動させて、前記基材に付与する張力を減少させるとともに、前記バックアップローラを前記基材の表面側に向かって前進させる方向に移動させて、前記基材を前記塗布ローラに接触させることにより、前記基材の表面に前記薄膜を間欠的な配置で形成することを特徴とする薄膜の間欠塗工方法。
【請求項３】
テンションローラを基材に負荷される張力が常に一定になるように、作動ローラが前記基材に対し接離方向への移動に追従して前記基材に対し接離方向に移動させるように制御するとともに、バックアップローラを前記テンションローラの作動に追従するように作動制御するようにした請求項２に記載の薄膜の間欠塗工方法。
【請求項４】
作動ローラとテンションローラとが塗布ローラに対し基材の走行方向側に配置されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の薄膜の間欠塗工方法。
【請求項５】
塗布ローラとして、４０ｍｍ〜６０ｍｍの直径を有するものを用いた請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄膜の間欠塗工方法。
【請求項６】
基準ローラと作動ローラとを各々の軸間距離が塗布ローラの直径の１．２倍以上で２．５倍以下に設定した配置で設けた請求項１〜５のいずれか１項に記載の薄膜の間欠塗工方法。
【請求項７】
塗布ローラとして、多数の塗布剤溜め溝が前記塗布ローラの軸心に対し所定の角度に傾斜し、且つ互いに平行な配置で外周面全体に刻設されたものを用い、基材の走行方向とは逆方向に回転させるとともに、ドクターブレードを前記塗布ローラにおける隣接する前記塗布剤溜め溝の各間に設けられた平坦面部に定圧で押し付けて、前記塗布ローラに担持された塗布剤の余剰分を掻き落とすようにした請求項１〜６のいずれか１項に記載の薄膜の間欠塗工方法。
【請求項８】
回転軸と作動ローラの支軸とを作動連結杆で相互に連結して、前記作動ローラが前記回転軸を支点とする回動軌跡に沿って移動するのに追従して、テンションローラをそれ自体の支軸が連結杆を介して連結された回転支軸を支点とする回動軌跡に沿って移動可能に設けることにより基材にその裏面側から一定の圧力を負荷して、前記基材に付与される張力を一定に保持するようにした請求項１〜７のいずれか１項に記載の薄膜の間欠塗工方法。
【請求項９】
基材の表面に塗着層を間欠的な配置で塗着形成したのち、前記塗着層の塗布始端と塗布終端とをセンサで検出して、この塗着層の全体を被覆する薄膜を前記塗着層に対応する間欠的な配置で塗着形成するようにした請求項１〜８のいずれか１項に記載の薄膜の間欠塗工方法。
【請求項１０】
銅箔またはアルミニウム箔を基材として用い、電池用活物質層を塗着層として前記基材の表面に塗着形成し、多孔性保護膜を薄膜として前記塗着層の全表面および前記基材の一部に塗着形成するようにした請求項９に記載の薄膜の間欠塗工方法。
【請求項１１】
薄膜における基材の走行方向に対する終端部が、前記基材の幅方向に向け直線状で、且つ所定の膜厚よりも僅かに大きな膜厚に膨出した形状に形成した請求項１〜１０のいずれか１項に記載の薄膜の間欠塗工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺シート状の基材の表面に、薄膜を塗着形成区間と塗着非形成区間とが交互に間欠的に存在する所定のパターンに塗着形成する用途に好適に用いることができる薄膜の間欠塗工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置やコンデンサなどの電子部品の製造に際しては、帯状の基材の表面に塗料などをパターンニングして塗着して薄膜を形成することが盛んに行われている。例えば、電池用極板においては基材となる集電体の表面に活物質層を形成したのち、厚みが０．１μｍ〜２００μｍの多孔性保護膜または樹脂結着剤とアルミナ粉末などの固体微粒子とを含有したコーティング膜からなる多孔性保護膜を上記活物質層を被覆する状態に形成することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上述の多孔性保護膜は、パターンニングして塗着された活物質層を被覆するために間欠的に塗着されるが、このように塗料などを間欠的に基材に塗着する工程を能率的に行って量産する場合には、長尺シート状の基材を所定速度で走行させながら、その基材に塗料などを間欠的に塗着する工程が採用されている（例えば、特許文献２参照）。この間欠塗工方法では、回転するコーティングロールにスラリー状の塗料を調節器により所定量だけ担持させ、このコーティングロールとこれに対向配置したバッキングロールとの間に長尺状の基材を挟み込んでバッキングロールに沿って走行させながら、コーティングロール上の塗料層を基材に転写して塗布し、所定時間毎に、バッキングロールの回転軸をこれの軸心に対し直交方向に平行移動させて基材をコーティングロールから所定時間だけ離間させることにより、基材に塗料を塗布しない塗着非形成区間を形成するようにしている。
【０００４】
また、従来では他の間欠塗布手段として、ダイコート塗工方式も採用されている。このダイコート塗工方法は、塗料に圧力を加えることによってダイから吐出させた塗料を基材に塗着させるとともに、所定のタイミングで塗料に加える圧力を遮断すると同時に塗料に対し僅かに減圧することによってダイからの塗料の吐出を確実に停止させることにより、塗料による薄膜を間欠的な配置で塗着形成するように制御するものである。
【０００５】
ところが、上述した各間欠塗工方法は何れも２０μｍ以上の比較的大きな膜厚を有する薄膜を能率的に塗着形成するのに適しているが、その構造上、電池用極板のように２０μｍ以下の膜厚の多孔性保護膜を形成する用途には適用することができない。これに対し、２０μｍ以下の薄膜を塗布できる技術として、薄い基材に対して塗布剤を極めて精度良く、且つ確実に均一な膜厚で全面塗布することができるグラビア塗工方法が存在する（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
上記グラビア塗工方法は、図９に示すように、帯状の基材４０を、平行に対向配置された一対の自由回転自在の姿勢制御ロール４１，４２間に張架して支持した状態で両姿勢制御ロール４１，４２の軸方向と直交方向に走行させ、外周面にグラビアパターン（図示せず）が形成されて基材４０の下方に配置されたグラビアロール４３を、塗布剤供給ノズル機構４４から塗布剤が上記グラビアパターンの溝内に入り込むように塗布しながら、基材４０に対し相対速度を有する周速度で回転させるとともに、このグラビアロール４３の表面から余剰の塗布剤をドクターブレード４７によって塗布を施す前に拭き取って、定量の塗布剤を基材４０の下側表面に塗布するものである。
【０００７】
上記グラビア塗工方法では、グラビアロール４３のグラビアパターンの溝内に多い目に塗布された塗布剤がドクターブレード４７で拭き取られることにより、グラビアパターンの溝内に適正量だけの塗布剤を充填供給することができ、それに加えて、基材４０の走行方向とグラビアロール４３の回転方向とが相互の接触部において逆方向であるから、グラビアパターンが基材４０の下側表面に対して逆方向に滑ることとなって塗布剤が基材４０の下側表面に薄く均一に平滑された全面塗布状態に塗着されるので、２０μｍ以下の膜厚の薄膜を均一に塗布形成することができる。
【０００８】
ところで、上記グラビア塗工方法では、膜厚が２０μｍ以下の比較的薄い薄膜を全面塗布するのに適しているが、特許文献３には塗布剤を塗布しない塗着非形成区間を設けながら、薄膜を形成する間欠塗布を行う間欠塗工に関する技術について何ら記述されていない。
【０００９】
図９のグラビア塗布装置において間欠塗工を行うとすれば、それぞれ回転自在に取り付けられた一対の姿勢制御ロール４１，４２および一対のガイドロール４８，４９によって基材４０の走行路が設けられたロールユニット５０を、回転支軸５１を支点として図の実線図示位置と２点鎖線図示位置とに択一的に位置するように回動させる構成として、基材４０をグラビアロール４３に対し接離するようにするか、またはグラビアロール４３、塗布剤供給ノズル機構４４および塗布剤の収容タンク５２を含む機構全体を上下動させる構造として、グラビアロール４３を基材４０に対し接離させるようにするか、或いは、一方の姿勢制御ロール４２を固定的に設けて基準ロールとし、他方の姿勢制御ロール４１の回転軸を上下動させて基材４０をグラビアロール４３に対し接離させるようにすることが考えられる。
【００１０】
しかしながら、この方法では基材４０とグラビアロール４３とを相互に接離させるための構造が大掛かりになり過ぎて、極めて応答性の悪いものとなるから、高い生産性で薄膜を間欠塗工することができない。しかも、図１０に示すように、基材４０の表面に間欠的に塗布形成された薄膜５３は、上述のように間欠塗工時の応答性が悪いのに伴って基材４０とグラビアロール４３との相互間での接触および離れ際の安定性が悪いことから、塗工時において基材４０の走行方向Ｐの塗布終端５３ａが、帯状の基材４０の幅方向に向けて正確な直線状とならずに、波線状になってしまうとともに、膜厚も不均一になり易い。このように塗布終端５３ａが波線状で、且つ膜厚が不均一となる不具合は、特に、他方の姿勢制御ロール４２を、基材４０を裏面側より後退させる方向と表面側に向かって前進させる方向とに移動させて、基材４０をグラビアロール４３に離接させる手段を採用した場合に、姿勢制御ロール４２を、基材４０を裏面側より後退させる方向に移動させて基材４０のグラビアロール４３への押し付け力を解除したときに基材４０に弛みが発生することから、一層顕著に発生する。
【特許文献１】特開平７−２２０７５９号公報
【特許文献２】特開平８−１３１９３４号公報
【特許文献３】特開２００１−１７９１５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、薄膜を、高い生産性で間欠的に塗着形成しながらも、塗布終端を優れた直線性を有する高精度な形状に形成することのできる薄膜の間欠塗工方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために、請求項１に係る発明の薄膜の間欠塗工方法は、帯状の基材の裏面側を互いに平行な位置に対置された固定の基準ローラと移動可能な作動ローラに巻き掛けて、前記基準ローラと作動ローラとに平行になるように塗布剤の塗工箇所を保持し、一方向に走行させるとともに、前記基準 ローラと前記作動ローラとの中間箇所の前記基材に塗布剤を担持した塗布ローラを接触させて、前記基材の表面に塗布剤を転写して塗着させることにより薄膜を塗着形成し、前記作動ローラを所定のタイミングで前記基材の裏面側より後退させる方向に移動させて前記基材を前記塗布ローラから離間させ、これに連動してテンションローラを前記基材の表面側に向かって前進させる方向に移動させて前記基材に張力を付与し、そののち、前記作動ローラを所定のタイミングで前記基材の表面側に向かって前進する方向に移動させて前記基材を前記塗布ローラに接触させ、これに連動してテンションローラを前記基材の裏面側より後退させる方向に移動させて前記基材に付与する張力を減少させ、前記基材の表面に前記薄膜を間欠的な配置で形成し、前記テンションローラを前記基材に負荷される張力が常に一定となるように、前記作動ローラが前記基材の裏面側より後退させる方向への移動に追従して、前記基材の裏面側より後退させる方向と表面側に向かって前進させる方向とに移動させるように制御することを特徴としている。
【００１３】
また、請求項２に係る発明の薄膜の間欠塗工方法は、帯状の基材の裏面側を互いに平行な位置に対置された固定の基準ローラと移動可能な作動ローラおよびこれら両ローラの中間位置に配置されたバックアップローラにそれぞれ巻き掛けて、前記基準ローラと作動ローラと平行になるように塗布剤の塗工箇所を保持させるとともに、前記バックアップローラにより前記基材をその表面側に配置された塗布ローラに対し所定の接触圧で押し付けて一方向に走行させ、前記基材の表面に前記塗布ローラの外周面で担持させた塗布剤を転写して薄膜を塗着形成し、前記作動ローラを所定のタイミングで前記基材の裏面側より後退させる方向に移動させさせて前記基材を前記塗布ローラから離間させ、この移動に連動してテンションローラを前記基材の表面側に向かって前進させる方向に移動させて前記基材に張力を付与するとともに、前記バックアップローラを前記基材の裏面側より後退させる方向に移動させることにより、前記基材を前記塗布ローラから離間させ、そののち、前記作動ローラを所定のタイミングで、前記基材の表面側に向かって前進させる方向に移動させ、この移動に連動してテンションローラを前記基材の裏面側より後退させる方向に移動させて、前記基材に付与する張力を減少させるとともに、前記バックアップローラを、前記基材を表面側に前進させる方向に移動させて、前記基材を前記塗布ローラに接触させることにより、前記基材の表面に前記薄膜を間欠的な配置で形成することを特徴としている。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明の薄膜の間欠塗工方法において、テンションローラを基材に負荷される張力が常に一定になるように作動ローラが前記基材に対し接離方向への移動に追従して前記基材に対し接離方向に移動させるように制御するとともに、バックアップローラを前記テンションローラの作動に追従するように作動制御するようにしている。
【００１５】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に係る発明の薄膜の間欠塗工方法における作動ローラとテンションローラとが塗布ローラに対し基材の走行方向側に配置されている。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか１項に係る発明の薄膜の間欠塗工方法における塗布ローラとして、４０ｍｍ〜６０ｍｍの直径を有するものを用いるようにした。
【００１７】
請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれか１項に係る発明の薄膜の間欠塗工方法において、基準ローラと作動ローラとを、各々の軸間距離が塗布ローラの直径の１．２倍以上で２．５倍以下に設定した配置で設けたものである。
【００１８】
請求項７に係る発明は、請求項１〜６のいずれか１項に係る発明の薄膜の間欠塗工方法における塗布ローラとして、多数の塗布剤溜め溝が前記塗布ローラのローラ軸心に対し所定の角度に傾斜し、且つ互いに平行な配置で外周面全体に刻設されたものを用い、塗布ローラは、基材の走行方向とは逆方向に回転させるとともに、ドクターブレードを前記塗布ローラにおける隣接する前記塗布剤溜め溝の各間に設けられた平坦面部に定圧で押し付けて、前記塗布ローラに担持された塗布剤の余剰分を掻き落とすようにしたものである。
【００１９】
請求項８に係る発明は、請求項１〜７のいずれか１項に係る発明の薄膜の間欠塗工方法において、回転軸と作動ローラの支軸とを作動連結杆で相互に連結して、前記作動ローラが前記回転軸を支点とする回動軌跡に沿って移動するのに追従して、テンションローラを自体の支軸が連結杆を介して連結された回転支軸を支点とする回動軌跡に沿って移動可能に設けることにより、基材方向に一定の圧力を負荷して、前記基材に一定の張力を付与するようにしたものである。
【００２０】
請求項９に係る発明は、請求項１〜８のいずれか１項に係る発明の薄膜の間欠塗工方法において、基材の表面に塗着層を間欠的な配置で塗着形成したのち、前記塗着層の塗布始端と塗布終端とをセンサで検出して、この塗着層の全体を被覆する第２の薄膜を前記塗着層に対応する間欠的な配置で塗着形成するようにしたものである。
【００２１】
請求項１０に係る発明は、請求項９に係る発明の薄膜の間欠塗工方法において、銅箔またはアルミニウム箔を基材として用い、電池用活物質層を塗着層として前記基材の表面に塗着形成し、多孔性保護膜を第２の薄膜として前記塗着層の全表面および前記基材の一部に塗着形成するようにしたものである。
【００２２】
請求項１１に係る発明は、請求項１〜１０のいずれか１項に係る発明の薄膜の間欠塗工方法において、薄膜における基材の走行方向に対する終端部が、前記基材の幅方向に向け直線状で、且つ所定の膜厚よりも僅かに大きな膜厚に膨出した形状に形成したものである。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１に係る発明によれば、作動ローラが基材を裏面側より後退させる方向に移動する際に、テンションローラを作動ローラの移動に追従して基材に対し、これに負荷される張力が所定値を保持できるように移動制御するので、作動ローラが基材を裏面側より後退させる方向に移動する過程において、基材に弛みが殆ど生じることなく、基準ローラとテンションローラとの間に張架した状態に維持できる。また、基材を裏面側より後退させ、また表面側に向かって前進させるように作動ローラを移動させるだけの簡単な手段により、薄膜の塗着形成区間と塗着非形成区間とを相互に切り換えができるので、極めて良好な応答性で切り換えることができるとともに、塗着形成区間と塗着非形成区間とに相互に移行する際に基材に負荷される張力を一定に保持するように制御して基材に弛みが発生するのを防止することにより、塗布剤が基材に常に均一に塗布されるので、厚みの薄い基材に膜厚が２０μｍ以下の極めて薄い薄膜を形成する場合であっても、その薄膜の塗布終端は、基材の幅方向に向け従来のような波線状とならず、正確な直線形状に確実に塗布形成することができる。
【００２４】
請求項２に係る発明によれば、基材の走行速度を速めた場合においても、基材がバックアップローラにより塗布ローラに押し付けられて、基材の塗布ローラに対する接触圧が所定値に維持されるため、塗布剤を塗りむらなく安定に均一塗着することができる。これにより、基材表面には、基材の走行速度に拘らず、塗着した塗布剤によって塗りむらのない高精度な形状の薄膜を安定に形成できる。また、基材として幅が比較的広いものを用いた場合には、作動ローラが基材を裏面側より後退させる方向に移動することにより生じようとする基材の弛みの大部分が、基材を表面側に向って前進させる方向に移動するテンションローラが基材に張力を付与することによって吸収されるとともに、広幅で帯状の基材が有する製作時の歪みに起因して基材の幅方向に波打ち状に生じようとする僅かな弛 みが、基材におけるテンションローラとの間の箇所に所定の張力を付与するバックアップローラにより吸収して抑制されるので、塗布剤の塗りむらが生じることがなく、薄膜の塗布終端を正確な直線形状に形成することができる。
【００２５】
請求項３に係る発明によれば、バックアップローラをテンションローラの作動に追従して移動させるので、特に、基材として幅が５００ｍｍ以上の比較的広いものを用いた場合において、作動ローラが基材から離間方向に移動し、基材が塗布ローラから離れる際に、基材の幅方向に波打ち状に生じようとする僅かな弛みを、バックアップローラによって正確に吸収して確実に抑制することができるので、薄膜の塗布終端を一層正確な直線形状に形成することができる。
【００２６】
請求項４に係る発明によれば、作動ローラが基材を裏面側に移動させる方向に移動したときに、基材にしわや弛みが発生することがない。
【００２７】
請求項５に係る発明によれば、直径が４０ｍｍ〜６０ｍｍと小さい塗布ローラを用いることにより、塗布ローラと基材との接触面積が極めて小さくなることから、基材に塗布剤を薄い厚みで、且つ均一となるように正確に塗布することができるとともに、基材が塗布ローラに対し接離するときの接触および離れ際の安定性が向上するので、塗布剤の塗布開始および塗布停止の位置を正確に設定することができる。また、塗布ローラとして、直径が４０ｍｍ以上のものを用いることによって良好な剛性および加工精度を得ることができ、直径が６０ｍｍ以下のものを用いることによって基材に塗布剤を薄い厚みで、且つ均一となるように正確に塗布するために必要な基材との接触面積を小さくできる。
【００２８】
請求項６に係る発明によれば、厚みの薄い基材であっても、基準ローラと作動ローラとが近接配置されていることから、基材に対し小さな張力を付与するだけで良好な張架状態に保持することができ、付与する張力が大き過ぎて薄い基材が切断されるといったことが生じない。また、基準ローラと作動ローラとの軸間距離を塗布ローラの直径Ｒの１．２倍以上に設定することにより、作動ローラを基材を裏面側より後退させ、また表面側に向って前進させる方向に円滑に移動させることができ、軸間距離を塗布ローラの直径Ｒの２．５倍以下に設定することにより、基材に大き過ぎる張力が付与されることに起因して伸びやしわ或いは引きつりなどが生じるのを防止することができる。
【００２９】
請求項７に係る発明によれば、塗布ローラに担持された塗布剤を、ドクターブレードにより余剰分を掻き落として、塗布剤溜め溝に充填された所定の塗布量に調整することができるとともに、塗布ローラが、基材との接触部分において基材の走行方向に対し逆方向に向け回転駆動されて基材に対し逆方向に滑りが生じていることから、塗布剤溜め溝内に充填されている塗布剤を平坦面部により薄く均等に平滑しながら基材の表面に転写して塗布することができ、これにより、膜厚が２０μｍ以下に設定された極めて薄い薄膜を基材の表面に高精度に形成することができる。
【００３０】
請求項８に係る発明によれば、作動ローラおよびテンションローラを、基材を裏面側より後退させ、また表面側に向って前進させる方向に移動させることができるとともに、基材や塗布剤の種類に応じて作動ローラの移動位置および移動距離を容易に可変設定して、その設定値通りに正確に作動ローラを制御することができる。一方、テンションローラは、簡単な構成により作動制御しながらも、基材に負荷される張力が常に一定値を保持するように基材に付加する張力を自動的に調整することができる。
【００３１】
請求項９に係る発明によれば、塗着層の始端部と終端部とをセンサで検出しながら、その検出値に基づき塗着層の始端部の手前側から終端部の後方近傍箇所までの箇所に薄膜を塗着形成することにより、塗着層の全体を確実に被覆できる薄膜を塗着形成することができ、これにより、電池用極板の製造工程に好適に適用できる。
【００３２】
請求項１０に係る発明によれば、良好な電池用極板を高精度に製造することができる。
【００３３】
請求項１１に係る発明によれば、特に、電池用極板の製造工程に適用した場合に、薄膜として塗着形成する多孔性保護膜の塗布終端が膨出形状となっても、この膨出形状が、塗着層として塗着形成される活物質層の塗布終端の後方側の基材上に形成されることから、膨出形状の先端が活物質層の上面よりも高くなることがないので、電池用極板として用いる場合の阻害要因とならず、何ら支障が生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１および図２は本発明の一実施の形態に係る薄膜の間欠塗工方法を具現化した間欠塗工装置を示す概略縦断面図であり、図１は薄膜の塗工状態で、図２は薄膜の非塗工状態をそれぞれ示している。基材１は薄いシートからなる帯状であって、この基材１は、この実施の形態において、矢印で示すように図の右方から左方に向けて走行されるようになっている。すなわち、基材１は、図の右方の供給ロール（図示せず）から繰り出されて供給側ガイドローラ２により塗工ステーション３に向け導かれ、その塗工ステーション３において、基準ローラ４と作動ローラ７との間に裏面側で張架されて水平配置で走行され、その後段側でテンションローラ８によって裏面側から常に定圧テンションを付与されて自体に負荷されている張力が常に一定に保たれ、巻き取り側ガイドローラ９を介して巻き取りロール（図示せず）に巻き取られる。上述の供給側ガイドローラ２、基準ローラ４、作動ローラ７、テンションローラ８および巻き取り側ガイドローラ９は、何れも自由回転自在に支持されており、基材１は、前記巻き取りロールを回転駆動する基材搬送用モータ（図示せず）の回転力によって搬送される。
【００３５】
上記基準ローラ４は所定位置に固定的に回転自在に設けられている。作動ローラ７は、回転軸１０を回動中心として図２の実線位置と２点鎖線位置とに択一的に位置するように移動されるようになっている。すなわち、作動ローラ７は軸受（図示せず）を介して支軸７ａ回りに回転自在に支持されており、その支軸７ａは、作動ローラ回動用サーボモータ１１の回転力を伝達されて回転される上記回転軸１０に対し作動連結杆１２を介して相互に連結されている。したがって、作動ローラ７は、作動ローラ回動用サーボモータ１１の回転力が回転軸１０および作動連結杆１２を介し伝達された支軸７ａが回転軸１０を支点として回動することにより、図１に示す基材１に接触してそれを表面側に向かって前進させる位置と図２に実線で示す基材１を裏面側より後退させるか、さらに基材１から離間する位置とに択一的に変位される。これにより、作動ローラ７は、基材１に接触しているときに基材１の走行力を受けて自転し、且つ作動ローラ回動用サーボモータ１１の回転力を受けて回転軸１０を支点とする回動軌跡に沿って公転を行うようになっている。なお、図示を省略しているが、作動ローラ７の支軸７ａは、ガイド板に弧状に設けられたガイド孔に沿って案内されながら、上記２位置に向け円滑、且つ安定に移動できるようになっている。
【００３６】
一方、前記テンションローラ８は、軸受（図示せず）を介して支軸８ａ回りに回転自在に支持されているとともに、その支軸８ａが、回転自在に支持された回転支軸１３に対し連結杆１４を介して相互に連結されていることにより、回動支軸１３を支点として回動するようになっている。これにより、テンションローラ８は、基材１の走行力を受けて自転し、且つ回動支軸１３を支点とする回動軌跡に沿って公転するように設けられている。なお、図示を省略しているが、テンションローラ８の支軸８ａは、ガイド板に弧状に設けられガイド孔に沿って案内されながら円滑、且つ安定に移動できるようになっている。そして、上記テンションローラ８にエアーシリンダ１７の押圧力が支軸８ａを介してかかることにより、基材１に対し裏面側から常に一定のテンションを付与するようになっている。これの詳細については後述する。
【００３７】
相対向して互いに平行に設けられた基準ローラ４と作動ローラ７との中間における基材１の表面側、具体的には下方位置に、基材１における図の下向きの表面に塗布剤１８を転写して塗着する塗布ローラ１９が設けられており、この塗布ローラ１９は、塗布ローラ回転用モータ２０の回転力を減速機構（図示せず）およびカップリング（図示せず）を介して自体の回転軸１９ａに受けることにより、基材１との接触部において基材１の走行と逆方向に回転される。この塗布ローラ１９の外周全面には、図４（ａ）に示すように、多数の塗布剤溜め溝１９ｂが塗布ローラ１９の軸心に対し所定の角度θ（この実施の形態では４５°）に傾斜し、且つ互いに平行な配置で刻設されている。その塗布剤溜め溝１９ｂは、同図（ｂ）に示すように、所定の開口角度α（この実施の形態では９０°）を有する断面Ｖ字形状を有して、所定幅の平坦面部１９ｃを介在した一定間隔で配設されている。塗布剤溜め溝１９ｂは、例えば、レーザ彫刻などの手段により塗布ローラ１９の外周面に所定のパターンに形成される。
【００３８】
前記塗布ローラ１９は、塗布剤貯留容器２３内に貯留された塗布剤１８に自体の下端部分が浸漬した状態で回転する配置で設けられており、塗布剤１８に浸漬しながら回転するときに、塗布剤溜め溝１９ｂ内に塗布剤１８が充填される状態で担持する。このように塗布ローラ１９の外周面に担持された塗布剤１８は、ドクターブレード２４によって余剰分が掻き落とされたのち、基材１の下側表面に転写して塗着される。上記ドクターブレード２４は、基端部が支持軸２７回りに回転自在に片持ち式に支持された状態で、先端部が塗布ローラ１９に接触する方向にエアーシリンダ２８により回動付勢されている。これにより、ドクターブレード２４の先端部は、エアーシリンダ２８により常に一定の圧力で塗布ローラ１９の平坦面部１９ｃに押し付けられている。これにより、塗布ローラ１９には、塗布剤溜め溝１９ｂの断面積により設定された所定の塗布量だけの塗布剤１８が担持されることになる。なお、ドクターブレード２４は、この実施の形態において樹脂で形成されていることにより、金属製のものとは異なり、塗布ローラ１９を早期に磨耗させるといったことが生じない。
【００３９】
図３は、上記間欠塗工装置における駆動制御系のブロック図を示し、同図において、図１および図２と同一のものには同一の符号を付して、重複する説明を省略する。コントローラ２１は、マイクロコンピュータなどを有して装置全体を制御するものであり、操作部２９の操作によって予めメモリ２２に設定記憶されたデータに基づき、モータドライバ３０を介して図１および図２の作動ローラ回動用サーボモータ１１を回転制御することにより、作動ローラ７を所望の位置に移動させる制御を行う。上記メモリ２２には、形成すべき薄膜の塗着形成区間と塗着未形成区間の各々の長さおよび基材１や塗布剤１８の種類に応じた作動ローラ７の移動位置および移動距離などのデータが予め記憶されており、コントローラ２１は、メモリ２２から読み出したデータに基づくタイミングで作動ローラ７を当該データに対応する距離だけ移動させるよう制御する。
【００４０】
また、上記コントローラ２１は、メモリ２２から読み出したデータに基づきモータドライバ３１を介し図１および図２の塗布ローラ回転用モータ２０を回転制御して、その塗布ローラ回転用モータ２０をデータに対応する回転速度で回転させる。さらに、コントローラ２１は、作動ローラ回動用サーボモータ１１を回転制御するタイミングでシリンダ作動部３２を介し図１および図２のエアーシリンダ１７を作動させてテンションローラ８を基材１に対し接離する方向、つまり基材１を裏面側より後退させ、また表面側に向って前進させる方向に移動ないし変位させる制御を開始するとともに、エアーシリンダ１７のエアー圧力を検出する圧力検出部３３の検出値が常に一定値になるようにシリンダ作動部３２を介しエアーシリンダ１７をフィードバック制御する。さらに、またコントローラ２１は、巻き取りローラおよび／または供給ローラを回転駆動する基材搬送用モータ３４を、モータドライバ３７を介して回転制御することにより、基材１を所要の走行速度で走行させるように制御する。
【００４１】
つぎに、上記間欠塗工装置の構成の詳細並びに間欠塗工の工程について説明する。図３のコントローラ２１は、モータドライバ３７を介し基材搬送用モータ３４を回転制御することにより、基材１を図１および図２の矢印方向に向け所定速度で走行させるとともに、メモリ２２から読み出したデータに基づきモータドライバ３０を介しサーボモータ１１を回転制御して、作動ローラ７を図２の実線および２点鎖線の各図示位置の何れかに択一的に位置させ、且つ図３の圧力検出部３３のエアー圧力検出値が所定値となるようにシリンダ作動部３２を介しエアーシリンダ１７をフィードバック制御して、走行中の基材１に負荷される張力が常に一定となるようにテンションローラ８から基材１に対し付与する張力を可変制御し、さらに、モータドライバ３１を介し塗布ローラ回転用モータ２０を回転制御して塗布ローラ１９を所定速度で定速回転させる。
【００４２】
図１に明示するように、作動ローラ７が基準ローラ４に対し同一高さ位置で相対向して基材１に接触している状態では、塗布ローラ１９の塗布剤溜め溝１９ｂ内に充填されている塗布剤１８が、基材１における基準ローラ４と作動ローラ７との間に張架されて水平配置で走行中の箇所に転写して塗布される。これにより、基材１の下側表面には、塗着した塗布剤１８によって薄膜が形成されていく。
【００４３】
このとき、塗布ローラ１９から基材１に転写される塗布剤１８は、エアーシリンダ２８により常に一定の圧力に自動調整されて塗布ローラ１９の平坦面部１９ｃに押し付けられたドクターブレード２４により余剰分を掻き落とされることにより、主として塗布剤溜め溝１９ｂに充填された所定の塗布量に調整されている。また、塗布ローラ１９は、基材１との接触部分において基材１の走行方向に対し逆方向に向け回転駆動されて基材１に対し逆方向に滑りが生じているので、塗布剤溜め溝１９ｂ内に充填されていた塗布剤１８が平坦面部１９ｃにより薄く均等に平滑されながら基材１の下側表面に転写して塗布される。これらにより、基材１の下側表面には、膜厚が２０μｍの以下に設定された極めて薄い薄膜を高精度に形成することができる。
【００４４】
形成すべき薄膜の膜厚は、塗布ローラ１９の回転速度と塗布剤溜め溝１９ｂの溝深さとにより調整して、所定値に正確に設定することができる。ここで、塗布ローラ１９の回転速度を上げる程、塗布剤１８の供給量が増大して薄膜の膜厚が大きくなり、一方、用いる塗布ローラ１９の塗布剤溜め溝１９ｂの溝深さが大きい程、塗布剤１８の供給量が増大して薄膜の膜厚が大きくなる。
【００４５】
また、基材１に塗着形成される薄膜は、多数の塗布剤溜め溝１９ｂが塗布ローラ１９の軸心に対し傾斜した配置で形成されていることと、塗布ローラ１９が基材１の走行方向とは逆方向に回転駆動されていることとにより、塗布ローラ１９と基材１との接触点に対し走行方向側に小さな塗布剤溜まりが生じて、この塗布剤溜まりの塗布剤に走行方向とは反対方向の誘導を与えて塗布状態を均一にすることができ、しかも、塗布剤溜め溝１９ｂの溝跡が付くことなく、精密な平滑表面を有する形状となる。この薄膜の膜厚は、基材１と塗布ローラ１９との相対速度差を可変することによって容易に微調整することができる。この実施の形態では、塗布ローラ１９の周速と基材１の走行速度との相対速度差を前記走行速度に対し２００〜５００％の回転速度に設定して回転駆動されており、これにより、極めて薄い膜厚であっても、膜厚が正確に均一化された薄膜を高精度に形成することができる。
【００４６】
相対速度差が２００％より小さい場合には、塗布ローラ１９の溝パターンが反映して不均一な塗布状態となり、５００％より大きい場合には、塗布剤１８の飛び散りが発生する 。
【００４７】
塗布ローラ１９としては、直径Ｒ（図１）が４０ｍｍ〜６０ｍｍの範囲内である小型のものを用いることが好ましく、この実施の形態では、直径Ｒが５０ｍｍで、軸心方向の長さが６００ｍｍの塗布ローラ１９が用いられている。このように直径Ｒの小さい塗布ローラ１９を用いる場合には、基材１の下側表面との接触面積が極めて小さくなることから、基材１に塗布剤１８を小さな厚みで、且つ均一となるように正確に塗布することができるとともに、塗布剤１８の塗布開始および塗布停止の位置を正確に設定することができる。直径が４０ｍｍ〜６０ｍｍの範囲内の塗布ローラ１９を用いるのは、塗布ローラ１９の良好な剛性および加工精度を得るための直径の下限が４０ｍｍであり、６０ｍｍ以上の直径を有する塗布ローラ１９では基材１との接触面積が大きくなって上述の効果を得られないからである。
【００４８】
ところで、この種の間欠塗工装置の基材１としては、一般に厚みの薄いシート状のものが使用対象となる。例えば、電池用極板を製造する場合には、厚みが１０μｍ程度の銅箔またはアルミニウム箔からなる集電体が基材１として用いられる。上述のような厚みの薄い基材１に塗布剤１８を所要の形状に精密に塗着するためには、基材１における少なくとも塗工ステーション３の通過箇所を伸びやしわ或いは引きつりなどが生じない一定の張力に制御された状態で走行させて、塗布剤１８の塗布量が不均一となる塗布むらの発生を防止する必要がある。特に、この実施の形態のように、塗工ステーション３において基材１をこれの走行方向と逆となる回転方向に回転する塗布ローラ１９に接触させる場合には、基材１と塗布ローラ１９との間に摩擦力が生じて、厚みの薄い基材１に伸びやしわ或いは引きつりなどが生じ易い。
【００４９】
そこで、上記間欠塗工装置では、直径Ｒが５０ｍｍの小型の塗布ローラ１９を用いることにより基材１の塗布ローラ１９に対する接触面積を小さくして、基材１と塗布ローラ１９との間に生じる摩擦力を極めて小さく抑制している。これに加えて、上記間欠塗工装置では、塗工ステーション３において塗布ローラ１９の上方における基材１の走行方向の前後位置にそれぞれ配置される基準ローラ４および作動ローラ７として、塗布ローラ１９と同一の５０ｍｍの直径を有する小型のものを用いるとともに、基準ローラ４と作動ローラ７とを、これらの軸間距離Ｄ（図１）が塗布ローラ１９の直径Ｒの１．２倍以上で２．５倍以下の小さな範囲内に設定して、互いに近接して相対向する配置で設けることにより、基準ローラ４と作動ローラ７との間において基材１に対し可及的に小さな張力を付与しながらも、基材１に伸びやしわ或いは引きつりなどが生じるのを防止している。
【００５０】
したがって、厚みの薄い基材１であっても、基準ローラ４と作動ローラ７とが近接配置されていることから、基材１に対し小さな張力を付与するだけで、その張力を一定に保つことができ、付与する張力が大き過ぎて薄い基材１が切断されるといったことが生じない。上述の軸間距離Ｄを塗布ローラ１９の直径Ｒの１．２倍以上で２．５倍以下の範囲に設定するのは、１．２倍未満の場合に作動ローラ７を基材１に対し接離方向に円滑に移動させることができず、２．５倍を越えた場合に基材１には大き過ぎる張力が付与されることに起因する伸びやしわ或いは引きつりなどが生じたり、ときには厚みの薄い基材１に破断が生じることもあるからである。
【００５１】
以上は、図１および図２の配置で基材１に塗布剤１８を間欠的に転写して塗布しながら薄膜を形成する工程の説明であるが、このとき、コントローラ２１は、メモリ２２から読み出したデータに基づき、塗工中の薄膜が終端に達したと判別した時点で、モータドライバ３０に対し指令信号を出力して作動ローラ回動用サーボモータ１１を逆方向に向け上記データに対応した回転角度だけ回転させるよう制御する。そのため、図２に示すように、作動ローラ７はサーボモータ１１の回転力を回転軸１０および作動連結杆１２を介し伝達されて回転軸１０を支点とする回動軌跡に沿って移動することにより、２点鎖線の図示位置から実線の図示位置に変位して、基材１を裏面側に後退させる。これにより、基材１は作動ローラ７による塗布ローラ１９への押し付けが解除されたことに伴って塗布ローラ１９から上方に離間し、その離間した位置で走行され続けるので、基材１の下側表面には塗布剤１８の塗着非形成区間が形成されていく。
【００５２】
また、コントローラ２１は、作動ローラ７を変位させる指令信号をモータドライバ３０に対し出力した時点から、エアーシリンダ１７の圧力検出部３３から入力するエアー圧力検出値と基準値との差がゼロとなる値を演算により算出しながら、その算出値を制御信号としてシリンダ作動部３２に対し出力することにより、エアーシリンダ１７のエアー圧力を常に基準値一定に保持するようにフィードバック制御する。
【００５３】
上記エアーシリンダ１７のエアー圧力は、基材１に負荷されている張力による反力に対応したものであるから、作動ローラ７の移動に伴って基材１の塗布ローラ１９への押し付け力が徐々に低減するのに伴い、基材１に負荷される張力も低減状態に向かおうとするが、これに対応してエアーシリンダ１７はエアー圧力が所定値を保持するように吐出駆動される。そのため、テンションローラ８は、エアーシリンダ１７の駆動力を自体の支軸８ａに受けることにより、回動支軸１３を支点とした回動軌跡に沿って図２の２点鎖線の図示位置から実線の図示位置に向けて移動されながら基材１を表面側に前進させる、つまり押し出していく。すなわち、テンションローラ８は、作動ローラ７が基材１を裏面側より後退させる方向に移動されていくのに追従するように基材１を表面側に押し出す方向に移動されて、基材１に対しこれに負荷される張力が所定値を保持するように基材１を表面側に押し出すから、基材１は、作動ローラ７が離間される過程において、弛みが殆ど生じることなしに基準ローラ４とテンションローラ８との間に張架される状態となる。
【００５４】
また、上記間欠塗工装置は、直径が５０ｍｍの小型の作動ローラ７を、回転軸１０を支点とする回動軌跡に沿って移動させるだけで、薄膜の塗着形成区間から塗着未形成区間に移行できるので、極めて良好な応答性で切り換えることができることと、上述のように塗着形成区間から塗着非形成区間への移行時に基材１に負荷される張力を一定に保持するように制御して基材１に弛みが発生するのを防止することにより、塗布剤１８を基材１に常に均一に塗布できることとにより、厚みの薄い基材１に膜厚が２０μｍ以下の極めて薄い薄膜を形成する場合であっても、その薄膜の塗布終端は、基材１の幅方向に向けて従来のような波線状とならず、正確な直線形状となる。
【００５５】
さらに、コントローラ２１は、塗着非形成区間の終端に達したと判別したときに、モータドライバ３０に対し指令信号を出力して作動ローラ回動用サーボモータ１１をメモリ２２のデータに対応した回転角度だけ回転させるよう制御する。これにより、作動ローラ７は、回転軸１０を支点とする回動軌跡に沿って図２の図示位置から図１の図示位置に向け移動されて、基材１を表面側に前進させて再び塗布ローラ１９に押し付ける状態に復帰し、基材１の下面に薄膜が形成され始める。このとき、基材１は、作動ローラ７によって塗布ローラ１９におけるドクターブレード２４が配置されている側（図１および図２の左側）であって、塗布剤１８の塗り込み方向側の位置で接触されるので、基材１に対する薄膜の形成位置が極めて正確に位置決めされる。この効果は、上述の基材１を塗布ローラ１９から離間させる場合にも同様に得られる。
【００５６】
また、コントローラ２１は、作動ローラ７を変位させる指令信号をモータドライバ３０に対し出力した時点から、エアーシリンダ１７の圧力検出部３３から入力するエアー圧力検出値と基準値との差がゼロとなる値を演算により算出しながら、その算出値を制御信号としてシリンダ作動部３２に対し出力することにより、エアーシリンダ１７のエアー圧力が常に基準値一定に保持されるようにフィードバック制御する。すなわち、作動ローラ７の移動に伴って基材１が塗布ローラ１９に徐々に押し付けられるのに伴い、基材１に負荷される張力も増大状態に向かおうとするが、これに対応してエアーシリンダ１７はエアー圧力が所定値を保持するように駆動される。そのため、テンションローラ８は、エアーシリンダ１７の後退に伴い押し出し力が低減するのに伴い基材１の増大しようとする張力を受けて回動支軸１３を支点とした回動軌跡に沿って図２の図示位置から図１の図示位置に向け移動されながら、基材１の張力の増大分を吸収していく。
【００５７】
すなわち、上記テンションローラ８は、作動ローラ７が基材１を表面側に向かって前進させる方向に移動されていくのに追従するように基材１を裏面側より後退させる方向に移動されて、基材１に対しこれに負荷される張力が所定値を保持するように基材１の張力の増大分を吸収するように機能する。そのため、形成される薄膜の走行方向の塗布始端は幅方向に沿って正確な直線状となる。
【００５８】
また、上記間欠塗工装置では、薄膜の塗着形成区間から塗着非形成区間に切り換える際に、作動ローラ７のみが基材１を裏面側より後退させるように移動するだけであって、その最終段階で例え基材１から離間したとしても、基材１が常に定位置にある基準ローラ４に巻き掛けられた状態で走行している。したがって、図６の従来装置のように一対の姿勢制御ローラ４１，４２を一対として共に基材４０から離間するのと異なり、基材１が塗布ローラ１９から離間した場合においても、その基材１は位置固定の基準ローラ４を介して塗工ステーション３における基準位置で走行されているから、薄膜の塗着非形成区間から塗着形成区間に切り換える際に、作動ローラ７が基準ローラ４を基準として決定される元の位置に復帰されるので、薄膜の間欠塗工の精度が一層向上する。しかも、作動ローラ７は、回転角度を高精度に制御可能なサーボモータ１１の回転力を駆動源として移動されるので、移動位置を高精度に位置決めすることができる。
【００５９】
つぎに、上記間欠塗工装置を用いて電池用極板を製造する場合について、その工程を順に示した図５を参照しながら説明する。先ず、図５（ａ）に示すように、銅箔またはアルミニウム箔からなる帯状の集電体３５を基材として、その集電体３５の表面に、正極または、負極の活物質層の塗着層３６を間欠的に形成する。ここで、集電体３５の厚みは１０μｍで、活物質層３６の厚みは９０μｍである。集電体３５における活物質層３６の両側に存在する塗着未形成区間の一方は、リードの接続部として活用される。
【００６０】
なお、活物質層３６は、正極の場合、活物質として、例えばコバルト酸リチウムおよびその変性体（アルミニウムやマグネシウムを固溶させたものなど）などの複合酸化物を用いて、この活物質に結着剤および導電剤を混合して最適な粘度になるように混練した合剤スラリーにより形成し、且つ負極の場合、活物質として、例えば各種天然黒鉛および人造黒鉛、シリサイドなどのシリコン系複合材料を用い、この活物質に結着剤および導電剤を混合して最適な粘度になるように混練した合剤スラリーにより形成する。
【００６１】
続いて、図５（ｂ）に示すように、活物質層３６を形成した集電体３５を基材として走行させながら、活物質層３６の走行方向における始端と塗布終端３６ａとを反射式光電センサ３８で検出し、図３に２点鎖線で示すように、上記検出した位置に基づきコントローラ２１が塗工ピッチを算出し、その算出した塗工ピッチに基づいて、フィラーとして用いる無機酸化物と少量の結着剤を混練してなる塗布剤を活物質層３６の塗布始端の手前位置から塗布終端３６ａの後方位置まで間欠的に塗布することにより、活物質層３６の全体を被覆する多孔性保護膜３９を形成し、これにより、電池用極板が出来上がる。多孔性保護膜３９は、乾燥後において６μｍ程度の極めて薄い膜厚を有するものであるが、このような薄い膜厚の多孔性保護膜３９であっても、上記間欠塗工装置を用いることにより、上述した通り高精度に形成することができる。
【００６２】
上記塗布剤のフィラーとして無機酸化物を用いているのは、電池用極板において耐熱性が必要である上に、例えばリチウムイオン二次電池の使用範囲内において電気化学的に安定である要件を満たしつつ塗布剤化に適する材料として無機酸化物が最も好ましいからである。さらに、無機酸化物としては、電気化学的安定性の観点から、アルミナを用いるのが最も好ましく、このアルミナの１．２μｍ程度の粒子に少量の結着剤を加えて混練した塗布剤を用いる。
【００６３】
また、このようにして形成された多孔性保護膜３９は、図５（ｂ）に明示するように、その終端部３９ａが、上述した理由により集電体３５の幅方向に向け波線状とならず、正確な直線状になるとともに、他の部分よりも僅かに大きな膜厚に膨出した盛り上がり形状となる。このような膨出形状の終端部３９ａは以下のようにして形成されたものである。すなわち、図５（ｃ）に示すように、基材としての集電体３５の走行方向に対し逆方向に回転される塗布ローラ１９は、集電体３５の走行速度よりも速い回転速度で回転されていることから、この集電体３５と塗布ローラ１９との間の速度差に起因して、塗布ローラ１９と集電体３５との接触部に対し塗布剤６０の供給側において楔状の断面形状に形作られる小空間６１に少量の塗布剤６０が滞留され、この少量の塗布剤６０が、集電体３５が塗布ローラ１９から離間する際に、そのまま集電体３５に塗着して膨出形状の終端部３９ａが形成される。
【００６４】
ところが、上記膨出形状の終端部３９ａは、活物質層３６の塗布終端３６ａの後方側にある集電体３５上に形成されることから、先端が活物質層３６の上面よりも高くなることがないことから、電池用極板として用いる場合の阻害要因とならないので、何ら支障が生じない。
【００６５】
ところで、本実施の形態のような薄膜の間欠塗工方法は、以下のような顕著な効果を得ることができる。すなわち、作動ローラ７を基材１の裏面側より後退させた、また表面側に向かって前進させる方向に移動させるだけの簡単な手段により、薄膜の塗着形成区間と塗着非成形区間とを相互に切り換えができるので、極めて良好な応答性で切り換えることができる。また、作動ローラ７が基材１を伴い接離する方向へ移動する際に、テンションローラ８を作動ローラ７の移動に追従して基材１に対しこれに負荷される張力が常に所定値を維持するように移動を制御するので、作動ローラ７が基材１に対し接離する過程において、基材１を基準ローラ４とテンションローラ８との間に張架した状態に維持できることから、基材１に弛みが殆ど生じないので、塗布剤１８を基材１に常に均一に塗布することができる。そのため、厚みの薄い基材１に膜厚が２０μｍ以下の極めて薄い薄膜を形成する場合であっても、その薄膜の塗布終端を、基材１の幅方向に向け従来のような波線状とならず、正確な直線形状に確実に塗布形成することができる顕著な効果を得ることができる。
【００６６】
しかしながら、上記間欠塗工方法は、比較的狭い幅を有する基材１を或る範囲内の走行速度で移送する場合において、上述のような顕著な効果を奏するものであるが、基材１が例えば５００ｍｍ以上の比較的大きな幅を有する広幅のものである場合において、未だ解決されていない新たな問題点が発生する。
【００６７】
すなわち、上記間欠塗工方法では、作動ローラ７が基材１から離間する方向に移動するのに追従してテンションローラ８を基材１に対しこれに負荷される張力が常に所定値を維持できるように移動する制御が成されるが、基材１と塗布ローラ１９とが常に均一な接触状態を維持するのに最も重要となるのは、基材１における塗布ローラ１９との対向箇所の張力を常に一定に保つことである。
【００６８】
上述の基材１における塗布ローラ１９との対向箇所の張力は、塗布剤１８の塗工時において、可及的に近接配置された基準ローラ４と作動ローラ７との間の短い領域を張架することにより付与されるが、基材１が塗布ローラ１９から離間する薄膜の塗布終端の形成時において、基準ローラ４とテンションローラ８との間の比較的長い領域を張架することにより付与されることになる。このとき、作動ローラ７が基材１を裏面側より後退させる方向に移動させることにより生じようとする基材１の弛みは、基材１に向けて進出するテンションローラ８が基材１に張力を付与して吸収されるが、基材１が広幅のものである場合には、この基材１における基準ローラ４とテンションローラ８との間の比較的長い領域において、基材１の塗布ローラ１９からの離れ際に、基材１に幅方向に波打ち状となる僅かな弛みが発生して、塗布剤１８の塗りむらが生じるので、薄膜の塗布終端が部分的に正確な直線形状とならない。基材１に上記波打ち状の弛みが発生するのは、広幅の基材１が製作時に生じる幅方向の歪みを有していることと、基材１の塗布ローラ１９からの離れ際に基材１の塗布ローラ１９に対する対向箇所の張力が比較的離間した基準ローラ４とテンションローラ８とに張架されることで付与されることとによる。
【００６９】
そこで、図６、図７に示す別の実施形態では、上記のような問題点に鑑みて、図１、図２に示す先の実施の形態に対し、さらに、比較的幅の広い基材に対し塗布剤を高速度で間欠的に塗着形成する際にも、塗布終端が優れた直線状となる高精度な形状を有する薄膜を形成することができるようにしている。
【００７０】
これにつき説明すると、図６は薄膜の塗工状態で、図７は薄膜の非塗工状態をそれぞれ示している。図６および図７に示すように、基材１は塗工ステーション３において、先の実施形態の場合よりも少し軸間距離を大きくした基準ローラ４と作動ローラ７とに巻き掛けられるとともに、基準ローラ４と作動ローラ７との中間に配置されたバックアップローラ５と、これの下方の塗布ローラ１９との間を通過して、基準ローラ４とバックアップローラ５との間およびバックアップローラ５と作動ローラ７とによって裏面側から支持されるとともに、それらの間でそれぞれ一定の張力を与えて走行され、前記バックアップローラ５により基材１をその表面側に配置された塗布ローラ１９に対し所定の接触圧で押し付けて走行させ、基材１の表面に、塗布ローラ１９の外周面に担持した塗布剤１８を転写して薄膜を塗着形成するようにしている。他の構成は図１、図２に示す実施の形態と特に変るところはなく、共通する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００７１】
バックアップローラ５は、これを回転自在に支持する支軸６がエアーシリンダ１５に連結されて、薄膜の塗着形成区間の形成時に自体の下端が基準ローラ４と作動ローラ７との各々の下端を結ぶ水平線位置よりも僅かに上方となる高さ位置（図６の実線および図７の２点鎖線でそれぞれ示す位置）に保持され、一方、薄膜の塗着形成区間の形成時に、エアーシリンダ１５の駆動によって図６の実線で示す上限位置まで引き上げられる。ここで、バックアップローラ５は、図７の２点鎖線位置から実線位置に向け一気に引き上げられるのでなく、テンションローラ８の移動に追従して上動される。これの詳細については後述する。
【００７２】
上記バックアップローラ５の下方位置には、基材１における図の下向きの表面に塗布剤１８を転写して塗着するための塗布ローラ１９が、薄膜の塗着形成区間の形成時における高さ位置のバックアップローラ５との間に基材１を挟み込む高さ位置に設けられている。
【００７３】
図８は本実施の形態での上記間欠塗工装置における駆動制御系のブロック図を示し、コントローラ２１は、テンションローラ８を基材１の裏面側より後退させ、また表面側に向けって前進させる方向に進退移動させるエアーシリンダ１７の作動制御するタイミングに追従して、シリンダ作動部１６を介して図６および図７のエアーシリンダ１５を駆動制御することにより、バックアップローラ５を上下方向に移動させる制御を行う。コントローラ２１による他の制御は図１、図２の実施形態の場合と特に変るところがないので、共通する部材には同一の符号を付し重複する説明は省略する。
【００７４】
つぎに、上記間欠塗工装置の構成の詳細並びに間欠塗工の工程について説明する。図３のコントローラ２１による動作制御により、図６に明示するように、作動ローラ７が基準ローラ４に対し同一高さ位置で互いに平行に相対向して、基材１を表面側、つまり下方に前進させて塗布ローラ１９に接触させている状態では、この作動ローラ７と基準ローラ４との中間に位置するバックアップローラ５が、エアーシリンダ１５によって基材１を所定の接触圧で塗布ローラ１９に押し付ける下限位置に保持されており、塗布ローラ１９の塗布剤溜め溝１９ｂ内に充填されている塗布剤１８は基材１におけるバックアップローラ５により塗布ローラ１９に押し付けられている箇所に転写して塗布されていく。したがって、比較的幅の広い基材１に塗布剤１８を間欠塗りする場合においても、バックアップローラ５により、塗布剤１８の塗布状態と未塗布状態との繰り返しに起因する基材１のばたつきや波打ちの発生が抑制されて、基材１の塗布ローラ１９への接触圧が所定値に維持されるので、塗布剤１８の塗りむらの発生を抑制して安定に均一塗着することができる。これにより、基材１の走行速度に拘らず、基材１の下側表面には、塗着した塗布剤１８によって塗りむらのない高精度な形状の薄膜が形成されていく。
【００７５】
以上は、図６の配置でバックアップローラ５および塗布ローラ１９の協働の基に、基材１に塗布剤１８を転写して塗布しながら薄膜を形成する工程の説明であるが、これに対し、コントローラ２１は、メモリ２２から読み出したデータに基づき、塗工中の薄膜が塗布終端に達したと判別した時点で、作動ローラ７が回転軸１０を支点とする回動軌跡に沿って移動することにより、２点鎖線の図示位置から実線の図示位置に移動して、基材１を裏面側より後退させる方向に移動させながら、最終段階で基材１から離間させる。これに併せ、作動ローラ７を移動させる指令信号を出力した時点から、エアーシリンダ１７のエアー圧力を常に基準値一定に保持することにより、テンションローラ８を、作動ローラ７が基材１から離間する方向に移動されていくのに追従するように基材１を表面側に向かって前進させる方向に移動させて、基材１に対しこれに負荷される張力が所定値を維持するように基材１をテンションローラ８が押し出すから、基材１は、作動ローラ７が離間される過程において、弛みが殆ど生じることなしにバックアップローラ５とテンションローラ８との間に張架される状態となる。
【００７６】
また、コントローラ２１は、モータドライバ３０に対し指令信号を出力して作動ローラ回動用サーボモータ１１を回転を制御すると同時に、シリンダ作動部１６に対し指令信号を出力してエアーシリンダ１５を駆動させることにより、バックアップローラ５を、基材１が塗布ローラ１９から僅かに離間する所定距離だけ移動させる。このとき、コントローラ２１は、圧力検出部３３から入力するエアー圧力検出値に対応する速度でバックアップローラ５が塗布ローラ１９に対し離間方向に移動するようにシリンダ作動部１６を介しエアーシリンダ１５を作動するように制御する。
【００７７】
上述のようにバックアップローラ５をテンションローラ８の作動に追従して移動させることにより、特に、基材１として幅が５００ｍｍ以上の比較的広いものを用いた場合には、作動ローラ７が基材１から離間方向に移動することにより生じようとする基材１の弛みの大部分が、基材１に向け進出するテンションローラ８が基材１に張力を付与することによって吸収されるとともに、広幅で帯状の基材１が有する製作時の歪みに起因して基材１の幅方向に波打ち状に生じようとする僅かな弛みが、基材１におけるテンションローラ８との間の箇所に所定の張力を付与するバックアップローラ５によって吸収される。このように広幅の基材１においても、幅方向に波打ち状となる弛みが発生するのを抑制できるので、塗布剤１８の塗りむらが生じなく、薄膜の塗布終端を正確な直線形状に形成することができる。
【００７８】
また、基材１の走行速度を速めた場合には、上述のようにバックアップローラ５によって基材１の塗布ローラ１９への接触圧を常に所定値に維持して、塗布剤１８を塗りむらの発生を抑制して安定に均一塗着することができ、これに加えて、基材１の塗布ローラ１９に対する接触時間は走行速度が速くなるのに対応して短くなるから、テンションローラ８を作動ローラ７に追従して進出移動させるタイミングが僅かに遅れがちとなるが、この遅れに起因して基材１の塗布ローラ１９からの離れ際に基材１に発生しようとする幅方向に波打ち状となる弛みは、バックアップローラ５がテンションローラ８に追従して作動されることによって吸収される。したがって、基材１の走行速度を速めた場合においても、塗布終端が正確な直線形状となる薄膜を確実に塗着形成することができる。
【００７９】
また、コントローラ２１は、塗着未形成区間の終端に達したと判別したときは、作動ローラ７が回転軸１０を支点とする回動軌跡に沿って図７の図示位置から図６の図示位置に向け移動されることにより、基材１を再び塗布ローラ１９に押し付ける状態に復帰させ、基材１の下面に薄膜が形成され始める。
【００８０】
また、コントローラ２１は、作動ローラ７を移動させる指令信号をモータドライバ３０に対し出力した時点から、つまり、作動ローラ７の移動に伴って基材１が塗布ローラ１９に押し付けられて張力が増大するのに伴い、エアーシリンダ１７のエアー圧力が常に基準値一定に保持されるように制御することにより、テンションローラ８がエアーシリンダ１７の後退に伴い基材１に対する押し出し力が低減し、基材１の前記増大する張力を受けて図２の図示位置から図１の図示位置に向け移動されながら、基材１の張力の増大分を吸収していく。
【００８１】
コントローラ２１は、上記テンションローラ８の作動状況に対応して圧力検出部３３から入力するエアー圧力検出値に対応する速度でバックアップローラ５が塗布ローラ１９に向け近接方向に移動するようにシリンダ作動部１６を介しエアーシリンダ１５を作動制御する。そのため、広幅で帯状の基材１が有する製作時の歪みに起因して基材１の幅方向に波打ち状に生じようとする僅かな弛みは、基材１におけるテンションローラ８との間の箇所に所定の張力を付与するバックアップローラ５によって吸収されるので、薄膜の走行方向の塗布始端も幅方向に沿って正確な直線状に形成される。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
この発明に係る薄膜の間欠塗工方法は、２０μｍ以下の極めて薄い膜厚の薄膜を高い生産性で間欠的に塗着形成しながらも、塗布終端が優れた直線性を有する高精度な形状に形成することができるので、特に、電池用極板の活物質層およびこれの多孔性保護膜の形成工程に好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の薄膜の間欠塗工方法を具現化した一実施の形態を示す間欠塗工装置における薄膜の塗工状態の概略縦断面図。
【図２】同上の間欠塗工装置における薄膜の非塗工状態の概略縦断面図。
【図３】同上の間欠塗工装置における駆動制御系を示すブロック図。
【図４】（ａ）は同上の間欠塗工装置における塗布ローラを示す側面図、（ｂ）はその塗布ローラの一部の拡大断面図。
【図５】同上の間欠塗工装置を用いて電池用極板を製造する過程を工程順に示したもので、（ａ）は集電体に活物質層を形成した状態の斜視図、（ｂ）は活物質層を被覆する多孔性保護膜を形成した状態の一部破断した斜視図、（ｃ）は多孔性保護膜の塗布終端を形成する時点での塗布ローラ、基材および塗布剤の状態を示す拡大正面図。
【図６】本発明の薄膜の間欠塗工方法を具現化した別の実施の形態を示す間欠塗工装置における薄膜の塗工状態の概略縦断面図。
【図７】同上の間欠塗工装置における薄膜の非塗工状態の概略縦断面図。
【図８】同上の間欠塗工装置における駆動制御系を示すブロック図。
【図９】従来のグラビア塗工装置を示す概略縦断面図。
【図１０】（ａ），（ｂ）は同上のグラビア塗工装置で形成した薄膜の形状を示す平面図および縦断面図。
【符号の説明】
【００８４】
１  基材
３  塗工ステーション（塗工箇所）
４  基準ローラ
５  バックアップローラ
７  作動ローラ
７ａ  作動ローラの支軸
８  テンションローラ
８ａ  テンションローラの支軸
１０  回転軸
１１  サーボモータ
１２  作動連結杆
１３  回転支軸
１４  連結杆
１５、１７  エアーシリンダ
１８  塗布剤
１９  塗布ローラ
１９ｂ  塗布剤溜め溝
１９ｃ  平坦面部
２４  ドクターブレード
３５  集電体（基材）
３６  活物質層（塗着層）
３９  多孔性保護膜（薄膜）
３９ａ  終端部
Ｄ  軸間距離
Ｒ  塗布ローラの直径
θ  所定の角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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