(57)【要約】      （修正有）【課題】塗工面端部での塗工材の盛り上り抑制可能なグラビア塗工装置の提供。【解決手段】グラビアロール２１を用いて薄膜に塗工材を塗工するグラビア塗工装置において、グラビアロール２１が、薄膜に塗工材を塗工する複数の塗工面２１ａａと、隣り合う塗工面２１ａａの間に配置され塗工面２１ａａが形成される大径部２１ａよりも小径に形成された小径部２１ｂとを有し、隣り合う塗工面２１ａａの間に配設され、大径部２１ａの大径部端面２１ａｂに当接する角用ドクターブレード４０を備え、角用ドクターブレード４０が、板状の弾性部材を幅方向の中央部で山折りにして第１山折り部すると共に、そのグラビアロール２１側を幅方向の中央部で谷折りして谷折り部を形成した形状からなり、角用ドクターブレード４０の第１山折り部が、グラビアロール２１の回転方向前方となる向きに配設する。【選択図】図７
2009183801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラビアロールを用いてシートに塗工材を塗布するグラビア塗工装置において、
前記グラビアロールが、前記シートに前記塗工材を塗布する複数の塗工面と、隣り合う前記塗工面の間に配置され、前記塗工面が形成される大径部よりも小径に形成された小径部と、を有し、
隣り合う前記塗工面の間に配設され、前記大径部の大径部端面に当接する掻き取り部材を備え、
前記掻き取り部材が、板状の弾性部材を幅方向の中央部で山折りにすると共に、その前記グラビアロール側を幅方向の中央部で谷折りした形状からなり、
前記掻き取り部材の前記山折りの山が、グラビアロールの回転方向前方となる向きに配設されることを特徴とするグラビア塗工装置。
【請求項２】
請求項１に記載のグラビア塗工装置において、
前記掻き取り部材は、前記板状の弾性部材に前記山折り及び前記谷折りの部分が形成されることで生じた残留応力を有し、
前記残留応力による復元力によって、前記谷折りの谷の角度が広がる方向に力が働き、前記大径部端面に対して前記掻き取り部材のエッジ部が押圧されることを特徴とするグラビア塗工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グラビア塗工を均一に行うための技術であり、詳しくは塗工面を複数列設けた段付きに形成されるグラビアロールを有するグラビア塗工装置に、掻き取り部材を備え、塗工面が設けられた大径部の端面を掻き取り部材によって掻き取る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、多くの電子機器の電源として二次電池が用いられ、車載用の電源としても二次電池の利用が検討されている。それに伴い、二次電池の大容量化や高出力化及び軽量化の要請も高くなってきた。
このような背景により、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池などの各種二次電池の開発が進められている。
【０００３】
二次電池の製法としては、金属製の芯材（箔）に活物質を塗布して巻き、電池の電極板として用いる方法が知られている。活物質を塗布した塗工部の表面にさらに多孔質絶縁膜からなる保護膜を形成するケースもある。
このような芯材に活物質、または保護膜等を塗布する方法は色々提案されているが、膜厚の均一性を保つためにはグラビア塗工装置を用いて塗工材を塗布する方法が考えられる。芯材に形成される塗工部の厚みが薄い場合は、グラビア塗工装置を用いると有利であるためだ。
【０００４】
グラビア塗工装置を用いて芯材に活物質や保護膜等の塗工材を塗布する場合には、以下のような流れとなる。
まず、グラビア塗工装置を用いて塗工材を芯材に塗布する。その後、塗工部を乾燥・圧縮処理を行う。最後に、切断加工して所望の大きさの二次電池の電極板を製造する。
このような、グラビア塗工装置によって塗工材を塗布する方法を用いる場合、塗布速度はそれ程あげることができない。そこで、生産コストの低減を図るため、グラビア塗工装置に用いるグラビアロールの版胴部を複数条備えて一度に複数の芯材を製作する方法が検討されている。
【０００５】
特許文献１では、芯材に活物質や保護膜等の塗工材を塗布する際にグラビア塗工装置を用いる方法を開示している。
芯材に塗工材を塗布するためのグラビアロールは複数の版胴部を備えており、版胴部と版胴部の間には一段径が細くなった小径部を備えている。又、版胴部の側面に接触するようなロール半径方向に沿って接し、版胴部から塗工材となる塗工液を掻き取るエッジが形成された掻き取り部材を備えている。
そして、版胴部が塗工液とグラビアロール下面で接触することで、版胴部の表面に塗工液を供給すると共に、掻き取り部材のエッジで塗工液を掻き取ることで、版胴部の膜厚の均一性を確保することが可能である。
【０００６】
芯材に塗布される塗工液の膜厚に影響するのが、版胴部の端部に形成される塗工液の膜厚である。
グラビアロールを用いて芯材に塗布する場合、グラビアロールには塗布を行う版胴部が形成され、芯材に未塗工部を形成するために、版胴部の径よりも径の細い小径部が形成されている。この部分を複数作れば、版胴部をストライプ状に形成することが可能となる。
しかし、グラビアロールは塗工材を溜めたパンに版胴部を漬け、塗工材を版胴部の表面に留まらせる構成となっていることから、版胴部の側面に塗工材が付いてしまうと、版胴部の表面側に塗工材が流れ、その結果、版胴部の表面の端部に塗工液が溜まり、芯材への塗布の幅が変化してしまう結果となり問題となる。
【０００７】
グラビア塗工装置のグラビアロールに設けられる版胴部が１カ所であり、芯材に１条の塗工部を形成する場合には、版胴部の両端にプレート状の掻き取り部材を当接させることで、余分な塗工液を掻き取ることができる。しかし、複数の版胴部を備えていると、隣り合う版胴部の間には、プレート状の掻き取り部材を挿入しにくい。
このため、グラビアロールの版胴部と版胴部の間に、版胴部の側面に接触するようなロール半径方向に沿って接し、版胴部から塗工材となる塗工液を掻き取るエッジが形成された掻き取り部材を挿入することで、掻き取り部材のエッジが塗工液を掻き取り、塗工幅の変化を抑制する。
【０００８】
こうすることで、版胴部と版胴部の間にも掻き取り部材を挿入することが可能となる。
結果として、版胴部の表面の端部には塗工液が溜まりにくくなり、芯材に均一な厚みの塗工液を塗布することが可能となる。
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−２５３１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１には、以下のような課題があると考えられる。
芯材に活物質を塗布して二次電池の電極とする場合には、リード部となる未塗工部と、塗工材が塗布された塗工部分の厚み及び幅の精度が必要となる。特に芯材にストライプ状に塗工部分を形成する場合、最終的に必要な幅にカットして電極とするため、幅のバラツキは誤差として積算し、電池の性能を左右するからである。
【００１１】
塗工部分の厚みが部分的に厚くなると、電池の電極として用いる場合には巻回して何層にも塗布された芯材が積層するため、厚みの誤差が蓄積してしまうという問題を生ずる。
そこで、特許文献１では、グラビアロールの版胴部と版胴部の間にも挿入され、掻き取り部材の側面のエッジ部分で塗工材を掻き取る方式を採用している。
この特許文献１の掻き取り部材は、グラビアロールの版胴部と版胴部の間に、版胴部の側面に接触するようなロール半径方向に沿って接し、版胴部から塗工材となる塗工液を掻き取るエッジが形成された掻き取り部材を挿入している。
【００１２】
しかし、芯材に塗布するために回転するグラビアロールに対して、掻き取り部材は外部の装置に固定される必要がある。掻き取り部材に設けられるエッジが、版胴部の端面から塗工材を掻き取るためには、相対的にグラビアロールとは反対方向に回転する必要があるためだ。このため、グラビアロールの版胴部分のエッジと掻き取り部材との間に僅かながらクリアランスを設ける必要がある。掻き取り部材とグラビアロールの版胴部の端面がぴったりくっついていると、摩擦が発生してグラビアロールの動きが悪くなってしまう等の問題を生じる虞があるためである。
【００１３】
しかし、このクリアランス部分に塗工材（塗工液）が入り込むと、グラビアロールの版胴部分の表面である塗工面のエッジに塗工材の盛り上がりを作る結果となる。
また、グラビアロールは、消耗した場合やメンテナンスする際には取り外し、または交換を要する。したがって、掻き取り部材と版胴部の側面とのクリアランスをシビアにしてしまうと、このような取り外し又は交換の際に、手間がかかる結果となり好ましくない。
一方、当該クリアランスをラフに設定すると、掻き取り部材と版胴部分の側面との間に入り込む塗工材の量が多くなり、より塗工面のエッジの塗工材の盛り上がりが大きくなる結果を招くことになる。
したがって、特許文献１の方法では、グラビアロールの塗工面端部での塗工材の盛り上がりを十分に抑制できないと考えられる。
【００１４】
そこで、本発明はこのような課題を解決するために、塗工面端部での塗工材の盛り上り抑制可能なグラビア塗工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するために、本発明によるグラビア塗工装置は以下のような特徴を有する。
（１）グラビアロールを用いてシートに塗工材を塗布するグラビア塗工装置において、
前記グラビアロールが、前記シートに前記塗工材を塗布する複数の塗工面と、隣り合う前記塗工面の間に配置され、前記塗工面が形成される大径部よりも小径に形成された小径部と、を有し、隣り合う前記塗工面の間に配設され、前記大径部の大径部端面に当接する掻き取り部材を備え、前記掻き取り部材が、板状の弾性部材を幅方向の中央部で山折りにすると共に、その前記グラビアロール側を幅方向の中央部で谷折りした形状からなり、前記掻き取り部材の前記山折りの山が、グラビアロールの回転方向前方となる向きに配設されることを特徴とする。
【００１６】
（２）（１）に記載のグラビア塗工装置において、
前記掻き取り部材は、前記板状の弾性部材に前記山折り及び前記谷折りの部分が形成されることで生じた残留応力を有し、前記残留応力による復元力によって、前記谷折りの谷の角度が広がる方向に力が働き、前記大径部端面に対して前記掻き取り部材のエッジ部が押圧されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
このような特徴を有する本発明によるグラビア塗工装置により、以下のような作用、効果が得られる。
まず、（１）に記載される発明は、グラビアロールを用いてシートに塗工材を塗布するグラビア塗工装置において、グラビアロールが、シートに塗工材を塗布する複数の塗工面と、隣り合う塗工面の間に配置され塗工面が形成される大径部よりも小径に形成された小径部とを有し、隣り合う塗工面の間に配設され、大径部の大径部端面に当接する掻き取り部材を備え、掻き取り部材が、板状の弾性部材を幅方向の中央部で山折りにすると共に、そのグラビアロール側を幅方向の中央部で谷折りした形状からなり、掻き取り部材の山折りの山が、グラビアロールの回転方向前方となる向きに配設されるものである。
このため、グラビアロールの大径部の側面である大径部端面に掻き取り部材当接させることで、大径部の側面に付いた塗工材を掻き取り部材で掻き取ることができる。このため、グラビアロールの塗工面でシートに塗工材を塗工した際に、シート状に均一な厚みの塗工部を形成することができる。この効果は以下に記載する作用によるものである。
【００１８】
確実にグラビアロールの大径部端面から塗工材を掻き取るためには、掻き取り部材が適切な押圧力で大径部端面に押し付けられていることが重要である。
この押圧力を、掻き取り部材が板状の弾性部材を折った形状で構成することで、掻き取り部材の復元力によって得ることができる。
適切な復元力を得るために、板状の弾性部材を山折りにし、更にその先端であるグラビアロール側を谷折りにしている。そして、グラビアロールの回転方向前方と同じ方向に山折りした山が凸になっている。
このため、弾性部材の復元力によって掻き取り部材の端部がグラビアロールの大径部端面に押し付けられ、塗工材を掻き取るように作用する。
【００１９】
さらに、掻き取り部材がグラビアロールとの接触によって摩耗した場合にも、弾性部材が折り曲げられている状態であるので、復元する方向に働いて押し付けられる力をある程度は維持することが可能となる。
適切な力で掻き取り部材がグラビアロールの大径部端面に押し付けられることで、不要な塗工材が掻き取られる。そして、大径部端面の塗工材が掻き取り部材によって掻き取られるので、塗工面側に遠心力等の力が作用して塗工材が流れてくることを防止することができる。そのため、塗工面の端部で塗工材が盛り上がることが無く、シートには均一な厚みに塗工材を塗工部として形成することができる。
このように、板状の弾性部材を折り曲げた掻き取り部材を用いることで、塗工面端部での塗工材の盛り上り抑制可能なグラビア塗工装置を提供することが可能となる。
【００２０】
また、（２）に記載の発明は、（１）に記載のグラビア塗工装置において、掻き取り部材は、板状の弾性部材に山折り及び谷折りの部分が形成されることで生じた残留応力を有し、残留応力による復元力によって、谷折りの谷の角度が広がる方向に力が働き、大径部端面に対して掻き取り部材のエッジ部が押圧されるものである。
課題に記載した通り、グラビアロールの大径部端面についた塗工材の影響で、塗工面の端部に塗工材が盛り上がる現象がある。このため、掻き取り部材で大径部端面に付いた塗工材を掻き取る必要がある。しかし、掻き取り部材は大径部端面に常に接触することになるので、次第に摩耗する結果となる。
【００２１】
本発明では、掻き取り部材が板状の弾性部材が山折り及び谷折りされることで形成されているため、掻き取り部材内に残留応力が蓄積している。この残留応力が徐々に解放されることで、掻き取り部材が大径部端面に当接しつづける押圧力を得ることができる。
更に、掻き取り部材が板状の弾性部材が山折り及び谷折りされることで形成されているため、残留応力による復元力は谷折りの谷の角度が広がる方向に働く。この復元力の方向は、大径部端面に対して垂直ではないので、掻き取り部材は大径部端面に押圧される力を得ると共に、大径部端面と直行する方向に働く力を得ることになる。
【００２２】
この結果、掻き取り部材のエッジ部が摩耗した際に、掻き取り部材のエッジ部から摩耗して切り取られる部分の角度は、大径部端面と塗工面の表面が形成する角度よりも角度が大きくなる。
つまり、掻き取り部材のエッジ部が摩耗した状態で大径部端面に当接しても、塗工面には掻き取り部材は接触しないこととなる。
例えば、大径部端面に対して直角に板材を押し当てても、掻き取り部材としては機能すると考えられるが、摩耗が進んだ場合に、その板材から摩耗して切り取られる部分の角度は大径部端面と塗工面が形成する角度と同じになる。この場合、板材は塗工面側にも接触するようになるため、塗工面の表面に均一な塗工材の層を形成する際の妨げとなる虞がある。
【００２３】
しかし本発明に記載される掻き取り部材は、板状の弾性部材が山折り及び谷折りされることで形成されることで、残留応力による復元力は谷折りの谷の角度が広がる方向に働くこととなり、掻き取り部材の摩耗によっても、掻き取り部材の一部が塗工面と接触することを防止することが可能となる。
このため、シートに均一な厚みの塗工材を塗布することを可能とするグラビア塗工装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１に、本実施形態のグラビア塗工装置１０の概略側面図を示す。図２に、グラビア塗工装置１０の概略正面図を示す。
グラビア塗工装置１０は、シートである薄膜５０に活物質等の塗工材１８を塗工するための装置である。薄膜５０は、リチウムイオン電池に用いられる基材であり、数十μｍ程度の厚みの銅箔、或いはアルミニウム箔である。塗工される塗工材１８は数Ｐａｓ程度の粘度を有する液体である。塗工材１８は薄膜５０上に数μｍ程度の厚みで塗布され、後述する塗工膜５０ａが一定の膜厚で形成される。この塗工膜５０ａは、二次電池に用いられる活物質の表面上に塗られて形成されるか、あるいは活物質の下に塗布され、その上に活物質の層が形成される。
【００２５】
グラビア塗工装置１０はベース１１の上に取り付けられた支持筐体１２と、支持筐体１２に支持されるアーム１３と、支持機構３０の上部に配置される塗工機構部２０よりなる。
薄膜５０は複数のローラに通され、塗工機構部２０に備えるグラビアロール２１と、アーム１３に備えられる押圧ローラ１４の間にも通されている。この結果、薄膜５０は押圧ローラ１４によってグラビアロール２１側にテンションがかけられた状態となる。
グラビア塗工装置１０の後工程には、図示しない乾燥炉等がある。グラビア塗工装置１０によって、薄膜５０の表面に活物質等の膜が形成された後、後工程の乾燥炉で乾燥され、最終的には図示しないボビンに巻き取られる。
【００２６】
グラビアロール２１は、図２に示すようにカップリング３６を介して駆動モータ３５が接続されている。この駆動モータ３５には、サーボモータ等の回転を制御可能なモータが用いられることが好ましい。
グラビアロール２１は駆動モータ３５から動力を得て回転する。そして、送られていく薄膜５０の表面に、グラビアロール２１が塗工材１８を塗工していく。
図３に、グラビアロール２１とドクターブレード２２の関係を斜視図で示す。
グラビアロール２１は、大径部２１ａと小径部２１ｂとが交互に設けられ、両端部２１ｃの片側がカップリング３６と接続される。図３に示す矢印は、グラビアロール２１の回転方向を示している。
大径部２１ａは小径部２１ｂまたは端部２１ｃよりも一段大径に形成されている。ここで、後述する図７に示すように、大径部２１ａの表面を塗工面２１ａａとし、大径部２１ａの側面を大径部端面２１ａｂと呼ぶことにする。この塗工面２１ａａには塗工材１８を保持するための凹凸が設けられている。
【００２７】
ドクターブレード２２は、グラビアロール２１の大径部２１ａの表面に当接するようにグラビア塗工装置１０に取り付けられている。シリンダなどによって一定の力を加えて、ドクターブレード２２をグラビアロール２１に押し付け、ドクターブレード２２によって大径部２１ａの表面に付いた塗工材１８を掻き落とすことができる。
本実施形態に用いられているドクターブレード２２は樹脂製のブレードであり、樹脂製のプレートを金属製の治具で挟んで固定する構造となっている。
グラビアロール２１にドクターブレード２２が接触して回転することで摩耗し、金属粉が塗工材１８に混入すると二次電池の性能に悪影響を与える虞がある。このため、グラビアロール２１側が金属であるのに対して、ドクターブレード２２側は樹脂とし、かつ、グラビアロール２１の材質に比べてドクターブレード２２は硬度が低く、ドクターブレード２２側が消耗するように設計されている。
なお、ドクターブレード２２の材質については導電性が低いか絶縁性を示す物質であれば特に限定されるものではない。
【００２８】
図４に、塗工機構部２０の上部の構成について説明をする断面図を示す。
塗工機構部２０に備えられるグラビアロール２１は、ペースト供給ダイ２５に設けられたＵ字溝２５ａに一部が収まるように設計されており、ペースト供給ダイ２５のＵ字溝２５ａには、塗工材１８が流路２５ｂを通って下部から供給される。
グラビアロール２１には、ドクターブレード２２と角用ドクターブレード４０が接触している。角用ドクターブレード４０は、ドクターブレード２２の下部、すなわちグラビアロール２１の回転方向に対して前側に取り付けられており、グラビアロール２１の大径部２１ａの側面である大径部端面２１ａｂに接するように構成されている。
つまり、グラビアロール２１の大径部２１ａの塗工面２１ａａには下部で塗工材１８が供給されることになる。
【００２９】
図５に、角用ドクターブレード４０の斜視図を示す。また、図６（ａ）に、角用ドクターブレード４０の折り線図を示し、図６（ｂ）に、角用ドクターブレード４０を折った状態を説明する模式図を示す。
図７に、角用ドクターブレード４０の先端がグラビアロール２１に当接させる様子を斜視図で示す。なお、図７では説明の都合でドクターブレード２２は描かれていない。
角用ドクターブレード４０は、弾性力のある樹脂製の板材を用いている。本実施形態では樹脂系の材料を用いているが、更に弾性力のある樹脂系の材料を選定しても良い。
なお、角用ドクターブレード４０に用いる材料は樹脂系でなくても良いが、一定の弾性力を示し、塗工材１８との濡れ性が低い物質が好ましい。また、角用ドクターブレード４０は、導電性が低いか絶縁性を示す物質が良い。また、グラビアロール２１に比べて硬度差が大きい方が望ましい。
【００３０】
角用ドクターブレード４０は、ブレード押さえ４１に挟まれて固定される。
角用ドクターブレード４０は、図６（ａ）に示される通り第１山折り部４０ａ、第２山折り部４０ｄ、谷折り部４０ｂが設けられて、図６（ｂ）に示されるように折られている。
そして、図７に示すように、グラビアロール２１の大径部２１ａの大径部端面２１ａｂに、角用ドクターブレード４０のエッジ部４０ｃが当接する。
一方、ブレード押さえ４１は、下側の部材が山型で、上側の部材が谷型をした雌雄で合わさる形状をしており、その間に角用ドクターブレード４０を挟んで固定する。このブレード押さえ４１の角度は、角用ドクターブレード４０の山折りされる角度よりも同じか、若干開いている。つまり、第１山折り部４０ａの角度に対して、ブレード押さえ４１の山型部分の角度は同じか若干広い設定となっている。
【００３１】
本実施形態のグラビア塗工装置１０は上記の構成を有しているので、以下に示すような作用を示す。
グラビアロール２１に形成されている大径部２１ａの塗工面２１ａａは、３カ所とも薄膜５０に接触し、塗工材１８を薄膜５０に塗工することができる。したがって、薄膜５０には同時に３条の塗工膜５０ａを形成する。
グラビアロール２１は、ペースト供給ダイ２５の流路２５ｂから供給された塗工材１８をＵ字溝２５ａ内で大径部２１ａの塗工面２１ａａに接触させることで、大径部２１ａに形成された塗工面２１ａａに塗工材１８を付着させる。塗工面２１ａａには細かい凹凸が設けられており、塗工材１８はこの凹凸の内部にも入り込む。
また、この際に、グラビアロール２１の小径部２１ｂにも塗工材１８は付着してしまう。
【００３２】
グラビアロール２１の小径部２１ｂには、塗工材１８の付着を防ぐために、特許文献１に示すような半割の樹脂製部材が小径部２１ｂの表面に接触するように保持されている。このため、小径部２１ｂに塗工材１８が大量に付くことはないが、小径部２１ｂとこの図示しない樹脂製部材との間にはクリアランスがあり、大径部端面２１ａｂに塗工材１８が僅かに付いてしまうことが避けられない。
そして、グラビアロール２１は一定速度で回転しているので、塗工材１８がグラビアロール２１の表面に付着した後、まず角用ドクターブレード４０によって、大径部端面２１ａｂに付着した塗工材１８を掻き取る。図７に示すように角用ドクターブレード４０のエッジ部４０ｃが大径部端面２１ａｂに一定の圧力で押圧されることで、大径部端面２１ａｂに付着した塗工材１８は効率的に掻き取られることになる。
【００３３】
図８に、角用ドクターブレード４０に働く力の方向を斜視図に示す。
角用ドクターブレード４０は、弾性力のある板材を折って形成されているので、常に板材の状態に戻ろうとする復元力が働いている。
このため、図８に示されるように、谷折り部４０ｂに戻ろうとする力である戻り力Ｙが加わることで、エッジ部４０ｃには広がろうとする力である広がる力Ｘが加わることになる。これらの広がる力Ｘ及び戻り力Ｙは、第１山折り部４０ａ、谷折り部４０ｂ、及び第２山折り部４０ｄの復元力の総和として現れ、結果としてエッジ部４０ｃを外側に押し広げようとする力となる。この復元力は、弾性部材である角用ドクターブレード４０を第１山折り部４０ａ、谷折り部４０ｂ、第２山折り部４０ｄで折ることによって内部に残留応力が発生し、その残留応力が解放されることで発生する。
この力が作用して、図７に示すように、グラビアロール２１の大径部端面２１ａｂに一定の押圧力が働きながら当接することになる。
【００３４】
こうして、大径部端面２１ａｂから塗工材１８が取り除かれることで、大径部２１ａに形成される塗工面２１ａａの端部に不要な塗工材１８が少なくなる。また、この後でドクターブレード２２によって塗工面２１ａａから塗工材１８が掻き落とされることで、塗工材１８は塗工面２１ａａに一定の厚みで付着している状態となる。厳密に言えば、塗工面２１ａａに形成された凹部に塗工材１８が入り込んでおり、それ以外の塗工材１８はドクターブレード２２によって殆ど掻き取られてしまう。
この状態の塗工面２１ａａを薄膜５０に接触させることで、薄膜５０に一定の厚みの塗工材１８の層である塗工膜５０ａを形成することが可能となる。
本実施形態ではグラビアロール２１に大径部２１ａは３つ設けられているので、薄膜５０には３条の塗工膜５０ａを形成することができる。
そして、グラビア塗工装置１０によって薄膜５０に塗工膜５０ａが形成される工程を経た後、図示しない乾燥炉によって乾燥される。その後、薄膜５０は図示しないボビンに巻き取られる。
なお、薄膜５０は切り分けられて、二次電池の電極板に用いられる。
【００３５】
本実施形態のグラビア塗工装置１０は上記構成及び作用を示すので、以下に説明する効果を奏する。
本実施形態で説明するグラビア塗工装置１０は、グラビアロール２１を用いて薄膜５０に塗工材１８を塗工するグラビア塗工装置１０において、グラビアロール２１が、薄膜５０に塗工材１８を塗工する複数の塗工面２１ａａと、隣り合う塗工面２１ａａの間に配置され塗工面２１ａａが形成される大径部２１ａよりも小径に形成された小径部２１ｂとを有し、隣り合う塗工面２１ａａの間に配設され、大径部２１ａの大径部端面２１ａｂに当接する角用ドクターブレード４０を備え、角用ドクターブレード４０が、板状の弾性部材を幅方向の中央部で山折りにして第１山折り部４０ａすると共に、そのグラビアロール２１側を幅方向の中央部で谷折りして谷折り部４０ｂを形成した形状からなり、角用ドクターブレード４０の第１山折り部４０ａが、グラビアロール２１の回転方向前方となる向きに配設されるものである。
【００３６】
したがって、薄膜５０に塗工される塗工材１８を均一な幅に塗工することが可能となるという効果が得られる。これは以下に説明する作用によるものである。
図９に、大径部２１ａの端部に溜まる塗工材１８の様子を表した断面図を示す。
グラビアロール２１の大径部２１ａに付着した塗工材１８は、課題で示したように大径部端面２１ａｂに塗工材１８が付着することで大径部２１ａの端部で液量が多くなり、盛り上がりをつくることが知られている。
この原因は、大径部端面２１ａｂに塗工材１８が付着することが原因だと考えられている。このため、大径部端面２１ａｂの塗工材１８を掻き取る必要がある。このような状態で薄膜５０に塗工材１８を塗工すると、薄膜５０に形成される３条の塗工材１８の層の幅が均一でなくなる虞があるためである。また、同様の原因により塗工材１８の層の厚みについても均一でなくなる虞がある。
【００３７】
前述した通り、薄膜５０は二次電池として用いられる場合には、切り分けられる必要がある。これは、電極板には未塗工部と塗工部が塗り分けられた薄膜５０が必要となるためである。未塗工部はリード部として用いられ、塗工部は活物質の層が形成されているので、電極そのものとなる。
図１０に、塗工材１８を塗工した状態の薄膜５０を切り分けて電極用薄膜５１とする模式図を示している。
薄膜５０は塗工膜５０ａが形成された後、６つに分割され電極用薄膜５１となる。この電極用薄膜５１が二次電池の電極板に用いられるが、切断する際には塗工膜５０ａの端部の何れかを基準とする必要がある。
そして、電極用薄膜５１は同じ幅に塗工膜５０ａが形成された状態であることが望ましい。これは、二次電池の性能に関わるためである。
【００３８】
しかし、薄膜５０に形成される塗工膜５０ａは、図９に示された状態で薄膜５０に塗工材１８が塗工されると、塗工膜５０ａの端部が盛り上がったり、端部の幅が綺麗に形成されなかったりするなどの問題がある。つまり、図９に示されるような塗工面２１ａａの端部に塗工材１８の盛り上がりが形成された状態で、薄膜５０に塗工材１８が塗布されると、塗工膜５０ａの幅が不揃いになる、或いは塗工膜５０ａの端部が盛り上がるなどの問題が生じる虞がある。
塗工膜５０ａの端部が盛り上がった状態で乾燥され、そのまま電極材に用いられると、巻かれた電極用薄膜５１の径を左右する結果となる。つまり、塗工膜５０ａの同じ部位が盛り上がっているので、巻かれると積算されて巻厚が部分的に太くなってしまうからである。
また、塗工膜５０ａの端部が盛り上がった状態から、塗工材１８が広がってしまうと、結果的に塗工膜５０ａの幅の精度が悪化する。塗工膜５０ａの幅の精度は電極用薄膜５１が電極材として用いられる二次電池の性能のバラツキに影響する虞があるため望ましくない。
【００３９】
しかし、角用ドクターブレード４０を備えることで、グラビアロール２１の大径部端面２１ａｂに当接され塗工材１８を掻き落とし、図９に示すような塗工材１８の盛り上がりを抑えることができる。
グラビアロール２１は高速で回転するため、大径部端面２１ａｂに塗工材１８が付着していると、グラビアロール２１の外径側に塗工材１８が遠心力等の影響により寄っていくことになる。その結果、塗工面２１ａａの端部に塗工材１８の盛り上がりを形成する結果となる。しかし角用ドクターブレード４０のエッジ部４０ｃが当接することで、大径部端面２１ａｂの塗工材１８を掻き取ることができるので、このような塗工面２１ａａの端部での塗工材１８の盛り上がりを防ぐことができるのである。
【００４０】
また、グラビアロール２１にはドクターブレード２２も当接しており、角用ドクターブレード４０で大径部端面２１ａｂの塗工材１８が掻き取られた後、ドクターブレード２２で塗工面２１ａａの塗工材１８を掻き取り、均一な塗工材１８の層を塗工面２１ａａの表面に形成できるので、薄膜５０に塗工材１８を塗工する際にも均一な厚みの塗工膜５０ａを形成することができる。万が一、角用ドクターブレード４０で大径部端面２１ａｂの塗工材１８を少量掻き取り損なった場合にも、ドクターブレード２２を角用ドクターブレード４０よりもグラビアロール２１の回転方向に対し後側に持ってくることで、塗工面２１ａａの端部に塗工材１８の盛り上がり防止を期待できる。
これらの作用によって、薄膜５０に形成される３条の塗工材１８の層である塗工膜５０ａの幅の精度を高めることができ、塗工膜５０ａの端部の盛り上がりを抑える効果が得られる。
【００４１】
また、本実施形態のグラビア塗工装置１０において、角用ドクターブレード４０は、板状の弾性部材に第１山折り部４０ａ及び谷折り部４０ｂが形成されることで生じた残留応力を有し、残留応力による復元力によって、谷折り部４０ｂの谷の角度が広がる方向に力が働き、大径部端面２１ａｂに対して角用ドクターブレード４０のエッジ部４０ｃが押圧されるものである。
図１１に、角用ドクターブレード４０が消耗した場合の様子を斜視図に示す。
グラビアロール２１の大径部端面２１ａｂに、角用ドクターブレード４０のエッジ部４０ｃが当接することで、グラビアロール２１よりも硬度が低い物質でできているエッジ部４０ｃは徐々に摩耗する。
このため、エッジ部４０ｃは摩耗して、端面当接辺４０ｃ１と逃げ辺４０ｃ２を形成する。端面当接辺４０ｃ１は、大径部端面２１ａｂに当接しており、大径部端面２１ａｂに付着した塗工材１８を掻き落とす。一方、逃げ辺４０ｃ２は、塗工面２１ａａとは接していない。
【００４２】
これは、角用ドクターブレード４０に図８で示したような広がる力Ｘと戻り力Ｙが働いているためである。角用ドクターブレード４０は、谷折り部４０ｂで谷折りされているため、これが復元する際には図８の想像線で示すような形状となっていく。
したがって、エッジ部４０ｃに作用する力は谷折り部４０ｂが広がる方向に作用する。この力は、大径部端面２１ａｂと直角ではないため、エッジ部４０ｃが摩耗することで、逃げ辺４０ｃ２と塗工面２１ａａは逃げ角度θだけ角度が付く。つまり、塗工面２１ａａと大径部端面２１ａｂが形成する角度よりも、端面当接辺４０ｃ１と逃げ辺４０ｃ２の形成する角度は逃げ角度θだけ大きくなる。
よって、逃げ辺４０ｃ２は塗工面２１ａａとは接触しない。
【００４３】
逃げ辺４０ｃ２と塗工面２１ａａが接触してしまうと、塗工材１８が掻き取られることになる。この後、ドクターブレード２２で掻き取られることになるとはいえ、角用ドクターブレード４０で塗工面２１ａａに付着する塗工材１８を掻き取ることは、薄膜５０に塗工膜５０ａを均一な厚みで形成する際には好ましくない影響を与える虞がある。しかし逃げ角度θが形成されることで、これを防ぐことができる。
つまり、角用ドクターブレード４０に第１山折り部４０ａ及び谷折り部４０ｂが設けられることで、このように摩耗した際にも塗工面２１ａａに対して好ましくない影響を与える虞がない。
【００４４】
以上、本実施形態に則して発明を説明したが、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更することにより実施することもできる。
例えば、グラビアロール２１の大径部２１ａの数を増減したり、グラビア塗工装置１０の装置構成を変更したりすることを妨げない。
また、本発明のグラビア塗工装置１０は二次電池の電極を形成する用途以外に用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本実施形態の、グラビア塗工装置１０の概略側面図である。
【図２】本実施形態の、グラビア塗工装置１０の概略正面図である。
【図３】本実施形態の、グラビアロール２１とドクターブレード２２の関係を示す斜視図である。
【図４】本実施形態の、塗工機構部２０の上部の構成について説明をする断面図である。
【図５】本実施形態の、角用ドクターブレード４０の斜視図である。
【図６】（ａ）本実施形態の、角用ドクターブレード４０の折り線図である。        （ｂ）本実施形態の、角用ドクターブレード４０を折った状態を示す斜視図である。
【図７】本実施形態の、角用ドクターブレード４０の先端の斜視図である。
【図８】本実施形態の、角用ドクターブレード４０に働く力の方向を示す斜視図である。
【図９】本実施形態の、大径部２１ａの端部に溜まる塗工材１８の様子を表した断面図である。
【図１０】本実施形態の、塗工材１８を塗工した状態の薄膜５０を切り分けて電極用薄膜５１とする模式図である。
【図１１】本実施形態の、角用ドクターブレード４０が消耗した場合の様子を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０      グラビア塗工装置
１８      塗工材
２０      塗工機構部
２１      グラビアロール
２１ａ      大径部
２１ａａ      塗工面
２１ａｂ      大径部端面
２１ｂ      小径部
２１ｃ      端部
２２      ドクターブレード
２５      ペースト供給ダイ
２５ａ      Ｕ字溝
２５ｂ      流路
３０      支持機構
３５      駆動モータ
３６      カップリング
４０      角用ドクターブレード
４０ａ      第１山折り部
４０ｂ      谷折り部
４０ｃ      エッジ部
４０ｃ１      端面当接辺
４０ｃ２      逃げ辺
４０ｄ      第２山折り部
４１      ブレード押さえ
５０      薄膜
５０ａ      塗工膜
５１      電極用薄膜
【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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【図１１】
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