JP2015130270A

JP2015130270A - 塗工装置

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Publication number: JP2015130270A
Application number: JP2014001214A
Authority: JP
Inventors: 誠志沖廣; Masashi Okihiro; 秀宣三浦; Hidenobu Miura; 松永　真一; Shinichi Matsunaga; 真一松永
Original assignee: Fuji Kikai Kogyo Co Ltd
Current assignee: Fuji Kikai Kogyo Co Ltd
Priority date: 2014-01-07
Filing date: 2014-01-07
Publication date: 2015-07-16
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Abstract

【課題】リチウムイオン２次電池用セパレータフィルムの被塗工面に塗工する塗工液の厚みを薄く、しかも、均一にできる塗工装置を提供する。【解決手段】塗工ユニット４は、上下方向に搬送される熱可塑性樹脂からなるリチウムイオン２次電池用セパレータフィルム１０の被塗工面側に塗工する塗工ロール４１を有す。塗工ロール４１のフィルム搬送方向上流側の被塗工面側に配置された第１ガイドロール１１Ａと、下流側の反被塗工面側に配置された第２ガイドロール１１Ｂとを備える。第１及び第２ガイドロール１１Ａ，１１Ｂより小径で、且つ、塗工ロール４１のフィルム搬送方向上流側及び下流側の両側に接近配置された一対の塗工補助ロール９５を備え、両塗工補助ロール９５は、フィルム１０の反被塗工面側を押圧する。【選択図】図２

Description

本発明は、リチウムイオン２次電池用セパレータフィルムの被塗工面に塗工液を塗工する塗工装置に関する。

近年、自動車や携帯電話等には、エネルギー密度が高くて製品の軽量化が図れるリチウムイオン２次電池が用いられ、該リチウムイオン２次電池は、正極シートと負極シートとの間の短絡を防ぐために、正極シートと負極シートとの間に樹脂製のセパレータフィルムを介在させるとともに、塗工装置を用いて耐熱性を高めるためや正極・負極シートとの密着性を向上させるための塗工液を上記フィルムの被塗工面に塗工したものが知られている。

例えば、特許文献１に開示されている塗工装置は、上方に開口する凹状の液溜部を有し、該液溜部に塗工液を貯溜する容器と、外周面の一部が上記液溜部に上方から浸された塗工ロールとを備え、該塗工ロールの上方をセパレータフィルムが略水平方向に搬送されている。上記塗工ロールのフィルム搬送方向上流側及び下流側の両側には、連続搬送される上記フィルムが下方から巻き掛けられるとともに上記フィルムを回転動作により案内するガイドロールが一対配置され、上記塗工ロールが上記セパレータフィルムの搬送方向と逆方向に回転しながら外周面に付着する塗工液を上記セパレータフィルムの被塗工面側に転写している。

特開２００９−２１８０５３号公報

ところで、近年、リチウムイオン２次電池をさらに薄くて軽量にするために、セパレータフィルムに塗工する塗工液の厚みを薄く、しかも、均一に塗工することが求められている。これを達成するためには、連続搬送されるセパレータフィルムに対する塗工ロールの接触領域をフィルム搬送方向に小さくするとともに、上記接触領域のばらつきを少なくする必要がある。

しかし、上記セパレータフィルムは、一般的に熱可塑性樹脂からなり、伸びやすい性質を有しているので、上述の如き特許文献１の塗工装置では、連続搬送されるセパレータフィルムにおいて、上記両ガイドロール間のテンションが付与された区間に塗工ロールを接触させることにより接触領域のばらつきを無くそうとはしているものの、セパレータフィルムの上記テンションが付与された区間は自重によって下方に垂れ易いので、セパレータフィルムの塗工領域が平坦になり難く、セパレータフィルムに対する塗工ロールの接触領域がフィルム搬送方向やフィルム幅方向に大きくばらついてしまい、ひいては、セパレータフィルムに塗工される塗工液の厚みがばらつくことになってしまう。

また、上記セパレータフィルムに対して塗工液で塗工を行う場合、外周面に螺旋状の連続溝を有する塗工ロールが一般的に用いられるが、この塗工ロールで塗工を行うと、当該塗工ロールの回転動作に伴う連続溝の移動でセパレータフィルムの搬送経路が変化し易く、その影響でセパレータフィルムが搬送時に波打って平坦になり難く、この点においてもセパレータフィルムに塗工される塗工液の厚みがばらつき易い。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、リチウムイオン２次電池用セパレータフィルムの被塗工面に塗工する塗工液の厚みを薄く、しかも、均一にできる塗工装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、塗工ロールのフィルム搬送方向上流側及び下流側の両側に一対の塗工補助ロールを接近配置して、当該両塗工補助ロールで上方に連続搬送されるセパレータフィルムの平坦性を高めるようにしたことを特徴とする。

すなわち、第１の発明では、外周面に付着する塗工液を上下方向に搬送される熱可塑性樹脂からなる帯状のリチウムイオン２次電池用セパレータフィルムの被塗工面側に回転動作により塗工する塗工ロールを有する塗工手段と、上記フィルムにおける被塗工面側及び反被塗工面側のいずれか一方で、且つ、上記塗工ロールのフィルム搬送方向上流側に配置され、連続搬送される上記フィルムを回転動作により案内する第１ガイドロールと、上記フィルムにおける反被塗工面側で、且つ、上記塗工ロールのフィルム搬送方向下流側に配置され、連続搬送される上記フィルムを回転動作により案内する第２ガイドロールと、上記第１及び第２ガイドロールより小径で、且つ、当該第１及び第２ガイドロール間に位置するとともに上記塗工ロールのフィルム搬送方向上流側及び下流側の両側に接近配置され、上記フィルムの反被塗工面側を押圧する一対の塗工補助ロールとを備えていることを特徴とする。

第２の発明では、第１の発明において、連続搬送される上記フィルムの所定領域におけるテンションを変更するテンション変更手段と、上記第２ガイドロールのフィルム搬送方向下流側に設けられ、上記フィルムの被塗工面に付着した塗工液を連続搬送させながら乾燥させる乾燥手段とを備え、上記テンション変更手段は、上記第２ガイドロールと上記乾燥手段との間における上記フィルムの反被塗工面側に設けられ、且つ、外周面に形成された多数の吸引孔で上記フィルムを吸引しながら回転動作により送り出すサクションロールを有し、上記フィルムにおける上記サクションロール通過前の領域のテンションを通過後の領域のテンションより高くなるよう変更することを特徴とする。

第３の発明では、第１又は第２の発明において、上記第１ガイドロールは、エキスパンダーロールであることを特徴とする。

第４の発明では、第１又は第２の発明において、上記第１ガイドロールのフィルム搬送方向上流側には、エキスパンダーロールが設けられていることを特徴とする。

第５の発明では、第１から第４のいずれか１つの発明において、上記第１ガイドロールは、上記塗工ロールのフィルム搬送方向上流側に位置する上記塗工補助ロールとで上記フィルムがＳ字状に連続搬送されるよう上記フィルムの被塗工面側に位置していることを特徴とする。

第６の発明では、第１から第５のいずれか１つの発明において、上記塗工補助ロールには、当該塗工補助ロールにおける回転軸心方向端部を上記フィルムの反被塗工面に接近・離間させることにより、上記フィルムの反被塗工面に対する上記塗工補助ロールの傾きを調整するロール傾き調整手段が設けられていることを特徴とする。

第７の発明では、第１から第６のいずれか１つの発明において、上記塗工手段は、上記塗工液を貯留する液溜部を有し、該液溜部に上記塗工ロールの外周面の一部が浸される塗工チャンバーと、上記塗工チャンバーのロール径方向一方側に設けられ、先端が上記塗工ロールの外周面に圧接して上記塗工ロールの回転動作時に上記外周面に付着する余分な塗工液を掻き取るドクターブレードと、上記塗工チャンバーのロール径方向他方側に設けられ、先端が上記塗工ロールの外周面に圧接してシールするシールプレートと、上記塗工チャンバーのロール軸心方向両端部寄りにそれぞれ設けられ、先端が上記塗工ロールの外周面に圧接して上記ドクターブレードと上記シールプレートとで上記液溜部を密閉する一対のサイドプレートとを備え、上記塗工ロールの少なくとも外周面を含む領域は、セラミックス材で形成され、上記ドクターブレードは、樹脂材で形成されていることを特徴とする。

第１の発明では、上下方向にセパレータフィルムを搬送しながら塗工液を塗工するので、セパレータフィルムが自重によって塗工ロールに対して垂れ下がって塗工ロール外周面とセパレータフィルムとの間の接触領域がばらついてしまうといったことがない。しかも、セパレータフィルムを反被塗工面側から押圧する両塗工補助ロールが塗工ロールの上流側及び下流側にそれぞれ接近配置されているので、両塗工補助ロール間に対応するセパレータフィルムのフィルム搬送方向の幅が短くなることで当該区間のセパレータフィルムが撓み難くなり、平坦性が高まって薄膜の塗工液を均一に塗工することができる。

第２の発明では、サクションロールのフィルム搬送方向上流側に位置する塗工手段がテンションの高いフィルム領域に位置するので、フィルムの撓みが少なくて高い平坦性を有する状態で塗工を行うことができる。一方、サクションロールのフィルム搬送方向下流側に位置する乾燥手段がテンションの低いフィルム領域に位置するので、温度上昇によって引き伸ばされやすい熱可塑性樹脂からなるセパレータフィルムであっても、乾燥手段通過時に引き伸ばされ難くなって不良品になるのを防ぐことができる。また、セパレータフィルムの反被塗工面側がサクションロールに巻き掛けられているので、セパレータフィルムの被塗工面に付着する乾く前の塗工液に影響を及ぼすことなく通過前後のセパレータフィルムのテンションを変更することができる。

第３又は第４の発明では、セパレータフィルムが塗工手段を通過する直前にフィルム幅方向に引き伸ばされるので、セパレータフィルムのフィルム幅方向に加わるテンションが安定して塗工時におけるセパレータフィルムの揺れや搬送経路の変化をさらに抑制することができる。

第５の発明では、フィルム搬送方向上流側に位置する塗工補助ロール及び第１ガイドロールの両ロールのセパレータフィルムとの接触領域（抱き角）が増えるので、塗工手段を通過する直前のセパレータフィルムの搬送経路をさらに変化しないようにできる。

第６の発明では、セパレータフィルムの被塗工面に対して塗工補助ロールの回転軸心が平行となるよう塗工補助ロールの傾きを変えることができるようになるので、もし仮にメンテナンス等を行ってセパレータフィルムの被塗工面に対する塗工補助ロールの傾きが変化しても、それに合わせて塗工補助ロールの傾きを変えることで塗工ロールのロール回転軸心方向両側のセパレータフィルムへの押圧バランスがメンテナンス等の前後で変化しないようにできる。

第７の発明では、ドクターブレードで塗工ロール外周面に付着する余分な塗工液を掻き取る際、もし仮に、塗工ロール外周面及びドクターブレード先端の一部が摩耗により剥がれて塗工液に混ざっても、塗工ロール及びドクターブレードの材質が非導電性なので、製造品が不良品となり難くなる。

本発明の実施形態に係る塗工装置の概略正面図である。図１のＡ部拡大図である。図２のＢ矢視図である。図３のＣ−Ｃ線における断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。

図１は、本発明の実施形態の塗工装置１を示す。該塗工装置１は、連続搬送される帯状のセパレータフィルム１０の片面（被塗工面）に塗工液Ｗを塗工して１〜２０μｍ（ｄｒｙ）の保護層を形成するものである。尚、上記フィルム１０は、熱可塑性樹脂からなり、リチウムイオン２次電池の正極シートと負極シートとの間に介在させるものである。また、上記塗工液Ｗは、上記フィルム１０に塗工することで当該フィルム１０の耐熱性を高めたり、正極・負極シートに対する密着性を向上させたりするようになっている。

上記塗工装置１は、フィルム搬送方向上流側から、上記フィルム１０を繰り出すフィルム繰出機２と、該フィルム繰出機２から繰り出されたフィルム１０のテンションを通過前後で変更させる第１張力変更ユニット３と、上記フィルム１０に塗工を施す塗工ユニット４（塗工手段）と、該塗工ユニット４を通過したフィルム１０のテンションを通過前後で変更させる第２張力変更ユニット５と、塗工されたフィルム１０を乾燥させる乾燥器６（乾燥手段）と、該乾燥器６を通過した上記フィルム１０の張力を通過前後で変更させる第３張力変更ユニット７と、保護層が形成されたフィルム１０を巻き取るフィルム巻取機８とが順に設けられ、上記フィルム１０は複数のガイドロール１１に巻き掛けられて連続搬送されている。

尚、図１及び図２は、本発明の塗工装置１の特徴部分を理解し易くするために、各構成が見え易くなるように描いている。

上記フィルム繰出機２は、正面視で略矩形状をなす支持台２ａと、該支持台２ａに回転自在に支持され、上記フィルム１０がロール状に巻かれた繰出ロール２ｂとを備えている。

上記第１張力変更ユニット３は、上記繰出ロール２ｂから繰り出されて略水平方向（図１紙面の右方向）に連続搬送される上記フィルム１０を上下両側から挟み込む一対の第１フィードロール３ａを備え、該第１フィードロール３ａの周速度を上記フィルム１０の搬送速度に対して変化させることにより、上記両第１フィードロール３ａ間を通過する前後の上記フィルム１０にかかるテンションを変化させている。

上記塗工ユニット４は、外周面４１ａに図示しない多数の微細なセルを有する塗工ロール４１と、上記フィルム１０の幅方向に延びる略直方体形状の塗工チャンバー４２とを備え、上記塗工ロール４１及び上記塗工チャンバー４２は、上記フィルム１０の被塗工面側（図２で右側）に略水平方向に順に並置されている。

上記塗工ロール４１は、φ４０〜１５０ｍｍであるものが用いられ、特にφ６０〜１２０ｍｍのものが好適である。

上記塗工ロール４１の外周面４１ａを含む外周層は、セラミックス材で形成され、外周面４１ａには、ロール回転軸心方向一端側から回転方向に行くにつれて次第にロール回転軸心方向他端側に位置する螺旋状の連続溝（図示せず）が多数形成されている。

上記塗工チャンバー４２は、上記塗工ロール４１側に開口する断面略Ｕ字状のチャンバー本体４２ａを備えている。

該チャンバー本体４２ａの内方は、上記塗工液Ｗを溜める液溜部４２ｂとなっていて、該液溜部４２ｂに上記塗工ロール４１の一部が浸されている。

上記塗工チャンバー４２の上部（ロール径方向一方側）には、板状をなす樹脂製ドクターブレード４３が上記液溜部４２ｂの開口上端側周縁から下方に向かって突設され、該ドクターブレード４３の先端が塗工ロール４１の外周面４１ａに圧接して上記液溜部４２ｂのロール回転方向下流側をシールするとともに、上記塗工ロール４１の回転動作時に上記外周面４１ａに付着する余分な塗工液Ｗを掻き取るようになっている。

一方、上記塗工チャンバー４２の下部（ロール径方向他方側）には、板状をなす樹脂製シールプレート４４が上記液溜部４２ｂの開口下端側周縁から上方に向かって突設され、該シールプレート４４の先端が上記塗工ロール４１の外周面４１ａに圧接して上記液溜部４２ｂのロール回転方向上流側をシールするようになっている。

さらに、上記塗工チャンバー４２のロール回転軸心方向両端部には、樹脂製サイドシール４５が一対設けられ、上記ドクターブレード４３、上記シールプレート４４及び上記両サイドシール４５で上記液溜部４２ｂを密閉するようになっている。

そして、上記塗工ユニット４は、上記第１張力変更ユニット３を通過した後、ガイドロール１１で搬送方向が上方に変更された上記フィルム１０の被塗工面に上記塗工ロール４１を回転させながら外周面４１ａを接触させて塗工液Ｗを上記フィルム１０に転写するようになっている。

上記塗工ロール４１のフィルム搬送方向上流側に隣り合うガイドロール１１（以下、第１ガイドロール１１Ａと呼ぶ）は、フィルム１０の被塗工面側に位置し、連続搬送されるフィルム１０を回転動作により案内するようになっている。

上記第１ガイドロール１１Ａは、断面形状がロール回転軸心方向に亘って同じであり、ロール回転軸心方向両端の筒中心がロール回転軸心と一致する一方、ロール回転軸心方向中央の筒中心がロール回転軸心から径方向外側に偏心したエキスパンダーロールを構成している。

一方、上記塗工ロール４１のフィルム搬送方向下流側に隣り合うガイドロール１１（以下、第２ガイドロール１１Ｂと呼ぶ）は、フィルム１０の反被塗工面側に位置し、連続搬送される上記フィルム１０を回転動作により案内するようになっている。

そして、上記第１及び第２ガイドロール１１Ａ，１１Ｂの間で、且つ、上記フィルム１０の反被塗工面側（図２の紙面左側）には、塗工補助機構９が上記塗工ロール４１に対向配置されている。

上記塗工補助機構９は、上記塗工ロール４１の回転軸心方向に所定の間隔をあけて対向する一対のベースプレート９１を有し、該ベースプレート９１は、正面視で略Ｈ形状をなしている。

上記両ベースプレート９１は、図示しない一対の装置固定側フレームの間に位置しており、各ベースプレート９１の装置固定側フレームに対向する面には、スライダ９２が上下に所定の間隔をあけて一対設けられている。

また、図示しない装置固定側フレームの上記各ベースプレート９１に対向する面には、上記塗工ロール４１の回転軸心方向と交差する水平方向に延びるスライドレール９３が上記各スライダ９２に対応する位置にそれぞれ設けられ、上記スライダ９２が上記スライドレール９３にスライド可能に外嵌合している。

さらに、上記ベースプレート９１の反塗工ロール４１側には、流体圧シリンダ９４が配設され、該流体圧シリンダ９４は、先端が上記ベースプレート９１に接続されるとともに、上記塗工ロール４１の回転軸心方向と交差する水平方向に伸縮するピストンロッド９４ａを有している。

そして、上記流体圧シリンダ９４のピストンロッド９４ａを伸縮させると上記スライドレール９３上をスライダ９２がスライドすることにより、上記両ベースプレート９１が水平方向に移動するようになっている。

上記両ベースプレート９１間の塗工ロール４１側には、回転軸心が上記塗工ロール４１の回転軸心と同方向に向くカーボン製の塗工補助ロール９５が上下に所定の間隔をあけて一対設けられている。尚、両塗工補助ロール９５間の距離は、０〜１００ｍｍに設定されている。

上記塗工補助ロール９５は、上記第１及び第２ガイドロール１１Ａ，１１Ｂより小径のφ４０ｍｍであり、上記流体圧シリンダ９４により両ベースプレート９１を塗工ロール４１側に移動させると、上記第１及び第２ガイドロール１１Ａ，１１Ｂ間に位置するとともに、上記両塗工補助ロール９５が上記塗工ロール４１のフィルム搬送方向上流側及び下流側の両側に接近配置され、且つ、上記フィルム１０の反被塗工面側を押圧することで上記フィルム１０の撓みを無くして平坦性を高めている。尚、本発明の実施形態では、φ４０ｍｍの塗工補助ロール９５を用いているが、当該塗工補助ロール９５の径はφ２０〜８０ｍｍであればよい。

また、上記両ベースプレート９１が塗工ロール４１側に移動した状態で上記第１ガイドロール１１Ａは、上記塗工ロール４１のフィルム搬送方向上流側に位置する上記塗工補助ロール９５とで上記フィルム１０がＳ字状に連続搬送されるよう上記フィルム１０の被塗工面側に位置するようになっている。

さらに、上側に位置する塗工補助ロール９５の回転軸心方向両端には、図３及び図４に示すように、上記ベースプレート９１に固定され、上記塗工補助ロール９５の両回転軸９５ａを回転可能に軸支するロール傾き調整機構９６（ロール傾き調整手段）が一対設けられている。

該ロール傾き調整機構９６は、内部空間９７ａを有する直方体形状のケース９７を備え、該ケース９７の塗工補助ロール９５側には、塗工補助ロール９５の回転軸心と交差する水平方向に延びる開口部９７ｂが形成されている。

上記内部空間９７ａの中途部には、当該内部空間９７ａを塗工補助ロール９５の回転軸心と交差する水平方向に２等分するブロック体９８が設けられ、上記回転軸９５ａの端部に取り付けられた自動調心玉軸受９５ｂが上記開口部９７ｂを介して上記ブロック体９８に接続されている。

また、上記ケース９７の反塗工ロール４１側の壁中央には、貫通孔９７ｃが貫通形成されるとともに、上記ブロック体９８の上記貫通孔９７ｃに対応する位置には、雌ネジが螺刻された螺旋孔９８ａが貫通形成されている。

該螺旋孔９８ａには、外周面に雄ネジが螺刻された第１シャフト９９が噛み合わせてあるとともに、該第１シャフト９９の一端側は上記貫通孔９７ｃに嵌挿されている。

上記第１シャフト９９の一端には、略円盤状のハンドルノブ９９ａが取り付けられ、該ハンドルノブ９９ａを回転させることにより、上記ブロック体９８を塗工補助ロール９５の回転軸心と交差する水平方向に螺進・螺退させるようになっている。そして、上記ブロック体９８の螺進・螺退動作により、上記塗工補助ロール９５の回転軸心方向両端部分一方側を上記フィルム１０の反被塗工面に接近・離間させて上記フィルム１０の反被塗工面に対する上記塗工補助ロール９５の傾きを調整するようになっている。

また、上記ケース９７の上壁には、雌ネジが螺刻された螺旋孔９７ｄが上下に貫通形成され、該螺旋孔９７ｄには、外周面に雄ネジが螺刻された第２シャフト９０が噛み合わされてある。

そして、該第２シャフト９０の上端には、略円盤状のハンドルノブ９０ａが取り付けられ、該ハンドルノブ９０ａを回転させて第２シャフト９０の下端が上記ブロック体９８の上面に接触すると、当該ブロック体９８の内部空間９７ａにおける移動を阻止する一方、上記ハンドルノブ９０ａを回転させて第２シャフト９０の下端が上記ブロック体９８の上面から離間すると、当該ブロック体９８の内部空間９７ａにおける移動を可能にするようになっている。

上記第２張力変更ユニット５は、外周面に多数の吸引孔が形成されたサクションロール５ａを備えている。

該サクションロール５ａには、上記フィルム１０の反被塗工面側が巻き掛けられ、外周面に形成された多数の吸引孔で上記フィルム１０を吸引しながら回転動作で送り出すことにより、サクションロール５ａを通過する前後の上記フィルム１０にかかるテンションを変化させている。

上記乾燥器６は、水平方向の延び、内部に乾燥空間６ｂを有する本体部６ａを備え、該本体部６ａには、図示しないが、上記乾燥空間６ｂの雰囲気ガスの温度を高めるヒータが設けられている。そして、上記フィルム１０に付着する塗工液Ｗは、上記乾燥空間６ｂを通過することにより、ヒータによって温度が高められた雰囲気ガスによって乾燥するようになっている。

上記第３張力変更ユニット７は、上記乾燥器６を通過して２つのガイドロール１１によって折り返されて水平方向（図１の紙面右側）に連続搬送されるフィルム１０を上下両側から挟み込む一対の第２フィードロール７ａを備え、該第２フィードロール７ａの周速度を上記フィルム１０の搬送速度に対して変化させることにより、上記両第２フィードロール７ａ間を通過する前後の上記フィルム１０にかかるテンションを変化させている。

上記第１張力変更ユニット３、上記第２張力変更ユニット５及び上記第３張力変更ユニット７で本発明のテンション変更手段１２を構成している。

該テンション変更手段１２は、連続搬送される上記フィルム１０の所定領域におけるテンションを変更するものである。すなわち、フィルム１０の搬送速度に対して上記両第１フィードロール３ａ、上記サクションロール５ａ及び上記第２フィードロール７ａの周速度をそれぞれ変更することにより、第１張力変更ユニット３と第２張力変更ユニット５との間のフィルム１０領域のテンションと、第２張力変更ユニット５と第３張力変更ユニット７との間のフィルム１０領域のテンションとを変更可能になっていて、本実施形態では、第１張力変更ユニット３と第２張力変更ユニット５との間のフィルム１０領域（サクションロール５ａ通過前の領域）のテンションが第２張力変更ユニット５と第３張力変更ユニット７との間のフィルム１０領域（サクションロール５ａ通過後の領域）のテンションより高くなるよう変更している。

そして、上記フィルム巻取機８は、正面視で略矩形状の支持台８ａと、該支持台８ａに回転自在に支持され、上記フィルム１０がロール状に巻き取られた巻取ロール８ｂとを備えている。

次に、上記塗工装置１によるフィルム１０への塗工液Ｗの塗工について説明する。

まず、フィルム繰出機２から繰り出されたフィルム１０は、略水平方向（図１紙面右側）に移動して上記第１張力変更ユニット３を通過する。すると、一対の第１フィードロール３ａによって、通過前後のフィルム１０のテンションが変動する。

次に、上記第１張力変更ユニット３を通過したフィルム１０は、ガイドロール１１によって折り返されて上方に搬送され、その後、塗工ユニット４に搬入される。

上記フィルム１０は、第１ガイドロール１１Ａによってフィルム１０の幅方向にテンションが加えられながら上記第１ガイドロール１１Ａと上記塗工補助ロール９５とでＳ字状に搬送された後、上方に真っ直ぐ搬送され、搬送方向と逆回転する塗工ロール４１の外周面に付着した塗工液Ｗが上記フィルム１０に転写される。

その後、第２ガイドロール１１Ｂによって上記フィルム１０の搬送方向が斜め上方に変更された後、サクションロール５ａによって上記フィルム１０の搬送方向が略水平方向に変更されるとともに、通過前後のフィルム１０のテンションが変動する。

しかる後、上記フィルム１０が上記乾燥器６の乾燥空間６ｂを通過することによりフィルム１０の被塗工面に転写された塗工液Ｗが乾燥し、その後、２つのガイドロール１１によって折り返されて水平方向（図１の紙面右側）に連続搬送され、上記第３張力変更ユニット７を通過する。すると、一対の第２フィードロール７ａによって通過前後のフィルム１０のテンションが変動し、その後、上記フィルム１０が上記フィルム巻取機８によって巻き取られて巻取ロール８ｂとなる。

以上より、本発明の実施形態によると、上下方向にフィルム１０を搬送しながら塗工液Ｗを塗工するので、上記フィルム１０が自重によって塗工ロール４１に対して垂れ下がって塗工ロール４１の外周面４１ａとフィルム１０との間の接触領域がばらついてしまうといったことがない。しかも、フィルム１０を反被塗工面側から押圧する両塗工補助ロール９５が塗工ロール４１の上流側及び下流側にそれぞれ接近配置されているので、両塗工補助ロール９５間に対応するフィルム１０のフィルム搬送方向の幅が短くなることで当該区間のフィルム１０が撓み難くなり、平坦性が高まって薄膜の塗工液Ｗを均一に塗工することができる。

また、サクションロール５ａのフィルム搬送方向上流側に位置する塗工ユニット４がテンションの高いフィルム１０の領域に位置するので、フィルム１０の撓みが少なくて高い平坦性を有する状態で塗工を行うことができる。一方、サクションロール５ａのフィルム搬送方向下流側に位置する乾燥器６がテンションの低いフィルム１０の領域に位置するので、温度上昇によって引き伸ばされやすい熱可塑性樹脂からなるセパレータフィルム１０であっても、乾燥器６通過時に引き伸ばされ難くなって不良品になるのを防ぐことができる。また、フィルム１０の反被塗工面側がサクションロール５ａに巻き掛けられているので、フィルム１０の被塗工面に付着する乾く前の塗工液Ｗに影響を及ぼすことなく通過前後のフィルム１０のテンションを変更することができる。

また、フィルム１０が塗工ユニット４を通過する直前にフィルム幅方向に引き伸ばされるので、フィルム１０のフィルム幅方向に加わるテンションが安定して塗工時におけるフィルム１０の揺れや搬送経路の変化をさらに抑制することができる。

また、上記第１ガイドロール１１Ａと塗工補助ロール９５とでフィルム１０がＳ字状に搬送されるので、塗工補助ロール９５及び第１ガイドロール１１Ａの両ロールのフィルム１０との接触領域（抱き角）が増えるので、塗工ユニット４を通過する直前のフィルム１０の搬送経路をさらに変化しないようにできる。

また、フィルム１０の被塗工面に対して塗工補助ロール９５の回転軸心が平行となるよう塗工補助ロール９５の傾きを変えることができるようになるので、もし仮にメンテナンス等を行ってフィルム１０の被塗工面に対する塗工補助ロール９５の傾きが変化しても、それに合わせて塗工補助ロール９５の傾きを変えることで塗工ロール４１のロール回転軸心方向両側のフィルム１０への押圧バランスがメンテナンス等の前後で変化しないようにできる。

そして、ドクターブレード４３は樹脂材で形成され、塗工ロール４１の外周面４１ａを含む領域がセラミックス材で形成されているので、ドクターブレード４３で塗工ロール４１の外周面４１ａに付着する余分な塗工液Ｗを掻き取る際、もし仮に、塗工ロール４１の外周面４１ａ及びドクターブレード４３の先端の一部が摩耗により剥がれて塗工液Ｗに混ざっても、塗工ロール４１及びドクターブレード４３の材質が非導電性なので、製造品が不良品となり難くなる。

尚、本発明の実施形態では、第１ガイドロール１１Ａがエキスパンダーロールを構成しているが、これに限らず、第１ガイドロール１１Ａのフィルム搬送方向上流側に隣り合うガイドロール１１がエキスパンダーロールを構成していても、フィルム１０が塗工ユニット４を通過する直前にフィルム幅方向に引き伸ばされるので、フィルム１０のフィルム幅方向に加わるテンションが安定して塗工時におけるフィルム１０の揺れや搬送経路の変化をさらに抑制することができる。

また、エキスパンダーロールを構成する第１ガイドロール１１Ａ又はガイドロール１１は、ロール回転軸心方向両端の筒中心がロール回転軸心と一致する一方、ロール回転軸心方向中央の筒中心がロール回転軸心から径方向外側に偏心した形状をなしているが、これに限らず、例えば、回転軸心方向中央部分の径が両側部分の径より小さい形状をなすものであってもよい。

また、本発明の実施形態では、塗工ロール４１の外周面４１ａを含む外周層がセラミックス材で形成されているが、これに限らず、塗工ロール４１全体をセラミックス材からなるものにしてもよい。

また、本発明の実施形態では、第１ガイドロール１１Ａが被工面側に位置しているが、これに限らず、反被塗工面側に位置していてもよい。

また、本発明の実施形態では、フィルム１０が上方に搬送される区間においてフィルム１０の被塗工面に対して塗工ユニット４で塗工液Ｗの塗工を行っているが、フィルム１０が下方に搬送される区間においてフィルム１０の被塗工面に対して塗工ユニット４で塗工液Ｗを塗工する構成であってもよい。

本発明は、リチウムイオン２次電池用セパレータフィルムに塗工液を塗工する塗工装置に適している。

１塗工装置
４塗工ユニット（塗工手段）
５ａサクションロール
６乾燥器（乾燥手段）
１０セパレータフィルム
１１Ａ第１ガイドロール
１１Ｂ第２ガイドロール
１２テンション変更手段
４１塗工ロール
４２塗工チャンバー
４３ドクターブレード
４４シールプレート
４５サイドプレート
９５塗工補助ロール
９６ロール傾き調整機構（ロール傾き調整手段）
Ｗ塗工液

Claims

外周面に付着する塗工液を上下方向に搬送される熱可塑性樹脂からなる帯状のリチウムイオン２次電池用セパレータフィルムの被塗工面側に回転動作により塗工する塗工ロールを有する塗工手段と、
上記フィルムにおける被塗工面側及び反被塗工面側のいずれか一方で、且つ、上記塗工ロールのフィルム搬送方向上流側に配置され、連続搬送される上記フィルムを回転動作により案内する第１ガイドロールと、
上記フィルムにおける反被塗工面側で、且つ、上記塗工ロールのフィルム搬送方向下流側に配置され、連続搬送される上記フィルムを回転動作により案内する第２ガイドロールと、
上記第１及び第２ガイドロールより小径で、且つ、当該第１及び第２ガイドロール間に位置するとともに上記塗工ロールのフィルム搬送方向上流側及び下流側の両側に接近配置され、上記フィルムの反被塗工面側を押圧する一対の塗工補助ロールとを備えていることを特徴とする塗工装置。
請求項１に記載の塗工装置において、
連続搬送される上記フィルムの所定領域におけるテンションを変更するテンション変更手段と、
上記第２ガイドロールのフィルム搬送方向下流側に設けられ、上記フィルムの被塗工面に付着した塗工液を連続搬送させながら乾燥させる乾燥手段とを備え、
上記テンション変更手段は、上記第２ガイドロールと上記乾燥手段との間における上記フィルムの反被塗工面側に設けられ、且つ、外周面に形成された多数の吸引孔で上記フィルムを吸引しながら回転動作により送り出すサクションロールを有し、上記フィルムにおける上記サクションロール通過前の領域のテンションを通過後の領域のテンションより高くなるよう変更することを特徴とする塗工装置。
請求項１又は２に記載の塗工装置において、
上記第１ガイドロールは、エキスパンダーロールであることを特徴とする塗工装置。
請求項１又は２に記載の塗工装置において、
上記第１ガイドロールのフィルム搬送方向上流側には、エキスパンダーロールが設けられていることを特徴とする塗工装置。
請求項１から４のいずれか１つに記載の塗工装置において、
上記第１ガイドロールは、上記塗工ロールのフィルム搬送方向上流側に位置する上記塗工補助ロールとで上記フィルムがＳ字状に連続搬送されるよう上記フィルムの被塗工面側に位置していることを特徴とする塗工装置。
請求項１から５のいずれか１つに記載の塗工装置において、
上記塗工補助ロールには、当該塗工補助ロールにおける回転軸心方向端部を上記フィルムの反被塗工面に接近・離間させることにより、上記フィルムの反被塗工面に対する上記塗工補助ロールの傾きを調整するロール傾き調整手段が設けられていることを特徴とする塗工装置。
請求項１から６のいずれか１つに記載の塗工装置において、
上記塗工手段は、上記塗工液を貯留する液溜部を有し、該液溜部に上記塗工ロールの外周面の一部が浸される塗工チャンバーと、
上記塗工チャンバーのロール径方向一方側に設けられ、先端が上記塗工ロールの外周面に圧接して上記塗工ロールの回転動作時に上記外周面に付着する余分な塗工液を掻き取るドクターブレードと、
上記塗工チャンバーのロール径方向他方側に設けられ、先端が上記塗工ロールの外周面に圧接してシールするシールプレートと、
上記塗工チャンバーのロール軸心方向両端部寄りにそれぞれ設けられ、先端が上記塗工ロールの外周面に圧接して上記ドクターブレードと上記シールプレートとで上記液溜部を密閉する一対のサイドプレートとを備え、
上記塗工ロールの少なくとも外周面を含む領域は、セラミックス材で形成され、
上記ドクターブレードは、樹脂材で形成されていることを特徴とする塗工装置。