JP5622893B1 - 両面塗工システム - Google Patents

Abstract

【課題】予め形成された各活物質層に対し充分な位置精度で基材の両面に耐熱保護層を形成して品質の良い電池用の電極材を製造可能な両面塗工システムを提供する。【解決手段】活物質層が予め形成された基材１００の両面に耐熱保護層形成用の塗工液をそれぞれ塗工する第１及び第２塗工装置５ａ、５ｂと、第１及び第２塗工装置で塗工を施す基材表面に形成された活物質層の幅方向におけるエッジ位置をそれぞれ検出する第１及び第２エッジ検出器４１，４３と、これらで検出したエッジ位置に基づき、基材の位置をその幅方向に移動させる第１及び第２移動機構４５，４７と、を備え、基材両面の塗工が施される各領域の位置を別々に調整する。【選択図】図１

Description

本発明は、長尺の基材を搬送しながらこの基材の両面に塗工液を連続的に塗工する両面塗工システムに関する。

特許文献１には、二次電池や燃料電池などの電極材の芯体となる基材の両面に活物質が含有された塗工液を塗工する両面塗工システムが開示されている。この両面塗工システムは、表面塗工用ダイヘッド及び裏面塗工用ダイヘッドと、これら両ダイヘッドよりも基材の搬送方向における下流側に配置された乾燥炉と、を備え、基材両面に塗工液を塗工した後に塗工液を乾燥させることで、基材の両面に活物質層を形成するものである。

この両面塗工システムでは、基材の幅方向における両端部にこの基材を表裏面から把持する一対の回転体からなる回転体ユニットをそれぞれ独立に設けると共に、これら各回転体ユニットの一対の回転体の向きを基材搬送方向に対し個別に変更する回転体旋回部を設けることで、搬送中の基材全面に亘って外側への緊張状態を良好に保ち、バタツキや皺の発生がなく安定した基材の搬送を可能にしている。

さらに、この両面塗工システムにおいて、回転体ユニットの上流側又は下流側の近傍には、基材の幅方向における端部の位置を測定できるレーザー変位計若しくはセンサである端部位置検出器が設置されている。そして、特許文献１には、この端部位置検出器からの信号を監視し、基材の端部の位置が予め規定した範囲から外れた場合に、回転体ユニットの向きや、一対の回転体のうちの一方を構成する駆動ローラの回転速度を調節する自動制御を行うことで、基材の蛇行量を既定値の範囲に収めるような自動補正制御が可能であると記載されている。

ＷＯ２０１１／００１６４８号公報

ところで、上記のような両面塗工システムで基材両面に活物質層を形成してなる電池用の電極材には、正極材と負極材との短絡防止や安全性向上のために、活物質層を覆うように耐熱保護層を設けた構造が採用される。この耐熱保護層は活物質層と共に、基材の幅方向における両端部にリード線との接続部分を残すように、基材の両端から内側に間隔をあけて形成される。

上記耐熱保護層を電極材に設ける場合には、活物質層全体を確実に覆いながらも基材とリード線との接続部分を充分に確保する観点から、当該耐熱保護層を活物質層に対して精度良く形成すること、例えば当該耐熱保護層の形成位置のずれを基材の幅方向に対して０．５ｍｍ以内に収めることが要求される。

しかし、製造上の誤差から、活物質層は基材の幅方向における端部に対して必ずしも平行に形成されておらず、基材の両面で活物質層が形成された領域同士も完全には一致していないことがあるため、特許文献１のように基材の端部位置に基づいて基材の蛇行制御を行う両面塗工システムでは、活物質層に対して耐熱保護層を充分な位置精度で形成できず、上記のような厳しい要求品質に応えることが難しい。

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、予め形成された各第１塗工層に対し優れた位置精度で基材の両面に第２塗工層を形成して良好な品質の塗工製品を製造することが可能な両面塗工システムを提供することにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、基材両面に予め形成された第１塗工層の幅方向におけるエッジの位置に基づき塗工装置により塗工が施される箇所での基材の位置をその幅方向に移動させることで、この基材両面の塗工が施される各塗工領域の位置を所定の範囲内に別々に調整するようにした。

具体的には、本発明は、ベース基材の両面にその幅方向における両端から内側に間隔をあけて第１塗工層が予めそれぞれ形成された長尺の基材を搬送しながら、この基材の両面に第１塗工層を覆うと共にベース基材の両端から内側に間隔をあけて第２塗工層を形成する両面塗工システムを対象とし、以下の解決手段を講じたものである。

すなわち、本発明の一態様は、基材をロールツーロール方式で搬送する複数のガイドローラと、これら複数のガイドローラによって搬送される基材の両面に第２塗工層形成用の塗工液をそれぞれ塗工する第１塗工装置及び第２塗工装置と、を備える。ここでいう「ロールツーロール方式」とは、ロール状に巻かれた基材を巻き出して間欠的又は連続的に搬送しながら、その基材表面に塗工処理を施した後にロール状に巻き取る搬送方式を意味する。第１塗工装置及び第２塗工装置は、基材の搬送方向に互いに距離をあけて配置され、第１塗工層を覆うと共にベース基材の幅方向における両端側に未塗工部を残すように基材表面に塗工を施す。

さらに、本発明の一態様は、第１塗工装置により塗工を施す箇所での基材の位置を当該基材の幅方向に移動させる第１移動機構と、第２塗工装置により塗工を施す箇所での基材の位置を当該基材の幅方向に移動させる第２移動機構と、第１塗工装置により塗工を施す基材の一方面に形成された第１塗工層の幅方向におけるエッジの位置を検出する第１エッジ検出器と、第２塗工装置により塗工を施す基材の他方面に形成された第１塗工層の幅方向におけるエッジの位置を検出する第２エッジ検出器と、これら第１エッジ検出器及び第２エッジ検出器で検出した各第１塗工層のエッジの検出位置に基づいて第１移動機構及び第２移動機構を駆動させるコントローラと、を備える。

そして、本発明の一態様では、コントローラは、第１エッジ検出器で検出された第１塗工層のエッジの検出位置が基準位置に対してずれたときに第１移動機構を駆動させ、且つ、第２エッジ検出器で検出された第１塗工層のエッジの検出位置が基準位置に対してずれたときに第２移動機構を駆動させることで、基材両面の塗工液が塗工される各塗工領域の位置を第１塗工層に対して所定の範囲内に収めるように基材をその幅方向に移動させることを特徴とする。ここでいう「基準位置」とは、塗工装置で塗工を施す箇所での第１塗工層の位置が所望の位置にあるときの当該第１塗工層の幅方向におけるエッジの位置を意味する。

この本発明の一態様によると、第１エッジ検出器で検出された第１塗工層のエッジの検出位置が基準位置に対してずれたときには、第１移動機構が駆動されて、基材がその幅方向に移動することで、第１塗工装置により第２塗工層形成用の塗工液が塗工される塗工領域の位置が第１塗工層に対して所定の範囲内に収められる。また、第２エッジ検出器で検出された第２塗工層のエッジの検出位置が基準位置に対してずれたときには、第２移動機構が駆動されて、基材がその幅方向に移動することで、第２塗工装置により第２塗工層形成用の塗工液が塗工される塗工領域の位置が第１塗工層に対して所定の範囲に収められる。したがって、予め形成された各第１塗工層に対し優れた位置精度で基材の両面に第２塗工層を形成して良好な品質の塗工製品を製造することができる。

本発明の一態様では、複数のガイドローラは、基材が巻き掛けられてこの基材の搬送方向を変える方向転換用ローラを含み、第１塗工装置と第２塗工装置とが、前記方向転換用ローラの上流側と下流側とに分けてそれぞれ配置されていてもよい。

さらに、第１移動機構は、基材の搬送方向において方向転換用ローラとの間に第１塗工装置を介した位置に配置され、その位置で基材をその幅方向に移動させ、第２移動機構は、基材の搬送方向において方向転換用ローラとの間に第２塗工装置を介した位置に配置され、その位置で基材をその幅方向に移動させるようになっていても構わない。

そして、第１エッジ検出器は、第１塗工装置よりも第１移動機構側の位置で第１塗工層のエッジの位置を検出し、第２エッジ検出器は、第２塗工装置よりも第２移動機構側の位置で前記第１塗工層のエッジの位置を検出することが好ましい。

基材は、方向転換用ローラに巻き掛けられた部分では位置ずれし難く、この方向転換用ローラに巻き掛けられた部分を支点にして幅方向に位置ずれを起こすことから、方向転換用ローラの近傍位置では基材のずれ幅はさほど大きくならない。これに対して、方向転換用ローラから離れた位置では基材のずれ幅が大きくなるので、上記構成によると、方向転換用ローラの近傍位置で第１塗工層のエッジ位置を検出する場合に比べて、第１塗工層のエッジ位置のずれを確実に検出することができる。

また、本発明の一態様では、基材をロール状に巻かれた状態で支持すると共に、この基材を複数のガイドローラへ巻き出す巻出し装置をさらに備えていてもよい。そして、第１移動機構及び第２移動機構のうち基材の搬送方向における上流側の移動機構は、巻出し装置と、この巻出し装置に支持されたロール状の基材をその幅方向に移動させるアクチュエータとで構成されていることが好ましい。

この構成によると、第１移動機構及び第２移動機構のうち基材の搬送方向における上流側の移動機構により基材をその幅方向に正確且つ迅速に移動させることができる。また、巻出し装置を当該移動機構と兼用させることで、巻出し装置とは別個に当該移動機構を設ける場合に比べて、システム構成を簡略化することができる。

また、本発明の一態様では、第２塗工層形成用の塗工液が両面に塗工された基材を乾燥させるフローティングドライヤーと、基材の未塗工部を両面から挟み込みつつこの基材を搬送方向における下流側に送る一対のニップローラと、をさらに備えていても構わない。一対のニップローラは、第１塗工装置及び第２塗工装置のうち基材の搬送方向における下流側の塗工装置とフローティングドライヤーとの間で基材の幅方向における両端側に１組ずつ配置されている。

そして、第１移動機構及び第２移動機構のうち基材の搬送方向における下流側の移動機構は、一対のニップローラと、この一対のニップローラの回転軸を通常搬送時の軸方向に対して傾けることにより当該一対のニップローラによる基材の送り方向を変えるアクチュエータとで構成されていることが好ましい。

この構成によると、一対のニップローラでフローティングドライヤーでの乾燥処理に起因する基材のばたつきを防止する端部把持装置を構成することができる。また、この端部把持装置を当該移動機構と兼用させることで、端部把持装置とは別個に当該移動機構を設ける場合に比べて、システム構成を簡略化することができる。

本発明の一態様において、第１塗工装置及び第２塗工装置は、それぞれグラビアキス塗工方式の塗工装置であってもよい。

この構成によると、第１塗工装置及び第２塗工装置により塗工液を薄く平滑で均一且つ正確に安定して塗工することができる。

また、本発明の一態様では、ベース基材は金属箔であり、第１塗工層は電池用の活物質層であってもよい。そして、本発明の一態様は、第２塗工層形成用の塗工液は難燃材を含み、この塗工液が両面に塗工された基材を乾燥させることで、基材の両面に第２塗工層として耐熱保護層を形成する両面塗工システムであってもよい。

この構成によると、耐熱保護層を活物質層に対して充分な位置精度で精度良く形成することができ、品質の良い電極材を製造することができる。

本発明によれば、予め形成された各第１塗工層に対し充分な位置精度で基材の両面に第２塗工層を形成して良好な品質の塗工製品を製造可能な両面塗工システムを実現することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る両面塗工システムの概略構成図である。 図２は、本発明の実施形態に係る巻出し装置及び塗工ゾーンの概略構成を示す斜視図である。 図３は、本発明の実施形態に係る塗工装置の縦断面図である。 図４は、本発明の実施形態に係る端部把持装置の概略構成を塗工ゾーンと共に示す側面図である。 図５は、本発明の実施形態に係る端部把持装置の概略構成を示す正面図である。 図６は、本発明の実施形態に係る端部把持装置のニップローラを上側から見たときの平面図である。 図７は、本発明の実施形態で処理対象とする基材を示す断面図である。 図８は、本発明の実施形態に係る両面塗工システムで両面に塗工を施した基材を示す断面図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、或いはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

《発明の実施形態》
この実施形態の両面塗工システム１の概略構成を図１に示す。両面塗工システム１は、図１に示すように、長尺の基材１００をロールツーロール方式で搬送しながら、搬送中の基材１００の両面１００ａ，１００ｂに塗工液をそれぞれ塗工した後に乾燥させる一連の処理を連続実行するシステムである。

本実施形態で処理対象とする基材１００の断面構造を図７に示す。基材１００は、図７に示すように、ベース基材である金属箔（集電箔）１０１の両面に第１塗工層として主に黒鉛などからなる活物質層１０２が予めそれぞれ形成された電池用の電極材を構成するシート状の母材である。各活物質層１０２は、金属箔１０１の幅方向における両端から内側（中央側）に間隔をあけて金属箔１０１の両端側に露出部分を同程度の幅で残した状態に設けられている。

このような基材１００は、芯材にロール状に巻かれた状態で両面塗工システム１にセットされる。本実施形態の両面塗工システム１は、塗工液として難燃材を含む耐熱保護層１０３形成用の塗工液を用い、基材１００の両面１００ａ，１００ｂに対し、この塗工液を塗工することで、図６に示すように、活物質層１０２を覆うと共に金属箔１０１の両端から内側（中央側）に間隔をあけて、活物質層１０２から両側方に例えば２．０ｍｍ±０．５ｍｍの幅だけはみ出すように第２塗工層として耐熱保護層１０３を形成する。

両面塗工システム１は、図１に示すように、巻出し装置２、巻取り装置３、複数のガイドローラ４ａ，４ｂ，４ｃ、第１塗工装置５ａ、第２塗工装置５ｂ、端部把持装置９、フローティングドライヤー１０、及びコントローラ１１を備えている。

コントローラ１１は、制御プログラムなどの各種ソフトウェアと、これらソフトウェアを実装したコンピュータなどのハードウェアとで構成されており、両面塗工システム１の全体を総合的に制御している。すなわち、巻出し装置２、巻取り装置３、第１塗工装置５ａ、第２塗工装置５ｂ及びフローティングドライヤー１０の動作は、コントローラ１１によって制御される。

巻出し装置２は、ロール状の基材１００を支持すると共に基材１００を巻き出す支持台２ａと、この支持台２ａに同期して基材１００を所定の速度と張力で送り出す上流側送り機構２ｂとを有している。上流側送り機構２ｂは、基材１００の両面を挟み込む一対の送出ローラ２ｃを有し、これら一対の送出ローラ２ｃを互いに逆方向に回転させることにより、基材１００を一定の速度と張力で送り出す。

巻出し装置２から送り出された基材１００は、互いに平行な姿勢に設置された回転自在な複数のガイドローラ４ａ，４ｂ，４ｃに支持されながら搬送され、塗工及び乾燥が行われる処理ゾーン１ａを経て、巻取り装置３に巻き取られる。処理ゾーン１ａの前半には、塗工処理が行われる塗工ゾーン１ｂが位置し、処理ゾーン１ａの後半には、乾燥処理が行われる乾燥ゾーン１ｃが位置している。

巻出し装置２及び塗工ゾーン１ｂの概略構成を図２に示す。塗工ゾーン１ｂには、図２に示すように、第１ガイドローラ４ａ、第２ガイドローラ４ｂ、第１塗工装置５ａ及び第２塗工装置５ｂが配置されており、これら各ガイドローラ４ａ，４ｂ及び各塗工装置５ａ，５ｂは、システム全体をコンパクトに構成するための構成を採っている。

具体的には、第１ガイドローラ４ａ及び第２ガイドローラ４ｂは、鉛直方向（上下方向）に互いに間隔をあけて基材１００の搬送方向における上流側から下流側に向かってこの順に配置されており、基材１００に対して同じ面（以下、第２塗工面という）１００ｂ側に位置している。基材１００は、これら両ガイドローラ４ａ，４ｂに第２塗工面１００ｂが接することにより、第１ガイドローラ４ａ及び第２ガイドローラ４ｂの間を、鉛直方向を上向きに走行するように案内される。

第１塗工装置５ａは、第１ガイドローラ４ａと第２ガイドローラ４ｂとの間に位置しており、これら両ガイドローラ４ａ，４ｂの間を走行する基材１００を介して第１ガイドローラ４ａ及び第２ガイドローラ４ｂとは反対側に配置されている。この第１塗工装置５ａは、第１ガイドローラ４ａと第２ガイドローラ４ｂとの間を張力が付与された緊張状態で走行する基材１００の片面、つまり第２塗工面１００ｂとは反対側の面（以下、第１塗工面という）１００ａに側方から接しており、その第１塗工面１００ａに対し、活物質層１０２を覆うと共に金属箔１０１の幅方向における両端側に未塗工部を残すように耐熱保護層１０３形成用の塗工液を塗工する。

第２ガイドローラ４ｂは、基材１００が巻き掛けられてこの基材１００の搬送方向を変える方向転換用ローラである。基材１００は、この第２ガイドローラ４ｂに巻き掛けられることにより、張力が付与された緊張状態で略鉛直方向から略水平方向に案内される。第１塗工面１００ａは、第２ガイドローラ４ｂに接しないため、第１塗工装置５ａで塗工した塗工液が乾燥していなくても、第２ガイドローラ４ｂで基材１００を支持しながら案内できる。

第２塗工装置５ｂは、基材１００の搬送方向における第２ガイドローラ４ｂよりも下流側に位置し、第２ガイドローラ４ｂに巻き掛けられて略水平方向に延びる基材１００の下側、つまり基材１００に対して第１ガイドローラ４ａ及び第２ガイドローラ４ｂと同じ側に配置されている。この第２塗工装置５ｂは、第２ガイドローラ４ｂから略水平方向に張力が付与された緊張状態で走行する基材１００の第２塗工面１００ｂに下方から接しており、その第２塗工面１００ｂに対し、活物質層１０２を覆うと共に金属箔１０１の幅方向における両端側に未塗工部を残すように耐熱保護層１０３形成用の塗工液を塗工する。

この両面塗工システム１では、第１塗工装置５ａ及び第２塗工装置５ｂに、いずれも同じ塗工装置（以下、包括的に塗工装置という）５が用いられている。この塗工装置５の構成を、第２塗工装置５ｂを例にして図３に示す。

塗工装置５は、図３に示すように、グラビアキス塗工型の塗工装置５であり、小径グラビアロール１５及び塗工液供給部３０を備えている。グラビアキス塗工方式の塗工装置５は、基材１００の塗工を施す面とは反対側の面をバックアップロールで支持しないで基材１００の表面に塗工液を塗工する装置であって、ダイ塗工方式などの他の方式の塗工装置に比べて塗工液を薄く平滑で均一且つ正確に安定して塗工することができる。

小径グラビアロール１５の外径Ｄは、例えば４５ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲内に設定されている。小径グラビアロール１５の外周面には、塗工液を保持するための所定パターンのセルが形成された塗布部１６が設けられている。セルは、格子や斜線などの彫刻溝からなる。塗布部１６は、基材１００の塗工液が塗工される塗工領域Ｒ（図７参照）に対応した幅を有し、その塗工領域Ｒに対して位置決めされる。この塗布部１６には、塗工液供給部３０から塗工液が供給される。

塗工液供給部３０は、小径グラビアロール１５に沿って延びるように小径グラビアロール１５に隣接して配置されていて、細長い角柱の外観形状を呈している。この塗工液供給部３０は、チャンバー３１、ドクターブレード３２、及びシールブレード３３を備えている。

チャンバー３１は、図２及び図３に示すように、小径グラビアロール１５が位置する前方に開放されたコ字状の縦断面を有する細長いメインケース３６と、このメインケース３６の両端に取り付けられるサイドカバー３７とを有している。このチャンバー３１の内側には、図３に示すように塗工液を貯留する液溜め部３８が形成されている。

メインケース３６は、小径グラビアロール１５に対向して配置される細長い帯板形状の後壁部３６ａと、この後壁部３６ａの上下方向における両端縁から互いに平行に小径グラビアロール１５に向かって突出する上壁部３６ｂ及び下壁部３６ｃとを有している。これら上壁部３６ｂ及び下壁部３６ｃは、互いに同じ寸法の細長い帯板形状をしている。

サイドカバー３７は、図２に示すように、メインケース３６の各側端部に締結して固定され、メインケース３６の側端部を塞いでいる。サイドカバー３７における小径グラビアロール１５側の前端縁には、円弧状のシール部３７ａが設けられている。このシール部３７ａは、小径グラビアロール１５の外周面に密着された状態で固定されている。

メインケース３６の後壁部３６ａには、図示しない送液配管及び返液配管が接続されている。チャンバー３１内の液溜め部３８は、これら両配管を介して、塗工液を貯留する貯留タンクと連通していて、これら両配管及び貯留タンクと共に塗工液の循環路を構成している。そして、塗工装置５の作動時には、図示しないポンプの駆動により塗工液を循環路に循環させることで、送液配管及び返液配管を通じて貯留タンクから液溜め部３８に塗工液が供給される。

ドクターブレード３２は、図３に示すように、一方の長辺部分に刃先が形成された細長い刃物状の部材である。このドクターブレード３２の他方の長辺部分は、チャンバー３１の上壁部３６ｂの突出端に対し、支持バー３９で押さえ付けた状態でボルト止めにより取り付けられている。上壁部３６ｂの突出端面は、下壁部３６ｂ側の端がそれとは反対側の端よりも相対的に大きく突出した傾斜面に形成されている。それにより、刃先のあるドクターブレード３２の先端側が、小径グラビアロール１５に向かって斜め下方に延びている。このドクターブレード３２の先端は、小径グラビアロール１５の塗布部１６に密着している。

シールブレード３３は、ドクターブレード３２と同様な部材であり、チャンバー３１の下壁部３６ｃの突出端に対し、支持バー３９で押さえ付けた状態でボルト止めにより取り付けられている。下壁部３６ｃの突出端面は、上壁部３６ｂ側の端がそれとは反対側の端よりも相対的に大きく突出した傾斜面に形成されている。それにより、刃先のあるシールブレード３３の先端側が、小径グラビアロール１５に向かって斜め上方に延びている。このシールブレード３３の先端も、小径グラビアロール１５の塗布部１６に密接している。

このように、メインケース３６の両側端がサイドカバー３７で塞がれると共に、これら両サイドカバー３７のシール部３７ａ、ドクターブレード３２及びシールブレード３３が小径グラビアロール１５に密接していることで、チャンバー３１内の液溜め部３８は密閉された状態になっている。これにより、塗工装置５は、小径グラビアロール１５と塗工液供給部３０とを略水平方向に並べた横置きが可能になっている。

塗工装置５を横置きした場合、液溜め部３８は常に塗工液が充満した状態に保持されるので、その液溜め部３８内の塗工液が、小径グラビアロール１５の塗布部１６に常に供給されると共に、この塗布部１６が接する基材１００の表面に安定して供給される。また、塗工液供給部３０は、塗工装置５を横置きした状態で、小径グラビアロール１５がよりも上下方向に小さく、小径グラビアロール１５の後方に収まるサイズに形成されている。

具体的には、横置きした塗工装置５を小径グラビアロール１５の回転軸Ｊの方向から見たとき、上壁部３６ｂ、支持バー３９及びボルトなどを含めた塗工液供給部３０の最上端は、小径グラビアロール１５の上端に接する接線Ｔｕよりも下方に位置し、且つ、下壁部３６ｃ、支持バー３９及びボルトなどを含めた塗工液供給部３０の最下端は、小径グラビアロール１５の下端に接する接線Ｔｌよりも上方に位置している。すなわち、塗工液供給部３０の最上端及び最下端の双方は、小径グラビアロール１５の上端及び下端に接する一対の接線Ｔｕ，Ｔｌの間に隙間を隔てて位置している。

このような塗工液供給部３０を備えた塗工装置５は、横置きすることで、小径グラビアロール１５の塗工液供給部３０とは反対側に充分なスペースを確保できる。このことを利用して、図２に示すように、第２塗工装置５ｂは、基材１００の搬送方向における第２ガイドローラ４ｂの下流側近傍に設置されている。他方、第１塗工装置５ａも、基材１００の搬送方向における第２ガイドローラ４ｂの上流側近傍に設置されている。

このように第１塗工装置５ａと第２塗工装置５ｂとは、基材１００の搬送方向に距離をあけて第２ガイドローラ４ｂの上流側と下流側とに分けてそれぞれ配置され、両者の基材１００との接触位置Ｐが近い上に、第２ガイドローラ４ｂが互いの間に位置している。このため、基材１００が搬送に伴って幅方向にずれたとしても、その基材１００のずれが両塗工装置５ａ，５ｂの塗工処理に及ぼす影響を効果的に抑制できる。

そして、本実施形態の両面塗工システム１は、基材１００両面に形成された活物質層１０２の幅方向におけるエッジの位置に基づき塗工装置５ａ，５ｂにより塗工が施される箇所での基材１００の位置をその幅方向に移動させることで、この基材１００両面の塗工が施される各塗工領域Ｒの位置を所定の範囲内に別々に調整するようになっている。そのための構成として、両面塗工システム１は、第１移動機構４５、第２移動機構４７、第１エッジ検出器４１及び第２エッジ検出器４３を備えている。

第１移動機構４５は、基材１００の搬送方向において第２ガイドローラ４ｂとの間に第１塗工装置５ａを介した位置、つまり第１塗工装置５ａよりも上流側の位置に配置されていて、その位置で基材１００をその幅方向に移動させることで、第１塗工装置５ａにより塗工を施す箇所での基材１００の位置をその幅方向に移動させる機構である。具体的には、この第１移動機構４５は、巻出し装置２と、この巻出し装置２の支持台２ａに支持されたロール状の基材１００をその幅方向に支持台２ａごと移動させる第１アクチュエータ４６とで構成されている。

第１アクチュエータ４６は、図示しないが、例えば、動力源となるサーボモータと、このサーボモータにより駆動されるボールねじ機構などで構成されていて、コントローラ１１からの指令に応じて支持台２ａを基材１００の幅方向に移動させる。そして、本実施形態では、支持台２ａごとロール状の基材１００を幅方向に移動させることで、基材１００を、第２ガイドローラ４ｂを支点として移動方向に回動させ、これに準じて第１塗工装置５ａにより塗工を施す箇所で基材１００の位置を幅方向に移動させる。

第２移動機構４７は、基材１００の搬送方向において第２ガイドローラ４ｂとの間に第２塗工装置５ｂを介した位置、つまり第２塗工装置５ｂよりも下流側の位置に配置されていて、その位置で基材１００をその幅方向に移動させることで、第２塗工装置５ｂにより塗工を施す箇所での基材１００の位置をその幅方向に移動させる機構である。具体的には、この第２移動機構４７は、第２塗工装置５ｂとフローティングドライヤー１０との間に設置された端部把持装置９によって構成されている。

この端部把持装置９の概略構成を図４〜図６に示す。図４は、端部把持装置９を塗工ゾーン１ｂと共に示す側面図である。図５は、端部把持装置９を基材１００の搬送方向における上流側から示す正面図である。図６は、端部把持装置９のニップローラ９ｂを基材１００の通常搬送時に上側から見たときの平面図である。

端部把持装置９は、図４及び図５に示すように、基材１００の未塗工部１００ｃを把持する把持機構９ａを備えている。把持機構９ａは、基材１００の両端側に１つずつ配置され、計２つ設けられている。これら各把持機構９ａは、回転自在な上下一対で一組のニップローラ９ｂを有し、これら一対のニップローラ９ｂで基材１００の未塗工部１００ｃを両面から挟み込みつつ当該基材１００を搬送方向における下流側に送るようになっている。これら２つの把持機構９ａは、左右対称の同じ構造であるので、以下では片方の把持機構９ａのみを説明する。

把持機構９ａの一対のニップローラ９ｂは、基台５０から上方に延びる支持ロッド５３に軸受部材５９を介して保持されている。これら一対のニップローラ９ｂは共に、ゴム製のローラである。このことによって、ベース基材が金属箔１０１であっても確実に基材１００をグリップして蛇行修正することができる。また、これら両ニップローラ９ｂは共に、基材１００の通常搬送時において、図６に示すように、基材１００の搬送方向における上流側端部が相対的に基材１００の幅方向における内側に、基材１００の搬送方向における下流側端部が相対的に基材１００の幅方向における外側に位置するように回転軸を傾けた姿勢に設置されている。すなわち、把持機構９ａ同士のニップローラ９ｂは、上側から見たときにフローティングドライヤー１０側に向かってハの字状に開いた姿勢となっている。これにより、端部把持装置９は、基材１００を搬送方向の下流側に送りながら広げ延ばし、基材１００に緊張状態を与えてシワやたるみが生じることを防止するようになっている。

基台５０のフローティングドライヤー１０側には、図５に示すように、下方に突出する板状の取付ブラケット５１が設けられている。この取付ブラケット５１の突出部には、左右方向、つまり基材１００の幅方向に延びる横長のスリット５１ａが形成されている。そして、取付ブラケット５１は、このスリット５１ａを通して固定フレーム５２に複数箇所をボルト止めして取り付けられている。この固定フレーム５２に対する取付ブラケット５１の取付け位置、すなわち把持機構９ａ（一対のニップローラ９ｂ）の位置は、処理対象とする基材１００の幅に合わせて左右に移動させることが可能になっている。固定フレーム５２は、図示しない静止構造体に固定されている。

支持ロッド５３は、基台５０に中心軸を回転中心として回転可能に設けられた旋回ロッド５４と、この旋回ロッド５４の上端部に下端部が連結された傾斜調整ロッド５７とを有している。旋回ロッド５４の上端部には、上方に開放した縦断面凹形状の保持部５５が設けられている。この保持部５５の両側壁にはネジ穴が設けられていて、このネジ穴に蝶ネジ５６の基部が外側から螺入して当該保持部５５の内部に貫通している。そして、保持部５５内に位置する傾斜調整ロッド５７の下端部を蝶ネジ５６の基部によって両側から挟み込むことで保持しており、基材１００の搬送方向に対する傾斜調整ロッド５７の傾斜度合を、処理対象とする基材１００の厚さに合わせて調整できるようになっている。

軸受部材５９は、図４に示すように、個々のニップローラ９ｂ毎に設けられており、傾斜調整ロッド５７から基材１００の搬送方向における上流側に延びている。この軸受部材５９の基端側には傾斜調整ロッド５７が挿通された筒部が形成され、軸受部材５９の先端側にはニップローラ９ｂの回転軸が枢支されている。一対のニップローラ９ｂのうち下側に位置するローラ９ｂの回転軸を枢支する軸受部材５９は、傾斜調整ロッド５７に締結して固定されている。他方、上側に位置するニップローラ９ｂの回転軸を枢支する軸受部材５９は、傾斜調整ロッド５７に締結されておらず、同ロッド５７に沿って上下方向にスライドさせて位置調整することが可能になっている。

この上側の軸受部材５９よりも傾斜調整ロッド５７の上側部分には、上側の軸受部材５９を下方に押圧する押圧力調整機構６０が設けられている。押圧力調整機構６０は、軸受部材５９と同様に傾斜調整ロッド５７に取り付けられて同ロッド５７に沿って上下方向に位置調整することが可能な支持部６１と、この支持部６１を上下方向に貫通して下端が上側の軸受部材５９に当接するロッド状の押圧部６３とを有し、支持部６１の位置を上下方向に調整することで押圧部６３による上側の軸受部材５９の押下げ力を変更し、一対のニップローラ９ｂによる基材１００の挟込み力を調節することが可能になっている。

さらに、旋回ロッド５４の下端部には、図４及び図５に示すように、基材１００の搬送方向における上流側に延びる旋回ガイド部６５が固定されている。この旋回ガイド部６５の先端部分には、基材１００の下方に配置された第２アクチュエータ６７が連結されている。この第２アクチュエータ６７は、支持ブラケット６９を介して基台５０に支持されていて、図示しないが、例えば、動力源となるサーボモータと、このサーボモータにより駆動されるボールねじ機構などで構成され、コントローラ１１からの指令に応じて基材１００の外側方に伸縮するようになっている。

第２アクチュエータ６７の旋回ガイド部６５側の端部には、基材１００の外側方に向かって延びる板状の連結ロッド６８が立てられた姿勢に設けられている。この連結ロッド６８の先端部分には、基材１００の搬送方向に貫通した円形の嵌合穴６８ａが形成されている。他方、旋回ガイド部６５の先端部分には球体６５ａが設けられている。旋回ガイド部６５は、この球体６５ａが連結ロッド６８先端部の嵌合穴６８ａに嵌入し回転自在に保持されることで、連結ロッド６８に連結されている。

上記構成の把持機構９ａは、第２アクチュエータ６７が伸縮すると、連結ロッド６８の直線運動が旋回ガイド部６５で回転運動に変換されて、支持ロッド５３が回転し、一対のニップローラ９ｂが旋回してこれらの回転軸の向きが変更される。これにより、一対のニップローラ９ｂの回転軸を通常搬送時の軸方向に対して基材１００の搬送方向に平行な状態で傾けて、当該一対のニップローラ９ｂによる基材１００の送り方向を所定の角度範囲で左右に変えるようになっている。そして、本実施形態では、２つの把持機構９ａで同期をとって基材１００の送り方向を変えることで、基材１００を、第２ガイドローラ４ｂを支点として基材１００送り方向の変更側に若干だけ回動させ、これに準じて第２塗工装置５ｂにより塗工を施す箇所で基材１００の位置を幅方向に移動させる。

なお、本実施形態における各把持機構９ａの第２アクチュエータ６７は、コントローラ１１によって独立に制御され、左右の把持機構９ａで一対のニップローラ９ｂの回転軸の変更角度を異ならせることも可能になっている。これにより、基材１００の送り方向の変更を精度良く行うことができ、基材１００を搬送しながらその両面の活物質層１０２に対して塗工領域Ｒを正確に合わせることができる。

また、第１エッジ検出器４１は、第１塗工装置５ａにより塗工を施す基材１００の第１塗工面１００ａに形成された活物質層１０２の幅方向におけるエッジの位置を検出するセンサである。この第１エッジ検出器４１は、送出し機構２ｂと第１ガイドローラ４ａとの間で基材１００に対して第１塗工装置５ａと同じ側に配置されている。

第２エッジ検出器４３は、第２塗工装置５ｂにより塗工を施す基材１００の第２塗工面１００ｂに形成された活物質層１０２の幅方向におけるエッジの位置を検出するセンサである。この第２エッジ検出器４３は、端部把持装置９とフローティングドライヤー１０との間で基材１００に対して第２塗工装置５ｂと同じ側に配置されている。

これら第１エッジ検出器４１及び第２エッジ検出器４３は、コントローラ１１に接続されていて、検出した活物質層１０２のエッジの位置を示す信号をコントローラ１１に送信する。これら両エッジ検出器４１，４３には、例えば、基材１００に向けて光Ｌを照射し、その反射光の強度に基づいて活物質層１０２のエッジの位置を検出する光反射式の位置検出センサが好適に用いられる。

そして、コントローラ１１は、第１エッジ検出器４１で検出された活物質層１０２のエッジの検出位置を示す信号を受信し、この検出位置が基準位置に対してずれたときに、第１移動機構４５（第１アクチュエータ４６）を駆動させることで、基材１００の第１塗工面１００ａにおける塗工領域Ｒの位置を活物質層１０２に対して所定の範囲内に収めるように基材１００をその幅方向において活物質層１０２のエッジ位置のずれ方向とは反対側に移動させる。また、コントローラ１１は、第２エッジ検出器４３で検出された活物質層１０２のエッジの検出位置を示す信号を受信し、この検出位置が基準位置に対してずれたときに、第２移動機構４７（第２アクチュエータ６７）を駆動させることで、基材１００の第２塗工面１００ｂにおける塗工領域Ｒの位置を活物質層１０２に対して所定の範囲内に収めるように基材１００をその幅方向において活物質層１０２のエッジ位置のずれ方向とは反対側に移動させる。これによって、活物質層１０２に対して位置精度良く基材１００の両面に塗工液をそれぞれ塗工することができる。

また、端部把持装置９には、図５に示すように、第２アクチュエータ６７で旋回させた一対のニップローラ９ｂの姿勢を初期設定の姿勢に戻すためのセンターポジション検出器７０が縦断面逆Ｌ字状の取付け板７１を介して基台５０に締結して取り付けられている。旋回ロッド５４の基端部には、同ロッド５４の外側方に突出し、基材１００の通常搬送時にセンターポジション検出器７０の上方に先端部が位置するポジション検出用の突出片６６が固定されている。この突出片６６は、旋回ロッド５４の回転動作により同ロッド５４と一体に回動し、一対のニップローラ９ｂの回転軸が通常搬送時の軸方向に対して傾けられると、センターポジション検出器７０の検出域から外れるようになっている。

センターポジション検出器７０は、この突出片６６の検出有無を示す信号をコントローラ１１に送信する。コントローラ１１は、ユーザーによって一対のニップローラ９ｂを初期設定の姿勢に戻す指令が図示しない操作パネルを介して入力された場合に、センターポジション検出器７０からの信号に基づき、第２アクチュエータ６７を駆動させて支持ロッド５３を回転させ、一対のニップローラ９ｂを初期設定の姿勢に戻す。

上記塗工ゾーン１ｂにて両面に塗工が施された基材１００は、乾燥ゾーン１ｃにおいて、直ちにフローティングドライヤー１０に搬入されて、乾燥処理が行われる。

フローティングドライヤー１０は、公知の横長な乾燥機であり、塗工液が両面に塗工された基材１００を搬送しながら乾燥させることができる。フローティングドライヤー１０の内部には、ドライエアーを基材１００に向けて吹き付ける送風機１０ａが、上下で互い違いに設置されている。フローティングドライヤー１０の上流側の端部には、基材１００が送り込まれる搬入口１０ｂが形成され、フローティングドライヤー１０の下流側の端部には、基材１００を搬出する搬出口１０ｃが形成されている。このフローティングドライヤー１０により基材１００両面の塗工液を乾燥させることで耐熱保護層１０３が形成される。

このフローティングドライヤー１０の外側で搬出口１０ｃの近傍には、第３ガイドローラ４ｃが設置されている。この第３ガイドローラ４ｃは、フローティングドライヤー１０の搬出口１０ｃから搬出された基材１００を支持すると共に巻取り装置３へと案内する。

巻取り装置３は、基材１００をロール状に巻き取ると共に支持する支持台３ａと、この支持台３ａに同期して処理ゾーン１ａから基材１００を引き込む下流側送り機構３ｂとを有し、巻出し装置２と連動して作動する。下流側送り機構３ｂは、基材１００の両面を挟み込む一対の引込ローラ３ｃを有し、これら一対の引込ローラ３ｃを互いに逆方向に回転させることにより、基材１００を一定の速度で巻取り装置３の支持台３ａ側に引き込み、この支持台３ａにセットされた芯材に巻き付けて、両面に耐熱保護層１０３が形成された基材１００を回収する。

−実施形態の効果−
この実施形態によると、第１エッジ検出器４１で検出された活物質層１０２のエッジの検出位置が基準位置に対してずれたときには、第１移動機構４５が駆動されて、基材１００がその幅方向に移動することで、第１塗工装置５ａにより耐熱保護層１０３形成用の塗工液が塗工される塗工領域Ｒの位置が活物質層１０２に対して所定の範囲内に収められる。また、第２エッジ検出器４７で検出された活物質層１０２のエッジの検出位置が基準位置に対してずれたときには、第２移動機構４７が駆動されて、基材１００がその幅方向に移動することで、第２塗工装置５ｂにより耐熱保護層１０３形成用の塗工液が塗工される塗工領域Ｒの位置が活物質層１０２に対して所定の範囲に収められる。したがって、予め形成された各活物質層１０２に対し優れた位置精度で基材１００の両面に耐熱保護層１０３を形成して品質の良い電池用の電極材を製造することができる。

また、この実施形態によると、第１移動機構４５が巻出し装置２とこの巻出し装置２の支持台２ａごとロール状の基材１００の幅方向に移動させる第１アクチュエータ４６とで構成されているので、基材１００をその幅方向に正確且つ迅速に移動させることができる。また、巻出し装置２を第１移動機構４５と兼用させ、且つ端部把持装置９を第２移動機構４７と兼用させているので、巻出し装置２及び端部把持装置９とは別個に第１移動機構４５及び第２移動機構４７をそれぞれ設ける場合に比べて、システム構成を簡略化することができる。

なお、上記実施形態では、第１塗工装置５ａが基材１００の搬送方向における上流側に、第２塗工装置５ｂが基材１００の搬送方向における下流側にそれぞれ設置されているとしたが、第２塗工装置５ｂが基材１００の搬送方向における上流側に、第１塗工装置５ａが基材１００の搬送方向における下流側にそれぞれ設置されていても構わない。

また、上記実施形態では、第１エッジ検出器４１及び第２エッジ検出器４３に光反射式の位置検出センサが好適に用いられるとしたが、本発明はこれに限らず、例えば超音波式などの他の方式の位置検出センサであっても基材に予め形成された活物質層１０２のエッジの位置を検出できるものであれば採用することが可能である。

また、上記実施形態では、第１移動機構４５が巻出し装置２と第１アクチュエータ４６とで構成され、第２移動機構４７が端部把持装置９によって構成されているとしたが、本発明はこれに限らない。第１移動機構４５は、例えば、送出し機構２ｂと、この送出し機構２ｂの一対の送出ローラ２ｃの回転軸の向きを変更するアクチュエータとで構成され、送出し機構２ｃによる基材１００の送出し方向を変えることで、第１塗工装置５ａにより塗工を施す箇所での基材１００の位置をその幅方向に移動させるようになっていてもよく、上記実施形態の第２移動機構４７と同様な端部把持装置で構成されていても構わず、その他の構成であってもよい。また、第２移動機構４７は、例えば、第２ガイドローラ４ｂと、この第２ガイドローラ４ｂの回転軸の向きを変更するアクチュエータとで構成され、第２ガイドローラ４ｂによる基材１００の案内方向を変えることで、第２塗工装置５ｂにより塗工を施す箇所での基材１００の位置をその幅方向に移動させるようになっていてもよく、その他の構成であっても構わない。

その他、上記実施形態では、処理対象とする基材１００として金属箔１０１の両面に活物質層１０２が予めそれぞれ形成されたものを例に挙げたが、本発明はこれに限らず、金属箔１０１やその他のベース基材の両面にその幅方向における両端から内側に間隔をあけて塗工により第１塗工層が予め形成されたものであればよい。

以上説明したように、本発明は、ベース基材の両面にその幅方向における両端から内側に間隔をあけて第１塗工層が予めそれぞれ形成された長尺の基材を搬送しながら、該基材の両面に前記第１塗工層を覆うと共に前記ベース基材の両端から内側に間隔をあけて第２塗工層を形成する両面塗工システムについて有用であり、特に、予め形成された各第１塗工層に対し充分な位置精度で基材の両面に第２塗工層を形成して良好な品質の塗工製品を製造することが要望される両面塗工システムに適している。

Ｒ 塗工液の塗工領域
１ 両面塗工システム
２ 巻出し装置
４ａ，４ｃ ガイドローラ
４ｂ ガイドローラ（方向転換用ローラ）
５ａ 第１塗工装置
５ｂ 第２塗工装置
９ｂ ニップローラ
１０ フローティングドライヤー
１１ コントローラ
４１ 第１エッジ検出器
４３ 第２エッジ検出器
４５ 第１移動機構
４６ 第１アクチュエータ
４７ 第２移動機構
６７ 第２アクチュエータ
１００ 基材
１００ｃ 基材の未塗工部
１０１ 金属箔（ベース基材）
１０２ 活物質層（第１塗工層）
１０３ 耐熱保護層（第２塗工層）

Claims (6)

1. ベース基材の両面にその幅方向における両端から内側に間隔をあけて第１塗工層が予めそれぞれ形成された長尺の基材を搬送しながら、該基材の両面に前記第１塗工層を覆うと共に前記ベース基材の両端から内側に間隔をあけて第２塗工層を形成する両面塗工システムであって、
   前記基材をロールツーロール方式で搬送する複数のガイドローラと、
   前記基材の搬送方向に互いに距離をあけて配置され、前記複数のガイドローラによって搬送される基材の両面に対し、前記第１塗工層を覆うと共に前記ベース基材の幅方向における両端側に未塗工部を残すように前記第２塗工層形成用の塗工液をそれぞれ塗工する第１塗工装置及び第２塗工装置と、
   前記第１塗工装置により塗工を施す箇所での前記基材の位置を当該基材の幅方向に移動させる第１移動機構と、
   前記第２塗工装置により塗工を施す箇所での前記基材の位置を当該基材の幅方向に移動させる第２移動機構と、
   前記第１塗工装置により塗工を施す基材の一方面に形成された前記第１塗工層の幅方向におけるエッジの位置を検出する第１エッジ検出器と、
   前記第２塗工装置により塗工を施す基材の他方面に形成された前記第１塗工層の幅方向におけるエッジの位置を検出する第２エッジ検出器と、
   前記第１エッジ検出器で検出された前記第１塗工層のエッジの検出位置が基準位置に対してずれたときに前記第１移動機構を駆動させ、且つ、前記第２エッジ検出器で検出された前記第１塗工層のエッジの検出位置が基準位置に対してずれたときに前記第２移動機構を駆動させることで、前記基材両面の塗工液が塗工される塗工領域の位置を前記第１塗工層に対して所定の範囲内に収めるように前記基材をその幅方向に移動させるコントローラと、を備える
   ことを特徴とする両面塗工システム。
2. 請求項１に記載された両面塗工システムにおいて、
   前記複数のガイドローラは、前記基材が巻き掛けられて該基材の搬送方向を変える方向転換用ローラを含み、
   前記第１塗工装置と前記第２塗工装置とは、前記方向転換用ローラの上流側と下流側とに分けてそれぞれ配置され、
   前記第１移動機構は、前記基材の搬送方向において前記方向転換用ローラとの間に前記第１塗工装置を介した位置に配置され、該位置で前記基材をその幅方向に移動させ、
   前記第２移動機構は、前記基材の搬送方向において前記方向転換用ローラとの間に前記第２塗工装置を介した位置に配置され、該位置で前記基材をその幅方向に移動させ、
   前記第１エッジ検出器は、前記第１塗工装置よりも前記第１移動機構側の位置で前記第１塗工層のエッジの位置を検出し、
   前記第２エッジ検出器は、前記第２塗工装置よりも前記第２移動機構側の位置で前記第１塗工層のエッジの位置を検出する
   ことを特徴とする両面塗工システム。
3. 請求項１又は２に記載された両面塗工システムにおいて、
   前記基材をロール状に巻かれた状態で支持すると共に、該基材を前記複数のガイドローラへ巻き出す巻出し装置をさらに備え、
   前記第１移動機構及び第２移動機構のうち前記基材の搬送方向における上流側の移動機構は、前記巻出し装置と、該巻出し装置に支持されたロール状の基材を該基材の幅方向に移動させるアクチュエータとで構成されている
   ことを特徴とする両面塗工システム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載された両面塗工システムにおいて、
   前記第２塗工層形成用の塗工液が両面に塗工された前記基材を乾燥させるフローティングドライヤーと、前記第１塗工装置及び第２塗工装置のうち前記基材の搬送方向における下流側の塗工装置と前記フローティングドライヤーとの間で前記基材の幅方向における両端側に１組ずつ配置されて前記基材の未塗工部を両面から挟み込みつつ該基材を搬送方向における下流側に送る一対のニップローラと、をさらに備え、
   前記第１移動機構及び第２移動機構のうち前記基材の搬送方向における下流側の移動機構は、前記一対のニップローラと、該一対のニップローラの回転軸を通常搬送時の軸方向に対して傾けることにより当該一対のニップローラによる前記基材の送り方向を変えるアクチュエータとで構成されている
   ことを特徴とする両面塗工システム。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載された両面塗工システムにおいて、
   前記第１塗工装置及び第２塗工装置は、それぞれグラビアキス塗工方式の塗工装置である
   ことを特徴とする両面塗工システム。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載された両面塗工システムにおいて、
   前記ベース基材は金属箔であり、
   前記第１塗工層は電池用の活物質層であり、
   前記第２塗工層形成用の塗工液は難燃材を含み、該塗工液が両面に塗工された基材を乾燥させることで、該基材の両面に前記第２塗工層として耐熱保護層を形成する
   ことを特徴とする両面塗工システム。
   

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