JP6023373B1 - セパレータの製造方法およびセパレータの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機能層の塗料を均一な膜厚に塗工可能なセパレータの製造方法を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係るセパレータの製造方法は、搬送されるセパレータ原反の幅方向における両端部を切除する切除工程（Ｓ２）と、切除工程（Ｓ２）において両端部が切除されたセパレータ原反に耐熱層を形成する塗料を塗工する塗工工程（Ｓ３）とを含む。【選択図】図４

Description

本発明は、セパレータの製造方法およびセパレータの製造装置に関する。

リチウムイオン二次電池等に使用されるセパレータの製造では、基材となるセパレータ原反に各種の機能層が形成される。このようなセパレータの製造に関連して、特許文献１には、セパレータ原反であるポリオレフィン微多孔フィルムの製造方法が開示されている。

国際公開第２０１３／０９９５３９号（２０１３年７月４日公開）

通常、セパレータの製造では、ロールから巻き出したセパレータ原反を搬送しつつ、機能層の材料を塗工する塗工工程が実施される。しかしながら、搬送時のセパレータ原反は両端部が弛みやく、当該両端部にフレアが発生する。セパレータ原反の両端部にフレアが発生した場合、塗工工程において塗工される機能層の材料の膜厚が不均一になるという課題がある。

このようなフレアの発生を抑制するための手法として、セパレータ原反の張力（巻出張力）を高く設定することも考えられる。しかしながら、セパレータ原反の張力を高く設定した場合、セパレータ原反が破断するリスクがあり、また、セパレータ原反の両端部以外の部分に皺（縦皺）が発生しやすくなる、柔らかいセパレータ原反が伸びて変形する、という新たな課題が生じる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、塗工工程において機能層の材料を均一な膜厚に塗工することが可能なセパレータの製造方法およびセパレータの製造装置を実現することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係るセパレータの製造方法は、
搬送される基材フィルムの幅方向における両端部を切除する切除工程と、
前記切除工程において前記両端部が切除された前記基材フィルムに機能層を形成する材料を塗工する塗工工程と、
を含むことを特徴としている。

上記の構成では、塗工工程の前に、切除工程において基材フィルム（セパレータ原反）の両端部が切除される。そのため、基材フィルムの両端部に発生したフレア（弛み）を少なくした状態で基材フィルムの塗工を行うことが可能となる。

したがって、上記の構成によれば、塗工工程において機能層の材料を均一な膜厚に塗工することが可能なセパレータの製造方法を実現することができる。

なお、本発明において「基材フィルムの幅方向」とは、基材フィルムの搬送（長手）方向に対して略直交し、かつ基材フィルムの面に対して略平行である方向を意味するものとする。

また、本発明に係るセパレータの製造方法では、
前記塗工工程において前記材料が塗工された前記基材フィルムの幅方向における両端部を切除する第二の切除工程をさらに含むことが好ましい。

上記の構成によれば、第二の切除工程において、材料が塗工された後の基材フィルムの両端部をさらに切除することにより、搬送時に、基材フィルムに皺が発生することを好適に抑制することが可能となる。

上記課題を解決するために、本発明に係るセパレータの製造方法は、
搬送される基材フィルムの幅方向における両端部を切除する切除工程と、
前記切除工程において前記両端部が切除された前記基材フィルムの一方の面に機能層を形成する材料を塗工する塗工工程と、
前記塗工工程において前記材料が塗工された前記基材フィルムの幅方向における両端部を切除する第二の切除工程と、
前記第二の切除工程において前記両端部が切除された前記基材フィルムの他方の面に機能層を形成する材料を塗工する第二の塗工工程と、
を含むことを特徴としている。

上記の構成では、塗工工程の前に、切除工程において基材フィルム（セパレータ原反）の両端部が切除される。そのため、塗工工程において、基材フィルムの両端部に発生したフレア（弛み）を少なくした状態で基材フィルムの一方の面に塗工を行うことが可能となる。

また、上記の構成では、第二の塗工工程の前に、第二の切除工程において基材フィルム（セパレータ原反）の両端部が切除される。そのため、第二の塗工工程において、基材フィルムの両端部に発生したフレア（弛み）を少なくした状態で当該基材フィルムの他方の面に塗工を行うことが可能となる。また、上記の構成によれば、第二の切除工程において、材料が塗工された後の基材フィルムの両端部がさらに切除されることにより、搬送時に、基材フィルムに皺が発生することを好適に抑制することが可能となる。

したがって、上記の構成によれば、基材フィルムの両面に機能層の材料を均一な膜厚に塗工することが可能なセパレータの製造方法を実現することができる。

また、本発明に係るセパレータの製造方法では、
前記第二の切除工程において切除される切除部分には、前記塗工工程において前記材料が塗工された前記基材フィルムの塗工部分の一部が含まれることが好ましい。

上記の構成では、基材フィルムの一方の面に塗工された材料（機能層）の膜厚による段差を解消することが可能となる。

したがって、上記の構成によれば、上記段差に起因する皺の発生を抑制することができる。

また、本発明に係るセパレータの製造方法では、
前記第二の切除工程において切除される前記塗工部分の幅が、片側あたり５ｍｍ以上８０ｍｍ以下であることが好ましい。

上記の構成によれば、基材フィルムにおいてフレアが発生し得る範囲にある両端部を適切に切除することが可能となる。また、上記の構成によれば、材料が塗工された後の基材フィルムの両端部を適切に切除することにより、搬送時に、基材フィルムに皺が発生することを好適に抑制することが可能となる。

また、本発明に係るセパレータの製造方法では、
前記切除工程において切除される切除部分の幅が、片側あたり５ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることが好ましい。

上記の構成によれば、基材フィルムにおいてフレアが発生し得る範囲にある両端部を適切に切除することが可能となる。

また、本発明に係るセパレータの製造方法では、
前記材料が塗工された前記基材フィルムを、所定の製品幅にスリットするスリット工程をさらに含むことが好ましい。

上記の構成によれば、スリット工程において基材フィルムを所定の製品幅にスリットすることにより、機能層が均一な膜厚であるセパレータを得ることができる。

また、本発明に係るセパレータの製造方法では、
前記スリット工程において、前記基材フィルムのスリットと同時に、前記材料が塗工された前記基材フィルムの幅方向における両端部を切除することが好ましい。

上記の構成によれば、スリット工程において、基材フィルムの両端部における余分なフィルムを切除することにより、基材フィルムを製品幅に好適に加工することができる。

また、本発明に係るセパレータの製造方法では、
前記塗工工程において、前記切除工程において前記両端部が切除された前記基材フィルムの幅方向における両側表面に非塗工部分を残して、前記材料を塗工することが好ましい。

上記の構成では、塗工工程において、基材フィルムの幅方向における両側表面に非塗工部分を残す耳残し塗工（部分塗工）を行うことにより、両側表面まで材料を行き渡らせる全面塗工を行う場合に生じる、基材フィルムの両端部から裏面への材料の回り込みを抑制することが可能となる。

したがって、上記の構成によれば、両端部から基材フィルムの裏面へ材料が回り込むことによって生じる製品不良を抑制することができる。また、後工程において、基材フィルムの非塗工部分を切除することにより、機能層がより均一な膜厚であるセパレータを得ることができる。

また、本発明に係るセパレータの製造方法では、
搬送される前記基材フィルムに対して、前記切除工程と前記塗工工程とを続けて実施することが好ましい。

上記の構成では、切除工程と塗工工程との間に他工程（例えば、巻取工程など）を介さず、搬送される基材フィルムに対して、切除工程と塗工工程とを続けて実施する。そのため、切除工程において基材フィルムの両端部に発生したフレアを切除した後、続く塗工工程において基材フィルムに対して塗工が行われる。

したがって、上記の構成によれば、基材フィルムの平坦性を好適に維持した状態で塗工が行われるため、塗工工程において機能層の材料をより均一な膜厚に塗工することができる。

上記課題を解決するために、本発明に係るセパレータの製造装置は、
搬送される基材フィルムの幅方向における両端部を切除する切除部と、
前記切除部によって前記両端部が切除された前記基材フィルムに機能層を形成する材料を塗工する塗工部と、
を備えることを特徴としている。

上記の構成では、塗工部による材料の塗工の前に、切除部によって基材フィルムの両端部を切除する。そのため、基材フィルムの両端部に発生したフレア（弛み）を少なくした状態で、基材フィルムの塗工を行うことが可能となる。

したがって、上記の構成によれば、塗工部によって機能層の材料を均一な膜厚に塗工することが可能なセパレータの製造装置を実現することができる。

また、本発明に係るセパレータの製造装置では、
前記切除部は、
前記基材フィルムの前記両端部のうち一方の端部を切断する第一の切断部と、
前記両端部のうち他方の端部を切断する第二の切断部と、
前記幅方向に延在して、前記第一の切断部および前記第二の切断部を固定する固定軸と、
を含むことが好ましい。

上記の構成では、基材フィルムの幅方向に延在する固定軸に第一の切断部および第二の切断部が固定されているため、例えば第一の切断部および第二の切断部を別々の固定部材に固定する場合に比べて、第一の切断部および第二の切断部のがたつきを低減することが可能となる。

したがって、上記の構成によれば、第一の切断部および第二の切断部によって、基材フィルムの両端部を適切な位置で切除することができる。

本発明は、塗工工程において機能層の材料を均一な膜厚に塗工することが可能なセパレータの製造方法およびセパレータの製造装置を提供することができるという効果を奏する。

リチウムイオン二次電池の断面構成を示す模式図である。 図１に示されるリチウムイオン二次電池の各状態における様子を示す模式図である。 他の構成のリチウムイオン二次電池の各状態における様子を示す模式図である。 セパレータの製造方法の概略を示すフロー図である。 図４に示される切除工程の一例を示す上面図である。 図５に示される切断部に備えられるレザー刃とセパレータ原反との位置関係を示す断面図である。 図４に示される塗工工程の一例を示す断面図である。 （ａ）は、耐熱セパレータ原反をスリットするスリット装置の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、耐熱セパレータ原反をスリットする前後の状態を示す斜視図である。

本発明の実施の一形態について、リチウムイオン二次電池用セパレータフィルム（セパレータ）を例にして説明する。

まず、リチウムイオン二次電池について、図１から図３に基づいて説明する。

〔リチウムイオン二次電池の構成〕
リチウムイオン二次電池に代表される非水電解液二次電池は、エネルギー密度が高く、それゆえ、現在、パーソナルコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末等の機器、自動車、航空機等の移動体に用いる電池として、また、電力の安定供給に資する定置用電池として広く使用されている。

図１は、リチウムイオン二次電池１の断面構成を示す模式図である。図１に示されるように、リチウムイオン二次電池１は、カソード１１と、セパレータ１２と、アノード１３とを備える。リチウムイオン二次電池１の外部において、カソード１１とアノード１３との間に、外部機器２が接続される。そして、リチウムイオン二次電池１の充電時には方向Ａへ、放電時には方向Ｂへ、電子が移動する。

（セパレータ）
セパレータ１２は、リチウムイオン二次電池１の正極であるカソード１１と、その負極であるアノード１３との間に、これらに挟持されるように配置される。セパレータ１２は、カソード１１とアノード１３との間を分離しつつ、これらの間におけるリチウムイオンの移動を可能にする。セパレータ１２は、その材料として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン等が用いられる。

図２は、図１に示されるリチウムイオン二次電池１の各状態における様子を示す模式図である。図２の（ａ）は、通常の様子を示し、図２の（ｂ）は、リチウムイオン二次電池１が昇温したときの様子を示し、図２の（ｃ）は、リチウムイオン二次電池１が急激に昇温したときの様子を示す。

図２の（ａ）に示されるように、セパレータ１２には、多数の孔Ｐが設けられている。通常、リチウムイオン二次電池１のリチウムイオン３は、孔Ｐを介し往来することができる。

ここで、例えば、リチウムイオン二次電池１の過充電、または、外部機器の短絡に起因する大電流等により、リチウムイオン二次電池１は、昇温することがある。この場合、図２の（ｂ）に示されるように、セパレータ１２が融解または柔軟化し、孔Ｐが閉塞する。そして、セパレータ１２は収縮する。これにより、リチウムイオン３の往来が停止するため、上述の昇温も停止する。

しかし、リチウムイオン二次電池１が急激に昇温する場合、セパレータ１２は、急激に収縮する。この場合、図２の（ｃ）に示されるように、セパレータ１２は、破壊されることがある。そして、リチウムイオン３が、破壊されたセパレータ１２から漏れ出すため、リチウムイオン３の往来は停止しない。ゆえに、昇温は継続する。

（耐熱セパレータ）
図３は、他の構成のリチウムイオン二次電池１の各状態における様子を示す模式図である。図３の（ａ）は通常の様子を示し、（ｂ）はリチウムイオン二次電池１が急激に昇温したときの様子を示す。

図３の（ａ）に示されるように、リチウムイオン二次電池１は、耐熱層４をさらに備えていてもよい。この耐熱層４は、セパレータ１２に設けることができる。図３の（ａ）は、セパレータ１２に、機能層としての耐熱層４が設けられた構成を示している。以下、セパレータ１２に耐熱層４が設けられたフィルムを、耐熱セパレータ（セパレータ）１２ａとする。

図３の（ａ）に示す構成では、耐熱層４は、セパレータ１２のカソード１１側の片面に積層されている。なお、耐熱層４は、セパレータ１２のアノード１３側の片面に積層されてもよいし、セパレータ１２の両面に積層されてもよい。そして、耐熱層４にも、孔Ｐと同様の孔が設けられている。通常、リチウムイオン３は、孔Ｐと耐熱層４の孔とを介し往来する。耐熱層４は、その材料として、例えば全芳香族ポリアミド（アラミド樹脂）を含む。

図３の（ｂ）に示されるように、リチウムイオン二次電池１が急激に昇温し、セパレータ１２が融解または柔軟化しても、耐熱層４がセパレータ１２を補助しているため、セパレータ１２の形状は維持される。ゆえに、セパレータ１２が融解または柔軟化し、孔Ｐが閉塞するにとどまる。これにより、リチウムイオン３の往来が停止するため、上述の過放電または過充電も停止する。このように、セパレータ１２の破壊が抑制される。

〔セパレータの製造フロー〕
次に、セパレータの製造フローについて説明する。

図４は、セパレータの製造方法の概略を示すフロー図である。セパレータは、基材となるセパレータ原反（基材フィルム）に機能層が積層された構成を有している。セパレータ原反には、ポリオレフィン等のフィルムが用いられる。また、機能層としては、耐熱層や接着剤層が例示される。

セパレータ原反への機能層の積層は、セパレータ原反に、機能層に対応する塗料（材料）等を塗工し、乾燥させることで行われる。

図４は、機能層が耐熱層４である場合の、耐熱セパレータ１２ａの製造フローを例示している。例示するフローは、耐熱層４の材料として全芳香族ポリアミド（アラミド樹脂）を用い、それを、セパレータ原反（基材フィルム）１２ｄであるポリオレフィン基材フィルムに積層するフローの一例である。

このフローは、検査工程Ｓ１、切除工程Ｓ２、塗工工程Ｓ３、析出工程Ｓ４、洗浄工程Ｓ５、乾燥工程Ｓ６、検査工程Ｓ７、およびスリット工程Ｓ８を含んでいる。

なお、本発明に係るセパレータの製造方法は、検査工程Ｓ１の前に、セパレータ原反１２ｄの製造工程を含んでいてもよい。また、検査工程Ｓ１は省略されてもよく、または切除工程Ｓ２と塗工工程Ｓ３との間に含まれてもよい。

また、本発明に係るセパレータの製造方法は、乾燥工程Ｓ６の後に、第二の切除工程Ｓ２−２を含んでいてもよい。この場合のフローには、検査工程Ｓ１、切除工程Ｓ２、塗工工程Ｓ３、析出工程Ｓ４、洗浄工程Ｓ５、乾燥工程Ｓ６、第二の切除工程Ｓ２−２、検査工程Ｓ７、およびスリット工程Ｓ８が含まれる。

また、本発明に係るセパレータの製造方法では、析出工程Ｓ４、および洗浄工程Ｓ５が省略されてもよい。機能層の構成、および塗工工程Ｓ３に用いられる塗料の構成によって、これらの工程は不要となるためである。この場合のフローには、検査工程Ｓ１、切除工程Ｓ２、塗工工程Ｓ３、乾燥工程Ｓ６、検査工程Ｓ７、およびスリット工程Ｓ８が含まれる。

また、本発明に係るセパレータの製造方法は、乾燥工程Ｓ６の後に、第二の切除工程Ｓ２−２、第二の塗工工程Ｓ３−２、第二の析出工程Ｓ４−２、第二の洗浄工程Ｓ５−２、および第二の乾燥工程Ｓ６−２を含んでいてもよい。この場合のフローには、検査工程Ｓ１、切除工程Ｓ２、塗工工程Ｓ３、析出工程Ｓ４、洗浄工程Ｓ５、乾燥工程Ｓ６、第二の切除工程Ｓ２−２、第二の塗工工程Ｓ３−２、第二の析出工程Ｓ４−２、第二の洗浄工程Ｓ５−２、第二の乾燥工程Ｓ６−２、検査工程Ｓ７、およびスリット工程Ｓ８が含まれる。さらに、このフローにおいて、析出工程Ｓ４および洗浄工程Ｓ５、並びに、析出工程Ｓ４−２および洗浄工程Ｓ５−２が省略されてもよい。上述のとおり、機能層の構成、および塗工工程Ｓ３に用いられる塗料の構成によって、これらの工程は不要となるためである。この場合のフローには、検査工程Ｓ１、切除工程Ｓ２、塗工工程Ｓ３、乾燥工程Ｓ６、第二の切除工程Ｓ２−２、第二の塗工工程Ｓ３−２、第二の乾燥工程Ｓ６−２、検査工程Ｓ７、およびスリット工程Ｓ８が含まれる。

また、本発明に係るセパレータの製造方法では、上記の各工程の間に、さらに追加的な検査工程が含まれてもよい。

（セパレータ原反の製造工程）
まず、基材フィルムとしてのセパレータ原反１２ｄの製造について、その材料として主にポリエチレンを含む場合を例として説明する。

例示する製造方法は、熱可塑性樹脂に孔形成剤を加えてフィルム成形した後、該孔形成剤を適当な溶媒で除去する方法である。具体的には、セパレータ原反１２ｄが、超高分子量ポリエチレンを含むポリエチレン樹脂を材料とする場合には、以下に示す（ア）〜（エ）の工程を順に経る製造方法となる。

（ア）混練工程
超高分子量ポリエチレンと、炭酸カルシウム等の無機充填剤とを混練してポリエチレン樹脂組成物を得る工程。

（イ）圧延工程
混練工程で得られたポリエチレン樹脂組成物を用いてフィルムを成形する工程。

（ウ）除去工程
圧延工程で得られたフィルム中から無機充填剤を除去する工程。

（エ）延伸工程
除去工程で得られたフィルムを延伸してセパレータ原反１２ｄを得る工程。

上記の製造方法では、上記除去工程（ウ）で、フィルム中に多数の微細孔が設けられる。そして、上記延伸工程（エ）によって延伸されたフィルム中の微細孔が、上述の孔Ｐとなる。これにより、所定の厚さと透気度とを有するポリエチレン微多孔膜であるセパレータ原反１２ｄが形成される。

また、上記混練工程（ア）において、超高分子量ポリエチレン１００重量部と、重量平均分子量１万以下の低分子量ポリオレフィン５〜２００重量部と、無機充填剤１００〜４００重量部とを混練してもよい。

なお、セパレータ原反１２ｄが他の材料を含む場合でも、同様の製造工程により、セパレータ原反１２ｄを製造することができる。また、セパレータ原反１２ｄの製造方法は、孔形成剤を除去する上記方法に限定されず、種々の方法を用いることができる。

次に、上記セパレータ原反１２ｄの製造工程に続く各工程Ｓ１〜Ｓ８について、順に説明する。なお、工程は、Ｓ１〜Ｓ８の順で進行する。

（検査工程Ｓ１）
検査工程Ｓ１は、耐熱セパレータ１２ａの基材となるセパレータ原反１２ｄについて、次工程に先立ち、セパレータ原反１２ｄの検査を行う工程である。

（切除工程Ｓ２）
切除工程Ｓ２は、検査工程Ｓ１において検査したセパレータ原反１２ｄの幅方向における両端部（耳部）を切除する工程である。換言すれば、切除工程Ｓ２は、セパレータ原反１２ｄの搬送（長手）方向に対して略直交する方向に対向し合う、当該セパレータ原反１２ｄの両端部を切除する工程である。

上述のとおり、搬送時のセパレータ原反１２ｄは端部が弛みやすく、その結果、端部にフレアが生じる。セパレータ原反１２ｄの端部にフレアが発生した場合、塗工工程Ｓ３においてセパレータ原反１２ｄに塗工される耐熱層４の塗料の膜厚が不均一になる。

そこで、本実施形態では、塗工工程Ｓ３の前に、切除工程Ｓ２においてフレアが発生したセパレータ原反１２ｄの両端部を切除している。

図５は、図４に示される切除工程Ｓ２の一例を示す上面図である。図５に示されるように、切除工程Ｓ２は、セパレータ原反１２ｄの両端部（切除部分）ｅを切除する切除装置（切除部）５により実施される。

切除装置５は、セパレータ原反１２ｄの両端部ｅを切除する２つの切断部（第一の切断部，第二の切断部）５１と、当該切断部５１を固定する固定軸５２とを備えている。

固定軸５２は、セパレータ原反１２ｄの幅方向に延在した略直線形状であり、当該固定軸５２の両端部は、切除装置５を挟んで両側に設けられた固定部６に固定されている。

このように、切除装置５では、切断部５１を固定する固定軸５２を略直線形状とし、共通の固定軸５２に２つの切断部５１が固定されている。これにより、例えば２つの切断部５１を別々の部材に固定する場合に比べて、各切断部５１のがたつきを低減することが可能となる。したがって、切断部５１によって、セパレータ原反１２ｄの両端部ｅを切除位置Ｃで適切に切除することができる。

また、切断部５１は、固定軸５２上の任意の位置で固定できる構造であってもよい。これにより、切除工程Ｓ２においてセパレータ原反１２ｄを任意の幅に設定することができる。

各切断部５１は、レザー刃５１２を備える（図６参照）。レザー刃５１２は、鋭く研がれた刃先５１２ａによって、セパレータ原反１２ｄの両端部ｅを切除する。これにより、セパレータ原反１２ｄからフレアが発生した両端部ｅが切除された平坦なセパレータ原反（基材フィルム）１２ｃが得られる。

図６は、図５に示される切断部５１に備えられるレザー刃５１２とセパレータ原反１２ｄとの位置関係を示す断面図である。図６に示されるように、レザー刃５１２は、刃先５１２ａが搬送されるセパレータ原反１２ｄに対して角度θをなすように、セパレータ原反１２ｄに対して斜めに傾いて配置される。

本実施形態では、一般的なセパレータの製造において使用されるスリット用のレザー刃（短刃）に比べて刃長が大きい長刃をレザー刃５１２として使用している。そのため、セパレータ原反１２ｄの下面と、刃先５１２ａの下端部（切っ先）との間隔を深さＤと定義した場合、従来のレザー刃に比べて、深さＤを大きく設定することが可能となる。

このように、深さＤを大きく設定することにより、フレアが発生したセパレータ原反１２ｄの両端部ｅを、レザー刃５１２によって適切に切除することができる。

なお、フレアの幅（すなわち、セパレータ原反１２ｄの面外方向における幅）は、セパレータ原反１２ｄのサイズ、搬送速度、巻出張力等の要因によって変化する。そのため、深さＤの値は、セパレータ原反１２ｄの両端部ｅに発生したフレアの幅に応じて適宜設定される。

深さＤの値は、搬送されるセパレータ原反１２ｄの幅方向における両端辺Ｅと、セパレータ原反１２ｄにレザー刃５１２を当てる切除位置Ｃとの距離の４分の１以上であることが好ましい。深さＤの値が上記距離の４分の１以上であれば、フレアが発生したセパレータ原反１２ｄの両端部ｅを、レザー刃５１２によってより適切に切除することができる。

また、深さＤの上限値は、上記距離と等しいことが好ましい。深さＤの値が上記距離を超えると、切除装置５の構成上、切断部５１を取り付けるための充分なスペースを確保することが容易ではなく、また、レザー刃５１２の刃先５１２ａの使用効率が低く合理的でない。

切除工程Ｓ２において切除される切除部分（両端部ｅ）の幅は、好ましくは片側あたり５ｍｍ以上２００ｍｍ以下である。切除工程Ｓ２において切除される切除部分（両端部ｅ）の幅は、フレアが発生し得る部分を確実に除去するという観点から、５ｍｍ以上が好ましく、８ｍｍ以上がより好ましく、１０ｍｍ以上がさらに好ましい。一方、切除後の製品の収率の観点からは、上記幅は、２００ｍｍ以下が好ましく、１５０ｍｍ以下がより好ましい。また、切除部分（両端部ｅ）の幅が５ｍｍ未満であると、薄く強度の低いセパレータ原反１２ｄからの両端部ｅの切除が困難となるため好適でない。

切除工程Ｓ２において切除される切除部分の幅は、両端で異なっていてもよい。フレアが発生し得る側をより多く除去することで、全体の収率を落とすことなくフレアの発生を防ぐことができる。

なお、切除工程Ｓ２において使用される刃の種類は、セパレータ原反１２ｄの両端部ｅを切除することができるものであれば特に限定はなく、種々の刃を使用することができる。例えば、レザー刃５１２に代えて、丸刃等の刃を使用してもよい。

（塗工工程Ｓ３）
塗工工程Ｓ３は、切除工程Ｓ２において両端部ｅが切除されたセパレータ原反１２ｃに耐熱層４の塗料（材料）を塗工する工程である。塗工工程Ｓ３では、セパレータ原反１２ｃの一方の面のみに塗工を行ってもよいし、両面に塗工を行ってもよい。一方の面のみに塗工を行った場合には、後述する塗工工程Ｓ３−２において他方の面にさらに塗工を行ってもよい。

例えば、塗工工程Ｓ３では、セパレータ原反１２ｃに、耐熱層用の塗料として、アラミドのＮＭＰ（Ｎ−メチル−ピロリドン）溶液を塗工する。なお、耐熱層４は上記のアラミド耐熱層に限定されない。例えば、耐熱層用の塗料として、アルミナとカルボキシメチルセルロースと水との懸濁液を塗工してもよい。

本実施形態のように、切除工程Ｓ２と塗工工程Ｓ３との間に他工程（例えば、巻取工程など）を介さず、切除工程Ｓ２においてフレアが発生した両端部ｅを切除した後、続く塗工工程Ｓ３においてセパレータ原反１２ｃの塗工を行う。これにより、セパレータ原反１２ｃの平坦性を好適に維持した状態で塗工が行われるため、耐熱層４の材料をより均一な膜厚に塗工することができる。

図７は、図４に示される塗工工程Ｓ３の一例を示す断面図である。図７に示されるように、塗工工程Ｓ３は、切除工程Ｓ２において両端部ｅが切除されたセパレータ原反１２ｃに耐熱層用の塗料７４を塗工する塗工装置（塗工部）７により実施される。

塗工装置７は、バーコーター法の機構を有し、塗料滴下器７１、塗工バー７２、および塗工バー駆動部７３を備える。この機構では、塗工バー７２の先端と、セパレータ原反１２ｃとの間にギャップ（クリアランス）を設けておき、塗料滴下器７１から、セパレータ原反１２ｃ上に滴下された塗料７４を塗工バー７２の一方の側（搬送方向の上流側）に貯めながらセパレータ原反１２ｃを搬送することで、セパレータ原反１２ｃの塗工を行う。

なお、塗料７４をセパレータ原反１２ｃに塗工する方法は、セパレータ原反１２ｃを均一にウェットコーティングできる方法であれば特に限定はなく、種々の方法を採用することができる。例えば、キャピラリーコート法、スリットダイコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ロールコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、バーコーター法、グラビアコーター法、ダイコーター法等を採用することができる。

また、セパレータ原反１２ｃに塗工される耐熱層４の材料の膜厚は、塗工ウェット膜の厚み、および、塗工液の固形分濃度を調節することによって制御することができる。

この塗工工程Ｓ３では、両端部ｅが切除されたセパレータ原反１２ｃの幅方向における両側表面に非塗工部分が残るように塗料７４を塗工（耳残し塗工）することが好ましい。これにより、セパレータ原反１２ｃの両側表面まで塗料７４を行き渡らせる全面塗工を行う場合に生じる、セパレータ原反１２ｃの両端部から裏面への塗料７４の回り込みを抑制することが可能となる。そのため、セパレータ原反１２ｃの裏面へ塗料７４が回り込むことによって生じる製品不良を抑制することができる。

この場合、後工程（例えば、後述する第二の切除工程、またはスリット工程Ｓ８など）において、非塗工部分を切除すればよい。これにより、耐熱層４がより均一な膜厚である耐熱セパレータ１２ａを製造することができる。

（析出工程Ｓ４）
析出工程Ｓ４は、塗工工程Ｓ３において塗工した塗料７４を固化させる工程である。塗料７４がアラミド塗料である場合には、例えば、塗工面に水蒸気を与え、湿度析出によりアラミドを固化させる。これにより、耐熱層４が形成されたセパレータ原反１２ｃである耐熱セパレータ原反１２ｂ（図８参照）が得られる。

（洗浄工程Ｓ５）
洗浄工程Ｓ５は、析出工程Ｓ４において塗料が固化された耐熱セパレータ原反１２ｂを洗浄する工程である。耐熱層４がアラミド耐熱層である場合には、洗浄液として、例えば、水、水系溶液、アルコール系溶液が好適に用いられる。

（乾燥工程Ｓ６）
乾燥工程Ｓ６は、洗浄工程Ｓ５において洗浄した耐熱セパレータ原反１２ｂを乾燥させる工程である。乾燥の方法は、特には限定されず、例えば、加熱されたロールに耐熱セパレータ原反１２ｂを接触させる方法や、耐熱セパレータ原反１２ｂに熱風を吹き付ける方法等、種々の方法を用いることができる。

（第二の切除工程Ｓ２−２）
耐熱セパレータ１２ａの製造方法は、乾燥工程Ｓ６の後に、耐熱セパレータ原反１２ｂの両端部をさらに切除する第二の切除工程Ｓ２−２を含んでいてもよい。これにより、搬送時に、耐熱セパレータ原反１２ｂに皺が発生することを好適に抑制することが可能となる。

特に、塗工工程Ｓ３においてセパレータ原反１２ｃの耳残し塗工を行う場合、セパレータ原反１２ｃの両端部に耐熱層４の膜厚による段差（塗工部分と非塗工部分との境界）が存在する。そのため、当該段差に起因して皺が発生することがある。

第二の切除工程Ｓ２−２において、非塗工部分である耐熱セパレータ原反１２ｂの両端部を切除して上記段差を解消することにより、搬送時の耐熱セパレータ原反１２ｂに皺が発生すること抑制することができる。

つまり、第二の切除工程Ｓ２−２において切除される切除部分には、非塗工部分と、塗工部分の一部とが含まれることが好ましい。すなわち、切除部分にすべての非塗工部分が確実に含まれるように、非塗工部分と隣り合う塗工部分を含めて、第二の切除工程Ｓ２−２において耐熱セパレータ原反１２ｂの両端部を切除することが好ましい。

例えば、塗工工程Ｓ３においてセパレータ原反１２ｃの両端辺Ｅからそれぞれ１０ｍｍ程度を非塗工部分として耳残し塗工を行った場合、当該非塗工部分の１０ｍｍに加え、さらに片側あたり５ｍｍ以上８０ｍｍ以下の塗工部分を、第二の切除工程Ｓ２−２において耐熱セパレータ原反１２ｂの両端辺Ｅから切除する。この第二の切除工程Ｓ２−２の具体的な態様（手段）は、切除工程Ｓ２と同一である。

切除工程Ｓ２−２において切除される塗工部分の幅は、フレアが発生し得る部分を確実に除去するという観点、および、基材フィルムの一方の面に塗工された材料（機能層）の膜厚による段差を確実に解消するという観点から、５ｍｍ以上が好ましく、８ｍｍ以上がより好ましく、１０ｍｍ以上がさらに好ましい。一方、切除後の製品の収率の観点からは、上記幅は、８０ｍｍ以下が好ましく、５０ｍｍ以下がより好ましい。

また、耐熱セパレータ原反１２ｂが一方の面のみに耐熱層４を有する場合には、第二の切除工程Ｓ２−２に続いて、第二の塗工工程Ｓ３−２、第二の析出工程Ｓ４−２、第二の洗浄工程Ｓ５−２、および第二の乾燥工程Ｓ６−２を実施することにより、当該耐熱セパレータ原反１２ｂの他方の面にも耐熱層４を形成してもよい。

すなわち、一方の面のみに耐熱層４を有する耐熱セパレータ原反１２ｂを基材フィルムとして、本発明に係るセパレータの製造方法を実施してもよい。

（第二の塗工工程Ｓ３−２）
第二の塗工工程Ｓ３−２は、耐熱セパレータ原反１２ｂの他方の面に耐熱層４の塗料（材料）を塗工する工程である。例えば、第二の切除工程Ｓ２−２と第二の塗工工程Ｓ３−２との間に他工程（例えば、巻取工程など）を介さず、第二の切除工程Ｓ２−２において耐熱セパレータ原反１２ｂの両端部を切除した後、続く第二の塗工工程Ｓ３−２において耐熱セパレータ原反１２ｂの他方の面に塗工を行う。これにより、耐熱セパレータ原反１２ｂの平坦性を好適に維持した状態で塗工が行われるため、耐熱層４の材料をより均一な膜厚に塗工することができる。この第二の塗工工程Ｓ３−２の具体的な態様（手段）は、塗工工程Ｓ３と同一である。

（第二の析出工程Ｓ４−２）
第二の析出工程Ｓ４−２は、第二の塗工工程Ｓ３−２において塗工した塗料を固化させる工程である。この第二の析出工程Ｓ４−２の具体的な態様（手段）は、析出工程Ｓ４と同一である。

（第二の洗浄工程Ｓ５−２）
第二の洗浄工程Ｓ５−２は、第二の析出工程Ｓ４−２において塗料が固化された耐熱セパレータ原反１２ｂを洗浄する工程である。この第二の洗浄工程Ｓ５−２の具体的な態様（手段）は、洗浄工程Ｓ５と同一である。

（第二の乾燥工程Ｓ６−２）
第二の乾燥工程Ｓ６−２は、第二の洗浄工程Ｓ５−２において洗浄した耐熱セパレータ原反１２ｂを乾燥させる工程である。この第二の乾燥工程Ｓ６−２の具体的な態様（手段）は、乾燥工程Ｓ６と同一である。

（検査工程Ｓ７）
検査工程Ｓ７は、乾燥工程Ｓ６（乾燥工程Ｓ６−２を含むフローの場合は、第二の乾燥工程Ｓ６−２）において乾燥させた耐熱セパレータ原反１２ｂを検査する工程である。この検査を行う際、欠陥箇所を除去しやすいよう適宜マーキングしてもよい。

（スリット工程Ｓ８）
スリット工程Ｓ８は、検査工程Ｓ７において検査した耐熱セパレータ原反１２ｂを、所定の製品幅にスリット（切断）する工程である。具体的には、スリット工程Ｓ８では、耐熱セパレータ原反１２ｂをリチウムイオン二次電池１等の応用製品に適した幅である製品幅にスリットする。

生産性を上げるために、通常、耐熱セパレータ原反１２ｂは、その幅が製品幅以上となるように製造される。そして、一旦製造された後に、耐熱セパレータ原反１２ｂは、製品幅にスリットされて耐熱セパレータ１２ａとなる。

このスリット工程Ｓ８において、耐熱セパレータ原反１２ｂのスリットと同時に、耐熱セパレータ原反１２ｂの両端部を切除してもよい。スリット工程Ｓ８において、耐熱セパレータ原反１２ｂの両端部における余分なフィルムを切除することにより、耐熱セパレータ原反１２ｂを製品幅に好適に加工することができる。

また、塗工工程Ｓ３（第二の塗工工程Ｓ３−２を含むフローの場合は、第二の塗工工程Ｓ３−２）において耳残し塗工を行った場合、スリット工程Ｓ８において、非塗工部分Ｆ（図８参照）が切除される。例えば、塗工工程Ｓ３（または、第二の塗工工程Ｓ３−２）においてセパレータ原反１２ｃの両端辺Ｅからそれぞれ１０ｍｍ程度を非塗工部分Ｆとして耳残し塗工を行った場合、当該非塗工部分Ｆの１０ｍｍに加え、さらに片側あたり５ｍｍ以上８０ｍｍ以下の塗工部分を、スリット工程Ｓ８において耐熱セパレータ原反１２ｂの両端辺Ｅから切除する。

図８の（ａ）は、耐熱セパレータ原反１２ｂをスリットするスリット装置８の構成を示す断面図であり、図８の（ｂ）は、耐熱セパレータ原反１２ｂをスリットする前後の状態を示す斜視図である。

図８の（ａ）に示されるように、スリット装置８は、回転可能に支持された円柱形状の、巻出ローラ８１、ローラ８２〜８５、および複数の巻取ローラ８６を備えている。スリット装置８には、図示しない刃が複数設けられている。

スリット装置８では、耐熱セパレータ原反１２ｂを巻きつけた円筒形状のコア８７が、巻出ローラ８１に嵌められている。耐熱セパレータ原反１２ｂは、コア８７から経路ＵまたはＬへ巻き出される。巻き出された耐熱セパレータ原反１２ｂは、ローラ８３を経由し、ローラ８４へ例えば速度１００ｍ／分で搬送される。搬送される工程において耐熱セパレータ原反１２ｂは、搬送（長手）方向に対して略平行にスリットされる。これにより、セパレータ原反１２ｃが製品幅にスリットされた複数の耐熱セパレータ１２ａが製造される。

図８の（ｂ）に示されるように、製造された複数の耐熱セパレータ１２ａは、それぞれ、巻取ローラ８６に嵌められたコア８８に巻き取られる。

なお、耐熱セパレータ１２ａの製造方法は、上述した工程以外の工程を含んでいてもよい。例えば、耐熱セパレータ１２ａの製造方法は、洗浄工程Ｓ５と乾燥工程Ｓ６との間、または第二の洗浄工程Ｓ５−２と第二の乾燥工程Ｓ６−２との間に、耐熱セパレータ原反１２ｂに付着した水等を取り除き、続く乾燥工程Ｓ６または第二の乾燥工程Ｓ６−２における乾燥不足を防止する水切り工程を含んでいてもよい。

また、耐熱セパレータ１２ａの製造方法は、スリット工程Ｓ８に代えて、検査工程Ｓ７における検査を経た耐熱セパレータ原反１２ｂを巻き取る巻取工程を含んでいてもよい。耐熱セパレータ原反１２ｂの巻き取りには、円筒形状のコア等を用いることができる。巻き取られた耐熱セパレータ原反１２ｂは、そのまま、幅広の状態で耐熱セパレータ１２ａの原反として出荷等されてもよい。この場合、スリット工程Ｓ８は省略される。

〔まとめ〕
以上のように、本実施形態に係る耐熱セパレータ１２ａの製造方法は、搬送されるセパレータ原反１２ｄの幅方向における両端部ｅを切除する切除工程Ｓ２と、切除工程Ｓ２において両端部ｅが切除されたセパレータ原反１２ｃに耐熱層４を形成する塗料を塗工する塗工工程Ｓ３とを含んでいる。

上記の構成では、塗工工程Ｓ３の前に、切除工程Ｓ２においてセパレータ原反１２ｄの両端部ｅが切除される。そのため、セパレータ原反１２ｄの両端部ｅに発生したフレア（弛み）を少なくした状態でセパレータ原反１２ｃの塗工を行うことができる。

したがって、本実施形態によれば、塗工工程Ｓ３において耐熱層４の塗料を均一な膜厚に塗工することが可能な耐熱セパレータ１２ａの製造方法を実現することができる。

１ リチウムイオン二次電池
４ 耐熱層（機能層）
５ 切除装置（切除部）
７ 塗工装置（塗工部）
１２ セパレータ
１２ａ 耐熱セパレータ（セパレータ）
１２ｂ 耐熱セパレータ原反（基材フィルム）
１２ｃ セパレータ原反（基材フィルム）
１２ｄ セパレータ原反（基材フィルム）
５２ 固定軸
７４ 塗料（材料）
ｅ 両端部（切除部分）
Ｆ 非塗工部分
Ｓ２ 切除工程
Ｓ２−２ 第二の切除工程
Ｓ３ 塗工工程
Ｓ３−２ 第二の塗工工程
Ｓ８ スリット工程

Claims (12)

1. ロールから巻き出して搬送される基材フィルムの、搬送方向に対して略直交し、かつ当該基材フィルムの面に対して略平行である幅方向における両端部を切除する切除工程と、
   前記切除工程において前記両端部が切除されることによってフレアが少なくなった前記基材フィルムに機能層を形成する材料を塗工する塗工工程と、
   を含むことを特徴とするセパレータの製造方法。
2. 前記塗工工程において前記材料が塗工された前記基材フィルムの前記幅方向における両端部を切除する第二の切除工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のセパレータの製造方法。
3. ロールから巻き出して搬送される基材フィルムの、搬送方向に対して略直交し、かつ当該基材フィルムの面に対して略平行である幅方向における両端部を切除する切除工程と、
   前記切除工程において前記両端部が切除されることによってフレアが少なくなった前記基材フィルムの一方の面に機能層を形成する材料を塗工する塗工工程と、
   前記塗工工程において前記材料が塗工された前記基材フィルムの前記幅方向における両端部を切除する第二の切除工程と、
   前記第二の切除工程において前記両端部が切除されることによってフレアが少なくなった前記基材フィルムの他方の面に機能層を形成する材料を塗工する第二の塗工工程と、
   を含むことを特徴とするセパレータの製造方法。
4. 前記第二の切除工程において切除される切除部分には、前記塗工工程において前記材料が塗工された前記基材フィルムの塗工部分の一部が含まれることを特徴とする請求項２または３に記載のセパレータの製造方法。
5. 前記第二の切除工程において切除される前記塗工部分の幅が、片側あたり５ｍｍ以上８０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載のセパレータの製造方法。
6. 前記切除工程において切除される切除部分の幅が、片側あたり５ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載のセパレータの製造方法。
7. 前記材料が塗工された前記基材フィルムを、所定の製品幅にスリットするスリット工程をさらに含むことを特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載のセパレータの製造方法。
8. 前記スリット工程において、前記基材フィルムのスリットと同時に、前記材料が塗工された前記基材フィルムの前記幅方向における両端部を切除することを特徴とする請求項７に記載のセパレータの製造方法。
9. 前記塗工工程において、前記切除工程において前記両端部が切除された前記基材フィルムの前記幅方向における両側表面に非塗工部分を残して、前記材料を塗工することを特徴とする請求項１から８までのいずれか一項に記載のセパレータの製造方法。
10. 搬送される前記基材フィルムに対して、前記切除工程と前記塗工工程とを続けて実施することを特徴とする請求項１から９までのいずれか一項に記載のセパレータの製造方法。
11. ロールから巻き出して搬送される基材フィルムの、搬送方向に対して略直交し、かつ当該基材フィルムの面に対して略平行である幅方向における両端部を切除する切除部と、
    前記切除部によって前記両端部が切除されることによってフレアが少なくなった前記基材フィルムに機能層を形成する材料を塗工する塗工部と、
    を備えることを特徴とするセパレータの製造装置。
12. 前記切除部は、
    前記基材フィルムの前記両端部のうち一方の端部を切断する第一の切断部と、
    前記両端部のうち他方の端部を切断する第二の切断部と、
    前記幅方向に延在して、前記第一の切断部および前記第二の切断部を固定する固定軸と、
    を含むことを特徴とする請求項１１に記載のセパレータの製造装置。
    

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