塗工ローラの製造方法及び塗工ローラ
【課題】基材に塗液を塗工する際、フィルム状マスク体を巻き付けることなく、塗工膜の端高量を低減できるとともに、塗工端の位置が安定する塗工ローラの製造方法及び塗工ローラを提供すること。
【解決手段】基材の表面に塗液を塗工する塗工ローラ１の製造方法において、大径部２１と該大径部２１の両端から同軸上に延伸した小径部２２とを備えるローラ本体２の内、少なくとも小径部２２の外周に樹脂層を積層する樹脂積層工程と、樹脂層の外周側を加工して小径部２２の外周にマスキング部１２を形成するマスキング形成工程と、大径部２１の外周に塗工溝１１を形成する塗工溝形成工程と、を備える。
【解決手段】基材の表面に塗液を塗工する塗工ローラ１の製造方法において、大径部２１と該大径部２１の両端から同軸上に延伸した小径部２２とを備えるローラ本体２の内、少なくとも小径部２２の外周に樹脂層を積層する樹脂積層工程と、樹脂層の外周側を加工して小径部２２の外周にマスキング部１２を形成するマスキング形成工程と、大径部２１の外周に塗工溝１１を形成する塗工溝形成工程と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてリチウムイオン２次電池の電極に使用する基材の表面に、塗液を塗工するための塗工ローラの製造方法及び塗工ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン２次電池の電極（正極及び負極）は、集電体であるアルミ箔や銅箔などの基材表面に活物質とバインダ樹脂とをスラリー状にしたペーストを薄膜状に塗工し、乾燥することによって製造される。この塗工設備のコスト削減のためには、乾燥速度向上が必須となっている。しかし、乾燥するときの熱流入により薄膜状に塗工されたペースト内部で活物質とバインダ樹脂とが遊離し、バインダ樹脂が膜厚方向へ偏析するマイグレーションが生じやすい。
そのため、予めバインダ樹脂を基材に塗工してから、その上にバインダ樹脂抜きの合剤層を塗工する２層塗工が行われている。バインダ樹脂は、活物質間及び活物質と基材間の接合には不可欠であるが、多すぎるとリチウムイオンの移動を妨げ電池特性を低下させてしまうという問題がある。したがって、バインダ樹脂を塗液として基材に塗工する際の膜厚を高精度に維持することは、電池特性上、非常に重要である。
【０００３】
ところが、通常、基材へ塗液を塗工する範囲は部分的であるので、塗工しない範囲については、塗工ローラをマスキングする必要がある。この塗工ローラをマスキングして部分的に塗工する方法及び装置が、特許文献１に記載されている。
特許文献１に記載された技術は、ロールコーターを構成する上段の塗工ローラに所定幅のフィルム状のマスク体を巻き付け、下段の送りローラを回転させ、両ローラの間に塗液を供給しつつシート状基材を通過させると、シート状基材の表面には上段の塗工ローラがマスク体により覆われた部分を除いて部分的に塗工が行われる技術である。この技術によれば、部分塗工において、容易に入手できるフィルム状マスク体をロールの外周部に巻回すれば良く、また、フィルムの形状を変えて塗工製品の仕様に応じやすいという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１５８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された塗工技術には、以下の問題がある。
まず、フィルム状マスク体には一定の厚みがあるので、塗工ローラに巻き付けたとき、塗工ローラの外周面とフィルム状マスク体の端部との間で段差が生じてしまう。この段差の量を少なくしようとすると、フィルム状マスク体を薄くせざるを得ないが、フィルム状マスク体は、回転する塗工ローラの外周面と摩擦するので、あまり薄くすると破れたり皺が寄ったりして故障しやすい。
そこで、フィルム状マスク体には、一定の厚み（少なくとも１０〜２０μｍ以上）が必要となる。
しかし、図７に示すように、この一定の厚みを有するフィルム状マスク体Ｆの端部Ｆ１では、塗液Ｐが表面張力によって引き寄せられる現象が生じる。そのため、フィルム状マスク体Ｆの端部Ｆ１付近では、塗工溝１０１に保持される塗液と表面張力によって引き寄せられる塗液とが重なって、塗工ローラ１００が保持する塗液Ｐの量が中央部付近に比べて多くなる。
したがって、図８に示すように、基材Ｋに塗液Ｐを塗工したときの塗工膜Ｗが中央付近ＷＣの膜厚Ｈ２より塗工端付近ＷＥの膜厚Ｈ１の方が厚くなってしまうという、いわゆる端高の問題が起こりやすい。本発明者等の実験結果によれば、図９に示すように、１０〜２０μｍ程度の厚みを有するフィルム状マスク体Ｆを用いた場合、端高量（Ｈ１−Ｈ２）は２００〜３００ｎｍ程度であった。これは、塗工膜厚の５〜８％に相当し、電池性能に与える影響は大きい。よって、塗工膜の端高量を、できる限り低減する塗工ローラの製造方法及び塗工ローラが求められている。
【０００６】
また、特許文献１に記載された塗工技術は、塗工ローラにフィルム状マスク体を巻き付けるだけなので、塗工ローラに対するフィルム状マスク体の位置が安定しない。そのため、基材に塗液を塗工したときの塗工端の位置がバラつくという問題も生じる。
【０００７】
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、基材に塗液を塗工する際、フィルム状マスク体を巻き付けることなく、塗工膜の端高量を低減できるとともに、塗工端の位置が安定する塗工ローラの製造方法及び塗工ローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る塗工ローラの製造方法及び塗工ローラは、次のような構成を有している。
（１）基材の表面に塗液を塗工する塗工ローラの製造方法において、
大径部と該大径部の両端から同軸上に延伸した小径部とを備えるローラ本体の内、少なくとも前記小径部の外周に樹脂層を積層する樹脂積層工程と、前記樹脂層の外周側を加工して前記小径部の外周にマスキング部を形成するマスキング形成工程と、前記大径部の外周に塗工溝を形成する塗工溝形成工程と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
（２）（１）に記載された塗工ローラの製造方法において、
前記マスキング部の外径は、前記塗工溝の山径と等しいことを特徴とする。
（３）（１）又は（２）に記載された塗工ローラの製造方法において、
樹脂積層工程では、前記大径部及び前記小径部の外周に全体として円柱状となるまで前記樹脂層を積層することを特徴とする。
（４）基材の表面に塗液を塗工する塗工ローラにおいて、
大径部と該大径部の両端から同軸上に延伸した小径部とを備えるローラ本体と、少なくとも前記小径部の外周に積層した樹脂層の外周側を加工して前記小径部の外周に形成したマスキング部と、前記大径部の外周に形成した塗工溝と、を備えることを特徴とする。
（５）（４）に記載された塗工ローラにおいて、
前記マスキング部の外径は、前記塗工溝の山径と等しいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
このような特徴を有する本発明に係る塗工ローラの製造方法及び塗工ローラは、以下のような作用効果を奏する。
（１）に記載された発明は、大径部と該大径部の両端から同軸上に延伸した小径部とを備えるローラ本体の内、少なくとも小径部の外周に樹脂層を積層する樹脂積層工程と、樹脂層の外周側を加工して小径部の外周にマスキング部を形成するマスキング形成工程と、大径部の外周に塗工溝を形成する塗工溝形成工程と、を備えるので、基材に塗液を塗工する際、フィルム状マスク体を巻き付けることなく、塗工膜の端高量を低減できるとともに、塗工端の位置が安定する。
なお、「端高」とは、基材に塗液を塗工したときの塗工膜が、中央部の膜厚より塗工端部の膜厚の方が厚くなることをいい、「端高量」とは、中央部の膜厚と塗工端部の膜厚との差をいう。
【００１１】
具体的には、（１）の発明は、大径部と該大径部の両端から同軸上に延伸した小径部とを備えるローラ本体の内、少なくとも小径部の外周に樹脂層を積層する樹脂積層工程と、樹脂層の外周側を加工して小径部の外周にマスキング部を形成するマスキング形成工程とを備えるので、特許文献１のように、塗工ローラにフィルム状マスク体を巻き付ける必要がない。そのため、所定の厚さを有するフィルム状マスク体の端部で塗液が表面張力によって引き寄せられる現象が生じにくい。よって、塗工膜が塗工中央付近より塗工端付近の方が厚くなるという、いわゆる端高を低減できる。
本発明によれば、マスキング部の外径と塗工溝の山径との差が０〜５μｍ程度となり、端高量は１０ｎｍ以下とすることができた。また、この端高量は、塗工膜厚の１％以下に相当するので、電池性能にはほとんど影響しないことが確認できた。
また、ローラ本体の小径部の外周にマスキング部を形成し、同じくローラ本体の大径部の外周に塗工溝を形成するので、マスキング部と塗工溝との位置関係がずれることはない。そのため、基材に塗液を塗工したときに、塗工膜の塗工端の位置が安定する。
よって、基材に塗液を塗工する際、フィルム状マスク体を巻き付けることなく、塗工膜の端高量を低減できるとともに、塗工端の位置が安定する塗工ローラの製造方法を提供することができる。
【００１２】
また、（２）の発明は、（１）に記載された塗工ローラの製造方法において、マスキング部の外径は、塗工溝の山径と等しいので、塗工ローラに形成される塗工溝とマスキング部との境界で段差が生じない。そのため、マスキング部の端部では、塗液が表面張力によって引き寄せられる現象も、生じることがない。結果として、基材に塗液を塗工したとき、塗工膜が中央付近の厚さより塗工端の厚さの方が厚くなるという、いわゆる端高も生じにくい。
よって、基材に塗液を塗工する際、フィルム状マスク体を巻き付けることなく、塗工膜の端高量をよりいっそう低減できるとともに、塗工端の位置が安定する塗工ローラの製造方法を提供することができる。
【００１３】
また、（３）の発明は、（１）又は（２）に記載された塗工ローラの製造方法において、樹脂積層工程では、大径部及び小径部の外周に全体として円柱状となるまで樹脂層を積層するので、大径部及び小径部の外周に積層するときに生じる樹脂層の収縮ひずみを一括加工によって除去できる。そのため、大径部の外周面とマスキング部の外周面とを滑らかな連続面にすることができる。したがって、塗工溝とマスキング部との間で段差や隙間が生じにくい。
よって、基材に塗液を塗工する際、フィルム状マスク体を巻き付けることなく、塗工膜の端高量をよりいっそう低減できるとともに、塗工端の位置が安定する塗工ローラの製造方法を提供することができる。
【００１４】
また、（４）の発明は、基材の表面に塗液を塗工する塗工ローラにおいて、大径部と該大径部の両端から同軸上に延伸した小径部とを備えるローラ本体と、少なくとも小径部の外周に積層した樹脂層の外周側を加工して小径部の外周に形成したマスキング部と、大径部の外周に形成した塗工溝と、を備えるので、基材に塗液を塗工する際、フィルム状マスク体を巻き付けることなく、塗工膜の端高量を低減できるとともに、塗工端の位置が安定する。
【００１５】
具体的には、（４）の発明は、大径部と該大径部の両端から同軸上に延伸した小径部とを備えるローラ本体と、少なくとも小径部の外周に積層した樹脂層の外周側を加工して小径部の外周に形成したマスキング部とを備えるので、特許文献１のように、塗工ローラにフィルム状マスク体を巻き付ける必要がない。そのため、所定の厚さを有するフィルム状マスク体の端部で塗液が表面張力によって引き寄せられる現象が生じにくい。よって、塗工膜が塗工中央付近より塗工端付近の方が厚くなるという、いわゆる端高を低減できる。
また、ローラ本体の小径部の外周に形成したマスキング部と、同じくローラ本体の大径部の外周に形成した塗工溝とを備えるので、マスキング部と塗工溝との位置関係がずれることはない。そのため、基材に塗液を塗工したときに、塗工膜の塗工端の位置が安定する。
よって、基材に塗液を塗工する際、フィルム状マスク体を巻き付けることなく、塗工膜の端高量を低減できるとともに、塗工端の位置が安定する塗工ローラの製造方法を提供することができる。
【００１６】
また、（５）の発明は、（４）に記載された塗工ローラにおいて、マスキング部の外径は、塗工溝の山径と等しいので、塗工ローラに形成される塗工溝とマスキング部との境界で段差が生じない。そのため、マスキング部の端部では、塗液が表面張力によって引き寄せられる現象も、生じることがない。結果として、基材に塗液を塗工したとき、塗工膜が中央付近の厚さより塗工端の厚さの方が厚くなるという、いわゆる端高も生じにくい。
よって、基材に塗液を塗工する際、フィルム状マスク体を巻き付けることなく、塗工膜の端高量をよりいっそう低減できるとともに、塗工端の位置が安定する塗工ローラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る塗工ローラの斜視図である。
【図２】（ａ）はローラ本体の正面図（下半分は断面図）であり、（ｂ）はその側面図である。
【図３】（ａ）はローラ本体の大径部及び小径部の外周に全体として円柱状となるまで樹脂層を積層したときの正面図（下半分は断面図）であり、（ｂ）はその側面図である。
【図４】（ａ）は樹脂層の外周側を加工して小径部の外周にマスキング部を形成したときの正面図（下半分は断面図）であり、（ｂ）はその側面図である。
【図５】（ａ）は大径部の外周に塗工溝を形成したときの正面図（下半分は断面図）であり、（ｂ）はその側面図である。
【図６】塗工溝とマスキング部の拡大断面図である。
【図７】従来の塗工ローラにフィルム状マスク体を巻き付けたとき塗液が表面張力によって引き寄せられる現象を説明する説明図である。
【図８】従来の塗工ローラによって塗工したときの端高を説明する説明図である。
【図９】マスキング部の外径に対する塗工溝の山径の差と端高量との相関関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明に係る塗工ローラの製造方法及び塗工ローラの実施形態について図面を参照して詳細に説明する。ここでは、樹脂積層工程、マスキング形成工程、塗工溝形成工程について工程順に説明する。なお、各工程の説明の中で、塗工ローラの構造についても適宜説明する。
【００１９】
＜樹脂積層工程＞
はじめに、樹脂積層工程について説明する。図１に、本発明に係る塗工ローラ１の斜視図を示す。図２（ａ）に、ローラ本体２の正面図（下半分は断面図）を示し、（ｂ）に、その側面図示す。図３（ａ）に、ローラ本体２の大径部２１及び小径部２２の外周に全体として円柱状となるまで樹脂層３１を積層したときの正面図（下半分は断面図）を示し、（ｂ）に、その側面図示す。
図１に示すように、本発明に係る塗工ローラ１は、所定の長さからなる棒状のローラであって、塗工溝１１と、マスキング部１２と、軸受部１３とを備えている。
塗工溝１１は、塗工ローラ１の長手方向中央に螺旋状に形成されている。塗工溝１１の長手方向の長さは、基材に塗液を塗工したときの塗工膜の塗工幅に対応するよう設定する。例えば、２００〜４００ｍｍ程度の長さを有する。
なお、基材Ｋは、リチウムイオン２次電池の電極に用いる集電体である。ここでは、正極の集電体にはアルミ箔を使用し、負極の集電体には銅泊を使用している。また、塗液Ｐには、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）を主成分とするバインダー水溶液を用いている。
マスキング部１２は、後述するローラ本体２に積層した樹脂層３１の外周側を加工して塗工溝１１の両側に形成されている。マスキング部１２の長手方向の長さは、基材に塗液を塗工したとき、塗工膜を形成しない範囲に対応するよう設定する。例えば、５０〜１００ｍｍ程度の長さを有する。なお、樹脂層３１には、例えば、耐久性、撥水生等を考慮してフッ素系樹脂を用いている。
軸受部１３は、マスキング部１２の長手方向端末に形成される。軸受部１３には、通常、防水性のベアリングが嵌合される。
【００２０】
図２（ａ）（ｂ）に示すように、ローラ本体２は、長手方向中央に大径部２１と、該大径部２１の両端から同軸上に延伸した小径部２２とを備えている。小径部２２より端末側は、軸受部１３となる。
大径部２１は、外周に塗工溝１１を形成する箇所である。小径部２２は、マスキング部１２となる樹脂層を積層する箇所である。大径部２１と小径部２２との外径の差は、主にマスキング樹脂を射出成形するときの樹脂流動性、及び塗工ローラ使用時における樹脂耐久性とローラ本体２の撓み性等を考慮して定める。例えば、大径部２１と小径部２２との外径の差は、大径部２１の外径の０．１〜１％程度である。
なお、ローラ本体２は、剛性、耐食等を考慮してステンレス製としている。また、少なくとも、小径部２２にはガラスビーズ等によってブラスト加工を施すと良い。マスキング部１２となる樹脂層３１を積層したときのアンカー効果を期待できるからである。
【００２１】
図３（ａ）（ｂ）に示すように、ローラ本体２の大径部２１及び小径部２２の外周に全体として円柱状となるまで樹脂層３１を積層することによって、第１の中間品３を製作する。樹脂層３１の積層は、通常、金型にローラ本体２をインサートして射出成形するインサート成形法によって行う。ローラ本体２の大径部２１と小径部２２との外径差に基づいて、樹脂層３１の厚みにも差が生じる。樹脂層３１の厚みに差があると、冷却速度が異なり、射出成形後における冷却時の収縮量（収縮ひずみ）に差が生じることになる。その結果、第１の中間品３には、大径部２１に積層した樹脂層３２と小径部２２に積層した樹脂層３３との境界付近で、樹脂層３１の外周側に収縮ひずみの凹凸が生じる恐れがある。
【００２２】
＜マスキング形成工程＞
次に、マスキング形成工程について説明する。図４（ａ）に、樹脂層３１の外周側を加工して小径部２２の外周にマスキング部１２を形成したときの正面図（下半分は断面図）を示し、（ｂ）に、その側面図を示す。
図４（ａ）（ｂ）に示すように、樹脂積層工程で積層した樹脂層３１の外周側を加工して小径部２２の外周にマスキング部１２を形成することによって、第２の中間品４を製作する。そのとき、樹脂層３１の外周側に発生した収縮ひずみの凹凸を削除して、平坦なマスキング面を形成する。樹脂層３１の外周側を加工する方法には、例えば、旋盤を用いる切削加工法がある。一般に、旋盤による切削加工であれば、棒状部材の外径を数μｍ以下の誤差で加工できるからである。ただし、樹脂の場合、温度による膨脹、収縮は金属より遥かに大きいので、加工の際の寸法公差はローラ使用時の温度条件を基準に考える必要がある。したがって、切削加工時の温度上昇を考慮してマスキング部１２の外径を大径部２１の外径と等しいか、若しくは少し大きめに加工しておいて、塗工ローラ１の使用温度で等しくなるように寸法公差を設定するとよい。
【００２３】
また、大径部２１に積層した樹脂層３２を小径部２２に積層した樹脂層３３と同時に一括加工することによって、大径部２１の外径とマスキング部１２の外径の差を少なくし、大径部２１の外周面とマスキング部１２の外周面とを滑らかな連続面にする。大径部２１とマスキング部１２との境界で段差があると、段差部に塗液Ｐが表面張力によって引き寄せられ、塗工膜の端高を誘発するからである。
マスキング部１２の面粗さは、塗液Ｐのシール性を確保できるよう必要な範囲に管理する。例えば、塗液Ｐの粘度が低い場合は、マスキング部１２の面粗さをできる限り小さくする必要がある。
【００２４】
＜塗工溝形成工程＞
次に、塗工溝形成工程について説明する。図５（ａ）に、大径部２１の外周に塗工溝１１を形成したときの正面図（下半分は断面図）を示し、（ｂ）に、その側面図を示す。図６に、塗工溝１１とマスキング部１２の拡大断面図を示す。
図５（ａ）（ｂ）に示すように、大径部２１の外周に塗工溝１１を形成することによって、塗工ローラ１を製作する。塗工溝１１を加工する方法には、例えば、旋盤を用いる切削加工法、又はローリングダイスを用いる転造加工法がある。塗工溝１１を加工する際、マスキング部１２を傷付けないよう筒状のカバー体を取り付けておくとよい。
図６に示すように、塗工溝１１の山径ΦＡとマスキング部１２の外径ΦＢとが、使用温度において等しくなるように、塗工溝１１を加工する。塗工溝１１の断面形状は、外周側に向かって口開きする形状である。例えば、図６に示す正弦曲線であるが、三角形状でも台形状でもよい。バインダ水溶液のように粘度の大きい塗液の場合、塗工膜の表面に波打ち現象が生じやすくなるので、塗工溝の溝ピッチＭに比べて溝深さＮを小さくする。
【００２５】
＜作用効果＞
以上、詳細に説明したように、本実施形態の塗工ローラ１の製造方法及び塗工ローラ１によれば、大径部２１と該大径部２１の両端から同軸上に延伸した小径部２２とを備えるローラ本体２の内、少なくとも小径部２２の外周に樹脂層３１を積層する樹脂積層工程と、樹脂層３１の外周側を加工して小径部２２の外周にマスキング部１２を形成するマスキング形成工程とを備えるので、特許文献１のように、塗工ローラにフィルム状マスク体を巻き付ける必要がない。そのため、所定の厚さを有するフィルム状マスク体の端部で塗液が表面張力によって引き寄せられる現象が生じにくい。よって、塗工膜Ｐが塗工中央付近より塗工端付近の方が厚くなるという、いわゆる端高を低減できる。
【００２６】
具体的には、本実施形態によれば、図９に示すように、マスキング部１２の外径と塗工溝１１の山径との差が０〜５μｍ程度となり、端高量は１０ｎｍ以下とすることができた。また、この端高量は、塗工膜厚の１％以下に相当するので、電池性能にはほとんど影響しないことが確認できた。なお、塗工膜厚の測定は、分光エリプソメトリーによる。
また、ローラ本体２の小径部２２の外周にマスキング部１２を形成し、同じくローラ本体２の大径部２１の外周に塗工溝１１を形成するので、マスキング部１２と塗工溝１１との位置関係がずれることはない。そのため、基材Ｋに塗液Ｐを塗工したときに、塗工膜の塗工端の位置が安定する。
よって、基材Ｋに塗液Ｐを塗工する際、フィルム状マスク体を巻き付けることなく、塗工膜の端高量を低減できるとともに、塗工端の位置が安定する塗工ローラ１の製造方法を提供することができる。
【００２７】
また、本実施形態によれば、マスキング部１２の外径は、塗工溝１１の山径と使用温度において等しいので、塗工ローラ１を使用する際、塗工溝１１とマスキング部との境界で段差が生じない。そのため、マスキング部１２の端部では、塗液Ｐが表面張力によって引き寄せられる現象も、生じることがない。結果として、基材Ｋに塗液Ｐを塗工したとき、塗工膜が中央付近の厚さより塗工端の厚さの方が厚くなるという、いわゆる端高も生じにくい。
【００２８】
また、本実施形態によれば、樹脂積層工程では、大径部２１及び小径部２２の外周に全体として円柱状となるまで樹脂層３１を積層するので、大径部２１及び小径部２２の外周に積層するときに生じる樹脂層３１の収縮ひずみを一括加工によって除去できる。そのため、大径部２１の外周面とマスキング部１２の外周面とを滑らかな連続面にすることができる。したがって、塗工溝１１とマスキング部１２との間で段差や隙間が生じにくい。
【００２９】
また、本実施形態によれば、基材Ｋの表面に塗液Ｐを塗工する塗工ローラ１において、大径部２１と該大径部２１の両端から同軸上に延伸した小径部２２とを備えるローラ本体２と、少なくとも小径部２２の外周に積層した樹脂層３１の外周側を加工して小径部２２の外周に形成したマスキング部１２と、大径部２１の外周に形成した塗工溝１１と、を備えるので、基材Ｋに塗液Ｐを塗工する際、フィルム状マスク体を巻き付けることなく、塗工膜の端高量を低減できるとともに、塗工端の位置が安定する。
【００３０】
具体的には、本実施形態によれば、大径部２１と該大径部２１の両端から同軸上に延伸した小径部２２とを備えるローラ本体２と、少なくとも小径部２２の外周に積層した樹脂層３１の外周側を加工して小径部２２の外周に形成したマスキング部１２とを備えるので、特許文献１のように、塗工ローラにフィルム状マスク体を巻き付ける必要がない。そのため、所定の厚さを有するフィルム状マスク体の端部で塗液が表面張力によって引き寄せられる現象が生じにくい。よって、塗工膜が塗工中央付近より塗工端付近の方が厚くなるという、いわゆる端高を低減できる。
また、ローラ本体２の小径部２２の外周に形成したマスキング部１２と、同じくローラ本体２の大径部２１の外周に形成した塗工溝１１とを備えるので、マスキング部１２と塗工溝１１との位置関係がずれることはない。そのため、基材Ｋに塗液Ｐを塗工したときに、塗工膜の塗工端の位置が安定する。
【００３１】
また、本実施形態によれば、マスキング部１２の外径は、塗工溝１１の山径と使用温度において等しいので、塗工ローラ１を使用する際、塗工溝１１とマスキング部１２との境界で段差が生じない。そのため、マスキング部１２の端部では、塗液が表面張力によって引き寄せられる現象も、生じることがない。結果として、基材Ｋに塗液Ｐを塗工したとき、塗工膜が中央付近の厚さより塗工端の厚さの方が厚くなるという、いわゆる端高も生じにくい。
【００３２】
なお、本発明に係る塗工ローラの製造方法及び塗工ローラは、上記実施形態に限定されるものではなく、いろいろな応用ができる。
（１）例えば、本実施形態では、塗工溝１１を長手方向中央に１箇所設けたが、かならずしも１箇所に限定するものではない。基材Ｋの幅の中で複数の塗工膜を形成するときには、塗工溝１１も複数個所設けることになる。
（２）例えば、本実施形態では、大径部２１と小径部２２に樹脂層３１を積層したが、大径部２１と小径部２２と軸受部１３とに積層することもできる。小径部２２と軸受部１３の外径が異なるとき、その間に生じる収縮ひずみを除去することができるからである。
（３）例えば、本実施形態では、マスキング部１２の外径は、塗工溝１１の山径と使用温度において等しいことにしたが、端高量が許容できる範囲内であれば、マスキング部１２の外径を塗工溝１１の外径より大きくすることができる。マスキング部１２の材質は樹脂であるので、ヘタリや摩耗しやすいため、その分、マスキング部１２の外径が大きいと、耐久性が向上するからである。
【符号の説明】
【００３３】
１ 塗工ローラ
２ ローラ本体
３ 第１の中間品
４ 第２の中間品
１１ 塗工溝
１２ マスキング部
１３ 軸受部
２１ 大径部
２２ 小径部
３１ 樹脂層
３２ 大径部の樹脂層
３３ 小径部の樹脂層
Ｋ 基材
Ｍ 塗工溝の溝ピッチ
Ｎ 塗工溝の溝深さ
ΦＡ 塗工溝の山径
ΦＢ マスキング部の外径
Ｆ フィルム状マスク体
Ｆ１ フィルム状マスク体の端部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてリチウムイオン２次電池の電極に使用する基材の表面に、塗液を塗工するための塗工ローラの製造方法及び塗工ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン２次電池の電極（正極及び負極）は、集電体であるアルミ箔や銅箔などの基材表面に活物質とバインダ樹脂とをスラリー状にしたペーストを薄膜状に塗工し、乾燥することによって製造される。この塗工設備のコスト削減のためには、乾燥速度向上が必須となっている。しかし、乾燥するときの熱流入により薄膜状に塗工されたペースト内部で活物質とバインダ樹脂とが遊離し、バインダ樹脂が膜厚方向へ偏析するマイグレーションが生じやすい。
そのため、予めバインダ樹脂を基材に塗工してから、その上にバインダ樹脂抜きの合剤層を塗工する２層塗工が行われている。バインダ樹脂は、活物質間及び活物質と基材間の接合には不可欠であるが、多すぎるとリチウムイオンの移動を妨げ電池特性を低下させてしまうという問題がある。したがって、バインダ樹脂を塗液として基材に塗工する際の膜厚を高精度に維持することは、電池特性上、非常に重要である。
【０００３】
ところが、通常、基材へ塗液を塗工する範囲は部分的であるので、塗工しない範囲については、塗工ローラをマスキングする必要がある。この塗工ローラをマスキングして部分的に塗工する方法及び装置が、特許文献１に記載されている。
特許文献１に記載された技術は、ロールコーターを構成する上段の塗工ローラに所定幅のフィルム状のマスク体を巻き付け、下段の送りローラを回転させ、両ローラの間に塗液を供給しつつシート状基材を通過させると、シート状基材の表面には上段の塗工ローラがマスク体により覆われた部分を除いて部分的に塗工が行われる技術である。この技術によれば、部分塗工において、容易に入手できるフィルム状マスク体をロールの外周部に巻回すれば良く、また、フィルムの形状を変えて塗工製品の仕様に応じやすいという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１５８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された塗工技術には、以下の問題がある。
まず、フィルム状マスク体には一定の厚みがあるので、塗工ローラに巻き付けたとき、塗工ローラの外周面とフィルム状マスク体の端部との間で段差が生じてしまう。この段差の量を少なくしようとすると、フィルム状マスク体を薄くせざるを得ないが、フィルム状マスク体は、回転する塗工ローラの外周面と摩擦するので、あまり薄くすると破れたり皺が寄ったりして故障しやすい。
そこで、フィルム状マスク体には、一定の厚み（少なくとも１０〜２０μｍ以上）が必要となる。
しかし、図７に示すように、この一定の厚みを有するフィルム状マスク体Ｆの端部Ｆ１では、塗液Ｐが表面張力によって引き寄せられる現象が生じる。そのため、フィルム状マスク体Ｆの端部Ｆ１付近では、塗工溝１０１に保持される塗液と表面張力によって引き寄せられる塗液とが重なって、塗工ローラ１００が保持する塗液Ｐの量が中央部付近に比べて多くなる。
したがって、図８に示すように、基材Ｋに塗液Ｐを塗工したときの塗工膜Ｗが中央付近ＷＣの膜厚Ｈ２より塗工端付近ＷＥの膜厚Ｈ１の方が厚くなってしまうという、いわゆる端高の問題が起こりやすい。本発明者等の実験結果によれば、図９に示すように、１０〜２０μｍ程度の厚みを有するフィルム状マスク体Ｆを用いた場合、端高量（Ｈ１−Ｈ２）は２００〜３００ｎｍ程度であった。これは、塗工膜厚の５〜８％に相当し、電池性能に与える影響は大きい。よって、塗工膜の端高量を、できる限り低減する塗工ローラの製造方法及び塗工ローラが求められている。
【０００６】
また、特許文献１に記載された塗工技術は、塗工ローラにフィルム状マスク体を巻き付けるだけなので、塗工ローラに対するフィルム状マスク体の位置が安定しない。そのため、基材に塗液を塗工したときの塗工端の位置がバラつくという問題も生じる。
【０００７】
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、基材に塗液を塗工する際、フィルム状マスク体を巻き付けることなく、塗工膜の端高量を低減できるとともに、塗工端の位置が安定する塗工ローラの製造方法及び塗工ローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る塗工ローラの製造方法及び塗工ローラは、次のような構成を有している。
（１）基材の表面に塗液を塗工する塗工ローラの製造方法において、
大径部と該大径部の両端から同軸上に延伸した小径部とを備えるローラ本体の内、少なくとも前記小径部の外周に樹脂層を積層する樹脂積層工程と、前記樹脂層の外周側を加工して前記小径部の外周にマスキング部を形成するマスキング形成工程と、前記大径部の外周に塗工溝を形成する塗工溝形成工程と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
（２）（１）に記載された塗工ローラの製造方法において、
前記マスキング部の外径は、前記塗工溝の山径と等しいことを特徴とする。
（３）（１）又は（２）に記載された塗工ローラの製造方法において、
樹脂積層工程では、前記大径部及び前記小径部の外周に全体として円柱状となるまで前記樹脂層を積層することを特徴とする。
（４）基材の表面に塗液を塗工する塗工ローラにおいて、
大径部と該大径部の両端から同軸上に延伸した小径部とを備えるローラ本体と、少なくとも前記小径部の外周に積層した樹脂層の外周側を加工して前記小径部の外周に形成したマスキング部と、前記大径部の外周に形成した塗工溝と、を備えることを特徴とする。
（５）（４）に記載された塗工ローラにおいて、
前記マスキング部の外径は、前記塗工溝の山径と等しいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
このような特徴を有する本発明に係る塗工ローラの製造方法及び塗工ローラは、以下のような作用効果を奏する。
（１）に記載された発明は、大径部と該大径部の両端から同軸上に延伸した小径部とを備えるローラ本体の内、少なくとも小径部の外周に樹脂層を積層する樹脂積層工程と、樹脂層の外周側を加工して小径部の外周にマスキング部を形成するマスキング形成工程と、大径部の外周に塗工溝を形成する塗工溝形成工程と、を備えるので、基材に塗液を塗工する際、フィルム状マスク体を巻き付けることなく、塗工膜の端高量を低減できるとともに、塗工端の位置が安定する。
なお、「端高」とは、基材に塗液を塗工したときの塗工膜が、中央部の膜厚より塗工端部の膜厚の方が厚くなることをいい、「端高量」とは、中央部の膜厚と塗工端部の膜厚との差をいう。
【００１１】
具体的には、（１）の発明は、大径部と該大径部の両端から同軸上に延伸した小径部とを備えるローラ本体の内、少なくとも小径部の外周に樹脂層を積層する樹脂積層工程と、樹脂層の外周側を加工して小径部の外周にマスキング部を形成するマスキング形成工程とを備えるので、特許文献１のように、塗工ローラにフィルム状マスク体を巻き付ける必要がない。そのため、所定の厚さを有するフィルム状マスク体の端部で塗液が表面張力によって引き寄せられる現象が生じにくい。よって、塗工膜が塗工中央付近より塗工端付近の方が厚くなるという、いわゆる端高を低減できる。
本発明によれば、マスキング部の外径と塗工溝の山径との差が０〜５μｍ程度となり、端高量は１０ｎｍ以下とすることができた。また、この端高量は、塗工膜厚の１％以下に相当するので、電池性能にはほとんど影響しないことが確認できた。
また、ローラ本体の小径部の外周にマスキング部を形成し、同じくローラ本体の大径部の外周に塗工溝を形成するので、マスキング部と塗工溝との位置関係がずれることはない。そのため、基材に塗液を塗工したときに、塗工膜の塗工端の位置が安定する。
よって、基材に塗液を塗工する際、フィルム状マスク体を巻き付けることなく、塗工膜の端高量を低減できるとともに、塗工端の位置が安定する塗工ローラの製造方法を提供することができる。
【００１２】
また、（２）の発明は、（１）に記載された塗工ローラの製造方法において、マスキング部の外径は、塗工溝の山径と等しいので、塗工ローラに形成される塗工溝とマスキング部との境界で段差が生じない。そのため、マスキング部の端部では、塗液が表面張力によって引き寄せられる現象も、生じることがない。結果として、基材に塗液を塗工したとき、塗工膜が中央付近の厚さより塗工端の厚さの方が厚くなるという、いわゆる端高も生じにくい。
よって、基材に塗液を塗工する際、フィルム状マスク体を巻き付けることなく、塗工膜の端高量をよりいっそう低減できるとともに、塗工端の位置が安定する塗工ローラの製造方法を提供することができる。
【００１３】
また、（３）の発明は、（１）又は（２）に記載された塗工ローラの製造方法において、樹脂積層工程では、大径部及び小径部の外周に全体として円柱状となるまで樹脂層を積層するので、大径部及び小径部の外周に積層するときに生じる樹脂層の収縮ひずみを一括加工によって除去できる。そのため、大径部の外周面とマスキング部の外周面とを滑らかな連続面にすることができる。したがって、塗工溝とマスキング部との間で段差や隙間が生じにくい。
よって、基材に塗液を塗工する際、フィルム状マスク体を巻き付けることなく、塗工膜の端高量をよりいっそう低減できるとともに、塗工端の位置が安定する塗工ローラの製造方法を提供することができる。
【００１４】
また、（４）の発明は、基材の表面に塗液を塗工する塗工ローラにおいて、大径部と該大径部の両端から同軸上に延伸した小径部とを備えるローラ本体と、少なくとも小径部の外周に積層した樹脂層の外周側を加工して小径部の外周に形成したマスキング部と、大径部の外周に形成した塗工溝と、を備えるので、基材に塗液を塗工する際、フィルム状マスク体を巻き付けることなく、塗工膜の端高量を低減できるとともに、塗工端の位置が安定する。
【００１５】
具体的には、（４）の発明は、大径部と該大径部の両端から同軸上に延伸した小径部とを備えるローラ本体と、少なくとも小径部の外周に積層した樹脂層の外周側を加工して小径部の外周に形成したマスキング部とを備えるので、特許文献１のように、塗工ローラにフィルム状マスク体を巻き付ける必要がない。そのため、所定の厚さを有するフィルム状マスク体の端部で塗液が表面張力によって引き寄せられる現象が生じにくい。よって、塗工膜が塗工中央付近より塗工端付近の方が厚くなるという、いわゆる端高を低減できる。
また、ローラ本体の小径部の外周に形成したマスキング部と、同じくローラ本体の大径部の外周に形成した塗工溝とを備えるので、マスキング部と塗工溝との位置関係がずれることはない。そのため、基材に塗液を塗工したときに、塗工膜の塗工端の位置が安定する。
よって、基材に塗液を塗工する際、フィルム状マスク体を巻き付けることなく、塗工膜の端高量を低減できるとともに、塗工端の位置が安定する塗工ローラの製造方法を提供することができる。
【００１６】
また、（５）の発明は、（４）に記載された塗工ローラにおいて、マスキング部の外径は、塗工溝の山径と等しいので、塗工ローラに形成される塗工溝とマスキング部との境界で段差が生じない。そのため、マスキング部の端部では、塗液が表面張力によって引き寄せられる現象も、生じることがない。結果として、基材に塗液を塗工したとき、塗工膜が中央付近の厚さより塗工端の厚さの方が厚くなるという、いわゆる端高も生じにくい。
よって、基材に塗液を塗工する際、フィルム状マスク体を巻き付けることなく、塗工膜の端高量をよりいっそう低減できるとともに、塗工端の位置が安定する塗工ローラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る塗工ローラの斜視図である。
【図２】（ａ）はローラ本体の正面図（下半分は断面図）であり、（ｂ）はその側面図である。
【図３】（ａ）はローラ本体の大径部及び小径部の外周に全体として円柱状となるまで樹脂層を積層したときの正面図（下半分は断面図）であり、（ｂ）はその側面図である。
【図４】（ａ）は樹脂層の外周側を加工して小径部の外周にマスキング部を形成したときの正面図（下半分は断面図）であり、（ｂ）はその側面図である。
【図５】（ａ）は大径部の外周に塗工溝を形成したときの正面図（下半分は断面図）であり、（ｂ）はその側面図である。
【図６】塗工溝とマスキング部の拡大断面図である。
【図７】従来の塗工ローラにフィルム状マスク体を巻き付けたとき塗液が表面張力によって引き寄せられる現象を説明する説明図である。
【図８】従来の塗工ローラによって塗工したときの端高を説明する説明図である。
【図９】マスキング部の外径に対する塗工溝の山径の差と端高量との相関関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明に係る塗工ローラの製造方法及び塗工ローラの実施形態について図面を参照して詳細に説明する。ここでは、樹脂積層工程、マスキング形成工程、塗工溝形成工程について工程順に説明する。なお、各工程の説明の中で、塗工ローラの構造についても適宜説明する。
【００１９】
＜樹脂積層工程＞
はじめに、樹脂積層工程について説明する。図１に、本発明に係る塗工ローラ１の斜視図を示す。図２（ａ）に、ローラ本体２の正面図（下半分は断面図）を示し、（ｂ）に、その側面図示す。図３（ａ）に、ローラ本体２の大径部２１及び小径部２２の外周に全体として円柱状となるまで樹脂層３１を積層したときの正面図（下半分は断面図）を示し、（ｂ）に、その側面図示す。
図１に示すように、本発明に係る塗工ローラ１は、所定の長さからなる棒状のローラであって、塗工溝１１と、マスキング部１２と、軸受部１３とを備えている。
塗工溝１１は、塗工ローラ１の長手方向中央に螺旋状に形成されている。塗工溝１１の長手方向の長さは、基材に塗液を塗工したときの塗工膜の塗工幅に対応するよう設定する。例えば、２００〜４００ｍｍ程度の長さを有する。
なお、基材Ｋは、リチウムイオン２次電池の電極に用いる集電体である。ここでは、正極の集電体にはアルミ箔を使用し、負極の集電体には銅泊を使用している。また、塗液Ｐには、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）を主成分とするバインダー水溶液を用いている。
マスキング部１２は、後述するローラ本体２に積層した樹脂層３１の外周側を加工して塗工溝１１の両側に形成されている。マスキング部１２の長手方向の長さは、基材に塗液を塗工したとき、塗工膜を形成しない範囲に対応するよう設定する。例えば、５０〜１００ｍｍ程度の長さを有する。なお、樹脂層３１には、例えば、耐久性、撥水生等を考慮してフッ素系樹脂を用いている。
軸受部１３は、マスキング部１２の長手方向端末に形成される。軸受部１３には、通常、防水性のベアリングが嵌合される。
【００２０】
図２（ａ）（ｂ）に示すように、ローラ本体２は、長手方向中央に大径部２１と、該大径部２１の両端から同軸上に延伸した小径部２２とを備えている。小径部２２より端末側は、軸受部１３となる。
大径部２１は、外周に塗工溝１１を形成する箇所である。小径部２２は、マスキング部１２となる樹脂層を積層する箇所である。大径部２１と小径部２２との外径の差は、主にマスキング樹脂を射出成形するときの樹脂流動性、及び塗工ローラ使用時における樹脂耐久性とローラ本体２の撓み性等を考慮して定める。例えば、大径部２１と小径部２２との外径の差は、大径部２１の外径の０．１〜１％程度である。
なお、ローラ本体２は、剛性、耐食等を考慮してステンレス製としている。また、少なくとも、小径部２２にはガラスビーズ等によってブラスト加工を施すと良い。マスキング部１２となる樹脂層３１を積層したときのアンカー効果を期待できるからである。
【００２１】
図３（ａ）（ｂ）に示すように、ローラ本体２の大径部２１及び小径部２２の外周に全体として円柱状となるまで樹脂層３１を積層することによって、第１の中間品３を製作する。樹脂層３１の積層は、通常、金型にローラ本体２をインサートして射出成形するインサート成形法によって行う。ローラ本体２の大径部２１と小径部２２との外径差に基づいて、樹脂層３１の厚みにも差が生じる。樹脂層３１の厚みに差があると、冷却速度が異なり、射出成形後における冷却時の収縮量（収縮ひずみ）に差が生じることになる。その結果、第１の中間品３には、大径部２１に積層した樹脂層３２と小径部２２に積層した樹脂層３３との境界付近で、樹脂層３１の外周側に収縮ひずみの凹凸が生じる恐れがある。
【００２２】
＜マスキング形成工程＞
次に、マスキング形成工程について説明する。図４（ａ）に、樹脂層３１の外周側を加工して小径部２２の外周にマスキング部１２を形成したときの正面図（下半分は断面図）を示し、（ｂ）に、その側面図を示す。
図４（ａ）（ｂ）に示すように、樹脂積層工程で積層した樹脂層３１の外周側を加工して小径部２２の外周にマスキング部１２を形成することによって、第２の中間品４を製作する。そのとき、樹脂層３１の外周側に発生した収縮ひずみの凹凸を削除して、平坦なマスキング面を形成する。樹脂層３１の外周側を加工する方法には、例えば、旋盤を用いる切削加工法がある。一般に、旋盤による切削加工であれば、棒状部材の外径を数μｍ以下の誤差で加工できるからである。ただし、樹脂の場合、温度による膨脹、収縮は金属より遥かに大きいので、加工の際の寸法公差はローラ使用時の温度条件を基準に考える必要がある。したがって、切削加工時の温度上昇を考慮してマスキング部１２の外径を大径部２１の外径と等しいか、若しくは少し大きめに加工しておいて、塗工ローラ１の使用温度で等しくなるように寸法公差を設定するとよい。
【００２３】
また、大径部２１に積層した樹脂層３２を小径部２２に積層した樹脂層３３と同時に一括加工することによって、大径部２１の外径とマスキング部１２の外径の差を少なくし、大径部２１の外周面とマスキング部１２の外周面とを滑らかな連続面にする。大径部２１とマスキング部１２との境界で段差があると、段差部に塗液Ｐが表面張力によって引き寄せられ、塗工膜の端高を誘発するからである。
マスキング部１２の面粗さは、塗液Ｐのシール性を確保できるよう必要な範囲に管理する。例えば、塗液Ｐの粘度が低い場合は、マスキング部１２の面粗さをできる限り小さくする必要がある。
【００２４】
＜塗工溝形成工程＞
次に、塗工溝形成工程について説明する。図５（ａ）に、大径部２１の外周に塗工溝１１を形成したときの正面図（下半分は断面図）を示し、（ｂ）に、その側面図を示す。図６に、塗工溝１１とマスキング部１２の拡大断面図を示す。
図５（ａ）（ｂ）に示すように、大径部２１の外周に塗工溝１１を形成することによって、塗工ローラ１を製作する。塗工溝１１を加工する方法には、例えば、旋盤を用いる切削加工法、又はローリングダイスを用いる転造加工法がある。塗工溝１１を加工する際、マスキング部１２を傷付けないよう筒状のカバー体を取り付けておくとよい。
図６に示すように、塗工溝１１の山径ΦＡとマスキング部１２の外径ΦＢとが、使用温度において等しくなるように、塗工溝１１を加工する。塗工溝１１の断面形状は、外周側に向かって口開きする形状である。例えば、図６に示す正弦曲線であるが、三角形状でも台形状でもよい。バインダ水溶液のように粘度の大きい塗液の場合、塗工膜の表面に波打ち現象が生じやすくなるので、塗工溝の溝ピッチＭに比べて溝深さＮを小さくする。
【００２５】
＜作用効果＞
以上、詳細に説明したように、本実施形態の塗工ローラ１の製造方法及び塗工ローラ１によれば、大径部２１と該大径部２１の両端から同軸上に延伸した小径部２２とを備えるローラ本体２の内、少なくとも小径部２２の外周に樹脂層３１を積層する樹脂積層工程と、樹脂層３１の外周側を加工して小径部２２の外周にマスキング部１２を形成するマスキング形成工程とを備えるので、特許文献１のように、塗工ローラにフィルム状マスク体を巻き付ける必要がない。そのため、所定の厚さを有するフィルム状マスク体の端部で塗液が表面張力によって引き寄せられる現象が生じにくい。よって、塗工膜Ｐが塗工中央付近より塗工端付近の方が厚くなるという、いわゆる端高を低減できる。
【００２６】
具体的には、本実施形態によれば、図９に示すように、マスキング部１２の外径と塗工溝１１の山径との差が０〜５μｍ程度となり、端高量は１０ｎｍ以下とすることができた。また、この端高量は、塗工膜厚の１％以下に相当するので、電池性能にはほとんど影響しないことが確認できた。なお、塗工膜厚の測定は、分光エリプソメトリーによる。
また、ローラ本体２の小径部２２の外周にマスキング部１２を形成し、同じくローラ本体２の大径部２１の外周に塗工溝１１を形成するので、マスキング部１２と塗工溝１１との位置関係がずれることはない。そのため、基材Ｋに塗液Ｐを塗工したときに、塗工膜の塗工端の位置が安定する。
よって、基材Ｋに塗液Ｐを塗工する際、フィルム状マスク体を巻き付けることなく、塗工膜の端高量を低減できるとともに、塗工端の位置が安定する塗工ローラ１の製造方法を提供することができる。
【００２７】
また、本実施形態によれば、マスキング部１２の外径は、塗工溝１１の山径と使用温度において等しいので、塗工ローラ１を使用する際、塗工溝１１とマスキング部との境界で段差が生じない。そのため、マスキング部１２の端部では、塗液Ｐが表面張力によって引き寄せられる現象も、生じることがない。結果として、基材Ｋに塗液Ｐを塗工したとき、塗工膜が中央付近の厚さより塗工端の厚さの方が厚くなるという、いわゆる端高も生じにくい。
【００２８】
また、本実施形態によれば、樹脂積層工程では、大径部２１及び小径部２２の外周に全体として円柱状となるまで樹脂層３１を積層するので、大径部２１及び小径部２２の外周に積層するときに生じる樹脂層３１の収縮ひずみを一括加工によって除去できる。そのため、大径部２１の外周面とマスキング部１２の外周面とを滑らかな連続面にすることができる。したがって、塗工溝１１とマスキング部１２との間で段差や隙間が生じにくい。
【００２９】
また、本実施形態によれば、基材Ｋの表面に塗液Ｐを塗工する塗工ローラ１において、大径部２１と該大径部２１の両端から同軸上に延伸した小径部２２とを備えるローラ本体２と、少なくとも小径部２２の外周に積層した樹脂層３１の外周側を加工して小径部２２の外周に形成したマスキング部１２と、大径部２１の外周に形成した塗工溝１１と、を備えるので、基材Ｋに塗液Ｐを塗工する際、フィルム状マスク体を巻き付けることなく、塗工膜の端高量を低減できるとともに、塗工端の位置が安定する。
【００３０】
具体的には、本実施形態によれば、大径部２１と該大径部２１の両端から同軸上に延伸した小径部２２とを備えるローラ本体２と、少なくとも小径部２２の外周に積層した樹脂層３１の外周側を加工して小径部２２の外周に形成したマスキング部１２とを備えるので、特許文献１のように、塗工ローラにフィルム状マスク体を巻き付ける必要がない。そのため、所定の厚さを有するフィルム状マスク体の端部で塗液が表面張力によって引き寄せられる現象が生じにくい。よって、塗工膜が塗工中央付近より塗工端付近の方が厚くなるという、いわゆる端高を低減できる。
また、ローラ本体２の小径部２２の外周に形成したマスキング部１２と、同じくローラ本体２の大径部２１の外周に形成した塗工溝１１とを備えるので、マスキング部１２と塗工溝１１との位置関係がずれることはない。そのため、基材Ｋに塗液Ｐを塗工したときに、塗工膜の塗工端の位置が安定する。
【００３１】
また、本実施形態によれば、マスキング部１２の外径は、塗工溝１１の山径と使用温度において等しいので、塗工ローラ１を使用する際、塗工溝１１とマスキング部１２との境界で段差が生じない。そのため、マスキング部１２の端部では、塗液が表面張力によって引き寄せられる現象も、生じることがない。結果として、基材Ｋに塗液Ｐを塗工したとき、塗工膜が中央付近の厚さより塗工端の厚さの方が厚くなるという、いわゆる端高も生じにくい。
【００３２】
なお、本発明に係る塗工ローラの製造方法及び塗工ローラは、上記実施形態に限定されるものではなく、いろいろな応用ができる。
（１）例えば、本実施形態では、塗工溝１１を長手方向中央に１箇所設けたが、かならずしも１箇所に限定するものではない。基材Ｋの幅の中で複数の塗工膜を形成するときには、塗工溝１１も複数個所設けることになる。
（２）例えば、本実施形態では、大径部２１と小径部２２に樹脂層３１を積層したが、大径部２１と小径部２２と軸受部１３とに積層することもできる。小径部２２と軸受部１３の外径が異なるとき、その間に生じる収縮ひずみを除去することができるからである。
（３）例えば、本実施形態では、マスキング部１２の外径は、塗工溝１１の山径と使用温度において等しいことにしたが、端高量が許容できる範囲内であれば、マスキング部１２の外径を塗工溝１１の外径より大きくすることができる。マスキング部１２の材質は樹脂であるので、ヘタリや摩耗しやすいため、その分、マスキング部１２の外径が大きいと、耐久性が向上するからである。
【符号の説明】
【００３３】
１ 塗工ローラ
２ ローラ本体
３ 第１の中間品
４ 第２の中間品
１１ 塗工溝
１２ マスキング部
１３ 軸受部
２１ 大径部
２２ 小径部
３１ 樹脂層
３２ 大径部の樹脂層
３３ 小径部の樹脂層
Ｋ 基材
Ｍ 塗工溝の溝ピッチ
Ｎ 塗工溝の溝深さ
ΦＡ 塗工溝の山径
ΦＢ マスキング部の外径
Ｆ フィルム状マスク体
Ｆ１ フィルム状マスク体の端部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の表面に塗液を塗工する塗工ローラの製造方法において、
大径部と該大径部の両端から同軸上に延伸した小径部とを備えるローラ本体の内、少なくとも前記小径部の外周に樹脂層を積層する樹脂積層工程と、
前記樹脂層の外周側を加工して前記小径部の外周にマスキング部を形成するマスキング形成工程と、
前記大径部の外周に塗工溝を形成する塗工溝形成工程と、
を備えることを特徴とする塗工ローラの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載された塗工ローラの製造方法において、
前記マスキング部の外径は、前記塗工溝の山径と等しいことを特徴とする塗工ローラの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載された塗工ローラの製造方法において、
前記樹脂積層工程では、前記大径部及び前記小径部の外周に全体として円柱状となるまで前記樹脂層を積層することを特徴とする塗工ローラの製造方法。
【請求項４】
基材の表面に塗液を塗工する塗工ローラにおいて、
大径部と該大径部の両端から同軸上に延伸した小径部とを備えるローラ本体と、
少なくとも前記小径部の外周に積層した樹脂層の外周側を加工して前記小径部の外周に形成したマスキング部と、
前記大径部の外周に形成した塗工溝と、を備えることを特徴とする塗工ローラ。
【請求項５】
請求項４に記載された塗工ローラにおいて、
前記マスキング部の外径は、前記塗工溝の山径と等しいことを特徴とする塗工ローラ。
【請求項１】
基材の表面に塗液を塗工する塗工ローラの製造方法において、
大径部と該大径部の両端から同軸上に延伸した小径部とを備えるローラ本体の内、少なくとも前記小径部の外周に樹脂層を積層する樹脂積層工程と、
前記樹脂層の外周側を加工して前記小径部の外周にマスキング部を形成するマスキング形成工程と、
前記大径部の外周に塗工溝を形成する塗工溝形成工程と、
を備えることを特徴とする塗工ローラの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載された塗工ローラの製造方法において、
前記マスキング部の外径は、前記塗工溝の山径と等しいことを特徴とする塗工ローラの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載された塗工ローラの製造方法において、
前記樹脂積層工程では、前記大径部及び前記小径部の外周に全体として円柱状となるまで前記樹脂層を積層することを特徴とする塗工ローラの製造方法。
【請求項４】
基材の表面に塗液を塗工する塗工ローラにおいて、
大径部と該大径部の両端から同軸上に延伸した小径部とを備えるローラ本体と、
少なくとも前記小径部の外周に積層した樹脂層の外周側を加工して前記小径部の外周に形成したマスキング部と、
前記大径部の外周に形成した塗工溝と、を備えることを特徴とする塗工ローラ。
【請求項５】
請求項４に記載された塗工ローラにおいて、
前記マスキング部の外径は、前記塗工溝の山径と等しいことを特徴とする塗工ローラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−６７６（Ｐ２０１３−６７６Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３５３２７（Ｐ２０１１−１３５３２７）
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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