涂敷裝置以及除泡方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及將具有非牛頓性的膏狀的高粘度液體涂敷在被涂敷物體上的涂敷裝置以及從這樣的高粘度液體中除去氣泡的除泡方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為用于在玻璃基板、太陽能電池基板等基板表面上形成布線圖案，或在集電體表面上形成活性物質(zhì)層的技術(shù)，將含有布線材料或活性物質(zhì)材料的膏狀的液體涂敷在基板等上。例如，JP特開2013-004400號(hào)公報(bào)中記載的涂敷裝置通過擠壓涂敷(die coating)方式將含有活性物質(zhì)材料以及導(dǎo)電材料的膏涂敷在支撐體上，來制造電池用電極。
[0003]在該技術(shù)中，若在膏狀的液體中混入氣泡，則存在在壓送液體時(shí)氣泡造成壓力損失使流量不穩(wěn)定或者在形成的圖案上產(chǎn)生涂敷缺陷等的問題。因此，需要從膏中除去氣泡。在上述文獻(xiàn)中沒有涉及關(guān)于膏中含有氣泡的問題。
[0004]另一方面，作為從液體除去氣泡的一般的除泡技術(shù)，例如，存在在大氣壓下或減壓環(huán)境下靜置保管液體，使液體中的氣泡移動(dòng)至液面將其消除的方法，或者借助離心力除去氣泡的離心除泡法等。但是，在具有非牛頓性的高粘度的膏狀液體中，氣泡移動(dòng)需要很長(zhǎng)時(shí)間。尤其，例如在剪切速度為1iT1使為10Pa *s以上的高粘度的液體中，上述技術(shù)的除泡作用實(shí)際上不能夠?qū)崿F(xiàn)。另外，還存在通過加熱促進(jìn)氣泡脫離的技術(shù)，但是在加熱可能使液體變質(zhì)的情況下不能夠使用加熱的方法。因此，希望存在能夠?qū)@樣的高粘度的液體有效進(jìn)行除泡的技術(shù)，但是至今沒有提出這樣的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供一種能夠從具有非牛頓性的膏狀的高粘度液體有效除去氣泡的技術(shù)。
[0006]本發(fā)明的一個(gè)方式，為了達(dá)成上述目的，具有:儲(chǔ)存部，用于儲(chǔ)存具有非牛頓性的膏狀的液體，流通管，從所述儲(chǔ)存部送出的所述液體在該流通管的內(nèi)部流通，涂敷噴嘴，與所述流通管連接，噴出所述液體來將所述液體涂敷在被涂敷物體上；在所述流通管的內(nèi)壁中的一部分上設(shè)置有氣泡捕捉部，所述氣泡捕捉部由對(duì)所述液體的潤(rùn)濕性比周圍的內(nèi)壁材料的對(duì)所述液體的潤(rùn)濕性低的材料形成，所述氣泡捕捉部用于捕捉所述液體中含有的氣泡。
[0007]根據(jù)本申請(qǐng)的發(fā)明人的見解，在使具有非牛頓性的膏狀的高粘度液體在管內(nèi)流通時(shí)，液體內(nèi)含有的氣泡隨著液體的流通逐漸接近管的內(nèi)壁，最終沿著管壁向下游側(cè)流動(dòng)。詳細(xì)后述，考慮到，對(duì)于在管內(nèi)流通的非牛頓性液體，具有接近管壁的部分與接近管軸線的部分相比流速變慢而且粘度小的特性，這樣的液流對(duì)氣泡作用從管軸線朝向管壁的方向上的力。
[0008]另外此時(shí)，本申請(qǐng)的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若在管壁的一部分具有對(duì)液體的潤(rùn)濕性比管壁的其它部分低的部分，則與其他部位相比在該部位附著更多的氣泡。考慮這是因?yàn)?，根?jù)該部位的被濕潤(rùn)的難度，液體有從該表面離開的傾向，與該部位的表面和液體直接接觸相比，兩者之間進(jìn)入氣泡的狀態(tài)為更穩(wěn)定的狀態(tài)。
[0009]本發(fā)明利用該現(xiàn)象。具體地說，在使液體流通的流通管的內(nèi)壁的一部分設(shè)置由潤(rùn)濕性低的材料形成的氣泡捕捉部。隨著液體的流通而向管壁移動(dòng)的氣泡被比周圍部分的潤(rùn)濕性低的氣泡捕捉部引導(dǎo)并被捕捉。因此，向氣泡捕捉部的液體的流通方向上的下游側(cè)供給降低了含有的氣泡的液體。
[0010]這樣，根據(jù)本發(fā)明，即使是具有非牛頓性的膏狀的高粘度液體，也能夠有效地除去氣泡。因此，在本發(fā)明的涂敷裝置中，除去氣泡的液體供給至涂敷噴嘴，被涂敷在被涂敷物上，由此能夠以穩(wěn)定的涂敷量進(jìn)行沒有缺陷的涂敷。
[0011]另外，本發(fā)明的其他方式，用于從具有非牛頓性的膏狀的液體除去氣泡的除泡方法，為了達(dá)到上述目的，使所述液體在流通管中流通，在所述流通管的內(nèi)壁中的一部分設(shè)置有氣泡捕捉部，該氣泡捕捉部由對(duì)所述液體的潤(rùn)濕性比周圍的內(nèi)壁材料的對(duì)所述液體的潤(rùn)濕性低的材料形成，使所述液體中的氣泡附著在該氣泡捕捉部上，來除去所述氣泡。
[0012]在這樣構(gòu)成的發(fā)明中，基于上述的原理，使液體在流通管中流通，來使含有的氣泡接近管壁，使氣泡附著在局部對(duì)液體的潤(rùn)濕性低的氣泡捕捉部來被捕捉。由此，能夠有效降低向捕捉部的在液體的流通方向上的下游側(cè)送出的液體中的氣泡的量。
[0013]此時(shí)，例如，通過使液體在流通管內(nèi)流通，使附著在氣泡捕捉部上的氣泡沿著流通管的內(nèi)壁向在液體的流通方向上的下游側(cè)移動(dòng)，使液體和氣泡一起露出在環(huán)境氣體中，來使氣泡消失。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，不是僅僅將氣泡放置，而使被捕捉的氣泡沿著管壁移動(dòng)來使其消失，從而能夠降低液體流通的整個(gè)系統(tǒng)中的氣泡的量。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，通過使液體在流通管內(nèi)流通，使液體中的氣泡向管的內(nèi)壁移動(dòng)，通過對(duì)液體的潤(rùn)濕性低的氣泡捕捉部捕捉氣泡。由此，能夠有效除去流通管內(nèi)的氣泡。
【附圖說明】
[0015]圖1A至圖1D是用于說明本發(fā)明的除泡方法的原理的圖。
[0016]圖2是表示本發(fā)明的涂敷裝置的第一實(shí)施方式的圖。
[0017]圖3是表示除泡單元以及回流管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的側(cè)剖視圖。
[0018]圖4A至圖4C是表示本發(fā)明的涂敷裝置的第二實(shí)施方式的圖。
[0019]圖5A至圖5C是表示本發(fā)明的涂敷裝置的第三實(shí)施方式的圖。
[0020]圖6是表示本發(fā)明的涂敷裝置的第四實(shí)施方式的圖。
[0021]圖7是表示能夠用作管材料的材料的例子的圖。
[0022]附圖標(biāo)記說明
[0023]1、2、3、4 涂敷裝置
[0024]10、20、30 送液系統(tǒng)
[0025]11、21、31、41輸出管(流通管、流通管)
[0026]13除泡單元(分支部)
[0027]14、24、34、44涂敷管(送出管、流通管)
[0028]15、25、35、45 回流管
[0029]36除泡單元
[0030]50噴嘴(涂敷噴嘴)
[0031]100、200、300 儲(chǔ)液槽(儲(chǔ)存部)
[0032]131、252、361、363 氣泡捕捉部
[0033]201攪拌葉(流動(dòng)生成裝置)
[0034]250回流噴嘴
[0035]362錐形構(gòu)件(流路限制構(gòu)件、流路限制裝置)
[0036]363a (氣泡捕捉部363的)狹窄部位(流路限制裝置)
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面，依次說明本發(fā)明的涂敷裝置的幾個(gè)實(shí)施方式。如后所述，這些實(shí)施方式的涂敷裝置是向以輥至輥方式被搬運(yùn)的片狀的被涂敷物體涂敷膏狀的涂敷液的裝置。例如，能夠使用這些裝置，在作為被涂敷物體的發(fā)揮集電體功能的片狀基材上涂敷包含活性物質(zhì)材料的涂敷液，由此制造鋰離子二次電池那樣的電池用電極。
[0038]涂敷液是含有活性物質(zhì)材料和溶劑的具有比較高的粘度的非牛頓性的膏狀液體，具體地說，在剪切速度為10s—1時(shí)，粘度為10Pa.s至300Pa.s左右。通過使用這樣的高粘度的涂敷液，涂敷后液體很少下垂，涂敷圖案的截面形狀易于控制。另外，能夠減少溶媒的使用量，因此涂敷后干燥所需的時(shí)間變短，而且能夠減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)。
[0039]在這樣的非牛頓性的高粘度液體中，若在液體中混入氣泡則很難除去氣泡。即，如果是低粘度的液體，例如，通過靜置液體能夠使氣泡上浮至液面，或者通過使環(huán)境減壓能夠除去氣泡。但是，由于在高粘度的液體中流動(dòng)性低，通過這樣的除泡方法完全不能發(fā)揮效果。在后述的各實(shí)施方式的涂敷裝置中形成用于從這樣的高粘度的液體除去氣泡的結(jié)構(gòu)。首先，基于本發(fā)明人的與在管中流通的高粘度液體的動(dòng)作相關(guān)的見解說明這些實(shí)施方式通用的除泡技術(shù)的原理。
[0040]圖1A至圖1D是用于說明本發(fā)明的除泡方法的原理的圖。作為一個(gè)例子，如圖1A所示，考慮使液體Lq在半徑為R(直徑為2R)的圓形截面的管P內(nèi)流通的情況。在圖中直線A-A表示管軸線，通過附圖標(biāo)記r表示從管軸線朝向半徑方向的坐標(biāo)軸?？瞻准^表示液體Lq的流通方向。如箭頭所示，在本例子中，液體Lq在管P內(nèi)從左方向右方流動(dòng)。即，在液體Lq的流通方向上，圖的左側(cè)為上游側(cè)，右側(cè)為下游側(cè)。
[0041]在液體Lq為非牛頓性的高粘度液體時(shí)，管內(nèi)的液流表現(xiàn)出活塞流(plug flow)的特性。即，如圖1B所示，對(duì)于半徑方向上的流速分布，在管截面的包括管軸線附近的中央部分，流速大致恒定，但是在管壁的附近部分，流速變得極其小。另外，如圖1C所示，液體Lq的剪切速度從管軸線向管壁直線遞增。另外，如圖1D所示，液體Lq的粘度在管軸線附近最高，越接近管壁變得越小。此外，在此設(shè)定管P具有圓形截面，但是在具有其它截面形狀的管中，在從其管軸線朝向管壁的方向上，也表現(xiàn)出與上述大致相同的特性。
[0042]考慮在這樣的液流中含有氣泡BI的情況。如圖1B所示，根據(jù)在管軸線附近高在管壁Wp附近低的流速分布，在液體中，氣泡BI受到來自