塗工装置及び極板製造方法
【課題】芯材の表裏にペースト状物をストライプ状に塗工することで電極を製造する際の精度を向上させる。
【解決手段】芯材１３の表裏にペースト状物を塗布し、表裏に配置したブレード１６、１８で余剰なペースト状物を掻き落として表側のペースト状物１２ａの厚さＡと裏側のペースト状物１２ｂの厚さＢとが所定の関係を満たすように調整する。ブレード１６には金属材料１６−１ａにライニングしたゴム１６−１ｂが設けられ、ブレード１８にはゴム単体１８−１ｂが設けられ、ゴム１６−１ｂとゴム１８−１ｂとで芯材１３を挟み込み、不塗布部分を形成する。ゴム１６−１ｂの硬度及び幅、並びに厚さは所定の値に調整される。
【解決手段】芯材１３の表裏にペースト状物を塗布し、表裏に配置したブレード１６、１８で余剰なペースト状物を掻き落として表側のペースト状物１２ａの厚さＡと裏側のペースト状物１２ｂの厚さＢとが所定の関係を満たすように調整する。ブレード１６には金属材料１６−１ａにライニングしたゴム１６−１ｂが設けられ、ブレード１８にはゴム単体１８−１ｂが設けられ、ゴム１６−１ｂとゴム１８−１ｂとで芯材１３を挟み込み、不塗布部分を形成する。ゴム１６−１ｂの硬度及び幅、並びに厚さは所定の値に調整される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は塗工装置及び極板製造方法に関し、特にペースト状物をストライプ状に塗工する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の電極板は、金属芯材あるいは基材の両面に極板構成材料を含有するペースト状物をストライプ状に塗布して形成される。ストライプ状における不塗布部分は、ペースト状物の塗布を制限する、あるいは塗布後にブレード等により掻き落とすことで形成され、該不塗布部分は極板に集電体を接合するためのリード部として機能する。
【０００３】
下記に示す特許文献１には、多孔体芯材へ表裏均一にペーストを塗布する装置が記載されている。図１８及び図１９に、この従来技術に開示された構成を示す。図１８において、帯状の（フープ）多孔金属芯体１が反転ローラー２を介してペースト貯蔵槽３を通過すると、多孔金属芯体の両面にはペーストが付着する。この付着ペーストを一定量のペースト量に調整する為、図１９の一対のドクターブレード４間に形成されるスリット５で余剰なペーストを掻き取る。この後ペースト塗布層を形成した多孔金属芯体は６の乾燥炉を通過して乾燥済極板とする。
【０００４】
また、下記の特許文献２には、少なくとも二つ以上の吐出スリットを有し、各吐出スリットの吐出口面の下流側リップが上流側リップより塗料の吐出方向を基準として後ろ側に切り欠かれているダイと、連続走行する基材を摺動支持する支持部材とを備え、ダイと支持部材は、基材を挟み込むように配置され、ダイと支持部材との間に所定のギャップが設けられており、吐出スリットから塗料を吐出して基材にストライプ塗布することが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３７００５号公報
【特許文献２】特開２００１−３２７９０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ペースト状物を芯材（あるいは基材）の表裏にストライプ状に形成した後は、圧延工程を経て電極板が形成されるが、表裏に塗布されたペースト状物の厚みが高精度に制御されていない場合には、圧延工程において極板の反りや形状が安定せず、その後の加工工程や電池組立工程における機械稼働率が低下してしまう。
【０００７】
本発明の目的は、芯材の表裏に塗布されるペースト状物の厚さが一定の関係となるように制御し、生産効率を向上させることにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、ストライプ状に形成されるペースト状物の不塗布部分の形成精度を向上させ、これにより生産効率を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、芯材の表裏にペースト状物をストライプ状に塗工する塗工装置であって、前記芯材の表裏に塗布された余剰ペースト状物を掻き落とすことで塗布部分の総厚さを調整する塗布厚さ調整部と、表裏の各塗布厚さを所定の関係に設定し、かつ、前記表裏に塗布されたペースト状物を除去することで不塗布部分を形成する不塗布部形成部とを含むブレードとを有し、前記ブレードは、前記芯材の表側に配置された表側ブレードと、前記芯材の裏側に配置された裏側ブレードとを有し、前記表側ブレードと前記裏側ブレードの少なくともいずれかの前記不塗布部形成部は金属あるいは樹脂部材の先端に弾性部材を設けて構成されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、芯材の表裏にペースト状物をストライプ状に塗工することで極板を製造する極板製造方法であって、前記芯材を表側及び裏側から挟むブレードの塗布厚さ調整部により前記芯材の表裏に塗布された余剰ペースト状物を掻き落として塗布部分の総厚さを調整する工程と、ブレードの不塗布部形成部により表裏の各塗布厚さを所定の関係に設定し、かつ、前記表裏に塗布されたペースト状物を除去することで不塗布部分を形成する工程とを有し、前記ブレードは、前記芯材の表側に配置された表側ブレードと、前記芯材の裏側に配置された裏側ブレードとを有し、前記表側ブレードと前記裏側ブレードの少なくともいずれかの前記不塗布部形成部は金属あるいは樹脂部材の先端に弾性部材を設けて構成されることを特徴とする。
本発明の１つの実施形態では、前記表側ブレードと前記裏側ブレードのうち一方における前記不塗布部形成部の先端は、バネ弾性力により芯材に当接される。
【００１１】
本発明の他の実施形態では、前記所定の関係は、前記芯材の表裏のいずれかの塗布厚さが他方よりも薄いものであり、前記表側ブレードあるいは前記裏側ブレードのうち前記塗布厚さが薄い側に対応するブレードの前記不塗布形成部は前記金属あるいは樹脂部材の先端に弾性部材を設けて構成され、前記塗布厚さが厚い側に対応するブレードの前記不塗布部形成部は弾性部材から構成される。
【００１２】
さらに、本発明の他の実施形態では、前記所定の関係は、前記芯材の表裏のいずれかの塗布厚さが他方よりも薄いものであり、前記表側ブレードと前記裏側ブレードのいずれも前記不塗布部形成部は金属あるいは樹脂部材の先端に弾性部材を設けて構成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、極板を製造する際のペースト状物の表裏の塗布厚さの関係を精度良く調整できる。また、極板を製造する際のペースト状物の不塗布部分の幅、コキ取り性（芯材の金属光沢の確保）を精度良く調整できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
＜基本構成＞
図１に、本実施形態における極板製造方法の基本構成を示す。極板１０の表側及び裏側にそれぞれブレード１６（固定）及びブレード１８（可動）を配置し、ブレード１６及びブレード１８の塗布厚さ調整部１６−２、１８−２で表面及び裏面に塗布された余剰ペースト状物を掻き落として総厚さを調整して塗布部分１２を形成する。ブレード１６及びブレード１８内にそれぞれ埋め込まれた不塗布形成部１６−１、１８−１により芯材の表裏の各塗布厚さを所定の関係に設定するとともに、ペースト状物を除去して不塗布部分１４を形成する構成である。極板１０はペースト状物を塗布された状態で図中Ｚ方向に移動し、ブレード１６は所定位置に固定し、ブレード１８は極板１０の面に略垂直な図中Ｘ方向に移動してブレード１６とブレード１８とで極板１０を挟みこむ。ブレード１６とブレード１８のうち、不塗布部分１６−１、１８−１が埋め込まれていない部位（塗布厚さ調整部１６−２、１８−２）のギャップにより塗布部分１２の厚さが決定され、不塗布形成部１６−１、１８−１が埋め込まれている部位は極板１０の芯材に当接してペースト状物を除去する（コキ取る）。
【００１６】
極板構成材料（芯材に付与される活物質部材、添加部材、結着部材等を含む）を含有するペースト状物をストライプ状に形成する場合、以下の２点に留意する必要がある。
（１）塗布部分１２の表側の厚さと裏側の厚さを一定の関係に維持する
（２）不塗布部分１４の幅、コキ取り性（芯材の金属光沢の確保）を一定に維持する
（２）のコキ取り性は、芯材からのペースト状物の除去程度を表し、芯材に金属光沢があるか否かにより評価することができる。
（１）は、塗工工程後の圧延工程、電極加工工程、あるいは電池組立工程等における生産効率に影響を及ぼす。すなわち、圧延工程において一定方向に反りが生じるようにするためには塗布部分１２の表側の厚さと裏側の厚さとの間に一定の関係、より具体的には一方の厚さを他方よりも厚くする必要があり、この関係にばらつきが生じると圧延工程において極板１０にうねりが生じてしまう。本願発明者は鋭意検討した結果、ペースト状物の厚さが薄い方を表側、厚い方を裏側と定義した場合（もちろん、これは便宜上の定義であって、厚い方を表側と定義することも可能である）、表側の厚さＡと裏側の厚さＢとの間に、ほぼ
Ｂ＝Ａ×１．３
の関係にある場合に圧延工程において極板１０を一定方向に微小な反りが生じるような状態に維持できることを見出した。なお、許容範囲を考慮すると、
Ａ×１．０≦Ｂ≦Ａ×２．０
であることが望ましい。なお、Ａ＝０．２３８ｍｍ、Ｂ＝０．１２２ｍｍの場合には圧延後に逆反りが生じ、Ａ＝０．１０９ｍｍ、Ｂ＝０．２５３ｍｍの場合には加工後に極板の長手方向及び幅方向の両方に反りが生じる。Ａ＝０．１８６ｍｍ、Ｂ＝０．１９３ｍｍの場合、Ａ＝０．１７２ｍｍ、Ｂ＝０．２２４ｍｍの場合、及びＡ＝０．１４２ｍｍ、Ｂ＝０．２５０ｍｍの場合にはいずれも加工後に一定方向に微小な反りが生じた形状が得られることを確認している。本実施形態のブレード１６及びブレード１８は、このような関係を満足するように構成される。
【００１７】
図２に、図１に示すブレード１６及びブレード１８のＡ−Ａ’断面図を示す。不塗布部分１４を形成する不塗布部形成部１６−１、１８−１が埋め込まれた部位における断面である。極板１０は芯材１３を有し、この芯材１３の表裏にペースト状物が塗布される。表側のペースト状物１２ａの厚さＡと裏側のペースト状物１２ｂの厚さＢは、上記の関係となるようにブレード１６及びブレード１８に埋め込まれている不塗布部形成部１６−１、１８−１を調整して塗布厚さ調整部１６−２、１８−２の間のギャップ中における芯材１３位置を所定の位置に維持する。ブレード１６は芯材１３の表側に配置され、ブレード１８は芯材１３の裏側に配置される。ブレード１６及びブレード１８の塗布厚さ調整部１６−２、１８−２はブレード１６、１８の上部に位置する部位であり、このギャップにより塗布部分１２の総厚さが決まる。なお、塗布厚さ調整部１６−２、１８−２は金属材料で構成される。
【００１８】
表側、つまりペースト状物の厚さが薄い側に配置された不塗布部形成部１６−１は、金属材料１６−１ａの先端にゴム１６−１ｂをライニングして構成される。金属材料１６−１ａは外観形状が略直方体であり、先端面にゴム１６−１ｂが接着される。ゴム１６−１ｂの先端面は芯材１３に当接し、表側のペースト状物を除去して不塗布部分１４を形成する。不塗布部形成部１６−１は芯材１３方向に対して押し出す、あるいは引き込むことにより塗布厚さ調整部１６−２、１８−２のギャップ中における芯材位置を変更できる構成とされる。金属材料は例えばステンレスであり、ゴムは例えばウレタンゴムである。
【００１９】
裏側、つまりペースト状物の厚さが厚い側に配置された不塗布部形成部１８−１は、ゴム単体から構成される。ゴムの先端面は芯材１３に当接し、裏側のペースト状物を除去して不塗布部分１４を形成する。不塗布部形成部１８−１は図示のようにバネ等の弾性力で芯材１３方向に付勢されて芯材１３に当接し、芯材１３を表裏から挟持し押圧することでペースト状物を除去する。ゴムは例えばウレタンゴムである。上記のように、表側に使用される不塗布部形成部１６−１の構成を、金属材料１６−１ａの先端にゴム１６−１ｂをライニングしたものとすることにより、塗布厚さ調整部１６−２、１８−２のギャップ中における芯材１３の位置関係を高精度に維持することができる。またその場合、一方の不塗布部形成部１６−１を固定し、他方の不塗布部形成部１８−１をバネ等の弾性力により芯材１３に付勢した場合、いっそう芯材１３の位置関係を高精度に維持できる。さらに、不塗布部形成部１６−１のゴム１６−１ａの厚さ、及び硬度を最適化することにより、芯材１３の位置関係がよりいっそう高精度に維持される。この結果、上記（１）及び（２）を達成することが可能となる。
【００２０】
これに対し、不塗布部形成部１６−１及び不塗布部形成部１８−１をともにゴム単体から構成した場合、ゴムの弾性変形により芯材１３の位置関係を高精度に維持できず、（１）及び（２）を満足させることができない。
【００２１】
本実施形態では、基本的にペースト状物の厚さが薄い側（本実施形態では仮に表側としている）の不塗布部形成部１６−１を金属材料とゴムとで構成し、ペースト状物の厚さが厚い側（本実施形態では裏側）の不塗布部形成部１８−１をゴム単体で構成しているが、不塗布部形成部１８−１も不塗布部形成部１６−１と同様に金属材料にゴムをライニングすることで構成してもよい。
【００２２】
図３に、この場合の構成例を示す。不塗布部形成部１６−１の構成は図２と同様であるが、不塗布部形成部１８−１は金属材料１８−１ａにゴム１８−１ｂをライニングして構成される。金属材料１８−１ａは例えばステンレス、ゴム１８−１ｂは例えばウレタンゴムである。この場合、ゴム１８−１ｂの厚さ、及び硬度は最適値に設定される。
【００２３】
また、本実施形態において、金属材料ではなく硬質樹脂にゴム１６−１ｂあるいはゴム１８−１ｂをライニング形成してもよい。
【００２４】
＜詳細構成＞
図４に、本実施形態の詳細構成を示す。極板製造装置の全体構成である。極板構成材料を含有するペースト状物はペースト状物タンク２０からモノポンプ（１軸偏心ネジポンプ）で供給される。芯材１３はローラを介してペースト溜まり内に搬送され、表裏にペースト状物が付着した状態でペースト溜まりから引き上げられる。ペースト溜まりから引き上げられた芯材１３はスムーザー２２によりある程度ペースト状物が掻き落とされた後、ブレード（ドクターナイフ）１６及び１８間に搬送される。
【００２５】
ブレード１６は固定ブレードであって、その上部にステンレス製の金属材料１６−１ａの先端面にライニングされたウレタンゴム製のゴム１６−ｂを有する不塗布部形成部１６−１が埋め込まれている。また、ブレード１８は可動ブレードであって、図中矢印１００方向に移動自在に構成される。ブレード１６の塗布厚さ調整部１６−２とブレード１８の塗布厚さ調整部１８−２間のギャップは、ブレード１８の矢印１００方向の移動により可変調整される。ブレード１８の上部にはウレタンゴム１６−１ｂと対向する位置にウレタンゴム製のゴム１８−１ｂからなる不塗布部形成部１８−１が埋め込まれ、ウレタンゴム１６−１ｂ及びウレタンゴム１８−１ｂとで芯材１３を挟む。ウレタンゴム１８−１ｂはバネにより図中矢印２００方向に付勢され、この付勢力によりウレタンゴム１８−１ｂを芯材１３の表面に押し付け、ペースト状物を芯材１３から除去して不塗布部分１４を形成する。
【００２６】
塗布部分１２及び不塗布部分１４を有しストライプ状にペースト状物が塗工された芯材１３はさらに引き上げられてレーザ変位計２４に搬送される。レーザ変位計２４は、レーザ光を照射して塗布部分１２と不塗布部分の段差を測定することで、ペースト状物１２ａの厚さＡを測定する。ペースト状物１２ａの厚さの許容値は、例えば０．１５ｍｍ〜０．２ｍｍである。もちろん、レーザ変位計２４を用いてペースト状物１２ｂの厚さＢを測定してもよい。
【００２７】
レーザ変位計２４の上部には、さらにＸ線源２６ａ及び検出器２６ｂが設けられ、塗布部分１２の総厚さ、つまり（芯材１３の厚さ）＋（ペースト状物１２ａの厚さ）＋（ペースト状物１２ｂの厚さ）が測定される。総厚さが所定の範囲にない場合は、ブレード１８を矢印１００方向に移動させ調整される。レーザ変位計２４でペースト状物１２ａの厚さが測定され、検出器２６ｂで総厚さが測定されれば、ペースト状物１２ｂの厚さは演算により算出され、ペースト状物１２ａの厚さＡとペースト状物１２ｂの厚さＢの比率、言い換えれば固定ブレードであるブレード１６側の厚さＡと可動ブレードであるブレード１８側の厚さＢとの比率が算出される。厚さＡと厚さＢは
Ａ×１．０≦Ｂ≦Ａ×２．０
であることが望ましいから、比率Ｂ／Ａは
１．０≦Ｂ／Ａ≦２．０
であることが望ましく、得られたＡ及びＢは図示しないコントローラに供給され、コントローラでは算出された比率Ｂ／Ａがこの範囲に含まれているか否かを判定する。Ｂ／Ａがこの範囲内にない場合には、ブレード１６に埋め込まれた不塗布部形成部１６−１を芯材１３方向に対して押し出すかあるいは引き込むことによって、塗布厚さ調整部１６−２、１８−２間のギャップ中における芯材１３位置が変動することにより、Ｂ／Ａを精度よく変えることができる。
【００２８】
厚さが測定された芯材１３は乾燥炉に搬送され、乾燥された後に圧延工程、加工工程を経て電池に組み立てられる。
【００２９】
次に、ゴム１６−１ｂ、１８−１ｂが芯材１３と接する面形状について説明する。図５に、ゴム１６−１ｂの構成を示す。ゴム１６−１ｂは平面形状が凹形状をなし、面１６ｃが芯材１３の表側に当接する。面１６ｃに当接した状態で芯材１３は図中下方から上方に向けて搬送され、表側に塗布されたペースト状物が除去される。ゴム１６−１ｂは金属材料１６−１ａの先端面に接着形成される。ゴム１６−１ｂはウレタンゴムであり、後述するように硬度、幅Ｗ１及び厚さｔ１は所定の値に調整される。高さｈ１は例えば５ｍｍに設定される。幅Ｗ１は不塗布部分１４の幅のサイズに応じて設定される。
【００３０】
図６に、ゴム１８−１ｂの構成を示す。ゴム１８−１ｂもゴム１６−１ｂに対応するように凹形状を有し、硬度、幅Ｗ２は所定の値に調整される。高さｈ２は例えばｈ１と同様の５ｍｍに設定される。幅Ｗ２は不塗布部分１４の幅のサイズに応じて設定される。なお、ゴム１８−１ｂの面形状をゴム１６−１ｂと同じ面形状としてもよい。上記のように、ゴム先端における幅方向両端の厚みを厚くすることにより、両端の剛性が向上し、コキ取り幅の寸法精度を向上させることができる。また、ゴムの中央部を凹部とすることにより、中央部の剛性が下がり、ゴムにしなりが生じる。この結果、コキ取り性（ペースト除去後の芯材表面の光沢）が向上する。
【００３１】
以下、ゴム１６−１ｂ及びゴム１８−１ｂの有すべき硬度、幅Ｗ１，Ｗ２、及び厚さｔ１について説明する。図７は、表側の不塗布部形成部１６−１に、金属材料１６−１ａにゴム１６−１ｂをライニングしたものを用い、裏側の不塗布部形成部１８−１に、厚さが無視し得る程度の厚さのゴム１８−１ｂ（すなわちゴム単体に相当）を用いて、ゴム１６−１ｂの厚さｔ１を１．０ｍｍ〜２．０ｍｍと変化させた場合の、ペースト状物１２ａの厚さＡの変化を示す。図においてＭＩＮ、ＭＡＸ、及びＡＶＥはそれぞれ複数回実行した場合の最小値、最大値、平均値を示す。ペースト状物１２ｂの厚さＢとの関係では、Ａ×１．０≦Ｂ≦Ａ×２．０が望ましい。図７は総厚みを一定に維持した状態におけるＡのバラツキを調べたものである。ｔ１が１．５ｍｍの時、Ａのバラツキが小さく、比較的安定して塗工できることを示している。一方、図７中の白記号で示した測定点は、表側にも裏側と同様の不塗布部形成部（ゴム単体）を使用した場合である。Ａのバラツキが非常に大きくなっている。すなわち、表裏共にゴム単体を使用した場合には、ゴムの弾性変形の影響を強く受け、塗布厚みＢ／Ａ比の関係を安定して維持することが難しいことを示している。
【００３２】
図８に、ブレード１６側の不塗布部形成部１６−１のゴム１６−１ｂの硬度とコキ取り幅、つまり不塗布部分１４の幅との関係を示す。また、ゴム１６−１ｂの硬度を最適化する目的のため、ゴム１６−１ｂの厚さは無視し得る程度の厚さ（すなわちゴム単体と同様）とした。要するに、表側がゴム単体、裏側もゴム単体で、表側のデータを示したものである。不塗布部分１４は極板に集電体を接合するためのリード部として機能し、所望の幅を有する必要があり、例えば少なくとも５ｍｍの幅を有し、平均値として５．７ｍｍの幅を有するように設計される。ゴム１６−１ｂの硬度が増加するとコキ取り幅（不塗布部分１４の幅）は増加するものの、硬度７５°ではコキ取り面が平滑でなくなる。一方、硬度６０°ではコキ取り面の汚れはほとんどない。
【００３３】
図９に、ブレード１８側の不塗布部形成部１８−１のゴム１８−１ｂの硬度とコキ取り幅（不塗布部分１４の幅）との関係を示す。図８の場合と同様の構成で、裏側のデータを示したものである。硬度６０°〜７５°において硬度が増大するほど若干コキ取り幅が増加する傾向にあるが、硬度７５°ではコキ取り面が平滑でなくなる。一方、硬度６０°ではＡＶＥがほぼ設計値通りの値が得られ、かつ、コキ取り面の汚れもほとんどない。
【００３４】
図１０に、ゴム１６−１ｂの硬度を６０°とした場合の、ゴム１６−１ｂの厚さｔ１とコキ取り幅（不塗布部分１４の幅）との関係を示す。表裏ともにゴムライニングとした場合の表側のデータを示したものである。ゴム１６−１ｂのゴム幅を６．５ｍｍとした場合である。図に示すように厚さｔ１＝１．５ｍｍでコキ取り幅が最大となり、設計値にほぼ等しい値が得られる。
【００３５】
図１１に、ゴムの硬度を６０°とした場合の、ゴムの厚さとコキ取り幅（不塗布部分１４の幅）との関係を示す。図１０の場合と同様に表裏ともにゴムライニングとした場合の裏側のデータを示したものである。厚さ１．５ｍｍで安定したコキ取り幅が得られる。
【００３６】
図１２〜図１５に、以上の結果をまとめて示す。図１２は、極板である負極フープの表側に配置されるゴム１６−１ｂの硬度６０°〜７５°におけるコキ取り部（不塗布部分１４）のコキ取り幅とコキ取り性の評価結果であり、図８に対応するものである。図において、無地部は不塗布部分１４を意味する。硬度７０°、７５°では無地部のコキ取り幅がほぼ設計値通りであるもののコキ取り性が良くない。つまり金属光沢が確保されていない。一方、硬度６０°では無地部の幅は多少不足しているものの、コキ取り性は良好である。コキ取り幅はゴム１６−１ｂの幅を増大させることで確保できるため、ゴム１６−１ｂの硬度として６０°が適していることが分かる。
【００３７】
図１３は、ゴム１８−１ｂの硬度６０°〜７５におけるコキ取り部のコキ取り幅とコキ取り性の評価結果である。図９に対応するものである。硬度６０°で金属光沢が確保される。しかしながら、コキ取り幅が小さく、このことはゴム１８−１ｂの幅はゴム１６−１ｂの幅よりも増大させる必要があることを示している。ゴム１６−１ｂの幅を上記のように６．５ｍｍとする一方、ゴム１８−１ｂの幅を６．５ｍｍよりも大きく、例えば７．０ｍｍにすればよい。
【００３８】
図１４は、ゴム１６−１ｂの硬度を６０°とし、幅Ｗ１を６．５ｍｍとした場合の厚さｔ１＝１．０ｍｍ〜２．０ｍｍにおけるコキ取り幅とコキ取り性の評価結果である。図１０に対応するものである。厚さｔ１＝１．０ｍｍと２．０ｍｍではコキ取り幅が確保できず、厚さ１．５ｍｍにおいてほぼ設計値通りの値が得られる。また、コキ取り性は硬度６０°ではいずれの厚さの場合も良好な金属光沢が得られる。以上より、ゴム１６−１ｂの硬度は６０°、幅Ｗ１は６．５ｍｍ、厚さｔ１は１．５ｍｍが適当となる。
【００３９】
図１５は、ゴム１８−１ｂの硬度を６０°とし、厚さを１．０ｍｍ〜２．０ｍｍにおけるコキ取り幅とコキ取り性の評価結果である。図１１に対応するものである。いずれの厚さにおいてもコキ取り性は確保されている。以上より、ゴム１８ｂの硬度は６０°、ゴム幅Ｗ２は７．０ｍｍ、厚さｔ２は１．０ｍｍ〜２．０ｍｍが適当となる。
【００４０】
図１６に、ゴム１６−１ｂの硬度を６０°、幅Ｗ１を６．５ｍｍ、厚さｔ１を１．５ｍｍとした場合の、負極フープの生産距離（ｍ）とコキ取り幅（不塗布部分１４のゴム１６−１ｂ側の幅）との関係を示す。表側をゴムライニング、裏側をゴム単体とした場合の表側のデータである。比較のため、ゴム１６−１ｂを金属材料１６−１ａにライニング形成するのではなくゴム単体とした場合（金属材料１６−１ａが存在しない場合）を従来例として示す。本実施形態では、生産距離が１２０００ｍに達してもコキ取り幅のＡＶＥはほぼ一定であり、安定して負極フープを製造できる。
【００４１】
図１７に、ゴム１８−１ｂの硬度を６０°、幅Ｗ２を７．０ｍｍとした場合の、負極フープの生産距離（ｍ）とコキ取り幅（不塗布部分１４のゴム１８−１ｂ側の幅）との関係を示す。表側をゴムライニング、裏側をゴム単体とした場合の裏側のデータである。比較のため、ゴム１６−１ｂを金属材料１６ａにライニング形成するのではなくゴム単体とした場合（金属材料１６−１ａが存在しない場合）を従来例として示す。本実施形態では、生産距離が１００００ｍ〜１２０００ｍにおいて若干ＡＶＥが低下するものの１２０００ｍに達しても５．５ｍｍの幅を維持しており、安定して負極フープを製造できる。
【００４２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変更が可能である。
【００４３】
例えば、本実施形態では、不塗布部分１４の幅を最小値５．０ｍｍ、平均値５．７ｍｍに設定しているが、他の値を設定してもよく、これに応じてゴム１６−１ｂ及びゴム１８−１ｂの幅Ｗ１及びＷ２を設定すればよい。但し、上記のとおりＷ１＜Ｗ２であることが望ましい。その理由は、ペースト状物が厚い側ではペーストだれにより不塗布部分１４の幅が狭くなる可能性があるからである。
【００４４】
また、本実施形態では、弾性部材としてウレタンゴムを例示したが、ニトリルゴム、天然ゴム、ＣＲ（クロロブレン）ゴム、テフロン（登録商標）ゴム、シリコンゴム、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレン）ゴム等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施形態の基本構成図である。
【図２】図１におけるブレードの基本構成図である。
【図３】図１におけるブレードの他の基本構成図である。
【図４】実施形態の詳細構成図であり、極板製造装置の全体構成図である。
【図５】実施形態の表側ブレードの構成図である。
【図６】実施形態の裏側ブレードの構成図である。
【図７】表側ブレードのゴム厚さとペースト状物の厚さとの関係を示すグラフ図である。
【図８】表側ブレードのゴム硬度と表側コキ取り幅との関係を示すグラフ図であり、表裏ともにゴム単体の場合の表側のデータを示す図である。
【図９】裏側ブレードのゴム硬度と裏側コキ取り幅との関係を示すグラフ図であり、表裏ともにゴム単体の場合の裏側のデータを示す図である。
【図１０】表側ブレードのゴム厚さと表側コキ取り幅との関係を示すグラフ図であり、表裏ともにゴムライニングの場合の表側のデータを示す図である。
【図１１】裏側部レートのゴム厚さと裏側コキ取り幅との関係を示すグラフ図であり、表裏ともにゴムライニングの場合の裏側のデータを示す図である。
【図１２】表側ブレードの評価結果を示す図であり、図８に対応する表図である。
【図１３】裏側ブレードの評価結果を示す図であり、図９に対応する表図である。
【図１４】表側ブレードの評価結果を示す図であり、図１０に対応する表図である。
【図１５】裏側ブレードの評価結果を示す図であり、図１１に対応する表図である。
【図１６】生産距離と表側コキ取り幅との関係を示すグラフ図である。
【図１７】生産距離と裏側コキ取り幅との関係を示すグラフ図である。
【図１８】従来技術の構成図である。
【図１９】従来技術の構成図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０ 極板、１２ 塗布部分、１２ａ ペースト状物（表側）、１２ｂ ペースト状物（裏側）、１３ 芯材、１４ 不塗布部分、１６ ブレード（表側ブレード）、１６−１ 不塗布部形成部、１６−１ａ 金属材料、１６−１ｂ ゴム、１６−２ 塗布厚さ調整部、１８ ブレード（裏側ブレード）、１８−１ 不塗布部形成部、１８−１ａ 金属材料、１８−１ｂ ゴム、１８−２ 塗布厚さ調整部、２０ ペーストタンク、２２ スムーザー、２４ レーザ変位計、２６ａ Ｘ線源、２６ｂ 検出器、２８ 乾燥炉。
【技術分野】
【０００１】
本発明は塗工装置及び極板製造方法に関し、特にペースト状物をストライプ状に塗工する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の電極板は、金属芯材あるいは基材の両面に極板構成材料を含有するペースト状物をストライプ状に塗布して形成される。ストライプ状における不塗布部分は、ペースト状物の塗布を制限する、あるいは塗布後にブレード等により掻き落とすことで形成され、該不塗布部分は極板に集電体を接合するためのリード部として機能する。
【０００３】
下記に示す特許文献１には、多孔体芯材へ表裏均一にペーストを塗布する装置が記載されている。図１８及び図１９に、この従来技術に開示された構成を示す。図１８において、帯状の（フープ）多孔金属芯体１が反転ローラー２を介してペースト貯蔵槽３を通過すると、多孔金属芯体の両面にはペーストが付着する。この付着ペーストを一定量のペースト量に調整する為、図１９の一対のドクターブレード４間に形成されるスリット５で余剰なペーストを掻き取る。この後ペースト塗布層を形成した多孔金属芯体は６の乾燥炉を通過して乾燥済極板とする。
【０００４】
また、下記の特許文献２には、少なくとも二つ以上の吐出スリットを有し、各吐出スリットの吐出口面の下流側リップが上流側リップより塗料の吐出方向を基準として後ろ側に切り欠かれているダイと、連続走行する基材を摺動支持する支持部材とを備え、ダイと支持部材は、基材を挟み込むように配置され、ダイと支持部材との間に所定のギャップが設けられており、吐出スリットから塗料を吐出して基材にストライプ塗布することが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３７００５号公報
【特許文献２】特開２００１−３２７９０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ペースト状物を芯材（あるいは基材）の表裏にストライプ状に形成した後は、圧延工程を経て電極板が形成されるが、表裏に塗布されたペースト状物の厚みが高精度に制御されていない場合には、圧延工程において極板の反りや形状が安定せず、その後の加工工程や電池組立工程における機械稼働率が低下してしまう。
【０００７】
本発明の目的は、芯材の表裏に塗布されるペースト状物の厚さが一定の関係となるように制御し、生産効率を向上させることにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、ストライプ状に形成されるペースト状物の不塗布部分の形成精度を向上させ、これにより生産効率を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、芯材の表裏にペースト状物をストライプ状に塗工する塗工装置であって、前記芯材の表裏に塗布された余剰ペースト状物を掻き落とすことで塗布部分の総厚さを調整する塗布厚さ調整部と、表裏の各塗布厚さを所定の関係に設定し、かつ、前記表裏に塗布されたペースト状物を除去することで不塗布部分を形成する不塗布部形成部とを含むブレードとを有し、前記ブレードは、前記芯材の表側に配置された表側ブレードと、前記芯材の裏側に配置された裏側ブレードとを有し、前記表側ブレードと前記裏側ブレードの少なくともいずれかの前記不塗布部形成部は金属あるいは樹脂部材の先端に弾性部材を設けて構成されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、芯材の表裏にペースト状物をストライプ状に塗工することで極板を製造する極板製造方法であって、前記芯材を表側及び裏側から挟むブレードの塗布厚さ調整部により前記芯材の表裏に塗布された余剰ペースト状物を掻き落として塗布部分の総厚さを調整する工程と、ブレードの不塗布部形成部により表裏の各塗布厚さを所定の関係に設定し、かつ、前記表裏に塗布されたペースト状物を除去することで不塗布部分を形成する工程とを有し、前記ブレードは、前記芯材の表側に配置された表側ブレードと、前記芯材の裏側に配置された裏側ブレードとを有し、前記表側ブレードと前記裏側ブレードの少なくともいずれかの前記不塗布部形成部は金属あるいは樹脂部材の先端に弾性部材を設けて構成されることを特徴とする。
本発明の１つの実施形態では、前記表側ブレードと前記裏側ブレードのうち一方における前記不塗布部形成部の先端は、バネ弾性力により芯材に当接される。
【００１１】
本発明の他の実施形態では、前記所定の関係は、前記芯材の表裏のいずれかの塗布厚さが他方よりも薄いものであり、前記表側ブレードあるいは前記裏側ブレードのうち前記塗布厚さが薄い側に対応するブレードの前記不塗布形成部は前記金属あるいは樹脂部材の先端に弾性部材を設けて構成され、前記塗布厚さが厚い側に対応するブレードの前記不塗布部形成部は弾性部材から構成される。
【００１２】
さらに、本発明の他の実施形態では、前記所定の関係は、前記芯材の表裏のいずれかの塗布厚さが他方よりも薄いものであり、前記表側ブレードと前記裏側ブレードのいずれも前記不塗布部形成部は金属あるいは樹脂部材の先端に弾性部材を設けて構成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、極板を製造する際のペースト状物の表裏の塗布厚さの関係を精度良く調整できる。また、極板を製造する際のペースト状物の不塗布部分の幅、コキ取り性（芯材の金属光沢の確保）を精度良く調整できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
＜基本構成＞
図１に、本実施形態における極板製造方法の基本構成を示す。極板１０の表側及び裏側にそれぞれブレード１６（固定）及びブレード１８（可動）を配置し、ブレード１６及びブレード１８の塗布厚さ調整部１６−２、１８−２で表面及び裏面に塗布された余剰ペースト状物を掻き落として総厚さを調整して塗布部分１２を形成する。ブレード１６及びブレード１８内にそれぞれ埋め込まれた不塗布形成部１６−１、１８−１により芯材の表裏の各塗布厚さを所定の関係に設定するとともに、ペースト状物を除去して不塗布部分１４を形成する構成である。極板１０はペースト状物を塗布された状態で図中Ｚ方向に移動し、ブレード１６は所定位置に固定し、ブレード１８は極板１０の面に略垂直な図中Ｘ方向に移動してブレード１６とブレード１８とで極板１０を挟みこむ。ブレード１６とブレード１８のうち、不塗布部分１６−１、１８−１が埋め込まれていない部位（塗布厚さ調整部１６−２、１８−２）のギャップにより塗布部分１２の厚さが決定され、不塗布形成部１６−１、１８−１が埋め込まれている部位は極板１０の芯材に当接してペースト状物を除去する（コキ取る）。
【００１６】
極板構成材料（芯材に付与される活物質部材、添加部材、結着部材等を含む）を含有するペースト状物をストライプ状に形成する場合、以下の２点に留意する必要がある。
（１）塗布部分１２の表側の厚さと裏側の厚さを一定の関係に維持する
（２）不塗布部分１４の幅、コキ取り性（芯材の金属光沢の確保）を一定に維持する
（２）のコキ取り性は、芯材からのペースト状物の除去程度を表し、芯材に金属光沢があるか否かにより評価することができる。
（１）は、塗工工程後の圧延工程、電極加工工程、あるいは電池組立工程等における生産効率に影響を及ぼす。すなわち、圧延工程において一定方向に反りが生じるようにするためには塗布部分１２の表側の厚さと裏側の厚さとの間に一定の関係、より具体的には一方の厚さを他方よりも厚くする必要があり、この関係にばらつきが生じると圧延工程において極板１０にうねりが生じてしまう。本願発明者は鋭意検討した結果、ペースト状物の厚さが薄い方を表側、厚い方を裏側と定義した場合（もちろん、これは便宜上の定義であって、厚い方を表側と定義することも可能である）、表側の厚さＡと裏側の厚さＢとの間に、ほぼ
Ｂ＝Ａ×１．３
の関係にある場合に圧延工程において極板１０を一定方向に微小な反りが生じるような状態に維持できることを見出した。なお、許容範囲を考慮すると、
Ａ×１．０≦Ｂ≦Ａ×２．０
であることが望ましい。なお、Ａ＝０．２３８ｍｍ、Ｂ＝０．１２２ｍｍの場合には圧延後に逆反りが生じ、Ａ＝０．１０９ｍｍ、Ｂ＝０．２５３ｍｍの場合には加工後に極板の長手方向及び幅方向の両方に反りが生じる。Ａ＝０．１８６ｍｍ、Ｂ＝０．１９３ｍｍの場合、Ａ＝０．１７２ｍｍ、Ｂ＝０．２２４ｍｍの場合、及びＡ＝０．１４２ｍｍ、Ｂ＝０．２５０ｍｍの場合にはいずれも加工後に一定方向に微小な反りが生じた形状が得られることを確認している。本実施形態のブレード１６及びブレード１８は、このような関係を満足するように構成される。
【００１７】
図２に、図１に示すブレード１６及びブレード１８のＡ−Ａ’断面図を示す。不塗布部分１４を形成する不塗布部形成部１６−１、１８−１が埋め込まれた部位における断面である。極板１０は芯材１３を有し、この芯材１３の表裏にペースト状物が塗布される。表側のペースト状物１２ａの厚さＡと裏側のペースト状物１２ｂの厚さＢは、上記の関係となるようにブレード１６及びブレード１８に埋め込まれている不塗布部形成部１６−１、１８−１を調整して塗布厚さ調整部１６−２、１８−２の間のギャップ中における芯材１３位置を所定の位置に維持する。ブレード１６は芯材１３の表側に配置され、ブレード１８は芯材１３の裏側に配置される。ブレード１６及びブレード１８の塗布厚さ調整部１６−２、１８−２はブレード１６、１８の上部に位置する部位であり、このギャップにより塗布部分１２の総厚さが決まる。なお、塗布厚さ調整部１６−２、１８−２は金属材料で構成される。
【００１８】
表側、つまりペースト状物の厚さが薄い側に配置された不塗布部形成部１６−１は、金属材料１６−１ａの先端にゴム１６−１ｂをライニングして構成される。金属材料１６−１ａは外観形状が略直方体であり、先端面にゴム１６−１ｂが接着される。ゴム１６−１ｂの先端面は芯材１３に当接し、表側のペースト状物を除去して不塗布部分１４を形成する。不塗布部形成部１６−１は芯材１３方向に対して押し出す、あるいは引き込むことにより塗布厚さ調整部１６−２、１８−２のギャップ中における芯材位置を変更できる構成とされる。金属材料は例えばステンレスであり、ゴムは例えばウレタンゴムである。
【００１９】
裏側、つまりペースト状物の厚さが厚い側に配置された不塗布部形成部１８−１は、ゴム単体から構成される。ゴムの先端面は芯材１３に当接し、裏側のペースト状物を除去して不塗布部分１４を形成する。不塗布部形成部１８−１は図示のようにバネ等の弾性力で芯材１３方向に付勢されて芯材１３に当接し、芯材１３を表裏から挟持し押圧することでペースト状物を除去する。ゴムは例えばウレタンゴムである。上記のように、表側に使用される不塗布部形成部１６−１の構成を、金属材料１６−１ａの先端にゴム１６−１ｂをライニングしたものとすることにより、塗布厚さ調整部１６−２、１８−２のギャップ中における芯材１３の位置関係を高精度に維持することができる。またその場合、一方の不塗布部形成部１６−１を固定し、他方の不塗布部形成部１８−１をバネ等の弾性力により芯材１３に付勢した場合、いっそう芯材１３の位置関係を高精度に維持できる。さらに、不塗布部形成部１６−１のゴム１６−１ａの厚さ、及び硬度を最適化することにより、芯材１３の位置関係がよりいっそう高精度に維持される。この結果、上記（１）及び（２）を達成することが可能となる。
【００２０】
これに対し、不塗布部形成部１６−１及び不塗布部形成部１８−１をともにゴム単体から構成した場合、ゴムの弾性変形により芯材１３の位置関係を高精度に維持できず、（１）及び（２）を満足させることができない。
【００２１】
本実施形態では、基本的にペースト状物の厚さが薄い側（本実施形態では仮に表側としている）の不塗布部形成部１６−１を金属材料とゴムとで構成し、ペースト状物の厚さが厚い側（本実施形態では裏側）の不塗布部形成部１８−１をゴム単体で構成しているが、不塗布部形成部１８−１も不塗布部形成部１６−１と同様に金属材料にゴムをライニングすることで構成してもよい。
【００２２】
図３に、この場合の構成例を示す。不塗布部形成部１６−１の構成は図２と同様であるが、不塗布部形成部１８−１は金属材料１８−１ａにゴム１８−１ｂをライニングして構成される。金属材料１８−１ａは例えばステンレス、ゴム１８−１ｂは例えばウレタンゴムである。この場合、ゴム１８−１ｂの厚さ、及び硬度は最適値に設定される。
【００２３】
また、本実施形態において、金属材料ではなく硬質樹脂にゴム１６−１ｂあるいはゴム１８−１ｂをライニング形成してもよい。
【００２４】
＜詳細構成＞
図４に、本実施形態の詳細構成を示す。極板製造装置の全体構成である。極板構成材料を含有するペースト状物はペースト状物タンク２０からモノポンプ（１軸偏心ネジポンプ）で供給される。芯材１３はローラを介してペースト溜まり内に搬送され、表裏にペースト状物が付着した状態でペースト溜まりから引き上げられる。ペースト溜まりから引き上げられた芯材１３はスムーザー２２によりある程度ペースト状物が掻き落とされた後、ブレード（ドクターナイフ）１６及び１８間に搬送される。
【００２５】
ブレード１６は固定ブレードであって、その上部にステンレス製の金属材料１６−１ａの先端面にライニングされたウレタンゴム製のゴム１６−ｂを有する不塗布部形成部１６−１が埋め込まれている。また、ブレード１８は可動ブレードであって、図中矢印１００方向に移動自在に構成される。ブレード１６の塗布厚さ調整部１６−２とブレード１８の塗布厚さ調整部１８−２間のギャップは、ブレード１８の矢印１００方向の移動により可変調整される。ブレード１８の上部にはウレタンゴム１６−１ｂと対向する位置にウレタンゴム製のゴム１８−１ｂからなる不塗布部形成部１８−１が埋め込まれ、ウレタンゴム１６−１ｂ及びウレタンゴム１８−１ｂとで芯材１３を挟む。ウレタンゴム１８−１ｂはバネにより図中矢印２００方向に付勢され、この付勢力によりウレタンゴム１８−１ｂを芯材１３の表面に押し付け、ペースト状物を芯材１３から除去して不塗布部分１４を形成する。
【００２６】
塗布部分１２及び不塗布部分１４を有しストライプ状にペースト状物が塗工された芯材１３はさらに引き上げられてレーザ変位計２４に搬送される。レーザ変位計２４は、レーザ光を照射して塗布部分１２と不塗布部分の段差を測定することで、ペースト状物１２ａの厚さＡを測定する。ペースト状物１２ａの厚さの許容値は、例えば０．１５ｍｍ〜０．２ｍｍである。もちろん、レーザ変位計２４を用いてペースト状物１２ｂの厚さＢを測定してもよい。
【００２７】
レーザ変位計２４の上部には、さらにＸ線源２６ａ及び検出器２６ｂが設けられ、塗布部分１２の総厚さ、つまり（芯材１３の厚さ）＋（ペースト状物１２ａの厚さ）＋（ペースト状物１２ｂの厚さ）が測定される。総厚さが所定の範囲にない場合は、ブレード１８を矢印１００方向に移動させ調整される。レーザ変位計２４でペースト状物１２ａの厚さが測定され、検出器２６ｂで総厚さが測定されれば、ペースト状物１２ｂの厚さは演算により算出され、ペースト状物１２ａの厚さＡとペースト状物１２ｂの厚さＢの比率、言い換えれば固定ブレードであるブレード１６側の厚さＡと可動ブレードであるブレード１８側の厚さＢとの比率が算出される。厚さＡと厚さＢは
Ａ×１．０≦Ｂ≦Ａ×２．０
であることが望ましいから、比率Ｂ／Ａは
１．０≦Ｂ／Ａ≦２．０
であることが望ましく、得られたＡ及びＢは図示しないコントローラに供給され、コントローラでは算出された比率Ｂ／Ａがこの範囲に含まれているか否かを判定する。Ｂ／Ａがこの範囲内にない場合には、ブレード１６に埋め込まれた不塗布部形成部１６−１を芯材１３方向に対して押し出すかあるいは引き込むことによって、塗布厚さ調整部１６−２、１８−２間のギャップ中における芯材１３位置が変動することにより、Ｂ／Ａを精度よく変えることができる。
【００２８】
厚さが測定された芯材１３は乾燥炉に搬送され、乾燥された後に圧延工程、加工工程を経て電池に組み立てられる。
【００２９】
次に、ゴム１６−１ｂ、１８−１ｂが芯材１３と接する面形状について説明する。図５に、ゴム１６−１ｂの構成を示す。ゴム１６−１ｂは平面形状が凹形状をなし、面１６ｃが芯材１３の表側に当接する。面１６ｃに当接した状態で芯材１３は図中下方から上方に向けて搬送され、表側に塗布されたペースト状物が除去される。ゴム１６−１ｂは金属材料１６−１ａの先端面に接着形成される。ゴム１６−１ｂはウレタンゴムであり、後述するように硬度、幅Ｗ１及び厚さｔ１は所定の値に調整される。高さｈ１は例えば５ｍｍに設定される。幅Ｗ１は不塗布部分１４の幅のサイズに応じて設定される。
【００３０】
図６に、ゴム１８−１ｂの構成を示す。ゴム１８−１ｂもゴム１６−１ｂに対応するように凹形状を有し、硬度、幅Ｗ２は所定の値に調整される。高さｈ２は例えばｈ１と同様の５ｍｍに設定される。幅Ｗ２は不塗布部分１４の幅のサイズに応じて設定される。なお、ゴム１８−１ｂの面形状をゴム１６−１ｂと同じ面形状としてもよい。上記のように、ゴム先端における幅方向両端の厚みを厚くすることにより、両端の剛性が向上し、コキ取り幅の寸法精度を向上させることができる。また、ゴムの中央部を凹部とすることにより、中央部の剛性が下がり、ゴムにしなりが生じる。この結果、コキ取り性（ペースト除去後の芯材表面の光沢）が向上する。
【００３１】
以下、ゴム１６−１ｂ及びゴム１８−１ｂの有すべき硬度、幅Ｗ１，Ｗ２、及び厚さｔ１について説明する。図７は、表側の不塗布部形成部１６−１に、金属材料１６−１ａにゴム１６−１ｂをライニングしたものを用い、裏側の不塗布部形成部１８−１に、厚さが無視し得る程度の厚さのゴム１８−１ｂ（すなわちゴム単体に相当）を用いて、ゴム１６−１ｂの厚さｔ１を１．０ｍｍ〜２．０ｍｍと変化させた場合の、ペースト状物１２ａの厚さＡの変化を示す。図においてＭＩＮ、ＭＡＸ、及びＡＶＥはそれぞれ複数回実行した場合の最小値、最大値、平均値を示す。ペースト状物１２ｂの厚さＢとの関係では、Ａ×１．０≦Ｂ≦Ａ×２．０が望ましい。図７は総厚みを一定に維持した状態におけるＡのバラツキを調べたものである。ｔ１が１．５ｍｍの時、Ａのバラツキが小さく、比較的安定して塗工できることを示している。一方、図７中の白記号で示した測定点は、表側にも裏側と同様の不塗布部形成部（ゴム単体）を使用した場合である。Ａのバラツキが非常に大きくなっている。すなわち、表裏共にゴム単体を使用した場合には、ゴムの弾性変形の影響を強く受け、塗布厚みＢ／Ａ比の関係を安定して維持することが難しいことを示している。
【００３２】
図８に、ブレード１６側の不塗布部形成部１６−１のゴム１６−１ｂの硬度とコキ取り幅、つまり不塗布部分１４の幅との関係を示す。また、ゴム１６−１ｂの硬度を最適化する目的のため、ゴム１６−１ｂの厚さは無視し得る程度の厚さ（すなわちゴム単体と同様）とした。要するに、表側がゴム単体、裏側もゴム単体で、表側のデータを示したものである。不塗布部分１４は極板に集電体を接合するためのリード部として機能し、所望の幅を有する必要があり、例えば少なくとも５ｍｍの幅を有し、平均値として５．７ｍｍの幅を有するように設計される。ゴム１６−１ｂの硬度が増加するとコキ取り幅（不塗布部分１４の幅）は増加するものの、硬度７５°ではコキ取り面が平滑でなくなる。一方、硬度６０°ではコキ取り面の汚れはほとんどない。
【００３３】
図９に、ブレード１８側の不塗布部形成部１８−１のゴム１８−１ｂの硬度とコキ取り幅（不塗布部分１４の幅）との関係を示す。図８の場合と同様の構成で、裏側のデータを示したものである。硬度６０°〜７５°において硬度が増大するほど若干コキ取り幅が増加する傾向にあるが、硬度７５°ではコキ取り面が平滑でなくなる。一方、硬度６０°ではＡＶＥがほぼ設計値通りの値が得られ、かつ、コキ取り面の汚れもほとんどない。
【００３４】
図１０に、ゴム１６−１ｂの硬度を６０°とした場合の、ゴム１６−１ｂの厚さｔ１とコキ取り幅（不塗布部分１４の幅）との関係を示す。表裏ともにゴムライニングとした場合の表側のデータを示したものである。ゴム１６−１ｂのゴム幅を６．５ｍｍとした場合である。図に示すように厚さｔ１＝１．５ｍｍでコキ取り幅が最大となり、設計値にほぼ等しい値が得られる。
【００３５】
図１１に、ゴムの硬度を６０°とした場合の、ゴムの厚さとコキ取り幅（不塗布部分１４の幅）との関係を示す。図１０の場合と同様に表裏ともにゴムライニングとした場合の裏側のデータを示したものである。厚さ１．５ｍｍで安定したコキ取り幅が得られる。
【００３６】
図１２〜図１５に、以上の結果をまとめて示す。図１２は、極板である負極フープの表側に配置されるゴム１６−１ｂの硬度６０°〜７５°におけるコキ取り部（不塗布部分１４）のコキ取り幅とコキ取り性の評価結果であり、図８に対応するものである。図において、無地部は不塗布部分１４を意味する。硬度７０°、７５°では無地部のコキ取り幅がほぼ設計値通りであるもののコキ取り性が良くない。つまり金属光沢が確保されていない。一方、硬度６０°では無地部の幅は多少不足しているものの、コキ取り性は良好である。コキ取り幅はゴム１６−１ｂの幅を増大させることで確保できるため、ゴム１６−１ｂの硬度として６０°が適していることが分かる。
【００３７】
図１３は、ゴム１８−１ｂの硬度６０°〜７５におけるコキ取り部のコキ取り幅とコキ取り性の評価結果である。図９に対応するものである。硬度６０°で金属光沢が確保される。しかしながら、コキ取り幅が小さく、このことはゴム１８−１ｂの幅はゴム１６−１ｂの幅よりも増大させる必要があることを示している。ゴム１６−１ｂの幅を上記のように６．５ｍｍとする一方、ゴム１８−１ｂの幅を６．５ｍｍよりも大きく、例えば７．０ｍｍにすればよい。
【００３８】
図１４は、ゴム１６−１ｂの硬度を６０°とし、幅Ｗ１を６．５ｍｍとした場合の厚さｔ１＝１．０ｍｍ〜２．０ｍｍにおけるコキ取り幅とコキ取り性の評価結果である。図１０に対応するものである。厚さｔ１＝１．０ｍｍと２．０ｍｍではコキ取り幅が確保できず、厚さ１．５ｍｍにおいてほぼ設計値通りの値が得られる。また、コキ取り性は硬度６０°ではいずれの厚さの場合も良好な金属光沢が得られる。以上より、ゴム１６−１ｂの硬度は６０°、幅Ｗ１は６．５ｍｍ、厚さｔ１は１．５ｍｍが適当となる。
【００３９】
図１５は、ゴム１８−１ｂの硬度を６０°とし、厚さを１．０ｍｍ〜２．０ｍｍにおけるコキ取り幅とコキ取り性の評価結果である。図１１に対応するものである。いずれの厚さにおいてもコキ取り性は確保されている。以上より、ゴム１８ｂの硬度は６０°、ゴム幅Ｗ２は７．０ｍｍ、厚さｔ２は１．０ｍｍ〜２．０ｍｍが適当となる。
【００４０】
図１６に、ゴム１６−１ｂの硬度を６０°、幅Ｗ１を６．５ｍｍ、厚さｔ１を１．５ｍｍとした場合の、負極フープの生産距離（ｍ）とコキ取り幅（不塗布部分１４のゴム１６−１ｂ側の幅）との関係を示す。表側をゴムライニング、裏側をゴム単体とした場合の表側のデータである。比較のため、ゴム１６−１ｂを金属材料１６−１ａにライニング形成するのではなくゴム単体とした場合（金属材料１６−１ａが存在しない場合）を従来例として示す。本実施形態では、生産距離が１２０００ｍに達してもコキ取り幅のＡＶＥはほぼ一定であり、安定して負極フープを製造できる。
【００４１】
図１７に、ゴム１８−１ｂの硬度を６０°、幅Ｗ２を７．０ｍｍとした場合の、負極フープの生産距離（ｍ）とコキ取り幅（不塗布部分１４のゴム１８−１ｂ側の幅）との関係を示す。表側をゴムライニング、裏側をゴム単体とした場合の裏側のデータである。比較のため、ゴム１６−１ｂを金属材料１６ａにライニング形成するのではなくゴム単体とした場合（金属材料１６−１ａが存在しない場合）を従来例として示す。本実施形態では、生産距離が１００００ｍ〜１２０００ｍにおいて若干ＡＶＥが低下するものの１２０００ｍに達しても５．５ｍｍの幅を維持しており、安定して負極フープを製造できる。
【００４２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変更が可能である。
【００４３】
例えば、本実施形態では、不塗布部分１４の幅を最小値５．０ｍｍ、平均値５．７ｍｍに設定しているが、他の値を設定してもよく、これに応じてゴム１６−１ｂ及びゴム１８−１ｂの幅Ｗ１及びＷ２を設定すればよい。但し、上記のとおりＷ１＜Ｗ２であることが望ましい。その理由は、ペースト状物が厚い側ではペーストだれにより不塗布部分１４の幅が狭くなる可能性があるからである。
【００４４】
また、本実施形態では、弾性部材としてウレタンゴムを例示したが、ニトリルゴム、天然ゴム、ＣＲ（クロロブレン）ゴム、テフロン（登録商標）ゴム、シリコンゴム、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレン）ゴム等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施形態の基本構成図である。
【図２】図１におけるブレードの基本構成図である。
【図３】図１におけるブレードの他の基本構成図である。
【図４】実施形態の詳細構成図であり、極板製造装置の全体構成図である。
【図５】実施形態の表側ブレードの構成図である。
【図６】実施形態の裏側ブレードの構成図である。
【図７】表側ブレードのゴム厚さとペースト状物の厚さとの関係を示すグラフ図である。
【図８】表側ブレードのゴム硬度と表側コキ取り幅との関係を示すグラフ図であり、表裏ともにゴム単体の場合の表側のデータを示す図である。
【図９】裏側ブレードのゴム硬度と裏側コキ取り幅との関係を示すグラフ図であり、表裏ともにゴム単体の場合の裏側のデータを示す図である。
【図１０】表側ブレードのゴム厚さと表側コキ取り幅との関係を示すグラフ図であり、表裏ともにゴムライニングの場合の表側のデータを示す図である。
【図１１】裏側部レートのゴム厚さと裏側コキ取り幅との関係を示すグラフ図であり、表裏ともにゴムライニングの場合の裏側のデータを示す図である。
【図１２】表側ブレードの評価結果を示す図であり、図８に対応する表図である。
【図１３】裏側ブレードの評価結果を示す図であり、図９に対応する表図である。
【図１４】表側ブレードの評価結果を示す図であり、図１０に対応する表図である。
【図１５】裏側ブレードの評価結果を示す図であり、図１１に対応する表図である。
【図１６】生産距離と表側コキ取り幅との関係を示すグラフ図である。
【図１７】生産距離と裏側コキ取り幅との関係を示すグラフ図である。
【図１８】従来技術の構成図である。
【図１９】従来技術の構成図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０ 極板、１２ 塗布部分、１２ａ ペースト状物（表側）、１２ｂ ペースト状物（裏側）、１３ 芯材、１４ 不塗布部分、１６ ブレード（表側ブレード）、１６−１ 不塗布部形成部、１６−１ａ 金属材料、１６−１ｂ ゴム、１６−２ 塗布厚さ調整部、１８ ブレード（裏側ブレード）、１８−１ 不塗布部形成部、１８−１ａ 金属材料、１８−１ｂ ゴム、１８−２ 塗布厚さ調整部、２０ ペーストタンク、２２ スムーザー、２４ レーザ変位計、２６ａ Ｘ線源、２６ｂ 検出器、２８ 乾燥炉。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材の表裏にペースト状物をストライプ状に塗工する塗工装置であって、
前記芯材の表裏に塗布された余剰ペースト状物を掻き落とすことで塗布部分の総厚さを調整する塗布厚さ調整部と、
表裏の各塗布厚さを所定の関係に設定し、かつ、前記表裏に塗布されたペースト状物を除去することで不塗布部分を形成する不塗布部形成部とを含むブレードと、
を有し、前記ブレードは、
前記芯材の表側に配置された表側ブレードと、
前記芯材の裏側に配置された裏側ブレードと、
を有し、前記表側ブレードと前記裏側ブレードの少なくともいずれかの前記不塗布部形成部は金属あるいは樹脂部材の先端に弾性部材を設けて構成されることを特徴とする塗工装置。
【請求項２】
請求項１記載の塗工装置において、
前記表側ブレードと前記裏側ブレードのうち、一方における前記不塗布部形成部の先端は、バネ弾性力により前記芯材に当接していることを特徴とする塗工装置。
【請求項３】
請求項１、２のいずれかに記載の塗工装置において、
前記所定の関係は、前記芯材の表裏のいずれかの塗布厚さが他方よりも薄いものであり、
前記表側ブレードあるいは前記裏側ブレードのうち前記塗布厚さが薄い側に対応するブレードの前記不塗布部形成部は前記金属あるいは樹脂部材の先端に弾性部材を設けて構成され、前記塗布厚さが厚い側に対応するブレードの前記不塗布部形成部は弾性部材から構成されることを特徴とする塗工装置。
【請求項４】
請求項１、２のいずれかに記載の塗工装置において、
前記所定の関係は、前記芯材の表裏のいずれかの塗布厚さが他方よりも薄いものであり、
前記表側ブレードと前記裏側ブレードのいずれも前記不塗布部形成部は金属あるいは樹脂部材の先端に弾性部材を設けて構成されることを特徴とする塗工装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の塗工装置において、
前記弾性部材はウレタンゴムであることを特徴とする塗工装置。
【請求項６】
請求項３、４のいずれかに記載の装置において、
前記塗布厚さが厚い方の不塗布部形成部の前記弾性部材の幅は、前記塗布厚さが薄い方の不塗布部形成部の前記弾性部材の幅よりも大きいことを特徴とする塗工装置。
【請求項７】
芯材の表裏にペースト状物をストライプ状に塗工することで極板を製造する極板製造方法であって、
前記芯材を表側及び裏側から挟むブレードの塗布厚さ調整部により前記芯材の表裏に塗布された余剰ペースト状物を掻き落として塗布部分の総厚さを調整する工程と、ブレードの不塗布部形成部により表裏の各塗布厚さを所定の関係に設定し、かつ、前記表裏に塗布されたペースト状物を除去することで不塗布部分を形成する工程と、
を有し、前記ブレードは、
前記芯材の表側に配置された表側ブレードと、
前記芯材の裏側に配置された裏側ブレードと、
を有し、前記表側ブレードと前記裏側ブレードの少なくともいずれかの前記不塗布形成部は金属あるいは樹脂部材の先端に弾性部材を設けて構成されることを特徴とする極板製造方法。
【請求項８】
請求項７記載の極板製造方法において、
前記表側ブレードと前記裏側ブレードのうち、一方における前記不塗布部形成部の先端は、バネ弾性力により芯材に当接していることを特徴とする極板製造方法。
【請求項９】
請求項７、８のいずれかに記載の極板製造方法において、
前記所定の関係は、前記芯材の表裏のいずれかの塗布厚さが他方よりも薄いものであり、
前記表側ブレードあるいは前記裏側ブレードのうち前記塗布厚さが薄い側に対応するブレードの前記不塗布形成部は前記金属あるいは樹脂部材の先端に弾性部材を設けて構成され、前記塗布厚さが厚い側に対応するブレードの前記不塗布形成部は弾性部材から構成されることを特徴とする極板製造方法。
【請求項１０】
請求項７、８のいずれかに記載の極板製造方法において、
前記所定の関係は、前記芯材の表裏のいずれかの塗布厚さが他方よりも薄いものであり、
前記表側ブレードと前記裏側ブレードのいずれも前記不塗布形成部は金属あるいは樹脂部材の先端に弾性部材を設けて構成されることを特徴とする極板製造方法。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれかに記載の極板製造方法において、
前記弾性部材はウレタンゴムであることを特徴とする極板製造方法。
【請求項１２】
請求項９、１０のいずれかに記載の極板製造方法において、
前記塗布厚さが厚い方のブレードの前記弾性部材の幅は、前記塗布厚さが薄い方のブレードの前記弾性部材の幅よりも大きいことを特徴とする極板製造方法。
【請求項１】
芯材の表裏にペースト状物をストライプ状に塗工する塗工装置であって、
前記芯材の表裏に塗布された余剰ペースト状物を掻き落とすことで塗布部分の総厚さを調整する塗布厚さ調整部と、
表裏の各塗布厚さを所定の関係に設定し、かつ、前記表裏に塗布されたペースト状物を除去することで不塗布部分を形成する不塗布部形成部とを含むブレードと、
を有し、前記ブレードは、
前記芯材の表側に配置された表側ブレードと、
前記芯材の裏側に配置された裏側ブレードと、
を有し、前記表側ブレードと前記裏側ブレードの少なくともいずれかの前記不塗布部形成部は金属あるいは樹脂部材の先端に弾性部材を設けて構成されることを特徴とする塗工装置。
【請求項２】
請求項１記載の塗工装置において、
前記表側ブレードと前記裏側ブレードのうち、一方における前記不塗布部形成部の先端は、バネ弾性力により前記芯材に当接していることを特徴とする塗工装置。
【請求項３】
請求項１、２のいずれかに記載の塗工装置において、
前記所定の関係は、前記芯材の表裏のいずれかの塗布厚さが他方よりも薄いものであり、
前記表側ブレードあるいは前記裏側ブレードのうち前記塗布厚さが薄い側に対応するブレードの前記不塗布部形成部は前記金属あるいは樹脂部材の先端に弾性部材を設けて構成され、前記塗布厚さが厚い側に対応するブレードの前記不塗布部形成部は弾性部材から構成されることを特徴とする塗工装置。
【請求項４】
請求項１、２のいずれかに記載の塗工装置において、
前記所定の関係は、前記芯材の表裏のいずれかの塗布厚さが他方よりも薄いものであり、
前記表側ブレードと前記裏側ブレードのいずれも前記不塗布部形成部は金属あるいは樹脂部材の先端に弾性部材を設けて構成されることを特徴とする塗工装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の塗工装置において、
前記弾性部材はウレタンゴムであることを特徴とする塗工装置。
【請求項６】
請求項３、４のいずれかに記載の装置において、
前記塗布厚さが厚い方の不塗布部形成部の前記弾性部材の幅は、前記塗布厚さが薄い方の不塗布部形成部の前記弾性部材の幅よりも大きいことを特徴とする塗工装置。
【請求項７】
芯材の表裏にペースト状物をストライプ状に塗工することで極板を製造する極板製造方法であって、
前記芯材を表側及び裏側から挟むブレードの塗布厚さ調整部により前記芯材の表裏に塗布された余剰ペースト状物を掻き落として塗布部分の総厚さを調整する工程と、ブレードの不塗布部形成部により表裏の各塗布厚さを所定の関係に設定し、かつ、前記表裏に塗布されたペースト状物を除去することで不塗布部分を形成する工程と、
を有し、前記ブレードは、
前記芯材の表側に配置された表側ブレードと、
前記芯材の裏側に配置された裏側ブレードと、
を有し、前記表側ブレードと前記裏側ブレードの少なくともいずれかの前記不塗布形成部は金属あるいは樹脂部材の先端に弾性部材を設けて構成されることを特徴とする極板製造方法。
【請求項８】
請求項７記載の極板製造方法において、
前記表側ブレードと前記裏側ブレードのうち、一方における前記不塗布部形成部の先端は、バネ弾性力により芯材に当接していることを特徴とする極板製造方法。
【請求項９】
請求項７、８のいずれかに記載の極板製造方法において、
前記所定の関係は、前記芯材の表裏のいずれかの塗布厚さが他方よりも薄いものであり、
前記表側ブレードあるいは前記裏側ブレードのうち前記塗布厚さが薄い側に対応するブレードの前記不塗布形成部は前記金属あるいは樹脂部材の先端に弾性部材を設けて構成され、前記塗布厚さが厚い側に対応するブレードの前記不塗布形成部は弾性部材から構成されることを特徴とする極板製造方法。
【請求項１０】
請求項７、８のいずれかに記載の極板製造方法において、
前記所定の関係は、前記芯材の表裏のいずれかの塗布厚さが他方よりも薄いものであり、
前記表側ブレードと前記裏側ブレードのいずれも前記不塗布形成部は金属あるいは樹脂部材の先端に弾性部材を設けて構成されることを特徴とする極板製造方法。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれかに記載の極板製造方法において、
前記弾性部材はウレタンゴムであることを特徴とする極板製造方法。
【請求項１２】
請求項９、１０のいずれかに記載の極板製造方法において、
前記塗布厚さが厚い方のブレードの前記弾性部材の幅は、前記塗布厚さが薄い方のブレードの前記弾性部材の幅よりも大きいことを特徴とする極板製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００８−６３９６（Ｐ２００８−６３９６Ａ）
【公開日】平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８１００６（Ｐ２００６−１８１００６）
【出願日】平成１８年６月３０日（２００６．６．３０）
【出願人】（３９９１０７０６３）パナソニック・イーブイ・エナジー株式会社 (193)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月３０日（２００６．６．３０）
【出願人】（３９９１０７０６３）パナソニック・イーブイ・エナジー株式会社 (193)
【Ｆターム（参考）】
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