昇温ロール均熱化方法およびその装置
【課題】昇温ロールのロール幅方向での均熱化を実現することを目的とする。
【解決手段】昇温ロール（１）のロール表面のワーク（２）が接触していない部分に、ダミーワーク（１１ａ，１１ｂ）を接触させることによって、昇温ロール（１）のロール幅方向で一様に熱を奪って、ロール幅方向でのロール表面温度の均熱化を実現する。
【解決手段】昇温ロール（１）のロール表面のワーク（２）が接触していない部分に、ダミーワーク（１１ａ，１１ｂ）を接触させることによって、昇温ロール（１）のロール幅方向で一様に熱を奪って、ロール幅方向でのロール表面温度の均熱化を実現する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池の製造工程においてリチウムイオン二次電池の極板を昇温させるロール装置に関するもので、特に昇温ロールのロール表面の幅方向の温度の均一化を実現するための昇温ロール均熱化方法およびその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今、リチウムイオン二次電池は、携帯電話機やノート型パーソナルコンピュータ等のポータブル型電子機器の電源として多く使用されてきた。さらに近年は、モーターを動力源とする自動二輪車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車等に使用されるなど用途が広がるのに伴い、リチウム二次電池の高容量化が求められてきている。
【０００３】
そこでリチウム二次電池の高容量化を実現するために、リチウム二次電池の極板を構成する物質が様々な材質に変更されてきている。このような材料変更に伴い、極板を１００℃以上の高温状態まで昇温させたのちに加工をする新たな工程が必要になってきた。極板を昇温させる方法としては、ＩＲヒータや熱風など様々な加熱手法があるが、昇温時間の短縮や製造スペースの縮小などから、この工程では、加熱した金属製もしくはセラミック製のロールに極板を接触させて昇温させる手法が一般的に採用されている。
【０００４】
例えば図５に示すように、円筒状の回転する加熱されたロールである昇温ロール１にあらかじめ所定の膜が塗布されたリチウム二次電池用の極板２を接触させることで、極板２を目的の温度まで昇温させ、最後に加工機３で加工処理を行う。
【０００５】
この場合、極板２が昇温ロール１で昇温されてから加工機３で加工処理行われるまで積算熱量が製品後の電池特性に大きく影響を及ぼすことがわかっている。例えば、この熱処理中の極板温度が１℃変動するだけでも、製品後の電池容量に大きな差が発生したり電池の不良率が急激に上昇したりするなどの致命的な課題が発生する。
【０００６】
このように温度管理が厳しい工程にもかかわらず、製品単価を抑える必要があるため、この工程では極板２の１枚幅で熱処理を行うのではなく、複数枚の幅をもったシートの状態で熱処理を行った後に、極板２の１枚幅にシートが分割される方法が一般的に採用されている。そのため、製品後の極板２の品質ばらつきは、この熱処理工程中の幅が広いシート状の極板の幅方向の温度ばらつきに比例する。
【０００７】
そこで、極板２を昇温させる場合には幅方向の温度均一化が非常に重要になってくる。そのため、この工程ではシート状の極板２の温度ばらつきが幅方向で±１℃以内という厳しい温度管理基準のもと生産が行われている。またそれに伴って、加熱源となる昇温ロール１でも幅方向の温度ばらつきが±１℃以内という非常に厳しい温度管理が求められる。
【０００８】
このようにこの工程では、極板２を昇温させるための昇温ロール１のロール表面の温度は幅方向で非常に高精度な温度管理が求められているにもかかわらず、昇温ロール１の設計条件としては極板２を接触させていない状態で昇温ロール１のロール表面の温度が均一になるように設計されることが一般的である。なぜならば、極板２を製造する条件、例えば製造する速度、温度、電池極板の物性等は装置導入後にも仕様変更が度々行われるためである。
【０００９】
極板２を流していない状態でも昇温ロール１のロール表面温度を幅方向で均一にすることは非常に困難である。図６は極板２が接触していない状態での昇温ロール１の表面温度の分布を示している。加熱された昇温ロール１は、図６で示すようにロール端部の温度が低下するという問題がある。
【００１０】
それは、ロール中央部からの放熱はロール表面からのみであるが、ロール端部はロール表面のみだけでなくロール端部も放熱面となるためにロール中央部に比べて放熱される面積が大きく、温度が低下してしまうからである。このような問題を解決するために、ロール表面温度の均熱化方法として様々な手法が提案されている。
【００１１】
特許文献１には、図７に示すように昇温ロール１に内蔵させたヒータ４を幅方向に３分割にし、端のヒータ４ａの発熱量を中央のヒータ４ｂより多く設計する方法が一般的に知られている。５は昇温ロール１の回転軸を表している。このような構成を用いることによって、ロール端部で放熱量が大きい分を端のヒータの発熱量を高めに設定することで補うことができ、昇温ロール１のロール表面の幅方向の温度を均一にすることが実現可能な昇温ロールが提案されている。
【００１２】
また、極板２が接触していない状態では、図６にも示したように昇温ロール１の中央部でロール表面温度が均一になっているため、その部分を極板２が熱処理可能な有効幅と設定し、その有効幅の範囲内で極板を接触させて熱処理を行う方法も一般的に用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００６−１８５６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献１に記載の昇温ロールの表面温度均熱化方法では、生産用のワークである極板２が昇温ロール１に接触していない状態、つまり無負荷の状態ではロール表面で幅方向の温度は均一化できていても、極板２が昇温ロール１に接触した場合、図８に示すように昇温ロール１の表面温度は極板２が接触している部分、すなわちロール中央側だけ温度が低下するような温度曲線となる。
【００１５】
そのため、生産中はロール幅方向で温度が均一な状態で極板２を熱処理することができないという問題がある。これは、昇温ロール１のロール表面で極板２が接触した部分、すなわちロール中央側からのみ熱が奪われるために、その部分のみロール表面温度が低下するが、極板２が接触していないロール表面、すなわちロール端部側からは極板２に熱が奪われることがないため温度低下がほとんど発生せず、図８に示すように温度ばらつきが発生する。
【００１６】
昇温ロール１の温度が幅方向でばらつきが発生している状態で極板２を接触させた場合、極板２が昇温ロール１から受ける受熱量も当然ながら幅方向でばらつくため、昇温ロール１の温度ばらつきがそのままワーク温度に転写されるような形で極板２の幅方向にも温度ばらつきが発生するという問題がある。
【００１７】
本発明は、昇温ロール１の表面の幅方向の温度ばらつきを均熱化し、ワークである極板２が昇温ロール１から受ける受熱量を幅方向で均一化できる方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の昇温ロール均熱化方法は、帯状のワークを昇温ロールに接触させて設定温度にして送り出すに際し、前記昇温ロールの中央部に前記ワークを接触させて送り出すとともに、前記ワークが前記昇温ロールに接触する直前の温度に調節された帯状のダミーワークを前記昇温ロールの中央部の両側の端部に接触させて、前記昇温ロールの幅方向のロール表面の温度のばらつきを低減することを特徴とする。
【００１９】
また本発明の昇温ロール均熱化装置は、帯状のワークを昇温ロールに接触させて温度調節して送り出す昇温ロール均熱化装置であって、前記ワークが前記昇温ロールの幅方向の中央部の表面に接触するよう構成するとともに、前記昇温ロールの幅方向の中央部の両側の表面に接触して送り出されて前記昇温ロールに循環する帯状のダミーワークを設け、前記ダミーワークの循環経路中に配設され前記ダミーワークを温度調節してから前記昇温ロールに循環させる温度調節部を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
この構成によれば、昇温ロールのロール表面のワークが接触していない部分に、ダミーワークを接触させることによって、昇温ロールのロール幅方向で一様に熱を奪って、ロール表面温度をロール幅方向に均熱化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の昇温ロール均熱化方法を実行する昇温ロール均熱化装置の構成図
【図２】同実施の形態の昇温ロール均熱化装置の斜視図
【図３】別の実施の形態の昇温ロール均熱化装置の構成図
【図４】さらに別の実施の形態の昇温ロール均熱化装置の構成図
【図５】従来の一般的なワーク処理装置の断面図
【図６】従来の非生産時のロール表面の幅方向の温度の測定結果説明図
【図７】従来の昇温ロールの断面図
【図８】従来例での生産時のロール表面の幅方向の温度の測定結果説明図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の昇温ロール均熱化方法を具体的な実施の形態に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１と図２は、ワークとしての極板２を昇温ロール１で昇温させて加工機３に送り込む昇温ロール均熱化装置を示す。
【００２３】
昇温ロール１に接触する前の極板２は、ロール６と予熱ロール７およびロール８を経由して昇温ロール１に接触し、昇温ロール１に接触した極板２は、ロール９，１０を経由して加工機３に搬入されるように架張されている。昇温ロール１は図７に示したように、内部にヒータ４ａ，４ａや中央ヒータ４ｂが組み込まれて設定温度に温度制御されている。
【００２４】
極板２は昇温ロール１の中央部に接触しており、昇温ロール１の中央部の両側のロール表面には、極板２と同じ熱容量かつ同じ熱伝導率を持った帯状のダミーワーク１１ａ，１１ｂが接触している。
【００２５】
ダミーワーク１１ａ，１１ｂは、昇温ロール１に接触した後に、ロール１２と、温度調節部１３を構成している冷却ロール１４ａ，１４ｂ，１４ｃとロール６及び予熱ロール７と、ロール８を経由して昇温ロール１に接触して循環するよう環状に形成されている。ダミーワーク１１ａ，１１ｂを冷却する冷却ロールの大きさ及び本数は、冷却する目標温度までに到達可能な本数を設置すればよい。
【００２６】
予熱ロール７における極板２の接触個所は、幅方向の中央部であって、極板２が接触している幅方向の中央部の両側の予熱ロール７にダミーワーク１１ａ，１１ｂが接触している。
【００２７】
具体的には、４０℃の極板２が予熱ロール７に接触して６０℃に予熱されてから昇温ロール１に接触する。昇温ロール１は設定温度を２００℃にして温度調節されている。昇温ロール１を通過したダミーワーク１１ａ，１１ｂは、２００℃に温度が上昇しており、このダミーワーク１１ａ，１１ｂが冷却ロール１４ａ，１４ｂ，１４ｃを通過して４０℃よりも低い３０℃程度に冷やされて、さらにワーク２が接触して予熱を受けた同じ予熱ロール７に接触して、ワーク２と同じ温度に予熱されてから昇温ロール１に接触している。
【００２８】
この時に極板２とダミーワーク１１ａ，１１ｂは、それぞれが昇温ロール１との接触時間、長さ、円周方向での接触する位置関係が同じになるように構成することが望ましい。このような構成にすることによって、昇温ロール１はロール表面から幅方向に均等に熱が奪われるため、従来例と比べて、ロール表面の幅方向の温度の均一化という点において飛躍的な改善を行うことができる。
【００２９】
また、昇温ロール１のロール表面での極板２とダミーワーク１１ａ，１１ｂとの隙間ｄは、できるだけ近づけることが好ましい。なぜならば、昇温ロール１のロール表面において、極板２またはダミーワーク１１ａ，１１ｂが接触していない部分は、ロール表面から熱が奪われないために、極板２またはダミーワーク１１ａ，１１ｂが接触している部分に比べて温度が高くなる。それがロール幅方向の温度ばらつき要因となる。しかしながら、実際には極板２とダミーワーク１１ａ，１１ｂの搬送時には蛇行等により、隙間ｄが極めて小さい場合には、極板２とダミーワーク１１ａ，１１ｂが接触する危険がある。そのため、ロール表面で許容される温度ばらつきに収まる範囲内であれば隙間ｄが空いていてもよい。具体的には、極板２の幅が７００ｍｍ〜８００ｍｍ，ダミーワーク１１ａ，１１ｂの幅が５０ｍｍ〜１００ｍｍの場合に、隙間ｄは１０ｍｍ〜２０ｍｍが一般的である。この許容される隙間ｄは、許容温度ばらつき範囲、極板２とダミーワーク１１ａ，１１ｂの物性、搬送速度、周囲雰囲気温度、昇温ロールの内部構造に起因するため、これらに合った隙間ｄを適切に選ぶことにより、効果を高めることができる。
【００３０】
また、ダミーワーク１１ａ，１１ｂは昇温ロール１の端から極板２の直前までの範囲で昇温ロール１に接触させるよりも、端からある程度内側の所から極板２の直前まで接触されていることが望ましい。前述のように、一般的に高温の昇温ロール１はロール中央部より端部の方が放熱する面積が広いため、ロール端部の温度がロール中央部に比べて低下する傾向にある。そのため、ダミーワーク１１ａ，１１ｂを昇温ロール１の端から接触させるよりは、ロール端よりも内側の所から接触させることによって、これまでロール端部で奪われる熱量を削減することによってロール端部の温度低下を抑えることが可能となり、従来例と比べて、昇温ロール１のロール表面の温度を幅方向で均一にするという点において大きな改善がみられる。
【００３１】
例えば、この端からの距離は、昇温ロール１のロール長が１０００ｍｍの場合に、２０ｍｍ〜６０ｍｍが一般的である。この端からの最適な距離についても同様に、ダミーワーク１１ａ，１１ｂと昇温ロール１の端部との最適な間隔は、許容温度ばらつき範囲、極板の物性、搬送速度、周囲雰囲気温度、昇温ロールの内部構造に起因するため、これらに合った距離を適切に選ぶことにより、効果を高めることができる。
【００３２】
上記のように、単一の予熱ロール７によって極板２と冷却後のダミーワーク１１ａ，１１ｂを予熱しているので、次のような効果が得られる。
冷却ロール１４ａ，１４ｂ，１４ｃの冷却水の温度がばらつくことで冷却ロールの温度がばらつくことや、冷却ロール１４ａ，１４ｂ，１４ｃの周辺の雰囲気温度がばらつくことで、冷却後のダミーワーク１１ａ，１１ｂが到達する温度にはばらつきが発生する。また、極板２も周辺雰囲気温度のばらつきにより熱処理前の温度にばらつきが発生する。そこで、予熱ロール７によって極板２と冷却後のダミーワーク１１ａ，１１ｂを予熱することによって、極板２とダミーワーク１１ａ，１１ｂの温度を均一にすることが可能となる。
【００３３】
この時、昇温ロール１の温度をｔ１、極板２の物性に大きな影響を与えない温度をｔ２、極板２の初期温度でばらつきを考慮した時の上限の温度：ｔｗとした時、予熱ロール７の温度：ｔ０は、
ｔｗ ＜ ｔ０ ≦ ｔ１，ｔ２
の条件を満たすような温度設定が必要である。また、ダミーワーク１１ａ，１１ｂを冷却する温度：ｔ３、昇温ロール１で許容される温度ばらつき：±α、予熱ロール７後の極板２の温度：ｔｗａ、予熱ロール７後のダミーワーク１１ａ，１１ｂの温度：ｔ３ａとすると、ダミーワーク１１ａ，１１ｂを冷却する温度：ｔ３は
ｔ３ ＜ ｔ０ の条件を満たし、かつ（ ｔｗａ −ｔ３ａ） ＜ α
を満たすことが可能な温度：ｔ３まで冷却する必要がある。
【００３４】
このような構成により、昇温ロール１に接触するときに極板２とダミーワーク１１ａ，１１ｂが同一の温度で接触することによって、昇温ロール１のロール表面から幅方向に均一に熱が奪われる構成となり、ロール表面で幅方向に温度が均一になるという結果が得られ、従来例と比べて飛躍的な改善をすることができる。
【００３５】
このように、従来例に比べて昇温ロール表面の温度が幅方向で均一となったのは、昇温ロール１の表面から幅方向で均一に熱が奪われるためであり、以下、これについて詳しく説明する。
【００３６】
生産をしていない無負荷の時は、昇温ロール１のロール表面の温度を幅方向で均一にするためにロール内部のヒータを幅方向で分割し各ヒータを個別に温度制御するなどの手法を採用し、ロール表面温度を目的の温度ばらつき以内に抑えることができている。
【００３７】
しかしながら、昇温ロール１の内部は構造上の理由から、負荷時つまり極板２を熱処理している時は、図８に示すような温度ばらつきが発生する。それは、図７に示すように、端ヒータ４ａ，４ａや中央ヒータ４ｂから昇温ロール１のロール表面までロールの肉厚の部分がある。
【００３８】
そのため、ロール内部のヒータ温度：ＴＨ、ロール表面の温度：Ｔｓとすると、
ＴＨ ＞ Ｔｓ
というような温度差が発生している。これは、ロール表面から大気へ放熱をするため（このときの熱量：Ｑとする）、その放熱した熱を補うためにロール内部の端ヒータ４ａ，４ａや中央ヒータ４ｂから昇温ロール１の表面へ熱の移動が発生し、ＴＨとＴｓに温度差が発生する。このときの関係式は以下のような熱力学の一般的な式により表されている。
【００３９】
Ｑ ＝ λ ÷ Ｌ ・（ ＴＨ − Ｔｓ ）・ Ａ
ただし、λ：ロールの肉厚部の物質の熱伝導率、Ｌ：肉厚長さ、Ａはロール表面積
を示す。
【００４０】
この関係式からわかるように、ヒータ温度：ＴＨが固定であれば、ロールの肉厚が厚いほど、また放熱量が大きいほどＴｓの温度が低下することは明らかである。このようにヒータとロール表面の温度差がある状態で、さらに冷えたワークが昇温ロール１のロール表面と接触することでロール表面から奪われる熱量：Ｑａが増加する。この時、上記の関係式からわかるように、ロール表面から奪われる熱量が大きくなるため、極板２が接触している箇所のロール表面温度：ＴｓａとＴＨの温度差がより拡大する傾向、つまり、極板２が接触後のロール表面温度：Ｔｓａがワーク接触前のロール表面温度：Ｔｓに比べて低下することがわかる。しかし、ロール表面で、極板２が接していない部分は、ロール表面から奪われる熱量：Ｑｂは増加しない、つまり Ｑｂ＝ Ｑ の関係式がなりたつため、生産時もロール表面温度Ｔｓｂと生産前のＴｓは同じ温度を維持している。そのため、ロール表面でワークが接触している部分と接触していない部分で温度差が生じ（ Ｔａ ＜ Ｔｂ ）、結果的にロール表面の温度が幅方向で均一にならないことがわかる。
【００４１】
このような問題を解決するには、ロールの肉厚の部分を０ｍｍにする、もしくは、ロール内部のヒータを幅方向で細かく分割する方法があるが、ロールの肉厚は構造上の問題で０ｍｍにすることは不可能であること、またロール内部のヒータを幅方向で細かく分割することは、構造が複雑になりすぎて昇温ロール製作に要するコストが非常に大きくなるという欠点がある。そこで、本発明の昇温ロール均熱化方法は、極板２が接触していない昇温ロールの両端部にダミーワーク１１ａ，１１ｂを接触させることで、昇温ロール１のロール表面温度を均一化しているため、構造が非常に簡単で導入コストも抑えることができる。
【００４２】
なお、ダミーワーク１１ａ，１１ｂが昇温ロール１から奪う単位あたりの熱量が極板２と同じか温度ばらつきの許容範囲内に収まる材料もしくは構成のものであれば、同じ熱容量かつ同じ熱伝導率の材料もしくは構成のものを選定しなくてもよい。
【００４３】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２を示す。
実施の形態１では、昇温ロール１を通過して温度が上昇したダミーワーク１１ａ，１１ｂを温度調節してから昇温ロール１に循環させる温度調節部１３は、冷却ロール１４ａ，１４ｂ，１４ｃと予熱ロール７とで構成されていたが、この実施の形態２では温度調節部１３が、第１，第２の熱交換ゾーン１５ａ，１５ｂで構成されている点だけが異なっている。
【００４４】
昇温ロール１と接触して温度の上昇したダミーワーク１１ａ，１１ｂを冷却する第１の熱交換ゾーン１５ａは、冷却用の流体としての例えば冷却用に温度を低くしたエアー１６ａが通過するチャンバー１７ａと、チャンバー１７ａをダミーワーク１１ａ，１１ｂが通過するように複数のロールが配置された通路ガイド１８ａとで構成されている。
【００４５】
極板２とダミーワーク１１ａ，１１ｂを予熱する第２の熱交換ゾーン１５ｂは、予熱用の流体としての例えば予熱用に暖めたエアー１６ｂが通過するチャンバー１７ｂと、チャンバー１７ｂを極板２，ダミーワーク１１ａ，１１ｂが通過するように複数のロールが配置された通路ガイド１８ｂとで構成されている。
【００４６】
このように構成したため、第１の熱交換ゾーン１５ａを通過するダミーワーク１１ａ，１１ｂは、通路ガイド１８ａによってガイドされながらジグザク状に走行している間にエアー１６ａと熱交換して冷やされて搬出される。第２の熱交換ゾーン１５ｂを通過する極板２とダミーワーク１１ａ，１１ｂは、通路ガイド１８ｂによってガイドされながらジグザク状に走行している間にエアー１６ｂと熱交換して予熱されて搬出される。
【００４７】
（実施の形態３）
図４は本発明の実施の形態３を示す。
実施の形態２では、エアー１６ａとダミーワーク１１ａ，１１ｂとの接触による熱交換、エアー１６ｂと極板２，ダミーワーク１１ａ，１１ｂとの接触による熱交換によって、冷却，予熱を実施したが、この実施の形態３では、第１の熱交換ゾーン１５ａに熱交換器１９を設け、第２の熱交換ゾーン１５ｂにヒータ２０を設け、冷却用の流体として例えば冷却用に温度を低くした液体２１を熱交換器１９に流し、熱交換器１９の輻射熱によってダミーワーク１１ａ，１１ｂを冷却する。また、ヒータ２０に通電して、ヒータ２０の輻射熱によって極板２とダミーワーク１１ａ，１１ｂを予熱する。その他は実施の形態２と同じである。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明はリチウムイオン二次電池などの電池の高性能化に寄与する。
【符号の説明】
【００４９】
１ 昇温ロール
２ 極板（ワーク）
３ 加工機
４ａ ヒータ
４ｂ 中央ヒータ
６ ロール
７ 予熱ロール
８ ロール
９，１０ ロール
１１ａ，１１ｂ ダミーワーク
１２ ロール
１３ 温度調節部
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ 冷却ロール
１５ａ，１５ｂ 第１，第２の熱交換ゾーン
１６ａ，１６ｂ エアー
１７ａ，１７ｂ チャンバー
１８ａ，１８ｂ 通路ガイド
１９ 熱交換器
２０ ヒータ
２１ 液体
ｄ 隙間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池の製造工程においてリチウムイオン二次電池の極板を昇温させるロール装置に関するもので、特に昇温ロールのロール表面の幅方向の温度の均一化を実現するための昇温ロール均熱化方法およびその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今、リチウムイオン二次電池は、携帯電話機やノート型パーソナルコンピュータ等のポータブル型電子機器の電源として多く使用されてきた。さらに近年は、モーターを動力源とする自動二輪車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車等に使用されるなど用途が広がるのに伴い、リチウム二次電池の高容量化が求められてきている。
【０００３】
そこでリチウム二次電池の高容量化を実現するために、リチウム二次電池の極板を構成する物質が様々な材質に変更されてきている。このような材料変更に伴い、極板を１００℃以上の高温状態まで昇温させたのちに加工をする新たな工程が必要になってきた。極板を昇温させる方法としては、ＩＲヒータや熱風など様々な加熱手法があるが、昇温時間の短縮や製造スペースの縮小などから、この工程では、加熱した金属製もしくはセラミック製のロールに極板を接触させて昇温させる手法が一般的に採用されている。
【０００４】
例えば図５に示すように、円筒状の回転する加熱されたロールである昇温ロール１にあらかじめ所定の膜が塗布されたリチウム二次電池用の極板２を接触させることで、極板２を目的の温度まで昇温させ、最後に加工機３で加工処理を行う。
【０００５】
この場合、極板２が昇温ロール１で昇温されてから加工機３で加工処理行われるまで積算熱量が製品後の電池特性に大きく影響を及ぼすことがわかっている。例えば、この熱処理中の極板温度が１℃変動するだけでも、製品後の電池容量に大きな差が発生したり電池の不良率が急激に上昇したりするなどの致命的な課題が発生する。
【０００６】
このように温度管理が厳しい工程にもかかわらず、製品単価を抑える必要があるため、この工程では極板２の１枚幅で熱処理を行うのではなく、複数枚の幅をもったシートの状態で熱処理を行った後に、極板２の１枚幅にシートが分割される方法が一般的に採用されている。そのため、製品後の極板２の品質ばらつきは、この熱処理工程中の幅が広いシート状の極板の幅方向の温度ばらつきに比例する。
【０００７】
そこで、極板２を昇温させる場合には幅方向の温度均一化が非常に重要になってくる。そのため、この工程ではシート状の極板２の温度ばらつきが幅方向で±１℃以内という厳しい温度管理基準のもと生産が行われている。またそれに伴って、加熱源となる昇温ロール１でも幅方向の温度ばらつきが±１℃以内という非常に厳しい温度管理が求められる。
【０００８】
このようにこの工程では、極板２を昇温させるための昇温ロール１のロール表面の温度は幅方向で非常に高精度な温度管理が求められているにもかかわらず、昇温ロール１の設計条件としては極板２を接触させていない状態で昇温ロール１のロール表面の温度が均一になるように設計されることが一般的である。なぜならば、極板２を製造する条件、例えば製造する速度、温度、電池極板の物性等は装置導入後にも仕様変更が度々行われるためである。
【０００９】
極板２を流していない状態でも昇温ロール１のロール表面温度を幅方向で均一にすることは非常に困難である。図６は極板２が接触していない状態での昇温ロール１の表面温度の分布を示している。加熱された昇温ロール１は、図６で示すようにロール端部の温度が低下するという問題がある。
【００１０】
それは、ロール中央部からの放熱はロール表面からのみであるが、ロール端部はロール表面のみだけでなくロール端部も放熱面となるためにロール中央部に比べて放熱される面積が大きく、温度が低下してしまうからである。このような問題を解決するために、ロール表面温度の均熱化方法として様々な手法が提案されている。
【００１１】
特許文献１には、図７に示すように昇温ロール１に内蔵させたヒータ４を幅方向に３分割にし、端のヒータ４ａの発熱量を中央のヒータ４ｂより多く設計する方法が一般的に知られている。５は昇温ロール１の回転軸を表している。このような構成を用いることによって、ロール端部で放熱量が大きい分を端のヒータの発熱量を高めに設定することで補うことができ、昇温ロール１のロール表面の幅方向の温度を均一にすることが実現可能な昇温ロールが提案されている。
【００１２】
また、極板２が接触していない状態では、図６にも示したように昇温ロール１の中央部でロール表面温度が均一になっているため、その部分を極板２が熱処理可能な有効幅と設定し、その有効幅の範囲内で極板を接触させて熱処理を行う方法も一般的に用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００６−１８５６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献１に記載の昇温ロールの表面温度均熱化方法では、生産用のワークである極板２が昇温ロール１に接触していない状態、つまり無負荷の状態ではロール表面で幅方向の温度は均一化できていても、極板２が昇温ロール１に接触した場合、図８に示すように昇温ロール１の表面温度は極板２が接触している部分、すなわちロール中央側だけ温度が低下するような温度曲線となる。
【００１５】
そのため、生産中はロール幅方向で温度が均一な状態で極板２を熱処理することができないという問題がある。これは、昇温ロール１のロール表面で極板２が接触した部分、すなわちロール中央側からのみ熱が奪われるために、その部分のみロール表面温度が低下するが、極板２が接触していないロール表面、すなわちロール端部側からは極板２に熱が奪われることがないため温度低下がほとんど発生せず、図８に示すように温度ばらつきが発生する。
【００１６】
昇温ロール１の温度が幅方向でばらつきが発生している状態で極板２を接触させた場合、極板２が昇温ロール１から受ける受熱量も当然ながら幅方向でばらつくため、昇温ロール１の温度ばらつきがそのままワーク温度に転写されるような形で極板２の幅方向にも温度ばらつきが発生するという問題がある。
【００１７】
本発明は、昇温ロール１の表面の幅方向の温度ばらつきを均熱化し、ワークである極板２が昇温ロール１から受ける受熱量を幅方向で均一化できる方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の昇温ロール均熱化方法は、帯状のワークを昇温ロールに接触させて設定温度にして送り出すに際し、前記昇温ロールの中央部に前記ワークを接触させて送り出すとともに、前記ワークが前記昇温ロールに接触する直前の温度に調節された帯状のダミーワークを前記昇温ロールの中央部の両側の端部に接触させて、前記昇温ロールの幅方向のロール表面の温度のばらつきを低減することを特徴とする。
【００１９】
また本発明の昇温ロール均熱化装置は、帯状のワークを昇温ロールに接触させて温度調節して送り出す昇温ロール均熱化装置であって、前記ワークが前記昇温ロールの幅方向の中央部の表面に接触するよう構成するとともに、前記昇温ロールの幅方向の中央部の両側の表面に接触して送り出されて前記昇温ロールに循環する帯状のダミーワークを設け、前記ダミーワークの循環経路中に配設され前記ダミーワークを温度調節してから前記昇温ロールに循環させる温度調節部を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
この構成によれば、昇温ロールのロール表面のワークが接触していない部分に、ダミーワークを接触させることによって、昇温ロールのロール幅方向で一様に熱を奪って、ロール表面温度をロール幅方向に均熱化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の昇温ロール均熱化方法を実行する昇温ロール均熱化装置の構成図
【図２】同実施の形態の昇温ロール均熱化装置の斜視図
【図３】別の実施の形態の昇温ロール均熱化装置の構成図
【図４】さらに別の実施の形態の昇温ロール均熱化装置の構成図
【図５】従来の一般的なワーク処理装置の断面図
【図６】従来の非生産時のロール表面の幅方向の温度の測定結果説明図
【図７】従来の昇温ロールの断面図
【図８】従来例での生産時のロール表面の幅方向の温度の測定結果説明図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の昇温ロール均熱化方法を具体的な実施の形態に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１と図２は、ワークとしての極板２を昇温ロール１で昇温させて加工機３に送り込む昇温ロール均熱化装置を示す。
【００２３】
昇温ロール１に接触する前の極板２は、ロール６と予熱ロール７およびロール８を経由して昇温ロール１に接触し、昇温ロール１に接触した極板２は、ロール９，１０を経由して加工機３に搬入されるように架張されている。昇温ロール１は図７に示したように、内部にヒータ４ａ，４ａや中央ヒータ４ｂが組み込まれて設定温度に温度制御されている。
【００２４】
極板２は昇温ロール１の中央部に接触しており、昇温ロール１の中央部の両側のロール表面には、極板２と同じ熱容量かつ同じ熱伝導率を持った帯状のダミーワーク１１ａ，１１ｂが接触している。
【００２５】
ダミーワーク１１ａ，１１ｂは、昇温ロール１に接触した後に、ロール１２と、温度調節部１３を構成している冷却ロール１４ａ，１４ｂ，１４ｃとロール６及び予熱ロール７と、ロール８を経由して昇温ロール１に接触して循環するよう環状に形成されている。ダミーワーク１１ａ，１１ｂを冷却する冷却ロールの大きさ及び本数は、冷却する目標温度までに到達可能な本数を設置すればよい。
【００２６】
予熱ロール７における極板２の接触個所は、幅方向の中央部であって、極板２が接触している幅方向の中央部の両側の予熱ロール７にダミーワーク１１ａ，１１ｂが接触している。
【００２７】
具体的には、４０℃の極板２が予熱ロール７に接触して６０℃に予熱されてから昇温ロール１に接触する。昇温ロール１は設定温度を２００℃にして温度調節されている。昇温ロール１を通過したダミーワーク１１ａ，１１ｂは、２００℃に温度が上昇しており、このダミーワーク１１ａ，１１ｂが冷却ロール１４ａ，１４ｂ，１４ｃを通過して４０℃よりも低い３０℃程度に冷やされて、さらにワーク２が接触して予熱を受けた同じ予熱ロール７に接触して、ワーク２と同じ温度に予熱されてから昇温ロール１に接触している。
【００２８】
この時に極板２とダミーワーク１１ａ，１１ｂは、それぞれが昇温ロール１との接触時間、長さ、円周方向での接触する位置関係が同じになるように構成することが望ましい。このような構成にすることによって、昇温ロール１はロール表面から幅方向に均等に熱が奪われるため、従来例と比べて、ロール表面の幅方向の温度の均一化という点において飛躍的な改善を行うことができる。
【００２９】
また、昇温ロール１のロール表面での極板２とダミーワーク１１ａ，１１ｂとの隙間ｄは、できるだけ近づけることが好ましい。なぜならば、昇温ロール１のロール表面において、極板２またはダミーワーク１１ａ，１１ｂが接触していない部分は、ロール表面から熱が奪われないために、極板２またはダミーワーク１１ａ，１１ｂが接触している部分に比べて温度が高くなる。それがロール幅方向の温度ばらつき要因となる。しかしながら、実際には極板２とダミーワーク１１ａ，１１ｂの搬送時には蛇行等により、隙間ｄが極めて小さい場合には、極板２とダミーワーク１１ａ，１１ｂが接触する危険がある。そのため、ロール表面で許容される温度ばらつきに収まる範囲内であれば隙間ｄが空いていてもよい。具体的には、極板２の幅が７００ｍｍ〜８００ｍｍ，ダミーワーク１１ａ，１１ｂの幅が５０ｍｍ〜１００ｍｍの場合に、隙間ｄは１０ｍｍ〜２０ｍｍが一般的である。この許容される隙間ｄは、許容温度ばらつき範囲、極板２とダミーワーク１１ａ，１１ｂの物性、搬送速度、周囲雰囲気温度、昇温ロールの内部構造に起因するため、これらに合った隙間ｄを適切に選ぶことにより、効果を高めることができる。
【００３０】
また、ダミーワーク１１ａ，１１ｂは昇温ロール１の端から極板２の直前までの範囲で昇温ロール１に接触させるよりも、端からある程度内側の所から極板２の直前まで接触されていることが望ましい。前述のように、一般的に高温の昇温ロール１はロール中央部より端部の方が放熱する面積が広いため、ロール端部の温度がロール中央部に比べて低下する傾向にある。そのため、ダミーワーク１１ａ，１１ｂを昇温ロール１の端から接触させるよりは、ロール端よりも内側の所から接触させることによって、これまでロール端部で奪われる熱量を削減することによってロール端部の温度低下を抑えることが可能となり、従来例と比べて、昇温ロール１のロール表面の温度を幅方向で均一にするという点において大きな改善がみられる。
【００３１】
例えば、この端からの距離は、昇温ロール１のロール長が１０００ｍｍの場合に、２０ｍｍ〜６０ｍｍが一般的である。この端からの最適な距離についても同様に、ダミーワーク１１ａ，１１ｂと昇温ロール１の端部との最適な間隔は、許容温度ばらつき範囲、極板の物性、搬送速度、周囲雰囲気温度、昇温ロールの内部構造に起因するため、これらに合った距離を適切に選ぶことにより、効果を高めることができる。
【００３２】
上記のように、単一の予熱ロール７によって極板２と冷却後のダミーワーク１１ａ，１１ｂを予熱しているので、次のような効果が得られる。
冷却ロール１４ａ，１４ｂ，１４ｃの冷却水の温度がばらつくことで冷却ロールの温度がばらつくことや、冷却ロール１４ａ，１４ｂ，１４ｃの周辺の雰囲気温度がばらつくことで、冷却後のダミーワーク１１ａ，１１ｂが到達する温度にはばらつきが発生する。また、極板２も周辺雰囲気温度のばらつきにより熱処理前の温度にばらつきが発生する。そこで、予熱ロール７によって極板２と冷却後のダミーワーク１１ａ，１１ｂを予熱することによって、極板２とダミーワーク１１ａ，１１ｂの温度を均一にすることが可能となる。
【００３３】
この時、昇温ロール１の温度をｔ１、極板２の物性に大きな影響を与えない温度をｔ２、極板２の初期温度でばらつきを考慮した時の上限の温度：ｔｗとした時、予熱ロール７の温度：ｔ０は、
ｔｗ ＜ ｔ０ ≦ ｔ１，ｔ２
の条件を満たすような温度設定が必要である。また、ダミーワーク１１ａ，１１ｂを冷却する温度：ｔ３、昇温ロール１で許容される温度ばらつき：±α、予熱ロール７後の極板２の温度：ｔｗａ、予熱ロール７後のダミーワーク１１ａ，１１ｂの温度：ｔ３ａとすると、ダミーワーク１１ａ，１１ｂを冷却する温度：ｔ３は
ｔ３ ＜ ｔ０ の条件を満たし、かつ（ ｔｗａ −ｔ３ａ） ＜ α
を満たすことが可能な温度：ｔ３まで冷却する必要がある。
【００３４】
このような構成により、昇温ロール１に接触するときに極板２とダミーワーク１１ａ，１１ｂが同一の温度で接触することによって、昇温ロール１のロール表面から幅方向に均一に熱が奪われる構成となり、ロール表面で幅方向に温度が均一になるという結果が得られ、従来例と比べて飛躍的な改善をすることができる。
【００３５】
このように、従来例に比べて昇温ロール表面の温度が幅方向で均一となったのは、昇温ロール１の表面から幅方向で均一に熱が奪われるためであり、以下、これについて詳しく説明する。
【００３６】
生産をしていない無負荷の時は、昇温ロール１のロール表面の温度を幅方向で均一にするためにロール内部のヒータを幅方向で分割し各ヒータを個別に温度制御するなどの手法を採用し、ロール表面温度を目的の温度ばらつき以内に抑えることができている。
【００３７】
しかしながら、昇温ロール１の内部は構造上の理由から、負荷時つまり極板２を熱処理している時は、図８に示すような温度ばらつきが発生する。それは、図７に示すように、端ヒータ４ａ，４ａや中央ヒータ４ｂから昇温ロール１のロール表面までロールの肉厚の部分がある。
【００３８】
そのため、ロール内部のヒータ温度：ＴＨ、ロール表面の温度：Ｔｓとすると、
ＴＨ ＞ Ｔｓ
というような温度差が発生している。これは、ロール表面から大気へ放熱をするため（このときの熱量：Ｑとする）、その放熱した熱を補うためにロール内部の端ヒータ４ａ，４ａや中央ヒータ４ｂから昇温ロール１の表面へ熱の移動が発生し、ＴＨとＴｓに温度差が発生する。このときの関係式は以下のような熱力学の一般的な式により表されている。
【００３９】
Ｑ ＝ λ ÷ Ｌ ・（ ＴＨ − Ｔｓ ）・ Ａ
ただし、λ：ロールの肉厚部の物質の熱伝導率、Ｌ：肉厚長さ、Ａはロール表面積
を示す。
【００４０】
この関係式からわかるように、ヒータ温度：ＴＨが固定であれば、ロールの肉厚が厚いほど、また放熱量が大きいほどＴｓの温度が低下することは明らかである。このようにヒータとロール表面の温度差がある状態で、さらに冷えたワークが昇温ロール１のロール表面と接触することでロール表面から奪われる熱量：Ｑａが増加する。この時、上記の関係式からわかるように、ロール表面から奪われる熱量が大きくなるため、極板２が接触している箇所のロール表面温度：ＴｓａとＴＨの温度差がより拡大する傾向、つまり、極板２が接触後のロール表面温度：Ｔｓａがワーク接触前のロール表面温度：Ｔｓに比べて低下することがわかる。しかし、ロール表面で、極板２が接していない部分は、ロール表面から奪われる熱量：Ｑｂは増加しない、つまり Ｑｂ＝ Ｑ の関係式がなりたつため、生産時もロール表面温度Ｔｓｂと生産前のＴｓは同じ温度を維持している。そのため、ロール表面でワークが接触している部分と接触していない部分で温度差が生じ（ Ｔａ ＜ Ｔｂ ）、結果的にロール表面の温度が幅方向で均一にならないことがわかる。
【００４１】
このような問題を解決するには、ロールの肉厚の部分を０ｍｍにする、もしくは、ロール内部のヒータを幅方向で細かく分割する方法があるが、ロールの肉厚は構造上の問題で０ｍｍにすることは不可能であること、またロール内部のヒータを幅方向で細かく分割することは、構造が複雑になりすぎて昇温ロール製作に要するコストが非常に大きくなるという欠点がある。そこで、本発明の昇温ロール均熱化方法は、極板２が接触していない昇温ロールの両端部にダミーワーク１１ａ，１１ｂを接触させることで、昇温ロール１のロール表面温度を均一化しているため、構造が非常に簡単で導入コストも抑えることができる。
【００４２】
なお、ダミーワーク１１ａ，１１ｂが昇温ロール１から奪う単位あたりの熱量が極板２と同じか温度ばらつきの許容範囲内に収まる材料もしくは構成のものであれば、同じ熱容量かつ同じ熱伝導率の材料もしくは構成のものを選定しなくてもよい。
【００４３】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２を示す。
実施の形態１では、昇温ロール１を通過して温度が上昇したダミーワーク１１ａ，１１ｂを温度調節してから昇温ロール１に循環させる温度調節部１３は、冷却ロール１４ａ，１４ｂ，１４ｃと予熱ロール７とで構成されていたが、この実施の形態２では温度調節部１３が、第１，第２の熱交換ゾーン１５ａ，１５ｂで構成されている点だけが異なっている。
【００４４】
昇温ロール１と接触して温度の上昇したダミーワーク１１ａ，１１ｂを冷却する第１の熱交換ゾーン１５ａは、冷却用の流体としての例えば冷却用に温度を低くしたエアー１６ａが通過するチャンバー１７ａと、チャンバー１７ａをダミーワーク１１ａ，１１ｂが通過するように複数のロールが配置された通路ガイド１８ａとで構成されている。
【００４５】
極板２とダミーワーク１１ａ，１１ｂを予熱する第２の熱交換ゾーン１５ｂは、予熱用の流体としての例えば予熱用に暖めたエアー１６ｂが通過するチャンバー１７ｂと、チャンバー１７ｂを極板２，ダミーワーク１１ａ，１１ｂが通過するように複数のロールが配置された通路ガイド１８ｂとで構成されている。
【００４６】
このように構成したため、第１の熱交換ゾーン１５ａを通過するダミーワーク１１ａ，１１ｂは、通路ガイド１８ａによってガイドされながらジグザク状に走行している間にエアー１６ａと熱交換して冷やされて搬出される。第２の熱交換ゾーン１５ｂを通過する極板２とダミーワーク１１ａ，１１ｂは、通路ガイド１８ｂによってガイドされながらジグザク状に走行している間にエアー１６ｂと熱交換して予熱されて搬出される。
【００４７】
（実施の形態３）
図４は本発明の実施の形態３を示す。
実施の形態２では、エアー１６ａとダミーワーク１１ａ，１１ｂとの接触による熱交換、エアー１６ｂと極板２，ダミーワーク１１ａ，１１ｂとの接触による熱交換によって、冷却，予熱を実施したが、この実施の形態３では、第１の熱交換ゾーン１５ａに熱交換器１９を設け、第２の熱交換ゾーン１５ｂにヒータ２０を設け、冷却用の流体として例えば冷却用に温度を低くした液体２１を熱交換器１９に流し、熱交換器１９の輻射熱によってダミーワーク１１ａ，１１ｂを冷却する。また、ヒータ２０に通電して、ヒータ２０の輻射熱によって極板２とダミーワーク１１ａ，１１ｂを予熱する。その他は実施の形態２と同じである。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明はリチウムイオン二次電池などの電池の高性能化に寄与する。
【符号の説明】
【００４９】
１ 昇温ロール
２ 極板（ワーク）
３ 加工機
４ａ ヒータ
４ｂ 中央ヒータ
６ ロール
７ 予熱ロール
８ ロール
９，１０ ロール
１１ａ，１１ｂ ダミーワーク
１２ ロール
１３ 温度調節部
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ 冷却ロール
１５ａ，１５ｂ 第１，第２の熱交換ゾーン
１６ａ，１６ｂ エアー
１７ａ，１７ｂ チャンバー
１８ａ，１８ｂ 通路ガイド
１９ 熱交換器
２０ ヒータ
２１ 液体
ｄ 隙間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状のワークを昇温ロールに接触させて設定温度にして送り出すに際し、
前記昇温ロールの中央部に前記ワークを接触させて送り出すとともに、
前記ワークが前記昇温ロールに接触する直前の温度に調節された帯状のダミーワークを前記昇温ロールの中央部の両側の端部に接触させて、前記昇温ロールの幅方向のロール表面の温度のばらつきを低減する
昇温ロール均熱化方法。
【請求項２】
前記昇温ロールを通過して温度が上昇した前記ダミーワークを温度調節してから前記昇温ロールに循環させる
請求項１記載の昇温ロール均熱化方法。
【請求項３】
前記ダミーワークとして、熱容量と熱伝導率が前記ワークと同じものを使用する
請求項１記載の昇温ロール均熱化方法。
【請求項４】
前記ワークと前記ダミーワークを前記昇温ロールに接触させる前に、単一の予熱ロールに接触させて互いの温度差を小さくする
請求項１記載の昇温ロール均熱化方法。
【請求項５】
帯状のワークを昇温ロールに接触させて温度調節して送り出す昇温ロール均熱化装置であって、
前記ワークが前記昇温ロールの幅方向の中央部の表面に接触するよう構成するとともに、
前記昇温ロールの幅方向の中央部の両側の表面に接触して送り出されて前記昇温ロールに循環する帯状のダミーワークを設け、
前記ダミーワークの循環経路中に配設され前記ダミーワークを温度調節してから前記昇温ロールに循環させる温度調節部を設けた
昇温ロール均熱化装置。
【請求項６】
前記ダミーワークの熱容量と熱伝導率が、前記ワークの熱容量と熱伝導率と同じである
請求項５記載の昇温ロール均熱化装置。
【請求項７】
前記温度調節部が、
前記昇温ロールと接触して温度が上昇した前記ダミーワークに接触して冷却する冷却ロールと、
前記冷却ロールを通過した前記ダミーワークに接触して前記ワークとの温度差を小さくするように加熱する予熱ロールとを設けた
請求項５記載の昇温ロール均熱化装置。
【請求項８】
前記昇温ロールに接触する前の前記ワークと前記昇温ロールに接触する前の前記ダミーワークが、単一の前記予熱ロールに接触している
請求項７記載の昇温ロール均熱化装置。
【請求項９】
前記ワークと前記ダミーワークは、それぞれが前記昇温ロールとの接触時間、長さ、円周方向での接触する位置関係が同じである
請求項７記載の昇温ロール均熱化装置。
【請求項１０】
前記温度調節部は、
温度調節された流体を前記ダミーワークに接触させて冷却する第１の熱交換ゾーンと、
前記昇温ロールに接触する前の前記ワークならびに前記第１の熱交換ゾーンを通過して前記昇温ロールに接触する前の前記ダミーワークに、温度調節された流体を接触させて前記ダミーワークと前記ワークとの温度差を小さくする第２の熱交換ゾーンとを設けた
請求項５記載の昇温ロール均熱化装置。
【請求項１１】
前記温度調節部は、
流体が供給された熱交換器を有し、この熱交換器の輻射熱で前記ダミーワークを冷却する第１の熱交換ゾーンと、
発熱するヒータを有し、前記昇温ロールに接触する前の前記ワークならびに前記第１の熱交換ゾーンを通過して前記昇温ロールに接触する前の前記ダミーワークを、前記ヒータの輻射熱で予熱して前記ダミーワークと前記ワークとの温度差を小さくする第２の熱交換ゾーンとを設けた
請求項５記載の昇温ロール均熱化装置。
【請求項１】
帯状のワークを昇温ロールに接触させて設定温度にして送り出すに際し、
前記昇温ロールの中央部に前記ワークを接触させて送り出すとともに、
前記ワークが前記昇温ロールに接触する直前の温度に調節された帯状のダミーワークを前記昇温ロールの中央部の両側の端部に接触させて、前記昇温ロールの幅方向のロール表面の温度のばらつきを低減する
昇温ロール均熱化方法。
【請求項２】
前記昇温ロールを通過して温度が上昇した前記ダミーワークを温度調節してから前記昇温ロールに循環させる
請求項１記載の昇温ロール均熱化方法。
【請求項３】
前記ダミーワークとして、熱容量と熱伝導率が前記ワークと同じものを使用する
請求項１記載の昇温ロール均熱化方法。
【請求項４】
前記ワークと前記ダミーワークを前記昇温ロールに接触させる前に、単一の予熱ロールに接触させて互いの温度差を小さくする
請求項１記載の昇温ロール均熱化方法。
【請求項５】
帯状のワークを昇温ロールに接触させて温度調節して送り出す昇温ロール均熱化装置であって、
前記ワークが前記昇温ロールの幅方向の中央部の表面に接触するよう構成するとともに、
前記昇温ロールの幅方向の中央部の両側の表面に接触して送り出されて前記昇温ロールに循環する帯状のダミーワークを設け、
前記ダミーワークの循環経路中に配設され前記ダミーワークを温度調節してから前記昇温ロールに循環させる温度調節部を設けた
昇温ロール均熱化装置。
【請求項６】
前記ダミーワークの熱容量と熱伝導率が、前記ワークの熱容量と熱伝導率と同じである
請求項５記載の昇温ロール均熱化装置。
【請求項７】
前記温度調節部が、
前記昇温ロールと接触して温度が上昇した前記ダミーワークに接触して冷却する冷却ロールと、
前記冷却ロールを通過した前記ダミーワークに接触して前記ワークとの温度差を小さくするように加熱する予熱ロールとを設けた
請求項５記載の昇温ロール均熱化装置。
【請求項８】
前記昇温ロールに接触する前の前記ワークと前記昇温ロールに接触する前の前記ダミーワークが、単一の前記予熱ロールに接触している
請求項７記載の昇温ロール均熱化装置。
【請求項９】
前記ワークと前記ダミーワークは、それぞれが前記昇温ロールとの接触時間、長さ、円周方向での接触する位置関係が同じである
請求項７記載の昇温ロール均熱化装置。
【請求項１０】
前記温度調節部は、
温度調節された流体を前記ダミーワークに接触させて冷却する第１の熱交換ゾーンと、
前記昇温ロールに接触する前の前記ワークならびに前記第１の熱交換ゾーンを通過して前記昇温ロールに接触する前の前記ダミーワークに、温度調節された流体を接触させて前記ダミーワークと前記ワークとの温度差を小さくする第２の熱交換ゾーンとを設けた
請求項５記載の昇温ロール均熱化装置。
【請求項１１】
前記温度調節部は、
流体が供給された熱交換器を有し、この熱交換器の輻射熱で前記ダミーワークを冷却する第１の熱交換ゾーンと、
発熱するヒータを有し、前記昇温ロールに接触する前の前記ワークならびに前記第１の熱交換ゾーンを通過して前記昇温ロールに接触する前の前記ダミーワークを、前記ヒータの輻射熱で予熱して前記ダミーワークと前記ワークとの温度差を小さくする第２の熱交換ゾーンとを設けた
請求項５記載の昇温ロール均熱化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２３３２７６（Ｐ２０１１−２３３２７６Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１００４４８（Ｐ２０１０−１００４４８）
【出願日】平成２２年４月２６日（２０１０．４．２６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２６日（２０１０．４．２６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]