説明

間欠塗工装置、その装置を用いた電池用極板の製造塗工方法、および電池用極板を有する電池

【課題】塗工始端部の塗工量を制御し、塗工始端部の盛り上がりを抑制し、圧延時の極板の剥がれを防止することができる。
【解決手段】基材を連続走行させるロールと、前記基材上に塗工液を塗工するダイヘッドと、ノズルに前記塗工液を間欠供給する間欠手段と、前記塗工液が前記間欠塗工装置に循環される循環配管と、および前記塗工液を排出する排出配管を有する間欠塗工装置において、前記循環配管内にサックバックシリンダを有し、前記間欠手段は、非塗工部において、塗工に使用されない塗工液を前記サックバックシリンダで取り除き、前記ダイヘッドおよび循環系の外部へ排出し、前記サックバックシリンダにより前記ダイヘッド内部の圧力を制御できる間欠塗工装置である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基材表面に塗工液を塗布するダイヘッドを用いた間欠塗工装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の塗工技術として、不要な塗工液を吸引で除去する機能を有するサックバックを用いたものには、ダイヘッドへの直結タイプであるものがあり、間欠塗工を目的としたものが提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。さらに、サックバック方式を用いダイヘッド内の凝集物を取り除く塗工方法が提案されている(例えば、特許文献3参照)。
【特許文献1】特許第2842347号公報
【特許文献2】特開2005−222911号公報
【特許文献3】特開2004−195345号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、前記従来のサックバック方式を用いる塗工方法において、以下に示す問題があった。例えば、ダイヘッドとサックバックシリンダが直結された連結部からエアーが混入し、間欠塗工が出来なくなるなどの塗工不具合が発生する。特許文献1、2では、サックバックで取り除いた非塗後部塗工液を塗工時に戻すため塗工始端部の塗工量が不安定になる。具体的には、局部的に塗工量が軽くなり塗工ヌケが発生したり、逆に局部的に塗工量が重くなると、その部分が圧延時に局所的剥がれを発生するという問題があった。
【0004】
また、特許文献3では次のような課題があった。1つ目の課題は塗工液枯れによるかすれが発生することである。2つ目の課題は、サックバックの振動がダイヘッドへ伝わってしまい、ダイヘッドと基材との間隔が変動し塗工液の重量が変動するため、塗工状態が不安定となるという課題があった。特に2つ目の課題において、塗工始端部の塗工量が不安定になった場合、塗工始端部の塗工重量が重くなることがある。そのような極板を圧延ロールで圧延することにより、塗工重量が重くなった部分の極板密度が高くなり、極板表面と圧延ロールの密着が増し、極板の基材と塗工部との剥がれが発生するといった課題があった。
【0005】
そこで、本発明は上記従来の問題点に鑑み、塗工始端部の塗工量を制御することで、極板の基材と塗工部とが剥がれたりするのを防止するための間欠塗工装置と電池用極板の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記従来技術の課題を解決するために、本発明の間欠塗工装置は、基材を連続走行させるロールと、前記基材上に塗工液を塗工するダイヘッドと、ノズルに前記塗工液を間欠供給する間欠手段と、前記塗工液を前記間欠塗工装置に循環される循環配管と、および前記塗工液を排出する排出配管を有する間欠塗工装置において、前記循環配管内にサックバックシリンダを有し、前記間欠手段は、非塗工部において、塗工に使用されない塗工液を前記サックバックシリンダで取り除き、前記ダイヘッドおよび循環系の外部へ排出し、前記サックバックシリンダにより前記ダイヘッド内部の圧力を制御できることを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によると、図1〜図3に示す配管経路とし、図中の配管経路内位置にサックバックシリンダ6を配置し、塗工始端部の塗工量を制御することで、極板の基材と塗工部とが
剥がれするのを防止するための間欠塗工装置と電池用極板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0009】
本発明の間欠塗工装置は、図1に示すように、間欠時、すなわち非塗工部においては、塗工に使用されない塗工液をサックバックシリンダ6でダイヘッド1から塗出するのを抑制する。さらに、送液ポンプ5は稼動したままであり、三方弁バルブ3でダイヘッド側に送液しない状態となっている。この時、塗工液は循環配管を通り、塗工液の保管タンクへ循環される。図2に示すように、塗工時、すなわち塗工部においては、所定量の塗工液を安定的に排出する装置である。さらに、二方弁バルブ2の開閉タイミングを調整することで、塗工始端部の塗工量を制御できるようにしたものである。
【0010】
具体的には、塗工始端部以外の厚みの平均値Bと塗工開始部の厚みの平均値Aの差、すなわち始端盛り上がり量〔詳しくは次のように算出する:(塗工始端部から50mmの位置までの塗工厚みの最大値)―{(塗工始端部から50mmの位置までの塗工厚みの平均値(ただし、塗工終端部から50mmの位置までの塗工厚みを除く))=始端盛り上がり量}〕を小さくすることで、極板に対する圧延時のプレスロールからの負荷を軽減させ、圧延時にその部分が高密度となり圧延ロールに取られてしまう剥がれを防止しすることが可能となる。
【0011】
前述した極板の剥がれを防止するためには、塗工始端部の盛り上がり量を抑えることが重要である。しかし、盛り上がり量を抑え過ぎることにより塗工ヌケの発生が懸念される。その対策として、サックバックシリンダ6のストローク長と二方弁バルブ2の開閉タイミングを調整することにより塗工ヌケを抑制することができる。
【0012】
図3に示すように、二方弁バルブ2とサックバックシリンダ6の間に逆止弁7を少なくとも一つ設けた間欠塗工装置である。まず、ダイヘッドへの塗工液供給を二方弁バルブ2によりストップさせ、サックバックシリンダ6で不要な塗工液を吸引する。その後、二方弁バルブ2によりダイヘッドへの塗工液供給が再開される際に、サックバックシリンダ6が戻り、逆止弁7を通して塗工液が排出される。
【0013】
本発明の別の実施形態における電池用極板の製造方法は、前述した間欠塗工装置を用いた電池用極板の製造方法であり、始端盛り上がり量を15μm以下にしたことを特徴とする。始端盛り上がり量が大きい極板を圧延ロールで圧延する場合、始端盛り上がり部分にかかる圧力が大きくなり、極板表面と圧延ロールとが密着し、極板の基材と塗工部が剥がれるといった現象が発生する。このことから、始端盛り上がり量を15μm以下とするのが好ましい。
【0014】
本発明の別の実施形態における電池は、前述した間欠塗工装置および製造方法で作製した電池用極板を用いた電池である。この極板を用いて電池を作製することにより、極板の始端部の盛り上がり量を小さくし、極板に対する圧延時のプレスロールからの負荷を軽減させ、圧延時にその部分が高密度となり圧延ロールに取られてしまう剥がれを防止しすることが可能となる。
【0015】
以下に具体的な実施例について説明する。ただし、本発明は以下に説明する実施例に限定されるものではない。
【実施例1】
【0016】
平均粒経20μmのカーボン、増粘材、結着材、および水を分散して得られる粘度50
00cp(25℃、20rpm(測定装置:東機産業株式会社社製、B型粘度計)の塗工液を作製する。その塗工液を厚み10μmの基材に間欠塗工する。基材の走行方向に対し500mm塗工した後、100mmの塗工しない部分を設ける間欠塗工を行なう。基材の走行速度は10m/min、塗工量は120g/mである。
【0017】
(実施例1)
図1、2に示される配管系において、サックバックシリンダ6のストローク長を2mmとし、二方弁バルブ2と三方弁バルブ3の開閉タイミングは調整せず、間欠塗工した。
【0018】
塗工時、塗工液塗工液は、送液ポンプ5で供給され、図2のように三方弁バルブ3が回転し、ダイヘッド1へ供給される。間欠時(非塗工時)、図1のように三方弁バルブ3が回転し、塗工液が循環配管側へ排出される。
また、図1において、サックバックシリンダ6は上昇し、ダイヘッド1内にある塗工液塗工液の一部を吸引する。吸引された塗工液は、図2において、三方弁バルブ3がダイヘッド1に塗工液が供給されている間に、逆止弁4を通し配管外部へ排出される。
【0019】
(実施例2)
サックバックシリンダ6のストローク長を3mmとした以外は実施例1と同様にした。
【0020】
(実施例3)
サックバックシリンダ6のストローク長を4mmとした以外は実施例1と同様にした。
【0021】
(実施例4)
サックバックシリンダ6のストローク長を5mmとした以外は実施例1と同様にした。
【0022】
(実施例5)
サックバックシリンダ6のストローク長を6mmとした以外は実施例1と同様にした。
【0023】
(実施例6)
サックバックシリンダ6のストローク長を7mmとした以外は実施例1と同様にした。
【0024】
(実施例7)
サックバックシリンダ6のストローク長を8mmとした以外は実施例1と同様にした。
【0025】
(比較例1)
サックバックシリンダ6のストローク長を1mmとした以外は実施例1と同様にしたが、間欠塗工ができなかった。
【0026】
(実施例8)
サックバックシリンダ6のストローク長を1mmとし、二方弁バルブ2の開閉タイミングを調整した。
【0027】
二方弁バルブ2が開くタイミングの調整は以下のようにした。塗工時において、二方弁バルブ2が開くタイミングを遅くした。そして、間欠時において、二方弁バルブ2が閉まるタイミングを早くした。具体的には、二方弁バルブ2が開くタイミングを20ミリsec遅く(以下、+20msecと表記する)し、二方弁バルブ2が閉まるタイミングを20ミリsec早く(以降、−20msecと表記する)した。それ以外は実施例1と同様にした。
【0028】
(実施例9)
サックバックシリンダ6のストローク長を1mmとし、二方弁バルブ2の開閉タイミングとして、二方弁バルブ2が開くタイミングを20ミリsec遅く(以降、+20msecと表記する)、二方弁バルブ2が閉まるタイミングを100ミリsec早く(以降、−100msecと表記する)した。それ以外は実施例8と同様にした。
【0029】
(実施例10)
図1、2に示される配管系において、サックバックシリンダ6のストローク長を1mmとし、二方弁バルブ2の開閉タイミングとして、二方弁バルブ2が開くタイミングを100ミリsec遅く(以降、+100msecと表記する)し、二方弁バルブ2が閉まるタイミングを100ミリsec早く(以降、−100msecと表記する)した。それ以外は実施例8と同様にした。
【0030】
(実施例11)
図1、2に示される配管系において、サックバックシリンダ6のストローク長を2mmとし、二方弁バルブ2の開閉タイミングとして、二方弁バルブ2が開くタイミングを30ミリsec遅く(以降、+30msecと表記する)し、二方弁バルブ2が閉まるタイミングを100ミリsec早く(以降、−100msecと表記する)した。それ以外は実施例8と同様にした。
【0031】
(実施例12)
サックバックシリンダ6のストローク長を3.5mmとし、二方弁バルブ2の開閉タイミングとして、二方弁バルブ2が開くタイミングを20ミリsec遅く(以降、+20msecと表記する)し、二方弁が閉まるタイミングを100ミリsec早く(以降、−100msecと表記する)した。それ以外は実施例8と同様にした。
【0032】
(比較例2)
サックバックシリンダ6のストローク長を1mmとし、二方弁バルブ2の開閉タイミングとして、二方弁バルブ2が開くタイミングを20ミリsec遅く(以降、+20msecと表記する)し、二方弁バルブ2が閉まるタイミングを100ミリsec遅く(以降、+100msecと表記する)した。それ以外は実施例8と同様にしたが、間欠塗工ができなかった。
【0033】
(実施例13)
図3に示したように逆止弁7を追加し、サックバックシリンダ6のストローク長を3mmとし、二方弁バルブ2と三方弁バルブ3の開閉タイミングは調整せず、間欠塗工した。
【0034】
(比較例3)
図5に示した間欠塗工装置を用いて、間欠塗工した。具体的には、ダイヘッド1側への供給と排出配管側への供給を、三方向バルブ3を切り替えることにより交互に行ない、実施例1のような排出調整のない間欠塗工装置である。
【0035】
(比較例4)
特許文献1、2に記載されている間欠塗工装置、つまり図6に示した間欠塗工装置を用いて、間欠塗工した。具体的には、排出調整をダイヘッド1から直接行なう間欠塗工装置である。
【0036】
(比較例5)
特許文献3に記載されている間欠塗工装置、つまり図7に示した間欠塗工装置を用いて、間欠塗工した。具体的には、サックバックシリンダ6を用い、ダイヘッド1から余分な塗工液を排出する間欠塗工装置である。
【0037】
実施例1〜13、比較例1〜5について、ストローク長、二方弁バルブ2の開閉タイミングの条件と、始端盛り上がり量、間欠塗工状態、圧延時の極板の剥がれ、および総合評価を行った。
<間欠塗工状態の確認>
間欠塗工状態の可/不可の判断は以下のように行なった。間欠塗工が「可」(表1中では○で示す)の状態とは、間欠塗工部分すなわち未塗工部への塗工液付着が無い状態を表す。一方、間欠塗工が「不可」(表1中では×で示す)の状態とは、未塗工部への塗工液付着が発生した場合を表す。
<圧延時の極板の剥がれ>
圧延時の剥がれについては、目視にて、塗工部分が一部でも圧延ロール側に付着した場合を剥がれが発生した場合は「有り」(表1中では×で示す)とし、剥がれが発生しなかった場合は「無し」(表1中では○で示す)とした。
<総合評価>
総合評価判定では、間欠塗工状態が可の状態であり、且つ圧延時剥がれが発生しなかった場合をOKとして表1に「○」とし、それ以外を「×」とした。
実施例1〜13、比較例1〜5について、ストローク長、二方弁バルブ2の開閉タイミングの条件と、始端盛り上がり量、間欠塗工状態、圧延時の極板の剥がれ、および総合評価をまとめて表1に示した。
【0038】
【表1】

【0039】
(表1)の結果から、サックバックシリンダ6のストローク長、二方弁バルブ2の開閉タイミングの調整により、始端盛り上がり量を制御することができ、比較例のように圧延時に始端の盛り上がり部が高密度となり圧延ロールに取られてしまう剥がれを防止することがが可能となる。それぞれの実施例と比較例についいては、以下のような考察が可能である。
【0040】
実施例1〜7と比較例1の結果から、サックバックシリンダ6のストローク長をある値以上のストローク長、すなわち実施例記載の値とすることで、始端盛り上がり量を押さえることができる。サックバック量が増えるに従い盛り上がり量が増えていく減少については、サックバックシリンダが戻る際の若干の塗工液逆流が影響していると推測している。
【0041】
実施例8〜12と比較例2の結果から、二方弁2の開閉タイミングを実施例8〜12のように設定することで、サックバックシリンダ6のストローク長によらず、サックバック
シリンダの動作が行なわれていれば、始端盛り上がり量をマイナス値に抑えることができた。実施例8〜12に記載した開閉タイミングは、実施例1〜7で見られた塗工液逆流と推測する影響を排除するように設定している。
【0042】
実施例13の結果から、逆止弁7を追加することで、逆流に対して効果が発揮された。
【0043】
(表2)の結果から、比較例3にように三方弁バルブの切替タイミングにより盛り上がり量が変わることは無く、圧延時に剥がれが発生した。比較例4のように、圧延時に剥がれが発生し、さらに、同一塗工面内の塗工量ばらつきが発生した。比較例5のように、圧延時に剥がれが発生し、さらに、間欠が不安定であった。
【産業上の利用可能性】
【0044】
本発明にかかる間欠塗工装置は、始端開始部の塗工量を制御することができ、具体的には、極板用塗工液を塗工する際、塗工始端部の塗工重量を意図的に少なくすることで塗工形状を制御し、塗工始端部の凸部(盛り上がり)を無くすことで、圧延ロールからの負荷を軽減させ、圧延時に発生するダメージ(剥がれ)を防止することにおいて、非常に有用である。
【図面の簡単な説明】
【0045】
【図1】本発明の実施の形態における間欠時の配管概略図
【図2】本発明の実施の形態における塗工時の配管概略図
【図3】本発明の実施の形態における逆止弁を追加した配管概略図
【図4】本発明の実施の形態における塗工物の概略断面図
【図5】比較例3記載の配管概略図
【図6】比較例4記載の配管概略図
【図7】比較例5記載の配管概略図
【符号の説明】
【0046】
1 ダイヘッド
2 二方弁バルブ
3 三方弁バルブ
4 逆止弁
5 送液ポンプ
6 サックバックシリンダ
7 逆止弁
8 乾燥済み塗工物
9 導電性基材

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基材を連続走行させるロールと、前記基材上に塗工液を塗工するダイヘッドと、ノズルに前記塗工液を間欠供給する間欠手段と、前記塗工液が前記間欠塗工装置に循環される循環配管と、および前記塗工液を排出する排出配管を有する間欠塗工装置において、前記循環配管内にサックバックシリンダを有し、前記間欠手段は、非塗工部において、塗工に使用されない塗工液を前記サックバックシリンダで取り除き、前記ダイヘッドおよび循環系の外部へ排出し、前記サックバックシリンダにより前記ダイヘッド内部の圧力を制御できる間欠塗工装置。
【請求項2】
前記サックバックシリンダは逆止弁と二方弁バルブを有する請求項1記載の間欠塗工装置。
【請求項3】
前記サックバックシリンダのシリンダストローク長が可変である請求項1記載の間欠塗工装置。
【請求項4】
前記塗工液を、非塗工時は前記排出配管へ、塗工時は前記循環配管へ切り替える手段として、三方弁バルブを用いた請求項1記載の間欠塗工装置。
【請求項5】
前記循環配管は、サックバックシリンダ、二方弁バルブ、逆止弁、および三方弁バルブを有する請求項1記載の間欠塗工装置。
【請求項6】
塗工始端部の塗工重量制御が、前記サックバックのシリンダストローク長、サックバックシリンダ動作タイミングと二方弁バルブの開閉タイミング、および逆止弁の圧力の内少なくとも1つの操作と、三方弁バルブの開閉タイミングの組み合わせにより前記塗工重量が制御される請求項1記載の間欠塗工装置。
【請求項7】
前記二方弁バルブと前記サックバックシリンダの間に逆止弁を少なくとも一つ設けた循環配管とした請求項2記載の間欠塗工装置。
【請求項8】
前記サックバックシリンダ、前記二方弁バルブ、および前記三方弁バルブの動作と開閉タイミングの制御を少なくとも2系統設けた請求項1記載の間欠塗工装置。
【請求項9】
請求項1〜8記載の間欠塗工装置を用い、前記塗工始端部の厚みの平均値Aが、前記塗工始端部以外の厚みの平均値Bに対して、A−B≦15μmである電池用極板の製造方法。
【請求項10】
請求項9記載の電池用極板の製造方法を用い、前記電池用極板を有する電池。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2007−253013(P2007−253013A)
【公開日】平成19年10月4日(2007.10.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−78405(P2006−78405)
【出願日】平成18年3月22日(2006.3.22)
【出願人】(000005821)松下電器産業株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】