(57)【要約】【課題】鉛合金粉末原料から鉛合金シートを圧延して作製するときに、鉛合金シート両端部に発生するクラックが被加工部まで進行してしまい、シートを長時間製造することができない。【解決手段】周面間に所要の開口を保持して対向するように平行に設けた一対の圧延ロールを有し、前記開口に供給した鉛合金粉末原料を前記一対の圧延ロールの回転により圧延ロールの周面間で加圧して供給側とは反対側に押出して鉛合金シートを製造する製造方法であって、前記回転する一対の圧延ロールの両端部周面と当該周面に連なる圧延ロールの両端部側面に潤滑剤を供給し、塗布しながら前記加圧と押出しを行なうことを特徴とする。【選択図】図１
2011144424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周面間に所要の開口を保持して対向するように平行に設けた一対の圧延ロールを有し、前記開口に供給した鉛合金粉末原料を前記一対の圧延ロールの回転により圧延ロールの周面間で加圧して供給側とは反対側に押出して鉛合金シートを製造するに当り、
前記回転する一対の圧延ロールの両端部周面と当該周面に連なる圧延ロールの両端部側面に潤滑剤を供給し塗布しながら前記加圧と押出しを行なうことを特徴とする鉛合金シートの製造法。
【請求項２】
圧延ロールの両端部側面のそれぞれには円環状に潤滑剤を塗布し、
圧延ロールの両端部に亘る全幅をＷ、圧延ロールの半径をｒ、潤滑剤を塗布する圧延ロールの両端部のそれぞれの塗布幅をａ、潤滑剤を塗布する圧延ロールの両端部側面のそれぞれの円環状塗布幅をｂとしたとき、ａ、ｂを、
０．０７Ｗ≦ａ≦０．２７Ｗ、かつ、０．１５ｒ≦ｂ≦０．２３ｒの関係を満たすように設定することを特徴とする請求項１記載の鉛合金シートの製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の製造方法に用いる装置であって、
周面間に所要の開口を保持して対向するように平行に設けた一対の圧延ロールを有し、
前記回転する一対の圧延ロールの両端部周面と当該周面に連なる圧延ロールの両端部側面には、前記周面及び側面のそれぞれに密着し当該密着面に潤滑剤を供給・塗布する潤滑剤塗布部を備えたことを特徴とする鉛合金シートの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛合金粉末から鉛合金シートを製造する方法およびその製造に用いる装置に関する。この鉛合金シートは、特に鉛蓄電池用極板の集電体に好適に用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉛蓄電池用極板の集電体として、その生産性の高さから、鉛合金シートをエキスパンド加工した格子形状の集電体が多く採用されており、また、エキスパンド加工に使用される鉛合金シートを製造する方法としては鉛合金の鋳造スラブを圧延する鋳造圧延方式が用いられてきた。
【０００３】
上記の鋳造圧延方式による鉛合金シートを用いた集電体に対し、鉛合金粉末原料を加圧して鉛合金シートを製造する粉末圧延方式による鉛合金シートを用いた集電体がある。後者の集電体は、鉛蓄電池の極板に用いたとき優れた耐腐食性能を示し、鉛蓄電池の長寿命化を実現することが可能である。この粉末圧延方式による鉛合金シートの製造方法として、特許文献１には、鉛合金粉末原料を一対の圧延ローラ間に連続的に供給し、前記ローラの回転で前記粉末原料を加圧し、塑性流動で凝集させ帯状の鉛合金シートを製造する手法が開示されている。
【０００４】
図４に従来の鉛合金シート製造装置を示す。鉛合金粉末をホッパー２０に投入し、所定の開口幅で平行に設置された圧延ロール２１、２２を矢印方向に回転させ、前記開口へ鉛合金粉末を引き込み、荷重でシート状に圧延する。この鉛合金シート２３は送りロール２４、２５、２６によって図示しない巻き取り機に送られ、ロール状に巻き取られ、鉛合金シートロール２７となる。
【０００５】
図５に前記鉛合金シート製造装置で作製された鉛合金シート２３の上面図を示す。鉛合金シート２３の幅方向の両端部には、切れ込み（以下クラック３０と称する）が連続的に発生する。これは、圧延ロール両端部は圧延荷重が不十分であるため、比較的軟らかい鉛合金粉末が加工方向（図４において矢印で示す鉛合金シート２３が送られる方向）に延伸されて、鉛合金シート２３にひずみが生じるため発生すると考えられる。
【０００６】
鉛合金シートに前記クラック３０が発生しても、次の工程でクラック３０部分をトリミングして除去すれば問題はない。そのため、鉛合金シート２３はエキスパンド加工される被加工部３１以上の幅で製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１９３８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、鉛合金粉末原料から鉛合金シートを製造したところ、次のような問題が発生した。
【０００９】
圧延ロール両端では圧延荷重が不十分であるため、鉛合金粉末原料は全て鉛合金シートに加工されず、一部が鉛合金シートの両端部に付着した状態で作製される。この付着した鉛合金粉末原料は、圧延ロールの回転によって引き伸ばされ、圧延ロールおよび鉛合金シートに凝着しやすくなる。この凝着物が鉛合金シートの両端部を圧延ロールに貼り付ける作用をする。この状態で圧延ロールを回転させると、前記クラックの端部が鉛合金シートの幅方向の中央部、すなわち被加工部まで進行してしまう。前述のように被加工部は次の工程でエキスパンド加工に供されるため、ここまでクラックが進行すると鉛合金シートのエキスパンド加工に支障が出る。
【００１０】
かかる課題を解決するため本発明は、鉛合金粉末原料を使って鉛合金シートを製造する際に、鉛合金シートの幅方向の両端部のクラックが被加工部まで進行することを抑制し、安定した品質の鉛合金シートを製造することを目的とする。また、前記鉛合金シートの製造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】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明に係る請求項１の発明は、周面間に所要の開口を保持して対向するように平行に設けた一対の圧延ロールを有し、前記開口に供給した鉛合金粉末原料を前記一対の圧延ロールの回転により圧延ロールの周面間で加圧して供給側とは反対側に押出して鉛合金シートを製造する方法である。この製造において、前記回転する一対の圧延ロールの両端部周面と当該周面に連なる圧延ロールの両端部側面に潤滑剤を供給し塗布しながら前記加圧と押出しを行なうことを特徴とする。
【００１２】
次に、本発明に係る請求項２の発明は、上記発明において、圧延ロールの両端部側面のそれぞれには円環状に潤滑剤を塗布し、圧延ロールの両端部に亘る全幅をＷ、圧延ロールの半径をｒ、圧延ロールの両端部のそれぞれに潤滑剤を塗布する当該塗布幅をａ、圧延ロールの両端部側面のそれぞれに円環状に潤滑剤を塗布する当該円環状塗布幅をｂとしたとき、ａとｂを次のように設定する。すなわち、０．０７Ｗ≦ａ≦０．２７Ｗ、かつ、０．１５ｒ≦ｂ≦０．２３ｒの関係を満たすように設定することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る請求項３の発明は、上記請求項１の発明に用いる鉛合金シートの製造装置であり、周面間に所要の開口を保持して対向するように平行に設けた一対の圧延ロールを有し、前記開口に供給した鉛合金粉末原料を前記一対の圧延ロールの回転により圧延ロールの周面間で加圧して供給側とは反対側に押出して鉛合金シートを製造する。そして、前記回転する一対の圧延ロールの両端部周面と当該周面に連なる圧延ロールの両端部側面には、前記周面及び側面のそれぞれに密着し当該密着面に潤滑剤を供給・塗布する潤滑剤塗布部を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
圧延ロールの両端部周面と当該周面に連なる圧延ロールの両端部側面に供給し塗布した潤滑剤が、鉛合金シートに付着した鉛合金粉末原料の圧延ロールへの凝着を抑制する作用をする。そのため、鉛合金シートの両端部が圧延ロールに貼り付きにくくなり、鉛合金シート両端部に発生するクラックが被加工部まで進行することを防ぐことができ、安定した品質の鉛合金シートを製造することができる。ここで、圧延ロールの両端部周面にのみ潤滑剤を塗布しただけでは、課題を達成するには不十分である。これは、シート製造時間が長くなると、圧延ロール両端部側面に付着した鉛合金粉末が堆積、飛散して圧延ロールと鉛合金シートを凝着させる現象が発生するためである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る実施例の鉛合金シート製造装置を示し、（ａ）上面図、（ｂ）側面図である。
【図２】本発明に係る実施例において、圧延ロールへの潤滑剤の塗布領域を示し、（ａ）塗布幅ａを説明する上面図、（ｂ）円環状塗布幅ｂを説明する側面図である。
【図３】本発明に係る別の実施例の鉛合金シート製造装置を示し、（ａ）上面図、（ｂ）側面図である。
【図４】従来の鉛合金シート製造装置を示す説明図である。
【図５】鉛合金シート製造装置で作製された鉛合金シートの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
【００１７】
図１は本発明の鉛合金シート製造装置を示し、（ａ）はその上面図、（ｂ）は同側面図である。一対の圧延ロール１，２は、周面間に所要の開口Ｃを保持して対向するように平行に設けられている。
【００１８】
上記開口Ｃに鉛合金粉末原料を供給し、この粉末原料を前記一対の圧延ロール１，２の回転により圧延ロールの周面間で加圧して、供給側とは反対側に押出して鉛合金シートを製造する。圧延ロール１，２は、それぞれモータから軸３を介して駆動され、上方から開口に供給した鉛合金粉末を下方に送り出すように、上方では内側に向かって（図１(ｂ）に示した矢印方向に）回転する。このとき、圧延ロール１，２の両端部周面と当該周面に連なる圧延ロール１，２の両端部側面に潤滑剤を供給し塗布しながら前記加圧と押出しを行なう。
【００１９】
ここで、潤滑剤は、鉛合金シートに付着した鉛合金粉末原料の圧延ロールへの凝着を抑制する作用をし、例えば、含水系潤滑剤、潤滑油などを使用することができる。
【００２０】
上記潤滑剤の供給と塗布は、回転する圧延ロール１，２の両端部周面と当該周面に連なる圧延ロール１，２の両端部側面に当接してこれらを覆うように配置した潤滑剤塗布部５により行なう。潤滑剤塗布部５は、圧延ロール１，２への当接部が、例えば、保液性があり変形可能で圧延ロール１，２の表面に密着させることができるフェルト、連続気泡の多孔質体により構成することができる。フェルトを構成する繊維は、例えば、羊毛とアクリル、羊毛とナイロンとの混紡繊維を採用することができる。また、多孔質体は、例えば、ウレタンフォーム、メラミンフォームを採用することができる。
【００２１】
潤滑剤塗布部５は、定量ポンプ６を介して潤滑剤タンク７と配管８により接続されている。従って、潤滑剤タンク７に貯留された潤滑剤は、定量ポンプ６で配管８を通って潤滑剤塗布部５へ供給される。配管８は、１基の潤滑剤タンク７と定量ポンプ６から一対の潤滑剤塗布部５へ分岐している。
【００２２】
圧延ロール１，２の両端部周面と当該周面に連なる圧延ロール１，２の両端部側面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布領域９は、次のように設定することが好ましい。
【００２３】
図２（ａ）（ｂ）は潤滑剤塗布領域９を示しているが、まず、同（ｂ）に示すように、圧延ロール１，２の両端部側面の潤滑剤塗布領域９を円環状とする。そして、圧延ロール１，２の両端部に亘る全幅をＷ、圧延ロールの半径をｒ、潤滑剤を塗布する圧延ロールの両端部のそれぞれの塗布幅をａ、潤滑剤を塗布する圧延ロールの両端部側面のそれぞれの円環状塗布幅をｂとしたとき、ａとｂを次のように設定する。すなわち、０．０７Ｗ≦ａ≦０．２７Ｗ、かつ、０．１５ｒ≦ｂ≦０．２３ｒの関係を満たすように設定する。
【００２４】
潤滑剤の塗布領域は、安定して鉛合金シートを製造するために好ましい範囲がある。潤滑剤の塗布領域が狭いと、潤滑剤の作用があらわれにくくなる。潤滑剤の塗布領域が広いと、潤滑剤によって圧延ロール表面が湿潤して鉛合金シートとの間にすべりが生じて、圧延速度が低下する。上記のように設定すると、安定して鉛合金シートを製造することができる。
【００２５】
上記実施の形態においては、前記潤滑剤塗布部５の形状は、ブロック状としたが、例えば図３（ａ）、（ｂ）に示すように、大径部と小径部により段差をつけたディスク状の潤滑剤塗布部５’としてもよい。この場合、例えばディスクの中心に回転軸を固定し、この回転軸を、圧延ロールを駆動するモータとベルトを介して繋げて、圧延ロールの回転に同期するように回転させることができる。潤滑剤塗布部５’の材質も、潤滑剤塗布部５の材質と同様とすることができ、前記段差部分が、圧延ロールの両端部周面と当該周面に連なる圧延ロールの両端部側面に密着して、潤滑剤の塗布を実施する。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない限りにおいて適宜変更して実施することができる。
（実施例１）
鉛合金粉末原料として、特許文献１に開示されているＰｂ−Ｓｎ−Ｃａ系合金の粒状体（ＪＩＳ−Ｚ８８０１規定の呼び寸法７５μｍのふるいで、ふるい落としたもの）を用意した。図１，２に基づき説明した装置を使用し、圧延ロール１，２の半径ｒを６１．５ｍｍ、圧延ロール１，２の両端部に亘る全幅Ｗを１５０ｍｍとし、開口Ｃを１．７ｍｍに設定した。潤滑剤塗布部５にはフェルト（材質：羊毛とナイロン繊維を不織布にしたもの）を用いた。潤滑剤塗布領域９は、ａ：１３ｍｍ、ｂ：１２ｍｍに調整した。
【００２７】
次に潤滑剤タンク７に防錆潤滑剤（宝商株式会社製「エバーズ」）を貯留する。鉛合金粉末原料供給前に、潤滑剤タンク７のバルブを開き、定量ポンプ６を稼動させて潤滑剤を配管８へ移送し、潤滑剤塗布部５へ供給する。潤滑剤塗布部５は保液性があるため、潤滑剤を十分に保持させておく。そして、図２に示す潤滑剤塗布領域９に塗布する。
【００２８】
次に鉛合金粉末原料を図示しないホッパーから圧延ロール１、２の周面間の開口Ｃに供給し、圧延ロール１、２を回転させ、圧延ロールの周面間で加圧する。鉛合金粉末原料は１００ｋＮ以上の荷重によって加圧されて塑性流動し、シート状に圧延されて圧延ロール１、２の間から下部に押出される。圧延荷重を一定にするため、圧延ロール１、２は２．５〜２．７回転／分の間で制御した。
【００２９】
潤滑剤塗布部５中の潤滑剤を圧延ロール１、２の潤滑剤塗布領域９に定量塗布するため、潤滑剤の供給量を０．７〜０．８ｇ／分に制御し、圧延ロール１、２の表面から潤滑剤が滴下しないように調整した。
（実施例２〜１６）
実施例１において、ａ，ｂの幅を表１に示すように変えて、そのほかは実施例１と同様に実施した。
（比較例１）
実施例１において、ａの幅を表１に示すように変え、圧延ロール１，２の両端部側面には潤滑剤を塗布せず（ｂ＝０）、そのほかは実施例１と同様に実施した。
（比較例２）
実施例１において、ｂの幅を表１に示すように変え、圧延ロール１，２の両端部周面には潤滑剤を塗布せず（ａ＝０）、そのほかは実施例１と同様に実施した。
（従来例）
潤滑剤の塗布をせず、そのほかは実施例１と同様に実施した。
（結果）
表１に鉛合金シートの作製結果を示す。結果欄は安定して鉛合金シートを作製できた持続時間で評価した。「×」評価は作製持続時間１０分未満、「△」評価は作製持続時間１０分以上４０分未満、「○」評価は作製持続時間４０分以上６０分未満、「◎」評価は作製持続時間６０分以上とした。
【００３０】
【表１】
2011144424.tif 000003
【００３１】
ａの幅を変えた場合、「◎」評価を得られる条件は実施例１、３〜９の範囲、すなわち、０．０７Ｗ≦ａ≦０．２７Ｗであることが分かる。これに対して実施例２で「○」評価となったのは、鉛合金シート両端部に発生するクラックが被加工部まで進行してしまったため、手動で停止したためである。これは、潤滑剤の塗布面積が少ないために潤滑剤の作用が十分機能しなかったためと考えられる。また、実施例１０で「○」評価となったのは、鉛合金シートの製造速度が低下してしまい、手動で停止したためである。これは、潤滑剤の塗布面積が大きいと、潤滑剤によって圧延ロール表面が湿潤して鉛合金シートとの間にすべりが生じ、圧延ロールの回転速度と鉛合金シートの送り速度の同期がとれなくなったためと考えられる。
【００３２】
ｂの幅を変えた場合、「◎」評価を得られる条件は実施例１２〜１５の範囲、すなわち、０．１５ｒ≦ｂ≦０．２３ｒであることが分かる。これに対して実施例１１で「○」評価となったのは、鉛合金シート両端部に発生するクラックが被加工部まで進行してしまったため、手動で停止したためである。また、実施例１６で「○」評価となったのは、鉛合金シートの製造速度が低下してしまい、手動で停止したためである。それぞれの原因は、前項と同じと考えられる。
【００３３】
圧延ロールの両端部周面に潤滑剤を塗布し、両端部側面には塗布しない比較例１の場合は、短時間で鉛合金シート両端部に発生するクラックが被加工部まで進行してしまい「△」評価となった。両端部周面のみ潤滑剤を塗布しただけでは、潤滑剤の作用が十分に機能しなかったためと考えられる。
【００３４】
圧延ロールの両端部側面に潤滑剤を塗布し、両端部周面には塗布しない比較例２の場合も、短時間で鉛合金シート両端部に発生するクラックが被加工部まで進行してしまい「△」評価となった。両端部側面のみ潤滑剤を塗布しただけでは、潤滑剤の作用が十分に機能しなかったためと考えられる。
【００３５】
潤滑剤を圧延ロールに塗布しない従来例１は、最も短時間でクラックが被加工部まで進行してしまい「×」評価となった。
【００３６】
以上のように安定して鉛合金シートを製造できる条件は、０．０７Ｗ≦ａ≦０．２７Ｗかつ、０．１５ｒ≦ｂ≦０．２３ｒであることが分かる。
【符号の説明】
【００３７】
１、２  圧延ロール
５、５´  潤滑剤塗布部
６  定量ポンプ
７  潤滑剤タンク
８  配管
９  潤滑剤塗布領域
【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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