(57)【要約】【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。【選択図】図１
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【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。
【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／ｍ２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】
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【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
【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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