(57)【要約】【課題】異なる径における板状成形体の屈曲性（柔軟性）を一度の操作で精度良く評価することができる板状成形体の屈曲性評価装置を提供すること。【解決手段】板状成形体２の屈曲性を評価する評価装置１において、板状成形体２の一端を固定する固定部３０と、板状成形体２の他端にテンションをかけるテンション付与部３１と、板状成形体２が巻掛けられる複数の径が異なるローラ１１〜１６，２１〜２６とを設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状成形体の屈曲性を評価する評価装置において、
前記板状成形体の一端を固定する固定部と、
前記板状成形体の他端にテンションをかけるテンション付与部と、
前記板状成形体が巻掛けられる複数の径が異なる円形棒状部材と、
を有することを特徴とする板状成形体の屈曲性評価装置。
【請求項２】
請求項１に記載する板状成形体の屈曲性評価装置において、
前記複数の円形棒状部材は、径の大きさに従って順番に配置されている
ことを特徴とする板状成形体の屈曲性評価装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する板状成形体の屈曲性評価装置において、
前記複数の円形棒状部材は、各円形棒状部材の円周半分に前記板状成形体が接触するように配置されている
ことを特徴とする板状成形体の屈曲性評価装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載する板状成形体の屈曲性評価装置において、
前記複数の円形棒状部材は、互い違いに二列に配置されており、一方の列に隣接して配置される円形棒状部材の間隔が、他方の列に配置されて前記隣接する円形棒状部材に連続して前記板状成形体が巻掛けられる円形棒状部材の直径と等しくなるように配置されている
ことを特徴とする板状成形体の屈曲性評価装置。
【請求項５】
請求項４に記載する板状成形体の屈曲性評価装置において、
前記複数の円形棒状部材は、各列にて各円形棒状部材中心が直線上に位置するとともに、前記直線同士が平行になるように配置されている
ことを特徴とする板状成形体の屈曲性評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状成形体の屈曲性を評価する装置に関する。より詳細には、評価試験における作業効率を向上させることができる板状成形体の屈曲性評価装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック基板、金属帯やウェブなどの板状成形体に対しては、耐屈曲性が求められている。例えば、リチウムイオン二次電池の電極では、電池の高容量化に伴い、膜厚が大きくなることから、高い耐屈曲性が求められている。なぜなら、この種の電極は、電極材料のペースト（合材）を銅箔又はアルミニウム箔などに塗工して製造されている。そして、製造工程において、ロール上を搬送される際や電極捲回時又は扁平プレス時などに電極が曲げられると、電極の表面側での伸び応力が裏面側より大きくなるため、クラックが発生したり、合材が剥がれたりする等の不良が発生するおそれがあるからである。
【０００３】
そのため、上記の電極を含め、耐屈曲性が求められている板状成形体では、製品の屈曲性（柔軟性）が評価されている。この屈曲性は、板状成形体を円柱に沿って弧状に屈曲させたとき、成形体の破壊に至る円柱の径で評価されている（特許文献１参照）。具体的には、ＪＩＳ  Ｋ５６００のマンドレル試験機を使用してマンドレル径を数種類変更することにより屈曲性の評価を行うのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２０４７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記したマンドレル試験機（ＪＩＳ  Ｋ５６００）では、１つのサンプルの評価につき、マンドレル径の他にギャップ調整板も数種類変更する必要があるため、作業効率が非常に悪く、屈曲性の評価試験に時間がかかってしまうという問題があった。また、マンドレル試験機では、手動で応力を加えるため、作業者によって評価結果がばらつく場合があり、精度良く評価を行うことができないおそれもあった。
【０００６】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、異なる径における板状成形体の屈曲性（柔軟性）を一度の操作で精度良く評価することができる板状成形体の屈曲性評価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】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、板状成形体の屈曲性を評価する評価装置において、前記板状成形体の一端を固定する固定部と、前記板状成形体の他端にテンションをかけるテンション付与部と、前記板状成形体が巻掛けられる複数の径が異なる円形棒状部材と、を有することを特徴とする。
【０００８】
この板状成形体の屈曲性評価装置では、板状成形体は、一端が固定部で固定され、複数の径が異なる円形棒状部材に巻掛けられて、他端がテンション付与部により一定の張力で引っ張られる。これにより、異なる径における板状成形体の屈曲性（柔軟性）を一度の操作で評価することができる。そして、板状成形体に付与される張力が常に一定であるため、評価結果のばらつきを抑制することができる。従って、板状成形体の屈曲性評価を、効率的かつ精度良く行うことができる。
【０００９】
なお、屈曲性の評価において、板状成形体が損傷したか否かを目視で判断してもよいし、板状成形体をカメラで撮影して画像処理することにより判断するようにしてもよい。
また、円形棒状部材としては、中実（円柱）であってもよいし、中空（円筒）であってもよい。
【００１０】
上記した板状成形体の屈曲性評価装置において、前記複数の円形棒状部材は、直径の大きさに従って順番に配置されていることが望ましい。
なお、順番は、直径が大きい順、又は直径が小さい順のいずれであってもよい。
【００１１】
このような構成にすることにより、徐々に円形棒状部材の直径が変化するため、いくつの直径で板状成形体が損傷したのかを簡単かつ正確に判断することができる。従って、板状成形体の屈曲性を迅速かつ正確に評価することができる。
【００１２】
上記した板状成形体の屈曲性評価装置において、前記複数の円形棒状部材は、各円形棒状部材の円周半分に前記板状成形体が接触するように配置されていることが望ましい。
特に、前記複数の円形棒状部材が、互い違いに二列に配置されている場合には、一方の列に隣接して配置される円形棒状部材の間隔が、他方の列に配置されて前記隣接する円形棒状部材に連続して前記板状成形体が巻掛けられる円形棒状部材の直径と等しくなるように配置することが好ましい。
【００１３】
このような構成にすることにより、各円形棒状部材においてマンドレル試験機と同等の評価試験を実施することができる。従って、マンドレル試験機と同等の評価試験を、効率的かつ高精度に行うことができる。
【００１４】
そして、前記複数の円形棒状部材は、各列にて各円形棒状部材中心が直線上に位置するとともに、前記直線同士が平行になるように配置されていることが好ましい。
【００１５】
このような構成にすることにより、評価試験時において、各円形棒状部材間（列間）に位置する板状成形体の長さが等しくなるため、評価ばらつきをより抑えることができる。このため、屈曲性の評価を一層精度良く行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る板状成形体の屈曲性評価装置によれば、上記した通り、異なる径における板状成形体の屈曲性（柔軟性）を一度の操作で精度良く評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態に係る屈曲性評価装置の概略構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係る屈曲性評価装置に備わる各ロールに対し、板状成形体を巻掛けた状態を示す図である。
【図３】実施の形態に係る屈曲性評価装置による板状成形体の屈曲性評価の試験を実施している状態を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の板状成形体の屈曲性評価装置を具体化した実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。そこで、本実施の形態に係る屈曲性評価装置について、図１〜図３を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態に係る屈曲性評価装置の概略構成を示す図である。
【００１９】
図１に示すように、本実施の形態に係る屈曲性評価装置１は、２つのロール（円形棒状部材）群１０，２０と、固定部３０と、テンション付与部３１とを有している。この屈曲性評価装置１では、後述するように、一端が固定部３０で固定されてロール群１０，２０の各ロールに巻掛けられた板状成形体２（図２参照）の他端が、テンション付与部３１によって所定の力で引っ張られることにより、板状成形体２の屈曲性の評価試験が行われるようになっている。
【００２０】
各ロール群１０，２０では、それぞれ直線上に径の異なるロールが配置されている。詳細には、各ロール群において、各ロールの中心が同一直線上に位置するように、各ロールが配置されている。つまり、ロール群１０では、各ロール１１〜１６の各中心が直線Ｌ１上に位置している。同様に、ロール群２０では、各ロール２１〜２６の各中心が直線Ｌ２上に位置している。このように本実施の形態では、各ロール群１０，２０において、それぞれ６つのロールを備えているが、ロールの数はこれに限定されることはない。なお、各ロール１１〜１６，２１〜２６は、それぞれ回転可能に支持され装置本体に固定されている。
【００２１】
そして、直線Ｌ１，Ｌ２は平行となっている。これにより、評価試験時において、各ロール間に位置する板状成形体２の長さが等しくなるようになっている。
また、各ロール群１０，２０において、各ロール１１〜１６，２１〜２６は、それぞれロール径の大きさに従って順番に配置されている。本実施の形態では、図１中上段に位置するロール群１０では、小径のロールから順にロール１１，１２，１３，１４，１５，１６が配置されている。同様に、図１中下段に位置するロール群２０では、小径のロールから順にロール２１，２２，２３，２４，２５，２６が配置されている。すなわち、屈曲性評価装置１では、図１に示すように、各ロール１１〜１６，２１〜２６が、径の小さい順、すなわちロール１１，２１，１２，２２，１３，２３，１４，２４，１５，２５，１６，２６の順で上下に互い違いに配置されている。なお、各ロール１１〜１６，２１〜２６は、剛性及び靱性を有する鉄やＳＵＳ（ステンレス鋼）等の金属で形成されている。
【００２２】
なお、本実施の形態では、ロール群１０におけるロール１１，１２，１３，１４，１５，１６の直径が、２，４，６，１０，１６，２５ｍｍとなっている。また、ロール群２０におけるロール２１，２２，２３，２４，２５，２６の直径が、３，５，８，１２，２０，３２ｍｍとなっている。つまり、屈曲性評価装置１では、ＪＩＳ  Ｋ５６００のマンドレル試験機と同様の径（マンドレル径）で評価試験を行うことができるようになっている。もちろん、各ロールの大きさは、ここに例示したものに限られることはなく、実際の製造ラインで使用されているロールの径などにすることもできる。製造ラインで使用されているロールの径とすることにより、製造ラインで不良が発生するか否かを事前に確認することができる。
【００２３】
さらに、各ロール群１０，２０において、各ロール１１〜１６，２１〜２６は、一方のロール群にて隣接して配置されるロールの間隔が、他方のロール群に配置されて前記隣接するロールに連続して板状成形体２が巻掛けられるロールの直径と等しくなるように配置されている。すなわち具体的には、ロール１１とロール１２との間隔がロール２１の直径に等しく、ロール１２とロール１３との間隔がロール２２の直径に等しく、ロール１３とロール１４との間隔がロール２３の直径に等しく、ロール１４とロール１５との間隔がロール２４の直径に等しく、ロール１５とロール１６との間隔がロール２５の直径に等しい。同様に、ロール２１とロール２２との間隔がロール１２の直径に等しく、ロール２２とロール２３との間隔がロール１３の直径に等しく、ロール２３とロール２４との間隔がロール１４の直径に等しく、ロール２４とロール２５との間隔がロール１５の直径に等しく、ロール２５とロール２６との間隔がロール１６の直径に等しい。
【００２４】
このようなロール配置により、屈曲性評価装置１では、評価試験時に板状成形体２が確実に各ロール１１〜１６，２１〜２６においてそれぞれ円周半分に確実に接触するようになっている。これにより、屈曲性評価装置１では、ＪＩＳ  Ｋ５６００のマンドレル試験機と同等の評価試験を行うことができるようになっている。
【００２５】
固定部３０は、板状成形体２の一端部を固定するものである。固定部３０における固定方法は、板状成形体２の端部を固定することができればどのような方法でもよい。例えば、板状成形体２を挟み込んで固定してもよいし、テープなどを使用して固定してもよい。
【００２６】
テンション付与部３１は、一端が固定部３０で固定され、各ロール１１〜１６，２１〜２６に巻掛けられた板状成形体２の他端を引っ張ることにより、板状成形体２にテンションを付与するものである。このテンション付与部３１は、板状成形体２の他端を把持する把持部３２と、把持部３２を引き込み板状成形体２にテンションをかけるアクチュエータ３３とを有している。このようなテンション付与部３１が、屈曲性評価装置１において移動可能に設けられている。これにより、板状成形体２を各ロール１１〜１６，２１〜２６に巻掛ける際、テンション付与部３１が邪魔にならないように退避することができるようになっている。
【００２７】
続いて、上記した構成を有する屈曲性評価装置１の動作、つまり屈曲性評価装置１による板状成形体２の屈曲性評価の試験方法について、図２及び図３を参照しながら説明する。図２は、本実施の形態に係る屈曲性評価装置に備わる各ロールに対し、板状成形体を巻掛けた状態を示す図である。図３は、本実施の形態に係る屈曲性評価装置による板状成形体の屈曲性評価の試験を実施している状態を模式的に示す図である。
【００２８】
まず、図１に示した屈曲性評価装置１に対して、屈曲性を評価する板状成形体２をセットする。本実施の形態における板状成形体２は、リチウムイオン二次電池の電極（正極又は負極、あるいは正極、負極、及びセパレータを積層したもの）である。正極は、アルミ箔にリチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極活物質を塗布したものであり、正極活物質として、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ２）、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）等のリチウム複合酸化物などが用いられる。また、負極は、銅箔にリチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極活物質を塗布したものであり、負極活物質として、非晶質炭素、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、黒鉛等の炭素系物質が用いられる。
【００２９】
板状成形体２の屈曲性評価装置１へのセットは、図２に示すように、板状成形体２の一端を固定部３０に固定するとともに、ロール１１，２１，１２，２２，１３，２３，１４，２３，１５，２５，１６，２６の順に各ロールに対して、板状成形体２を巻掛ける。各ロールに対する板状成形体２の巻掛け工程では、予め各ロールに巻掛けておいたダミーに板状成形体２を接続し、ダミーをロール配置外へ移動させることにより、板状成形体２を各ロールに巻掛ければよい。これにより、各ロールに対する板状成形体２の巻掛けを効率的に行うことができる。
【００３０】
ここで、各ロールに対する板状成形体２の巻掛け工程と、板状成形体２の一端を固定部３０に固定する固定工程との実施順は問わない。つまり、固定工程を行ってから巻掛け工程を行ってもよいし、逆に、巻掛け工程を行ってから固定工程を行ってもよい。
なお、このとき、テンション付与部３１は退避位置に退避しているため、図２には示していない。
【００３１】
次に、テンション付与部３１を退避位置から、図３に示すように、所定位置まで移動させて、把持部３２により、各ロール１１〜１６，２１〜２６に巻掛けられた板状成形体２の他端を把持する。そして、板状成形体２の他端を把持した状態で、テンション付与部３１を板状成形体２に弛みが生じない程度まで張られるように上方へ移動させる。なお、このとき、板状成形体２にはテンションはかかっていない。
【００３２】
続いて、アクチュエータ３３を作動させて、把持部３２をアクチュエータ３３内に引き込み、板状成形体２に対して所定のテンション（本実施の形態では、数十Ｎ）を付与する。そして、所定時間経過後（例えば、１秒後）に、板状成形体２に付与していたテンションを解除する。
その後、板状成形体２の状態（損傷の有無）を確認して、板状成形体２の屈曲性を判定する。本実施の形態では、テンション付与後における板状成形体２の状態を、目視にて確認する。
【００３３】
このように、屈曲性評価装置１では、異なる径における板状成形体２の屈曲性（柔軟性）を一度の操作で評価することができる。そして、板状成形体２に付与されるテンションが常に一定であるため、評価のばらつきを抑制することができる。そのため、板状成形体２の屈曲性評価を、効率的かつ精度良く行うことができる。
また、屈曲性評価装置１では、各ロール１１〜１６，２１〜２６の直径が徐々に変化しているため、いくつの直径で板状成形体２が損傷したのかを簡単かつ正確に判断することができる。これにより、屈曲性（柔軟性限界）評価の精度を向上させることができる。
【００３４】
なお、この板状成形体２の状態の確認を、目視ではなく、板状成形体２をカメラにて撮像し、その撮像データに画像処理を施すことにより行うようにしてもよい。このようにすることにより、装置のコストは上昇するが、作業者による評価のばらつきがなくなるため、板状成形体２の屈曲性をより精度良く評価することができるとともに、評価判断を瞬時に行うことができるため、より一層効率よく評価試験を実施することもできる。
【００３５】
以上、詳細に説明したように実施の形態に係る屈曲性評価装置１によれば、板状成形体２が、その一端を固定部３０で固定され、互い違いに二列に配置された複数の径が異なるロール１１〜１６、２１〜２６に巻掛けられて、他端をテンション付与部３１により一定の張力で引っ張られる。そのため、異なる径における板状成形体２の屈曲性（柔軟性）を一度の操作で評価することができる。そして、板状成形体２に付与される張力が常に一定であるため、評価結果のばらつきを抑制することができる。これにより、板状成形体２の屈曲性評価を、効率的かつ精度良く行うことができる。
【００３６】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態では、ロール群１０，２０を上下に配置しているが、ロール群１０，２０の配置はこれに限られることなく、例えば、左右に配置（各ロールを立てて配置）することもできる。また、上記した実施の形態では、ロール群１０，２０にそれぞれ複数のロールを設けているが、各ロール群１０，２０にそれぞれ１つのロールだけを設けることもできる。
【００３７】
また、上記した実施の形態では、各ロール１１〜１６，２１〜２６は、中実のもの（円柱）であるが、もちろん中空のもの（円筒）であってもよい。
【００３８】
また、上記した実施の形態では、板状成形体２としてリチウムイオン二次電池の電極を例示したが、板状成形体２はこれに限られることなく、例えばプラスチック基板、金属帯やウェブなどであってもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１    屈曲性評価装置
２    板状成形体
１０    ロール群
１１〜１６  ロール
２０    ロール群
２１〜２６  ロール
３０    固定部
３１    テンション付与部
３２    把持部
３３    アクチュエータ
Ｌ１    直線
Ｌ２    直線
【図１】
2012107899.tif 000003
【図２】
2012107899.tif 000004
【図３】
2012107899.tif 000005