(57)【要約】【課題】シート状の金属材を切断する切断装置において、切断時における金属粉の発生、および、飛散を抑制するとともに、切断後の金属材に付着した金属粉を除去する。【解決手段】切断装置１００は、上側回転カッター１２と下側回転カッター１４とを有する切断部１０と、上側回転カッター１２の刃面に接触するように設けられた潤滑剤塗布用の第１スクレーパ１２ｓ１と、上側回転カッター１２の刃面に接触するように設けられた金属粉集塵用の１２ｓ２と、切断部１０の下流側に設けられ、電極材Ｅｓの切断時に発生し、飛散する金属粉、および、切断後の電極材Ｅｓ１，Ｅｓ２に付着した金属粉を吸引する吸引部２０と、を備える。【選択図】図１
2012035360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の金属材を切断する切断装置であって、
第１の回転カッターと該第１の回転カッターと互いに擦れ合う第２の回転カッターとを有し、搬送されてきた前記金属材を搬送方向に沿って連続的に切断する切断部と、
前記第１の回転カッターおよび前記第２の回転カッターの少なくとも一方における刃面に接触するように設けられ、該接触する刃面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部と、
前記第１の回転カッターおよび前記第２の回転カッターの少なくとも前記潤滑剤塗布部が設けられた一方における刃面に接触するように設けられ、前記金属材の切断時に発生し、前記接触する刃面に付着した金属粉を前記潤滑剤とともに集塵する集塵部と、
前記搬送方向についての前記切断部の下流側に設けられ、前記金属材の切断時に発生し、飛散する金属粉、および、切断後の金属材に付着した金属粉を吸引する吸引部と、
を備える切断装置。
【請求項２】
請求項１記載の切断装置であって、
前記吸引部は、前記搬送方向についての前記切断部の下流側１００（ｍｍ）以内の位置に配置されている、
切断装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の切断装置であって、
前記吸引部は、前記金属材における切断位置を中心として、前記金属材の幅方向に２０（ｍｍ）以上の幅を有し、前記切断後の金属材と対向するように設けられた吸引口を備える、
切断装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の切断装置であって、
前記吸引部による吸引差圧は、１．０（ＭＰａ）以上である、
切断装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の切断装置であって、
前記吸引部は、前記搬送方向についての前記切断部の下流側に搬送された前記金属材と前記吸引口との距離が１０（ｍｍ）以下となる位置に配置されている、
切断装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の切断装置であって、さらに、
前記切断部によって切断された前記金属材を、前記金属材の切断面に対して略平行な２方向に振り分ける振り分け部を備え、
前記２方向がなす角度は、４５度以下に設定されている、
切断装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の切断装置であって、
前記潤滑剤塗布部は、ポーラス状の部材からなり、
前記ポーラス状の部材が含浸可能な前記潤滑剤の最大量に対して４０〜９０（％）の量の前記潤滑剤を含浸した状態で、前記潤滑剤の塗布を行う、
切断装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の切断装置であって、
前記集塵部は、ポーラス状の部材からなる、
切断装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の切断装置であって、さらに、
前記搬送方向についての前記吸引部の下流側に設けられ、前記切断された金属材に残留する金属粉を、非接触で除去するための非接触式の超音波クリーナを備える、
切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状の金属材を切断する切断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池等の電池には、一般に、シート状の電極材を所望の幅に切断（剪断）することによって製造された帯状の電極材が用いられる。このような帯状の電極材の製造には、一般に、スリッターと呼ばれる切断装置が使用されることが多い。
【０００３】
ところで、スリッターによって、シート状の電極材の切断を行う際には、自ずと、数十〜数百ミクロンサイズの金属粉が発生し、この金属粉が電極材表面や切断したエッジ部に付着することが知られている。このような金属粉の発生は、多層構造を有する電極材において、特に顕著である。そして、この金属粉が付着したままの電極材を使用して電池を製造すると、金属粉が電池を構成するセパレータを貫通して、内部短絡を生じさせたり、自己放電の不良が発生したりして、電池の信頼性を著しく低下させる場合があった。このため、従来、帯状の電極材の製造時に、電極材に付着した金属粉を除去するための種々の技術が提案されている。例えば、下記特許文献に記載された技術によれば、帯状の電極材に付着した金属粉を除去することは可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１９５３９９号公報
【特許文献２】特開２００２−３５２７９８号公報
【特許文献３】特開２００４−１７１８３６号公報
【特許文献４】特開平７−１３６９７８号公報
【特許文献５】特開２００３−２５１３６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、上記特許文献に記載された技術では、帯状の電極材の製造時、すなわち、シート状の電極材の切断時に発生した金属粉の飛散については考慮されていなかった。このため、シート状の電極材の切断時に発生して飛散した金属粉が、金属粉を除去した後の帯状の電極材に再付着したり、電池内に混入したりするおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、シート状の金属材を切断する切断装置において、切断時における金属粉の発生、および、飛散を抑制するとともに、切断後の金属材に付着した金属粉を除去することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］
シート状の金属材を切断する切断装置であって、
第１の回転カッターと該第１の回転カッターと互いに擦れ合う第２の回転カッターとを有し、搬送されてきた前記金属材を搬送方向に沿って連続的に切断する切断部と、
前記第１の回転カッターおよび前記第２の回転カッターの少なくとも一方における刃面に接触するように設けられ、該接触する刃面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部と、
前記第１の回転カッターおよび前記第２の回転カッターの少なくとも前記潤滑剤塗布部が設けられた一方における刃面に接触するように設けられ、前記金属材の切断時に発生し、前記接触する刃面に付着した金属粉を前記潤滑剤とともに集塵する集塵部と、
前記搬送方向についての前記切断部の下流側に設けられ、前記金属材の切断時に発生し、飛散する金属粉、および、切断後の金属材に付着した金属粉を吸引する吸引部と、
を備える切断装置。
【０００９】
適用例１の切断装置では、上記潤滑剤塗布部を備えることによって、シート状の金属材の切断時の上記第１および第２の回転カッターと上記シート状の金属材との摩擦を低減し、金属粉の発生を抑制することができる。したがって、金属粉の回転カッター（刃面）への付着や、切断された金属材への付着を抑制することができる。さらに、上記集塵部を備えることによって、回転カッター（刃面）に付着した金属粉を潤滑剤とともに集塵（除去）することができる。さらに、上記吸引部を備えることによって、シート状の金属材の切断時に発生した金属粉の飛散を抑制することができる。また、上記吸引部を備えることによって、切断後の金属材に付着した金属粉を非接触で除去することができる。したがって、切断後の金属材に付着した金属粉を除去するときに、金属材の表面に損傷を与えることがない。つまり、適用例１の切断装置によって、シート状の金属材の切断時における金属粉の発生、および、飛散を抑制するとともに、切断後の金属材に付着した金属粉を除去することができる。
【００１０】
なお、潤滑剤塗布部と集塵部とは、別個に形成されるものとしてもよいし、一体的に形成されるものとしてもよい。また、潤滑剤塗布部、および、集塵部の数は、それぞれ、任意に設定可能である。
【００１１】
［適用例２］
適用例１記載の切断装置であって、
前記吸引部は、前記搬送方向についての前記切断部の下流側１００（ｍｍ）以内の位置に配置されている、
切断装置。
【００１２】
適用例２の切断装置によって、シート状の金属材の切断時に発生する金属粉を効果的に吸引し、金属粉の飛散を効果的に抑制することができる。なお、上記吸引部を、上記搬送方向についての上記切断部の下流側１００（ｍｍ）よりも離れた位置に配置した場合には、上記吸引部を、上記搬送方向についての上記切断部の下流側１００（ｍｍ）以内の位置に配置した場合よりも、金属粉の飛散を抑制する効果が著しく低下することが実験的に確認された。
【００１３】
［適用例３］
適用例１または２記載の切断装置であって、
前記吸引部は、前記金属材における切断位置を中心として、前記金属材の幅方向に２０（ｍｍ）以上の幅を有し、前記切断後の金属材と対向するように設けられた吸引口を備える、
切断装置。
【００１４】
適用例３の切断装置によって、シート状の金属材の切断時に発生する金属粉の飛散をさらに効果的に抑制することができる。なお、上記吸引部における吸引口の幅を、２０（ｍｍ）未満とした場合には、上記吸引部における吸引口の幅を、２０（ｍｍ）以上とした場合よりも、金属粉の飛散を抑制する効果が著しく低下することが実験的に確認された。
【００１５】
［適用例４］
適用例１ないし３のいずれかに記載の切断装置であって、
前記吸引部による吸引差圧は、１．０（ＭＰａ）以上である、
切断装置。
【００１６】
適用例４の切断装置によって、シート状の金属材の切断時に発生した金属粉の飛散をさらに効果的に抑制することができる。なお、上記吸引部による吸引差圧を、１（ＭＰａ）未満とした場合には、上記吸引部による吸引差圧を、１（ＭＰａ）以上とした場合よりも、金属粉の飛散を抑制する効果が著しく低下することが実験的に確認された。
【００１７】
［適用例５］
適用例１ないし４のいずれかに記載の切断装置であって、
前記吸引部は、前記搬送方向についての前記切断部の下流側に搬送された前記金属材と前記吸引口との距離が１０（ｍｍ）以下となる位置に配置されている、
切断装置。
【００１８】
適用例５の切断装置によって、シート状の金属材の切断時に発生した金属粉の飛散をさらに効果的に抑制することができる。なお、上記吸引部を、上記金属材と上記吸引部における吸引口との距離が１０（ｍｍ）よりも大きい位置に配置した場合には、上記吸引部を、上記金属材と上記吸引部における吸引口との距離が１０（ｍｍ）以下となる位置に配置した場合よりも、金属粉の飛散を抑制する効果が著しく低下することが実験的に確認された。
【００１９】
［適用例６］
適用例１ないし５のいずれかに記載の切断装置であって、さらに、
前記切断部によって切断された前記金属材を、前記金属材の切断面に対して略平行な２方向に振り分ける振り分け部を備え、
前記２方向がなす角度は、４５度以下に設定されている、
切断装置。
【００２０】
適用例６の切断装置によって、シート状の金属材の切断時に発生した金属粉の飛散をさらに効果的に抑制することができる。なお、上記２方向のなす角度を４５度よりも大きくした場合には、上記２方向のなす角度を４５度以下とした場合よりも、切断後の金属材間の距離が長くなり、金属粉の飛散を抑制する効果が著しく低下することが実験的に確認された。
【００２１】
［適用例７］
適用例１ないし６のいずれかに記載の切断装置であって、
前記潤滑剤塗布部は、ポーラス状の部材からなり、
前記ポーラス状の部材が含浸可能な前記潤滑剤の最大量に対して４０〜９０（％）の量の前記潤滑剤を含浸した状態で、前記潤滑剤の塗布を行う、
切断装置。
【００２２】
適用例７の切断装置によって、回転カッターの刃面への潤滑剤の塗布を効果的に行うことができる。上記ポーラス状の部材としては、例えば、フェルトや、発泡性ゴム等を適用することができる。なお、上記ポーラス状の部材に含浸させる潤滑剤の量を上記最大量の４０（％）未満にすると、潤滑剤の効果が著しく低下することが実験的に確認された。また、上記ポーラス状の部材に含浸させる潤滑剤の量を上記最大量の９０（％）よりも多くすると、回転カッターに付着される潤滑剤の量が過剰になり、金属材の切断面に多量の潤滑剤が付着し、その潤滑剤に金属粉が吸着されて除去されにくくなることが実験的に確認された。
【００２３】
［適用例８］
適用例１ないし７のいずれかに記載の切断装置であって、
前記集塵部は、ポーラス状の部材からなる、
切断装置。
【００２４】
適用例８の切断装置によって、上記ポーラス状の部材が備える細孔内に、回転カッターの刃面に付着した金属粉を効果的に集塵することができる。上記ポーラス状の部材としては、例えば、フェルトや、発泡性ゴム等を適用することができる。
【００２５】
［適用例９］
適用例１ないし８のいずれかに記載の切断装置であって、さらに、
前記搬送方向についての前記吸引部の下流側に設けられ、前記切断された金属材に残留する金属粉を、非接触で除去するための非接触式の超音波クリーナを備える、
切断装置。
【００２６】
適用例９の切断装置によって、上記吸引部によって除去しきれずに、切断後の金属材に残留する金属粉を除去することができる。また、非接触で金属粉の除去を行うので、切断後の金属材に残留する金属粉を除去するときに、金属材の表面に損傷を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施例としての切断装置１００の概略構成を示す説明図である。
【図２】切断装置１００における切断部１０および吸引部２０近傍の構成を詳細に示す説明図である。
【図３】実験Ａの実験結果を示す説明図である。
【図４】実験Ｂの実験結果を示す説明図である。
【図５】実験Ｃの実験結果を示す説明図である。
【図６】実験Ｄの実験結果を示す説明図である。
【図７】実験Ｅの実験結果を示す説明図である。
【図８】実験Ｆの実験結果を示す説明図である。
【図９】実験Ｇの実験結果を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき説明する。
Ａ．実施例：
図１は、本発明の一実施例としての切断装置１００の概略構成を示す説明図である。図１では、切断装置１００の側面図を示した。この切断装置１００は、シート状の電極材Ｅｓを搬送しつつ、所定の幅に切断（剪断）し、リチウムイオン電池に用いられる帯状の電極材Ｅｓ１，Ｅｓ２を製造する装置である。電極材Ｅｓは、［課題を解決するための手段］における金属材に相当する。
【００２９】
図示するように、切断装置１００は、切断部１０と、吸引部２０と、複数のローラ３０，３２，３４，３６，３８と、巻き取り部５０と、制御ユニット６０と、を備える。
【００３０】
切断部１０は、上側回転カッター１２と、下側回転カッター１４と、を有している。上側回転カッター１２と下側回転カッター１４とは、一部において、互いに擦れ合うように配置されており、搬送されてきた電極材Ｅｓを搬送方向に沿って連続的に切断する。そして、上側回転カッター１２には、その刃面に接触するように、第１スクレーパ１２ｓ１と、第２スクレーパ１２ｓ２とが設けられている。第１スクレーパ１２ｓ１、および、第２スクレーパ１２ｓ２については、後述する。上側回転カッター１２、および、下側回転カッター１４は、それぞれ、［課題を解決するための手段］における第１の回転カッター、および、第２の回転カッターに相当する。
【００３１】
吸引部２０は、電極材Ｅｓの搬送方向についての切断部１０の下流側に設けられている。この吸引部２０は、後述する吸引口２２を備えており、電極材Ｅｓが切断部１０によって電極材Ｅｓ１と電極材Ｅｓ２とに切断されたときに発生し、飛散する金属粉、および、切断後の電極材Ｅｓ１，Ｅｓ２に付着した金属粉を吸引して除去する。なお、吸引部２０によって吸引された金属粉は、図示しないダクト等を介して、外部に排出され、周囲に飛散しないように回収される。
【００３２】
切断部１０によって切断された電極材Ｅｓ１，Ｅｓ２は、ローラ３０，３２によって、切断面に対して略平行な２方向に振り分けられる。ローラ３０，３２は、［課題を解決するための手段］における振り分け部に相当する。
【００３３】
ローラ３０，３２によって２方向に振り分けられた電極材Ｅｓ１，Ｅｓ２は、ローラ３４、ローラ３６、ローラ３８の順に搬送され、巻き取り部５０によって巻き取られる。なお、本実施例では、ローラ３４の上部近傍に、非接触式の超音波クリーナ４０（ＵＶＵ型、（株）伸興製）が配置されている。したがって、この超音波クリーナ４０によって、吸引部２０によって除去しきれずに、電極材Ｅｓ１，Ｅｓ２の表面およびエッジ部に残留する金属粉を除去することができる。また、ローラ３６の下部近傍にも、非接触式の超音波クリーナ４２（ＵＶＵ型、（株）伸興製）が配置されている。したがって、この超音波クリーナ４２によって、吸引部２０によって除去しきれずに、Ｅｓ１，Ｅｓ２の裏面およびエッジ部に残留する金属粉を除去することができる。さらに、超音波クリーナ４０，４２は、非接触式の超音波クリーナであるので、電極材Ｅｓ１，Ｅｓ２に残留する金属粉を除去するときに、電極材Ｅｓ１，Ｅｓ２の表面に損傷を与えることがない。
【００３４】
制御ユニット６０は、内部にＣＰＵや、メモリ等を備えるマイクロコンピュータとして構成されており、例えば、切断部１０や、吸引部２０や、超音波クリーナ４０，４２や、巻き取り部５０等の動作を制御する。
【００３５】
以下、本実施例の切断装置１００の特徴の一部である切断部１０および吸引部２０近傍の構成について、詳細に説明する。
【００３６】
図２は、切断装置１００における切断部１０および吸引部２０近傍の構成を詳細に示す説明図である。図２（ａ）に、切断装置１００における切断部１０および吸引部２０近傍の構成を示す側面図を示した。また、図２（ｂ）に、吸引部２０を上側、すなわち、電極材Ｅｓに垂直な方向から見たときの様子を示した。
【００３７】
先に説明したように、上側回転カッター１２には、その刃面に接触するように、第１スクレーパ１２ｓ１と、第２スクレーパ１２ｓ２とが設けられている（図２（ａ））。そして、第１スクレーパ１２ｓ１、および、第２スクレーパ１２ｓ２は、それぞれ、ポーラス状の部材からなる。本実施例では、第１スクレーパ１２ｓ１、および、第２スクレーパ１２ｓ２として、フェルトを用いるものとした。第１スクレーパ１２ｓ１、および、第２スクレーパ１２ｓ２として、フェルトの代わりに、発泡性ゴム等の他のポーラス状の部材を用いるものとしてもよい。
【００３８】
第１スクレーパ１２ｓ１には、図示しない滴下装置によって滴下された潤滑剤が含浸されており、上側回転カッター１２の刃面に潤滑剤を塗布する機能を有する。本実施例では、潤滑剤として、炭化水素系溶剤を用いるものとした。潤滑剤として、炭化水素系溶剤の代わりに、例えば、リチウムイオン電池の電池性能に悪影響を与えないアルコール類や、カルビトールや、エーテル類等を用いるものとしてもよい。上側回転カッター１２に第１スクレーパ１２ｓ１を備えることによって、電極材Ｅｓの切断時の上側回転カッター１２および下側回転カッター１４と電極材Ｅｓとの摩擦を低減し、金属粉の発生を抑制することができる。したがって、金属粉の上側回転カッター１２および下側回転カッター１４の刃面への付着や、切断された電極材Ｅｓ１，Ｅｓ２への付着を抑制することができる。
【００３９】
なお、上記滴下装置は、第１スクレーパ１２ｓ１に、第１スクレーパ１２ｓ１が含浸可能な潤滑剤の最大量に対して４０〜９０（％）の量の潤滑剤が常に含浸されるように、制御ユニット６０によって制御されるものとした。第１スクレーパ１２ｓ１に含浸させる潤滑剤の量を、第１スクレーパ１２ｓ１が含浸可能な最大量の４０（％）以上とするのは、後から示すように、第１スクレーパ１２ｓ１が含浸可能な最大量の４０（％）未満にすると、潤滑剤の効果が著しく低下し、上側回転カッター１２の刃面への金属粉の付着、凝着が、実験的に確認されたからである（実験Ａ）。また、第１スクレーパ１２ｓ１に含浸させる潤滑剤の量を、第１スクレーパ１２ｓ１が含浸可能な最大量の９０（％）以下とするのは、後から示すように、第１スクレーパ１２ｓ１が含浸可能な最大量の９０（％）よりも多くすると、上側回転カッター１２に付着される潤滑剤の量が過剰になり、電極材Ｅｓ１，Ｅｓ２の切断面に多量の潤滑剤が付着し、その潤滑剤に金属粉が吸着されて除去されにくくなることが実験的に確認されたからである（実験Ａ）。第１スクレーパ１２ｓ１は、［課題を解決するための手段］における潤滑剤塗布部に相当する。
【００４０】
図３は、実験Ａの実験結果を示す説明図である。この実験Ａでは、上側回転カッター１２に設けられた第１スクレーパ１２ｓ１に含浸させる潤滑剤の量を変化させて、(i)上側回転カッター１２の刃面に、電極材Ｅｓの切断時に発生した金属粉が凝着したか否か、さらに、（ii）巻き取り部５０に巻き取られた電極材Ｅｓ１，Ｅｓ２に、金属粉の付着があったか否かを、マイクロスコープ（（株）キーエンス製）によって観察した。
【００４１】
実験条件は、以下の通りである。
Ａ−１：第１スクレーパ１２ｓ１に、潤滑剤を含浸させない。
Ａ−２：第１スクレーパ１２ｓ１に、含浸可能な潤滑剤の最大量に対して２０（％）の量の潤滑剤を含浸させる。
Ａ−３：第１スクレーパ１２ｓ１に、含浸可能な潤滑剤の最大量に対して４０（％）の量の潤滑剤を含浸させる。
Ａ−４：第１スクレーパ１２ｓ１に、含浸可能な潤滑剤の最大量に対して６０（％）の量の潤滑剤を含浸させる。
Ａ−５：第１スクレーパ１２ｓ１に、含浸可能な潤滑剤の最大量に対して８０（％）の量の潤滑剤を含浸させる。
Ａ−６：第１スクレーパ１２ｓ１に、含浸可能な潤滑剤の最大量に対して９０（％）の量の潤滑剤を含浸させる。
Ａ−７：第１スクレーパ１２ｓ１に、含浸可能な潤滑剤の最大量に対して１００（％）の量の潤滑剤を含浸させる。
【００４２】
図示するように、第１スクレーパ１２ｓ１に含浸させる潤滑剤の量を、含浸可能な最大量に対して４０（％）以上とした、実験条件Ａ−３〜Ａ−７においては、上側回転カッター１２の刃面への金属粉の凝着は、許容可能な範囲でしか観察されなかった。一方、第１スクレーパ１２ｓ１に含浸させる潤滑剤の量を、含浸可能な最大量に対して４０（％）未満とした、実験条件Ａ−１、Ａ−２においては、許容範囲を超える上側回転カッター１２の刃面への金属粉の凝着が観察された。
【００４３】
また、第１スクレーパ１２ｓ１に含浸させる潤滑剤の量を、含浸可能な最大量に対して９０（％）以下とした、実験条件Ａ−１〜Ａ−６においては、巻き取り部５０に巻き取られた電極材Ｅｓ１，Ｅｓ２への金属粉の付着は、許容可能な範囲でしか観察されなかった。一方、第１スクレーパ１２ｓ１に含浸させる潤滑剤の量を、含浸可能な最大量に対して９０（％）よりも多くした、実験条件Ａ−７においては、巻き取り部５０に巻き取られた電極材Ｅｓ１，Ｅｓ２への許容可能な範囲を超える金属粉の付着が観察された。
【００４４】
以上の実験結果から、本実施例の切断装置１００では、第１スクレーパ１２ｓ１に、第１スクレーパ１２ｓ１が含浸可能な潤滑剤の最大量に対して４０〜９０（％）の量の潤滑剤が含浸されるようにした。
【００４５】
第２スクレーパ１２ｓ２は、電極材Ｅｓの切断時に発生し、上側回転カッター１２の刃面に付着した金属粉を集塵（除去）する機能を有する。第２スクレーパ１２ｓ２は、ポーラス状の部材（フェルト）からなるので、その細孔内に、上側回転カッター１２の刃面に付着した金属粉を効果的に集塵することができる。
【００４６】
ここで、本実施例の切断装置１００において、第１スクレーパ１２ｓ１を潤滑剤塗布用とし、第２スクレーパ１２ｓ２を集塵用とした理由について説明する。
【００４７】
図４は、実験Ｂの実験結果を示す説明図である。この実験Ｂでは、上側回転カッター１２に設けられた第１スクレーパ１２ｓ１、および、第２スクレーパ１２ｓ２を、それぞれ、潤滑剤塗布用、または、集塵用に使用した場合に、（i）上側回転カッター１２の刃面に、電極材Ｅｓの切断時に発生した金属粉が凝着したか否か、さらに、（ii）巻き取り部５０に巻き取られた電極材Ｅｓ１，Ｅｓ２に、金属粉の付着があったか否かを、マイクロスコープ（（株）キーエンス製）によって観察した。
【００４８】
実験条件は、以下の通りである。
Ｂ−１：第１スクレーパ１２ｓ１、および、第２スクレーパ１２ｓ２を、ともに集塵用とする。
Ｂ−２：第１スクレーパ１２ｓ１、および、第２スクレーパ１２ｓ２を、ともに潤滑剤塗布用とする。
Ｂ−３：第１スクレーパ１２ｓ１を集塵用とし、第２スクレーパ１２ｓ２を潤滑剤塗布用とする。
Ｂ−４：第１スクレーパ１２ｓ１を潤滑剤塗布用とし、第２スクレーパ１２ｓ２を集塵用とする。
Ｂ−５：第１スクレーパ１２ｓ１を潤滑剤塗布用とし、第２スクレーパ１２ｓ２を上側回転カッター１２に設けない。
Ｂ−６：第１スクレーパ１２ｓ１を集塵用とし、第２スクレーパ１２ｓ２を上側回転カッター１２に設けない。
なお、潤滑剤塗布用としたスクレーパには、スクレーパが含浸可能な潤滑剤の最大量に対して７５（％）の量の潤滑剤が常に含浸されるようにした。
【００４９】
図示するように、第１スクレーパ１２ｓ１、および、第２スクレーパ１２ｓ２の少なくとも一方を、潤滑剤塗布用とした、実験条件Ｂ−２、Ｂ−３、Ｂ−４、Ｂ−５においては、上側回転カッター１２の刃面への金属粉の凝着は観察されなかった。一方、上側回転カッター１２に潤滑剤塗布用のスクレーパを設けなかった、実験条件Ｂ−１、および、Ｂ−６においては、上側回転カッター１２の刃面への金属粉の凝着が観察された。
【００５０】
また、実験条件Ｂ−１、および、Ｂ−４においては、巻き取り部５０に巻き取られた電極材Ｅｓ１，Ｅｓ２への金属粉の付着は観察されなかった。一方、実験条件Ｂ−２、Ｂ−３、Ｂ−５、Ｂ−６においては、巻き取り部５０に巻き取られた電極材Ｅｓ１，Ｅｓ２への金属粉の付着が観察された。
【００５１】
以上の実験結果から、本実施例の切断装置１００では、第１スクレーパ１２ｓ１を潤滑剤塗布用とし、第２スクレーパ１２ｓ２を集塵用とした。
【００５２】
また、本実施例の切断装置１００では、吸引部２０、すなわち、吸引部２０が備える吸引口２２は、電極材Ｅｓの搬送方向についての切断部１０の下流側１００（ｍｍ）以内の位置に配置されている（ｄ≦１００（ｍｍ））。こうすることによって、電極材Ｅｓの切断時に発生した金属粉を効果的に吸引し、金属粉の飛散を効果的に抑制することができる。なお、吸引部２０を、電極材Ｅｓの搬送方向についての切断部１０の下流側１００（ｍｍ）以内の位置に配置するのは、吸引部２０を、電極材Ｅｓの搬送方向についての切断部１０の下流側１００（ｍｍ）よりも離れた位置に配置した場合には、吸引部２０を、電極材Ｅｓの搬送方向についての切断部１０の下流側１００（ｍｍ）以内の位置に配置した場合よりも、金属粉の飛散を抑制する効果が著しく低下することが実験的に確認されたからである（実験Ｃ）。
【００５３】
図５は、実験Ｃの実験結果を示す説明図である。この実験Ｃでは、切断部１０から吸引部２０が備える吸引口２２までの距離（吸引距離）を変化させて、図２（ａ）に示した切断部１０および吸引部２０近傍における、電極材Ｅｓの切断時に発生する金属粉の飛散状態を、微粒子可視化システム（新日本空調（株）製）によって観察した。
【００５４】
実験条件は、以下の通りである。
Ｃ−１：切断部１０から吸引部２０が備える吸引口２２までの距離を１０（ｍｍ）とする。
Ｃ−２：切断部１０から吸引部２０が備える吸引口２２までの距離を４０（ｍｍ）とする。
Ｃ−３：切断部１０から吸引部２０が備える吸引口２２までの距離を７０（ｍｍ）とする。
Ｃ−４：切断部１０から吸引部２０が備える吸引口２２までの距離を１００（ｍｍ）とする。
Ｃ−５：切断部１０から吸引部２０が備える吸引口２２までの距離を１３０（ｍｍ）とする。
なお、図示するように、実験Ｃの各実験条件において、吸引口２２の幅（吸引口幅）と、吸引部２０による吸引差圧と、電極材Ｅｓ１と吸引口２２との距離（電極／吸引口間距離）と、電極材Ｅｓ１と電極材Ｅｓ２との振り分け角は、すべて同じである。
【００５５】
図示するように、切断部１０から吸引部２０が備える吸引口２２までの距離を１００（ｍｍ）以下とした、実験条件Ｃ−１〜Ｃ−４においては、電極材Ｅｓの切断時に発生する金属粉の飛散は、許容可能な範囲内でしか観察されなかった。一方、切断部１０から吸引部２０が備える吸引口２２までの距離を１００（ｍｍ）よりも大きくした、実験条件Ｃ−５においては、電極材Ｅｓの切断時に発生する金属粉の許容可能な範囲を超える飛散が観察された。
【００５６】
以上の実験結果から、本実施例の切断装置１００では、吸引部２０を、電極材Ｅｓの搬送方向についての切断部１０の下流側１００（ｍｍ）以内の位置に配置するものとした。
【００５７】
また、本実施例の切断装置１００では、吸引部２０における吸引口２２は、図２（ｂ）に示したように、電極材Ｅｓにおける切断位置を中心として、電極材Ｅｓの幅方向に２０（ｍｍ）以上の幅ｗ（片側に１０（ｍｍ）以上）を有するものとした。そして、吸引部２０において、吸引口２２は、電極材Ｅｓ１，Ｅｓ２と対向するように設けられている。こうすることによって、電極材Ｅｓの切断時に発生した金属粉の飛散をさらに効果的に抑制することができる。なお、吸引部２０における吸引口２２の幅ｗを、電極材Ｅｓにおける切断位置を中心として、２０（ｍｍ）以上としたのは、吸引部２０における吸引口２２の幅ｗを、２０（ｍｍ）未満とした場合には、吸引部２０における吸引口２２の幅ｗを、２０（ｍｍ）以上とした場合よりも、金属粉の飛散を抑制する効果が著しく低下することが実験的に確認されたからである（実験Ｄ）。
【００５８】
図６は、実験Ｄの実験結果を示す説明図である。この実験Ｄでは、吸引部２０が備える吸引口２２の幅（吸引口幅）を変化させて、図２（ａ）に示した切断部１０および吸引部２０近傍における、電極材Ｅｓの切断時に発生する金属粉の飛散状態を、微粒子可視化システム（新日本空調（株）製）によって観察した。
【００５９】
実験条件は、以下の通りである。
Ｄ−１：吸引口２２の幅を１０（ｍｍ）とする。
Ｄ−２：吸引口２２の幅を１５（ｍｍ）とする。
Ｄ−３：吸引口２２の幅を２０（ｍｍ）とする。
Ｄ−４：吸引口２２の幅を２５（ｍｍ）とする。
なお、図示するように、実験Ｄの各実験条件において、切断部１０から吸引部２０が備える吸引口２２までの距離（吸引距離）と、吸引部２０による吸引差圧と、電極材Ｅｓ１と吸引口２２との距離（電極／吸引口間距離）と、電極材Ｅｓ１と電極材Ｅｓ２との振り分け角は、すべて同じである。
【００６０】
図示するように、吸引口２２の幅を２０（ｍｍ）以上とした、実験条件Ｄ−３，Ｄ−４においては、電極材Ｅｓの切断時に発生する金属粉の飛散は、許容可能な範囲内でしか観察されなかった。一方、吸引口２２の幅を２０（ｍｍ）未満とした、実験条件Ｄ−１，Ｄ−２においては、電極材Ｅｓの切断時に発生する金属粉の許容可能な範囲を超える飛散が観察された。
【００６１】
以上の実験結果から、本実施例の切断装置１００では、吸引部２０が備える吸引口２２の幅を２０（ｍｍ）以上とした。
【００６２】
また、本実施例の切断装置１００では、吸引部２０による吸引差圧Ｐｓは、１．０（ＭＰａ）以上であるものとした。こうすることによって、電極材Ｅｓの切断時に発生した金属粉の飛散をさらに効果的に抑制することができる。なお、吸引部２０による吸引差圧Ｐｓを、１．０（ＭＰａ）以上としたのは、吸引部２０による吸引差圧Ｐｓを、１．０（ＭＰａ）未満とした場合には、吸引部２０による吸引差圧Ｐｓを、１．０（ＭＰａ）以上とした場合よりも、金属粉の飛散を抑制する効果が著しく低下することが実験的に確認されたからである（実験Ｅ）。
【００６３】
図７は、実験Ｅの実験結果を示す説明図である。この実験Ｅでは、吸引部２０による吸引差圧を変化させて、図２（ａ）に示した切断部１０および吸引部２０近傍における、電極材Ｅｓの切断時に発生する金属粉の飛散状態を、微粒子可視化システム（新日本空調（株）製）によって観察した。
【００６４】
実験条件は、以下の通りである。
Ｅ−１：吸引部２０による吸引差圧を０．１（ＭＰａ）とする。
Ｅ−２：吸引部２０による吸引差圧を０．３（ＭＰａ）とする。
Ｅ−３：吸引部２０による吸引差圧を０．５（ＭＰａ）とする。
Ｅ−４：吸引部２０による吸引差圧を０．７（ＭＰａ）とする。
Ｅ−５：吸引部２０による吸引差圧を０．９（ＭＰａ）とする。
Ｅ−６：吸引部２０による吸引差圧を１．０（ＭＰａ）とする。
Ｅ−７：吸引部２０による吸引差圧を１．２（ＭＰａ）とする。
なお、図示するように、実験Ｅの各実験条件において、切断部１０から吸引部２０が備える吸引口２２までの距離（吸引距離）と、吸引口２２の幅（吸引口幅）と、電極材Ｅｓ１と吸引口２２との距離（電極／吸引口間距離）と、電極材Ｅｓ１と電極材Ｅｓ２との振り分け角は、すべて同じである。
【００６５】
図示するように、吸引部２０による吸引差圧を１．０（ＭＰａ）以上とした、実験条件Ｅ−６，Ｅ７においては、電極材Ｅｓの切断時に発生する金属粉の飛散は、許容可能な範囲内でしか観察されなかった。一方、吸引部２０による吸引差圧を１．０（ＭＰａ）未満とした、実験条件Ｅ−１〜Ｅ−５においては、電極材Ｅｓの切断時に発生する金属粉の許容可能な範囲を超える飛散が観察された。
【００６６】
以上の実験結果から、本実施例の切断装置１００では、吸引部２０による吸引差圧を０．１（ＭＰａ）以上とした。
【００６７】
また、本実施例の切断装置１００では、吸引部２０が備える吸引口２２は、電極材Ｅｓの搬送方向についての切断部１０の下流側に搬送された電極材Ｅｓ１と吸引口２２との距離が１０（ｍｍ）以下となる位置に配置されるものとした（ｈ≦１０（ｍｍ））。こうすることによって、電極材Ｅｓの切断時に発生した金属粉の飛散をさらに効果的に抑制することができる。なお、吸引部２０を、電極材Ｅｓ１と吸引口２２との距離が１０（ｍｍ）以下となる位置に配置したのは、吸引部２０を、電極材Ｅｓ１と吸引口２２との距離が１０（ｍｍ）よりも大きい位置に配置した場合には、吸引部２０を、電極材Ｅｓ１と吸引口２２との距離が１０（ｍｍ）以下となる位置に配置した場合よりも、金属粉の飛散を抑制する効果が著しく低下することが実験的に確認されたからである（実験Ｆ）。
【００６８】
図８は、実験Ｆの実験結果を示す説明図である。この実験Ｆでは、電極材Ｅｓ１と吸引部２０が備える吸引口２２との距離（電極／吸引口間距離）を変化させて、図２（ａ）に示した切断部１０および吸引部２０近傍における、電極材Ｅｓの切断時に発生する金属粉の飛散状態を、微粒子可視化システム（新日本空調（株）製）によって観察した。
【００６９】
実験条件は、以下の通りである。
Ｆ−１：電極材Ｅｓ１と吸引部２０が備える吸引口２２との距離を５（ｍｍ）とする。
Ｆ−２：電極材Ｅｓ１と吸引部２０が備える吸引口２２との距離を７（ｍｍ）とする。
Ｆ−３：電極材Ｅｓ１と吸引部２０が備える吸引口２２との距離を１０（ｍｍ）とする。
Ｆ−４：電極材Ｅｓ１と吸引部２０が備える吸引口２２との距離を１２（ｍｍ）とする。
Ｆ−５：電極材Ｅｓ１と吸引部２０が備える吸引口２２との距離を１５（ｍｍ）とする。
なお、図示するように、実験Ｆの各実験条件において、切断部１０から吸引部２０が備える吸引口２２までの距離（吸引距離）と、吸引口２２の幅（吸引口幅）と、吸引部２０による吸引差圧と、電極材Ｅｓ１と電極材Ｅｓ２との振り分け角は、すべて同じである。
【００７０】
図示するように、電極材Ｅｓ１と吸引部２０が備える吸引口２２との距離を１０（ｍｍ）以下とした、実験条件Ｆ−１〜Ｆ−３においては、電極材Ｅｓの切断時に発生する金属粉の飛散は、許容可能な範囲内でしか観察されなかった。一方、電極材Ｅｓ１と吸引部２０が備える吸引口２２との距離を１０（ｍｍ）よりも大きくした、実験条件Ｆ−４，Ｆ−５においては、電極材Ｅｓの切断時に発生する金属粉の許容可能な範囲を超える飛散が観察された。
【００７１】
以上の実験結果から、本実施例の切断装置１００では、電極材Ｅｓ１と吸引部２０が備える吸引口２２との距離を１０（ｍｍ）以下とした。
【００７２】
また、本実施例の切断装置１００では、電極材Ｅｓ１と電極材Ｅｓ２との振り分け角θは、θ≦４５（°）に設定されている。こうすることによって、電極材Ｅｓの切断時に発生した金属粉の飛散をさらに効果的に抑制することができる。なお、電極材Ｅｓ１と電極材Ｅｓ２との振り分け角θを４５度以下としたのは、電極材Ｅｓ１と電極材Ｅｓ２との振り分け角θを４５度よりも大きくした場合には、電極材Ｅｓ１と電極材Ｅｓ２との振り分け角θを４５度以下とした場合よりも、電極材Ｅｓ１と電極材Ｅｓ２との距離が長くなり、金属粉の飛散を抑制する効果が著しく低下することが実験的に確認されたからである（実験Ｇ）。
【００７３】
図９は、実験Ｇの実験結果を示す説明図である。この実験Ｇでは、電極材Ｅｓ１と電極材Ｅｓ２との振り分け角を変化させて、図２（ａ）に示した切断部１０および吸引部２０近傍における、電極材Ｅｓの切断時に発生する金属粉の飛散状態を、微粒子可視化システム（新日本空調（株）製）によって観察した。
【００７４】
実験条件は、以下の通りである。
Ｇ−１：電極材Ｅｓ１と電極材Ｅｓ２との振り分け角を１０（°）とする。
Ｇ−２：電極材Ｅｓ１と電極材Ｅｓ２との振り分け角を２０（°）とする。
Ｇ−３：電極材Ｅｓ１と電極材Ｅｓ２との振り分け角を３０（°）とする。
Ｇ−４：電極材Ｅｓ１と電極材Ｅｓ２との振り分け角を４０（°）とする。
Ｇ−５：電極材Ｅｓ１と電極材Ｅｓ２との振り分け角を４５（°）とする。
Ｇ−６：電極材Ｅｓ１と電極材Ｅｓ２との振り分け角を５０（°）とする。
なお、図示するように、実験Ｇの各実験条件において、切断部１０から吸引部２０が備える吸引口２２までの距離（吸引距離）と、吸引口２２の幅（吸引口幅）と、吸引部２０による吸引差圧と、電極材Ｅｓ１と吸引部２０が備える吸引口２２との距離（電極／吸引口間距離）は、すべて同じである。
【００７５】
図示するように、電極材Ｅｓ１と電極材Ｅｓ２との振り分け角を４５（°）以下とした、実験条件Ｇ−１〜Ｇ−５においては、電極材Ｅｓの切断時に発生する金属粉の飛散は、許容可能な範囲内でしか観察されなかった。一方、電極材Ｅｓ１と電極材Ｅｓ２との振り分け角を４５（°）よりも大きくした、実験条件Ｇ−６においては、電極材Ｅｓの切断時に発生する金属粉の許容可能な範囲を超える飛散が観察された。
【００７６】
以上の実験結果から、本実施例の切断装置１００では、電極材Ｅｓ１と電極材Ｅｓ２との振り分け角を４５（°）以下とした。
【００７７】
以上説明した本実施例の切断装置１００によれば、上側回転カッター１２に潤滑剤塗布部としての１２ｓ１を備えることによって、電極材Ｅｓの切断時の上側回転カッター１２および下側回転カッター１４と電極材Ｅｓとの摩擦を低減し、金属粉の発生を抑制することができる。したがって、金属粉の上側回転カッター１２の刃面への付着や、切断された電極材Ｅｓ１，Ｅｓ２への付着を抑制することができる。さらに、上側回転カッター１２に集塵部としての第２スクレーパ１２ｓ２を備えることによって、上側回転カッター１２の刃面に付着した金属粉を潤滑剤とともに集塵（除去）することができる。さらに、吸引部２０を備えることによって、電極材Ｅｓの切断時に発生した金属粉の飛散を抑制することができる。また、吸引部２０を備えることによって、切断後の電極材Ｅｓ１，Ｅｓ２に付着した金属粉を非接触で除去することができる。したがって、切断後のＥｓ１，Ｅｓ２に付着した金属粉を除去するときに、電極材Ｅｓ１，Ｅｓ２の表面に損傷を与えることがない。つまり、本実施例の切断装置１００によって、電極材Ｅｓの切断時における金属粉の発生、および、飛散を抑制するとともに、切断後の電極材Ｅｓ１，Ｅｓ２に付着した金属粉を除去することができる。
【００７８】
Ｂ．変形例：
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、以下のような変形が可能である。
【００７９】
Ｂ１．変形例１：
上記実施例では、切断装置１００は、リチウムイオン電池に用いられる電極材を製造する装置であるものとしたが、本発明は、これに限られない。本発明は、一般に、シート状の金属材を切断する切断装置に適用可能である。
【００８０】
Ｂ２．変形例２：
上記実施例では、潤滑剤塗布部としての第１スクレーパ１２ｓ１、および、集塵部としての第２スクレーパ１２ｓ２を、上側回転カッター１２に設けるものとしたが、本発明は、これに限られない。本発明の切断装置は、一般に、切断部が有する第１の回転カッターおよび第２の回転カッターの少なくとも一方における刃面に接触するように設けられ、該接触する刃面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部と、第１の回転カッターおよび第２の回転カッターの少なくとも潤滑剤塗布部が設けられた一方における刃面に接触するように設けられ、金属材の切断時に発生し、接触する刃面に付着した金属粉を集塵する集塵部と、を備えればよい。したがって、例えば、潤滑剤塗布部としての第１スクレーパ１２ｓ１、および、集塵部としての第２スクレーパ１２ｓ２を、下側回転カッター１４に設けるようにしえもよい。
【００８１】
Ｂ３．変形例３：
上記実施例では、潤滑剤塗布部としての第１スクレーパ１２ｓ１と、集塵部としての第２スクレーパ１２ｓ２とは、別体であるものとしたが、これらを一体的に形成するものとしてもよい。また、潤滑剤塗布部としてのスクレーパ、および、集塵部としてのスクレーパの数は、それぞれ、任意に設定可能である。
【００８２】
Ｂ４．変形例４：
上記実施例では、第１スクレーパ１２ｓ１、および、第２スクレーパ１２ｓ２は、ポーラス状の部材からなるものとしたが、本発明は、これに限られない。第１スクレーパ１２ｓ１、および、第２スクレーパ１２ｓ２が、潤滑剤塗布部、および、集塵部として機能できる他の部材からなるものとしてもよい。
【００８３】
Ｂ５．変形例５：
上記実施例では、切断装置１００は、超音波クリーナ４０，４２を備えるものとしたが、これらを省略するようにしてもよい。ただし、超音波クリーナ４０，４２を備えることによって、電極材Ｅｓ１，電極材Ｅｓ２への金属粉の付着を、より効果的に抑制することができる。また、超音波クリーナの数や、配置は、任意に変更可能である。
【００８４】
Ｂ６．変形例６：
上記実施例において、図２に示した切断部１０と吸引部２０（吸引口２２）との距離ｄ、吸引口２２の幅ｗ、吸引部２０による吸引差圧Ｐｓ、吸引部２０（吸引口２２）と電極材Ｅｓ１と距離ｈ、電極材Ｅｓ１と電極材Ｅｓ２との振り分け角θの値は、例えば、電極材Ｅｓの材質や構造、電極材Ｅｓの搬送速度、上側回転カッター１２および下側回転カッター１４の仕様等に応じて、適宜、変更され得る。
【符号の説明】
【００８５】
１００…切断装置
１０…切断部
１２…上側回転カッター
１２ｓ１…第１スクレーパ
１２ｓ２…第２スクレーパ
１４…下側回転カッター
２０…吸引部
２２…吸引口
３０，３２，３４，３６，３８…ローラ
４０，４２…超音波クリーナ
５０…巻き取り部
６０…制御ユニット
Ｅｓ，Ｅｓ１，Ｅｓ２…電極材
【図１】
2012035360.tif 000003
【図２】
2012035360.tif 000004
【図３】
2012035360.tif 000005
【図４】
2012035360.tif 000006
【図５】
2012035360.tif 000007
【図６】
2012035360.tif 000008
【図７】
2012035360.tif 000009
【図８】
2012035360.tif 000010
【図９】
2012035360.tif 000011