(57)【要約】      （修正有）【課題】高圧延率でも連続シート状基材の塗工部に隣接する非塗工部でのシワの発生を抑制することを課題とする。【解決手段】塗工液が塗工された塗工部を有する連続シート状基材１を圧延するロールプレス機であって、連続シート状基材１を搬送方向６に上流から下流へ搬送させる基材搬送部と、搬送される連続シート状基材１における塗工部２を圧延する表側圧延ロール４、裏側圧延ロール５と、表側圧延ロール４、裏側圧延ロール５の上流に塗工部２に隣接する連続シート状基材１上の非塗工部を加熱する加熱部とを備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗工液が塗工された塗工部を一部に有する連続シート状基材を圧延するロールプレス機であって、前記連続シート状基材を搬送方向に上流から下流へ搬送させる基材搬送部と、搬送される前記連続シート状基材における前記塗工部を圧延する圧延ロールと、前記圧延ロールの上流に前記塗工部に隣接する連続シート状基材上の非塗工部を加熱する加熱部とを備えたことを特徴とするロールプレス機。
【請求項２】
前記圧延ロールは、前記連続シート状基材の両面における前記塗工部を圧延するように、表側圧延ロールと、裏側圧延ロールとを備えたことを特徴とする請求項１に記載のロールプレス機。
【請求項３】
前記加熱部は、前記連続シート状基材の両面を加熱するように、表側加熱部と、裏側加熱部とを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のロールプレス機。
【請求項４】
前記加熱部は、熱風を噴射する熱風ノズルで構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のロールプレス機。
【請求項５】
塗工液が塗工された塗工部を一部に有する連続シート状基材を圧延するロールプレス方法であって、前記連続シート状基材を搬送方向に上流から下流へと搬送させながら前記塗工部に隣接する非塗工部を加熱した後、前記塗工部を圧延することを特徴とするロールプレス方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続シート状基材に塗工された塗工液等の塗工部を圧延するロールプレス機及びロールプレス方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２次電池の高容量化に伴い、塗工重量を増大させた塗工液を連続シート状基材に塗工し乾燥させた後に、圧延して電極を高密度化することが行われている。このような圧延は、連続シート状基材を搬送方向に搬送させながら圧延ロールで連続的に圧延（ロールプレス）される。
【０００３】
その際、ロールプレスは平板プレスと異なり、線圧荷重で搬送方向に向けて慣性力が働く。また、圧延ローラは連続シート状基材に厚みを持って塗工されている塗工部には接触し圧延するが、塗工液が塗工されていない非塗工部に圧延ローラは接触せず荷重を加えない。つまり、塗工部にのみ荷重が印加されて非塗工部には荷重が印加されない。そのため局部的な荷重力と慣性力とにより塗工部に隣接する非塗工部で連続シート状基材にシワが発生し、電極が剥離脱落、連続シート状基材の巻き取り不良、又は電池積層時の密閉性の悪化などの不具合が発生することがある。
【０００４】
特許文献１には、このようなシワの発生を抑制するために、プレスローラ（圧延ローラ）より下流の搬送ローラが連続シート状基材の塗工部にのみ接するようにして、非塗工部に搬送の張力が掛からないようにした構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許文献１：特開２０１４−１２３４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のものは段落００１５に記載されているように、圧延率が限定的であればシワの発生が抑制されるが、圧延率が限定的でない場合は、プレスローラ（圧延ローラ）を抜けたところで発生するシワを抑制することはできないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決して、高圧延率でも連続シート状基材の塗工部に隣接する非塗工部でのシワの発生を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために本発明は、塗工液が塗工された塗工部を一部に有する連続シート状基材を圧延するロールプレス機であって、前記連続シート状基材を搬送方向に上流から下流へ搬送する基材搬送部と、搬送される前記連続シート状基材における前記塗工部を圧延する圧延ロールと、前記圧延ロールの上流に前記塗工部に隣接する連続シート状基材上の非塗工部を加熱する加熱部とを備えたことを特徴とするロールプレス機を提供するものである。
【０００９】
この構成により、連続シート状基材の非塗工部が加熱部で加熱されることで軟らかくなり塗工部の圧延による連続シート状基材の変形に伴い、非塗工部も変形することにより、高圧延率でも連続シート状基材の塗工部に隣接する非塗工部でのシワの発生を抑制することができる。
【００１０】
前記圧延ロールは、前記連続シート状基材の両面における前記塗工部を圧延するように、表側圧延ロールと、裏側圧延ロールとを備えてもよい。
【００１１】
この構成により、連続シート状基材の両面に塗工部があっても適切に圧延できる。
【００１２】
前記加熱部は、前記連続シート状基材の両面を加熱するように、表側加熱部と、裏側加熱部とを備えてもよい。
【００１３】
この構成により、連続シート状基材の両面に塗工部があっても塗工部に隣接する非塗工部でのシワの発生を抑制することができる。
【００１４】
前記加熱部は、熱風を噴射する熱風ノズルで構成してもよい。
【００１５】
この構成により、比較的簡単な構成で連続シート状基材を加熱することができる。
【００１６】
また、上記の課題を解決するために本発明は、塗工液が塗工された塗工部を一部に有する連続シート状基材を圧延するロールプレス方法であって、前記連続シート状基材を搬送方向に上流から下流へと搬送させながら前記塗工部に隣接する非塗工部を加熱した後、前記塗工部を圧延することを特徴とするロールプレス方法を提供するものである。
【００１７】
この構成により、連続シート状基材の非塗工部が加熱部で加熱されることで軟らかくなり塗工部の圧延による連続シート状基材の変形に伴い、非塗工部も変形することにより、高圧延率でも連続シート状基材の塗工部に隣接する非塗工部でのシワの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１におけるロールプレス機の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例１における連続シート状基材の圧延部を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施例１における連続シート状基材の圧延部を示す側面図である。
【図４】連続シート状基材の変形率を説明する図である。
【図５】実施例１における加熱部を設けた場合の連続シート状基材の変形率を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１９】
以下、本発明の実施例１を図１〜図５に基づいて説明する。図１は本発明の実施例１におけるロールプレス機の構成を示す図である。図２は、本発明の実施例１における連続シート状基材の圧延部を示す斜視図である。図３は、本発明の実施例１における連続シート状基材の圧延部を示す側面図である。図４は、連続シート状基材の変形率を説明する図である。図５は、実施例１における加熱部を設けた場合の連続シート状基材の変形率を説明する図である。
【００２０】
図１に示すように、本発明の実施例１おけるロールプレス機３０は、上流に位置する連続シート状基材１の巻出し部３１、下流に位置する連続シート状基材１の巻き取り部３２、連続シート状基材１を搬送方向６に上流から下流へと搬送させる基材搬送部３４、及び巻出し部３１と巻き取り部３２との中間に位置する圧延部３３を含んでいる。
【００２１】
本発明の実施例１においては、図２に示すように連続シート状基材１の搬送方向６をＹ方向、Ｙ方向に直交して連続シート状基材１の幅方向をＸ方向、Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向をＺ方向とする。
【００２２】
実施例１において、連続シート状基材１は、アルミニウム又は銅からなり、その中央部に電極とするための塗工液が連続的に塗工・乾燥された塗工部２、３がＹ方向に沿って一条形成されている（図２、図３参照）。塗工部２、３の両外側（連続シート状基材の両端部）には非塗工部があり、塗工部に隣接する非塗工部の幅方向５〜１０ｍｍのエリアを塗工部隣接エリア７と定義する。
【００２３】
塗工部２、３の形成数は、一条に限定されるものではなく、二条、三条でもよいし、それ以上の塗工部が形成されていてもよい。一条あたりの塗工部２、３の幅寸法は５０〜３００ｍｍ程度であり、連続シート状基材１の幅寸法は１００ｍｍ〜２０００ｍｍ程度である。塗工部がニ条以上設けられた場合は、塗工部間にも非塗工部が存在し、塗工部隣接エリア７が存在することになる。
【００２４】
連続シート状基材１は、基材搬送部３４によって上流の巻出し部３１から引き出され搬送方向６に１〜３００ｍ／分の速度で搬送され、圧延部３３に導かれて、電極である塗工部２、３が圧延される。圧延前の塗工部２、３の膜厚は、３０μｍ〜２００μｍであるが、圧延されることによって、約７０〜９０％圧縮整形されて電池の高容量化に貢献することとなる。圧延された連続シート状基材１は基材搬送部３４によって搬送方向に搬送され、下流の巻き取り部３２にロール状に巻き取られる。
【００２５】
圧延部３３を図２、図３を参照して詳細に説明する。圧延部３３には、圧延ロールが連続シート状基材１を挟むようにＺ方向に２つ設けられている。すなわち、連続シート状基材１の表側の塗工部２を圧延する表側圧延ロール４と裏側の塗工部３を圧延する裏側圧延ロール５とが、図３に示すように距離２ａ＋ｂだけ隔ててＸ方向に平行に設けられ、その幅（Ｘ方向の寸法）は連続シート状基材１の幅よりも大きい。
【００２６】
ここで、表側圧延ロール４は連続シート状基材１表面上の塗工部２に、裏側圧延ロール５は連続シート状基材１裏面上の塗工部３をそれぞれ圧延するために荷重（０．３〜３ｔ／ｃｍ）を加えている。表側圧延ロール４及び裏側圧延ロール５はともに連続シート状基材１の塗工部２及び塗工部３に接して線圧荷重を印加しているが、非塗工部には接していない（図３参照）ので荷重は印加されていない。また、基材搬送部３４により連続シート状基材１は搬送方向６に慣性力が働く。これら局部的な荷重力と慣性力によって非塗工部のうち塗工部２、３に隣接する塗工部隣接エリア７（幅方向寸法は５〜１０ｍｍ程度）に、シワが生じる。
【００２７】
塗工部隣接エリア７にシワが生じる原因について、図４を参照して考察する。図４は、連続シート状基材１が表側圧延ロール４、裏側圧延ロール５で圧延されるときの連続シート状基材１の断面図（表側圧延ロール４、裏側圧延ロール５の記載は省略している）と、幅方向（Ｘ方向）に沿った圧延時の連続シート状基材１の変形率とを示した図である。つまり、表側圧延ロール４、裏側圧延ロール５が圧延する塗工部２、３のある連続シート状基材１の部分は圧延による荷重の印加によって変形率が高いが、塗工部２、３以外の非塗工部における連続シート状基材１の変形率はゼロである。すなわち、塗工部２、３を圧延し非塗工部を圧延しないことで、図４に示すように、連続シート状基材１の幅方向において塗工部２、３と非塗工部との境界部で変形率が急激に変化するために、塗工部隣接エリア７にシワが発生すると考えられる。実施例１においては、このシワの発生を抑制するために、表側圧延ロール４及び裏側圧延ロール５の上流側の塗工部隣接エリア７に加熱部が設けられている。
【００２８】
実施例１において、加熱部は、連続シート状基材１の表面に熱風を噴射する表側加熱部及び連続シート状基材１の裏面に熱風を噴射する裏側加熱部とからなっている。すなわち、表側加熱部として、図２においてＸ方向奥側の塗工部隣接エリア７を加熱する表側熱風ノズル１０、及びＸ方向手前側の塗工部隣接エリア７を加熱する表側熱風ノズル１１が設けられている。また、裏側加熱部として、図２においてＸ方向奥側の塗工部隣接エリア７を加熱する裏側熱風ノズル１２（図２では、図示せず）、及びＸ方向手前側の塗工部隣接エリア７を加熱する裏側熱風ノズル１３が設けられている。また、熱風は公知の図示しない熱風発生器から表側熱風ノズル１０、１１、裏側熱風ノズル１２、１３に導かれて噴出される。
【００２９】
ここで、加熱部の連続シート状基材１に対する作用効果について、図５を参照して説明する。図５は、表側圧延ロール４、裏側圧延ロール５の上流に加熱部、すなわち表側熱風ノズル１０、１１、図５には図示していない裏側熱風ノズル１２、１３が設けられた場合である実施例１における連続シート状基材１が表側圧延ロール４、裏側圧延ロール５で圧延されるときの連続シート状基材１の断面図（表側圧延ロール４、裏側圧延ロール５の記載は省略している）と、幅方向（Ｘ方向）に沿った圧延時の連続シート状基材１の変形率とを示した図である。図５に示すように、表側圧延ロール４、裏側圧延ロール５が圧延する塗工部２、３のある部分の連続シート状基材１は図４の場合と同様に圧延による荷重の印加によって変形率が高い。一方、加熱部で連続シート状基材１の塗工部隣接エリア７は、加熱されることによって軟らかくなり、圧延による荷重の印加のよって塗工部２、３における連続シート状基材１が変形することに伴って、塗工部隣接エリア７もある程度変形することで、塗工部隣接エリア７における連続シート状基材１の変形率は徐々に低くなる。つまり、加熱部がない場合の変形率の変化よりも、加熱部のある場合の変形率の変化は鈍化している。
【００３０】
上述したように、加熱部の加熱により連続シート状基材１の塗工部隣接エリア７が軟らかくなり、圧延による塗工部２、３における連続シート状基材１の変形に伴って、軟らかくなっている非塗工部（塗工部隣接エリア７）における連続シート状基材１も変形し、図５に示すように塗工部２、３と非塗工部の境界における変形率の変化が鈍化し、シワの発生が抑制される。例えば、連続シート状基材１が純アルミニウムで構成される場合の物性値では、常温での伸びは４０％程度であるのに対し、２００〜３００℃にすることで７０〜８０％になるとされている。
【００３１】
なお、実施例１においては、連続シート状基材１に形成された塗工部２、３は連続シート状基材１の表面及び裏面に各一条としたが、必ずしもこれに限定されない。例えば、表面及び、又は裏面に二条形成としてもよいし、それ以上の塗工部が形成されていてもよい。二条以上の塗工部が形成されている場合は、塗工部間に非塗工部が存在し、塗工部隣接エリア７が存在する。そして、塗工部間の塗工部隣接エリア７においてもシワの発生を抑制するために表側圧延ロール４、裏側圧延ロールの上流に加熱部が設けられる。
【００３２】
また、実施例１においては、連続シート状基材１の表面及び裏面に塗工部が形成されているが、必ずしもこれに限定されない。表面のみ、又は裏面のみに塗工部が形成されたものであってもよい。その場合、塗工部が形成されていない面の圧延ローラに替えて平板を設けて片面のみ圧延ローラで圧延するようにしてもよい。
【００３３】
さらに、実施例１においては、表側熱風ノズル１０、１１を連続シート状基材１の表面に設け、裏側熱風ノズル１２、１３を連続シート状基材１の裏面に設ける構成としたが、必ずしもこれに限定されない。連続シート状基材１の塗工部隣接エリア７におけるシワの発生が抑制できる程度に加熱されればよい。例えば、加熱が充分であれば、表側熱風ノズル１０、１１のみ設ける構成としてもよいし、裏面の熱風ノズル１２、１３のみ設ける構成としてもよい。また、塗工部が二条以上である場合は、塗工部間の非塗工部にも熱風ノズルを設ける構成としてもよい。
【００３４】
また、実施例１においては、加熱部として表側熱風ノズル１０、１１、裏側熱風ノズル１２、１３を設けたが、必ずしもこれに限定されない。他の熱源で加熱部を構成してもよい。例えば、誘導加熱部、ランプ等で構成してもよい。また、連続シート状基材１の表側と裏側で別の種類の加熱部を設けてもよい。
【００３５】
上述したように、本発明の実施例１においては、塗工液が塗工された塗工部を一部に有する連続シート状基材を圧延するロールプレス機であって、前記連続シート状基材を搬送方向に上流から下流へ搬送する基材搬送部と、搬送される前記連続シート状基材における前記塗工部を圧延する圧延ロールと、前記圧延ロールの上流に前記塗工部に隣接する連続シート状基材上の非塗工部を加熱する加熱部とを備えたことを特徴とするロールプレス機としたことにより、連続シート状基材の非塗工部が加熱部で加熱されることで軟らかくなり塗工部の圧延による連続シート状基材の変形に伴い、非塗工部も変形することにより、高圧延率でも連続シート状基材の塗工部に隣接する非塗工部でのシワの発生を抑制することができる。
【００３６】
また、本発明の実施例１においては、塗工液が塗工された塗工部を一部に有する連続シート状基材を圧延するロールプレス方法であって、前記連続シート状基材を搬送方向に上流から下流へと搬送させながら前記塗工部に隣接する非塗工部を加熱した後、前記塗工部を圧延することを特徴とするロールプレス方法としたことにより、連続シート状基材の非塗工部が加熱部で加熱されることで軟らかくなり塗工部の圧延による連続シート状基材の変形に伴い、非塗工部も変形することにより、高圧延率でも連続シート状基材の塗工部に隣接する非塗工部でのシワの発生を抑制することができる。
【実施例２】
【００３７】
実施例１においては、連続シート状基材１は、その中央部に電極とするための塗工液が連続的に塗工・乾燥された塗工部２、３がＹ方向に沿って一条以上形成されていたが、実施例２では、連続シート状基材１の少なくとも表裏いずれかの面において、連続的ではなく、間欠的に塗工部２、３がＹ方向に沿って一条以上形成されている点で異なっている。つまり、Ｙ方向において、塗工部２、３が形成されない間欠部分が存在している。
【００３８】
実施例２における塗工部２、３が形成されない間欠部分では、塗工部２、３の圧延に伴う局部的な荷重が印加されないので、上述したシワが発生することはない。したがって、実施例１と同じ構成を備えたロールプレス機１で連続的に塗工部２、３の圧延することができる。
【００３９】
したがって、実施例２においても、連続シート状基材の非塗工部が加熱部で加熱されることで軟らかくなり塗工部の圧延による連続シート状基材の変形に伴い、非塗工部も変形することにより、高圧延率でも連続シート状基材の塗工部に隣接する非塗工部でのシワの発生を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、２次電池の電極に限らず、連続シート状基材の圧延に幅広く適用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１： 連続シート状基材    ２：塗工部    ３：塗工部    ４：表側圧延ロール    ５：裏側圧延ロール    ６：搬送方向    ７：塗工部隣接エリア１０：表側熱風ノズル  １１：表側熱風ノズル    １２：裏側熱風ノズル  １３：裏側熱風ノズル３０：ロールプレス機    ３１：巻出し部    ３２：巻き取り部３３：圧延部    ３４：基材搬送部
【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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