JP2000218316A - 押出成形装置及び押出成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】効果的に押出比の低減を図るようにして、金属
箔の生産性の向上を図る。 【解決手段】コンテナ１６の中空部１４に投入されたビ
レット２４をステム２６によってダイス２０側に押圧す
ることにより、ダイス２０に形成されたスリット１８を
介して金属箔４４を押出成形する押出成形装置１０にお
いて、金属箔４４の幅を規定するスリット１８の長さを
中空部１４の径よりも大きくして構成する。この場合、
前記スリット１８を、ダイス２０のうち、コンテナ１６
の中空部１４に対応する位置よりも外側の位置に形成
し、連通路３４を介して中空部１４とスリット１８とを
連通させるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンテナの中空部
に投入されたビレットをステムによってダイス側に押圧
することにより、前記ダイスに形成されたスリットを介
して金属箔を押出成形する押出成形装置及び押出成形方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、厚さと幅の寸法比が５００〜２
０００程度の金属箔（例えばリチウム金属箔）を得る場
合、コンテナの中空部の内径として、製品（金属箔）の
幅以上の大きさが必要となる。

【０００３】その結果、押出比（中空部の内径／製品の
断面積）は膨大になり、リチウム金属箔の変形抵抗が低
いことを加味しても、高い押出力が必要となる。

【０００４】このようなことから、厚さと幅の寸法比が
５００〜２０００程度の金属箔を得る場合は、設備費の
増大のみならず、ダイスに加わる圧力が高く、ダイスの
精度を維持するのが極めて困難であり、また、ビレット
の中心部分と外周部分とで押出速度が異なるため、薄膜
製品の中央部分と両端部分とで厚みが不均一になってし
まう不具合がある。

【０００５】以上の問題を解決するため、従来では、特
開平８−１６８８１５号公報、特開昭５９−１６６３２
０号公報、特開平８−２６７１２３号公報等に開示され
た技術が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】特開平８−１６８８１
５号公報には、ダイスのスリット幅の不均等な開きを防
止する方法として、ダイスとフローガイドを一体的に連
結し、ダイス変形を均等に発生させる方法が開示されて
いる。しかし、本質的に押出力を低減する方法ではな
く、高出力の押出成形装置が必要となる。

【０００７】特開昭５９−１６６３２０号公報には、ス
リット方向の押出速度の不均等を防止する方法として、
製品をビレットと同心円状の円筒形状に押し出した後、
一部をスリットして広げることで平板状にする方法が開
示されている。しかし、リチウム金属箔は、極めて反応
性が高い物質であり、刃物にリチウムが付着することを
防止し、かつ、精度よくスリットを行うことは極めて困
難である。

【０００８】一般に、押出比を低減し、生産効率を上げ
る方法として、上述の特開平８−２６７１２３号公報に
開示されているように、多孔押出と称される方法が用い
られているが、薄膜用のスリットを多列に並べること
は、ビレットの直径の増大をもたらし、結果的に十分な
押出比の低減はできない。更に、押出速度の不均等が極
めて顕著であり、安定的に薄膜製品を得ることが困難に
なるおそれがある。

【０００９】本発明はこのような課題を考慮してなされ
たものであり、効果的に押出比の低減を図ることがで
き、金属箔の生産性の向上を図ることができる押出成形
装置及び押出成形方法を提供することを目的とする。

【００１０】また、本発明の他の目的は、ビレットの押
出速度を均等化することができ、製品（金属箔）の厚み
を均一化することができる押出成形装置及び押出成形方
法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、コンテナの中
空部に投入されたビレットをステムによってダイス側に
押圧することにより、前記ダイスに形成されたスリット
を介して金属箔を押出成形する押出成形装置において、
前記金属箔の幅を規定する前記スリットの長さを前記ビ
レットの径よりも大きくして構成する。

【００１２】これにより、押出比（コンテナの中空部の
内径／金属箔の断面積）が低減され、金属箔の生産性の
向上を図ることができる。

【００１３】そして、前記構成において、前記スリット
を、前記ダイスのうち、前記コンテナの中空部に対応す
る位置よりも外側の位置に形成し、連通路を介して前記
中空部と前記スリットとを連通させるようにしてもよ
い。

【００１４】これにより、前記金属箔の幅を規定する前
記スリットの長さを前記ビレットの径よりも大きくする
ことが可能となる。

【００１５】また、前記構成において、前記ダイスに複
数の前記スリットを形成し、該複数のスリットを、前記
コンテナの中空部の中心から互いに点対称の位置に形成
することが好ましい。

【００１６】これにより、ビレットの押出速度を均等化
することができ、製品（金属箔）の厚みを均一化するこ
とができる。これは、製品へのしわ等の発生を防止する
上でも効果的である。

【００１７】また、前記構成において、前記ダイスに少
なくとも前記スリットの幅を調整するための調整手段を
設けるようにしてもよい。

【００１８】次に、本発明は、コンテナの中空部に投入
されたビレットをステムによってダイス側に押圧するこ
とにより、前記ダイスに形成されたスリットを介して金
属箔を押出成形する押出成形方法において、前記金属箔
の幅を規定する前記スリットの長さを前記ビレットの径
よりも大きくして押出成形を行うことを特徴とする。

【００１９】これにより、押出比（コンテナの中空部の
内径／金属箔の断面積）が低減され、金属箔の生産性の
向上を図ることができる。

【００２０】そして、前記方法において、前記ダイスに
複数の前記スリットを形成し、前記複数のスリットを前
記コンテナの中空部の中心から互いに点対称の位置に形
成して押出成形を行うようにしてもよい。

【００２１】これにより、ビレットの押出速度を均等化
することができ、製品（金属箔）の厚みを均一化するこ
とができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る押出成形装置
及び押出成形方法を例えばリチウム金属箔を押出成形す
る場合に適用した実施の形態例（以下、単に実施の形態
に係る押出成形装置と記す）を図１〜図９を参照しなが
ら説明する。

【００２３】本実施の形態に係る押出成形装置１０は、
図１〜図５に示すように、支持台（バックダイ）１２上
に固定され、円形の中空部１４が形成された円筒状のコ
ンテナ１６と、複数（本実施の形態では４つ）のスリッ
ト１８が形成され、かつ、前記コンテナ１６の前面を閉
塞するように設けられるダイス２０と、コンテナ１６と
ダイス２０の間に設けられるフローガイド２２と、コン
テナ１６の中空部１４に投入されたビレット２４をダイ
ス２０側に押圧するステム２６とを有して構成されてい
る。

【００２４】支持台１２には、図３に示すように、前記
ダイス２０に形成された４つのスリット１８に対応した
位置に逃げ用のスリット３０が形成されている。

【００２５】各スリット１８は、前記ダイス２０のう
ち、前記コンテナ１６の中空部１４に対応する位置より
も外側の位置であって、かつ、コンテナ１６の中空部１
４の中心から互いに点対称の位置に形成されている。

【００２６】本実施の形態では４つのスリット１８をそ
れぞれ９０°ピッチで形成した例を示している。また、
各スリット１８は、ダイス２０の前面（支持台１２側の
面）に向かって連続的に幅広になるテーパ状に形成され
ている。

【００２７】図２に示すように、フローガイド２２は、
コンテナ１６の中空部１４の径とほぼ同じ径を有し、か
つ、該コンテナ１６の中空部１４に連通する中空部３２
と、該中空部３２と各スリット１８を連通する複数の連
通路３４が形成されている。図５に示すように、連通路
３４は１つのスリット１８に対して３本形成され、これ
ら１２本の連通路３４が中空部３２からそれぞれ対応す
るスリット１８に向かって放射状に形成されている。

【００２８】つまり、各スリット１８は、前記ダイス２
０のうち、コンテナ１６の中空部１４に対応する位置よ
りも外側の位置に形成され、対応する連通路３４を介し
て中空部３２及び１４と連通するようになっている。従
って、図３に示すように、各スリット１８の長さＬは中
空部１４の径Ｄよりも大きく設定できることになる。

【００２９】また、図４に示すように、前記ダイス２０
には、各スリット１８に対応して、スリット１８の幅を
調整するための調整機構３６がそれぞれ設けられてい
る。各調整機構３６は、スリット１８の形成部分に進退
自在に挿入され、かつ、スリット１８の１つの面を規定
する可動部材３８と、該可動部材３８をスリット１８の
形成部分に対して進入、後退させる複数本の調整用ボル
ト４０と、ダイス２０に固定され、かつ、前記複数本の
調整用ボルト４０がねじ込まれる固定部材４２とを有し
て構成されている。

【００３０】本実施の形態に係る押出成形装置１０は、
基本的には以上のように構成されるものであり、次にそ
の作用効果について説明する。

【００３１】まず、コンテナ１６の中空部１４に投入さ
れたビレット２４をステム２６によってダイス２０側に
押圧する。このとき、ビレット２４は、フローガイド２
２の中空部３２から連通部３４を経てダイス２０のスリ
ット１８に向かうことになる。ステム２６での押圧が更
に進行することにより、ビレット２４がスリット１８に
よって押出成形され、該スリット１８を介して金属箔４
４として押し出されることになる。

【００３２】押し出された金属箔４４は、図１に示すよ
うに、ガイドローラ４６及び４８、テンション制御用の
ダンサーローラ５０並びにガイドローラ５２を介して巻
取装置５４に案内搬送され、該巻取装置５４によって巻
き取られることなる。

【００３３】このように、本実施の形態に係る押出成形
装置１０においては、金属箔４４の幅を規定するスリッ
ト１８の長さＬをビレット２４の径（中空部１４の径
Ｄ）よりも大きく構成するようにしたので、押出比（コ
ンテナ１６の中空部１４の径Ｄ／金属箔４４の断面積）
が低減され、金属箔４４の生産性の向上を図ることがで
きる。

【００３４】特に、本実施の形態では、各スリット１８
を、ダイス２０のうち、コンテナ１６の中空部１４に対
応する位置よりも外側の位置に形成し、フローガイド２
２に形成された連通路３４を介して中空部１４とスリッ
ト１８とを連通させるようにしたので、金属箔４４の幅
を規定するスリット１８の長さＬをビレット２４の径
（中空部１４の径Ｄ）よりも大きくすることが可能とな
る。

【００３５】また、本実施の形態では、ダイス２０に複
数のスリット１８を形成する際に、これら複数のスリッ
ト１８を、コンテナ１６の中空部１４の中心から互いに
点対称の位置に形成するようにしたので、ビレット２４
の押出速度を均等化することができ、製品（金属箔４
４）の厚みを均一化することができる。これは、製品へ
のしわ等の発生を防止する上でも効果的である。

【００３６】

【実施例】ここで、１つの実験例を示す。この実験例
は、実施例１、２及び比較例において、それぞれ金属箔
４４を押出成形した後の製品状態をみたものである。

【００３７】実施例１及び２は、本実施の形態に係る押
出成形装置１０と同様の構成を有するが、比較例は従来
の押出成形装置１００と同様の構成を有する。

【００３８】比較例に係る押出成形装置１００は、図６
及び図７に示すように、フローガイド２２の中央部分に
形成された中空部３２の径がコンテナ１６の中空部１４
の径よりも小さく、ダイス２０の中央部分に１つのスリ
ット１８が形成された構成を有する。つまり、比較例に
おいては、スリット１８の長さＬが中空部１４の径Ｄよ
りも短い構成を有する。

【００３９】実施例１、２及び比較例の仕様を図８に示
す。実施例１は、本実施の形態に係る押出成形装置１０
において、最大推力が１５０ｔｏｎ、押出成形される金
属箔４４の幅及び厚みがそれぞれ６０ｍｍ及び１２０μ
ｍ、ビレット２４の素材が金属リチウム、ビレット２４
の直径が４０ｍｍ、ビレット２４の長さが６００ｍｍで
あり、スリット１８の数は図３に示すように４つであ
る。

【００４０】実施例２は、実施例１の仕様とほぼ同じで
あるが、押出成形される金属箔４４の厚みが２０μｍで
ある点で異なる。

【００４１】比較例は、図６及び図７に示す構成の押出
成形装置１００において、最大推力が１５０ｔｏｎ、押
出成形される金属箔４４の幅及び厚みがそれぞれ６０ｍ
ｍ及び１２０μｍ、ビレット２４の素材が金属リチウ
ム、ビレット２４の直径が８０ｍｍ、ビレット２４の長
さが６００ｍｍであり、スリット１８の数は図６及び図
７に示すように１つである。

【００４２】実験結果を図９に示す。この結果からわか
るように、実施例１及び２においては、押出比がそれぞ
れ４４及び１７４であり、押出推力もそれぞれ３０ｔｏ
ｎ及び３１ｔｏｎであって、押出成形された金属箔４４
の製品状態も良好であった。

【００４３】一方、比較例においては、押出比が６９８
であって非常に大きく、押出推力も７６ｔｏｎで高い値
となっている。そのため、押出成形された金属箔４４に
はしわが発生し、製品状態は不良であった。

【００４４】前記例では、金属リチウム箔の押出成形に
適用した場合を示したが、その他、アルミニウム等の金
属箔を押出成形する場合にも適用することができる。

【００４５】なお、この発明に係る押出成形装置及び押
出成形方法は、上述の実施の形態に限らず、この発明の
要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは
もちろんである。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る押出
成形装置及び押出成形方法によれば、効果的に押出比の
低減を図ることができ、金属箔の生産性の向上を図るこ
とができる。また、ビレットの押出速度を均等化するこ
とができ、製品（金属箔）の厚みを均一化することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る押出成形装置を示す構成図
である。

【図２】本実施の形態に係る押出成形装置を示す縦断面
図である。

【図３】図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線上の断面図であ
る。

【図４】図２におけるＩＶ−ＩＶ線上の断面図である。

【図５】図２におけるＶ−Ｖ線上の断面図である。

【図６】比較例に係る押出成形装置を示す断面図であ
る。

【図７】図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線上の断面図であ
る。

【図８】実施例１、２及び比較例の仕様を示す図表であ
る。

【図９】実施例１、２及び比較例の実験結果を示す図表
である。

【符号の説明】

１０、１００…押出成形装置 １２…支持台 １４、３２…中空部 １６…コンテナ １８、３０…スリット ２０…ダイス ２２…フローガイド ２４…ビレット ２６…ステム ３４…連通路 ３６…調整機構 ４４…金属箔

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンテナの中空部に投入されたビレットを
   ステムによってダイス側に押圧することにより、前記ダ
   イスに形成されたスリットを介して金属箔を押出成形す
   る押出成形装置において、 前記金属箔の幅を規定する前記スリットの長さが前記ビ
   レットの径よりも大きいことを特徴とする押出成形装
   置。
2. 【請求項２】請求項１記載の押出成形装置において、 前記スリットは、前記ダイスのうち、前記コンテナの中
   空部に対応する位置よりも外側の位置に形成され、連通
   路を介して前記中空部と前記スリットとが連通されてい
   ることを特徴とする押出成形装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載の押出成形装置におい
   て、 前記ダイスに複数の前記スリットが形成され、 前記複数のスリットは、前記コンテナの中空部の中心か
   ら互いに点対称の位置に形成されていることを特徴とす
   る押出成形装置。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項に記載の押出
   成形装置において、 前記ダイスに少なくとも前記スリットの幅を調整するた
   めの調整手段が設けられていることを特徴とする押出成
   形装置。
5. 【請求項５】コンテナの中空部に投入されたビレットを
   ステムによってダイス側に押圧することにより、前記ダ
   イスに形成されたスリットを介して金属箔を押出成形す
   る押出成形方法において、 前記金属箔の幅を規定する前記スリットの長さを前記ビ
   レットの径よりも大きくして押出成形を行うことを特徴
   とする押出成形方法。
6. 【請求項６】請求項５記載の押出成形方法において、 前記ダイスに複数の前記スリットを形成し、 前記複数のスリットを前記コンテナの中空部の中心から
   互いに点対称の位置に形成して押出成形を行うことを特
   徴とする押出成形方法。