JP2004306571A - シート状多孔質材料への真空含浸装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来技術ではシート状多孔質材料に連続的に液を含浸させる場合、ニップローラーによりシールする方式の装置が種々提案されているが、この場合ニップローラーの側面、周辺でもシール行うことが必要であり、その構造が複雑なものになり、摺動摩耗部分が多く、また、使用するシール部材の物性選択にも困難を伴うことが多かった。
【解決手段】減圧に保った真空室と圧力を高めた巻取室とを長いスリット状通路で結合し、真空室に置いたシート状多孔質材料をスリットを通して巻取室に移送しながらスリット部に注入した含浸液で両室の差圧をシールし且つシート状多孔質材料に連続的に含浸を行うもので、シール部分にニップロールや摺動する材料を使用していないため装置が非常に簡単になり、また、含浸液の洩れ量についても許容の範囲となった。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】シート状多孔質材料に樹脂を含浸したり、多孔質電極材料に電解液を含浸する場合に、材料を減圧にさらしてから含浸液にて材料を覆い、高い圧力にさらして浸透、含浸を行う連続型の真空含浸装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】シート状多孔質材料に連続的に樹脂を含浸したり、多孔質電極材料に電解液を含浸するような場合に、多孔質材料に含浸すべき液（含浸液）を材料内部に充分に充満させるために、材料を減圧あるいは真空にさらして多孔質材料内部の空気を除去し、次に含浸液にて材料を覆い、その後、より高い圧力にさらして含浸液を材料内部に浸透含浸させている。
【０００３】シート状の材料を、減圧にさらす真空部と圧力による含浸をさせる大気圧部間を連続的に移動させるに際し、圧力の異なる部分のシールはニップローラー方式がある。 これは処理材料を一対のロールでニップしながら送り、ニップロールと材料の隙間及びニップロールの側面と周辺に押しあてたシール材との隙間で圧力シールを行っていた。
この部分の構造については、多くの特許が提案されている。 しかし、これらの装置には実用上種々の問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記ニップロールによる真空シールの場合、ニップロール、ニップロールの側面及び周辺の各シールの接する部分が三次元的に交わり、構造的にも複雑で製作が難しく、また摺動シール部分が伴っており、ニップロールやシール材等の材質も摺動に対する耐磨耗性と含浸液に対する耐溶解性、耐膨潤性などの物性上での選択も困難であった。
また、シール部分の構造が複雑になり故障修理や部品交換等保全上での問題が多いものである。
【０００５】
【課題を解決する為の手段】前述のニップロール方式について種々検討したが、問題点の完全な解決が困難であり、特に摺動に対する処置が問題であった。
従ってニップロール方式のような動く部分のない他のシール方式を検討した。
本方式では細長いスリットを用いて圧力の異なる部分のシールを行い、そのスリット中をシート状処理材を連続移動させて含浸処理をするものである。
【０００６】スリットを通って洩れ出す液量はスリット隙間の３乗に、また、スリット長さ及び粘度の１乗に反比例し、スリット幅に比例する。 このことから、含浸液の粘度が高ければ、狭くて長いスリットであれば洩れ量は実用上許容出来る範囲に納まることを見出した。 真空含浸の場合、材料を減圧にさらした後にすぐ含浸液に接するようにすればよいので、この含浸液をスリット部に供給することでシール液を兼ねさせることが出来るとの構想に至った。
【０００７】即ち、真空室に置いた材料を巻き出しながら真空にさらして多孔質材料内部を脱気し、巻取室とを結合する狭いスリット状通路を通し、大気圧状態の巻取り室で巻き取る。 このスリット部に含浸液を供給し、含浸液の粘性を利用してシールすると同時にスリットの入側と出側で生じる圧力勾配によって含浸液を加圧してゆき、巻取り室の圧力で多孔質内部に含浸液を浸透含浸させるようにした。
【０００８】
【発明の実施の形態】図を参照して本発明の真空含浸装置を説明する。
まず、真空室１内に置いた材料ロール２から含浸させるシート状材料をガイドロール３を経由してスリット部７へ巻き出す。 スリット隙間は一様な場合もあるが、所により隙間を変える方が効果的な場合もある。 真空室１は真空ポンプ４にて減圧に保たれる。 真空室のスリット側には、スリット部から洩れ出してくる少量の含浸液を受け取って溜める液溜部５を設けて、この部分に洩れ出した含浸液を抜出しポンプ６にて抜出す。 抜出した液はその品質を勘案して廃棄又はリサイクルする。
【０００９】スリット部には上下から液注入パイプライン９を通して含浸液を供給し、真空シールをすると同時に多孔質材料への含浸を進める。 また、含浸液はスリット部の真空室側と巻取り室側の２ヶ所あるいは任意の複数個所から供給するのが安定した含浸のためには望ましい。
【００１０】スリット部から材料の移動に同伴して洩れ出してくる余剰の含浸液は常圧に保たれた巻取り室１１に設けた液溜部１４に受け止め、ここから液循環ポンプ８で抜出し排出、または新液供給ライン１０からの供給液と共にパイプライン９へと送り出す。 含浸されつつある材料はスリット部７から巻取り室１１に出てきた後、余剰に付着している含浸液をスクレーパー１２、絞りロール１３などで除去し、落下した含浸液も液溜部１４に集めて循環させる。
【００１１】その後、含浸された材料は必要に応じて乾燥あるいは熱硬化や紫外線硬化などの硬化処理部１５とガイドロール１６を経由して含浸済材料ロール１７として巻き取る。 巻取り室は必要に応じて乾燥空気その他必要な雰囲気に保つようにする。
【００１２】実施の形態として真空室に材料ロールを単独に置いた例で説明したが、ターレット式巻き出し装置を使ってロールを連続的に接続しながら供給することも出来る。 その際真空室への材料の送入は前室を設置して、そこで大気圧から真空状態への置換を行ってから行うことで真空条件を保たれる。 また、巻取りロールの交換も真空室と同様の手段をとることで必要な雰囲気を乱さずに行うことが出来る。
【実施例】
【００１３】確認の実験では、２０μの銅箔の両面に活性物を含む電極剤を塗布し、全厚み２００μ、幅２００ｍｍの電極材のロールを作り、これを２ｋＰａに保った真空室に置き、スリット幅３００μ、幅２１０ｍｍ、長さ１ｍのスリットを通して大気圧の巻取室内へ送り、速度８ｍ／分で巻き取った。 含浸液としてはモデル液として粘度１０００ＣＰのグリセリンを用いた。
真空室へのグリセリンの洩れ量は０．２ＣＣ／分で実用上許容出来る量であった。サンプリングした同じ面積の電極材の含浸前重量９７．２ｍｇに対し、含浸後１０５．８ｍｇで含浸量は８．６ｍｇであった。
【００１４】実施例と同じ装置で真空室を大気圧に保ち、他は同じ条件で含浸を行った。 含浸後のサンプル重量は１００．８ｍｇで含浸量は３．６ｍｇであった。 従って真空含浸によって約２．４倍の含浸量となり、本装置が有効であるとの結果が得られた。
【発明の効果】
【００１５】本装置によって、構造が簡単で安価な装置でありながら、シート状多孔質材料に連続的に真空含浸を行うことが出来る。 また、含浸液を圧力差のシールに使用するため、特別のシール部材や摺動部品が必要なく、消耗品もなくなり保守上の手間が殆どかからない装置となった。
【００１６】なお、このシール方式はシート状材料と適当な液体の組み合わせがあれば圧力条件の異なる２室間をシールしながらシート状材料を連続的に送る場合にも適応出来るものであり、浸透、含浸の用途以外にも塗装、吸着、反応、充填設備等への用途が有ります。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による真空含浸装置
【符号の説明】
１ 真空室 ２ 材料ロール
３ ガイドロール ４ 真空ポンプ
５ 液溜部 ６ 抜出しポンプ
７ スリット部 ８ 液循環ポンプ
９ 液注入パイプライン １０ 新液供給パイプライン
１１ 巻取り室 １２ スクレーパー
１３ 絞りロール １４ 液溜部
１５ 硬化処理部 １６ ガイドロール
１７ 含浸済材料ロール １８ 加圧パイプライン

Claims (2)

1. シート状多孔質材料に連続的に含浸液を含浸する装置において、処理する材料を供給しながら減圧にさらす真空室と、含浸後の材料を圧力を高めた条件で巻き取る巻取室とを設け、その間を長く狭いスリット状通路で結合し、この通路を通して真空側から巻取り側へ材料を移送しながらこのスリット部に含浸液を供給して多孔質材料に含浸すると同時に、同液の粘性を利用して両室間の差圧をシールするシート状多孔質材料への連続真空含浸装置。
2. 請求項１の装置において、スリット部への含浸液の供給はスリット部の真空室側に近い所と、巻取部側に近い所の２ヵ所以上の場所に分けて其々材料の上下方向から行うようにした連続真空含浸装置。

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