JP2005288535A

JP2005288535A - 金属箔圧延装置および圧延ロール

Info

Publication number: JP2005288535A
Application number: JP2004111661A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Watanabe; 健一渡辺; Masao Hiraoka; 正男平岡
Original assignee: Hitachi Engineering and Services Co Ltd
Current assignee: Hitachi Engineering and Services Co Ltd
Priority date: 2004-04-06
Filing date: 2004-04-06
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】
本発明の目的は金属箔圧延の圧延精度を向上させることができる金属箔圧延装置および圧延ロールを提供することにある。
【解決手段】
圧延ロール１は周方向表面の近傍内部に同一円周上に軸方向に形成された複数の媒体流路１５に熱媒油を通流して加熱される。圧延ロール１は軸方向の両端面に断熱材３が設けられ、両端面からの放熱を抑制する。
【選択図】図２

Description

本発明は、両面に活物質が形成されたシート状の金属箔、特にリチウム電池等の二次電池の電極材に用いられる金属箔を圧縮成形する金属箔圧延装置および圧延ロールに関する。

一般に、二次電池の電極材として用いられる銅箔などの金属箔は両面にポリマーなどをバインダーとした活物質を塗布して形成し圧延ロールで圧縮成形している。金属箔は、圧縮成形によって板厚がほとんど変化せずに塗布材の密度と寸法精度の向上が成される。なお、金属箔の形状制御については下記の特許文献１に記載されている。

金属箔を圧縮成形する上下一対の圧延ロールは圧下装置で下圧延ロールを上下動させてロール間隔（ロール開度）を制御している。圧下装置としては、活物質塗布量の増加及び高密度化による大荷重化に対応して油圧圧下装置が用いられるようになってきている。上下一対の圧延ロールのロール間隔は油圧圧下装置により下圧延ロールを上下動させて制御している。

このような活物質を圧縮成形する金属箔圧延装置の圧延ロールはロール表面温度が所定温度になるようにロール内部に熱媒油などの熱媒体を循環させて加熱している。ロール表面温度は、例えば、1８０℃程度にしている。熱媒体はロール内部に媒体流路を形成しロール軸から供給して循環させている。

しかし、ロール端面（軸方向両側）に近い部分は加工上の制約により媒体流路を形成することができないために温度がロール中心部分より低くなる。このため、ロール内部における軸方向の温度分布が不均一となり、ロールの中心部分が膨らむサーマルクラウン現象を生じる。圧延ロールにサーマルクラウン現象を生じると圧延精度に悪影響を与えることになる。

従来、圧延ロールのサーマルクラウンはロール軸に荷重を加えるロールベンディングによる補正を行うようにしている。

特開平５−１１１７１４号公報

従来、圧延ロールのサーマルクラウンはロールベンディングによって補正している。しかしながら、金属箔圧延装置に使用する圧延ロールは軸方向の長さが短く、径が大きくなっている。圧延ロールはロール胴長（軸方向長）とロール径が略等しい大きさになる。このために、ロール軸に圧力を加えても容易に曲がらず圧延精度を向上させることができないという問題点を有する。

本発明の目的は金属箔圧延の圧延精度を向上させることができる金属箔圧延装置および圧延ロールを提供することにある。

本発明の特徴とするところは、圧延ロールは、周方向表面の近傍内部に同一円周上に軸方向に形成された複数の媒体流路に熱媒体を通流して加熱され、軸方向の両端面に断熱材が設けられていることにある。

本発明は圧延ロールの軸方向の両端面を断熱材で覆い両端面からの放熱を抑制し、ロール内部における軸方向の温度分布を均一になるようにしているのでサーマルクラウン発生量を低減でき金属箔圧延の圧延精度を向上させることができる。

金属箔は両面に圧延方向に沿って所定長の活物質が一定間隔で形成されている。上下一対の圧延ロールは加熱された状態で金属箔を圧延する。油圧圧下装置は下圧延ロールを上下動させて上下圧延ロールのロール間隔を制御する。一対の圧延ロールは、周方向表面の近傍内部に、同一円周上に等間隔で軸方向に形成された複数の媒体流路に熱媒油を通流して加熱され、軸方向の両端面に中空円盤状の断熱板を積層した断熱材が設けられている。

図１に本発明の一実施例を示す。

図１において、巻出機９から巻出された被圧延材（金属箔）１１は上下一対の上圧延ロール１ａと下圧延ロール１ｂによって圧縮成形加工され、巻取機１０に巻取られる。図６に金属箔１１の一例構成図を示す。図６（ａ）は側面図で、図６（ｂ）は平面図である。
金属箔１１は金属箔部（心材）１１ａの両面に圧延方向に沿って所定長の活物質（活物質部）１１ｂが一定間隔で塗布により形成されている。金属箔部１１ａは幅が５００mmで、厚さは１５ミクロン程度である。また、活物質１１ｂは厚さが２５０〜３００ミクロンで、圧延方向の長さ（幅）は４００mm〜５００mm程度である。金属箔部１９の圧延方向の長さ（幅）Ｌは３０mm〜５０mmである。

上圧延ロール１ａは軸２の軸端をハウジング等の固定物（図示せず）に支持されている。上圧延ロール１ａのロール位置は固定である。下圧延ロール１ｂは油圧ジャッキ４によりロール軸２の軸端の軸受部を支持され、上下方向に位置調整される。油圧ジャッキ４は油圧装置７から高圧の作動油をサーボバルブ５を介して供給される。サーボバルブ５は図示しない板圧制御部から加えられる圧下位置信号により油圧ジャッキ４に供給する作動油量を調整する。油圧ジャッキ４、サーボバルブ５、油圧装置７は油圧圧下装置を構成する。

一対の圧延ロール１ａ、１ｂは軸方向の両端面に断熱材３が設けられており、熱媒油循環装置８からロール軸２を介して熱媒体としての熱媒油が供給される。熱媒油としてはシリコーンオイルなどが使用される。圧延ロール１（１ａ、１ｂ）は、例えば、軸方向の長さが７００mm、径が７００mm程度である。

圧延ロール１は軸２を貫通する貫通孔の媒体流路１２が形成されている。媒体流路１２の図示右側端は密閉金具１３で密閉され、図示左側端は軸２を回動自在に密閉保持する回転軸シールなどを用いた保持金具１４により密閉されている。媒体流路１２には流路１２より径の小さい媒体管路１７が配設されている。媒体管路１７は媒体流路１２を左右に密閉分離する支持金具１８に指示されている。

圧延ロール１は、周方向表面の近傍内部に、図３に示すように同一円周上に等間隔で軸方向に貫通する複数（図示の例では２4個）の媒体流路１５が形成されている。媒体流路１５は両端に密閉金具１６を封入され密閉されている。図２は１個の媒体流路１５を示している。媒体流路１５の図示右側端は連絡流路１９を介して分離された図示右側媒体流路１２の軸方向中央部に連結され、また、図示左側端は連絡流路１９を介して分離された図示左側媒体流路１２の軸方向中央部に連結されている。

熱媒油循環装置８から供給される熱媒油は矢印で示すように媒体管路１７から図示右側媒体流路１２に流入し、連絡流路１９を通流して媒体流路１５の図示右側端に流入する。媒体流路１５を通流した熱媒油は媒体流路１５の図示左側端から連絡流路１９を介して図示左側媒体流路１２流入し熱媒油循環装置８に戻される。圧延ロール１はこのようにして循環する熱媒油により加熱される。

圧延ロール１の軸方向の両端面に設けられる断熱材３は図４に示すようにロール軸２を挿通する円孔３ｂが穿設されている中空円盤状の断熱板３ａを図５に示すように複数枚だけ積層して構成されている。断熱板３ａはグラスウールやセラミックウールを板状に圧縮成形し接着して形成されている。断熱板３ａの厚さは全体で５０mm程である。

断熱板３ａを積層して構成した中空円盤状の断熱材３は図５に示すようにボルト２１で圧延ロール１に固定されている。また、ボルト２１の頭部を覆うように断熱板３ａを積層してボルト２２を圧延ロール１側から挿通させナット２３を螺合させている。ナット２３は廻り止め付きのものが用いられる。ボルト２１の頭部は大気から密閉される。なお、図５は断面図であるが、図示を判り易くする為にハッチングを省略している。

このように本発明の金属箔圧延装置における圧延ロールは、周方向表面の近傍内部に同一円周上に軸方向に形成された複数の媒体流路に熱媒体を通流して加熱され、軸方向の両端面に断熱材が設けられている。このため、圧延ロールの軸方向の両端面からの放熱を抑制し、ロール内部における軸方向の温度分布を均一にしている。

本発明者がモデルを作成し実測したところ図７に示すようなサーマルクラウン量の特性が得られている。特性ａは絶縁材を設けないもので、特性ｂは本発明により圧延ロールの軸方向の両端面に絶縁材を設けて両端面からの放熱を抑制ものである。この特性ａ，ｂを比較して明らかなように、ロール内部における軸方向の温度分布を均一にしてサーマルクラウン量を低減することができる。その結果として金属箔圧延の圧延精度を向上させることができる。

このようにして金属箔の圧延を行うのであるが、圧延ロールの軸方向の両端面を断熱材で覆い両端面からの放熱を抑制し、ロール内部における軸方向の温度分布を均一になるようにしているのでサーマルクラウン発生量を低減でき金属箔圧延の圧延精度を向上させることができる。

また、本発明は圧延ロールの軸方向の両端面を覆うように断熱材を設けるという簡単な構成でサーマルクラウン発生量を低減できる。

なお、上述の実施例は断熱板を積層して構成した中空円盤状の断熱材を圧延ロールの軸方向の両端面に固定するボルトの頭部を大気から密閉しているので両端面からの放熱抑制
を効果良く行える。

本発明の一実施例を示す構成図である。圧延ロールの一例を示す構成図である。圧延ロールの説明図である。本発明の要部の拡大断面図である。絶縁板の一例を示す構成図である。金属箔の一例を示す構成図である。本発明を説明するための特性図である。

符号の説明

１…圧延ロール、２…圧延ロール軸、３…絶縁材、４…油圧ジャッキ、５…サーボバルブ、７…油圧装置、８…熱媒油循環装置、９…巻出機、１０…巻取機、１１…金属箔、１２…媒体流路、１３…密閉金具、１４…保持金具、１５…媒体流路、１６…密閉金具、１７…媒体管路、１８…支持金具、１９…連絡流路、２１、２２…ボルト、２３…ナット。

Claims

金属箔を圧延する加熱される上下一対の圧延ロールと、前記下圧延ロールを上下動させて前記上下圧延ロールのロール間隔を制御する油圧圧下装置とを具備し、前記一対の圧延ロールは、周方向表面の近傍内部に同一円周上に軸方向に形成された複数の媒体流路に熱媒体を通流して加熱され、軸方向の両端面に断熱材が設けられていることを特徴とする金属箔圧延装置。
加熱された状態で金属箔を圧延する上下一対の圧延ロールと、前記下圧延ロールを上下動させて前記上下圧延ロールのロール間隔を制御する油圧圧下装置とを具備し、前記一対の圧延ロールは、周方向表面の近傍内部に、同一円周上に等間隔で軸方向に形成された複数の媒体流路に熱媒油を通流して加熱され、軸方向の両端面に中空円盤状の断熱板を積層した断熱材が設けられていることを特徴とする金属箔圧延装置。
加熱された状態で圧延する圧延ロールであって、前記圧延ロールは、周方向表面の近傍内部に同一円周上に軸方向に形成された複数の媒体流路に熱媒体を通流して加熱され、軸方向の両端面に断熱材が設けられていることを特徴とする圧延ロール。
加熱された状態で圧延する圧延ロールであって、前記圧延ロールは、周方向表面の近傍内部に同一円周上に等間隔で軸方向に形成された複数の媒体流路に熱媒油を通流して加熱され、軸方向の両端面に中空円盤状の断熱板を積層した断熱材が設けられていることを特徴とする圧延ロール。