JP2013051323A - Powder molding device and process of producing powder molding sheet - Google Patents

Powder molding device and process of producing powder molding sheet Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a powder molding sheet having good appearance in which the accuracy of film thickness is enhanced.SOLUTION: The powder molding device comprises a pair of rolls 4A, 4B having the axes of rotation in parallel with each other and rotating in opposite direction to each other, a powder reservoir section in which the powder being supplied between the pair of rolls is stored, and a backing material conveyance section which passes a backing material 16 between the pair of rolls so as to embrace one of the pair of rolls. In a state where the pressure from the pair of rolls is less likely to be applied to both ends of the backing material in the width direction, the powder supplied from the powder reservoir section is formed on the backing material by rolling.

Description

本発明は、ロール間で粉体を圧延成形する粉体成形装置及びこの装置を用いた粉体成形シートの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a powder forming apparatus for rolling and forming powder between rolls and a method for producing a powder formed sheet using this apparatus.

小型で軽量、且つエネルギー密度が高く、繰り返し充放電が可能なリチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタ等の電気化学素子は、環境対応からも今後の需要の拡大が見込まれている。リチウムイオン二次電池は、エネルギー密度が大きく携帯電話やノート型パソコン等の分野で利用されており、電気二重層キャパシタは、急激な充放電が可能でパソコン等のメモリバックアップ小型電源として利用されている。また、金属酸化物や導電性高分子の表面の酸化還元反応(疑似電気二重層容量)を利用するリチウムイオンキャパシタもその容量の大きさから注目を集めている。これら電気化学素子は、用途の拡大や発展に伴い、低抵抗化、大容量化、機械的特性の向上等でより一層の性能向上が求められている。電気化学素子の性能を向上させるために、電気化学素子の作製方法、電解質、電解液についても様々な改善が行われている。   The demand for electrochemical devices such as lithium ion secondary batteries and electric double layer capacitors that are small and light, have high energy density, and can be repeatedly charged and discharged is expected to increase in the future from the environmental viewpoint. Lithium-ion rechargeable batteries have high energy density and are used in the fields of mobile phones and laptop computers. Electric double layer capacitors are capable of rapid charge and discharge and are used as memory backup compact power sources for personal computers. Yes. In addition, lithium ion capacitors that utilize the oxidation-reduction reaction (pseudo electric double layer capacity) on the surface of metal oxides or conductive polymers are also attracting attention because of their large capacity. With the expansion and development of applications, these electrochemical devices are required to have further improved performance by reducing resistance, increasing capacity, improving mechanical properties, and the like. In order to improve the performance of the electrochemical element, various improvements have been made to the method for producing the electrochemical element, the electrolyte, and the electrolytic solution.

電極化学素子の作製方法である粉末圧延技術の一つとして、ロール加熱式直接粉末圧延方法が従来より知られている。かかる粉末圧延方法を実施するための粉末圧延装置は、水平且つ平行に一対の圧延ロールを配置すると共に、該圧延ロール間に基材を設け、且つ圧延ロール間の上部に設けられた仕切板内に投入された粉体を、圧延ロールの回転で圧延ロール間の間隙に引き込んで連続的に粉体が成形されたシートを製造する(例えば、特許文献1〜3参照)。   As one of the powder rolling techniques which are methods for producing electrode chemical elements, a roll heating direct powder rolling method has been conventionally known. In the powder rolling apparatus for carrying out such a powder rolling method, a pair of rolling rolls are arranged horizontally and in parallel, a base material is provided between the rolling rolls, and a partition plate provided at an upper portion between the rolling rolls. The sheet charged with the powder is drawn into the gap between the rolling rolls by rotating the rolling roll to produce a sheet on which the powder is continuously formed (for example, see Patent Documents 1 to 3).

特開2006−303395号公報JP 2006-303395 A 特開2006−339184号公報JP 2006-339184 A 特開2007−5747号公報JP 2007-5747 A

しかしながら、粉体を圧延して基材と粉体層とからなる積層シートを製造するにあたっては、ロール間を通した後の基材端部に圧力がかかったような痕が残り、特定箇所の基材が変色したり、皺が入ったりして不良品となる場合があった。また仕切板近傍の積層シート端部の厚みが仕切板の影響で積層シート中央部に比べて厚くなり、積層シートの膜厚にバラツキが生じる場合があった。更に仕切板内に貯留された粉体がロール間に供給されるときにロール端部から粉漏れが生じて粉体の歩留まりが悪化する場合があった。   However, when producing a laminated sheet consisting of a base material and a powder layer by rolling the powder, a trace remains as if pressure is applied to the end of the base material after passing between the rolls. In some cases, the base material was discolored or wrinkled, resulting in a defective product. Moreover, the thickness of the laminated sheet edge part near a partition plate became thick compared with the laminated sheet center part by the influence of a partition plate, and the film thickness of a laminated sheet may produce variation. Further, when the powder stored in the partition plate is supplied between the rolls, powder leakage may occur from the end of the roll, which may deteriorate the yield of the powder.

本発明の目的は、外観が良好であり膜厚精度を向上させた粉体成形シートを成形する粉体成形装置及びこの装置を用いた粉体成形シートの製造方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a powder molding apparatus for molding a powder molded sheet having a good appearance and improved film thickness accuracy, and a method for producing a powder molded sheet using the apparatus.

本発明者は、上記目的を達成するために検討した結果、基材の端部に圧力がかかり難くすることによって、外観が良好であって、膜厚精度を向上させた粉体成形シートが得られることを見出した。本発明はこれらの知見に基づいて完成するに至ったものである。   As a result of studying to achieve the above object, the present inventor obtained a powder molded sheet with good appearance and improved film thickness accuracy by making it difficult to apply pressure to the end of the substrate. I found out that The present invention has been completed based on these findings.

本発明によれば、
(1) 回転軸が平行で互いに逆向きに回転する一対のロールと、前記一対のロール間に供給される粉体が貯留された粉体貯留部と、前記一対のロールの内の一方のロールを抱かせるように前記一対のロール間を通し基材を搬送する基材搬送部とを備え、前記一対のロールからの圧力が前記基材の幅方向の両端部にかかり難くした状態で前記粉体貯留部から供給された粉体を前記基材上に圧延成形することを特徴とする粉体成形装置、
(2) 前記基材の両端部の表面に這わせたフィルムを更に備えることを特徴とする(1)記載の粉体成形装置、
(3) 前記フィルムの厚さが10μm〜500μmであることを特徴とする(2)記載の粉体成形装置、
(4) 前記一対のロールの上方に形成される凹部の両端に設置された一対の仕切板を更に備え、前記フィルムは、前記基材または前記ロールに接触し、前記仕切板に接触しないように配置されていることを特徴とする(2)または(3)記載の粉体成形装置、
(5) 前記フィルムは、前記ロールと前記仕切板との間隙を経るように配置されていることを特徴とする(2)〜(4)の何れかに記載の粉体成形装置、
(6) 前記フィルムは、前記基材の幅に合わせて前記基材の幅方向の位置が変更可能であることを特徴とする(2)〜(5)の何れかに記載の粉体成形装置、
(7) 前記一対のロールの内の他方のロールの軸方向の長さを前記一方のロールの軸方向の長さに比較して短くし、前記基材の両端部に対向しないようにしたことを特徴とする(1)記載の粉体成形装置、
(8) 前記一対のロールの内の他方のロールの両端部に溝が設けられていることを特徴とする(1)記載の粉体成形装置、
(9) 前記一対のロールの軸方向の長さを前記基材上に圧延成形する粉体の幅と略等しくしたことを特徴とする(1)記載の粉体成形装置、
(10) 前記一対のロールの内の他方のロールの両端部に無回転のスリーブが設けられていることを特徴とする(1)記載の粉体成形装置、
(11) 前記一対のロールの内の他方のロールの軸方向の長さを前記一方のロールの軸方向の長さに比較して短くし、前記他方のロールの両端部に停止または前記他方のロールとは逆方向に回転させる端部ロールを設けたことを特徴とする(1)記載の粉体成形装置、
(12) (1)〜(11)の何れかに記載の粉体成形装置を用いて、前記粉体貯留部から供給された粉体を前記一対のロールで圧延成形し前記基材上に粉体層を積層する粉体成形シートの製造方法、
が提供される。
According to the present invention,
(1) A pair of rolls whose rotation axes are parallel and rotate in opposite directions, a powder storage part storing powder supplied between the pair of rolls, and one of the pair of rolls And a base material transport section for transporting the base material between the pair of rolls so that the pressure from the pair of rolls is not easily applied to both ends in the width direction of the base material. A powder forming apparatus, wherein the powder supplied from the body storage unit is roll-formed on the base material,
(2) The powder molding apparatus according to (1), further comprising a film placed on the surface of both end portions of the base material,
(3) The powder molding apparatus according to (2), wherein the film has a thickness of 10 μm to 500 μm,
(4) It further includes a pair of partition plates installed at both ends of a recess formed above the pair of rolls, so that the film contacts the base material or the roll and does not contact the partition plates. The powder molding apparatus according to (2) or (3), wherein the powder molding apparatus is arranged,
(5) The powder molding apparatus according to any one of (2) to (4), wherein the film is disposed so as to pass through a gap between the roll and the partition plate.
(6) The powder molding apparatus according to any one of (2) to (5), wherein the film is capable of changing the position in the width direction of the base material in accordance with the width of the base material. ,
(7) The axial length of the other roll of the pair of rolls is made shorter than the axial length of the one roll so as not to face both ends of the substrate. (1) The powder molding apparatus according to (1),
(8) The powder molding apparatus according to (1), wherein grooves are provided at both ends of the other roll of the pair of rolls,
(9) The powder molding apparatus according to (1), characterized in that the axial length of the pair of rolls is substantially equal to the width of the powder to be roll-formed on the substrate.
(10) The powder molding apparatus according to (1), wherein non-rotating sleeves are provided at both ends of the other of the pair of rolls.
(11) The axial length of the other roll of the pair of rolls is made shorter than the axial length of the one roll, and the other roll is stopped or stopped at both ends. The powder forming apparatus according to (1), wherein an end roll that rotates in a direction opposite to the roll is provided,
(12) Using the powder molding apparatus according to any one of (1) to (11), the powder supplied from the powder storage unit is roll-formed with the pair of rolls and powdered on the base material. A method for producing a powder molded sheet for laminating body layers,
Is provided.

本発明によれば、外観が良好であり膜厚精度を向上させた粉体成形シートを製造することができる。   According to the present invention, it is possible to produce a powder molded sheet having a good appearance and improved film thickness accuracy.

第1の実施の形態の係る粉体成形装置を側面から見た概要図である。It is the schematic which looked at the powder molding apparatus which concerns on 1st Embodiment from the side. 第1の実施の形態の係る粉体成形装置を上部から見た概要図である。It is the schematic diagram which looked at the powder forming apparatus concerning a 1st embodiment from the upper part. 第2の実施の形態の係る粉体成形装置を側面から見た概要図である。It is the schematic which looked at the powder shaping | molding apparatus which concerns on 2nd Embodiment from the side. 第2の実施の形態の係る粉体成形装置を上部から見た概要図である。It is the schematic diagram which looked at the powder molding apparatus concerning a 2nd embodiment from the upper part. 第3の実施の形態の係る粉体成形装置を側面から見た概要図である。It is the schematic which looked at the powder molding apparatus which concerns on 3rd Embodiment from the side. 第3の実施の形態の係る粉体成形装置を上部から見た概要図である。It is the schematic diagram which looked at the powder molding apparatus which concerns on 3rd Embodiment from the upper part. 第4の実施の形態の係る粉体成形装置を側面から見た概要図である。It is the schematic which looked at the powder shaping | molding apparatus which concerns on 4th Embodiment from the side. 第4の実施の形態の係る粉体成形装置を上部から見た概要図である。It is the schematic diagram which looked at the powder molding apparatus which concerns on 4th Embodiment from the upper part. 第5の実施の形態の係る粉体成形装置を側面から見た概要図である。It is the schematic which looked at the powder shaping | molding apparatus which concerns on 5th Embodiment from the side. 第5の実施の形態の係る粉体成形装置を上部から見た概要図である。It is the schematic diagram which looked at the powder forming apparatus which concerns on 5th Embodiment from the upper part. 第6の実施の形態の係る粉体成形装置を側面から見た概要図である。It is the schematic which looked at the powder molding apparatus which concerns on 6th Embodiment from the side. 第6の実施の形態の係る粉体成形装置を上部から見た概要図である。It is the schematic diagram which looked at the powder forming apparatus concerning a 6th embodiment from the upper part.

以下、図面を参照して本発明の第1の実施の形態に係る粉体成形装置及び粉体成形シートの製造方法について説明する。図1は第1の実施の形態に係る粉体成形装置を側面から見た概略図、図2は第1の実施の形態に係る粉体成形装置を上部から見た概略図である。なお、図1に示すように仕切板8A,8Bは、ロール4Aの最上部からロール4Bの最上部までの幅を有しているが、粉体成形装置2の構成を理解しやすくするために、図2においてはロールニップ点(ロール4A,4Bのロール間隙が最も狭くなる部分)についてのみ仕切板8A,8Bを記載している。   Hereinafter, a powder molding apparatus and a method for manufacturing a powder molded sheet according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of the powder molding apparatus according to the first embodiment as viewed from the side, and FIG. 2 is a schematic view of the powder molding apparatus according to the first embodiment as viewed from above. As shown in FIG. 1, the partition plates 8A and 8B have a width from the uppermost part of the roll 4A to the uppermost part of the roll 4B. However, in order to facilitate understanding of the configuration of the powder molding apparatus 2. In FIG. 2, the partition plates 8A and 8B are shown only at the roll nip point (the portion where the roll gap between the rolls 4A and 4B is the narrowest).

粉体成形装置2は、回転軸が水平かつ平行に配列され近接部ではそれぞれ下向きに回転する一対のロール4A,4Bにより構成される圧縮ロール4を備えている。一対のロール4A,4B間の上部に形成されている凹みの両端部には一対の仕切板8A,8Bが配置され、一対のロール4A,4Bと一対の仕切板8A,8Bにより形成された空間に粉体6が貯留されている。   The powder molding apparatus 2 includes a compression roll 4 including a pair of rolls 4A and 4B whose rotational axes are arranged horizontally and in parallel and rotate downward in the proximity portion. A pair of partition plates 8A and 8B are disposed at both ends of the recess formed in the upper part between the pair of rolls 4A and 4B, and a space formed by the pair of rolls 4A and 4B and the pair of partition plates 8A and 8B. The powder 6 is stored.

またロール4A,4Bの間隙を経て圧縮ロール4の上方から下方に至るように、圧縮ロール4の上方及び下方にそれぞれ配置されたフィルム止め10間に取り付けられた一対のリボン状フィルム12を備えている。ここで一対のリボン状フィルム12はそれぞれ一対のロール4A,4Bの両端部に配置されており、基材16またはロール4Aに触れるが、仕切板8A,8Bに触れないように取り付けられている。さらに、リボン状フィルム12は、ロール4Aと仕切板8A,8Bとの間隙を経るように取り付けられている。また、リボン状フィルム12は、製造する粉体成形シートの厚さに基づいて10μm〜500μmの厚さのものが適宜選択される。これにより圧延の際にリボン状フィルム12が圧縮ロール4に巻き込まれること、リボン状フィルム12が切れるのを防止することができる。   Further, a pair of ribbon-like films 12 attached between film stoppers 10 disposed above and below the compression roll 4 are provided so as to extend from the top to the bottom of the compression roll 4 through the gap between the rolls 4A and 4B. Yes. Here, the pair of ribbon-like films 12 are respectively disposed at both ends of the pair of rolls 4A and 4B, and are attached so as to touch the base material 16 or the roll 4A but not the partition plates 8A and 8B. Furthermore, the ribbon-like film 12 is attached so as to pass through a gap between the roll 4A and the partition plates 8A and 8B. The ribbon-like film 12 is appropriately selected to have a thickness of 10 μm to 500 μm based on the thickness of the powder molded sheet to be produced. Thereby, it can prevent that the ribbon-like film 12 is wound in the compression roll 4 in the case of rolling, and the ribbon-like film 12 cuts.

またリボン状フィルム12のロール4A,4Bに対する位置は、基材16の幅に合わせて基材16の幅方向に変更可能に構成されている。ここで基材巻出しロール14から巻き出された基材16は、ガイドロール18を経て、ロール4Aを抱かせ、ロール4Aとロール4Bとの間を抜けて、別のガイドロール20を経て、基材巻取りロール22に巻き取られるようにセットされる。即ち、基材16はロール4A,4Bの両端部においてロール4A,4Bとリボン状フィルム12の間にセットされる。   Further, the position of the ribbon-shaped film 12 with respect to the rolls 4 </ b> A and 4 </ b> B can be changed in the width direction of the base material 16 in accordance with the width of the base material 16. Here, the base material 16 unwound from the base material unwinding roll 14 passes the guide roll 18, holds the roll 4 </ b> A, passes between the roll 4 </ b> A and the roll 4 </ b> B, passes through another guide roll 20, It is set so as to be wound around the substrate winding roll 22. That is, the base material 16 is set between the rolls 4A and 4B and the ribbon film 12 at both ends of the rolls 4A and 4B.

圧縮ロール4のロール4A,4Bはそれぞれ図1に示す矢印方向へ回転することにより粉体6を咬み込み、粉体6をロール4A,4Bにより基材16の一方の面に圧延成形する。なお、図2は、基材16の一方の面に粉体6が圧延成形され、粉体層7が形成された後に再度他方の面に粉体6を圧延成形する場合を示している。ここで圧縮ロール4のロール4A,4Bはそれぞれモータ等により駆動されることにより回転するが、ロール4A,4Bの回転速度はそれぞれ自在に変更することができる。また圧縮ロール4は粉体の種類、性質に応じて冷却、加温等の温度調節を行うことができる温度調節機構を備えている。温度調節機構としては、ロール4A,4Bの内部に配置された熱媒を使用する方法、直接伝熱線等で加温する方法等が挙げられる。   The rolls 4A and 4B of the compression roll 4 are rotated in the direction of the arrow shown in FIG. 1 to bite the powder 6, and the powder 6 is rolled and formed on one surface of the substrate 16 by the rolls 4A and 4B. FIG. 2 shows a case where the powder 6 is rolled and formed on one surface of the substrate 16 and the powder layer 7 is formed, and then the powder 6 is rolled and formed on the other surface again. Here, the rolls 4A and 4B of the compression roll 4 rotate by being driven by a motor or the like, but the rotation speeds of the rolls 4A and 4B can be freely changed. The compression roll 4 is provided with a temperature adjustment mechanism capable of adjusting the temperature such as cooling and heating according to the kind and properties of the powder. Examples of the temperature adjusting mechanism include a method of using a heat medium disposed inside the rolls 4A and 4B, a method of heating with a direct heat transfer wire, and the like.

この実施の形態に係る粉体成形装置においては、基材16の両端部の上面にリボン状フィルム12が這わせてあるため、この部分はロール4A,4Bが回転する場合においてもリボン状フィルム12は停止しており、更にこの部分はロール4A,4Bの隙間(ロール間隔)が小さくなっていることから、ロール4A,4Bが回転してもリボン状フィルム12が這わせてある部分では、粉体6を咬み込まず、基材16に圧力がかかり難い。従って、基材16の両端部における皺の発生や基材16の変色を防止することができる。また圧延成形された粉体の両端部と仕切板8A,8Bが近接しておらず、仕切板8A,8Bの影響を直接受けないため粉体成形シート(粉体層7)の厚さを均一にすることができる。このため圧延後に粉体成形シートの不良部分をカットする工程を別途設ける必要がなく、歩留まりの悪化防止および生産効率の向上に寄与する。更に、リボン状フィルム12上に粉体6が滞留することにより粉漏れが減少すると共に、粉体6が漏れた場合においても粉体6を回収しそのまま再利用することができるため、製造コストの低下を図ることができる。   In the powder forming apparatus according to this embodiment, since the ribbon-like film 12 is placed on the upper surface of both ends of the base material 16, this portion is also used when the rolls 4A and 4B rotate. Since the gap between the rolls 4A and 4B (roll interval) is small in this portion, the portion where the ribbon-like film 12 is twisted even when the rolls 4A and 4B are rotated It is difficult to apply pressure to the base material 16 without biting the body 6. Accordingly, generation of wrinkles at both ends of the base material 16 and discoloration of the base material 16 can be prevented. In addition, since both ends of the rolled powder and the partition plates 8A and 8B are not close to each other and are not directly affected by the partition plates 8A and 8B, the thickness of the powder molded sheet (powder layer 7) is uniform. Can be. For this reason, it is not necessary to separately provide a step of cutting defective portions of the powder molded sheet after rolling, which contributes to prevention of yield deterioration and improvement of production efficiency. Further, the powder 6 stays on the ribbon-like film 12 to reduce powder leakage, and even when the powder 6 leaks, the powder 6 can be collected and reused as it is. Reduction can be achieved.

次に、本発明の第2の実施の形態に係る粉体成形装置及び粉体成形シートの製造方法について説明する。図3は第2の実施の形態に係る粉体成形装置を側面から見た概略図、図4は第2の実施の形態に係る粉体成形装置を上部から見た概略図である。なお、図3に示すように仕切板8A,8Bは、ロール4Aの最上部からロール4Bの最上部までの幅を有しているが、粉体成形装置200の構成を理解しやすくするために、図4においてはロールニップ点についてのみ仕切板8A,8Bを記載している。また、第2の実施の形態に係る粉体成形装置200の構成は、図1に示す第1の実施の形態に係る粉体成形装置2の一対のリボン状フィルム12を取り除き、一対のロール4A,4Bの内のロール4Bの軸方向の長さをロール4Aの軸方向の長さに比較して短くし、基材16の両端部に対向しないようにしたものである。従って第1の実施の形態と同様の構成についての詳細な説明は省略し、第1の実施の形態と同一の構成には同一の符号を付して説明する。   Next, a powder molding apparatus and a method for producing a powder molded sheet according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic view of the powder molding apparatus according to the second embodiment as viewed from the side, and FIG. 4 is a schematic view of the powder molding apparatus according to the second embodiment as viewed from above. As shown in FIG. 3, the partition plates 8A and 8B have a width from the uppermost part of the roll 4A to the uppermost part of the roll 4B. However, in order to make the configuration of the powder forming apparatus 200 easier to understand. 4 shows the partition plates 8A and 8B only for the roll nip point. The configuration of the powder molding apparatus 200 according to the second embodiment is such that the pair of ribbon-like films 12 of the powder molding apparatus 2 according to the first embodiment shown in FIG. , 4B, the length of the roll 4B in the axial direction is made shorter than the length of the roll 4A in the axial direction so as not to face both ends of the substrate 16. Therefore, a detailed description of the same configuration as that of the first embodiment is omitted, and the same configuration as that of the first embodiment is denoted by the same reference numeral.

粉体成形装置200の圧縮ロール4のロール4A,4Bはそれぞれ図3に示す矢印方向へ回転することにより粉体6を咬み込み、粉体6をロール4A,4Bにより基材16の一方の面に圧延成形する。なお、図4は、基材16の一方の面に粉体6が圧延成形され、粉体層7が形成された後に再度他方の面に粉体6を圧延成形する場合を示している。   The rolls 4A and 4B of the compression roll 4 of the powder forming apparatus 200 bite the powder 6 by rotating in the direction of the arrow shown in FIG. 3, respectively, and the powder 6 is fed to one surface of the base 16 by the rolls 4A and 4B. Rolled into FIG. 4 shows a case where the powder 6 is rolled and formed on one surface of the substrate 16 and the powder layer 7 is formed, and then the powder 6 is rolled and formed on the other surface again.

この実施の形態に係る粉体成形装置200においては、一対のロール4A,4Bの内のロール4Bの軸方向の長さをロール4Aの軸方向の長さに比較して短くし、基材16の両端部に対向しないようにしているため、この部分にはロール4A,4Bからの圧力がかからない。従って、基材16の両端部における皺の発生や基材16の変色を防止することができ、粉体成形シートの厚さを均一にすることができる。このため圧延後に粉体成形シートの不良部分をカットする工程を別途設ける必要がなく、歩留まりの悪化防止および生産効率の向上に寄与する。   In the powder forming apparatus 200 according to this embodiment, the axial length of the roll 4B of the pair of rolls 4A and 4B is made shorter than the axial length of the roll 4A, and the base material 16 Therefore, the pressure from the rolls 4A and 4B is not applied to this portion. Therefore, generation | occurrence | production of the wrinkles in the both ends of the base material 16 and the discoloration of the base material 16 can be prevented, and the thickness of a powder-molded sheet can be made uniform. For this reason, it is not necessary to separately provide a step of cutting defective portions of the powder molded sheet after rolling, which contributes to prevention of yield deterioration and improvement of production efficiency.

次に、本発明の第3の実施の形態に係る粉体成形装置及び粉体成形シートの製造方法について説明する。図5は第3の実施の形態に係る粉体成形装置を側面から見た概略図、図6は第3の実施の形態に係る粉体成形装置を上部から見た概略図である。なお、図5に示すように仕切板8A,8Bは、ロール4Aの最上部からロール4Bの最上部までの幅を有しているが、粉体成形装置202の構成を理解しやすくするために、図6においてはロールニップ点についてのみ仕切板8A,8Bを記載している。また、第3の実施の形態に係る粉体成形装置202の構成は、図1に示す第1の実施の形態に係る粉体成形装置2の一対のリボン状フィルム12を取り除き、一対のロール4A,4Bの内のロール4Bの軸方向の端部に溝5を形成したものである。従って第1の実施の形態と同様の構成についての詳細な説明は省略し、第1の実施の形態と同一の構成には同一の符号を付して説明する。   Next, a powder molding apparatus and a method for manufacturing a powder molded sheet according to the third embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a schematic view of the powder molding apparatus according to the third embodiment as viewed from the side, and FIG. 6 is a schematic view of the powder molding apparatus according to the third embodiment as viewed from above. As shown in FIG. 5, the partition plates 8A and 8B have a width from the uppermost part of the roll 4A to the uppermost part of the roll 4B, but in order to make it easy to understand the configuration of the powder forming apparatus 202. 6 shows the partition plates 8A and 8B only for the roll nip point. The configuration of the powder molding apparatus 202 according to the third embodiment is such that the pair of ribbon-like films 12 of the powder molding apparatus 2 according to the first embodiment shown in FIG. , 4B, the groove 5 is formed at the axial end of the roll 4B. Therefore, a detailed description of the same configuration as that of the first embodiment is omitted, and the same configuration as that of the first embodiment is denoted by the same reference numeral.

粉体成形装置202の圧縮ロール4のロール4A,4Bはそれぞれ図5に示す矢印方向へ回転することにより粉体6を咬み込み、粉体6をロール4A,4Bにより基材16の一方の面に圧延成形する。なお、図6は、基材16の一方の面に粉体6が圧延成形され、粉体層7が形成された後に再度他方の面に粉体6を圧延成形する場合を示している。   The rolls 4A and 4B of the compression roll 4 of the powder forming apparatus 202 bite the powder 6 by rotating in the direction of the arrow shown in FIG. 5, respectively, and the powder 6 is fed to one surface of the base 16 by the rolls 4A and 4B. Rolled into FIG. 6 shows a case where the powder 6 is rolled and formed on one surface of the substrate 16 and the powder layer 7 is formed, and then the powder 6 is rolled and formed on the other surface again.

この実施の形態に係る粉体成形装置202においては、ロール4Bの軸方向の端部に溝5が形成されているため、この部分においてはロール4A,4Bが回転する場合においても基材16に圧力がかからず粉体6の圧延成形が行なわれない。従って、基材16の両端部における皺の発生や基材16の変色を防止することができ、粉体成形シートの厚さを均一にすることができる。このため圧延後に粉体成形シートの不良部分をカットする工程を別途設ける必要がなく、歩留まりの悪化防止および生産効率の向上に寄与する。   In the powder molding apparatus 202 according to this embodiment, since the groove 5 is formed at the end portion in the axial direction of the roll 4B, even when the rolls 4A and 4B rotate in this portion, the base material 16 is provided. No pressure is applied and the powder 6 is not rolled. Therefore, generation | occurrence | production of the wrinkles in the both ends of the base material 16 and the discoloration of the base material 16 can be prevented, and the thickness of a powder-molded sheet can be made uniform. For this reason, it is not necessary to separately provide a step of cutting defective portions of the powder molded sheet after rolling, which contributes to prevention of yield deterioration and improvement of production efficiency.

次に、本発明の第4の実施の形態に係る粉体成形装置及び粉体成形シートの製造方法について説明する。図7は第4の実施の形態に係る粉体成形装置を側面から見た概略図、図8は第4の実施の形態に係る粉体成形装置を上部から見た概略図である。なお、図7に示すように仕切板8A,8Bは、ロール4Aの最上部からロール4Bの最上部までの幅を有しているが、粉体成形装置204の構成を理解しやすくするために、図8においてはロールニップ点についてのみ仕切板8A,8Bを記載している。また、第4の実施の形態に係る粉体成形装置204の構成は、図1に示す第1の実施の形態に係る粉体成形装置2の一対のロール4A,4Bの軸方向の長さを基材16に圧延成形する粉体6の幅と略等しくし、基材16の両端部をロール4A,4Bの外側に出したものである。従って第1の実施の形態と同様の構成についての詳細な説明は省略し、第1の実施の形態と同一の構成には同一の符号を付して説明する。   Next, a powder molding apparatus and a method for producing a powder molded sheet according to the fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a schematic view of the powder molding apparatus according to the fourth embodiment as viewed from the side, and FIG. 8 is a schematic view of the powder molding apparatus according to the fourth embodiment as viewed from above. As shown in FIG. 7, the partition plates 8A and 8B have a width from the uppermost part of the roll 4A to the uppermost part of the roll 4B. However, in order to make the configuration of the powder forming apparatus 204 easier to understand. 8 shows the partition plates 8A and 8B only for the roll nip point. The configuration of the powder molding apparatus 204 according to the fourth embodiment is the length of the pair of rolls 4A and 4B in the powder molding apparatus 2 according to the first embodiment shown in FIG. The width of the powder 6 to be roll-formed on the base material 16 is made substantially equal, and both end portions of the base material 16 are exposed to the outside of the rolls 4A and 4B. Therefore, a detailed description of the same configuration as that of the first embodiment is omitted, and the same configuration as that of the first embodiment is denoted by the same reference numeral.

粉体成形装置204の圧縮ロール4のロール4A,4Bはそれぞれ図7に示す矢印方向へ回転することにより粉体6を咬み込み、粉体6をロール4A,4Bにより基材16の一方の面に圧延成形する。なお、図8は、基材16の一方の面に粉体6が圧延成形され、粉体層7が形成された後に再度他方の面に粉体6を圧延成形する場合を示している。   The rolls 4A and 4B of the compression roll 4 of the powder forming apparatus 204 bite the powder 6 by rotating in the direction of the arrow shown in FIG. 7, respectively, and the powder 6 is fed to one surface of the substrate 16 by the rolls 4A and 4B. Rolled into FIG. 8 shows a case where the powder 6 is rolled and formed on one surface of the substrate 16 and the powder layer 7 is formed, and then the powder 6 is rolled and formed on the other surface again.

この実施の形態に係る粉体成形装置204においては、一対のロール4A,4Bの軸方向の長さを基材16に圧延成形する粉体6の幅と略等しくし、基材16の両端部をロール4A,4Bの外側に出しているため、基材16の両端部にはロール4A,4Bからの圧力がかからない。従って、基材16の両端部における皺の発生や基材16の変色を防止することができ、粉体成形シートの厚さを均一にすることができる。このため圧延後に粉体成形シートの不良部分をカットする工程を別途設ける必要がなく、歩留まりの悪化防止および生産効率の向上に寄与する。   In the powder forming apparatus 204 according to this embodiment, the length in the axial direction of the pair of rolls 4A and 4B is made substantially equal to the width of the powder 6 roll-formed on the base material 16, and both end portions of the base material 16 are set. Is exposed to the outside of the rolls 4A and 4B, the pressure from the rolls 4A and 4B is not applied to both ends of the base material 16. Therefore, generation | occurrence | production of the wrinkles in the both ends of the base material 16 and the discoloration of the base material 16 can be prevented, and the thickness of a powder-molded sheet can be made uniform. For this reason, it is not necessary to separately provide a step of cutting defective portions of the powder molded sheet after rolling, which contributes to prevention of yield deterioration and improvement of production efficiency.

次に、本発明の第5の実施の形態に係る粉体成形装置及び粉体成形シートの製造方法について説明する。図9は第5の実施の形態に係る粉体成形装置を側面から見た概略図、図10は第5の実施の形態に係る粉体成形装置を上部から見た概略図である。なお、図9に示すように仕切板8A,8Bは、ロール4Aの最上部からロール4Bの最上部までの幅を有しているが、粉体成形装置206の構成を理解しやすくするために、図10においてはロールニップ点についてのみ仕切板8A,8Bを記載している。また、第5の実施の形態に係る粉体成形装置206の構成は、図1に示す第1の実施の形態に係る粉体成形装置2の一対のロール4A,4Bの内のロール4Bの両端部に直径が小さい段部を設け、段部に回転しないスリーブ9を装着したものである。従って第1の実施の形態と同様の構成についての詳細な説明は省略し、第1の実施の形態と同一の構成には同一の符号を付して説明する。   Next, a powder molding apparatus and a method for producing a powder molded sheet according to the fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a schematic view of the powder molding apparatus according to the fifth embodiment as viewed from the side, and FIG. 10 is a schematic view of the powder molding apparatus according to the fifth embodiment as viewed from above. As shown in FIG. 9, the partition plates 8A and 8B have a width from the uppermost part of the roll 4A to the uppermost part of the roll 4B. However, in order to facilitate understanding of the configuration of the powder forming apparatus 206. 10 shows the partition plates 8A and 8B only for the roll nip point. The configuration of the powder molding apparatus 206 according to the fifth embodiment is the same as that of both ends of the roll 4B in the pair of rolls 4A and 4B of the powder molding apparatus 2 according to the first embodiment shown in FIG. A step portion having a small diameter is provided in the portion, and a sleeve 9 that does not rotate is attached to the step portion. Therefore, a detailed description of the same configuration as that of the first embodiment is omitted, and the same configuration as that of the first embodiment is denoted by the same reference numeral.

粉体成形装置206の圧縮ロール4のロール4A,4Bはそれぞれ図9に示す矢印方向へ回転することにより粉体6を咬み込み、粉体6をロール4A,4Bにより基材16の一方の面に圧延成形する。なお、図10は、基材16の一方の面に粉体6が圧延成形され、粉体層7が形成された後に再度他方の面に粉体6を圧延成形する場合を示している。   The rolls 4A and 4B of the compression roll 4 of the powder forming apparatus 206 bite the powder 6 by rotating in the direction of the arrow shown in FIG. 9, and the powder 6 is fed to one surface of the substrate 16 by the rolls 4A and 4B. Rolled into FIG. 10 shows a case where the powder 6 is rolled and formed on one surface of the substrate 16 and the powder layer 7 is formed, and then the powder 6 is rolled and formed on the other surface again.

この実施の形態に係る粉体成形装置206においては、一対の回転ロール4A,4Bの内のロール4Bの両端部に直径が小さい段部を設け、段部に回転しないスリーブ9を装着しているため、この部分においては粉体6を咬み込まないことから基材16にロール4A,4Bからの圧力がかからない。従って、基材16の両端部における皺の発生や基材16の変色を防止することができ、粉体成形シートの厚さを均一にすることができる。このため圧延後に粉体成形シートの不良部分をカットする工程を別途設ける必要がなく、歩留まりの悪化防止および生産効率の向上に寄与する。また、ロール4Bのスリーブ9の部分に入った粉体6はそのまま回収して再使用することができる。   In the powder forming apparatus 206 according to this embodiment, a step portion having a small diameter is provided at both ends of the roll 4B of the pair of rotating rolls 4A and 4B, and a sleeve 9 that does not rotate is attached to the step portion. Therefore, since the powder 6 is not bitten in this portion, the pressure from the rolls 4A and 4B is not applied to the base material 16. Therefore, generation | occurrence | production of the wrinkles in the both ends of the base material 16 and the discoloration of the base material 16 can be prevented, and the thickness of a powder-molded sheet can be made uniform. For this reason, it is not necessary to separately provide a step of cutting defective portions of the powder molded sheet after rolling, which contributes to prevention of yield deterioration and improvement of production efficiency. The powder 6 that has entered the sleeve 9 of the roll 4B can be recovered and reused as it is.

次に、本発明の第6の実施の形態に係る粉体成形装置及び粉体成形シートの製造方法について説明する。図11は第6の実施の形態に係る粉体成形装置を側面から見た概略図、図12は第6の実施の形態に係る粉体成形装置を上部から見た概略図である。なお、図11に示すように仕切板8A,8Bは、ロール4Aの最上部からロール4Bの最上部までの幅を有しているが、粉体成形装置208の構成を理解しやすくするために、図12においてはロールニップ点についてのみ仕切板8A,8Bを記載している。また、第6の実施の形態に係る粉体成形装置208の構成は、図2に示す一対のロール4A,4Bの内のロール4Bの軸方向の長さをロール4Aの軸方向の長さに比較して短くし、両端部に別駆動による端部ロール11を備えることで、基材16の両端部に圧力がかからないようにしたものである。従って第1の実施の形態と同様の構成についての詳細な説明は省略し、第1の実施の形態と同一の構成には同一の符号を付して説明する。   Next, a powder molding apparatus and a method for producing a powder molded sheet according to the sixth embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 is a schematic view of the powder molding apparatus according to the sixth embodiment as viewed from the side, and FIG. 12 is a schematic view of the powder molding apparatus according to the sixth embodiment as viewed from above. As shown in FIG. 11, the partition plates 8A and 8B have a width from the uppermost part of the roll 4A to the uppermost part of the roll 4B. However, in order to make the configuration of the powder forming apparatus 208 easier to understand. In FIG. 12, the partition plates 8A and 8B are shown only for the roll nip point. The configuration of the powder forming apparatus 208 according to the sixth embodiment is such that the axial length of the roll 4B in the pair of rolls 4A and 4B shown in FIG. 2 is changed to the axial length of the roll 4A. In comparison, the length is shortened, and both ends are provided with end rolls 11 that are separately driven, so that no pressure is applied to both ends of the base material 16. Therefore, a detailed description of the same configuration as that of the first embodiment is omitted, and the same configuration as that of the first embodiment is denoted by the same reference numeral.

粉体成形装置208の圧縮ロール4のロール4A,4Bはそれぞれ図11に示す矢印方向へ回転することにより粉体6を咬み込み、粉体6をロール4A,4Bにより基材16の一方の面に圧延成形する。なお、図12は、基材16の一方の面に粉体6が圧延成形され、粉体層7が形成された後に再度他方の面に粉体6を圧延成形する場合を示している。   The rolls 4A and 4B of the compression roll 4 of the powder forming apparatus 208 bite the powder 6 by rotating in the direction of the arrow shown in FIG. 11, respectively, and the powder 6 is fed to one surface of the base 16 by the rolls 4A and 4B. Rolled into FIG. 12 shows a case where the powder 6 is rolled and formed on one surface of the substrate 16 and the powder layer 7 is formed, and then the powder 6 is rolled and formed on the other surface again.

この実施の形態に係る粉体成形装置208においては、一対のロール4A,4Bの内のロール4Bの軸方向の長さをロール4Aの軸方向の長さに比較して短くし、両端部に別駆動による端部ロール11を備え、端部ロール11を停止させ、または端部ロール11をロール4Bと逆方向に回転させることにより、基材16のロール11が対向している部分においては粉体6を咬み込まないことから基材16にロール4A及びロール11からの圧力がかからない。従って、基材16の両端部における皺の発生や基材16の変色を防止することができ、粉体成形シートの厚さを均一にすることができる。このため圧延後に粉体成形シートの不良部分をカットする工程を別途設ける必要がなく、歩留まりの悪化防止および生産効率の向上に寄与する。また、端部ロール11の部分は粉体6が入りにくい構造を有しているが、端部ロール11の部分に入った場合においても粉体6はそのまま回収して再使用することができる。   In the powder forming apparatus 208 according to this embodiment, the length of the roll 4B in the pair of rolls 4A and 4B is made shorter than the length of the roll 4A in the axial direction, at both ends. In the part which the roll 11 of the base material 16 opposes by providing the end roll 11 by another drive, and stopping the end roll 11 or rotating the end roll 11 in the opposite direction to the roll 4B. Since the body 6 is not bitten, the pressure from the roll 4A and the roll 11 is not applied to the base material 16. Therefore, generation | occurrence | production of the wrinkles in the both ends of the base material 16 and the discoloration of the base material 16 can be prevented, and the thickness of a powder-molded sheet can be made uniform. For this reason, it is not necessary to separately provide a step of cutting defective portions of the powder molded sheet after rolling, which contributes to prevention of yield deterioration and improvement of production efficiency. Moreover, although the part of the end roll 11 has a structure in which the powder 6 is difficult to enter, even when it enters the end roll 11 part, the powder 6 can be recovered and reused as it is.

本発明で使用される基材16としては、薄いフィルム状の基材であればよく、通常、厚さ1μm〜1000μm、好ましくは5μm〜800μmである。基材16としては、アルミニウム、銅、ステンレス、鉄等の金属箔または紙、天然繊維、高分子繊維、布帛、高分子樹脂フィルム等が挙げられ、目的に応じて適宜選択することができる。高分子樹脂フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂フィルム、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリ塩化ビニル、アラミドフィルム、PEN、PEEK等を含んで構成されるプラスチックフィルム、シート等が挙げられる。   The substrate 16 used in the present invention may be a thin film substrate, and usually has a thickness of 1 μm to 1000 μm, preferably 5 μm to 800 μm. Examples of the substrate 16 include metal foils such as aluminum, copper, stainless steel, and iron, paper, natural fibers, polymer fibers, fabrics, polymer resin films, and the like, which can be appropriately selected according to the purpose. Examples of the polymer resin film include polyester resin films such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, plastic films and sheets including polyimide, polypropylene, polyphenylene sulfide, polyvinyl chloride, aramid film, PEN, PEEK, and the like. It is done.

また、基材16の表面には塗膜処理、穴あけ加工、バフ加工、サンドブラスト加工及び/又はエッチング加工等の処理が施されていても良い。バックアップ基材表面に接着剤等を塗布した基材は、シート状粉体を強固に保持することができるため、特に好ましい。   Further, the surface of the base material 16 may be subjected to treatment such as coating treatment, drilling, buffing, sandblasting and / or etching. A substrate obtained by applying an adhesive or the like to the backup substrate surface is particularly preferable because it can hold the sheet-like powder firmly.

本発明で使用されるリボン状フィルム12の材質としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエステル、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリカーボネート等の樹脂フィルムやアルミ・銅等の金属箔が挙げられる。   Examples of the material of the ribbon-like film 12 used in the present invention include resin films such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyester, polyimide, polypropylene, and polycarbonate, and metal foils such as aluminum and copper.

ロール4A,4Bと仕切板8A,8Bとにより形成される空間に貯留される粉体6としては、例えば電極活物質を含む複合粒子が挙げられる。   Examples of the powder 6 stored in the space formed by the rolls 4A and 4B and the partition plates 8A and 8B include composite particles including an electrode active material.

複合粒子は、電極活物質及び結着材を含み、必要に応じてその他の分散剤、導電材および添加剤を含んでもよい。   The composite particles include an electrode active material and a binder, and may include other dispersants, conductive materials, and additives as necessary.

複合粒子をリチウムイオン二次電池の電極材料として用いる場合、正極用活物質としては、リチウムイオンを可逆的にドープ・脱ドープ可能な金属酸化物が挙げられる。かかる金属酸化物としては、例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、燐酸鉄リチウム、燐酸マンガンリチウム、燐酸バナジウムリチウム、バナジン酸鉄リチウム、ニッケル− マンガン− コバルト酸リチウム、ニッケル− コバルト酸リチウム、ニッケル− マンガン酸リチウム、鉄− マンガン酸リチウム、鉄−マンガン− コバルト酸リチウム、珪酸鉄リチウム、珪酸鉄− マンガンリチウム、酸化バナジウム、バナジン酸銅、酸化ニオブ、硫化チタン、酸化モリブデン、硫化モリブデン、等を挙げることができる。なお、上記にて例示した正極活物質は適宜用途に応じて単独で使用してもよく、複数種混合して使用してもよい。   When the composite particles are used as an electrode material for a lithium ion secondary battery, examples of the positive electrode active material include metal oxides capable of reversibly doping and dedoping lithium ions. Examples of such metal oxides include lithium cobaltate, lithium nickelate, lithium manganate, lithium iron phosphate, lithium manganese phosphate, lithium vanadium phosphate, lithium iron vanadate, nickel-manganese-lithium cobaltate, nickel-cobalt acid. Lithium, nickel-lithium manganate, iron-lithium manganate, iron-manganese-lithium cobaltate, lithium iron silicate, iron silicate-lithium manganese oxide, vanadium oxide, copper vanadate, niobium oxide, titanium sulfide, molybdenum oxide, molybdenum sulfide , Etc. In addition, the positive electrode active material illustrated above may be used independently according to a use, and may be used in mixture of multiple types.

さらに、ポリアセチレン、ポリ−p−フェニレン、ポリキノンなどのポリマーが挙げられる。これらのうち、リチウム含有金属酸化物を用いることが好ましい。   Furthermore, polymers such as polyacetylene, poly-p-phenylene and polyquinone can be mentioned. Of these, it is preferable to use a lithium-containing metal oxide.

なお、リチウムイオン二次電池用正極の対極としての負極の活物質としては、易黒鉛化性炭素、難黒鉛化性炭素、活性炭、熱分解炭素などの低結晶性炭素(非晶質炭素)、グラファイト(天然黒鉛、人造黒鉛)、カーボンナノウォール、カーボンナノチューブ、あるいはこれら物理的性質の異なる炭素の複合化炭素材料、錫やケイ素等の合金系材料、ケイ素酸化物、錫酸化物、バナジウム酸化物、チタン酸リチウム等の酸化物、ポリアセン等が挙げられる。なお、上記に例示した電極活物質は適宜用途に応じて単独で使用してもよく、複数種混合して使用してもよく。   In addition, as an active material of the negative electrode as a counter electrode of the positive electrode for the lithium ion secondary battery, low crystalline carbon (amorphous carbon) such as graphitizable carbon, non-graphitizable carbon, activated carbon, pyrolytic carbon, Graphite (natural graphite, artificial graphite), carbon nanowalls, carbon nanotubes, or composite carbon materials of carbon having different physical properties, alloy materials such as tin and silicon, silicon oxide, tin oxide, vanadium oxide And oxides such as lithium titanate, polyacene, and the like. In addition, the electrode active material illustrated above may be used independently according to a use, and may be used in mixture of multiple types.

リチウムイオン二次電池電極用の電極活物質の形状は、粒状に整粒されたものが好ましい。粒子の形状が球形であると、電極成形時により高密度な電極が形成できる。   The shape of the electrode active material for a lithium ion secondary battery electrode is preferably a granulated particle. When the shape of the particles is spherical, a higher density electrode can be formed during electrode molding.

リチウムイオン二次電池電極用の電極活物質の体積平均粒子径は、正極、負極ともに通常0.1〜100μm、好ましくは0.5〜50μm、より好ましくは0.8〜20μmである。   The volume average particle diameter of the electrode active material for a lithium ion secondary battery electrode is usually 0.1 to 100 μm, preferably 0.5 to 50 μm, more preferably 0.8 to 20 μm for both the positive electrode and the negative electrode.

リチウムイオン二次電池用電極活物質のタップ密度は、特に制限されないが、正極では2g/cm以上、負極では0.6g/cm以上のものが好適に用いられる。 The tap density of the electrode active material for a lithium ion secondary battery is not particularly limited, but a material having a positive electrode of 2 g / cm 3 or more and a negative electrode of 0.6 g / cm 3 or more is preferably used.

複合粒子をリチウムイオンキャパシタの電極材料として用いる場合、正極用活物質としては、アニオンおよび/またはカチオンを可逆的にドープ・脱ドープ可能な活性炭、ポリアセン系有機半導体(PAS)、カーボンナノチューブ、カーボンウィスカー、グラファイト等が挙げられる。好ましい電極活物質は活性炭、カーボンナノチューブである。   When composite particles are used as electrode materials for lithium ion capacitors, active materials for positive electrodes include activated carbon, polyacene organic semiconductor (PAS), carbon nanotubes, carbon whiskers that can be reversibly doped and dedoped with anions and / or cations. And graphite. Preferred electrode active materials are activated carbon and carbon nanotubes.

なお、リチウムイオンキャパシタ用正極の対極としての負極の活物質としては、リチウムイオン二次電池用負極活物質として例示した材料をいずれも使用することができる。リチウムイオンキャパシタ用電極に用いる電極活物質の体積平均粒子径は、通常0.1〜100μm、好ましくは0.5〜50μm、更に好ましくは0.8〜20μmである。   In addition, as the negative electrode active material as the counter electrode of the positive electrode for a lithium ion capacitor, any of the materials exemplified as the negative electrode active material for a lithium ion secondary battery can be used. The volume average particle diameter of the electrode active material used for the electrode for a lithium ion capacitor is usually 0.1 to 100 μm, preferably 0.5 to 50 μm, and more preferably 0.8 to 20 μm.

リチウムイオンキャパシタ電極活物質として活性炭を用いる場合、活性炭の比表面積は、30m/g以上、好ましくは500〜3,000m/g、より好ましくは1,500〜2,600m/gである。比表面積が約2,000m/gまでは比表面積が大きくなるほど活性炭の単位重量あたりの静電容量は増加する傾向にあるが、それ以降は静電容量は然程増加せず、かえって電極合材層の密度が低下し、静電容量密度が低下する傾向にある。また、活性炭が有する細孔のサイズは電解質イオンのサイズに適合していることがリチウムイオンキャパシタとしての特徴である急速充放電特性の面で好ましい。従って、電極活物質を適宜選択することで、所望の容量密度、入出力特性を有する電極合材層を得ることができる。 When using activated carbon as the lithium ion capacitor electrode active material, the specific surface area of activated carbon, 30 m 2 / g or more, preferably 500~3,000m 2 / g, more preferably 1,500~2,600m 2 / g . The capacitance per unit weight of activated carbon tends to increase as the specific surface area increases up to about 2,000 m 2 / g, but thereafter the capacitance does not increase so much. The density of the material layer tends to decrease, and the capacitance density tends to decrease. Moreover, it is preferable in terms of rapid charge / discharge characteristics, which is a feature of a lithium ion capacitor, that the pore size of the activated carbon is compatible with the size of the electrolyte ion. Therefore, an electrode mixture layer having desired capacity density and input / output characteristics can be obtained by appropriately selecting an electrode active material.

複合粒子を電気二重層キャパシタの電極材料として用いる場合、正極活物質および負極活物質としては、リチウムイオンキャパシタ用正極活物質として例示された材料をいずれも使用することができる。   When the composite particles are used as an electrode material for an electric double layer capacitor, any of the materials exemplified as the positive electrode active material for a lithium ion capacitor can be used as the positive electrode active material and the negative electrode active material.

複合粒子に用いられる結着材としては、前記電極活物質を相互に結着させることができる化合物であれば特に制限はない。好適な結着材は、溶媒に分散する性質のある分散型結着材である。分散型結着材として、例えば、シリコン系重合体、フッ素含有重合体、共役ジエン系重合体、アクリレート系重合体、ポリイミド、ポリアミド、ポリウレタン等の高分子化合物が挙げられ、好ましくはフッ素系含有重合体、共役系ジエン重合体およびアクリレート系重合体、より好ましくは共役ジエン系重合体およびアクリレート系重合体が挙げられる。   The binder used for the composite particles is not particularly limited as long as it is a compound capable of binding the electrode active materials to each other. A suitable binder is a dispersion type binder having a property of being dispersed in a solvent. Examples of the dispersion-type binder include high molecular compounds such as silicon polymers, fluorine-containing polymers, conjugated diene polymers, acrylate polymers, polyimides, polyamides, polyurethanes, and preferably fluorine-containing polymers. Polymers, conjugated diene polymers and acrylate polymers, more preferably conjugated diene polymers and acrylate polymers.

ジエン系重合体は、共役ジエンの単独重合体もしくは共役ジエンを含む単量体混合物を重合して得られる共重合体、またはそれらの水素添加物である。前記単量体混合物における共役ジエンの割合は通常40重量%以上、好ましくは50重量%以上、より好ましくは60重量%以上である。ジエン重合体の具体例としては、ポリブタジエンやポリイソプレンなどの共役ジエン単独重合体;カルボキシ変性されていてもよいスチレン・ブタジエン共重合体(SBR)などの芳香族ビニル・共役ジエン共重合体;アクリロニトリル・ブタジエン共重合体(NBR)などのシアン化ビニル・共役ジエン共重合体;水素化SBR、水素化NBR等が挙げられる。   The diene polymer is a homopolymer of a conjugated diene or a copolymer obtained by polymerizing a monomer mixture containing a conjugated diene, or a hydrogenated product thereof. The proportion of the conjugated diene in the monomer mixture is usually 40% by weight or more, preferably 50% by weight or more, more preferably 60% by weight or more. Specific examples of the diene polymer include conjugated diene homopolymers such as polybutadiene and polyisoprene; aromatic vinyl / conjugated diene copolymers such as carboxy-modified styrene / butadiene copolymer (SBR); acrylonitrile -Vinyl cyanide * conjugated diene copolymers, such as a butadiene copolymer (NBR); Hydrogenated SBR, hydrogenated NBR, etc. are mentioned.

アクリレート重合体は、一般式(1):CH=CR−COOR(式中、Rは水素原子またはメチル基を、Rはアルキル基またはシクロアルキル基を表す。)で表される化合物由来の単量体単位を含む重合体、具体的には、一般式(1)で表される化合物の単独重合体、または前記一般式(1)で表される化合物を含む単量体混合物を重合して得られる共重合体である。一般式(1)で表される化合物の具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸イソボニル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、および(メタ)アクリル酸トリデシル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル;(メタ)アクリル酸ブトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシジエチレングリコール、(メタ)アクリル酸メトキシジプロピレングリコール、(メタ)アクリル酸メトキシポリエチレングリコール、(メタ)アクリル酸フェノキシエチル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル等のエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル、2−(メタ)アクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシエチルフタル酸等の水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル;2−(メタ)アクリロイロキシエチルフタル酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチルフタル酸等のカルボン酸含有(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリル酸パーフロロオクチルエチル等のフッ素基含有(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリル酸リン酸エチル等のリン酸基含有(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリル酸グリシジル等のエポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル等のアミノ基含有(メタ)アクリル酸エステル;等が挙げられる。 The acrylate polymer is represented by the general formula (1): CH 2 = CR 1 —COOR 2 (wherein R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 represents an alkyl group or a cycloalkyl group). Polymer containing monomer unit derived from compound, specifically, homopolymer of compound represented by general formula (1), or monomer mixture containing compound represented by general formula (1) Is a copolymer obtained by polymerizing Specific examples of the compound represented by the general formula (1) include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, and (meth) acrylate n. -Butyl, isobutyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, isopentyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, (meth) (Meth) acrylic acid alkyl esters such as isodecyl acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, and tridecyl (meth) acrylate; butoxyethyl (meth) acrylate, ethoxydiethylene glycol (meth) acrylate , (Meth) acrylic acid methoxydipropylene Recall, (meth) acrylic acid methoxypolyethylene glycol, (meth) acrylic acid phenoxyethyl, (meth) acrylic acid tetrahydrofurfuryl ether group-containing (meth) acrylic acid ester; (meth) acrylic acid-2-hydroxyethyl, Hydroxyl-containing (meth) acrylic such as (meth) acrylic acid-2-hydroxypropyl, (meth) acrylic acid-2-hydroxy-3-phenoxypropyl, 2- (meth) acryloyloxyethyl-2-hydroxyethylphthalic acid Acid ester; 2- (meth) acryloyloxyethylphthalic acid, carboxylic acid-containing (meth) acrylic acid ester such as 2- (meth) acryloyloxyethylphthalic acid; Fluorine such as perfluorooctylethyl (meth) acrylate Group-containing (meth) acrylic acid ester; Phosphoric acid group-containing (meth) acrylic acid esters such as ethyl phosphate; Epoxy group-containing (meth) acrylic acid esters such as glycidyl (meth) acrylate; Amino group content such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate ( (Meth) acrylic acid ester; and the like.

これら(メタ)アクリル酸エステルは、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのなかでも、(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましく、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、および(メタ)アクリル酸n―ブチルやアルキル基の炭素数が6〜12である(メタ)アクリル酸アルキルエステルがより好ましい。これらを選択することにより、電解液に対する膨潤性の低くすることが可能となり、サイクル特性を向上させることができる。   These (meth) acrylic acid esters can be used alone or in combination of two or more. Among these, (meth) acrylic acid alkyl ester is preferable, and methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate and alkyl groups have 6 to 12 carbon atoms. (Meth) acrylic acid alkyl ester is more preferred. By selecting these, it becomes possible to reduce the swelling property with respect to the electrolytic solution, and to improve the cycle characteristics.

分散型結着材中における(メタ)アクリル酸エステル単位の含有割合は、好ましくは50〜95重量%であり、より好ましくは60〜90重量%である。(メタ)アクリル酸エステル単位の含有割合を上記範囲とすることにより、電極とした際における柔軟性を向上させることができ、割れに対する耐性を高いものとすることができる。   The content ratio of (meth) acrylic acid ester units in the dispersion-type binder is preferably 50 to 95% by weight, more preferably 60 to 90% by weight. By setting the content ratio of the (meth) acrylic acid ester unit in the above range, the flexibility in forming the electrode can be improved, and the resistance to cracking can be increased.

また、アクリレート系重合体としては、上述した(メタ)アクリル酸エステルと、これと共重合可能な単量体との共重合体であってもよく、このような共重合可能な単量体としては、たとえば、α,β−不飽和ニトリルモノマー、酸成分を有するビニルモノマーなどが挙げられる。   The acrylate polymer may be a copolymer of the above-described (meth) acrylic acid ester and a monomer copolymerizable therewith. As such a copolymerizable monomer, Examples thereof include an α, β-unsaturated nitrile monomer and a vinyl monomer having an acid component.

α,β−不飽和ニトリルモノマーとしては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、α−ブロモアクリロニトリルなどが挙げられる。これらは、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのなかでも、アクリロニトリル、メタクリロニトリルが好ましく、アクリロニトリルがより好ましい。   Examples of the α, β-unsaturated nitrile monomer include acrylonitrile, methacrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, α-bromoacrylonitrile and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, acrylonitrile and methacrylonitrile are preferable, and acrylonitrile is more preferable.

分散型結着材中におけるα,β−不飽和ニトリルモノマー単位の含有割合は、通常0.1〜40重量%、好ましくは0.5〜30重量%、より好ましくは1〜20重量部の範囲である。α,β−不飽和ニトリルモノマー単位の含有割合を上記範囲とすることにより、結着材としての結着力をより高めることができる。   The content of the α, β-unsaturated nitrile monomer unit in the dispersion-type binder is usually 0.1 to 40% by weight, preferably 0.5 to 30% by weight, more preferably 1 to 20 parts by weight. It is. By setting the content ratio of the α, β-unsaturated nitrile monomer unit in the above range, the binding force as the binder can be further increased.

酸成分を有するビニルモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などが挙げられる。これらは、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのなかでも、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸が好ましく、メタクリル酸、イタコン酸がより好ましく、特に、メタクリル酸とイタコン酸とを併用して用いることが好ましい。   Examples of the vinyl monomer having an acid component include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, and fumaric acid. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, acrylic acid, methacrylic acid and itaconic acid are preferable, methacrylic acid and itaconic acid are more preferable, and it is particularly preferable to use methacrylic acid and itaconic acid in combination.

分散型結着材中における酸成分を有するビニルモノマー単位の含有割合は、好ましくは10〜1.0重量%であり、より好ましくは1.5〜5.0重量%である。酸成分を有するビニルモノマー単位の含有割合を上記範囲とすることにより、スラリーとした際における安定性を向上させることができる。   The content ratio of the vinyl monomer unit having an acid component in the dispersion-type binder is preferably 10 to 1.0% by weight, more preferably 1.5 to 5.0% by weight. By making the content rate of the vinyl monomer unit which has an acid component into the said range, stability at the time of setting it as a slurry can be improved.

さらに、アクリレート系重合体としては、上述した各単量体と共重合可能な他の単量体を共重合したものであってもよく、このような他の単量体としては、たとえば、2つ以上の炭素−炭素二重結合を有するカルボン酸エステル類、芳香族ビニル系単量体、アミド系単量体、オレフィン類、ジエン系単量体、ビニルケトン類、複素環含有ビニル化合物などが挙げられる。   Further, the acrylate polymer may be a copolymer of other monomers copolymerizable with the above-described monomers. Examples of such other monomers include 2 Carboxylic acid esters having two or more carbon-carbon double bonds, aromatic vinyl monomers, amide monomers, olefins, diene monomers, vinyl ketones, heterocyclic ring-containing vinyl compounds, etc. It is done.

分散型結着材の形状は、特に制限はないが、粒子状であることが好ましい。粒子状であることにより、結着性が良く、また、作製した電極の容量の低下や充放電の繰り返しによる劣化を抑えることができる。粒子状の結着材としては、例えば、ラテックスのごとき結着材の粒子が水に分散した状態のものや、このような分散液を乾燥して得られる粉末状のものが挙げられる。   The shape of the dispersion-type binder is not particularly limited, but is preferably particulate. By being particulate, the binding property is good, and it is possible to suppress deterioration of the capacity of the manufactured electrode and deterioration due to repeated charge and discharge. Examples of the particulate binder include those in which binder particles such as latex are dispersed in water, and powders obtained by drying such a dispersion.

分散型結着材の体積平均粒子径は、好ましくは0.001〜100μm、より好ましくは10〜1000nm、さらに好ましくは50〜500nmである。分散型結着材粒子の平均粒子径を上記範囲とすることにより、スラリーとした際における安定性を良好なものとしながら、得られる電極としての強度及び柔軟性が良好となる。   The volume average particle diameter of the dispersion-type binder is preferably 0.001 to 100 μm, more preferably 10 to 1000 nm, and still more preferably 50 to 500 nm. By setting the average particle diameter of the dispersion-type binder particles in the above range, the strength and flexibility as the obtained electrode are improved while the stability in the slurry is improved.

結着材の量は、電極活物質100重量部に対して、乾燥重量基準で通常は0.1〜50重量部、好ましくは0.5〜20重量部、より好ましくは1〜15重量部である。結着材の量がこの範囲にあると、得られる電極合材層と集電体との密着性が充分に確保でき、かつ、内部抵抗を低くすることができる。   The amount of the binder is usually 0.1 to 50 parts by weight, preferably 0.5 to 20 parts by weight, more preferably 1 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the electrode active material. is there. When the amount of the binder is within this range, sufficient adhesion between the obtained electrode mixture layer and the current collector can be secured, and the internal resistance can be lowered.

複合粒子には、前述のように必要に応じて分散剤を用いてもよい。分散剤の具体例としては、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロースおよびヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース系ポリマー、ならびにこれらのアンモニウム塩またはアルカリ金属塩、アルギン酸プロピレングリコールエステルなどのアルギン酸エステル、ならびにアルギン酸ナトリウムなどのアルギン酸塩、ポリアクリル酸、およびポリアクリル酸(またはメタクリル酸)ナトリウムなどのポリアクリル酸(またはメタクリル酸)塩、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリカルボン酸、酸化スターチ、リン酸スターチ、カゼイン、各種変性デンプン、キチン、キトサン誘導体などが挙げられる。これらの分散剤は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。中でも、セルロース系ポリマーが好ましく、カルボキシメチルセルロースまたはそのアンモニウム塩もしくはアルカリ金属塩が特に好ましい。これらの分散剤の使用量は、本発明の効果を損ねない範囲であれば格別な限定はないが、電極活物質100重量部に対して、通常は0.1〜10重量部、好ましくは0.5〜5重量部、より好ましくは0.8〜2重量部の範囲である。   As described above, a dispersant may be used for the composite particles as necessary. Specific examples of the dispersant include cellulosic polymers such as carboxymethylcellulose, methylcellulose, ethylcellulose and hydroxypropylcellulose, and ammonium salts or alkali metal salts thereof, alginates such as propylene glycol alginate, and alginates such as sodium alginate. , Polyacrylic acid, and polyacrylic acid (or methacrylic acid) salts such as sodium polyacrylic acid (or methacrylic acid), polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, polyvinyl pyrrolidone, polycarboxylic acid, oxidized starch, phosphoric acid starch , Casein, various modified starches, chitin, chitosan derivatives and the like. These dispersants can be used alone or in combination of two or more. Among these, a cellulose polymer is preferable, and carboxymethyl cellulose or an ammonium salt or an alkali metal salt thereof is particularly preferable. The amount of these dispersants used is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not impaired, but is usually 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0, with respect to 100 parts by weight of the electrode active material. .5 to 5 parts by weight, more preferably 0.8 to 2 parts by weight.

複合粒子は、電極活物質、結着材および必要に応じ添加される前記導電材等他の成分を用いて造粒することにより得られ、少なくとも電極活物質、結着材を含んでなるが、前記のそれぞれが個別に独立した粒子として存在するのではなく、構成成分である電極活物質、結着材を含む2成分以上によって一粒子を形成するものである。具体的には、前記2成分以上の個々の粒子の複数個が結合して二次粒子を形成しており、複数個(好ましくは数個〜数十個)の電極活物質が、結合材によって結着されて粒子を形成しているものが好ましい。   The composite particles are obtained by granulating using an electrode active material, a binder, and other components such as the conductive material added as necessary, and include at least an electrode active material and a binder, Each of the above does not exist as an independent particle, but forms one particle by two or more components including an electrode active material and a binder as constituent components. Specifically, a plurality of individual particles of the two or more components are combined to form secondary particles, and a plurality (preferably several to several tens) of electrode active materials are formed by a binder. Those that are bound to form particles are preferred.

導電材を複合粒子に添加する場合、導電材の含有割合は、電極活物質100重量部に対して、好ましくは0.1〜50重量部、より好ましくは0.5〜15重量部、さらに好ましくは1〜10重量部である。導電材の含有割合を上記範囲とすることにより、得られる蓄電デバイスの容量を高く保ちながら、内部抵抗を十分に低減することが可能となる。   When the conductive material is added to the composite particles, the content of the conductive material is preferably 0.1 to 50 parts by weight, more preferably 0.5 to 15 parts by weight, and still more preferably 100 parts by weight of the electrode active material. Is 1 to 10 parts by weight. By setting the content ratio of the conductive material in the above range, the internal resistance can be sufficiently reduced while keeping the capacity of the obtained electricity storage device high.

複合粒子の形状は、流動性の観点から実質的に球形であることが好ましい。すなわち、複合粒子の短軸径をL、長軸径をL、L=(L+L)/2とし、(1−(L−L)/L)×100の値を球形度(%)としたとき、球形度が80%以上であることが好ましく、より好ましくは90%以上である。 The shape of the composite particles is preferably substantially spherical from the viewpoint of fluidity. That is, the short axis diameter of the composite particles is L s , the long axis diameter is L l , L a = (L s + L l ) / 2, and a value of (1− (L 1 −L s ) / L a ) × 100 Is a sphericity (%), the sphericity is preferably 80% or more, more preferably 90% or more.

ここで、短軸径Lおよび長軸径Lは、走査型電子顕微鏡写真像より測定される値である。 Here, the minor axis diameter L s and the major axis diameter L l are values measured from a scanning electron micrograph image.

複合粒子の体積平均粒子径は、通常0.1〜1000μm、好ましくは1〜200μm、より好ましくは30〜150μmの範囲である。複合粒子の体積平均粒子径をこの範囲にすることにより、所望の厚みの電極合材層を容易に得ることができるため好ましい。   The volume average particle diameter of the composite particles is usually in the range of 0.1 to 1000 μm, preferably 1 to 200 μm, more preferably 30 to 150 μm. By making the volume average particle diameter of the composite particles in this range, an electrode mixture layer having a desired thickness can be easily obtained, which is preferable.

なお、複合粒子の平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(たとえば、SALD−3100;島津製作所製)にて測定し、算出される体積平均粒子径である。   The average particle size of the composite particles is a volume average particle size calculated by measuring with a laser diffraction particle size distribution measuring device (for example, SALD-3100; manufactured by Shimadzu Corporation).

また、複合粒子としての構造は特に限定されないが、結着材が複合粒子の表面に偏在することなく、複合粒子内に均一に分散する構造が好ましい。   The structure of the composite particle is not particularly limited, but a structure in which the binder is uniformly dispersed in the composite particle without being unevenly distributed on the surface of the composite particle is preferable.

複合粒子の製造方法は特に限定されないが、次に述べる二つの製造方法によって複合粒子を容易に得ることができる。   The method for producing the composite particles is not particularly limited, but the composite particles can be easily obtained by the following two production methods.

複合粒子の第一の製造方法は、流動層造粒法である。流動層造粒法は、結着剤、および必要に応じて導電材、分散剤やその他の添加剤を含有するスラリーを得る工程、加熱された気流中に電極活物質を流動させ、そこに前記スラリーを噴霧し、電極活物質同士を結着させると共に乾燥する工程を有するものである。以下、流動層粒粒法について説明する。   The first method for producing composite particles is a fluidized bed granulation method. In the fluidized bed granulation method, a step of obtaining a slurry containing a binder and, if necessary, a conductive material, a dispersing agent and other additives, the electrode active material is caused to flow in a heated air stream, The slurry is sprayed to bind the electrode active materials to each other and dry the slurry. Hereinafter, the fluidized bed granule method will be described.

(流動層造粒法)
先ず結着剤、および必要に応じて導電材、分散剤やその他の添加剤を含有するスラリーを得る。スラリーを得るために用いる溶媒として、最も好適には水が用いられるが、有機溶媒を用いることもできる。有機溶媒としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコールなどのアルキルアルコール類;アセトン、メチルエチルケトンなどのアルキルケトン類;テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジグライム等のエーテル類;ジエチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン(以下、NMPということがある。)、ジメチルイミダゾリジノン等のアミド類などが挙げられるが、アルキルアルコール類が好ましい。水よりも沸点の低い有機溶媒を併用すると、流動造粒時に、乾燥速度を速くすることができる。また、水よりも沸点の低い有機溶媒を併用すると、結着剤の分散性又は溶解型樹脂の溶解性が変わると共に、スラリーの粘度や流動性を溶媒の量又は種類によって調製できるので、生産効率を向上させることができる。
(Fluidized bed granulation method)
First, a slurry containing a binder and, if necessary, a conductive material, a dispersant, and other additives is obtained. Water is most preferably used as the solvent used to obtain the slurry, but an organic solvent can also be used. Examples of the organic solvent include alkyl alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol and propyl alcohol; alkyl ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; ethers such as tetrahydrofuran, dioxane and diglyme; diethylformamide, dimethylacetamide and N-methyl- Examples include 2-pyrrolidone (hereinafter sometimes referred to as NMP) and amides such as dimethylimidazolidinone, and alkyl alcohols are preferred. When an organic solvent having a lower boiling point than water is used in combination, the drying rate can be increased during fluid granulation. In addition, when an organic solvent having a boiling point lower than that of water is used in combination, the dispersibility of the binder or the solubility of the soluble resin is changed, and the viscosity and fluidity of the slurry can be adjusted depending on the amount or type of the solvent. Can be improved.

スラリーを調製するときに使用する溶媒の量は、スラリーの固形分濃度が、通常は1〜50重量%、好ましくは5〜50重量%、より好ましくは10〜30重量%の範囲となるような量である。溶媒の量がこの範囲にあるときに、結着剤が均一に分散するため好適である。   The amount of the solvent used when preparing the slurry is such that the solid content concentration of the slurry is usually in the range of 1 to 50% by weight, preferably 5 to 50% by weight, more preferably 10 to 30% by weight. Amount. When the amount of the solvent is within this range, it is preferable because the binder is uniformly dispersed.

結着剤、必要に応じて導電材、分散剤やその他の添加剤を溶媒に分散又は溶解する方法又は手順は特に限定されず、例えば、溶媒に結着剤、導電材、分散剤やその他の添加剤を添加し混合する方法、溶媒に分散剤を溶解した後、溶媒に分散させた結着剤(例えば、ラテックス)を添加して混合し、最後に導電材やその他の添加剤を添加して混合する方法、溶媒に溶解させた分散剤に導電材を添加して混合し、それに溶媒に分散させた結着剤を添加して混合する方法などが挙げられる。混合の手段としては、例えば、ボールミル、サンドミル、ビーズミル、顔料分散機、らい潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、プラネタリーミキサーなどの混合機器が挙げられる。混合は、通常、室温〜80℃の範囲で、10分〜数時間行う。   There is no particular limitation on the method or procedure for dispersing or dissolving the binder, and if necessary, the conductive material, the dispersant and other additives in the solvent. For example, the binder, the conductive material, the dispersant and the other in the solvent. Method of adding and mixing additives, after dissolving the dispersant in the solvent, adding and mixing the binder (for example, latex) dispersed in the solvent, and finally adding the conductive material and other additives And a method in which a conductive material is added to a dispersant dissolved in a solvent and mixed, and a binder dispersed in a solvent is added thereto and mixed. Examples of the mixing means include mixing equipment such as a ball mill, a sand mill, a bead mill, a pigment disperser, a crusher, an ultrasonic disperser, a homogenizer, and a planetary mixer. Mixing is usually performed in the range of room temperature to 80 ° C. for 10 minutes to several hours.

次に電極活物質を流動化させ、そこに前記スラリーを噴霧して、流動造粒する。流動造粒としては、流動層によるもの、変形流動層によるもの、噴流層によるものなどが挙げられる。流動層によるものは、熱風で電極活物質を流動化させ、これにスプレー等から前記スラリーを噴霧して凝集造粒を行う方法である。変形流動層によるものは、前記流動層と同様であるが、層内の粉体に循環流を与え、かつ分級効果を利用して比較的大きく成長した造粒物を排出させる方法である。また、噴流層によるものは、噴流層の特徴を利用して粗い粒子にスプレー等からのスラリーを付着させ、同時に乾燥させながら造粒する方法である。本発明における複合粒子の製造方法としては、この3つ方式のうち流動層又は変形流動層によるものが好ましい。   Next, the electrode active material is fluidized, and the slurry is sprayed thereon for fluid granulation. Examples of fluidized granulation include a fluidized bed, a deformed fluidized bed, and a spouted bed. In the fluidized bed method, the electrode active material is fluidized with hot air, and the slurry is sprayed from the spray or the like to perform agglomeration and granulation. The modified fluidized bed is the same as the fluidized bed, but is a method of giving a circulating flow to the powder in the bed and discharging the granulated material that has grown relatively large by using the classification effect. In addition, the method using the spouted bed is a method in which slurry from a spray or the like is attached to coarse particles using the characteristics of the spouted bed and granulated while being dried at the same time. As the method for producing composite particles in the present invention, a fluidized bed or a deformed fluidized bed is preferred among these three methods.

噴霧されるスラリーの温度は、通常は室温であるが、加温して室温以上にしたものであってもよい。流動化に用いる熱風の温度は、通常70〜300℃、好ましくは80〜200℃である。   The temperature of the slurry to be sprayed is usually room temperature, but may be heated to room temperature or higher. The temperature of the hot air used for fluidization is usually 70 to 300 ° C, preferably 80 to 200 ° C.

以上の製造方法によって、電極活物質、結着剤および必要に応じて導電材、分散剤やその他の添加剤を含む複合粒子が得られる。   By the above production method, composite particles containing an electrode active material, a binder, and, if necessary, a conductive material, a dispersant, and other additives can be obtained.

複合粒子の第二の製造方法は、噴霧乾燥造粒法である。以下に説明する噴霧乾燥造粒法によれば、本発明の複合粒子を比較的容易に得ることができるため、好ましい。以下、噴霧乾燥造粒法について説明する。   The second production method of the composite particles is a spray drying granulation method. The spray drying granulation method described below is preferable because the composite particles of the present invention can be obtained relatively easily. Hereinafter, the spray drying granulation method will be described.

(噴霧乾燥造粒法)
まず、電極活物質、結着材を含有する複合粒子用スラリーを調製する。複合粒子用スラリーは、電極活物質、結着材、ならびに必要に応じて添加される導電材を、溶媒に分散又は溶解させることにより調製することができる。なお、この場合において、結着材が分散媒としての水に分散されたものである場合には、水に分散させた状態で添加することができる。
(Spray drying granulation method)
First, a slurry for composite particles containing an electrode active material and a binder is prepared. The slurry for composite particles can be prepared by dispersing or dissolving an electrode active material, a binder, and a conductive material added as necessary in a solvent. In this case, when the binder is dispersed in water as a dispersion medium, it can be added in a state dispersed in water.

複合粒子用スラリーを得るために用いる溶媒としては、通常、水が用いられるが、水と有機溶媒との混合溶媒を用いてもよい。この場合に用いることができる有機溶媒としては、たとえば、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール等のアルキルアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のアルキルケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジグライム等のエーテル類、ジエチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン等のアミド類等が挙げられる。これらのなかでも、アルコール類が好ましい。水と、水よりも沸点の低い有機溶媒とを併用することにより、噴霧乾燥時に、乾燥速度を速くすることができる。また、これにより、複合粒子用スラリーの粘度や流動性を調整することができ、生産効率を向上させることができる。   As the solvent used for obtaining the composite particle slurry, water is usually used, but a mixed solvent of water and an organic solvent may be used. Examples of the organic solvent that can be used in this case include alkyl alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, and propyl alcohol, alkyl ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, and diglyme, diethylformamide, Examples thereof include amides such as dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, and dimethylimidazolidinone. Among these, alcohols are preferable. By using water and an organic solvent having a lower boiling point than water, the drying rate can be increased during spray drying. Thereby, the viscosity and fluidity of the slurry for composite particles can be adjusted, and the production efficiency can be improved.

また、複合粒子用スラリーの粘度は、室温において、好ましくは10〜3,000mPa・s、より好ましくは30〜1,500mPa・s、さらに好ましくは50〜1,000mPa・sの範囲である。複合粒子用スラリーの粘度がこの範囲にあると、噴霧乾燥造粒工程の生産性を上げることができる。   The viscosity of the composite particle slurry is preferably in the range of 10 to 3,000 mPa · s, more preferably 30 to 1,500 mPa · s, and still more preferably 50 to 1,000 mPa · s at room temperature. When the viscosity of the slurry for composite particles is within this range, the productivity of the spray drying granulation step can be increased.

また、本発明においては、複合粒子用スラリーを調製する際に、必要に応じて、分散剤や界面活性剤を添加してもよい。   Moreover, in this invention, when preparing the slurry for composite particles, you may add a dispersing agent and surfactant as needed.

界面活性剤としては、アニオン性、カチオン性、ノニオン性、ノニオニックアニオン等の両性の界面活性剤が挙げられるが、アニオン性又はノニオン性界面活性剤で熱分解しやすいものが好ましい。界面活性剤の配合量は、正極活物質100重量部に対して、好ましくは50重量部以下であり、より好ましくは0.1〜10重量部、さらに好ましくは0.5〜5重量部である。   Examples of the surfactant include amphoteric surfactants such as anionic, cationic, nonionic, and nonionic anions, and anionic or nonionic surfactants that are easily thermally decomposed are preferable. The compounding amount of the surfactant is preferably 50 parts by weight or less, more preferably 0.1 to 10 parts by weight, and further preferably 0.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the positive electrode active material. .

電極活物質、結着材、ならびに必要に応じて添加される導電材を溶媒に分散又は溶解する方法又は順番は、特に限定されない。また、混合装置としては、たとえば、ボールミル、サンドミル、ビーズミル、顔料分散機、らい潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、ホモミキサー、プラネタリーミキサー等を用いることができる。混合は、通常、室温〜80℃の範囲で、10分〜数時間行う。   The method or order of dispersing or dissolving the electrode active material, the binder, and the conductive material added as necessary in the solvent is not particularly limited. Moreover, as a mixing apparatus, a ball mill, a sand mill, a bead mill, a pigment disperser, a crusher, an ultrasonic disperser, a homogenizer, a homomixer, a planetary mixer, etc. can be used, for example. Mixing is usually performed in the range of room temperature to 80 ° C. for 10 minutes to several hours.

次いで、得られた複合粒子用スラリーを噴霧乾燥して造粒する。噴霧乾燥は、熱風中にスラリーを噴霧して乾燥する方法である。スラリーの噴霧に用いる装置としてアトマイザーが挙げられる。アトマイザーとしては、回転円盤方式と加圧方式との二種類の装置が挙げられ、回転円盤方式は、高速回転する円盤のほぼ中央にスラリーを導入し、円盤の遠心力によってスラリーが円盤の外に放たれ、その際にスラリーを霧状にする方式である。回転円盤方式において、円盤の回転速度は円盤の大きさに依存するが、通常は5,000〜30,000rpm、好ましくは15,000〜30,000rpmである。円盤の回転速度が低いほど、噴霧液滴が大きくなり、得られる複合粒子の平均粒子径が大きくなる。回転円盤方式のアトマイザーとしては、ピン型とベーン型が挙げられるが、好ましくはピン型アトマイザーである。ピン型アトマイザーは、噴霧盤を用いた遠心式の噴霧装置の一種であり、該噴霧盤が上下取付円板の間にその周縁に沿ったほぼ同心円上に着脱自在に複数の噴霧用コロを取り付けたもので構成されている。複合粒子用スラリーは噴霧盤中央から導入され、遠心力によって噴霧用コロに付着し、コロ表面を外側へと移動し、最後にコロ表面から離れ噴霧される。一方、加圧方式は、複合粒子用スラリーを加圧してノズルから霧状にして乾燥する方式である。   Subsequently, the obtained slurry for composite particles is granulated by spray drying. Spray drying is a method of spraying and drying a slurry in hot air. An atomizer is used as an apparatus used for spraying slurry. There are two types of atomizers: a rotating disk system and a pressurizing system. In the rotating disk system, slurry is introduced almost at the center of a disk that rotates at high speed, and the slurry is removed from the disk by the centrifugal force of the disk. In this case, the slurry is atomized. In the rotating disk system, the rotational speed of the disk depends on the size of the disk, but is usually 5,000 to 30,000 rpm, preferably 15,000 to 30,000 rpm. The lower the rotational speed of the disk, the larger the spray droplets and the larger the average particle size of the resulting composite particles. Examples of the rotating disk type atomizer include a pin type and a vane type, and a pin type atomizer is preferable. A pin-type atomizer is a type of centrifugal spraying device that uses a spraying plate, and the spraying plate has a plurality of spraying rollers removably mounted on a concentric circle along its periphery between upper and lower mounting disks. It consists of The slurry for composite particles is introduced from the center of the spray disk, adheres to the spray roller by centrifugal force, moves outward on the roller surface, and finally sprays away from the roller surface. On the other hand, the pressurization method is a method in which the slurry for composite particles is pressurized and sprayed from a nozzle to be dried.

噴霧される複合粒子用スラリーの温度は、通常は室温であるが、加温して室温より高い温度としてもよい。また、噴霧乾燥時の熱風温度は、通常80〜250℃、好ましくは100〜200℃である。噴霧乾燥法において、熱風の吹き込み方法は特に制限されず、たとえば、熱風と噴霧方向が横方向に並流する方式、乾燥塔頂部で噴霧され熱風と共に下降する方式、噴霧した滴と熱風が向流接触する方式、噴霧した滴が最初熱風と並流し次いで重力落下して向流接触する方式等が挙げられる。   The temperature of the slurry for composite particles to be sprayed is usually room temperature, but may be higher than room temperature by heating. Moreover, the hot air temperature at the time of spray-drying is 80-250 degreeC normally, Preferably it is 100-200 degreeC. In the spray drying method, the method of blowing hot air is not particularly limited. For example, the method in which the hot air and the spraying direction flow side by side, the method in which the hot air is sprayed at the top of the drying tower and descends with the hot air, and the sprayed droplets and hot air flow countercurrently. Examples include a contact method, and a method in which sprayed droplets first flow in parallel with hot air, then drop by gravity and contact countercurrent.

なお、噴霧方法としては、電極活物質、結着材を有する複合粒子用スラリーを、一括して噴霧する方法以外にも、結着材および必要に応じてその他添加剤を含有するスラリーを、流動している電極活物質に噴霧する方法も用いることができる。粒子径制御の容易性、生産性、粒子径分布が小さくできる、などの観点から、複合粒子の成分等に応じて最適な方法を適宜選択すればよい。   In addition to the method of spraying the composite particle slurry having the electrode active material and the binder in a lump as the spraying method, the slurry containing the binder and other additives as required is fluidized. A method of spraying on the electrode active material can also be used. From the standpoint of ease of particle size control, productivity, and reduction in particle size distribution, an optimal method may be appropriately selected according to the components of the composite particles.

乾式成形法により製造される電極合材層は、上述した複合粒子を含んでなる。複合粒子は、単独で又は必要に応じて他の結着材やその他の添加剤を含有させることで、目的の物性を有する電極合材層を得ることができる。電極合材層中に含有される複合粒子の含有量は、好ましくは50重量%以上、より好ましくは70重量%以上、さらに好ましくは90重量%以上である。   The electrode mixture layer produced by the dry molding method includes the composite particles described above. The composite particles can obtain an electrode mixture layer having desired physical properties by containing other binders and other additives alone or as necessary. The content of the composite particles contained in the electrode mixture layer is preferably 50% by weight or more, more preferably 70% by weight or more, and further preferably 90% by weight or more.

必要に応じて用いられる他の結着材としては、たとえば、上述した複合粒子に含有される結着材を用いることができる。複合粒子は、すでに結着材を含有しているため、電極合材層を製造する際に、他の結着材を別途添加する必要はないが、複合粒子同士の結着力をより高めるために他の結着材を添加してもよい。また、他の結着材を添加する場合における該他の結着材の添加量は、複合粒子中の結着材との合計で、電極活物質100重量部に対して、好ましくは0.01〜10重量部、より好ましくは0.1〜5重量部である。また、その他の添加剤としては、水やアルコールなどの成形助剤等が挙げられ、これらは、本発明の効果を損なわない量を適宜選択して加えることができる。   As another binder used as necessary, for example, the binder contained in the composite particles described above can be used. Since the composite particles already contain a binder, it is not necessary to add another binder separately when manufacturing the electrode composite layer, but in order to further increase the binding force between the composite particles. Other binders may be added. In addition, when the other binder is added, the amount of the other binder added is preferably 0.01 with respect to 100 parts by weight of the electrode active material in total with the binder in the composite particles. -10 parts by weight, more preferably 0.1-5 parts by weight. Other additives include molding aids such as water and alcohol, and these can be added by appropriately selecting an amount that does not impair the effects of the present invention.

以下、実施例及び比較例を示し、本発明を更に具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。また、部および%は、特に記載のない限り重量基準である。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited to the following Example. Parts and% are based on weight unless otherwise specified.

電極活物質(比表面積2000m2/g及び重量平均粒径5μmの活性炭)100部、導電材(アセチレンブラック「デンカブラック粉状」:電気化学工業(株)製)5部、分散型結着剤(数平均粒径0.15μm、ガラス転移温度−40℃の架橋型アクリレート系重合体の40%水分散体:「AD211」;日本ゼオン(株)製)7.5部、溶解型樹脂(カルボキシメチルセルロースの1.5%水溶液「DN−800H」:ダイセル化学工業(株)製)93.3部、及びイオン交換水231.8部をT.K.ホモミクサー(特殊機化工業(株)製)で攪拌混合して、固形分25%のスラリーを得た。次いで、スラリーをスプレー乾燥機(大川原化工機(株)製ピン型アトマイザー付)を用いて150℃の熱風で噴霧乾燥し、重量平均粒径50μmの球状の複合粒子を得た。この複合粒子の重量平均粒径は、粉体測定装置(パウダテスタPT-S:ホソカワミクロン(株)製)を用いて測定した。以上の工程を工程Iとする。 100 parts of an electrode active material (activated carbon with a specific surface area of 2000 m 2 / g and a weight average particle size of 5 μm), 5 parts of a conductive material (acetylene black “Denka black powder”: manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.), a dispersion-type binder (40% aqueous dispersion of cross-linked acrylate polymer having a number average particle size of 0.15 μm and a glass transition temperature of −40 ° C .: “AD211”; manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) 7.5 parts, soluble resin (carboxy 93.3 parts of a 1.5% aqueous solution of methylcellulose “DN-800H” (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) and 231.8 parts of ion-exchanged water K. The mixture was stirred and mixed with a homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) to obtain a slurry having a solid content of 25%. Next, the slurry was spray-dried with hot air at 150 ° C. using a spray dryer (with a pin type atomizer manufactured by Okawara Chemical Industries Co., Ltd.) to obtain spherical composite particles having a weight average particle size of 50 μm. The weight average particle size of the composite particles was measured using a powder measuring device (Powder Tester PT-S: manufactured by Hosokawa Micron Corporation). The above process is referred to as process I.

ロールプレス機は、図1に示すように回転軸が平行で近接部では下向きにそれぞれ回転する一対のロール4A,4Bと、一対のロールの上方の間に在る凹みの両端に設置された一対の仕切板8A,8Bと、一対のロールの間隙を経てロールの上方から下方に至るように取り付けられた一対のリボン状フィルム12とを備えている。リボン状フィルム12は、基材(基材フィルム)16またはロール4Aに触れるが、仕切板8A,8Bに触れないように取り付けられている。さらに、リボン状フィルム12は、ロール4Aと仕切板8A,8Bとの間隙を経るように取り付けられている。ロール間隙は400μmである。   As shown in FIG. 1, the roll press machine has a pair of rolls 4 </ b> A and 4 </ b> B that rotate in parallel and rotate downward in the proximity portion, and a pair of dents that are installed above the pair of rolls. Partition plates 8A and 8B, and a pair of ribbon-like films 12 attached from the upper side to the lower side through the gap between the pair of rolls. The ribbon-like film 12 is attached so that it touches the base material (base film) 16 or the roll 4A but does not touch the partition plates 8A and 8B. Furthermore, the ribbon-like film 12 is attached so as to pass through a gap between the roll 4A and the partition plates 8A and 8B. The roll gap is 400 μm.

このロールプレス機に、基材フィルム(PET、厚さ50μm)16を、基材巻出しロール14から巻き出してガイドロール18を経て、一方のロール4Aを抱かせ、一対のロール4A,4Bの間を抜けて、別のガイドロール20を経て、基材巻取りロール22に巻き取るようにセットした。   In this roll press machine, a substrate film (PET, thickness 50 μm) 16 is unwound from the substrate unwinding roll 14, passed through the guide roll 18, and held by one roll 4 A, and a pair of rolls 4 A, 4 B After passing through, it set so that it might wind up to the base-material winding roll 22 through another guide roll 20.

基材フィルム16の両端は、図2に示すようにリボン状フィルム12とロール4Aと隙間を通過するようにした。上記で得られた複合粒子(粉体6)を1時間100℃に加熱しておき、速度10m/minで運転されるロールプレス機(押し切り粗面熱ロール;ヒラノ技研工業(株)製)のプレス用ロール(ロール温度100℃ 、プレス線圧10kN/cm)の上方の間にある凹みに供給した。これにより基材フィルム16と粉体層とが積層された2層シートが得られた。この2層シートは平均膜厚450.2μm、標準偏差3.5%、変動係数0.7%であり、平均密度が0.452mg/cm3、標準偏差0.5%、変動係数1.0%であった。尚、ここで示す変動係数は標準偏差を平均値で割ったものであり、バラツキを示す指標として記した。 As shown in FIG. 2, both ends of the base film 16 were allowed to pass through the gaps between the ribbon-shaped film 12 and the roll 4A. The composite particles (powder 6) obtained above were heated at 100 ° C. for 1 hour, and the roll press machine (pressed rough surface heat roll; manufactured by Hirano Giken Co., Ltd.) operated at a speed of 10 m / min. It supplied to the dent in the upper part of the roll for a press (roll temperature 100 degreeC, press linear pressure 10kN / cm). As a result, a two-layer sheet in which the base film 16 and the powder layer were laminated was obtained. This two-layer sheet had an average film thickness of 450.2 μm, a standard deviation of 3.5%, a variation coefficient of 0.7%, an average density of 0.452 mg / cm 3 , a standard deviation of 0.5%, and a variation coefficient of 1.0%. The coefficient of variation shown here is obtained by dividing the standard deviation by the average value, and is described as an index indicating variation.

実施例1の工程Iにおいて得られた複合粒子(粉体6)を用いて、実施例1と同様の手順で得られた、基材フィルム16と粉体層とが積層された2層シートを用いて、実施例1と同様にして基材フィルム16の裏面側に粉体層を形成して3層シートを得た。裏面側に形成した粉体層は、平均膜厚455.3μm、標準偏差19.7%、変動係数4.3%であり、平均密度が0.427mg/cm3、標準偏差1.8%、変動係数4.2%であった。 Using the composite particles (powder 6) obtained in Step I of Example 1, a two-layer sheet obtained by laminating a base film 16 and a powder layer obtained in the same procedure as in Example 1 In the same manner as in Example 1, a powder layer was formed on the back side of the base film 16 to obtain a three-layer sheet. The powder layer formed on the back surface side had an average film thickness of 455.3 μm, a standard deviation of 19.7%, a coefficient of variation of 4.3%, an average density of 0.427 mg / cm 3 , a standard deviation of 1.8%, and a coefficient of variation of 4.2%.

比較例1Comparative Example 1

実施例1の工程Iと同様の方法で得られた複合粒子を用いて、リボン状フィルムを用いない点以外は実施例1と同様にして2層シートを得た。この2層シートは、平均膜厚456.3μm、標準偏差6.4%、変動係数1.4%であり、平均密度0.453mg/cm3、標準偏差0.7%、変動係数1.5%であった。しかしながら、このシート状成形体には基材フィルムと粉体層の境界線付近に白いスジが入っていた。 Using the composite particles obtained by the same method as in Step I of Example 1, a two-layer sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that the ribbon-like film was not used. The two-layer sheet had an average film thickness of 456.3 μm, a standard deviation of 6.4%, and a coefficient of variation of 1.4%, an average density of 0.453 mg / cm 3 , a standard deviation of 0.7%, and a coefficient of variation of 1.5%. However, white streaks were found in the vicinity of the boundary line between the base film and the powder layer in the sheet-like molded body.

比較例2Comparative Example 2

実施例1の工程Iと同様にして得られた複合粒子を用いて、実施例1と同様の手順で得られた、基材フィルム16と粉体層とが積層された2層シートを用いて、比較例1と同様にして基材フィルムを用いず裏面側に粉体層を形成して3層シートを得た。裏面側に形成した粉体層は、膜厚478.3μm、標準偏差26.4%、変動係数5.5%であり、平均密度0.434mg/cm3、標準偏差2.3%、変動係数5.3%であった。得られたシートは膜厚精度も良好とは言えず、また成形圧力によるシートへの定期的な斜めに入る皺が生じていた。 Using the composite particles obtained in the same manner as in Step I of Example 1, and using a two-layer sheet obtained by laminating the base film 16 and the powder layer in the same procedure as in Example 1. In the same manner as in Comparative Example 1, a powder layer was formed on the back side without using a base film to obtain a three-layer sheet. The powder layer formed on the back side had a film thickness of 478.3 μm, a standard deviation of 26.4%, a coefficient of variation of 5.5%, an average density of 0.434 mg / cm 3 , a standard deviation of 2.3%, and a coefficient of variation of 5.3%. The obtained sheet could not be said to have good film thickness accuracy, and wrinkles that regularly entered the sheet due to the forming pressure occurred.

実施例1と比較例1からリボン状フィルムを用いることによって、膜厚精度の向上と基材に生じた白いスジを無くす効果による外観の向上が見出せた。実施例2と比較例2によってリボン状フィルムによる膜厚精度向上とリボン状フィルムによる皺の発生の抑制が示唆された。尚、この実験はN=3で行い、いずれも同様な傾向を得て、繰り返し行った実験でも膜厚精度の向上と外観向上に同様な結果を得ることが出来た。   By using the ribbon-like film from Example 1 and Comparative Example 1, it was found that the film thickness accuracy was improved and the appearance was improved due to the effect of eliminating white streaks generated on the substrate. Example 2 and Comparative Example 2 suggested an improvement in film thickness accuracy by the ribbon-like film and suppression of wrinkle generation by the ribbon-like film. Note that this experiment was performed with N = 3, and in all cases, the same tendency was obtained. Even in the experiment repeated, similar results were obtained in improving the film thickness accuracy and improving the appearance.

(粉体層厚さ及びばらつきの測定法)
粉体層の厚さ測定は接触式デジタル測厚器(東洋精機製JIS-K6250)を用い、2cm間隔で10点測定し平均値とばらつきを求めた。以上の実施例および比較例より、本発明の製造方法によって製造した実施例1〜3のシート状成形体は、厚さばらつきが小さく、標準偏差が小さいことがわかる。これに対して、従来の方法によって製造した比較例1〜3のシート状成形体は、厚さばらつきが大きく、標準偏差も大きいことがわかる。
(Measurement method of powder layer thickness and variation)
The thickness of the powder layer was measured using a contact digital thickness gauge (JIS-K6250, manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.), and 10 points were measured at intervals of 2 cm to obtain an average value and variation. From the above Examples and Comparative Examples, it can be seen that the sheet-like molded bodies of Examples 1 to 3 manufactured by the manufacturing method of the present invention have a small thickness variation and a small standard deviation. On the other hand, it can be seen that the sheet-like molded bodies of Comparative Examples 1 to 3 manufactured by the conventional method have a large thickness variation and a large standard deviation.

(粉体層密度の測定法)
シート状成形体をΦ16mmの大きさに打ち抜き重量と体積を測定し、基材部分を除いた粉体層の密度を計算した。また、実施例3及び比較例3に示した粉体層の密度は両面の膜厚を測定し、片面を剥がす事によって基材膜厚を差し引いて算出した。
(Measurement method of powder layer density)
The sheet-like molded body was punched into a size of Φ16 mm, the weight and volume were measured, and the density of the powder layer excluding the base material portion was calculated. Moreover, the density of the powder layer shown in Example 3 and Comparative Example 3 was calculated by measuring the film thickness on both surfaces and subtracting the substrate film thickness by peeling off one surface.

2,200,202,204…粉体成形装置、4…圧縮ロール、4A,4B…ロール、5…溝、6…粉体、8A,8B…仕切板、12…リボン状フィルム、14…基材巻出しロール、16…基材、22…基材巻取りロール 2,200,202,204 ... powder forming apparatus, 4 ... compression roll, 4A, 4B ... roll, 5 ... groove, 6 ... powder, 8A, 8B ... partition plate, 12 ... ribbon-like film, 14 ... substrate Unwinding roll, 16 ... base material, 22 ... base material winding roll

Claims (12)

回転軸が平行で互いに逆向きに回転する一対のロールと、
前記一対のロール間に供給される粉体が貯留された粉体貯留部と、
前記一対のロールの内の一方のロールを抱かせるように前記一対のロール間を通し基材を搬送する基材搬送部と
を備え、
前記一対のロールからの圧力が前記基材の幅方向の両端部にかかり難くした状態で前記粉体貯留部から供給された粉体を前記基材上に圧延成形することを特徴とする粉体成形装置。
A pair of rolls whose rotation axes are parallel and rotate in opposite directions;
A powder storage section storing powder supplied between the pair of rolls;
A base material transport unit for transporting the base material between the pair of rolls so as to hold one of the pair of rolls;
A powder characterized in that the powder supplied from the powder reservoir is rolled on the substrate in a state in which the pressure from the pair of rolls is hardly applied to both ends in the width direction of the substrate. Molding equipment.
前記基材の両端部の表面に這わせたフィルムを更に備えることを特徴とする請求項1記載の粉体成形装置。   The powder molding apparatus according to claim 1, further comprising a film placed on the surfaces of both end portions of the base material. 前記フィルムの厚さが10μm〜500μmであることを特徴とする請求項2記載の粉体成形装置。   The powder molding apparatus according to claim 2, wherein the film has a thickness of 10 μm to 500 μm. 前記一対のロールの上方に形成される凹部の両端に設置された一対の仕切板を更に備え、
前記フィルムは、前記基材または前記ロールに接触し、前記仕切板に接触しないように配置されていることを特徴とする請求項2または3記載の粉体成形装置。
Further comprising a pair of partition plates installed at both ends of a recess formed above the pair of rolls,
4. The powder molding apparatus according to claim 2, wherein the film is disposed so as to contact the base material or the roll and not contact the partition plate.
前記フィルムは、前記ロールと前記仕切板との間隙を経るように配置されていることを特徴とする請求項2〜4の何れか一項に記載の粉体成形装置。   The powder forming apparatus according to any one of claims 2 to 4, wherein the film is disposed so as to pass through a gap between the roll and the partition plate. 前記フィルムは、前記基材の幅に合わせて前記基材の幅方向の位置が変更可能であることを特徴とする請求項2〜5の何れか一項に記載の粉体成形装置。   The powder molding apparatus according to any one of claims 2 to 5, wherein the film is capable of changing a position in a width direction of the base material in accordance with a width of the base material. 前記一対のロールの内の他方のロールの軸方向の長さを前記一方のロールの軸方向の長さに比較して短くし、前記基材の両端部に対向しないようにしたことを特徴とする請求項1記載の粉体成形装置。   The axial length of the other roll of the pair of rolls is made shorter than the axial length of the one roll so as not to face both ends of the base material. The powder molding apparatus according to claim 1. 前記一対のロールの内の他方のロールの両端部に溝が設けられていることを特徴とする請求項1記載の粉体成形装置。   The powder molding apparatus according to claim 1, wherein grooves are provided at both ends of the other roll of the pair of rolls. 前記一対のロールの軸方向の長さを前記基材上に圧延成形する粉体の幅と略等しくしたことを特徴とする請求項1記載の粉体成形装置。   2. The powder forming apparatus according to claim 1, wherein a length of the pair of rolls in an axial direction is substantially equal to a width of a powder to be roll-formed on the base material. 前記一対のロールの内の他方のロールの両端部に無回転のスリーブが設けられていることを特徴とする請求項1記載の粉体成形装置。   The powder forming apparatus according to claim 1, wherein non-rotating sleeves are provided at both ends of the other roll of the pair of rolls. 前記一対のロールの内の他方のロールの軸方向の長さを前記一方のロールの軸方向の長さに比較して短くし、前記他方のロールの両端部に停止または前記他方のロールとは逆方向に回転させる端部ロールを設けたことを特徴とする請求項1記載の粉体成形装置。   The axial length of the other roll of the pair of rolls is made shorter than the axial length of the one roll, and is stopped at both ends of the other roll or the other roll The powder forming apparatus according to claim 1, further comprising an end roll that rotates in a reverse direction. 請求項1〜11の何れか一項に記載の粉体成形装置を用いて、前記粉体貯留部から供給された粉体を前記一対のロールで圧延成形し前記基材上に粉体層を積層する粉体成形シートの製造方法。   Using the powder forming apparatus according to any one of claims 1 to 11, the powder supplied from the powder storage unit is rolled and formed with the pair of rolls, and a powder layer is formed on the substrate. Manufacturing method of powder molded sheet to be laminated.
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