JP2013188685A

JP2013188685A - 長尺金属箔のクリーニング装置

Info

Publication number: JP2013188685A
Application number: JP2012056551A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Koto; 博古東; Yubun Saeki; 雄文佐伯; Katsutoshi Taga; 勝俊多賀
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2012-03-14
Publication date: 2013-09-26

Abstract

【課題】不要な表面付着物の除去が従来よりも優れる長尺金属箔のクリーニング装置を提供する。
【解決手段】スリット加工されて搬送されてくる長尺金属箔１１の表面付着物５０を除去するクリーニング装置であって、前記長尺金属箔１１を両表面から挟接し、長尺金属箔の全幅よりも大きい長さを有して前記長尺金属箔の全幅をカバーした一対の第１粘着ロール２１ａ，２１ｂと、前記一対の第１粘着ロール２１ａ、２１ｂのそれぞれと接動し、前記第１粘着ロールよりも高い引き剥がし粘着力を有する一対の第２粘着ロール３１ａ，３１ｂと、一対の第３粘着ロール４１ａ，４１ｂとを具備し、前記第２粘着ロールおよび前記第３粘着ロールの内の一方の粘着ロールは、前記長尺金属箔の短手方向の幅よりも広い幅を有して前記長尺金属箔の短手方向の全幅をカバーし、他方の粘着ロールは、少なくとも前記長尺金属箔のスリット加工領域をカバーすることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、金属箔をクリーニングする装置に係り、特に、長尺の金属箔をスリット加工した直後に用いることが好適な長尺金属箔のクリーニング装置に関するものである。

電池内部の集電部材やフレキシブルプリント基板の導電部材として金属箔（金属フィルム、金属シート）が広く利用されている。当該金属箔は、一般的に、所望の幅にスリット加工された長尺材が一旦コイル状に巻かれた形で製造された後、所望の長さに切断されて使用される。

電池内部の集電体やフレキシブルプリント基板の導電部は、通常、厚さの薄い金属箔の上に種々の薄層が積層されて形成されている。そのため、該金属箔に不要な表面付着物が残存していると、積層されるべき薄層の形成が阻害されて製造された電池やフレキシブルプリント基板の品質を著しく劣化させてしまうことがある。言い換えると、金属箔を不要な表面付着物がない状態にする（該金属箔表面をクリーニングする）ことは、電池やフレキシブルプリント基板の製造（該金属箔の利用）において非常に重要である。そこで、様々なクリーニング装置やクリーニング機構が提案されている。

例えば、特許文献１には、図１に示したような電池用電極のクリーニング装置が開示されている。図１は、特許文献１に開示された電池用電極のクリーニング装置の一例を示す側面模式図である。特許文献１によると、搬送される電池用電極10に押し当てられるように粘着ロール20a，20bが配設されており、粘着ロール20a，20bによって電池用電極10に付着した付着物50を除去すると共に、除去された付着物60の飛散及び再付着を防ぐことができるとされている。更に、粘着ロール20a，20bの背面側に接触走行するように当該粘着ロール20a，20bよりも粘着強度の大きな粘着体30を配設することで、粘着ロール20a，20bの粘着性を維持することができるとされている。その結果、長時間連続して電池用電極10表面に付着した付着物50を除去し続けることが可能になるとされている。

特開２０００−３５３５１３号公報

近年では、電池やフレキシブルプリント基板の性能向上、品質向上、小型軽量化のために、金属箔の薄肉化が進展している（例えば、10〜100μm）。その結果、不要な表面付着物が金属箔に与える影響が以前よりも相対的に大きくなってきており、金属箔における更なる品質向上も重要な課題となっている。

前述したように、金属箔は、所望の幅にスリット加工された後、金属箔表面のクリーニング工程を経て製造される。しかしながら、金属箔の薄肉化の進展により不要な表面付着物の影響がより顕在化しやすくなったことで、従来のクリーニング装置によるクリーニング工程では、表面付着物の除去が必ずしも十分とは言えないことが明らかになってきた。そのため、不要な表面付着物の除去が従来よりも優れるクリーニング装置が望まれていた。

従って、本発明の目的は、上記要求を満たすために、不要な表面付着物の除去が従来よりも優れる長尺金属箔のクリーニング装置を提供することにある。

本発明の一態様によると、スリット加工されて搬送されてくる長尺金属箔の表面付着物を除去するクリーニング装置であって、前記長尺金属箔の両表面を挟接する一対の第１粘着ロールと、前記長尺金属箔の搬送方向下流側で前記一対の第１粘着ロールのそれぞれと接動し、前記第１粘着ロールよりも高い引き剥がし粘着力を有する一対の第２粘着ロールと、前記長尺金属箔の搬送方向上流側で前記一対の第１粘着ロールのそれぞれと接動し、前記第１粘着ロールよりも高い引き剥がし粘着力を有する一対の第３粘着ロールとを具備し、前記第１粘着ロールは、前記長尺金属箔の全幅よりも大きい長さを有して前記長尺金属箔の全幅をカバーし、前記第２粘着ロールおよび前記第３粘着ロールの内の一方の粘着ロールは、前記長尺金属箔の全幅よりも大きい長さを有して前記長尺金属箔の全幅をカバーし、他方の粘着ロールは、少なくとも前記長尺金属箔のスリット加工領域をカバーすることを特徴とする長尺金属箔のクリーニング装置が提供される。なお、粘着ロールの長さ方向と長尺金属箔の幅方向とは、平行である。

また、本発明は、上記の本発明に係る長尺金属箔のクリーニング装置において、以下のような改良や変更を加えることができる。
（i）前記他方の粘着ロールは、前記長尺金属箔の全幅よりも小さい長さを有して前記長尺金属箔のスリット加工領域のみをカバーする。
（ii）前記クリーニング装置は、前記他方の粘着ロールを前記長尺金属箔の幅方向に移動させる機構を更に具備する。
（iii）前記第２粘着ロールおよび前記第３粘着ロールの前記引き剥がし粘着力が、該粘着ロールの長さ20 mmあたり4 N以上10 N以下である。

本発明によれば、不要な表面付着物の除去が従来よりも優れる長尺金属箔のクリーニング装置を提供することができる。その結果、不要な表面付着物が従来よりも少ない金属箔を提供することができる。

特許文献１に開示された電池用電極のクリーニング装置の一例を示す側面模式図である。本発明に係る長尺金属箔のクリーニング装置の一例を示す上面模式図および側面模式図である。本発明に係る長尺金属箔のクリーニング装置の他の一例を示す上面模式図および側面模式図である。本発明に係る長尺金属箔のクリーニング装置の他の一例を示す上面模式図および側面模式図である。コイル状供試材に残存する付着物のサンプリング方法を示す斜視模式図である。

本発明者等は、金属箔の不要な表面付着物の除去をより完全に行うべく、長尺金属箔の製造における表面付着物の発生要因および従来のクリーニング装置の問題点について鋭意調査・検討した。

その結果、金属箔の不要な表面付着物は、主に、スリット加工に伴って発生する金属箔の切り屑（切り粉）であることが判明した。また、該表面付着物は、金属箔のスリット加工領域（スリット端部とその近傍）に特に集中して付着しており、金属箔の中央領域には付着が少ないことが判明した。さらに、表面付着物がスリット加工領域に集中しているために、従来のクリーニング装置では、当該領域に対応する部分でのクリーニング能力が急激に低下して表面付着物を除去しきれず、除去し損なった表面付着物が金属箔に残存していたことが判明した。本発明は、これらの知見を基にして完成されたものである。

以下、本発明に係る実施形態を説明する。ただし、本発明は、ここで取り挙げた実施の形態および実施例に限定されるものではなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜組み合わせや改良が可能である。また、同義の部材・部位については、同じ符号を付して重複する説明を省略する。

（本発明の第１の実施形態）
図２は、本発明に係る長尺金属箔のクリーニング装置の一例を示す上面模式図および側面模式図である。図２に示したように、第１の実施形態に係るクリーニング装置100は、スリット加工されて搬送されてくる長尺金属箔11を両表面から挟接する一対の第１粘着ロール21a，21bと、長尺金属箔11の搬送方向下流側で前記一対の第１粘着ロール21a，21bのそれぞれと接動する一対の第２粘着ロール31a，31bと、長尺金属箔11の搬送方向上流側で前記一対の第１粘着ロール21a，21bのそれぞれと接動する一対の第３粘着ロール41a，41bとを具備している。また、第１粘着ロール21a，21bは、長尺金属箔11の短手方向の幅よりも広い幅を有し、長尺金属箔11の両端から夫々はみ出るように設置されることにより、長尺金属箔11の短手方向の全幅をカバーしている。本実施形態では、第２粘着ロール31a，31bおよび第３粘着ロール41a，41bも、長尺金属箔11の全幅よりも大きい長さを有し、長尺金属箔11の全幅をカバーしている。

第１粘着ロール21a，21bは、合成ゴム（例えば、シリコーンゴム）製であり、長尺金属箔11の材質・厚さ・硬さに対応した適正な硬さ（例えば、デュロメータ硬さ（タイプＡ）で20〜50）を有している。

第２粘着ロール31a，31bおよび第３粘着ロール41a，41bは、第１粘着ロール21a，21bよりも高い引き剥がし粘着力を有している。ここで、本発明における引き剥がし粘着力とは、JIS Z 0237で規定される測定方法に準拠し、大気中（温度23℃）で長さ20 mmの粘着ロールをステンレススチール板に貼り付け、引き剥がし速度300 mm/minで180°方向（ステンレススチール板と平行方向）に引き剥がしたときの力と定義する。

より具体的には、第２粘着ロール31a，31bおよび第３粘着ロール41a，41bの引き剥がし粘着力は、該粘着ロールの長さ20 mmあたり4 N以上10 N以下であることが好ましい。該引き剥がし粘着力が4 N未満であると、第１粘着ロール21a，21bが除去した付着物60を第１粘着ロール21a，21bから十分に除去できない。一方、該引き剥がし粘着力が10 N超であると、粘着力が強過ぎて第１粘着ロール21a，21bの回転が阻害される。

第２粘着ロール31a，31bおよび第３粘着ロール41a，41bは、例えば粘着シートが巻き重ねられた構造を有していることが好ましい。当該粘着シートを定期的に剥がし、新しい粘着面を露出させることにより、第２粘着ロール31a，31bおよび第３粘着ロール41a，41bの粘着力を回復することができる。

次に、本発明の作用効果について説明する。スリット加工されて搬送されてくる長尺金属箔11の表面に付着した付着物50は、まず、長尺金属箔11を両表面から挟接して回転する一対の第１粘着ロール21a，21bによって除去される。第１粘着ロール21a，21bによって除去された付着物60は、長尺金属箔11の搬送方向下流側で第１粘着ロール21a，21bのそれぞれと接しながら回転する一対の第２粘着ロール31a，31bによって剥がし取られる。

ここで、前述したように、表面付着物50は長尺金属箔11のスリット加工領域70に集中して付着しているため、第２粘着ロール31a，31bのスリット加工領域70に対応する部分は除去された付着物60で短時間の内に飽和しやすく、該部分の粘着力が低下しやすい。その結果、第１粘着ロール21a，21bのスリット加工領域70に対応する部分において、第２粘着ロール31a，31bによって除去されなった付着物60が第１粘着ロール21a，21b上に残存するようになる。一方、長尺金属箔11の中央領域80に対応する部分では、除去された付着物60が安定した割合で第１粘着ロール21a，21bから第２粘着ロール31a，31bに移る。

本発明においては、第１粘着ロール21a，21bのそれぞれは、長尺金属箔11の搬送方向上流側で一対の第３粘着ロール41a，41bと回転しながら接している。そのため、第１粘着ロール21a，21b上に残存した付着物60を、第３粘着ロール41a，41bによって確実に剥がし取ることができる。すなわち、本発明に係るクリーニング装置100は、第３粘着ロール41a，41bを具備することにより、第２粘着ロール31a，31bの部分的な粘着力低下をバックアップすることができるため、長尺金属箔11の表面付着物50を長時間連続してかつ安定して除去することが可能になる。

（本発明の第２の実施形態）
図３は、本発明に係る長尺金属箔のクリーニング装置の他の一例を示す上面模式図および側面模式図である。図３に示したように、第２の実施形態に係るクリーニング装置200は、一対の第１粘着ロール21a，21bのそれぞれと長尺金属箔11の搬送方向上流側で接動する一対の第３粘着ロール42a，42bが、長尺金属箔11の短手方向の幅よりも狭い幅を有しており、長尺金属箔11のスリット加工領域70およびその外側のみをカバーしている点において、第１の実施形態に係るクリーニング装置100と異なっている。他の構成は、第１の実施形態に係るクリーニング装置100と同様である。

第３粘着ロール42a，42bの長さ（すなわち、スリット加工領域70の幅）は、長尺金属箔11の材質・厚さ・硬さ、およびスリット加工の方法（スリッタの種類）などによって適宜調整すればよい。一例として、長尺金属箔11として圧延銅箔（厚さ10μm、スリット加工幅600 mm）を用いた場合、第３粘着ロール42a，42bの長さは50〜100 mmが好適である。

第２の実施形態に係るクリーニング装置200は、前述した第１の実施形態に係るクリーニング装置100と同様の作用効果を有する。加えて、クリーニング装置200の第３粘着ロール42a，42bは、クリーニング装置100の第３粘着ロール41a，41bの幅よりも狭い幅を有することから、クリーニング装置のイニシャルコストおよびランニングコストを低減することができ、その結果、長尺金属箔11の製造コストの低減に貢献することができる。

なお、図３においては、第３粘着ロール42a，42bの長さが長尺金属箔11の全幅よりも小さく、第２粘着ロール31a，31bの長さが長尺金属箔11の全幅よりも大きい場合を図示したが、本発明はそれに限定されることはなく、その逆の組み合わせでもよい。すなわち、第３粘着ロールが長尺金属箔11の短手方向の幅よりも広い幅を有して長尺金属箔11の短手方向の全幅をカバーし、第２粘着ロールが長尺金属箔11の全幅よりも狭い幅を有して長尺金属箔11のスリット加工領域70のみをカバーしてもよい。

（本発明の第３の実施形態）
図４は、本発明に係る長尺金属箔のクリーニング装置の他の一例を示す上面模式図および側面模式図である。図４に示したように、第３の実施形態に係るクリーニング装置300は、一対の第１粘着ロール21a，21bのそれぞれと長尺金属箔11の搬送上流側で接動する一対の第３粘着ロール42a，42bを長尺金属箔11の幅方向に移動させる粘着ロール移動機構43を具備する点で、第２の実施形態に係るクリーニング装置200と異なっている。粘着ロール移動機構43は、例えば、第３粘着ロール42a，42bを設置する円筒形状の機構の内側に設置され、所定の回転数毎に、第３粘着ロール42a，42bを所定の距離分移動させることができる。他の構成は、第１の実施形態に係るクリーニング装置200と同様である。

第３の実施形態に係るクリーニング装置300は、前述した第２の実施形態に係るクリーニング装置200と同様の作用効果を有する。加えて、クリーニング装置300は、第３粘着ロール42a，42bを長尺金属箔11の幅方向に徐々に移動させることにより、第３粘着ロール42a，42bの引き剥がし粘着力をより長時間持続させることが可能となり、クリーニング装置のランニングコストを低減することができ、その結果、長尺金属箔11の製造コストの低減に貢献することができる。

なお、図４においても、第３粘着ロール42a，42bの長さが長尺金属箔11の短手方向の幅よりも狭い幅を有しており、第２粘着ロール31a，31bの長さが長尺金属箔11の短手方向の幅よりも広い幅を有している場合を図示したが、本発明はそれに限定されることはなく、その逆の組み合わせでもよい。

以下、本発明を実施例に基づいてより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

（コイル状供試材の作製）
スリット加工を施した長尺金属箔を３種の異なるクリーニング装置に通した後、コイル状に巻いてコイル状供試材を作製した。クリーニング装置としては、図１の装置（比較例１）、図２の装置（実施例１）、および図４の装置（実施例２）を用いた。長尺金属箔としては、圧延銅箔（厚さ10μm、スリット加工幅600 mm）を用いた。スリット加工は、ギャング式刃組み構造のスリッタにより行った。ライン速度60 m/minでスリット加工工程、クリーニング工程、およびコイル巻取工程を行い、コイル状供試材（条長4000 m）をクリーニング装置ごとに３個ずつ作製した。なお、図４の装置（実施例２）においては、第３粘着ロールの長さをそれぞれ100 mmとし、長尺金属箔の条長4000 mに対して第３粘着ロールを80 mm移動させた。

（付着物の量の評価）
コイル状供試材に残存する付着物の量の評価は、次のように行った。図５は、コイル状供試材に残存する付着物のサンプリング方法を示す斜視模式図である。図５に示したように、コイル状供試材12のコイル端面13（長尺金属箔のスリット端部に相当）に粘着テープ14を貼り付けて、コイル状供試材に残存する付着物をサンプリングした。剥がした粘着テープ14を光学顕微鏡（倍率100倍）で観察し、20μm以上の大きさの付着物の数をカウントして粘着テープ14の単位面積あたりの付着物数（付着物密度）を算出した。粘着テープ14を貼り付ける位置としては、長尺金属箔の先頭（すなわち、コイル状供試材の中心）から、条長2000 m程度の位置とした。結果を表１に示す。

表１に示したように、従来のクリーニング装置を用いた比較例１では、付着物密度が平均で70個/cm²であった。また、条長による付着物密度の変化を別途調査したところ、条長が長くなるにつれて（コイル状供試材の内層から外層に向かって）付着物密度が明らかに大きくなっていた。これは、表面付着物がスリット加工領域に集中しているために、当該領域に対応する部分でのクリーニング能力が急激に低下して表面付着物を除去しきれず、除去し損なった表面付着物が金属箔に残存したためと考えられた。

比較例１に対し、実施例１では、付着物密度が平均で20個/cm²と明確に減少した。条長による付着物密度の変化においては、わずかに増加する傾向が見られたが、その増加の程度は十分小さいものであった。

実施例２では、付着物密度が平均で5個/cm²と、比較例１、実施例１に比べて劇的に減少した。また、条長による付着物密度の変化においては、全長に渡ってほとんど変化が見られなかった。これは、第３粘着ロールを長尺金属箔の幅方向に移動させたことにより、第３粘着ロールの付着物を吸着除去する部分の粘着力がより長時間持続したためと考えられた。

以上示したように、本発明に係るクリーニング装置は、長尺金属箔の不要な表面付着物の除去能力が従来よりも優れることが確認された。その結果、不要な表面付着物が従来よりも少ない長尺金属箔を提供できることが確認された。

10…電池用電極、11…長尺金属箔、
12…コイル状供試材、13…コイル端面、14…粘着テープ、
20a，20b…粘着ロール、21a，21b…第１粘着ロール、
30…粘着体、31a，31b…第２粘着ロール、
41a，41b…第３粘着ロール、42a，42b…第３粘着ロール、
43…粘着ロール移動機構、
50…付着した付着物（表面付着物）、60…除去された付着物、
70…スリット加工領域、80…中央領域、
100，200，300…クリーニング装置。

Claims

スリット加工されて搬送されてくる長尺金属箔の表面付着物を除去するクリーニング装置であって、
前記長尺金属箔を両表面から挟接する一対の第１粘着ロールと、
前記長尺金属箔の搬送方向下流側で前記一対の第１粘着ロールのそれぞれと接動し、前記第１粘着ロールよりも高い引き剥がし粘着力を有する一対の第２粘着ロールと、
前記長尺金属箔の搬送方向上流側で前記一対の第１粘着ロールのそれぞれと接動し、前記第１粘着ロールよりも高い引き剥がし粘着力を有する一対の第３粘着ロールとを具備し、
前記第１粘着ロールは、前記長尺金属箔の全幅よりも大きい長さを有して前記長尺金属箔の全幅をカバーし、
前記第２粘着ロールおよび前記第３粘着ロールの内の一方の粘着ロールは、前記長尺金属箔の短手方向の幅よりも広い幅を有して前記長尺金属箔の短手方向の全幅をカバーし、他方の粘着ロールは、少なくとも前記長尺金属箔のスリット加工領域をカバーすることを特徴とする長尺金属箔のクリーニング装置。
請求項１に記載の長尺金属箔のクリーニング装置において、
前記他方の粘着ロールは、前記長尺金属箔の短手方向の幅よりも狭い幅を有して前記長尺金属箔のスリット加工領域のみをカバーすることを特徴とする長尺金属箔のクリーニング装置。
請求項２に記載の長尺金属箔のクリーニング装置において、
前記他方の粘着ロールを前記長尺金属箔の幅方向に移動させる機構を更に具備することを特徴とする長尺金属箔のクリーニング装置。
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の長尺金属箔のクリーニング装置において、
前記第２粘着ロールおよび前記第３粘着ロールの前記引き剥がし粘着力が、該粘着ロールの長さ20 mmあたり4 N以上10 N以下であることを特徴とする長尺金属箔のクリーニング装置。