JP3324343B2 - ペーストの塗着装置および方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ペースト状物質、とく
に電池用活物質粉末を主体としたペースト状練合物を連
続した帯状の金属芯体に連続して塗着するための装置、
および塗着方法に関するものである。
に電池用活物質粉末を主体としたペースト状練合物を連
続した帯状の金属芯体に連続して塗着するための装置、
および塗着方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】各種電子機器の電源として広く使われて
いる電池としては、アルカリ蓄電池、リチウム電池など
がある。これらの電池は高信頼性、小形軽量化が可能な
どの理由で、小型のものは各種ポータブル機器用に、大
型のものは産業用として広く使われている。
いる電池としては、アルカリ蓄電池、リチウム電池など
がある。これらの電池は高信頼性、小形軽量化が可能な
どの理由で、小型のものは各種ポータブル機器用に、大
型のものは産業用として広く使われている。
【０００３】これら電池に使われる電極としては、アル
カリ蓄電池の場合、正極にはニッケル極、負極にはカド
ミウム極や水素吸蔵合金極などがあり、リチウム電池で
はリチウム金属酸化物極、黒鉛極などがある。その製造
法としてはカドミウム極、さらに最近での水素吸蔵合金
極などに代表されるように、電極材料粉末を主体とした
ペーストを芯材に塗着することが多い。すなわち、一般
にはスクリーン、エキスパンドメタル、パンチングメタ
ル、スポンジメタルのような構造の多孔性芯材に、所望
の粉末と結着剤の溶液を主とするペーストを塗着し、ス
リットを通してその厚み調整するとともに表面を平滑に
し、乾燥して電極を得ている。
カリ蓄電池の場合、正極にはニッケル極、負極にはカド
ミウム極や水素吸蔵合金極などがあり、リチウム電池で
はリチウム金属酸化物極、黒鉛極などがある。その製造
法としてはカドミウム極、さらに最近での水素吸蔵合金
極などに代表されるように、電極材料粉末を主体とした
ペーストを芯材に塗着することが多い。すなわち、一般
にはスクリーン、エキスパンドメタル、パンチングメタ
ル、スポンジメタルのような構造の多孔性芯材に、所望
の粉末と結着剤の溶液を主とするペーストを塗着し、ス
リットを通してその厚み調整するとともに表面を平滑に
し、乾燥して電極を得ている。
【０００４】このようなペーストを用いた電極の製造法
は、芯材への活物質の塗着・充てんが容易で、その製造
工程も連続生産性に優れているところから、量産性に優
れ、電池あるいは電極の価格を低く押さえることができ
る。通常カドミウム極ではペースト練合物の結着剤とし
てポリビニルアルコールを用いているが、電極の結着剤
としては、その他にカルボキシメチルセルロース、ポリ
エチレン、ポリ塩化ビニル、スチレン−ブタジエン系ゴ
ム、フッ素樹脂などが用いられている。また、電極の芯
材としては導電性多孔体として上記のようにエキスパン
ドメタル、スクリーン、パンチングメタルなどが用いら
れているが、最近では価格と強度の点で有利なパンチン
グメタルがよく使用されている。
は、芯材への活物質の塗着・充てんが容易で、その製造
工程も連続生産性に優れているところから、量産性に優
れ、電池あるいは電極の価格を低く押さえることができ
る。通常カドミウム極ではペースト練合物の結着剤とし
てポリビニルアルコールを用いているが、電極の結着剤
としては、その他にカルボキシメチルセルロース、ポリ
エチレン、ポリ塩化ビニル、スチレン−ブタジエン系ゴ
ム、フッ素樹脂などが用いられている。また、電極の芯
材としては導電性多孔体として上記のようにエキスパン
ドメタル、スクリーン、パンチングメタルなどが用いら
れているが、最近では価格と強度の点で有利なパンチン
グメタルがよく使用されている。
【０００５】このようなペーストを用いた電極の単位当
たりの重量の測定は、これまでペーストを乾燥させた
後、任意の部分を一定の大きさに抜き取り、抜き取った
サンプル片の機械的な重量の測定を行なっていた。従っ
て連続したペーストの重量測定はなされていなかった。
たりの重量の測定は、これまでペーストを乾燥させた
後、任意の部分を一定の大きさに抜き取り、抜き取った
サンプル片の機械的な重量の測定を行なっていた。従っ
て連続したペーストの重量測定はなされていなかった。
【０００６】一方、シート状の紙、フィルム、織物、鉄
などの単位面積当たりの重量を測定する方法として、例
えば特開昭５４−９８２６７号公報に開示されたように
放射線を透過させる方法が使われてきた。しかし、ペー
スト式電極のように金属あるいはその化合物が主体をな
し、さらに上記のような芯材の表裏両面に活物質層を塗
着したような複雑な組成物では、測定精度に大きな問題
があり、このようなペースト式電極の重量の測定とペー
スト塗着の制御とを放射線を用いて行うことは全くなさ
れていなかった。
などの単位面積当たりの重量を測定する方法として、例
えば特開昭５４−９８２６７号公報に開示されたように
放射線を透過させる方法が使われてきた。しかし、ペー
スト式電極のように金属あるいはその化合物が主体をな
し、さらに上記のような芯材の表裏両面に活物質層を塗
着したような複雑な組成物では、測定精度に大きな問題
があり、このようなペースト式電極の重量の測定とペー
スト塗着の制御とを放射線を用いて行うことは全くなさ
れていなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このようなペースト式
電極の製造工程においては、均一重量の電極を連続して
製造することが難しく、ペーストの塗着・充てん量が不
均一になると所定寸法の単位極板に裁断した時に、塗着
・充てん量がばらつき、電池としての品質が低下するこ
とになる。したがって、ペーストを用いた電極の製造工
程において、芯材にペーストを塗着した電極が所望の塗
着条件で得られているか否かを検査し、不都合が生じた
場合にはその都度解決の対策がとられてきた。その対策
方法としては前記したようにペーストを用いた電極の乾
燥工程の後に、任意の部分を機械的に一定の大きさに抜
き取ってその重量を測定して基準値に合うようペースト
の塗着量を調整していた。この方法では抜き取る部分を
大きく、また抜き取りの頻度を増すほど測定の精度は上
がるが、抜き取った部分はもちろんのこと、その近辺も
電極として使用することができないので、精度を向上さ
せると歩留まりが低下してしまう。また、この方法では
すぐに結果が分からないので、異常が発見されてもすぐ
にその対策を電極の製造に反映することはできなかっ
た。さらに、調整作業が煩雑であるなどの欠点があっ
た。
電極の製造工程においては、均一重量の電極を連続して
製造することが難しく、ペーストの塗着・充てん量が不
均一になると所定寸法の単位極板に裁断した時に、塗着
・充てん量がばらつき、電池としての品質が低下するこ
とになる。したがって、ペーストを用いた電極の製造工
程において、芯材にペーストを塗着した電極が所望の塗
着条件で得られているか否かを検査し、不都合が生じた
場合にはその都度解決の対策がとられてきた。その対策
方法としては前記したようにペーストを用いた電極の乾
燥工程の後に、任意の部分を機械的に一定の大きさに抜
き取ってその重量を測定して基準値に合うようペースト
の塗着量を調整していた。この方法では抜き取る部分を
大きく、また抜き取りの頻度を増すほど測定の精度は上
がるが、抜き取った部分はもちろんのこと、その近辺も
電極として使用することができないので、精度を向上さ
せると歩留まりが低下してしまう。また、この方法では
すぐに結果が分からないので、異常が発見されてもすぐ
にその対策を電極の製造に反映することはできなかっ
た。さらに、調整作業が煩雑であるなどの欠点があっ
た。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するもので、ペーストには非接触であり、連続的なペー
スト重量の測定が可能であるペーストの重量測定法と、
その測定結果をペーストの塗着厚を制御する一対のブレ
ード間のスリットの調整に反映して常にペースト塗着量
を一定値に近づけるペーストの塗着装置を提供すること
を主たる目的としている。
するもので、ペーストには非接触であり、連続的なペー
スト重量の測定が可能であるペーストの重量測定法と、
その測定結果をペーストの塗着厚を制御する一対のブレ
ード間のスリットの調整に反映して常にペースト塗着量
を一定値に近づけるペーストの塗着装置を提供すること
を主たる目的としている。
【０００９】本発明の別な目的は、ペーストを透過した
放射線量を電離箱で捕捉し、その量に応じて出力される
電離電流を、演算処理装置に入力し、予め定めたペース
ト重量の基準データと比較演算して、その出力結果を電
気信号出力としてペースト塗着制御用スリットを構成す
る一対のブレードのうち少なくとも一方を移動させて、
スリット間隔を常に調整することにある。
放射線量を電離箱で捕捉し、その量に応じて出力される
電離電流を、演算処理装置に入力し、予め定めたペース
ト重量の基準データと比較演算して、その出力結果を電
気信号出力としてペースト塗着制御用スリットを構成す
る一対のブレードのうち少なくとも一方を移動させて、
スリット間隔を常に調整することにある。
【００１０】本発明のさらに別な目的は、β線を発する
放射線源をストロンチウム９０として、ペースト塗着芯
材に対する透過を良好にし、単位面積当りのペースト重
量の測定を精度の高いものにすることにある。
放射線源をストロンチウム９０として、ペースト塗着芯
材に対する透過を良好にし、単位面積当りのペースト重
量の測定を精度の高いものにすることにある。
【００１１】本発明の第４の目的は、放射線源と電離箱
とが対向して重量測定装置を構成し、この両者間をペー
スト塗着芯材が一定方向に移動するとともに、前記重量
測定装置をなす放射線源と電離箱は、前記ペースト塗着
芯材をその幅方向に横切るように移動してペースト塗着
重量を連続的に計測し、常にペースト重量を高精度に把
握するものである。
とが対向して重量測定装置を構成し、この両者間をペー
スト塗着芯材が一定方向に移動するとともに、前記重量
測定装置をなす放射線源と電離箱は、前記ペースト塗着
芯材をその幅方向に横切るように移動してペースト塗着
重量を連続的に計測し、常にペースト重量を高精度に把
握するものである。
【００１２】本発明のその他の目的は、以下の発明の概
要および実施の態様の説明において明らかにする。
要および実施の態様の説明において明らかにする。
【００１３】本発明のペースト塗着装置は、上記の目的
を達成するために連続した帯状の金属芯材と、この金属
芯材を通過させてその表裏両面に電池用活物質粉末を主
体としたペースト状練合物を塗着する、前記ペースト状
練合物を内部に貯えたホッパーと、このホッパーの上方
に位置し、ペースト塗着芯材と接触して、そのペースト
を制御する一対の超硬合金材料からなるブレード間に構
成されるペースト塗着制御用スリットと、スリット通過
後のペースト塗着芯材を乾燥する乾燥炉と、乾燥後のペ
ーストに放射線を照射する放射線源と、この線源と対を
成し前記ペーストを透過した放射線量を捕捉してその線
量に応じて電気信号出力を発する電離箱からなる重量測
定装置と、この重量測定装置よりの電気信号出力と、予
め定めたペースト重量に基づく基準データとを比較演算
して、その比較結果を電気信号として出力する演算処理
装置と、この演算処理装置よりの出力に応じて前記スリ
ットを構成する一対のブレード間の間隔を調整するブレ
ード調整手段とから構成されている。
を達成するために連続した帯状の金属芯材と、この金属
芯材を通過させてその表裏両面に電池用活物質粉末を主
体としたペースト状練合物を塗着する、前記ペースト状
練合物を内部に貯えたホッパーと、このホッパーの上方
に位置し、ペースト塗着芯材と接触して、そのペースト
を制御する一対の超硬合金材料からなるブレード間に構
成されるペースト塗着制御用スリットと、スリット通過
後のペースト塗着芯材を乾燥する乾燥炉と、乾燥後のペ
ーストに放射線を照射する放射線源と、この線源と対を
成し前記ペーストを透過した放射線量を捕捉してその線
量に応じて電気信号出力を発する電離箱からなる重量測
定装置と、この重量測定装置よりの電気信号出力と、予
め定めたペースト重量に基づく基準データとを比較演算
して、その比較結果を電気信号として出力する演算処理
装置と、この演算処理装置よりの出力に応じて前記スリ
ットを構成する一対のブレード間の間隔を調整するブレ
ード調整手段とから構成されている。
【００１４】ここで、ペーストに照射する放射線は、ペ
ーストの構成材料にもよるが透過性に優れたβ線が好ま
しく、その線源としてはストロンチウム９０が適してい
る。ペーストを構成する主材料粉末がカドミウムあるい
は酸化カドミウムの場合、予め設定される基準データ
は、鉄を基準サンプルとして求めたものが好ましい。
ーストの構成材料にもよるが透過性に優れたβ線が好ま
しく、その線源としてはストロンチウム９０が適してい
る。ペーストを構成する主材料粉末がカドミウムあるい
は酸化カドミウムの場合、予め設定される基準データ
は、鉄を基準サンプルとして求めたものが好ましい。
【００１５】上記のペースト塗着装置を用いた、電池用
活物質粉末主体のペーストの塗着方法としては、連続し
た帯状の金属芯材が、ペースト状練合物を内部に貯えた
ホッパー内を通過することでその表裏両面に前記ペース
ト状練合物が連続して塗着され、ついで前記ホッパーの
上方に位置した一対のブレードからなるペースト塗着制
御用スリットを通過することでそのペースト塗着量が制
御され、その後ペースト塗着芯材は乾燥炉に導入されて
乾燥され、乾燥後のペースト塗着芯材にペースト重量測
定装置の放射線源より放射線を照射してその透過線量を
電離箱で捕捉して、その量からペースト重量を計測する
とともに、その計測値を予め設定されているペースト重
量の基準値と比較演算してその比較結果を電気信号とし
て出力し、この電気信号出力により動作するステッピン
グモータ、サーボモータ等の駆動源によって前記一対の
ブレードのうち少なくとも一方を移動させて両ブレード
間のスリット間隔を調整し、前記芯材に塗着するペース
ト練合物の単位面積当りの重量を常に調整することに特
徴がある。
活物質粉末主体のペーストの塗着方法としては、連続し
た帯状の金属芯材が、ペースト状練合物を内部に貯えた
ホッパー内を通過することでその表裏両面に前記ペース
ト状練合物が連続して塗着され、ついで前記ホッパーの
上方に位置した一対のブレードからなるペースト塗着制
御用スリットを通過することでそのペースト塗着量が制
御され、その後ペースト塗着芯材は乾燥炉に導入されて
乾燥され、乾燥後のペースト塗着芯材にペースト重量測
定装置の放射線源より放射線を照射してその透過線量を
電離箱で捕捉して、その量からペースト重量を計測する
とともに、その計測値を予め設定されているペースト重
量の基準値と比較演算してその比較結果を電気信号とし
て出力し、この電気信号出力により動作するステッピン
グモータ、サーボモータ等の駆動源によって前記一対の
ブレードのうち少なくとも一方を移動させて両ブレード
間のスリット間隔を調整し、前記芯材に塗着するペース
ト練合物の単位面積当りの重量を常に調整することに特
徴がある。
【００１６】
【作用】本発明は上記した構成と方法により、ペースト
の塗着量を、ペーストには非接触で連続測定することが
可能になり、単位面積当りの塗着量が均一なペーストを
芯材に塗着した極板を、連続して大量に製造することが
できるものである。
の塗着量を、ペーストには非接触で連続測定することが
可能になり、単位面積当りの塗着量が均一なペーストを
芯材に塗着した極板を、連続して大量に製造することが
できるものである。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施の態様について
図面を参照しながら説明する。
図面を参照しながら説明する。
【００１８】図１はカドミウム粉末を主体としたペース
ト状練合物を、連続した帯状の金属芯材に塗着するカド
ミウム極の極板製造工程概略図である。図中１は芯材で
ある厚さ約０．１ｍｍ、孔径１．８ｍｍ、開孔度５３％
の鉄にニッケルメッキしたパンチングメタルで、その幅
は６００ｍｍ、長さは約６００ｍでコイル状に巻かれて
いる。このパンチングメタルは、２のペースト塗着工程
において、活物質として酸化カドミウム粉末を主としそ
れにポリビニルアルコールを結着剤とし、エチレングリ
コールを溶媒として調整されたペーストが表裏両面に塗
着される。３は乾燥工程であり、４は重量測定部、５が
コイル状に巻取る巻取り部である。６は４において測定
した値を基準値と比較校正し、その出力を２のペースト
塗着工程のブレード調整手段にフィードバックする演算
処理装置を示している。この例では乾燥工程３の後に重
量測定部４を設けているが、溶媒を重量測定の対象に考
慮すれば、乾燥工程３の前に重量測定部４を設けてもよ
い。
ト状練合物を、連続した帯状の金属芯材に塗着するカド
ミウム極の極板製造工程概略図である。図中１は芯材で
ある厚さ約０．１ｍｍ、孔径１．８ｍｍ、開孔度５３％
の鉄にニッケルメッキしたパンチングメタルで、その幅
は６００ｍｍ、長さは約６００ｍでコイル状に巻かれて
いる。このパンチングメタルは、２のペースト塗着工程
において、活物質として酸化カドミウム粉末を主としそ
れにポリビニルアルコールを結着剤とし、エチレングリ
コールを溶媒として調整されたペーストが表裏両面に塗
着される。３は乾燥工程であり、４は重量測定部、５が
コイル状に巻取る巻取り部である。６は４において測定
した値を基準値と比較校正し、その出力を２のペースト
塗着工程のブレード調整手段にフィードバックする演算
処理装置を示している。この例では乾燥工程３の後に重
量測定部４を設けているが、溶媒を重量測定の対象に考
慮すれば、乾燥工程３の前に重量測定部４を設けてもよ
い。
【００１９】図１に示す本発明のペースト塗着装置を中
心としたカドミウム極板の連続製造装置は図２に示す構
成である。図２中、コイル状に巻かれたパンチングメタ
ル１は、巻取り部５の巻取り力によって、図の左側から
右側に向けて、適度なペースト塗着および乾燥処理のた
めのスピード、ここでは５０ｍｍ／秒の速度で移動す
る。
心としたカドミウム極板の連続製造装置は図２に示す構
成である。図２中、コイル状に巻かれたパンチングメタ
ル１は、巻取り部５の巻取り力によって、図の左側から
右側に向けて、適度なペースト塗着および乾燥処理のた
めのスピード、ここでは５０ｍｍ／秒の速度で移動す
る。
【００２０】パンチングメタル１は、ガイドローラ１
１、１２、１３、１４、１５に案内されて移動し、最終
的に巻取り部５で再びコイル状に巻取られる。
１、１２、１３、１４、１５に案内されて移動し、最終
的に巻取り部５で再びコイル状に巻取られる。
【００２１】帯状のパンチングメタル１は、ガイドロー
ラ１２を通過後、前記の酸化カドミウム粉末が主体のペ
ースト状練合物２１が貯えられたホッパー２２内部に導
入され、その下側から上側に移動する際、その表裏両面
にペーストが塗着される。そしてホッパー２２の上方に
設けられた、一対の対向するブレード２３ａ、２３ｂで
構成されるペースト塗着制御用スリット２４を通過する
ことで、塗着したペーストの厚さおよび重量が調整され
る。ここではその厚さ０．７５ｍｍ、その重量０．２５
ｇ／ｃｍ2とした。
ラ１２を通過後、前記の酸化カドミウム粉末が主体のペ
ースト状練合物２１が貯えられたホッパー２２内部に導
入され、その下側から上側に移動する際、その表裏両面
にペーストが塗着される。そしてホッパー２２の上方に
設けられた、一対の対向するブレード２３ａ、２３ｂで
構成されるペースト塗着制御用スリット２４を通過する
ことで、塗着したペーストの厚さおよび重量が調整され
る。ここではその厚さ０．７５ｍｍ、その重量０．２５
ｇ／ｃｍ2とした。
【００２２】この詳細を図３に示す。なおスリット２４
を形成する一対の対向したブレード２３ａ、２３ｂに
は、その対向間隔をせまくあるいは広く調整することの
できるブレード調整手段２５が設けられている。その詳
細は後述する。
を形成する一対の対向したブレード２３ａ、２３ｂに
は、その対向間隔をせまくあるいは広く調整することの
できるブレード調整手段２５が設けられている。その詳
細は後述する。
【００２３】一対のブレード２３ａ、２３ｂの間のスリ
ット２４を通過したペースト塗着芯材は、その上方に位
置した乾燥炉３１内に導入され、ペーストの溶媒である
エチレングリコールを加熱逸散して、ペーストは確実に
パンチングメタルからなる芯材に固定される。この乾燥
炉の温度設定、乾燥時間は、ペーストの塗着状況に影響
を受けるが、ここでは乾燥炉の入口側温度を約１８０℃
とし、中央部の反転ローラ付近の温度を約１５０℃、出
口側温度を約１３０℃として５分間乾燥処理した。乾燥
後のペースト塗着芯材は、次いで重量測定部４に至る。
ット２４を通過したペースト塗着芯材は、その上方に位
置した乾燥炉３１内に導入され、ペーストの溶媒である
エチレングリコールを加熱逸散して、ペーストは確実に
パンチングメタルからなる芯材に固定される。この乾燥
炉の温度設定、乾燥時間は、ペーストの塗着状況に影響
を受けるが、ここでは乾燥炉の入口側温度を約１８０℃
とし、中央部の反転ローラ付近の温度を約１５０℃、出
口側温度を約１３０℃として５分間乾燥処理した。乾燥
後のペースト塗着芯材は、次いで重量測定部４に至る。
【００２４】図４はこの重量測定部４の概要図である。
図中４１は乾燥後のペースト塗着芯材、即ち帯状電極、
４２が検出部、４３は検出部４２を保持するビーム形フ
レームであり、検出部４２は矢印４４の方向に往復し
て、帯状電極をその幅方向に、まんべんなく重量を測定
する。４５は表示部、４６は操作部である。
図中４１は乾燥後のペースト塗着芯材、即ち帯状電極、
４２が検出部、４３は検出部４２を保持するビーム形フ
レームであり、検出部４２は矢印４４の方向に往復し
て、帯状電極をその幅方向に、まんべんなく重量を測定
する。４５は表示部、４６は操作部である。
【００２５】図５は検出部４２の模式図であり、上下一
対の検出ヘッド４７、４８からなり、ストロンチウム９
０よりなるβ線源４９は下側検出ヘッド４７に、レシー
バである電離箱５０は上側検出ヘッド４８にそれぞれ内
蔵されている。線源４９からのβ線は５１に示すように
電極４１を透過して５０に達し、電離電流出力としてラ
イン５２から取り出される。
対の検出ヘッド４７、４８からなり、ストロンチウム９
０よりなるβ線源４９は下側検出ヘッド４７に、レシー
バである電離箱５０は上側検出ヘッド４８にそれぞれ内
蔵されている。線源４９からのβ線は５１に示すように
電極４１を透過して５０に達し、電離電流出力としてラ
イン５２から取り出される。
【００２６】実用的な検出部４２は、図６に示すように
β線源４９の上方に幅２ｍｍ、長さ６ｍｍのスリットを
もったコリメータ５３をβ線コントロール用の絞りとし
て設け、電極４１に幅２０ｍｍ、長さ６０ｍｍの面積で
照射できるようにした。
β線源４９の上方に幅２ｍｍ、長さ６ｍｍのスリットを
もったコリメータ５３をβ線コントロール用の絞りとし
て設け、電極４１に幅２０ｍｍ、長さ６０ｍｍの面積で
照射できるようにした。
【００２７】コリメータ５３は、黄銅製で前記した幅２
ｍｍ、長さ６ｍｍのスリットを中央部に設けたものであ
る。上方の一部を除いて放射線のシールド材で囲われた
β線源４９は、その上方に配置されたコリメータ５３で
β線の照射角度、面積が制御され、図６に示すように電
極４１に幅２０ｍｍ、長さ６０ｍｍで照射し、電極４１
を透過したβ線が電離箱５０に入射する。
ｍｍ、長さ６ｍｍのスリットを中央部に設けたものであ
る。上方の一部を除いて放射線のシールド材で囲われた
β線源４９は、その上方に配置されたコリメータ５３で
β線の照射角度、面積が制御され、図６に示すように電
極４１に幅２０ｍｍ、長さ６０ｍｍで照射し、電極４１
を透過したβ線が電離箱５０に入射する。
【００２８】電離箱５０は、下側開口部がβ線透過のた
めの薄膜で閉ざされたボックスからなり、その内部には
乾燥したイナートガス、例えばアルゴンガス等が封入さ
れているとともに中央電極と周囲電極とが同心円的に配
置されたものである。そしてこの中央電極と周囲電極間
には直流３００Ｖ程度の電圧が印加されている。図６に
示す電極４１を透過したβ線は、電離箱５０の下側の薄
膜からボックス内部に入り込み、その量に応じてガスを
イオン化する。このイオンは中央と周囲の両電極に集め
られ、電離電流として出力端からライン５２を経て取り
出される。
めの薄膜で閉ざされたボックスからなり、その内部には
乾燥したイナートガス、例えばアルゴンガス等が封入さ
れているとともに中央電極と周囲電極とが同心円的に配
置されたものである。そしてこの中央電極と周囲電極間
には直流３００Ｖ程度の電圧が印加されている。図６に
示す電極４１を透過したβ線は、電離箱５０の下側の薄
膜からボックス内部に入り込み、その量に応じてガスを
イオン化する。このイオンは中央と周囲の両電極に集め
られ、電離電流として出力端からライン５２を経て取り
出される。
【００２９】この検出部４２は、図４で示したように放
射線源と電離箱とが上下に対向して対をなしており、４
３で示すビーム形フレームにそって４４で示す往復運動
を約１．７ｍ／分のスピードで行う。その移動は、巻取
り部へ向けて移動する電極４１をその幅方向に横切るも
ので、幅２０ｍｍ、長さ６０ｍｍの面積で電極４１に常
にβ線を照射しながら幅方向に走査し、そのペースト重
量を連続的に計測する。
射線源と電離箱とが上下に対向して対をなしており、４
３で示すビーム形フレームにそって４４で示す往復運動
を約１．７ｍ／分のスピードで行う。その移動は、巻取
り部へ向けて移動する電極４１をその幅方向に横切るも
ので、幅２０ｍｍ、長さ６０ｍｍの面積で電極４１に常
にβ線を照射しながら幅方向に走査し、そのペースト重
量を連続的に計測する。
【００３０】電離箱５０からの透過β線に比例した電離
電流出力は、マイクロプロセッサ・ユニットを中心とし
た演算処理装置６に導入され、ここで演算処理された比
較結果が電気信号として出力される。その出力は、図２
のブレード調整手段２５を駆動するモータ制御回路部７
に送られ、最終的に駆動源であるステッピングモータあ
るいはサーボモータ等を回転させることで、一対のブレ
ード間のスリット間隔を常に調整している。このことに
ついては後に詳述する。
電流出力は、マイクロプロセッサ・ユニットを中心とし
た演算処理装置６に導入され、ここで演算処理された比
較結果が電気信号として出力される。その出力は、図２
のブレード調整手段２５を駆動するモータ制御回路部７
に送られ、最終的に駆動源であるステッピングモータあ
るいはサーボモータ等を回転させることで、一対のブレ
ード間のスリット間隔を常に調整している。このことに
ついては後に詳述する。
【００３１】酸化カドミウム粉末を主体としたペースト
を塗着した帯状電極４１に照射する放射線としては、Ｘ
線、γ線、β線などがある。本発明ではβ線が物質によ
る質量吸収係数の差が小さいことに着目した。そしてそ
の線源としてクリプトン８５（エネルギー０．２２Ｍｅ
Ｖ）、プロメシュウム１４７（エネルギー０．６７Ｍｅ
Ｖ）、ストロンチウム９０（エネルギー２．２７Ｍｅ
Ｖ）の核種を検討したが、より透過エネルギーが大き
く、安全でかつ長期間安定しているストロンチウム９０
が、このペーストの重量測定に適していることを見い出
した。
を塗着した帯状電極４１に照射する放射線としては、Ｘ
線、γ線、β線などがある。本発明ではβ線が物質によ
る質量吸収係数の差が小さいことに着目した。そしてそ
の線源としてクリプトン８５（エネルギー０．２２Ｍｅ
Ｖ）、プロメシュウム１４７（エネルギー０．６７Ｍｅ
Ｖ）、ストロンチウム９０（エネルギー２．２７Ｍｅ
Ｖ）の核種を検討したが、より透過エネルギーが大き
く、安全でかつ長期間安定しているストロンチウム９０
が、このペーストの重量測定に適していることを見い出
した。
【００３２】ストロンチウム９０を線源としたβ線が、
ペースト塗着芯材を透過する時の減衰は、次式で表せ
る。
ペースト塗着芯材を透過する時の減衰は、次式で表せ
る。
【００３３】Ｉ＝Ｉｏ ｅｘｐ（−μ・Ｔ） ただし、Ｉは透過後の放射線強度、Ｉｏは透過前の放射
線強度、μは放射線のエネルギーと透過物質によって決
まる質量吸収係数（ｍ2／ｇ）、Ｔは重量（ｇ／ｍ2）で
ある。
線強度、μは放射線のエネルギーと透過物質によって決
まる質量吸収係数（ｍ2／ｇ）、Ｔは重量（ｇ／ｍ2）で
ある。
【００３４】従って、ペースト塗着芯材からなる帯状電
極の質量吸収係数を求めることにより測定が可能である
が、カドミウム電極では、重量精度のあるサンプルを作
ることができず、実際的な質量吸収係数を求めることが
できなかった。そこで、カドミウム電極に変わる材料と
して、重量精度のあるサンプルが作れた銀、鉄、アルミ
ニウムの質量吸収係数を求め、校正値のための基準とし
た。これらの材料は、精度の高い加工ができ、長期間安
定しているという特徴を持つ。
極の質量吸収係数を求めることにより測定が可能である
が、カドミウム電極では、重量精度のあるサンプルを作
ることができず、実際的な質量吸収係数を求めることが
できなかった。そこで、カドミウム電極に変わる材料と
して、重量精度のあるサンプルが作れた銀、鉄、アルミ
ニウムの質量吸収係数を求め、校正値のための基準とし
た。これらの材料は、精度の高い加工ができ、長期間安
定しているという特徴を持つ。
【００３５】図７に、基準サンプルとして鉄とアルミニ
ウムと銀の各薄い板を用い、エネルギー２．２７Ｍｅ
Ｖ、半減期２８．８年のストロンチウム９０からのβ線
を５０ｍｍ／秒で移動させているカドミウムペースト塗
着芯材に照射し、これを透過したβ線の強度を重量に換
算した重量計指示の値と極板重量との関係を示す。この
結果、銀、鉄、アルミニウムの中でカドミウム電極の重
量と各質量吸収係数を組み入れた重量計の指示が１：１
の関係にもっとも近いものは鉄であり、鉄がこの電極の
基準として優れていることがわかる。
ウムと銀の各薄い板を用い、エネルギー２．２７Ｍｅ
Ｖ、半減期２８．８年のストロンチウム９０からのβ線
を５０ｍｍ／秒で移動させているカドミウムペースト塗
着芯材に照射し、これを透過したβ線の強度を重量に換
算した重量計指示の値と極板重量との関係を示す。この
結果、銀、鉄、アルミニウムの中でカドミウム電極の重
量と各質量吸収係数を組み入れた重量計の指示が１：１
の関係にもっとも近いものは鉄であり、鉄がこの電極の
基準として優れていることがわかる。
【００３６】なお上記の例ではペースト式カドミウム電
極について説明したが、この他のニッケル電極や水素吸
蔵合金電極などのペーストを芯材に塗着した電極の場合
も、同様の方法により基準サンプルを求めることができ
る。
極について説明したが、この他のニッケル電極や水素吸
蔵合金電極などのペーストを芯材に塗着した電極の場合
も、同様の方法により基準サンプルを求めることができ
る。
【００３７】重量測定部４の検出部４２からの電気信号
出力はライン５２を経て、演算処理装置６に入力され、
ここで前記の基準サンプルである鉄に基づいて予め定め
られたペースト重量の基準データと比較、校正され、そ
の結果としての出力がモータ制御回路部７に送られる。
そしてブレード調整手段２５を常時作動させて一対のブ
レード２３ａ、２３ｂの間の間隙、すなわちペースト塗
着制御用スリット２４を常に基準の設定値に近づけるよ
う調整している。
出力はライン５２を経て、演算処理装置６に入力され、
ここで前記の基準サンプルである鉄に基づいて予め定め
られたペースト重量の基準データと比較、校正され、そ
の結果としての出力がモータ制御回路部７に送られる。
そしてブレード調整手段２５を常時作動させて一対のブ
レード２３ａ、２３ｂの間の間隙、すなわちペースト塗
着制御用スリット２４を常に基準の設定値に近づけるよ
う調整している。
【００３８】この詳細を図８〜図１０に添って説明す
る。図８中、７は前述のモータ制御回路部であり、ここ
からの制御電流は、信号経路７１を経て２つのステッピ
ングモータ２５ａ、２５ｂに伝えられる。
る。図８中、７は前述のモータ制御回路部であり、ここ
からの制御電流は、信号経路７１を経て２つのステッピ
ングモータ２５ａ、２５ｂに伝えられる。
【００３９】ペースト塗着制御用スリットを構成する対
をなしたブレード２３ａ、２３ｂは、それぞれベース部
材６０、６１に固定されていて、帯状電極４１をスリッ
トの中央部分に通過させるように対向配置されている。
ベース部材の一方、ここでは６１で示すベース部材の左
右両端に、６３、６４で示す油圧シリンダーなどの加圧
装置が設けられていて、常にブレード２３ｂを相手側の
ブレード２３ａ側に押しやってスリット間隔を保つ付勢
力をブレード２３ｂに与えている。
をなしたブレード２３ａ、２３ｂは、それぞれベース部
材６０、６１に固定されていて、帯状電極４１をスリッ
トの中央部分に通過させるように対向配置されている。
ベース部材の一方、ここでは６１で示すベース部材の左
右両端に、６３、６４で示す油圧シリンダーなどの加圧
装置が設けられていて、常にブレード２３ｂを相手側の
ブレード２３ａ側に押しやってスリット間隔を保つ付勢
力をブレード２３ｂに与えている。
【００４０】この際、相手側ブレード２３ａは固定状態
のベース部材６０に確実に固定されている。
のベース部材６０に確実に固定されている。
【００４１】ベース部材６１の左右両端のうちベース部
材６０と対向する片側には、ねじ軸６５、６６がそれぞ
れ設けられているとともに、これにウオーム６７、６８
がそれぞれかみ合い、このウオーム６７、６８をそれぞ
れ駆動源であるステッピングモータ２５ａ、２５ｂの回
動で回転させ、ねじ軸６５、６６を回すことでブレード
２３ｂを２３ａに近づけたり、離したりしてスリット間
隔を調整する。
材６０と対向する片側には、ねじ軸６５、６６がそれぞ
れ設けられているとともに、これにウオーム６７、６８
がそれぞれかみ合い、このウオーム６７、６８をそれぞ
れ駆動源であるステッピングモータ２５ａ、２５ｂの回
動で回転させ、ねじ軸６５、６６を回すことでブレード
２３ｂを２３ａに近づけたり、離したりしてスリット間
隔を調整する。
【００４２】ブレード２３ｂの移動を実行するベース部
材６１の実際の移動量は、ベース部材６１の左右に設け
られたリニアゲージ６９、７０によって極めて微少な量
でも検出され、その検出出力信号は信号経路７２より演
算処理装置６に送られて、基準値からのずれを補正する
補正値を決定する演算処理にかけられて、再びモータ制
御回路部７にフィードバックされ、モータ２５ａ、２５
ｂの微調整とそれによるウオーム６７、６８の回動に作
用する。
材６１の実際の移動量は、ベース部材６１の左右に設け
られたリニアゲージ６９、７０によって極めて微少な量
でも検出され、その検出出力信号は信号経路７２より演
算処理装置６に送られて、基準値からのずれを補正する
補正値を決定する演算処理にかけられて、再びモータ制
御回路部７にフィードバックされ、モータ２５ａ、２５
ｂの微調整とそれによるウオーム６７、６８の回動に作
用する。
【００４３】一対のブレード２３ａ、２３ｂの対向間隔
で決定されるスリットは、両ブレード２３ａ、２３ｂの
対向する先端が平行である限り、理論的にはペースト塗
着厚さは電極４１の全ての位置で均一になるはずであ
る。しかし実際にはこのスリットで余剰なペーストがか
き落され、その際ブレードの下方と左右の両端方向とに
逃げるペーストの流動抵抗その他の要因から、電極４１
の中央の表裏両面に塗着されるペーストは、左右の両端
に近い部分に塗着されるペーストの厚さよりも厚くな
り、塗着重量も多くなる。また左右においてもその塗着
量にバラツキが生じる。従ってこのような塗着量のバラ
ツキを減少させ、電極４１の全幅にわたって均一なペー
スト塗着厚さ、重量を保つには、上記の現象を打ち消す
ようにブレードの中央部がそれぞれ相手側に張り出すよ
う、ゆるやかなアーチ形とするか、あるいは図９に示す
ように中央の対向部分の相互の間隔がせまく、左右の両
端にゆくに従ってその間隔が順次広くなる段階的な段差
２３０、２３１をブレードの対向する先端につけておく
とよい。またモータ２５ａ、２５ｂによるウオーム６
７、６８の回転も、前記塗着量のバラツキを減少あるい
は解消させるようにブレード２３ｂを移動させている。
で決定されるスリットは、両ブレード２３ａ、２３ｂの
対向する先端が平行である限り、理論的にはペースト塗
着厚さは電極４１の全ての位置で均一になるはずであ
る。しかし実際にはこのスリットで余剰なペーストがか
き落され、その際ブレードの下方と左右の両端方向とに
逃げるペーストの流動抵抗その他の要因から、電極４１
の中央の表裏両面に塗着されるペーストは、左右の両端
に近い部分に塗着されるペーストの厚さよりも厚くな
り、塗着重量も多くなる。また左右においてもその塗着
量にバラツキが生じる。従ってこのような塗着量のバラ
ツキを減少させ、電極４１の全幅にわたって均一なペー
スト塗着厚さ、重量を保つには、上記の現象を打ち消す
ようにブレードの中央部がそれぞれ相手側に張り出すよ
う、ゆるやかなアーチ形とするか、あるいは図９に示す
ように中央の対向部分の相互の間隔がせまく、左右の両
端にゆくに従ってその間隔が順次広くなる段階的な段差
２３０、２３１をブレードの対向する先端につけておく
とよい。またモータ２５ａ、２５ｂによるウオーム６
７、６８の回転も、前記塗着量のバラツキを減少あるい
は解消させるようにブレード２３ｂを移動させている。
【００４４】さらにペースト塗着厚さを制御する際に、
最もペースト塗着厚が厚くなるブレード２３ａ、２３ｂ
の中央部は、予めその固定用ベース部材６０、６１に取
付ける際に、その中央背面を支持ボルト２４０、２４１
で押してそれぞれ相手側にそり返るように付勢力をかけ
ておくとよい。この状態を図１０に示す。
最もペースト塗着厚が厚くなるブレード２３ａ、２３ｂ
の中央部は、予めその固定用ベース部材６０、６１に取
付ける際に、その中央背面を支持ボルト２４０、２４１
で押してそれぞれ相手側にそり返るように付勢力をかけ
ておくとよい。この状態を図１０に示す。
【００４５】このようにすれば、超硬合金材料で形成さ
れ、耐磨耗性に優れたブレード２３ａ、２３ｂであって
も、その余剰ペーストをかき落とし、電極４１の幅全体
にわたるペースト塗着量を基準値に近づけるよう調整す
る際のブレード自体のそり返りを、支持ボルト２４０、
２４１が支点となって発揮させることができる。従って
対向した平坦な先端をもつブレードであっても、実質的
なブレード先端はゆるやかなカーブを描くアーチ形とし
て実際上は作用し、ペーストの塗着厚さ、重量を均一化
できる。
れ、耐磨耗性に優れたブレード２３ａ、２３ｂであって
も、その余剰ペーストをかき落とし、電極４１の幅全体
にわたるペースト塗着量を基準値に近づけるよう調整す
る際のブレード自体のそり返りを、支持ボルト２４０、
２４１が支点となって発揮させることができる。従って
対向した平坦な先端をもつブレードであっても、実質的
なブレード先端はゆるやかなカーブを描くアーチ形とし
て実際上は作用し、ペーストの塗着厚さ、重量を均一化
できる。
【００４６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のペースト塗着芯材や帯状電極の重量測定において、放
射線好ましくはストロンチウム９０を放射線源としたβ
線を前記電極に照射透過させ、透過後のβ線の強度を鉄
を基準サンプルとして設定した基準値と比較校正し、そ
の結果の出力をブレード間のスリットの調整にフィード
バックすることで、精度よく単位面積当りの重量との関
係として求めることができる。これにより、帯状電極の
ペースト塗着重量をペーストに非接触で連続的に測定す
ることが可能になり、ペースト式電極の製造装置に用い
た場合、ペースト塗着量の確認とその調整が迅速にな
り、一部を切り取ってサンプルとして測定する場合に生
じる歩留まりの低下もなくすことができるものである。
のペースト塗着芯材や帯状電極の重量測定において、放
射線好ましくはストロンチウム９０を放射線源としたβ
線を前記電極に照射透過させ、透過後のβ線の強度を鉄
を基準サンプルとして設定した基準値と比較校正し、そ
の結果の出力をブレード間のスリットの調整にフィード
バックすることで、精度よく単位面積当りの重量との関
係として求めることができる。これにより、帯状電極の
ペースト塗着重量をペーストに非接触で連続的に測定す
ることが可能になり、ペースト式電極の製造装置に用い
た場合、ペースト塗着量の確認とその調整が迅速にな
り、一部を切り取ってサンプルとして測定する場合に生
じる歩留まりの低下もなくすことができるものである。
【図１】本発明の実施例によるカドミウム極の極板製造
工程概略図
工程概略図
【図２】同カドミウム極板の連続製造装置の概略構成図
【図３】同ペーストを貯えたホッパーと一対のブレード
を示す説明図
を示す説明図
【図４】ペーストの塗着重量を測定する重量測定部の概
要図
要図
【図５】重量測定部の検出部の構成を示す模式図
【図６】実質的な検出部の構成を示す図
【図７】重量計指示値と極板重量との関係を示す図
【図８】一対のブレードからなるペースト塗着制御用ス
リットの調整機構を示す図
リットの調整機構を示す図
【図９】一対のブレードの先端形状の一例を示す図
【図１０】一対のブレードをベース部材にそり返り状態
で取付けた構成を示す図
で取付けた構成を示す図
１ 連続した帯状の金属芯材 ２ ペースト塗着工程 ３ 乾燥工程 ４ 重量測定部 ５ 芯材の巻取り部 ６ 演算処理装置 ７ モータ制御回路部 ２１ ペースト状練合物 ２２ ホッパー ２３ａ ブレード ２３ｂ ブレード ２４ スリット ２５ ブレード調整手段 ２５ａ モータ ２５ｂ モータ ４１ ペースト塗着芯材（電極） ４２ 検出部 ４３ ビーム形フレーム ４９ 放射線源 ５０ 電離箱 ５３ コリメータ ６０ ベース部材 ６１ ベース部材 ６５ ねじ軸 ６６ ねじ軸 ６７ ウオーム ６８ ウオーム ６９ リニアゲージ ７０ リニアゲージ ２３０ 段差 ２３１ 段差 ２４０ 支持ボルト ２４１ 支持ボルト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木尾 三義 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 鳥越 哲史郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−98267（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−184374（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 4/04 H01M 4/24 - 4/28 B05C 3/12 B05C 11/04 B05D 1/26
Claims (12)
- 【請求項１】連続した帯状の金属芯材と、この金属芯材
を通過させてその表裏両面に電池用活物質粉末として、
酸化カドミウム粉末を主体としたペースト状練合物を塗
着する、前記ペースト状練合物を内部に貯えたホッパー
と、このホッパーの上方に位置し、芯材に塗着したペー
ストと接触して、そのペースト量を制御する一対の超硬
合金材料からなるブレードで構成されるペースト塗着制
御用スリットと、スリット通過後のペースト塗着芯材を
乾燥する乾燥炉と、乾燥後のペーストに放射線としてβ
線を照射する、ストロンチウム９０からなる放射線源
と、この線源と対を成し前記ペーストを透過した放射線
量を捕捉してその線量に応じて電気信号出力を発する電
離箱からなる重量測定装置と、この重量測定装置よりの
電気信号出力と、予め定めたペースト重量に基づいて、
鉄を基準サンプルとして求めた基準データとを比較演算
して、その比較結果を電気信号として出力する演算処理
装置と、この演算処理装置よりの出力信号に応じて前記
スリットを構成する一対のブレード間の間隔を調整する
ブレード調整手段とからなるペーストの塗着装置。 - 【請求項２】ペーストに照射する放射線源は、放射線を
絞る為に線源の前方にコリメータを備えている請求項１
記載のペーストの塗着装置。 - 【請求項３】重量測定装置は、放射線源と電離箱とが上
下方向に対をなし、この両者間を一定方向に移動するペ
ースト塗着芯材に対し、その幅方向を横切るように移動
するよう設けられている請求項１記載のペーストの塗着
装置。 - 【請求項４】ブレード調整手段は、一対の対向したブレ
ードの左右にそれぞれ設けたねじ軸とこれに噛み合うウ
オームと、このウオームを回転させるステッピングモー
タまたはサーボモータとからなる請求項１記載のペース
トの塗着装置。 - 【請求項５】ウオームを回転させるモータは、重量測定
装置よりの電気信号出力により、ペースト塗着重量の基
準値からのずれを補正するように回転し、前記ウオーム
およびねじ軸を回動させてブレード間の間隔を調整する
請求項４記載のペーストの塗着装置。 - 【請求項６】ブレードの移動量はリニアゲージによって
常に検出され、その検出出力を演算処理装置にフィード
バックしながらブレード調整手段のモータの回転を制御
する請求項１記載のペーストの塗着装置。 - 【請求項７】一対のブレードは、それぞれの中央背面に
そり返りの支点を成す支持ボルトにより付勢力をかけら
れたベース部材に取りつけられている請求項１記載のペ
ーストの塗着装置。 - 【請求項８】一対のブレードは、それぞれその対向面に
中央から左右対称に端部に行くにしたがって相互の間隔
が広くなるようアーチ形あるいは段差がつけられている
請求項１記載のペーストの塗着装置。 - 【請求項９】連続した帯状の金属芯材に、電池用活物質
粉末を主体としたペースト状練合物を連続して塗着する
ペーストの塗着方法であって、前記金属芯材は、ペース
ト状練合物を内部に貯えたホッパー内を通過することで
その表裏両面に前記ペースト状練合物が連続して塗着さ
れ、ついで前記ホッパーの上方に位置した一対のブレー
ドからなるペースト塗着制御用スリットを通過すること
でそのペースト塗着量が制御され、その後このペースト
塗着芯材は乾燥処理が施され、乾燥後のペースト塗着芯
材にペースト重量測定装置の放射線源より放射線を照射
してその透過線量を前記放射線源と対向する一対の電離
箱がペースト塗着芯材の幅方向を横切るように、前記放
射線源とともに移動して連続的に捕捉し、その捕捉量か
らペースト重量を計測するとともに、その計測値を予め
設定されているペースト重量の基準値と比較演算してそ
の比較結果を電気信号として出力し、この電気信号出力
により前記一対のブレードの左右両端に設けられた前記
スリットの間隔を調整するためのねじ軸と、このねじ軸
を回転させるウオームで駆動する前記一対のブレードの
うちの少なくとも一方を移動させて両ブレード間のスリ
ット間隔を調整し、前記芯材に塗着するペースト練合物
の単位面積当りの重量を常に調整するペーストの塗着方
法。 - 【請求項１０】放射線がβ線であり、ペースト塗着芯材
を透過したβ線量を電離箱で検出し、鉄を基準サンプル
として設定した基準値と比較校正してその電気信号出力
をスリット間隔調整のためのブレード移動用駆動源に供
給し、駆動源を動作させることで常に一対のブレード間
のスリット間隔を調整する請求項９記載のペーストの塗
着方法。 - 【請求項１１】ペースト塗着芯材を透過した放射線量の
計測値と、予め設定されているペースト重量の基準値と
を比較演算して、その演算結果を電気信号として出力す
る演算装置が、マイクロプロセッサ・ユニットである請
求項９記載のペーストの塗着方法。 - 【請求項１２】ペースト重量測定装置よりの電気信号出
力をマイクロプロセッサ・ユニットで演算処理し、その
演算結果を電気信号として出力して、前記ねじ軸を回転
させるウオームを回転駆動させるモータを動作させる請
求項９記載のペーストの塗着方法。
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