JP5470252B2 - 塗料の製造方法および装置 - Google Patents

塗料の製造方法および装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5470252B2
JP5470252B2 JP2010524711A JP2010524711A JP5470252B2 JP 5470252 B2 JP5470252 B2 JP 5470252B2 JP 2010524711 A JP2010524711 A JP 2010524711A JP 2010524711 A JP2010524711 A JP 2010524711A JP 5470252 B2 JP5470252 B2 JP 5470252B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stirring
tank
paint
stirred
rotating member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010524711A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2010018771A1 (ja
Inventor
尚 古市
積 大畠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PRIMIX CORP
Original Assignee
PRIMIX CORP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=41668916&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP5470252(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by PRIMIX CORP filed Critical PRIMIX CORP
Priority to JP2010524711A priority Critical patent/JP5470252B2/ja
Publication of JPWO2010018771A1 publication Critical patent/JPWO2010018771A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5470252B2 publication Critical patent/JP5470252B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/80Processes for incorporating ingredients
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05Stirrers
    • B01F27/11Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/116Stirrers shaped as cylinders, balls or rollers
    • B01F27/1161Stirrers shaped as cylinders, balls or rollers having holes in the surface
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/93Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with rotary discs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/80Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/82Combinations of dissimilar mixers
    • B01F33/821Combinations of dissimilar mixers with consecutive receptacles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22Electrodes
    • H01G11/26Electrodes characterised by their structure, e.g. multi-layered, porosity or surface features
    • H01G11/28Electrodes characterised by their structure, e.g. multi-layered, porosity or surface features arranged or disposed on a current collector; Layers or phases between electrodes and current collectors, e.g. adhesives
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/84Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
    • H01G11/86Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof specially adapted for electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Description

本発明は、たとえば、電池用電極材料を含む塗料の製造方法および装置に関する。
ポータブル電子機器用電源のほか、電気自動車用電源、風力・太陽光発電設備によって発電された電力の蓄積等、リチウムイオン二次電池に代表される電池需要は今後ますます増大することが予測される。また、電池自体の小型化、軽量化、安全性の一層の促進が同時に要請されている。たとえば、電気自動車用電源としてリチウムイオン電池を用いる場合、適当な電圧を得るために複数の電池が直列に接続された状態で使用されるが、その一つでも電極欠陥が存在するものがあると、発火等の危険が増大する。一方、電池自体の大容量小型化を実現するためには、電極のより一層の薄膜化が要請される。
ところで、電極のより一層の薄膜化を安全性を担保した上で実現するためには、電極用基材に対して電極用塗料を薄状に、かつ、電極用基材の表面のすべての領域において均一に塗布する必要があるが、その実現は、困難を極めているのが実情である。逆説的にいえば、仮に電極用基材に塗布された電極用塗料が不均一であったり、凝集物が点在していたりすると、電極欠陥となり、安全性が一挙に低下するのである。
従来の二次電池の電極用塗料の製造方法は、たとえば、特許文献1に提案されているように、バッチ方式で電極材料を容器内に投入し、攪拌羽根を回転させて分散・攪拌するのが一般的である。
しかしながら、上記のような従来の電極用塗料の製造方法では、バッチ方式で材料の攪拌を行っているため、完全均一な攪拌が行われる保証はなく、容器内の付着物や分散が行われない攪拌羽根の軸付近の滞留物等に起因する未分散物(固形異物)が発生することがある。また、1回の攪拌終了後、容器の洗浄をせずに次回の攪拌を行うような処理を繰り返すと、とくに容器上部の攪拌羽根の軸駆動部や容器内面への付着物が増大してゆき、これが固形異物として塗料中に混入してしまうこともある。さらには、分散の程度が低いため、いったん分散した材料に凝集が起こることも多い。
そのため、従来は、上記のように攪拌処理を終えてえた塗料中の未分散物や凝集物をフィルタによって除去するのが一般である。しかしながら、フィルタによっても一定以下の粒径の凝集物等を確実に除去できるという保証がないという問題が依然として存在する。このようにして製造された塗料をダイノズルに送って電極基材に塗布する塗布工程では、上記した凝集物がダイノズルと電極基材との間に詰まって筋状の塗布欠陥が生じたり、塗布後の表面に凝集物が点在するといった欠陥が発生しやすいのである。
二次電池の性能向上にあたって電極材料の粒子径をさらに小径化する必要があるが、上記のように塗料中の凝集物等をフィルタで除去する工程が必須の従来の方法では、メッシュを細かくしたフィルタによって凝集物等を除去するには長時間を要し、製造効率が著しく低下する。
このように、従来の電極用塗料の製造方法は、安全性を高度に維持しつつ、電極の薄膜化を実現した電極用塗料を効率的に製造する方法としては、不十分である。
特開2004−199916号公報
本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであり、凝集物等の除去工程を不要とするか簡略化が可能であり、対象面に均一かつ薄状に塗布できる塗料を効率的に製造する方法およびその装置を提供することをその課題とする。
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。
本発明の第1の側面によって提供される塗料の製造方法は、粉末と溶媒とを含む材料混合し、スラリー状の塗料を製造する方法であって、上記材料をバッチ方式で予備攪拌する予備攪拌工程と、上記予備攪拌工程を経た中間材料を攪拌羽根付きの貯蔵タンクに供給し、上記攪拌羽根で攪拌しつつ貯蔵する貯蔵工程と、上記貯蔵工程を経た中間材料を、容器とこの容器の内壁面のわずかに内側で高速回転する回転部材とを有する高速攪拌機に連続的に供給し、上記回転部材による遠心力によって上記回転部材と上記内壁面との間に膜状に存在させた上記中間材料を連続攪拌する高速攪拌工程と、上記高速攪拌工程で得られた攪拌済み材料を攪拌羽根付きの処理タンクに導入して真空脱泡処理を行う真空脱泡工程と、を含むことを特徴とする。
好ましくは、上記高速攪拌機から排出される上記攪拌済み材料をいったん緩衝タンクに導入し、この緩衝タンクから上記真空脱泡工程の上記処理タンクに移送している。
好ましくは、上記真空脱泡工程の上記処理タンクは、複数設けられているとともに、それぞれが温度調整機能を備えており、上記緩衝タンクからの上記攪拌済み材料は、これら複数の処理タンクに順次選択的に供給される。
好ましくは、上記複数の処理タンクの真空脱泡処理された材料を、順次選択的に塗装工程に移送している。
本発明の第2の側面によって提供される塗料の製造装置は、粉末と溶媒とを含む材料混合し、スラリー状の塗料を製造するための装置であって、上記材料が投入されてこの材料をバッチ方式で予備攪拌する予備攪拌タンクと、上記予備攪拌タンクによって予備攪拌された中間材料が供給され、攪拌羽根によって上記中間材料を攪拌しつつ貯蔵する貯蔵タンクと、上記貯蔵タンク内の中間材料が連続的に供給され、容器と、この容器の内壁面のわずかに内側で高速回転する回転部材とを備え、上記回転部材による遠心力によって上記回転部材と上記内壁面との間に膜状に存在させた上記中間材料を連続攪拌する高速攪拌機と、上記高速攪拌機で得られた攪拌済み材料が供給され、攪拌羽根で攪拌しつつ上記攪拌済み材料の真空脱泡処理を行う処理タンクと、上記処理タンクで真空脱泡処理された材料を塗料として塗装工程に移送する移送手段と、を備えることを特徴とする。
好ましくは、上記高速攪拌機から排出される上記攪拌済み材料が供給される緩衝タンクをさらに備え、この緩衝タンクから上記処理タンクに移送するようになっている。
好ましく、上記高速攪拌機から排出される上記攪拌済み材料を上記緩衝タンクに供給するための管路は、冷却媒体の流通路によって取り囲まれている。
好ましくは、上記処理タンクは、複数設けられているとともに、各処理タンクは、温度調整媒体の流通路で取り囲まれており、かつ、これらの処理タンクには、上記攪拌済み材料が順次選択的に供給される。
好ましくは、上記移送手段は、上記複数の処理タンクの脱泡処理済みの材料を、順次選択的に塗装工程に移送するようになっている。
好ましくは、上記高速攪拌機における上記回転部材は、上記容器の内壁面に対してわずかなすきまを介して位置する筒状をしているとともに、内外方向に貫通する複数の孔を有している。
好ましくは、上記回転部材は、その一部または全部、もしくは、上記容器の内壁面が耐磨耗性材料によって形成されている。
本発明の第1の側面に係る塗料の製造方法、および、本発明の第2の側面に係る塗料の製造装置は、好ましくは、リチウムイオン二次電池またはキャパシタの電極用塗料の製造に適用される。
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明から、より明らかとなろう。
本発明に係る塗料製造装置の全体構成図である。 図1の装置に使用される高速攪拌機の一例の断面図である。 ダイノズルを通じて対象物に塗装している様子を示す説明図である。
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
図1は、本発明に係る塗料の製造装置Aの一実施形態の全体構成図である。この製造装置Aは、予備攪拌タンク100と、貯蔵タンク200と、高速攪拌機300と、緩衝タンク400と、複数の処理タンク501,502,503とを備える。
上記予備攪拌タンク100は、上記高速攪拌機300において材料を本格攪拌するに先立ち、材料をある程度混合させておくために設置される。この実施形態では、垂直状の回転軸101周りに高速回転する小径の攪拌羽根102と、同じく垂直状の回転軸103周りに低速回転する大径の攪拌羽根104とを備えており、材料ホッパ120,130から投入された材料を溜めて、両攪拌羽根102,104を回転させることにより、この材料を予備攪拌する。小径の攪拌羽根102が高速回転することにより、材料を混合させ、大径の攪拌羽根104が回転することにより、材料全体をかき混ぜて混合状態を平均化する。この実施形態では、上記予備攪拌タンク100は、温度調節用媒体が流通しうるジャケット110によって囲まれており、適宜、予備攪拌時における温度調節が可能となっている。
この予備攪拌タンク100に投入される材料は、たとえば、リチウムイオン二次電池用の電極用材料を得るべく選択された活物質としての粉末、溶媒、バインダー等からなり、たとえば、正極用活物質としては、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、リン酸鉄リチウムおよびそれらの複合体ならびに変性体の粉末が挙げられる。また、負極用活物質としては、天然黒鉛、人造黒鉛、シリコン系化合物や各種合金材料の粉末が挙げられる。
上記予備攪拌タンク100での攪拌は、バッチ方式により行われ、各回の予備攪拌が終了すると、スラリー状の中間材料は、この予備攪拌タンク100の底部の排出口140から、ポンプ150を介して上記貯蔵タンク200に移送される。
上記貯蔵タンク200は、垂直状の回転軸201周りに常時低速回転する大径の攪拌羽根202を有しており、上記スラリー状の中間材料をゆっくりとかき混ぜる。この実施形態では、上記貯蔵タンク200についても、温度調節用媒体が流通しうるジャケット210によって囲まれており、適宜、中間材料の温度調節が可能となっている。この貯蔵タンク200の底部から排出される中間材料は、ポンプ220を介して上記高速攪拌機300に連続的に移送される。すなわち、この貯蔵タンク200は、上記予備攪拌タンク100における攪拌がバッチ式により行われるにもかかわらず、中間材料を連続して高速攪拌機300に移送することを可能とする。中間材料は、いまだ材料粉末が高度に分散された状態にはいたっておらず、凝集も起こりうるが、この貯蔵タンク200は上記したように攪拌羽根202を備えているため、平均した性状の中間材料(スラリー)を上記高速攪拌機300に移送することを可能とする。
上記高速攪拌機300は、図2に詳示するように、容器310と、この容器310の中心を垂直方向に延びる回転軸350を中心として高速回転する回転部材330とを有する。
上記容器310は、略円筒状の内壁面311を有して上下方向に所定長さを有する円筒状空間312を規定している。上記回転軸350は、容器310の上部に搭載された高トルクモータ351によって高速回転させられる。上記円筒状空間312は、内向フランジ313によって上部空間312aと下部空間312bとに分離されている。上記容器310の底部には、上記下部空間312bにつながる材料供給口314が設けられており、この材料供給口314から、上記貯蔵タンク200から送られるスラリー状中間材料が供給される。上記容器310の上部には、上記上部空間312aにつながる排出口315が設けられており、スラリー状の攪拌済み材料が外部に排出される。上記容器310の下部空間312bを取り囲むようにして、冷却水が循環するジャケット320が設けられているとともに、上部空間312aにも、これを取り囲むようにして、冷却水循環路321が形成されている。
上記回転部材330は、上記下部空間312bにおいて、上記内壁面311に対して1〜3mm程度のわずかなすきまSを介して対向する外周面331を有する円筒部材332の形態をもっており、上記回転軸350に対して支持部材352を介して支持されている。この円筒部材332にはまた、内外方向に貫通する複数の孔333が形成されている。
上記回転部材330における少なくとも上記円筒部材332は、ファインセラミクス等の耐磨耗性に優れた材料で形成されているか、もしくは、上記円筒部材332の外周面331がファインセラミクス等の耐磨耗性に優れた材料でコーティングされていることが望ましい。同様に、上記容器310の内壁面311における少なくとも上記回転部材330とすきまSを介して対向する領域は、ファインセラミクス等の耐磨耗性に優れた材料でコーティングされていることが望ましい。このようなファインセラミクスとしては、たとえば、アルミナセラミクスを用いることができる。
上記回転部材330は高速回転させられるが、回転部材330の周速(上記内壁面311との間の相対速度)が10〜50m/sとなるように回転させられる。後記するように、攪拌作用をしつつ回転部材330をこのような周速で回転させるためには、高トルク、高出力モータが必要であるが、使用可能なモータに対応させて、上記容器310および回転部材330の寸法が選択されることになる。この高速攪拌機300の処理能力は、回転部材330の上記の周速を一定とした場合、回転部材330の外周面331の面積にほぼ比例することになり、処理能力を高めるためには、容器310および回転部材330の半径寸法を大型化すればよいことになる。
この高速攪拌機300に上記スラリー状の中間材料が供給されると、高速回転する回転部材330による遠心力を受けて、この中間材料は容器310の内壁面311に押し付けられ、回転部材330における上記円筒部材332の外周面331と、容器310の内壁面311との間のすきまSに行き渡るようにして連続的に導入される。本実施形態では、円筒部材332には複数の孔333が形成されているので、円筒部材332の内面に付着した中間材料もまた、円滑に上記すきまSに導入される。上記したように、円筒部材332の周速はたとえば10〜50m/sといった高速なものであるが、仮に周速を20m/sとすると、こうして円筒部材332の外周面331と容器310の内壁面311との間に膜状に存在させられた中間材料は、わずか1〜3mmの厚みにおいて、0〜20m/sの急激な速度勾配をもたせられる。これによりスラリー状の中間材料は、強大な剪断力を受け続け、その強大なエネルギにより、粉末の著しく高レベルでの分散が達成されるのである。これは、中間材料はスラリー状であって比較的高粘度であるにもかかわらず、あまりにも強大な剪断エネルギが作用するため、激変的な乱流遷移に似た現象が連続的に起こっているからであると考えられる。
上記高速攪拌機300には、連続して中間材料が送り込まれるとともに、常時回転部材330の高速回転による遠心力を受けるため、攪拌済みの材料は容器310の内壁面311を上記内向フランジ313を超えて這い上がり、やがて上部空間312aの排出口315から連続的に排出される。
上記高速攪拌機300の動作中、上記回転部材330と上記内壁面311との間で強大な剪断エネルギによる攪拌作用を受ける中間材料は、摩擦による熱により昇温するが、冷却水循環用ジャケット320および冷却水循環路321を流れる冷却水によって適度に冷却され、中間材料が沸騰状態となるといった事態を防止することができる。
また、上記したように、上記回転部材330の外周面331や上記容器310の内壁面311をファインセラミクスのような耐磨耗性に優れた材料でコーティングしておけば、それらの間のすきまSに存在した状態で中間材料が上記のような強大な剪断力を受けることに起因して、金属磨耗粉などの微小な異物がスラリー状中間材料に混入するといった事態を有効に防止することもできる。
上記高速攪拌機300によって処理された攪拌済みのスラリー状材料は、導管410を介して重力の作用により上記緩衝タンク400に導かれる。この実施形態では、上記導管410においてもその周囲に二重管状の冷却水循環路411が形成されており、高速攪拌機300における上記冷却水循環用ジャケット320や冷却水循環路321による冷却と相まって、攪拌処理後の材料を適度に冷却することができる。
上記緩衝タンク400を経たスラリー状材料は、ポンプ420を経て、並列設置された3つの真空脱泡用の処理タンク501,502,503に順次的に振り分け供給される。ポンプ420から各処理タンク501,502,503への送給管450には、偶発的に混入した異物を除去するためのフィルタ422が介装されている。この送給管450における各処理タンク用の分岐管451,452,453には、図示しない制御装置によって開閉制御される弁460が介装されている。各処理タンク501,502,503にはまた、真空ポンプ470などで発生させた真空圧を作用させるための管480が接続されている。
各処理タンク501,502,503はさらに、垂直状の回転軸510を中心として低速回転する攪拌羽根511が設けられており、内部に導入されたスラリー状材料をゆっくりとかき混ぜることができるようになっている。また、各処理タンク501,502,503は、温度調整用媒体が循環するジャケット520で取り囲まれている。各処理タンク501,502,503は、真空圧が供給できるようになっている点を除き、上記した貯蔵タンク200と同様の構成のものを採用することができる。
各処理タンク501,502,503は、一定量のスラリー状材料が供給された状態で真空圧を作用させつつ、攪拌羽根511を回転させることによる材料の真空脱泡処理をバッチ方式で行う。真空脱泡処理を終えた処理タンク501,502,503から、ポンプ490、導管491を介して処理済みのスラリー状材料が塗装工程に供給される。すべての処理済みスラリー材料が塗装工程に送られて空となった処理タンク501,502,503には、上記緩衝タンク400からスラリー状材料が供給され、順次的に脱泡処理を行う。このようにして、各処理タンク501,502,503による真空脱泡処理はバッチ方式で行うにもかかわらず、上記緩衝タンク400からの材料を連続的に供給することが可能となり、また、脱泡処理済みのスラリー状材料を連続して塗装工程に供給することが可能となる。各処理タンク501,502,503には、温度調整用媒体が循環するジャケット520で取り囲まれているので、脱泡処理済のスラリー状材料の粘度調整を行うことが可能であるとともに、脱泡処理を促進させるといったことも可能である。各処理タンク501,502,503へのスラリー材料の順次的供給、各処理タンク501,502,503からの脱泡処理済のスラリー材料の塗装工程への連続供給のための制御は、各処理タンク501,502,503につながる材料供給用の分岐管451,452,453に設けた弁460の開閉、および、各処理タンク501,502,503に付設されたポンプ490のオン/オフの制御することにより行うことができる。
上記構成の塗料の製造装置Aは、粉末と溶媒とを少なくとも含む材料をまず予備攪拌した後、高速攪拌機300に供給して本格攪拌を行っている。高速攪拌機300における上記した特殊な作用により、溶媒中の粉末が著しく高度に分散されたスラリー状材料を得ることができる。なお、上記したように、この装置をリチウムイオン二次電池の電極塗装用塗料の製造に用いる場合、活物質として供給する粉末はたとえば20μm以下とすることが望ましい。上記構成の塗料の製造装置Aによれば、上記高速攪拌機300による攪拌を受けることにより、処理後、長時間経過しても塗料中の活物質粉末の凝集が起こらないばかりか、粉末粒子がさらに細かく分解させられる現象すら見受けられる。
上記構成の塗料の製造装置Aにおいてはまた、高速攪拌機300による攪拌済みのスラリー材料に対して真空脱泡処理を行っているので、製品塗料中には、上記したように活物質の凝集物も存在せず、また、気泡も存在しなくなる。したがって、この製品塗料をダイノズル600(図3)を通じて電極用基材700に塗布する場合、ダイノズル600のすきま610を著しく細くしても円滑な塗料送給を行うことができる。その結果、電極用基材700の表面には、電極用材料層が極めて薄状に形成される。しかも、この電極用材料層には、凝集物や気泡による欠陥がほとんど発生しなくなる。このように、本発明は、リチウムイオン二次電池等の電池の製造の分野において、小型化と安全性の高度な実現に大きく寄与することになるのである。
上記構成の塗料の製造装置Aにおいてはさらに、高速攪拌機300により溶媒中の粉末の高度な分散を連続的に行えることに加え、処理タンク501,502,503を複数設け、真空脱泡処理済のスラリー状材料の供給を連続的に行えるので、塗料の製造の効率が著しく高まる。
もちろん、この発明の範囲は上記した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した事項の範囲内でのあらゆる変更は、すべて本発明の範囲に包摂される。
実施形態は、リチウムイオン二次電池の電極用の塗料を製造するものであるが、本発明は、その他の電池の電極用塗料、あるいは、キャパシタの電極用塗料のほか、粉末と溶剤を混合することにより得られるあらゆる塗料の製造に適用することができる。

Claims (13)

  1. 粉末と溶媒とを含む材料混合し、スラリー状の塗料を製造する方法であって、
    上記材料をバッチ方式で予備攪拌する予備攪拌工程と、
    上記予備攪拌工程を経た中間材料を攪拌羽根付きの貯蔵タンクに供給し、上記攪拌羽根で攪拌しつつ貯蔵する貯蔵工程と、
    上記貯蔵工程を経た中間材料を、容器とこの容器の内壁面のわずかに内側で高速回転する回転部材とを有する高速攪拌機に連続的に供給し、上記回転部材による遠心力によって上記回転部材と上記内壁面との間に膜状に存在させた上記中間材料を連続攪拌する高速攪拌工程と、
    上記高速攪拌工程で得られた攪拌済み材料を攪拌羽根付きの処理タンクに導入して真空脱泡処理を行う真空脱泡工程と、
    を含むことを特徴とする、塗料の製造方法。
  2. 上記高速攪拌機から排出される攪拌済み材料をいったん緩衝タンクに導入し、この緩衝タンクから上記真空脱泡工程の上記処理タンクに移送する、請求項1に記載の塗料の製造方法。
  3. 上記真空脱泡工程の上記処理タンクは、複数設けられているとともに、それぞれが温度調整機能を備えており、上記緩衝タンクからの上記攪拌済み材料は、これら複数の処理タンクに順次選択的に供給される、請求項に記載の塗料の製造方法。
  4. 上記複数の処理タンクの真空脱泡処理された材料を、順次選択的に塗装工程に移送する、請求項に記載の塗料の製造方法。
  5. 上記塗料は、リチウムイオン二次電池またはキャパシタの電極用塗料である、請求項1ないしのいずれかに記載の塗料の製造方法。
  6. 粉末と溶媒とを含む材料混合し、スラリー状の塗料を製造するための装置であって、
    上記材料が投入されてこの材料をバッチ方式で予備攪拌する予備攪拌タンクと、
    上記予備攪拌タンクによって予備攪拌された中間材料が供給され、攪拌羽根によって上記中間材料を攪拌しつつ貯蔵する貯蔵タンクと、
    上記貯蔵タンク内の中間材料が連続的に供給され、容器と、この容器の内壁面のわずかに内側で高速回転する回転部材とを備え、上記回転部材による遠心力によって上記回転部材と上記内壁面との間に膜状に存在させた上記中間材料を連続攪拌する高速攪拌機と、
    上記高速攪拌機で得られた攪拌済み材料が供給され、攪拌羽根で攪拌しつつ上記攪拌済み材料の真空脱泡処理を行う処理タンクと、
    上記処理タンクで真空脱泡処理された材料を塗料として塗装工程に移送する移送手段と、
    を備えることを特徴とする、塗料の製造装置。
  7. 上記高速攪拌機から排出される上記攪拌済み材料が供給される緩衝タンクをさらに備え、この緩衝タンクから上記処理タンクに移送する、請求項に記載の塗料の製造装置。
  8. 上記高速攪拌機から排出される上記攪拌済み材料を上記緩衝タンクに供給するための管路は、冷却媒体の流通路によって取り囲まれている、請求項に記載の塗料の製造装置。
  9. 上記処理タンクは、複数設けられているとともに、各処理タンクは、温度調整媒体の流通路で取り囲まれており、かつ、これらの処理タンクには、上記攪拌済み材料が順次選択的に供給される、請求項ないしのいずれかに記載の塗料の製造装置。
  10. 上記移送手段は、上記複数の処理タンクの上記真空脱泡処理された材料を、順次選択的に塗装工程に移送する、請求項9に記載の塗料の製造装置。
  11. 上記高速攪拌機における上記回転部材は、上記容器の内壁面に対してわずかなすきまを介して位置する筒状をしているとともに、内外方向に貫通する複数の孔を有している、請求項ないし10のいずれかに記載の塗料の製造装置。
  12. 上記回転部材は、その一部または全部、もしくは、上記容器の内壁面が耐磨耗性材料によって形成されている、請求項11に記載の塗料の製造装置。
  13. 上記塗料は、リチウムイオン二次電池またはキャパシタの電極用塗料である、請求項ないし12のいずれかに記載の塗料の製造装置。
JP2010524711A 2008-08-11 2009-08-05 塗料の製造方法および装置 Active JP5470252B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010524711A JP5470252B2 (ja) 2008-08-11 2009-08-05 塗料の製造方法および装置

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008206851 2008-08-11
JP2008206851 2008-08-11
PCT/JP2009/063853 WO2010018771A1 (ja) 2008-08-11 2009-08-05 塗料の製造方法および装置
JP2010524711A JP5470252B2 (ja) 2008-08-11 2009-08-05 塗料の製造方法および装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2010018771A1 JPWO2010018771A1 (ja) 2012-01-26
JP5470252B2 true JP5470252B2 (ja) 2014-04-16

Family

ID=41668916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010524711A Active JP5470252B2 (ja) 2008-08-11 2009-08-05 塗料の製造方法および装置

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20110134717A1 (ja)
EP (1) EP2314647B1 (ja)
JP (1) JP5470252B2 (ja)
KR (1) KR101613318B1 (ja)
CN (1) CN102112565B (ja)
ES (1) ES2445098T3 (ja)
HK (1) HK1152724A1 (ja)
IL (1) IL211116A0 (ja)
MY (1) MY159451A (ja)
WO (1) WO2010018771A1 (ja)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101364300B1 (ko) * 2009-10-23 2014-02-18 도요타지도샤가부시키가이샤 교반 장치
JP5386408B2 (ja) * 2010-03-03 2014-01-15 三菱重工業株式会社 電極製造装置
DE102011012771B4 (de) * 2011-03-01 2020-08-06 Ika-Werke Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Mischung zum Beschichten von Batterie-Elektroden
CN104662712B (zh) 2012-09-27 2017-04-12 丰田自动车株式会社 电极用糊的制造方法和二次电池
JP5920155B2 (ja) * 2012-10-03 2016-05-18 株式会社豊田自動織機 攪拌装置、及び攪拌装置の清掃方法
CN104117308A (zh) * 2014-07-28 2014-10-29 丹阳市海信涂料化工厂 涂料混合制备装置
JP6413584B2 (ja) * 2014-10-06 2018-10-31 株式会社豊田自動織機 混練装置
CN106140025A (zh) * 2016-08-12 2016-11-23 嘉兴恒威电池有限公司 电液自动反应输送系统
KR102086130B1 (ko) 2017-01-03 2020-03-06 주식회사 엘지화학 용해 믹서
JP7025852B2 (ja) 2017-07-04 2022-02-25 第一工業製薬株式会社 電極塗工液用分散剤、該電極塗工液用分散剤を含む電極塗工液組成物、該電極塗工液組成物を用いて作製された蓄電デバイス用電極、および該電極を備える蓄電デバイス
JP7022525B2 (ja) 2017-07-04 2022-02-18 第一工業製薬株式会社 電極塗工液組成物、該電極塗工液組成物を用いて作製された蓄電デバイス用電極、および該電極を備える蓄電デバイス
CN109420453A (zh) * 2017-08-24 2019-03-05 贵州紫云月华新材料有限公司 一种连续式重质碳酸钙改性系统
CN107805454A (zh) * 2017-11-22 2018-03-16 荣成市华诚橡胶有限公司 一种橡胶模具涂料及其制备方法
KR101856482B1 (ko) * 2017-11-28 2018-05-10 주식회사 윤성에프앤씨 고전단 분산장치
JP7045278B2 (ja) * 2018-05-21 2022-03-31 プライミクス株式会社 全固体電池電極用塗料製造用の攪拌装置
CN108905302B (zh) * 2018-09-20 2023-09-26 厦门盈硕科智能装备有限公司 一种脱气装置
CN110227371A (zh) * 2019-07-12 2019-09-13 佛山市顺德区稳诺金属制品有限公司 一种电池粉末搅拌机
CN111135763A (zh) * 2020-01-06 2020-05-12 唐红英 一种便于使用的纺织用浆料储存装置
JP2021118062A (ja) * 2020-01-23 2021-08-10 エムテックスマート株式会社 2次電池の製造方法または2次電池
CN113457541A (zh) * 2021-07-01 2021-10-01 江西安驰新能源科技有限公司 一种高效合浆系统及其高效合浆工艺
CN114259892A (zh) * 2021-12-30 2022-04-01 宜宾丝丽雅股份有限公司 一种ZnO溶液调配工艺
CN117258608B (zh) * 2023-11-21 2024-01-26 深圳市华明胜科技有限公司 一种石墨负极材料液相包覆装置及包覆工艺
CN117457389A (zh) * 2023-11-29 2024-01-26 广东微容电子科技有限公司 陶瓷元件的内电极浆料印刷前的处理方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0857205A (ja) * 1994-08-19 1996-03-05 Miura Co Ltd 脱気装置
JPH09265833A (ja) * 1996-03-28 1997-10-07 Dainippon Printing Co Ltd パターン形成用ペースト
JPH1015374A (ja) * 1996-07-03 1998-01-20 Araki Tekko:Kk 分散装置
JPH11347388A (ja) * 1998-06-12 1999-12-21 Tokushu Kika Kogyo Co Ltd 高速攪拌機
JP2000208046A (ja) * 1999-01-19 2000-07-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 画像表示装置の製造方法
JP2004199916A (ja) * 2002-12-17 2004-07-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd リチウムイオン二次電池の電極の製造方法
JP2007125454A (ja) * 2005-11-01 2007-05-24 Primix Copr 高速攪拌装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4686013A (en) * 1986-03-14 1987-08-11 Gates Energy Products, Inc. Electrode for a rechargeable electrochemical cell and method and apparatus for making same
US5582484A (en) * 1995-07-10 1996-12-10 Tokushu Kika Kogyo Kabushiki Kaisha Method of, and apparatus for, agitating treatment liquid
US6333047B1 (en) * 1997-05-09 2001-12-25 Daiichi Kasei Co., Ltd. Molded capsule superior in strength and stability and method for preparing same
JPH11354108A (ja) * 1998-06-05 1999-12-24 Toshiba Battery Co Ltd 電極活物質用撹拌混合体および電極活物質用撹拌混合装置
JP2000335971A (ja) * 1999-05-28 2000-12-05 Nippon Tungsten Co Ltd 水系の溶剤から成る電子部品用セラミックススラリー組成物及びグリーンシートの製造方法
US6337106B1 (en) * 1999-06-01 2002-01-08 Rohm And Haas Method of producing a two-pack fast-setting waterborne paint composition and the paint composition therefrom
KR100371972B1 (ko) * 2000-03-18 2003-02-14 알비페인트 주식회사 단섬유 도료 및 다채 무늬 도료의 제조 방법
US6451896B1 (en) * 2000-04-28 2002-09-17 E. I. Du Pont De Nemours And Company Coating system for the preparation of aqueous coating compositions
CN1208414C (zh) * 2001-02-19 2005-06-29 华南理工大学 内墙乳胶涂料及其制备方法
CN1373083A (zh) * 2001-03-07 2002-10-09 鞍山钢铁学院 一种尺寸可控的纳米粉体制备方法
JP2004249215A (ja) * 2003-02-20 2004-09-09 Fuji Photo Film Co Ltd 液体の脱気システム及び液体の脱気方法
US20040261970A1 (en) * 2003-06-27 2004-12-30 Cyco Systems Corporation Pty Ltd. Method and apparatus for producing components from metal and/or metal matrix composite materials
CN102580593A (zh) * 2004-11-17 2012-07-18 万罗赛斯公司 使用微通道处理技术的乳化方法
CA2619507C (en) * 2005-08-17 2013-12-17 Imperial Chemical Industries Plc A particulate dry tinter comprising at least two pigments process for its preparing and use in a coating composition
UA83075C2 (uk) * 2006-04-27 2008-06-10 Елена Моисеевна Шембель Електрод для первинних, вторинних літієвих джерел струму та суперконденсаторів і спосіб його виготовлення
JP2008244355A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Nippon Chemicon Corp 電気化学素子用電極
EP1978063A1 (en) * 2007-04-05 2008-10-08 YKI, Ytkemiska Institutet AB An aqueous hydrophobic coating composition comprising a fatty acid or a salt thereof
WO2008141206A2 (en) * 2007-05-09 2008-11-20 Advanced Technology Materials, Inc. Systems and methods for material blending and distribution
CN100543095C (zh) * 2007-06-01 2009-09-23 广州秀珀化工股份有限公司 一种轻质吸音涂料及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0857205A (ja) * 1994-08-19 1996-03-05 Miura Co Ltd 脱気装置
JPH09265833A (ja) * 1996-03-28 1997-10-07 Dainippon Printing Co Ltd パターン形成用ペースト
JPH1015374A (ja) * 1996-07-03 1998-01-20 Araki Tekko:Kk 分散装置
JPH11347388A (ja) * 1998-06-12 1999-12-21 Tokushu Kika Kogyo Co Ltd 高速攪拌機
JP2000208046A (ja) * 1999-01-19 2000-07-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 画像表示装置の製造方法
JP2004199916A (ja) * 2002-12-17 2004-07-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd リチウムイオン二次電池の電極の製造方法
JP2007125454A (ja) * 2005-11-01 2007-05-24 Primix Copr 高速攪拌装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110042073A (ko) 2011-04-22
EP2314647A1 (en) 2011-04-27
US20110134717A1 (en) 2011-06-09
WO2010018771A1 (ja) 2010-02-18
EP2314647A4 (en) 2012-02-22
EP2314647B1 (en) 2014-01-29
ES2445098T3 (es) 2014-02-28
JPWO2010018771A1 (ja) 2012-01-26
IL211116A0 (en) 2011-04-28
HK1152724A1 (en) 2012-03-09
CN102112565B (zh) 2013-12-25
CN102112565A (zh) 2011-06-29
KR101613318B1 (ko) 2016-04-18
MY159451A (en) 2017-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5470252B2 (ja) 塗料の製造方法および装置
US10566602B2 (en) Distribution and processing of battery electrode slurry and similar suspensions
JP4900544B1 (ja) 剪断式分散装置、循環式分散システム及び循環式分散方法
JP5895853B2 (ja) タンク装置、循環式分散システム、及び分散方法
CN104096506B (zh) 一体制浆装置
EP0224659B1 (en) Method of improving quality of surface of solid particles and apparatus thereof
US20050265120A1 (en) Ultrasonic dispersion device
JP6291903B2 (ja) 混練装置
WO2009110056A1 (ja) 粉体処理装置
WO2019225502A1 (ja) 攪拌装置
CN209848803U (zh) 一种锂电池浆料分散设备
JP4956095B2 (ja) メディア攪拌型湿式分散機
CN106311051A (zh) 一种高固含量浆料预混系统
JP7008656B2 (ja) 攪拌装置
JP2010023031A (ja) 無機微粒子分散溶液の製造方法、有機光学素子の製造方法および二酸化チタン分散液
JP7027625B1 (ja) 攪拌装置
CN112934427A (zh) 一种破碎、研磨SiOX的方法和装置
CN109569808B (zh) 规模化连续生产超细颜料分散体的设备及工艺方法
JP2023108275A (ja) 分散装置、スラリー製造システム及び分散方法
CN206823901U (zh) 一种固体胶抗黄变粉的粉体加工设备
CN109772189A (zh) 适合高粘度物料的固液混合设备及利用该设备的混合方法
JP6887693B2 (ja) 循環装置、処理装置および電池電極スラリーの循環方法
CN107970856B (zh) 高效分散装置
CN116920639A (zh) 基于聚丙烯铣胺溶液的运动粘度计算方法及混合系统
CN117463567A (zh) 锂电池极片涂布装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120627

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120627

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131029

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131227

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140128

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140203

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5470252

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250