JPH11224665A - 穴開き薄板への粘性液の塗布方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ローラにより穴開き薄板の開口部内に粘性液
を充填せずに表面に粘性液を塗布する穴開き薄板への粘
性液の塗布方法及びその装置を提供する。 【解決手段】 芯材（穴開き薄板）１を供給量調整ロー
ラ５と供給量調整器６との間に形成した供給量調整間隔
内に貯留させたカーボン液（粘性液）２内をとおして芯
材１にカーボン液２を供給し、これを回転駆動されると
共に対向間が加圧されるカーボン液塗布ローラ１０、１
１のローラ間を通して送り出すことにより、余剰カーボ
ン液２は除去されて芯材１の表面に薄くカーボン液２が
塗布され、カーボン液塗布ローラ１０、１１から離れる
ときに開口部内に充填されたカーボン液２はカーボン液
塗布ローラ１０、１１の表面に付着して抜き出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電池内で活物質を
担持する芯材のように開口率の高い穴開き薄板の表面に
カーボン等を薄膜状に形成するために、カーボン等を溶
剤中に分散させた粘性液を穴開き薄板の表面全体に塗布
する穴開き薄板への粘性液の塗布方法及びその装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、発電要素を巻回構造に形成する
電池の正極活物質及び負極活物質は、集電体として機能
する芯材に担持させる形態が採用されている。前記芯材
は、金属薄板にメッシュ状に開口部を形成して活物質の
担持性を向上させる。また、芯材と活物質との間の接合
性を向上させるために、芯材の表面にカーボン（導電性
炭素材）が薄膜状に形成される。カーボンを芯材の表面
に薄膜状に形成するには、カーボンを溶剤中に分散させ
た粘性液を芯材の表面に均一な厚さに塗布した後、乾燥
により溶剤を除去する。

【０００３】前記芯材のような穴開き薄板に粘性液を塗
布する塗布方法として、粘性液が供給されて搬送される
穴開き薄板にブレードを当接させて供給された余剰の粘
性液を掻き落とす方法や、粘性液をスプレー塗布する方
法等が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ブレー
ドを用いた塗布方法では、搬送される穴開き薄板にブレ
ードが接触することによる摩擦抵抗により、開口率の高
いものや薄い穴開き薄板では破断が生じやすく、ブレー
ドが接触することにより開口部内に充填される粘性液を
除去する工程が必要となる問題点があった。また、スプ
レーによる塗布方法では、開口率が高くなるほどに開口
部から逃げる粘性液の量が多くなるため粘性液のロスが
多く、塗布にムラが生じやすい問題点があった。

【０００５】粘性液より粘度の高いペースト材の場合で
は、ローラを用いて穴開き薄板にペースト材を塗布する
方法が知られている。この塗布方法は、電池の芯材に活
物質を所定厚さに塗着する場合等に採用されており、特
開昭５４−６９７２７号、特開平９−１８０７１３号公
報等に開示されたものが知られている。しかしながら、
この塗布方法はペースト材をローラにより穴開き薄板の
開口部内に加圧充填すると共に、穴開き薄板の表面にペ
ースト状材料が所定厚さに塗布されるようにしたもの
で、本願発明が目的とする穴開き薄板の表面に粘性液を
薄く塗布し、且つ開口部内には粘性液が充填されないよ
うにする塗布方法として利用することはできない。

【０００６】本願発明者らは、ローラを用いた塗布方法
により、穴開き薄板に加えるストレスが少なくなること
に着目し、鋭意検証を重ねた結果、ローラを用いて穴開
き薄板に粘性液を薄膜状に塗布することができ、しかも
開口部に粘性液が充填されないようにする塗布方法とそ
の装置を創案するに至った。この創案に基づく本発明が
目的とするところは、ローラにより穴開き薄板の開口部
に粘性液を充填させることなく、その表面に粘性液を塗
布することができるようにした穴開き薄板への粘性液の
塗布方法及びその装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本願の第１発明に係る方法は、帯状に形成された薄板
に微細な穴が多数開口された穴開き薄板に粘性液を全体
的に付着させた後、一対の回転ローラ間を圧接状態にし
て配置された粘性液塗布ローラのローラ間を通して送り
出すようにしたことを特徴とする穴開き薄板への粘性液
の塗布方法である。

【０００８】この粘性液の塗布方法によれば、一対の回
転ローラ間が圧接状態にある粘性液塗布ローラに、粘性
液が全面的に付着した状態の穴開き薄板を通して送り出
すと、余剰の粘性液はローラ間の加圧で穴開き薄板の送
り方向上流側に残されて、穴開き薄板の表面に薄く塗布
された状態でローラ間から送り出される。また、粘性液
塗布ローラの回転により穴開き薄板から粘性液塗布ロー
ラが離れるときに開口穴内に充填されている粘性液はロ
ーラ表面側に転写されて開口穴内から抜き出される。

【０００９】上記塗布方法において、上方側の表面に粘
性液が供給される供給量調整ローラと、この供給量調整
ローラの下方側の表面と間隔を設けて受液面が対面する
対面間隔内に粘性液を貯留する供給量調整器とが配設さ
れてなる粘性液供給部内に穴開き薄板を案内し、穴開き
薄板を前記供給量調整ローラの下半部に巻回させて引き
出すと共に、この引き出し位置の前記対面間隔を調整し
て穴開き薄板への粘性液の付着量が所定量になるように
して粘性液塗布ローラに送り出すことによって、穴開き
薄板は必要量の粘性液を付着させた状態で粘性液塗布ロ
ーラに送り出されるので、粘性液塗布ローラに余分な粘
性液が供給されることによる粘性液のロスや飛散による
不良の発生もなく安定した粘性液の塗布がなされ、余剰
の粘性液を回収する必要もなくなる。

【００１０】また、供給量調整ローラと供給量調整器と
の間の対面間隔内に貯留される粘性液の液量を検出し
て、液量が所定量以下になったとき、供給量調整ローラ
の上方側の表面に所定量の粘性液を供給するようにする
ことによって、適量の粘性液が穴開き薄板に供給され、
粘性液のロスが生じない。

【００１１】また、上記目的を達成するための本願の第
２発明に係る装置は、帯状に形成された薄板に微細な開
口穴が多数開口された穴開き薄板に粘性液を薄膜状に塗
布する穴開き薄板への粘性液の塗布装置において、前記
穴開き薄板がローラの下方側に巻回されて搬送されるこ
とにより従動回転する供給量調整ローラと、この供給量
調整ローラの下方側表面と間隔を設けて受液面が対面す
る対面間隔が穴開き薄板の引き出し位置で所定間隔とな
るように供給量調整間隔を形成する供給量調整器と、前
記供給量調整ローラの上方側の表面に粘性液を供給する
粘性液供給ノズルとを備えた粘性液供給部と、一対の回
転ローラを水平方向に対向配置した粘性液塗布ローラの
ローラ間が所定圧力で加圧されてなる粘性液塗布部とを
備え、前記穴開き薄板を前記粘性液供給部内に案内して
前記供給量調整ローラの下方に巻回させて鉛直方向に引
き出し、前記粘性液塗布部の前記粘性液塗布ローラのロ
ーラ間を通して送り出すように構成されてなることを特
徴とする。

【００１２】上記構成によれば、供給量調整ローラの上
方側表面に粘性液供給ノズルから供給される粘性液は、
供給量調整ローラの回転によりその下方で供給量調整器
との間に間隔を設けた対面間隔内に供給される。穴開き
薄板は供給量調整ローラの下方側を半周する間に前記対
面間隔内に供給された粘性液が付着し、対面間隔内から
引き出される位置の供給量調整間隔が所定間隔になって
いることにより穴開き薄板に所定量の粘性が付着した状
態で粘性液塗布ローラに送り出される。粘性液塗布ロー
ラは対向間が加圧されているので、回転駆動されるロー
ラ間に表面に粘性液が供給された穴開き薄板を通して送
り出すと、余剰の粘性液はローラ間の加圧で穴開き薄板
の送り方向上流側に残されて、穴開き薄板の表面に薄く
塗布された状態でローラ間から送り出される。また、粘
性液塗布ローラの回転により穴開き薄板から粘性液塗布
ローラが離れるときに開口穴内に充填されている粘性液
はローラ表面側に付着して開口穴内から抜き出される。

【００１３】また、粘性液塗布ローラにより穴開き薄板
を搬送駆動するように構成することにより、粘性液塗布
ローラが孔開き薄板の搬送ローラを兼ねることになり、
その搬送速度の制御により粘性液の塗布状態を適正に維
持することができる。

【００１４】また、粘性液塗布ローラの少なくともその
表面部分をステンレス鋼で形成することにより、錆や磨
耗に対する耐性が向上する。

【００１５】また、粘性液塗布ローラの少なくともその
表面部分をセラミックで形成することにより、耐磨耗性
が向上し、粘性液に対する濡れ性を向上させることがで
きる。

【００１６】また、塗布ローラの表面を梨地加工するこ
とにより、所定の表面粗さを得ることができ、粘性液に
対する濡れ性を最適状態にすることができる。

【００１７】また、一対の粘性液塗布ローラの表面粗さ
が異なるように形成することにより、穴開き薄板の開口
穴から粘性液を重点的に抜き出す側が設定でき、開口穴
からの粘性液の抜き出しが安定してなされる。

【００１８】また、供給量調整間隔を調整可能に形成す
ることにより、穴開き薄板に供給される粘性液の付着量
を調整することができる。

【００１９】また、粘性液の粘度は７０００〜１３００
０ｃｐｓとすることにより、穴開き薄板への塗布性や粘
性液塗布ローラに対する濡れ性を適正に得ることができ
る。

【００２０】また、穴開き薄板の厚さは８０μｍ以下
で、その開口率が３０％以上である場合に、上記構成に
よる粘性液塗布の作用が適正になされる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の一実施形態について説明し、本発明の理解に供する。
尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であ
って、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【００２２】本実施形態は、電池の発電要素を構成する
活物質を担持して集電体として機能する芯材（穴開き薄
板）の表面に所定粘度の液状にしたカーボン液（粘性
液）を塗布する実施例として説明する。前記芯材は、厚
さ６０μｍの銅製のエキスパンドメタルに開口率６８％
で均等間隔に開口して帯状に形成されている。また、前
記カーボン液は、アセチレンブラックとポリフッ化ビニ
リデンのＮ−メチルピロリドン溶液とを分散・混合する
ことで粘性液状に調整されたものである。

【００２３】図１は、前記芯材１にカーボン液２を塗布
して、芯材１の表面にカーボン液２を薄膜状に塗布する
粘性液塗布装置の構成を示している。この粘性液塗布装
置は、芯材１の表面にカーボン液２を供給するカーボン
液供給部（粘性液供給部）３と、カーボン液２が付着し
た芯材１の表面から余剰なカーボン液２を取り除くと共
に、芯材１に形成された開口穴１ａ内を埋めたカーボン
液２を抜き取ることにより芯材１の表面にカーボン液２
を薄膜状に塗布するカーボン液塗布部（粘性液塗布部）
４とを備えて構成されている。

【００２４】前記カーボン液供給部３は、下方側の半周
に巻回された芯材１の搬送によって従動回転する供給量
調整ローラ５と、この供給量調整ローラ５上にカーボン
液２を供給するカーボン液供給ノズル（粘性液供給ノズ
ル）７と、供給量調整ローラ５の下面に間隔を設けて対
面する対面間隔が芯材１の送り方向に徐々に小さくなる
ようにして、芯材１を送り出す位置に供給量調整間隔１
３を形成するカーボン供給量調整器６と、前記対面間隔
に貯留されるカーボン液２の液量を検知する液量センサ
８とを備えて構成されている。

【００２５】また、カーボン液塗布部４は、一対のカー
ボン液塗布ローラ（粘性液塗布ローラ）１０、１１を水
平方向に配置して回転駆動すると共に、カーボン液塗布
ローラ１０、１１のローラ間を所定圧力（例えば、６０
ｋｇ）で加圧して構成されている。各カーボン液塗布ロ
ーラ１０、１１は、少なくともその表面部分がステンレ
ス鋼又はセラミックで形成され、表面には梨地加工が施
されている。この梨地加工による表面粗さは、カーボン
液塗布ローラ１０とカーボン液塗布ローラ１１とで異な
るように加工されている。

【００２６】芯材１は、図１に破線で示すように、カー
ボン液供給部３内に案内され、供給量調整ローラ５の下
方側を半周して鉛直方向に引き出され、カーボン液塗布
ローラ１０、１１の回転駆動により送り出される。芯材
１が供給量調整ローラ５の下面を半周する間に、カーボ
ン液供給ノズル７から供給されたカーボン液２が供給量
調整ローラ５の回転により供給量調整器６との間の対面
間隔内に貯留されたカーボン液２内を通過し、対面間隔
からの出口が供給量調整間隔１３として所定間隔に狭ま
っていることにより芯材１の表面に適量のカーボン液２
が付着した状態でカーボン液塗布部４に向かって引き出
される。芯材１へのカーボン液２の付着量は、供給量調
整間隔１３の幅を変化させることにより調整でき、この
調整は、供給量調整ローラ５又は供給量調整器６を移動
させることにより行うことができる。また、対面間隔内
に貯留されるカーボン液２の液量は液量センサ８により
検知されるので、貯留量が少なくなったときには前記カ
ーボン液供給ノズル７からカーボン液２が供給量調整ロ
ーラ５上に供給される。カーボン液供給ノズル７は、図
２に示すように、供給量調整ローラ５の回転軸に平行に
配設された移動軸１２上を往復移動できるように配設さ
れており、ポンプ９から圧送されるカーボン液２を供給
量調整ローラ５表面の軸方向に満遍なく吐出する。

【００２７】カーボン液供給部３によりカーボン液２が
供給された芯材１は鉛直方向に引き出されて、各カーボ
ン液塗布ローラ１０、１１のローラ間を通過することに
より、その表面にカーボン液２が薄膜状に塗布された状
態となる。図３は、各カーボン液塗布ローラ１０、１１
のローラ間を通過することによるカーボン液２の塗布状
態を模式的に示すもので、ローラ間が加圧され回転駆動
される各カーボン液塗布ローラ１０、１１のローラ間に
カーボン液２が供給された芯材１が送られることによ
り、芯材１の表面に付着する余剰なカーボン液２はロー
ラ対向間の上流側に液溜まりとして残され、芯材１の開
口穴１ａに封入状態となっている空気も排出される。ロ
ーラ間を芯材１が通過して各カーボン液塗布ローラ１
０、１１の表面が芯材１から離れるとき、芯材１の表面
には薄くカーボン液２が残されると同時に、開口穴１ａ
に充填されているカーボン液２は各カーボン液塗布ロー
ラ１０、１１の表面が梨地加工されてカーボン液２に対
する濡れ性のよいことからカーボン液塗布ローラ１０、
１１側に転写されるように付着して抜き出される。カー
ボン液塗布ローラ１０とカーボン液塗布ローラ１１と
は、その表面が梨地加工された表面粗さが異なるので、
濡れ性が勝るカーボン液塗布ローラ１０側に多く付着し
て抜き出される。各カーボン液塗布ローラ１０、１１の
表面に付着したカーボン液２は、各カーボン液塗布ロー
ラ１０、１１が一回転することにより再び対向間に戻さ
れ、芯材１の送り方向上流側に形成される液溜まりに合
流される。

【００２８】各カーボン液塗布ローラ１０、１１のロー
ラ間から送り出されてその表面に薄膜状にカーボン液２
が塗布された芯材１は、図示しない乾燥室に導かれ、カ
ーボン（アセチレンブラック）の溶剤としてカーボン液
２に混合されているＮ−メチルピロリドンは強制空冷に
よる乾燥により除去され、芯材１の表面にはカーボンの
みが塗着された状態となる。

【００２９】上記構成により、芯材１へのカーボン液２
の塗布はカーボン液塗布ローラ１０、１１のローラ間の
挟圧によりなされると同時に、開口穴１ａ内に充填され
たカーボン液２も抜き出されるので、余剰カーボン液２
の掻き落としのためにブレード等を芯材１に接触させる
ようなストレスが加わらず、開口穴１ａに充填されたカ
ーボン液２を取り除くための手段を別途設ける必要もな
い。また、各カーボン液塗布ローラ１０、１１が芯材１
の送りローラを兼ねているので構造が簡単になり、カー
ボン液２の塗布状態の調整も、その回転速度やローラ間
の加圧量を変化させることにより容易に調整することが
できる。

【００３０】また、供給量調整ローラ５は芯材１の送り
により従動するフリーローラなので、芯材１にストレス
が加わらず、供給量調整器６との間に形成されるオリフ
ィス構造の供給量調整間隔１３を調整することにより、
芯材１に適量のカーボン液２を均等に供給することがで
きる。また、カーボン液塗布部４において芯材１に塗布
される以外の余剰カーボン液２は回収されて再び塗布に
使用され、カーボン液供給部３においても塗布により対
面間隔から減少した量のカーボン液２を補給するだけな
ので、消費するカーボン液２に無駄のないカーボン液塗
布を実施することができる。

【００３１】以上説明した実施形態は、電池の芯材１に
カーボンを塗着する実施例として説明したが、この芯材
１のように形成された穴開き薄板に粘性液を塗布する場
合にも同様の塗布方法及び塗布装置の構成を適用できる
ことは言うまでもない。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば、ロー
ラにより穴開き薄板の表面に粘性液を塗布することがで
きるので、穴開き薄板にストレスを加えることなく粘性
液の塗布が実現されると同時に、穴開き薄板に形成され
た開口穴に充填されてしまう粘性液を塗布と同時に抜き
出すことができる。従って、電池の芯材のような穴開き
薄板に対する粘性液の塗布工程が簡易に構成され、安定
した動作がなされると共に粘性液のロスの少ない穴開き
薄板への粘性液の塗布方法及びその装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る粘性液の塗布装置の構
成を示す要部構成図。

【図２】同上構成を立体図示する斜視図。

【図３】実施形態に係るカーボン液塗布ローラによる粘
性液の塗布状態を説明する模式図。

【符号の説明】

１ 芯材（穴開き薄板） ２ カーボン液（粘性液） ３ カーボン液供給部（粘性液供給部） ４ カーボン液塗布部（粘性液塗布部） ５ 供給量調整ローラ ６ 供給量調整器 ７ カーボン液供給ノズル（粘性液供給ノズル） ８ 液量センサ １０、１１ カーボン液塗布ローラ（粘性液塗布ロー
ラ）

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｍ 4/66 Ｈ０１Ｍ 4/66 Ａ 4/74 4/74 Ｃ (72)発明者 小川 昌彦 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 小林 寛之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯状に形成された薄板に微細な穴が多数
   開口された穴開き薄板に粘性液を全体的に付着させた
   後、一対の回転ローラの間を圧接状態にして配置された
   粘性液塗布ローラのローラ間を通して送り出すようにし
   たことを特徴とする穴開き薄板への粘性液の塗布方法。
2. 【請求項２】 上方側の表面に粘性液が供給される供給
   量調整ローラと、この供給量調整ローラの下方側の表面
   と間隔を設けて受液面が対面する対面間隔内に粘性液を
   貯留する供給量調整器とが配設されてなる粘性液供給部
   内に穴開き薄板を案内し、穴開き薄板を前記供給量調整
   ローラの下半部に巻回させて引き出すと共に、この引き
   出し位置の前記対面間隔を調整して穴開き薄板への粘性
   液の付着量が所定量になるようにして粘性液塗布ローラ
   に送り出す請求項１記載の穴開き薄板への粘性液の塗布
   方法。
3. 【請求項３】 供給量調整ローラと供給量調整器との間
   の対面間隔内に貯留される粘性液の液量を検出して、液
   量が所定量以下になったとき、供給量調整ローラの上方
   側の表面に所定量の粘性液を供給するようにした請求項
   ２記載の穴開き薄板への粘性液の塗布方法。
4. 【請求項４】 帯状に形成された薄板に微細な穴が多数
   開口された穴開き薄板に粘性液を薄膜状に塗布する穴開
   き薄板への粘性液の塗布装置において、 前記穴開き薄板がローラの下方側に巻回されて搬送され
   ることにより従動回転する供給量調整ローラと、この供
   給量調整ローラの下方側表面と間隔を設けて受液面が対
   面する対面間隔が穴開き薄板の引き出し位置で所定間隔
   となるように供給量調整間隔を形成する供給量調整器
   と、前記供給量調整ローラの上方側の表面に粘性液を供
   給する粘性液供給ノズルとを備えた粘性液供給部と、 一対の回転ローラを水平方向に対向配置した粘性液塗布
   ローラのローラ間が所定圧力で加圧されてなる粘性液塗
   布部とを備え、 前記穴開き薄板を前記粘性液供給部内に案内して前記供
   給量調整ローラの下方に巻回させて鉛直方向に引き出
   し、前記粘性液塗布部の粘性液塗布ローラのローラ間を
   通して送り出すように構成されてなることを特徴とする
   穴開き薄板への粘性液の塗布装置。
5. 【請求項５】 粘性液塗布ローラにより穴開き薄板を搬
   送駆動するようにした請求項４記載の穴開き薄板への粘
   性液の塗布装置。
6. 【請求項６】 粘性液塗布ローラの少なくともその表面
   部分がステンレス鋼で形成されてなる請求項４または５
   記載の穴開き薄板への粘性液の塗布装置。
7. 【請求項７】 粘性液塗布ローラの少なくともその表面
   部分がセラミックで形成されてなる請求項４または５記
   載の穴開き薄板への粘性液の塗布装置。
8. 【請求項８】 粘性液塗布ローラの表面が梨地加工され
   てなる請求項４〜７いずれか一項に記載の穴開き薄板へ
   の粘性液の塗布装置。
9. 【請求項９】 一対の粘性液塗布ローラの表面粗さが異
   なるように形成されてなる請求項４〜８いずれか一項に
   記載の穴開き薄板への粘性液の塗布装置。
10. 【請求項１０】 供給量調整間隔の対面間隔が調整可能
    に形成されてなる請求項４記載の穴開き薄板への粘性液
    の塗布装置。
11. 【請求項１１】 粘性液の粘度が７０００〜１３０００
    ｃｐｓである請求項４〜１０いずれか一項に記載の穴開
    き薄板への粘性液の塗布装置。
12. 【請求項１２】 穴開き薄板の厚さが８０μｍ以下で、
    その開口率が３０％以上である請求項１〜１１いずれか
    一項に記載の穴開き薄板への粘性液の塗布装置。