WO2023145159A1 - 圧粉体成形装置 - Google Patents

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WO2023145159A1
WO2023145159A1 PCT/JP2022/038893 JP2022038893W WO2023145159A1 WO 2023145159 A1 WO2023145159 A1 WO 2023145159A1 JP 2022038893 W JP2022038893 W JP 2022038893W WO 2023145159 A1 WO2023145159 A1 WO 2023145159A1
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WO
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green compact
forming roll
powder
roll
information
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/038893
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English (en)
French (fr)
Inventor
聡 前田
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Application filed by パナソニックＩｐマネジメント株式会社 filed Critical パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B9/00—Presses specially adapted for particular purposes
    • B30B9/28—Presses specially adapted for particular purposes for forming shaped articles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers

Definitions

  • the present disclosure relates to a green compact molding apparatus.
  • Patent Document 1 describes a technique of supplying powder (granules) to the gap between a pair of rolls and compressing it to obtain a sheet-like green compact.
  • the present disclosure has been made in view of this situation, and its purpose is to provide a technique for uniforming the weight per unit area of green compacts.
  • a certain aspect of the present disclosure is a green compact molding apparatus.
  • This apparatus comprises a powder reservoir, and a first forming roll and a second forming roll adjacent to each other with a predetermined interval, wherein the powder is supplied from the reservoir to the gap between the two rolls and rotates.
  • a first forming roll and a second forming roll that compress the powder into a sheet and form a green compact, and the second forming roll supports and conveys the green compact on its peripheral surface, and is stored in the storage part.
  • a control unit for controlling the peripheral speed of the second forming roll based on the powder information.
  • Another aspect of the present disclosure is also a green compact molding apparatus.
  • This apparatus comprises a powder reservoir, and a first forming roll and a second forming roll adjacent to each other with a predetermined interval, wherein the powder is supplied from the reservoir to the gap between the two rolls and rotates.
  • the powder is compressed into a sheet by forming a green compact, and the second forming roll supports and conveys the green compact on the peripheral surface of the first and second forming rolls, and the second forming roll at least one conveying roll positioned downstream in the conveying direction of the green compact and supporting and conveying the green compact on its peripheral surface;
  • a second information acquisition unit that acquires information on the basis weight of the green compact on the peripheral surface of two or more rolls of the second forming roll and the transport roll, and the second forming roll based on the basis weight information and a control unit that controls the peripheral speed of the
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a green compact molding apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 3 is a schematic diagram of a green compact molding apparatus according to Modification 1;
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a green compact molding apparatus according to Embodiment 2;
  • FIG. 10 is a schematic diagram of a green compact molding apparatus according to Modification 2;
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a green compact molding apparatus 1 according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 some of the constituent elements of the green compact molding apparatus 1 are drawn as functional blocks. These functional blocks are implemented by elements and circuits such as a CPU and memory of a computer as hardware configurations, and are implemented by computer programs and the like as software configurations. It should be understood by those skilled in the art that these functional blocks can be realized in various forms by combining hardware and software.
  • the green compact molding device 1 includes a reservoir 2 , a first molding roll 4 , a second molding roll 6 , a first information acquisition section 8 , and a control section 10 .
  • the storage part 2 has a known structure such as a combination of a hopper and a feeder, and stores the powder 12 as the raw material of the green compact 14 . Then, the powder 12 is supplied to the first forming roll 4 and the second forming roll 6 .
  • the powder 12 contains predetermined particles and a binding component that binds the particles together.
  • the binding component includes at least one of a known binder and solvent. Further, in the powder 12 as an example, the content of the binding component is 20% by mass or less, 10% by mass or less, or 1% by mass or less with respect to the total mass of the powder 12 . For example, the total content of the binder and solvent is 20% by mass or less, 10% by mass or less, or 1% by mass or less with respect to the total mass of the powder 12 . That is, the exemplary powder 12 is a dry powder.
  • the first forming roll 4 and the second forming roll 6 are arranged at the powder outlet of the reservoir 2 .
  • the first forming roll 4 and the second forming roll 6 are oriented such that their rotation axes are parallel to each other, and are adjacent to each other with a predetermined interval.
  • the second forming roll 6 is arranged downstream of the first forming roll 4 in the conveying direction of the green compact 14 .
  • the powder 12 is supplied from the reservoir 2 to the gap between the first forming roll 4 and the second forming roll 6 .
  • the first forming roll 4 and the second forming roll 6 of the present embodiment also function as feed rolls of the feeder, and supply the powder 12 in the storage section 2 to the gap between the two forming rolls by placing it on the peripheral surface of the roll. do.
  • the first forming roll 4 and the second forming roll 6 rotate in opposite directions to compress the powder 12 supplied to the gap into a sheet. As a result, the green compact 14 is molded.
  • the green compact 14 is continuously delivered from the gap between the first forming roll 4 and the second forming roll 6 . Therefore, the green compact 14 has a belt shape that is long in the conveying direction.
  • the powder compact 14 is transported downstream while being supported by the peripheral surface of the second forming roll 6 .
  • the green compact forming apparatus 1 of the present embodiment has at least one conveying roll 16 downstream of the second forming roll 6 in the conveying direction of the green compact 14 .
  • the transport roll 16 supports and transports the green compact 14 on its peripheral surface.
  • the transport rolls 16 include stretch transport rolls 16a that transport the green compact 14 and stretch the green compact 14 to a target thickness.
  • the stretching transport roll 16 a is adjacent to the second forming roll 6 .
  • the stretching transport roll 16a is oriented so that its rotation axis is parallel to the rotation axis of the second forming roll 6, and is adjacent to the second forming roll 6 at a predetermined interval.
  • the green compact 14 is passed through the gap between the second molding roll 6 and the stretching and conveying roll 16a.
  • the second forming roll 6 and the stretching transport roll 16a can transport the green compact 14 by rotating in opposite directions with the green compact 14 interposed therebetween.
  • the second forming roll 6 and the stretching/conveying roll 16a rotate at peripheral speeds different from each other. Specifically, the rotation speed of the stretching transport roll 16 a is faster than the rotation speed of the second forming roll 6 . As a result, the green compact 14 can be transported and stretched due to the difference in peripheral speed.
  • the thickness T2 of the green compact 14 located on the peripheral surface of the stretching transport roll 16a is smaller than the thickness T1 of the green compact 14 located on the peripheral surface of the second forming roll 6 .
  • the 2nd forming roll 6 also functions as a drawing conveyance roll.
  • the powder compact 14 is conveyed while being supported by the peripheral surface of the second forming roll 6, and is delivered to the stretched conveying roll 16a side at a position where the second forming roll 6 and the stretched conveying roll 16a face each other. Then, the sheet is supported by the circumferential surface of the stretching transport roll 16a and transported downstream. The powder compact 14 being transported is always kept in contact with the peripheral surface of the second molding roll 6 and the peripheral surface of the stretching transport roll 16a.
  • One or more transport rolls 16 may be arranged downstream of the stretch transport roll 16a adjacent to the second forming roll 6. Also, one or more transport rolls 16 (including the stretch transport roll 16a) may be interposed between the second forming roll 6 and the stretching transport roll 16a.
  • the powder compact forming apparatus 1 of the present embodiment is designed so that the powder compact 14 has a final thickness, in other words, a target thickness on the peripheral surface of the stretching transport roll 16a adjacent to the second forming roll 6. ing.
  • the thickness T1 is 100-2000 ⁇ m
  • the thickness T2 (target thickness) is 50-200 ⁇ m.
  • the target thickness is 200 times or less the particle size of the powder 12 .
  • it is not limited to this configuration, and it may be designed so that the green compact 14 has a target thickness on the stretching transport roll 16 a downstream of the stretching transport roll 16 a adjacent to the second molding roll 6 .
  • the first information acquisition section 8 acquires powder information regarding the amount of the powder 12 stored in the storage section 2 .
  • the first information acquisition unit 8 as an example has a known level sensor and acquires the bulk of the powder 12 deposited in the storage unit 2 as powder information.
  • the level sensor may be of any type such as a laser type, ultrasonic type, capacitance type, or the like.
  • the first information acquisition section 8 may have a known mass meter and acquire the mass of the powder 12 in the storage section 2 as powder information.
  • the first information acquisition section 8 sends the acquired powder information to the control section 10 .
  • the control section 10 controls the peripheral speed (rotational speed) of the second forming roll 6 based on the powder information received from the first information acquisition section 8 .
  • the control section 10 controls the output of the motor that rotates the second forming roll 6 .
  • the control unit 10 can be composed of a digital processor, for example, it may be composed of a combination of a microcomputer including a CPU and a software program, or composed of FPGA (Field Programmable Gate Array), ASIC (Application Specified IC), etc. may
  • the weight of the accumulated powder 12 causes it to be discharged from the storage part 2 and supplied to the first forming roll 4 and the second forming roll 6 side.
  • the amount of powder 12 tends to increase.
  • the peripheral surfaces of the first forming roll 4 and the second forming roll 6 are in contact with the powder 12 in the storage section 2, if the amount of the stored powder 12 is large, the peripheral surfaces of the rolls in contact with the powder 12 area increases. For this reason, the amount of the powder 12 supplied from the reservoir 2 to the gap between the two forming rolls tends to increase.
  • the amount of the powder 12 stored in the storage part 2 decreases, the weight of the entire accumulated powder 12 becomes lighter. is decreasing.
  • the amount of the powder 12 in contact with the peripheral surfaces of the rolls decreases, so the amount of the powder 12 supplied to the gap between the two forming rolls is reduced. is decreasing.
  • the discharge rate (discharge amount per unit time) of the powder 12 from the reservoir 2 decreases. Therefore, the amount of powder 12 supplied to the gap between the first forming roll 4 and the second forming roll 6 tends to decrease.
  • the discharge rate of the powder 12 increases. Therefore, the amount of powder 12 supplied to the gap between the two forming rolls tends to increase.
  • the basis weight (or density) of the green compact 14 increases.
  • the basis weight of the green compact 14 decreases.
  • the green compact 14 after molding is supported by the peripheral surface of the second molding roll 6 and conveyed. Therefore, the peripheral speed of the second forming roll 6 has a greater effect on the delivery of the green compact 14 than the peripheral speed of the first forming roll 4 .
  • the delivery timing of the green compact 14 affects the basis weight of the green compact 14 . Therefore, the influence of the second forming roll 6 on the basis weight of the green compact 14 is greater than the influence of the first forming roll 4 on the basis weight of the green compact 14 .
  • the control unit 10 increases the peripheral speed of the second forming roll 6 when the amount of the powder 12 stored in the storage unit 2 decreases. That is, the controller 10 adjusts the circumferential speed of the second forming roll 6 to the first speed when the powder 12 is the first amount. Further, when the powder 12 is in a second amount smaller than the first amount, the peripheral speed of the second forming roll 6 is adjusted to a second speed faster than the first speed.
  • the second forming roll 6 is rotated relatively slowly. By rotating the powder compact 14 at a relatively high speed, it is possible to make the basis weight of the green compact 14 uniform.
  • the thickness of the green compact 14 can be made more uniform when the green compact 14 is stretched or compressed.
  • the controller 10 switches the peripheral speed of the second forming roll 6 in at least two stages. More preferably, the controller 10 switches the peripheral speed of the second forming roll 6 in multiple stages of three or more stages or continuously (steplessly).
  • the control unit 10 controls the peripheral speed of the second forming roll 6 based on the following formula (1).
  • V 1 V 0 ⁇ A That is, the control unit 10 calculates the peripheral velocity V1 by multiplying the peripheral velocity V0 of the second forming roll 6 when the powder information is acquired by a coefficient A corresponding to the amount of powder. Then, the peripheral speed of the second forming roll 6 is changed from V0 to V1 .
  • the powder amount coefficient D is determined according to, for example, the bulk density and degree of compaction of the powder 12 . For example, the powder amount coefficient D increases as the powder 12 has a higher degree of compaction.
  • the control unit 10 preliminarily holds a conversion table that associates the powder information with the peripheral speed of the second forming roll 6, and converts the peripheral speed of the second forming roll 6 from the powder information based on this conversion table. may be determined.
  • the control unit 10 holds a reference value H regarding the bulk of the powder 12 in the storage unit 2, and based on whether the measured value of the bulk is higher or lower than the reference value H, the second forming roll 6 Peripheral speed may be controlled.
  • control unit 10 of the present embodiment controls the peripheral speed of the first forming roll 4 as well as the peripheral speed of the second forming roll 6 .
  • the controller 10 controls the peripheral speed of the first forming roll 4 to be equal to the peripheral speed of the second forming roll 6 .
  • the peripheral speed of the first forming roll 4 in addition to the peripheral speed of the second forming roll 6, it is possible to make the basis weight of the green compact 14 more uniform.
  • control unit 10 of the present embodiment controls the peripheral speed of the conveying roll 16 together with the peripheral speed of the second forming roll 6 .
  • the controller 10 changes the circumferential speed of the transport roll 16 by the same amount of change as the circumferential speed of the second forming roll 6 .
  • the peripheral speed of the second forming roll 6 is changed, it is possible to suppress delays in the conveyance and stretching of the green compact 14 .
  • the use of the green compact 14 is not particularly limited.
  • the powder compact 14 is an electrode mixture layer used in a lithium ion secondary battery or the like.
  • the powder 12 contains the electrode active material as predetermined particles, and the green compact 14 is laminated on the current collector.
  • the powder compact 14 may be a hydrogen absorbing sheet or the like used in a fuel cell or the like.
  • the green compact molding apparatus 1 includes the storage section 2 for the powder 12, the first molding roll 4 and the second molding roll 6 adjacent to each other, and the first information acquisition section. 8 and a control unit 10 .
  • the first forming roll 4 and the second forming roll 6 are supplied with the powder 12 in the gap between them, and compress the powder 12 by rotation to form a sheet-like green compact 14 .
  • the second molding roll 6 supports and conveys the green compact 14 on its peripheral surface.
  • the first information acquisition section 8 acquires powder information regarding the amount of the powder 12 in the storage section 2 .
  • the controller 10 controls the peripheral speed of the second forming roll 6 based on the powder information. As a result, even when the supply amount of the powder 12 is less stable, the basis weight of the green compact 14 can be made uniform.
  • the powder 12 when the powder 12 is a dry powder having a binding component content of 20% by mass or less, the fluidity tends to be unstable compared to wet powder or liquid. For this reason, the green compact molding apparatus 1 of the present embodiment can function effectively especially when the powder 12 is dry powder.
  • the powder 12 may be a wet powder having a binding component content of more than 20% by mass.
  • control unit 10 of the present embodiment controls the peripheral speed of the first forming roll 4 as well as the peripheral speed of the second forming roll 6 .
  • the basis weight of the green compact 14 can be made more uniform.
  • deterioration in the molding accuracy of the green compact 14 can be suppressed.
  • the powder compact forming apparatus 1 of the present embodiment includes at least one transport roll 16 located downstream of the second forming roll 6 .
  • the controller 10 controls the peripheral speed of the conveying roll 16 together with the peripheral speed of the second forming roll 6 . As a result, it is possible to prevent the conveyance of the green compact 14 from being hindered by changes in the peripheral speed of the second forming roll 6 .
  • Modification 1 The following modified example 1 can be given to the green compact molding apparatus 1 according to the first embodiment. Except for the point that the control unit 10 controls the peripheral speed of the second forming roll 6 in consideration of not only the powder information but also the basis weight information of the green compact 14, the green compact molding apparatus 1 according to the first modification is It has a configuration common to that of the first embodiment. In the following, the green compact molding apparatus 1 according to this modified example will be described with a focus on the configuration different from that of the first embodiment, and the common configuration will be briefly described or omitted.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the compacting device 1 according to Modification 1. As shown in FIG. In FIG. 2, like FIG. 1, some of the constituent elements of the green compact molding apparatus 1 are drawn as functional blocks.
  • the green compact molding apparatus 1 according to the present modification includes a second information acquisition unit 18 that acquires basis weight information related to the basis weight of the green compact 14 .
  • the second information acquiring unit 18 has a terahertz sensor capable of measuring at least one of the weight per unit area and the thickness of the green compact 14, and the weight per unit area itself or the weight per unit area of the green compact 14 as the weight per unit area information. Thicknesses with positive correlation are measured.
  • the second information acquisition unit 18 acquires basis weight information of the green compact 14 on the peripheral surface of either the second forming roll 6 or the transport roll 16 .
  • the second information acquiring unit 18 of the present modification acquires basis weight information of the green compact 14 on the circumferential surface of the stretching transport roll 16a that stretches the green compact 14 to the target thickness.
  • the transport roll 16 adjacent to the second forming roll 6 is a stretching transport roll 16a that stretches the green compact 14 to the target thickness.
  • the position where the second information acquisition unit 18 acquires the basis weight information may be on the peripheral surface of the other transport roll 16 or on the peripheral surface of the second forming roll 6 .
  • the control unit 10 controls the peripheral speed of the second forming roll 6 based on the powder information and the basis weight information.
  • the correspondence between basis weight information and control of the peripheral speed of the second forming roll 6 is as follows. That is, when the obtained basis weight or thickness is larger than the design value, the peripheral speed of the second forming roll 6 is relatively slowed down. As a result, the discharge rate of the powder 12 from the storage section 2 can be lowered, and the basis weight of the green compact 14 can be reduced. On the other hand, when the obtained basis weight or thickness is smaller than the design value, the peripheral speed of the second forming roll 6 is relatively increased. As a result, the discharge rate of the powder 12 from the reservoir 2 can be increased, and the basis weight of the green compact 14 can be increased.
  • the design value is equal to the target value.
  • the design value is the target value and after the acquisition position It is determined based on the amount to be stretched.
  • the control section 10 calculates the coefficient A based on the following formula (2).
  • ⁇ DX1 is a component related to powder information, and is a value obtained by multiplying the measured powder amount ⁇ by the powder amount coefficient D and the weighting coefficient X1 described above.
  • X 1 is a value that satisfies 0 ⁇ X 1 ⁇ 1. More preferably, X 1 is a value that satisfies 0 ⁇ X 1 ⁇ 0.5 when obtaining the basis weight information on the peripheral surface of the stretching transport roll 16a that stretches the green compact 14 to the target thickness. That is, the peripheral speed of the second forming roll 6 is determined with more emphasis on basis weight information than on powder information. On the other hand, in the case of acquiring information on the basis weight on the peripheral surface of the second forming roll 6, X 1 is a value that satisfies 0.5 ⁇ X 1 ⁇ 1. That is, the peripheral speed of the second forming roll 6 is determined with more emphasis on powder information than basis weight information.
  • the control unit 10 calculates the peripheral speed V1 based on the formula (1), and changes the peripheral speed of the second forming roll 6 from V0 to V1 .
  • the control unit 10 calculates the peripheral speed V1 based on the formula (1), and changes the peripheral speed of the second forming roll 6 from V0 to V1 .
  • the control unit 10 calculates the peripheral speed V1 based on the formula (1), and changes the peripheral speed of the second forming roll 6 from V0 to V1 .
  • the control unit 10 calculates the peripheral speed V1 based on the formula (1), and changes the peripheral speed of the second forming roll 6 from V0 to V1 .
  • the compacting apparatus 1 according to Embodiment 2 controls the peripheral speed of the second forming roll 6 based on the basis weight information obtained on the peripheral surfaces of the plurality of rolls by the control unit 10 instead of the powder information. It has the same configuration as the first embodiment except for the points.
  • the green compact molding apparatus 1 according to the present embodiment will be described with a focus on the configuration different from that of the first embodiment, and the common configuration will be briefly described or omitted.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of the green compact molding apparatus 1 according to the second embodiment.
  • the green compact molding apparatus 1 according to the present embodiment includes a second information acquisition unit 18 that acquires basis weight information of the green compact 14 .
  • the second information acquisition unit 18 has a terahertz sensor and measures the basis weight itself or the thickness of the green compact 14 as the basis weight information.
  • the second information acquisition unit 18 acquires basis weight information of the powder compacts 14 on the circumferential surfaces of two or more of the second forming roll 6 and the transport roll 16 .
  • the second information acquisition unit 18 of the present embodiment obtains the basis weight information of the green compact 14 on the peripheral surface of the second forming roll 6 and the peripheral surface of the stretching transport roll 16a that stretches the green compact 14 to the target thickness.
  • Information on the basis weight of the green compact 14 above is acquired.
  • the transport roll 16 adjacent to the second forming roll 6 is a stretching transport roll 16a that stretches the green compact 14 to a target thickness.
  • the positions at which the second information acquisition unit 18 acquires the basis weight information may be on the peripheral surface of the second forming roll 6 and on the peripheral surface of the other transport roll 16, or may be on the peripheral surface of the other transport roll 16. It may be on the peripheral surface of the roll 16 . Also, the second information acquisition unit 18 may acquire basis weight information on three or more roll circumferential surfaces.
  • the control unit 10 controls the peripheral speed of the second forming roll 6 based on the basis weight information acquired on a plurality of roll peripheral surfaces.
  • the control unit 10 calculates the coefficient A based on the following formula (3) as an example.
  • bX2 is a component related to basis weight information obtained on the peripheral surface of the second forming roll 6, and is a value obtained by multiplying the deviation b between the design value and the actual measurement value by the weighting factor X2 .
  • X 2 is a value that satisfies 0 ⁇ X 2 ⁇ 1. More preferably, X 2 is a value that satisfies 0 ⁇ X 2 ⁇ 0.5.
  • the peripheral speed of the second forming roll 6 is determined with emphasis on basis weight information obtained on the circumferential surface of the stretching transport roll 16a that stretches the powder compact 14 to the target thickness.
  • the control unit 10 calculates the peripheral speed V1 based on the formula (1), and changes the peripheral speed of the second forming roll 6 from V0 to V1 .
  • the control unit 10 calculates the peripheral speed V1 based on the formula (1), and changes the peripheral speed of the second forming roll 6 from V0 to V1 .
  • the control unit 10 calculates the peripheral speed V1 based on the formula (1), and changes the peripheral speed of the second forming roll 6 from V0 to V1 .
  • the control unit 10 calculates the peripheral speed V1 based on the formula (1), and changes the peripheral speed of the second forming roll 6 from V0 to V1 .
  • Modification 2 The following modified example 2 can be given to the green compact molding apparatus 1 according to the second embodiment.
  • the green compact molding apparatus 1 according to Modification 2 controls the peripheral speed of the second molding roll 6 in consideration of not only basis weight information acquired from the peripheral surfaces of the plurality of rolls by the control unit 10 but also powder information. It has the same configuration as that of the second embodiment except for one point. Therefore, modification 2 can also be interpreted as a combination of the first embodiment and the second embodiment. In addition, it can be interpreted as a configuration in which the information acquisition positions of the second information acquisition unit 18 are made plural in the first modification.
  • the green compact molding apparatus 1 according to this modification will be described with a focus on the configuration different from each embodiment and Modification 1, and the common configuration will be briefly described or omitted.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of the green compact molding apparatus 1 according to Modification 2. As shown in FIG. In FIG. 4, like FIG. 1, some of the constituent elements of the green compact molding apparatus 1 are drawn as functional blocks.
  • the second information acquisition unit 18 of this modification obtains information on the basis weight of the green compact 14 on the peripheral surface of the second forming roll 6, and and the basis weight information of the green compact 14 in .
  • the transport roll 16 adjacent to the second forming roll 6 is a stretching transport roll 16a that stretches the green compact 14 to the target thickness.
  • the control unit 10 controls the peripheral speed of the second forming roll 6 based on the powder information and the basis weight information obtained from the peripheral surfaces of the multiple rolls.
  • the control unit 10 calculates the coefficient A based on the following formula (4).
  • Formula (4) A a(1 ⁇ X 1 ⁇ X 2 )+bX 2 + ⁇ DX 1 a(1 ⁇ X 1 ⁇ X 2 ) in the formula (4) is a component related to basis weight information acquired on the peripheral surface of the stretching and conveying roll 16a, and a weighting factor 1 ⁇ It is a value obtained by multiplying X 1 -X 2 .
  • bX2 is a component related to basis weight information obtained on the peripheral surface of the second forming roll 6, and is a value obtained by multiplying the deviation b between the design value and the actual measurement value by the weighting factor X2 .
  • ⁇ DX1 is a component related to powder information, and is a value obtained by multiplying the measured powder amount ⁇ by the powder amount coefficient D and the weighting coefficient X1 described above.
  • X 1 and X 2 are values satisfying 0 ⁇ X 1 ⁇ 1, 0 ⁇ X 2 ⁇ 1, and 0 ⁇ X 1 +X 2 ⁇ 1. More preferably, X 1 and X 2 are values satisfying 0 ⁇ X 1 +X 2 ⁇ 0.5 and X 1 >X 2 .
  • the weight information acquired on the peripheral surface of the stretching transport roll 16a that stretches the green compact 14 to the target thickness is most important, and the powder information is secondly important, and the peripheral speed of the second forming roll 6 is increased. Determined.
  • the control unit 10 calculates the peripheral speed V1 based on the formula (1), and changes the peripheral speed of the second forming roll 6 from V0 to V1 .
  • the basis weight of the green compact 14 can be made uniform. It can be made easier to plan.
  • Embodiments may be specified by items described below.
  • a reservoir (2) for powder (12) A first forming roll (4) and a second forming roll (6) adjacent to each other with a predetermined interval, wherein the powder (12) is supplied from the reservoir (2) to the gap between the two rolls, A first molding in which the powder (12) is compressed into a sheet by rotation to form a green compact (14), and the second forming roll (6) supports and conveys the green compact (14) on its peripheral surface.
  • a roll (4) and a second forming roll (6) a first information acquisition unit (8) for acquiring powder information relating to the amount of powder (12) stored in the storage unit (2);
  • a compacting device (1) A compacting device
  • the control unit (10) controls the peripheral speed of the second forming roll (6) based on the powder information and the basis weight information.
  • a green compact molding apparatus (1) according to the first item.
  • a roll (4) and a second forming roll (6) at least one conveying roll (16) located downstream of the second forming roll (6) in the conveying direction of the green compact (14) and supporting and conveying the green compact (14) on its peripheral surface;
  • a control unit (10) that controls the peripheral speed of the second forming roll (6) based on the basis weight information, A compacting device (1).
  • the transport roll (16) includes a stretching transport roll (16a) that transports the green compact (14) and stretches the green compact (14) to a target thickness, A second information acquisition unit (18) acquires basis weight information of the green compact (14) on the peripheral surface of the stretching transport roll (16a), A green compact molding apparatus (1) according to the second or third item.
  • a second information acquisition unit (18) obtains basis weight information of the green compact (14) on the peripheral surface of the second forming roll (6), ) to get the basis weight information and A green compact molding apparatus (1) according to the fourth item.
  • the control unit (10) controls the peripheral speed of the transport roll (16) together with the peripheral speed of the second forming roll (6).
  • the second information acquisition unit (18) has a terahertz sensor capable of measuring at least one of the basis weight and thickness of the green compact (14), A green compact molding apparatus (1) according to any one of the second to sixth items.
  • the control unit (10) controls the peripheral speed of the first forming roll (4) together with the peripheral speed of the second forming roll (6).
  • the powder (12) contains predetermined particles and a binder component, and the content of the binder component is 20% by mass or less with respect to the total mass of the powder (12).
  • [Item 10] supplying the powder (12) from the reservoir (2) into the gap between the first forming roll (4) and the second forming roll (6) adjacent to each other with a predetermined gap; By rotating the first forming roll (4) and the second forming roll (6), the powder (12) is compressed into a sheet to form a green compact (14), and the peripheral surface of the second forming roll (6) to support and convey the green compact (14), Acquiring powder information about the amount of powder (12) stored in the storage part (2), Including controlling the peripheral speed of the second forming roll (6) based on the powder information, Compacting method.
  • [Item 11] supplying the powder (12) from the reservoir (2) into the gap between the first forming roll (4) and the second forming roll (6) adjacent to each other with a predetermined gap;
  • the powder (12) is compressed into a sheet to form a green compact (14), and the peripheral surface of the second forming roll (6) to support and convey the green compact (14), a second forming roll (18), and at least a roll (18) located downstream of the second forming roll (6) in the conveying direction of the green compact (14) and supporting and conveying the green compact (14) on its peripheral surface;
  • the present disclosure can be used for a green compact molding device.
  • 1 compacting device 2 reservoir, 4 first compacting roll, 6 second compacting roll, 8 first information acquiring unit, 10 control unit, 12 powder, 14 compact, 16 transport roll, 16a stretch transport role, 18 Second information acquisition unit.

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Abstract

圧粉体成形装置１は、粉体１２の貯留部２と、所定の間隔をあけて互いに隣接する第１成形ロール４および第２成形ロール６であって、当該２つのロールの隙間に粉体１２が供給され、回転により粉体１２をシート状に圧縮して圧粉体１４を成形し、第２成形ロール６が周面で圧粉体１４を支持して搬送する第１成形ロール４および第２成形ロール６と、貯留部２に貯留される粉体１２の量に関する粉体情報を取得する第１情報取得部８と、粉体情報に基づいて第２成形ロール６の周速を制御する制御部１０と、を備える。

Description

圧粉体成形装置
　本開示は、圧粉体成形装置に関する。
　特許文献１には、粉体（顆粒剤）を一対のロールの隙間に供給して圧縮し、シート状の圧粉体を得る技術が記載されている。
特開２０１８－１８６０３３号公報
　圧粉体が用いられる製品の性能向上等の観点から、圧粉体の目付量（密度とも言える）をより均一にしたいという要求がある。
　本開示はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧粉体の目付量の均一化を図るための技術を提供することにある。
　本開示のある態様は、圧粉体成形装置である。この装置は、粉体の貯留部と、所定の間隔をあけて互いに隣接する第１成形ロールおよび第２成形ロールであって、当該２つのロールの隙間に貯留部から粉体が供給され、回転により粉体をシート状に圧縮して圧粉体を成形し、第２成形ロールが周面で圧粉体を支持して搬送する第１成形ロールおよび第２成形ロールと、貯留部に貯留される粉体の量に関する粉体情報を取得する第１情報取得部と、粉体情報に基づいて第２成形ロールの周速を制御する制御部と、を備える。
　本開示の他の態様も圧粉体成形装置である。この装置は、粉体の貯留部と、所定の間隔をあけて互いに隣接する第１成形ロールおよび第２成形ロールであって、当該２つのロールの隙間に貯留部から粉体が供給され、回転により粉体をシート状に圧縮して圧粉体を成形し、第２成形ロールが周面で圧粉体を支持して搬送する第１成形ロールおよび第２成形ロールと、第２成形ロールよりも圧粉体の搬送方向の下流側に位置し、周面で圧粉体を支持して搬送する少なくとも１つの搬送ロールと、圧粉体の目付量に関する目付量情報を取得する第２情報取得部であって、第２成形ロールおよび搬送ロールのうち２以上のロールの周面上における圧粉体の目付量情報を取得する第２情報取得部と、目付量情報に基づいて第２成形ロールの周速を制御する制御部と、を備える。
　以上の構成要素の任意の組合せ、本開示の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本開示の態様として有効である。
　本開示によれば、圧粉体の目付量の均一化を図ることができる。
実施の形態１に係る圧粉体成形装置の模式図である。 変形例１に係る圧粉体成形装置の模式図である。 実施の形態２に係る圧粉体成形装置の模式図である。 変形例２に係る圧粉体成形装置の模式図である。
　以下、本開示を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、本開示を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも本開示の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、本明細書または請求項中に「第１」、「第２」等の用語が用いられる場合には、特に言及がない限りこの用語はいかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
（実施の形態１）
　図１は、実施の形態１に係る圧粉体成形装置１の模式図である。図１では、圧粉体成形装置１の構成要素の一部を機能ブロックとして描いている。この機能ブロックは、ハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現される。これらの機能ブロックがハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
　圧粉体成形装置１は、貯留部２と、第１成形ロール４と、第２成形ロール６と、第１情報取得部８と、制御部１０とを備える。貯留部２は、例えばホッパーおよびフィーダーの組み合わせ等の公知の構造を有し、圧粉体１４の原材料となる粉体１２を貯留する。そして、第１成形ロール４および第２成形ロール６に粉体１２を供給する。
　粉体１２は、は、所定の粒子と、粒子どうしを結着させる結着成分とを含有する。結着成分には、公知の結着剤（バインダ）および溶媒の少なくとも一方が含まれる。また、一例としての粉体１２は、結着成分の含有量が粉体１２の全質量に対して２０質量％以下、あるいは１０質量％以下、さらには１質量％以下である。例えば、結着剤および溶媒の総含有量が粉体１２の全質量に対して２０質量％以下、あるいは１０質量％以下、さらには１質量％以下である。つまり、一例としての粉体１２は、乾式粉体である。
　第１成形ロール４および第２成形ロール６は、貯留部２の粉体出口に配置される。第１成形ロール４および第２成形ロール６は、それぞれの回転軸が互いに平行になるよう姿勢が定められ、所定の間隔をあけて互いに隣接する。第２成形ロール６は、第１成形ロール４よりも圧粉体１４の搬送方向の下流側に配置される。第１成形ロール４および第２成形ロール６の隙間には、貯留部２から粉体１２が供給される。本実施の形態の第１成形ロール４および第２成形ロール６は、フィーダーのフィードロールとしても機能し、貯留部２内の粉体１２をロール周面に乗せて２つの成形ロールの隙間に供給する。
　第１成形ロール４および第２成形ロール６は、互いに逆方向に回転し、隙間に供給された粉体１２をシート状に圧縮する。これにより、圧粉体１４が成形される。圧粉体１４は、第１成形ロール４および第２成形ロール６の隙間から連続的に送り出される。したがって、圧粉体１４は、搬送方向に長い帯状である。圧粉体１４は、第２成形ロール６の周面で支持されながら、下流側に搬送される。
　本実施の形態の圧粉体成形装置１は、第２成形ロール６よりも圧粉体１４の搬送方向の下流側に、少なくとも１つの搬送ロール１６を有する。搬送ロール１６は、周面で圧粉体１４を支持して搬送する。また、搬送ロール１６には、圧粉体１４を搬送するとともに圧粉体１４を目標厚みまで延伸する延伸搬送ロール１６ａが含まれる。本実施の形態では、延伸搬送ロール１６ａが第２成形ロール６と隣接している。
　延伸搬送ロール１６ａは、回転軸が第２成形ロール６の回転軸と平行になるよう姿勢が定められて、第２成形ロール６と所定の間隔で隣接する。第２成形ロール６と延伸搬送ロール１６ａとの隙間には、圧粉体１４が通される。第２成形ロール６および延伸搬送ロール１６ａは、圧粉体１４を互いの間に挟んで互いに逆方向に回転することで、圧粉体１４を搬送することができる。また、第２成形ロール６および延伸搬送ロール１６ａは、互いに異なる周速で回転する。具体的には、延伸搬送ロール１６ａの回転速度は、第２成形ロール６の回転速度よりも速い。これにより、圧粉体１４を搬送するとともに、互いの周速差により圧粉体１４を延伸することができる。したがって、延伸搬送ロール１６ａの周面上に位置する圧粉体１４の厚みＴ２は、第２成形ロール６の周面上に位置する圧粉体１４の厚みＴ１より小さくなる。なお、当該構成では第２成形ロール６も延伸搬送ロールとして機能していると解釈できる。
　圧粉体１４は、第２成形ロール６の周面に支持されて搬送され、第２成形ロール６および延伸搬送ロール１６ａが対向する位置で延伸搬送ロール１６ａ側に受け渡される。そして、延伸搬送ロール１６ａの周面で支持されて下流側に搬送される。搬送中の圧粉体１４は、第２成形ロール６の周面と延伸搬送ロール１６ａの周面とに接した状態が常に維持される。なお、第２成形ロール６に隣接する延伸搬送ロール１６ａの下流側に、さらに１つ以上の搬送ロール１６（延伸搬送ロール１６ａを含む）が配列されてもよい。また、第２成形ロール６と延伸搬送ロール１６ａとの間に１つ以上の搬送ロール１６（延伸搬送ロール１６ａを含む）が介在してもよい。
　本実施の形態の圧粉体成形装置１は、第２成形ロール６に隣接する延伸搬送ロール１６ａの周面上で圧粉体１４が最終的な厚み、言い換えれば目標厚みとなるように設計されている。例えば、厚みＴ１は１００～２０００μｍであり、厚みＴ２（目標厚み）は５０～２００μｍである。好ましくは、目標厚みは、粉体１２の粒径の２００倍以下である。なお、この構成に限定されず、第２成形ロール６に隣接する延伸搬送ロール１６ａよりも下流側の延伸搬送ロール１６ａ上で圧粉体１４が目標厚みとなるように設計されてもよい。
　第１情報取得部８は、貯留部２に貯留される粉体１２の量に関する粉体情報を取得する。一例としての第１情報取得部８は、公知のレベルセンサを有し、貯留部２内に堆積している粉体１２の嵩の高さを粉体情報として取得する。レベルセンサは、レーザー式、超音波式、静電容量式等いずれのタイプであってもよい。また、第１情報取得部８は、公知の質量計を有し、貯留部２内の粉体１２の質量を粉体情報として取得してもよい。第１情報取得部８は、取得した粉体情報を制御部１０に送る。
　制御部１０は、第１情報取得部８から受領した粉体情報に基づいて第２成形ロール６の周速（回転速度）を制御する。例えば制御部１０は、第２成形ロール６を回転させるモータの出力を制御する。制御部１０は、デジタルプロセッサで構成することができ、例えばＣＰＵを含むマイコンとソフトウェアプログラムの組み合わせで構成してもよいし、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specified IC）などで構成してもよい。
　貯留部２に貯留される粉体１２の量が多いときは、堆積する粉体１２の重さにより、貯留部２から排出されて第１成形ロール４および第２成形ロール６側に供給される粉体１２の量が増える傾向にある。また、第１成形ロール４および第２成形ロール６の周面が貯留部２内で粉体１２に接する場合は、貯留される粉体１２の量が多ければ粉体１２に接するロール周面の面積が増える。このため、貯留部２から２つの成形ロールの隙間に供給される粉体１２の量が増える傾向にある。一方、貯留部２に貯留される粉体１２の量が減っていくと、堆積する粉体１２の全体の重さが軽くなるため、２つの成形ロールの隙間に供給される粉体１２の量が減っていく。また、粉体１２の嵩の高さが２つの成形ロールの上端より下がれば、ロール周面に接する粉体１２の量が減るため、２つの成形ロールの隙間に供給される粉体１２の量が減っていく。
　また、第２成形ロール６の周速が遅くなると、貯留部２からの粉体１２の排出レート（単位時間当たりの排出量）が低くなる。したがって、第１成形ロール４および第２成形ロール６の隙間に供給される粉体１２の量が減る傾向にある。一方、第２成形ロール６の周速が早くなると、粉体１２の排出レートが高くなる。したがって、２つの成形ロールの隙間に供給される粉体１２の量が増える傾向にある。
　第１成形ロール４および第２成形ロール６の隙間への粉体１２の供給量が多いときは、圧粉体１４の目付量（あるいは密度）は増加する。一方、当該隙間への粉体１２の供給量が少ないときは、圧粉体１４の目付量は低下する。さらに、成形後の圧粉体１４は、第２成形ロール６の周面で支持されて搬送される。したがって、第２成形ロール６の周速は第１成形ロール４の周速よりも圧粉体１４の送出に大きく影響する。そして、圧粉体１４の送出タイミングは圧粉体１４の目付量に影響する。したがって、第２成形ロール６が圧粉体１４の目付量に与える影響は、第１成形ロール４が圧粉体１４の目付量に与える影響よりも大きい。
　そこで、制御部１０は、貯留部２に貯留される粉体１２の量が減少したとき、第２成形ロール６の周速を早くする。つまり、制御部１０は、粉体１２が第１の量であるとき、第２成形ロール６の周速を第１速度に調整する。また、粉体１２が第１の量より少ない第２の量であるとき、第２成形ロール６の周速を第１速度より早い第２速度に調整する。貯留部２内の粉体１２が相対的に多いときは第２成形ロール６を相対的に遅く回転させ、貯留部２内の粉体１２が相対的に少ないときは第２成形ロール６を相対的に早く回転させることで、圧粉体１４の目付量の均一化を図ることができる。また、圧粉体１４の目付量の均一化により、圧粉体１４を延伸したり圧縮したりした際に、圧粉体１４の厚みをより均一にすることができる。制御部１０は、第２成形ロール６の周速を少なくとも２段階で切り換える。より好ましくは、制御部１０は、第２成形ロール６の周速を３段階以上の多段階で、または連続的（無段階）に切り換える。
　一例として制御部１０は、以下の式（１）に基づいて第２成形ロール６の周速を制御する。
　式（１）　Ｖ１＝Ｖ０×Ａ
　つまり、制御部１０は、粉体情報を取得した際の第２成形ロール６の周速Ｖ０に、粉体量に応じた係数Ａを乗算して周速Ｖ１を算出する。そして、第２成形ロール６の周速をＶ０からＶ１に変化させる。
　係数Ａは、例えば測定された粉体量δに任意の粉体量係数Ｄを乗算した値である（Ａ＝δＤ）。粉体量係数Ｄは、例えば粉体１２の嵩密度や圧縮度に応じて定まる。例えば、圧縮度の高い粉体１２ほど粉体量係数Ｄは大きくなる。なお、制御部１０は、粉体情報と第２成形ロール６の周速とを対応付けた変換テーブルを予め保持し、この変換テーブルに基づいて粉体情報から第２成形ロール６の周速を定めてもよい。また、制御部１０は、貯留部２内の粉体１２の嵩の高さに関する基準値Ｈを保持し、嵩の測定値が基準値Ｈより高いか低いかに基づいて、第２成形ロール６の周速を制御してもよい。
　また、本実施の形態の制御部１０は、第２成形ロール６の周速とともに第１成形ロール４の周速を制御する。一例として制御部１０は、第２成形ロール６の周速と等しくなるように第１成形ロール４の周速を制御する。第２成形ロール６の周速に加えて第１成形ロール４の周速も制御することで、圧粉体１４の目付量の均一化をより図りやすくすることができる。また、第１成形ロール４および第２成形ロール６の周速差が過大となって、圧粉体１４の成形精度が低下することを抑制することができる。
　また、本実施の形態の制御部１０は、第２成形ロール６の周速とともに搬送ロール１６の周速を制御する。一例として制御部１０は、第２成形ロール６の周速の変化量と同じ変化量だけ搬送ロール１６の周速を変化させる。これにより、第２成形ロール６の周速を変化させた場合であっても、圧粉体１４の搬送や延伸が滞ることを抑制することができる。
　圧粉体１４の用途は特に限定されない。一例として、圧粉体１４は、リチウムイオン二次電池等に用いられる電極合材層である。この場合、粉体１２は所定の粒子として電極活物質を含有し、圧粉体１４は集電板に積層される。また、圧粉体１４は、燃料電池等に用いられる水素吸蔵シート等であってもよい。
　以上説明したように、本実施の形態に係る圧粉体成形装置１は、粉体１２の貯留部２と、互いに隣接する第１成形ロール４および第２成形ロール６と、第１情報取得部８と、制御部１０とを備える。第１成形ロール４および第２成形ロール６は、両者の隙間に粉体１２が供給され、回転により粉体１２を圧縮してシート状の圧粉体１４を成形する。また、第２成形ロール６は、周面で圧粉体１４を支持して搬送する。第１情報取得部８は、貯留部２内の粉体１２の量に関する粉体情報を取得する。制御部１０は、粉体情報に基づいて第２成形ロール６の周速を制御する。これにより、粉体１２の供給量の安定性が低い場合であっても、圧粉体１４の目付量の均一化を図ることができる。
　特に、粉体１２が、結着成分の含有量が２０質量％以下である乾式粉体である場合、湿式粉体や液体に比べて流動性が不安定になりやすい。このため、本実施の形態の圧粉体成形装置１は、粉体１２が乾式粉体である場合に特に効果的に機能を発揮することができる。なお、粉体１２は、結着成分の含有量が２０質量％超である湿式粉体であってもよい。
　また、本実施の形態の制御部１０は、第２成形ロール６の周速とともに第１成形ロール４の周速を制御する。これにより、圧粉体１４の目付量をより均一化することができる。また、圧粉体１４の成形精度の低下を抑制することができる。また、本実施の形態の圧粉体成形装置１は、第２成形ロール６よりも下流側に位置する、少なくとも１つの搬送ロール１６を備える。そして、制御部１０は、第２成形ロール６の周速とともに搬送ロール１６の周速を制御する。これにより、第２成形ロール６の周速の変化によって圧粉体１４の搬送等が阻害されることを抑制することができる。
（変形例１）
　実施の形態１に係る圧粉体成形装置１には、以下の変形例１を挙げることができる。変形例１に係る圧粉体成形装置１は、制御部１０が粉体情報だけでなく圧粉体１４の目付量情報も加味して第２成形ロール６の周速を制御する点を除き、実施の形態１と共通の構成を有する。以下、本変形例に係る圧粉体成形装置１について実施の形態１と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。
　図２は、変形例１に係る圧粉体成形装置１の模式図である。図２では、図１と同様に圧粉体成形装置１の構成要素の一部を機能ブロックとして描いている。本変形例に係る圧粉体成形装置１は、圧粉体１４の目付量に関する目付量情報を取得する第２情報取得部１８を備える。好ましくは、第２情報取得部１８は、圧粉体１４の目付量および厚みの少なくとも一方を測定可能なテラヘルツセンサを有し、目付量情報として圧粉体１４の目付量自体、または目付量と正の相関を有する厚みを測定する。
　第２情報取得部１８は、第２成形ロール６および搬送ロール１６のうち、いずれかのロールの周面上における圧粉体１４の目付量情報を取得する。本変形例の第２情報取得部１８は、圧粉体１４を目標厚みまで延伸する延伸搬送ロール１６ａの周面上における圧粉体１４の目付量情報を取得する。本変形例では、第２成形ロール６に隣接する搬送ロール１６が、圧粉体１４を目標厚みまで延伸する延伸搬送ロール１６ａとなっている。なお、第２情報取得部１８が目付量情報を取得する位置は、他の搬送ロール１６の周面上であってもよいし、第２成形ロール６の周面上であってもよい。
　制御部１０は、粉体情報および目付量情報に基づいて第２成形ロール６の周速を制御する。まず、目付量情報と第２成形ロール６の周速の制御との対応関係は、以下のとおりである。すなわち、取得した目付量または厚みが設計値より大きい場合は、第２成形ロール６の周速は相対的に遅くされる。これにより、貯留部２からの粉体１２の排出レートを下げて、圧粉体１４の目付量を減少させることができる。一方、取得した目付量または厚みが設計値より小さい場合は、第２成形ロール６の周速は相対的に早くされる。これにより、貯留部２からの粉体１２の排出レートを上げて、圧粉体１４の目付量を増加させることができる。圧粉体１４を目標厚みまで延伸する延伸搬送ロール１６ａの周面上で目付量情報を取得する場合、設計値は目標値と等しい。第２成形ロール６の周面上や他の搬送ロール１６（他の延伸搬送ロール１６ａを含む）の周面上で目付量情報を取得する場合、設計値は、目標値と、取得位置以降で延伸される量とに基づいて定まる。
　粉体情報および目付量情報に基づいて第２成形ロール６の周速を制御する場合、一例として制御部１０は、以下の式（２）に基づいて係数Ａを算出する。
　式（２）　Ａ＝ａ（１－Ｘ１）＋δＤＸ１
　式（２）におけるａ（１－Ｘ１）は、目付量情報に関する成分であり、設計値と実測値との偏差ａ（ａ＝実測値／設計値）に重み付け係数１－Ｘ１を乗算した値である。δＤＸ１は、粉体情報に関する成分であり、測定された粉体量δに上述した粉体量係数Ｄおよび重み付け係数Ｘ１を乗算した値である。
　Ｘ１は、０＜Ｘ１＜１を満たす値である。より好ましくは、圧粉体１４を目標厚みまで延伸する延伸搬送ロール１６ａの周面上で目付量情報を取得する場合、Ｘ１は０＜Ｘ１＜０．５を満たす値である。つまり、粉体情報よりも目付量情報を重視して、第２成形ロール６の周速が定められる。一方、第２成形ロール６の周面上で目付量情報を取得する場合、Ｘ１は０．５＜Ｘ１＜１を満たす値である。つまり、目付量情報よりも粉体情報を重視して、第２成形ロール６の周速が定められる。
　そして、制御部１０は、式（１）に基づいて周速Ｖ１を算出し、第２成形ロール６の周速をＶ０からＶ１に変化させる。このように、粉体情報に加えて目付量情報に基づいて第２成形ロール６の周速を制御することで、圧粉体１４の目付量の均一化をより図りやすくすることができる。また、圧粉体１４を目標厚みまで延伸する延伸搬送ロール１６ａの周面上における圧粉体１４の目付量情報を取得することで、圧粉体１４の目付量をより高精度に均一化することができる。
（実施の形態２）
　実施の形態２に係る圧粉体成形装置１は、制御部１０が粉体情報に代えて複数のロール周面上で取得した目付量情報に基づいて第２成形ロール６の周速を制御する点を除き、実施の形態１と共通の構成を有する。以下、本実施の形態に係る圧粉体成形装置１について実施の形態１と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。
　図３は、実施の形態２に係る圧粉体成形装置１の模式図である。図３では、図１と同様に圧粉体成形装置１の構成要素の一部を機能ブロックとして描いている。本実施の形態に係る圧粉体成形装置１は、圧粉体１４の目付量情報を取得する第２情報取得部１８を備える。好ましくは、第２情報取得部１８はテラヘルツセンサを有し、目付量情報として圧粉体１４の目付量自体または厚みを測定する。
　第２情報取得部１８は、第２成形ロール６および搬送ロール１６のうち２以上のロールの周面上における圧粉体１４の目付量情報を取得する。本実施の形態の第２情報取得部１８は、第２成形ロール６の周面上における圧粉体１４の目付量情報と、圧粉体１４を目標厚みまで延伸する延伸搬送ロール１６ａの周面上における圧粉体１４の目付量情報とを取得する。本実施の形態では、第２成形ロール６に隣接する搬送ロール１６が、圧粉体１４を目標厚みまで延伸する延伸搬送ロール１６ａとなっている。なお、第２情報取得部１８が目付量情報を取得する位置は、第２成形ロール６の周面上と他の搬送ロール１６の周面上とであってもよいし、２つの他の搬送ロール１６の周面上であってもよい。また、第２情報取得部１８は、３つ以上のロール周面上で目付量情報を取得してもよい。
　制御部１０は、複数のロール周面上で取得した目付量情報に基づいて第２成形ロール６の周速を制御する。２つの目付量情報に基づいて第２成形ロール６の周速を制御する場合、一例として制御部１０は、以下の式（３）に基づいて係数Ａを算出する。
　式（３）　Ａ＝ａ（１－Ｘ２）＋ｂＸ２
　式（３）におけるａ（１－Ｘ２）は、延伸搬送ロール１６ａの周面上で取得した目付量情報に関する成分であり、設計値と実測値との偏差ａに重み付け係数１－Ｘ２を乗算した値である。ｂＸ２は、第２成形ロール６の周面上で取得した目付量情報に関する成分であり、設計値と実測値との偏差ｂに重み付け係数Ｘ２を乗算した値である。
　Ｘ２は、０＜Ｘ２＜１を満たす値である。より好ましくは、Ｘ２は０＜Ｘ２＜０．５を満たす値である。つまり、圧粉体１４を目標厚みまで延伸する延伸搬送ロール１６ａの周面上で取得した目付量情報を重視して、第２成形ロール６の周速が定められる。
　そして、制御部１０は、式（１）に基づいて周速Ｖ１を算出し、第２成形ロール６の周速をＶ０からＶ１に変化させる。このように、複数のロール周面上から取得した目付量情報に基づいて第２成形ロール６の周速を制御することで、圧粉体１４の目付量の均一化をより図りやすくすることができる。また、第２成形ロール６の周面上における圧粉体１４の目付量情報と、圧粉体１４を目標厚みまで延伸する延伸搬送ロール１６ａの周面上における圧粉体１４の目付量情報を取得することで、圧粉体１４の目付量をより高精度に均一化することができる。
（変形例２）
　実施の形態２に係る圧粉体成形装置１には、以下の変形例２を挙げることができる。変形例２に係る圧粉体成形装置１は、制御部１０が複数のロール周面上から取得した目付量情報だけでなく粉体情報も加味して第２成形ロール６の周速を制御する点を除き、実施の形態２と共通の構成を有する。したがって、変形例２は、実施の形態１と実施の形態２の組み合わせと解釈することもできる。また、変形例１において第２情報取得部１８の情報取得位置を複数にした構成と解釈することもできる。以下、本変形例に係る圧粉体成形装置１について各実施の形態および変形例１と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。
　図４は、変形例２に係る圧粉体成形装置１の模式図である。図４では、図１と同様に圧粉体成形装置１の構成要素の一部を機能ブロックとして描いている。本変形例の第２情報取得部１８は、第２成形ロール６の周面上における圧粉体１４の目付量情報と、圧粉体１４を目標厚みまで延伸する延伸搬送ロール１６ａの周面上における圧粉体１４の目付量情報とを取得する。本変形例では、第２成形ロール６に隣接する搬送ロール１６が、圧粉体１４を目標厚みまで延伸する延伸搬送ロール１６ａとなっている。
　制御部１０は、粉体情報と、複数のロール周面上から取得した目付量情報とに基づいて第２成形ロール６の周速を制御する。この場合、一例として制御部１０は、以下の式（４）に基づいて係数Ａを算出する。
　式（４）　Ａ＝ａ（１－Ｘ１－Ｘ２）＋ｂＸ２＋δＤＸ１
　式（４）におけるａ（１－Ｘ１－Ｘ２）は、延伸搬送ロール１６ａの周面上で取得した目付量情報に関する成分であり、設計値と実測値との偏差ａに重み付け係数１－Ｘ１－Ｘ２を乗算した値である。ｂＸ２は、第２成形ロール６の周面上で取得した目付量情報に関する成分であり、設計値と実測値との偏差ｂに重み付け係数Ｘ２を乗算した値である。δＤＸ１は、粉体情報に関する成分であり、測定された粉体量δに上述した粉体量係数Ｄおよび重み付け係数Ｘ１を乗算した値である。
　Ｘ１およびＸ２は、０＜Ｘ１＜１、０＜Ｘ２＜１、および０＜Ｘ１＋Ｘ２＜１を満たす値である。より好ましくは、Ｘ１およびＸ２は、０＜Ｘ１＋Ｘ２＜０．５、およびＸ１＞Ｘ２を満たす値である。つまり、圧粉体１４を目標厚みまで延伸する延伸搬送ロール１６ａの周面上で取得した目付量情報を最も重視し、次に粉体情報を重視して、第２成形ロール６の周速が定められる。
　そして、制御部１０は、式（１）に基づいて周速Ｖ１を算出し、第２成形ロール６の周速をＶ０からＶ１に変化させる。このように、粉体情報と、複数のロール周面上から取得した目付量情報とに基づいて第２成形ロール６の周速を制御することで、圧粉体１４の目付量の均一化をより図りやすくすることができる。
　以上、本開示の実施の形態について詳細に説明した。前述した実施の形態は、本開示を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施の形態の内容は、本開示の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された本開示の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。設計変更が加えられた新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形それぞれの効果をあわせもつ。前述の実施の形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「本実施の形態の」、「本実施の形態では」等の表記を付して強調しているが、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。各実施の形態に含まれる構成要素の任意の組み合わせも、本開示の態様として有効である。図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。
　実施の形態は、以下に記載する項目によって特定されてもよい。
［第１項目］
　粉体（１２）の貯留部（２）と、
　所定の間隔をあけて互いに隣接する第１成形ロール（４）および第２成形ロール（６）であって、当該２つのロールの隙間に貯留部（２）から粉体（１２）が供給され、回転により粉体（１２）をシート状に圧縮して圧粉体（１４）を成形し、第２成形ロール（６）が周面で圧粉体（１４）を支持して搬送する第１成形ロール（４）および第２成形ロール（６）と、
　貯留部（２）に貯留される粉体（１２）の量に関する粉体情報を取得する第１情報取得部（８）と、
　粉体情報に基づいて第２成形ロール（６）の周速を制御する制御部（１０）と、を備える、
圧粉体成形装置（１）。
［第２項目］
　第２成形ロール（６）よりも圧粉体（１４）の搬送方向の下流側に位置し、周面で圧粉体（１４）を支持して搬送する少なくとも１つの搬送ロール（１６）と、
　圧粉体（１４）の目付量に関する目付量情報を取得する第２情報取得部（１８）であって、第２成形ロール（６）および搬送ロール（１６）のうち少なくとも１つのロールの周面上における圧粉体（１４）の目付量情報を取得する第２情報取得部（１８）と、を備え、
　制御部（１０）は、粉体情報および目付量情報に基づいて第２成形ロール（６）の周速を制御する、
第１項目に記載の圧粉体成形装置（１）。
［第３項目］
　粉体（１２）の貯留部（２）と、
　所定の間隔をあけて互いに隣接する第１成形ロール（４）および第２成形ロール（６）であって、当該２つのロールの隙間に貯留部（２）から粉体（１２）が供給され、回転により粉体（１２）をシート状に圧縮して圧粉体（１４）を成形し、第２成形ロール（６）が周面で圧粉体（１４）を支持して搬送する第１成形ロール（４）および第２成形ロール（６）と、
　第２成形ロール（６）よりも圧粉体（１４）の搬送方向の下流側に位置し、周面で圧粉体（１４）を支持して搬送する少なくとも１つの搬送ロール（１６）と、
　圧粉体（１４）の目付量に関する目付量情報を取得する第２情報取得部（１８）であって、第２成形ロール（１８）および搬送ロール（１６）のうち２以上のロールの周面上における圧粉体（１４）の目付量情報を取得する第２情報取得部（１８）と、
　目付量情報に基づいて第２成形ロール（６）の周速を制御する制御部（１０）と、を備える、
圧粉体成形装置（１）。
［第４項目］
　搬送ロール（１６）は、圧粉体（１４）を搬送するとともに圧粉体（１４）を目標厚みまで延伸する延伸搬送ロール（１６ａ）を含み、
　第２情報取得部（１８）は、延伸搬送ロール（１６ａ）の周面上における圧粉体（１４）の目付量情報を取得する、
第２項目または第３項目に記載の圧粉体成形装置（１）。
［第５項目］
　第２情報取得部（１８）は、第２成形ロール（６）の周面上における圧粉体（１４）の目付量情報と、延伸搬送ロール（１６ａ）の周面上における圧粉体（１４）の目付量情報と、を取得する、
第４項目に記載の圧粉体成形装置（１）。
［第６項目］
　制御部（１０）は、第２成形ロール（６）の周速とともに搬送ロール（１６）の周速を制御する、
第２項目乃至第５項目のいずれかに記載の圧粉体成形装置（１）。
［第７項目］
　第２情報取得部（１８）は、圧粉体（１４）の目付量および厚みの少なくとも一方を測定可能なテラヘルツセンサを有する、
第２項目乃至第６項目のいずれかに記載の圧粉体成形装置（１）。
［第８項目］
　制御部（１０）は、第２成形ロール（６）の周速とともに第１成形ロール（４）の周速を制御する、
第１項目乃至第７項目のいずれかに記載の圧粉体成形装置（１）。
［第９項目］
　粉体（１２）は、所定の粒子および結着成分を含有し、結着成分の含有量が粉体（１２）の全質量に対して２０質量％以下である、
第１項目乃至第８項目のいずれかに記載の圧粉体成形装置（１）。
［第１０項目］
　所定の間隔をあけて互いに隣接する第１成形ロール（４）および第２成形ロール（６）の隙間に貯留部（２）から粉体（１２）を供給し、
　第１成形ロール（４）および第２成形ロール（６）の回転により粉体（１２）をシート状に圧縮して圧粉体（１４）を成形し、第２成形ロール（６）の周面で圧粉体（１４）を支持して搬送し、
　貯留部（２）に貯留される粉体（１２）の量に関する粉体情報を取得し、
　粉体情報に基づいて第２成形ロール（６）の周速を制御することを含む、
圧粉体成形方法。
［第１１項目］
　所定の間隔をあけて互いに隣接する第１成形ロール（４）および第２成形ロール（６）の隙間に貯留部（２）から粉体（１２）を供給し、
　第１成形ロール（４）および第２成形ロール（６）の回転により粉体（１２）をシート状に圧縮して圧粉体（１４）を成形し、第２成形ロール（６）の周面で圧粉体（１４）を支持して搬送し、
　第２成形ロール（１８）、および第２成形ロール（６）よりも圧粉体（１４）の搬送方向の下流側に位置して周面で圧粉体（１４）を支持して搬送する少なくとも１つの搬送ロール（１６）のうち、２以上のロールの周面上における圧粉体（１４）の目付量に関する目付量情報を取得し、
　目付量情報に基づいて第２成形ロール（６）の周速を制御することを含む、
圧粉体成形方法。
　本開示は、圧粉体成形装置に利用することができる。
　１　圧粉体成形装置、　２　貯留部、　４　第１成形ロール、　６　第２成形ロール、　８　第１情報取得部、　１０　制御部、　１２　粉体、　１４　圧粉体、　１６　搬送ロール、　１６ａ　延伸搬送ロール、　１８　第２情報取得部。

Claims (9)

  1. 　粉体の貯留部と、
    　所定の間隔をあけて互いに隣接する第１成形ロールおよび第２成形ロールであって、当該２つのロールの隙間に前記貯留部から前記粉体が供給され、回転により前記粉体をシート状に圧縮して圧粉体を成形し、前記第２成形ロールが周面で前記圧粉体を支持して搬送する第１成形ロールおよび第２成形ロールと、
    　前記貯留部に貯留される前記粉体の量に関する粉体情報を取得する第１情報取得部と、
    　前記粉体情報に基づいて前記第２成形ロールの周速を制御する制御部と、を備える、
    圧粉体成形装置。
  2. 　前記第２成形ロールよりも前記圧粉体の搬送方向の下流側に位置し、周面で前記圧粉体を支持して搬送する少なくとも１つの搬送ロールと、
    　前記圧粉体の目付量に関する目付量情報を取得する第２情報取得部であって、前記第２成形ロールおよび前記搬送ロールのうち少なくとも１つのロールの周面上における前記圧粉体の目付量情報を取得する第２情報取得部と、を備え、
    　前記制御部は、前記粉体情報および前記目付量情報に基づいて前記第２成形ロールの周速を制御する、
    請求項１に記載の圧粉体成形装置。
  3. 　粉体の貯留部と、
    　所定の間隔をあけて互いに隣接する第１成形ロールおよび第２成形ロールであって、当該２つのロールの隙間に前記貯留部から前記粉体が供給され、回転により前記粉体をシート状に圧縮して圧粉体を成形し、前記第２成形ロールが周面で前記圧粉体を支持して搬送する第１成形ロールおよび第２成形ロールと、
    　前記第２成形ロールよりも前記圧粉体の搬送方向の下流側に位置し、周面で前記圧粉体を支持して搬送する少なくとも１つの搬送ロールと、
    　前記圧粉体の目付量に関する目付量情報を取得する第２情報取得部であって、前記第２成形ロールおよび前記搬送ロールのうち２以上のロールの周面上における前記圧粉体の目付量情報を取得する第２情報取得部と、
    　前記目付量情報に基づいて前記第２成形ロールの周速を制御する制御部と、を備える、
    圧粉体成形装置。
  4. 　前記搬送ロールは、前記圧粉体を搬送するとともに前記圧粉体を目標厚みまで延伸する延伸搬送ロールを含み、
    　前記第２情報取得部は、前記延伸搬送ロールの周面上における前記圧粉体の目付量情報を取得する、
    請求項２または３に記載の圧粉体成形装置。
  5. 　前記第２情報取得部は、前記第２成形ロールの周面上における前記圧粉体の目付量情報と、前記延伸搬送ロールの周面上における前記圧粉体の目付量情報と、を取得する、
    請求項４に記載の圧粉体成形装置。
  6. 　前記制御部は、前記第２成形ロールの周速とともに前記搬送ロールの周速を制御する、
    請求項２乃至５のいずれか１項に記載の圧粉体成形装置。
  7. 　前記第２情報取得部は、前記圧粉体の目付量および厚みの少なくとも一方を測定可能なテラヘルツセンサを有する、
    請求項２乃至６のいずれか１項に記載の圧粉体成形装置。
  8. 　前記制御部は、前記第２成形ロールの周速とともに前記第１成形ロールの周速を制御する、
    請求項１乃至７のいずれか１項に記載の圧粉体成形装置。
  9. 　前記粉体は、所定の粒子および結着成分を含有し、前記結着成分の含有量が前記粉体の全質量に対して２０質量％以下である、
    請求項１乃至８のいずれか１項に記載の圧粉体成形装置。
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