JP6314515B2 - プレス装置 - Google Patents

Description

本発明は、一対のプレスロールの間にプレス体を通すことでプレス体を加圧するプレス装置に関する。

一対のプレスロールの間にプレス体（加圧対象物）を通すことでプレス体の加圧を行うプレス装置には、プレスロールの加圧面に付着した異物を除去するためのドクターブレードを備えるものがある。ドクターブレードはプレスロールの加圧面に常に接しており、プレスロールの回転に伴い移動してきた異物がドクターブレードによって掻き取られることで加圧面から異物が除去される。しかし、ドクターブレードが常に加圧面に接しているため、摩擦熱によりプレスロールが熱膨張し、プレス体の加圧に悪影響を及ぼすおそれがある。そこで、ドクターブレードとプレスロールとの間で生じる摩擦熱を抑えるようにしたプレス装置が、例えば特許文献１に挙げられている。

特許文献１に記載のプレス装置が有するドクターブレードは、プレスロールの軸方向に沿う寸法が、プレスロールの軸方向に沿う寸法より短い。このドクターブレードは、摺動制御回路によってプレスロールの軸方向に沿って移動可能であり、加圧・開放回路によってプレスロールの加圧面に対し接離可能である。プレス装置は、プレスロールの加圧面に異物が付着したことを検出する検出部を有している。そして、プレス装置では、検出部が異物を検出すると、ドクターブレードが加圧面から離れた状態のまま摺動制御回路によってプレスロールの軸方向に沿って移動するとともに、加圧・開放回路によってプレスロールの加圧面に接触する。このように、検出部が異物を検出したときにドクターブレードをプレスロールに接触させることで、ドクターブレードが常にプレスロールに接触せず、摩擦熱の発生が抑制されている。

特開平１１−８１１８４号公報

ところで、特許文献１のプレス装置では、プレスロールの加圧面に異物が付着していることが検出されたときに、ドクターブレードをプレスロールの軸方向に沿う方向に移動させる必要がある。ドクターブレードを移動させている間にも、プレスロールは回転しており、プレスロールが比較的小径の場合、あるいは回転速度が速い場合には、ドクターブレードが接触する前に、プレスロールは異物が付着した状態で１回〜複数回、回転する。特に異物が硬質の場合、異物が付着した状態で加圧されるとプレス体に凹部が生じ、不良箇所となる。不良箇所の発生数を抑制するためには、異物の除去までの時間の短縮が望まれる。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、プレスロールから速やかに異物を除去することができるプレス装置を提供することにある。

上記課題を解決するプレス装置は、一対のプレスロールの間にプレス体を通すことで前記プレス体を加圧するプレス装置であって、前記プレスロールの前記プレス体を加圧する加圧面に付着した異物を検出する検出部と、前記プレスロールの軸方向に沿って並設された複数の洗浄装置と、前記複数の洗浄装置を独立して前記加圧面に接離させる駆動装置と、前記検出部が前記異物を検出したタイミングで、複数の洗浄装置のうち少なくとも前記異物に対応した洗浄装置を前記加圧面に向けて接近させるように前記駆動装置を制御する制御装置と、を備え、前記洗浄装置は、矩形板状をなし、前記プレスロールの軸方向に沿って平面視で隙間なく並設されており、前記駆動装置は、前記洗浄装置を前記加圧面から離間した位置と前記加圧面に接近した位置との間で直線移動させ、前記制御装置は、前記検出部が前記異物を検出すると、前記駆動装置を制御して前記異物に対応した洗浄装置のみを前記加圧面に接近した位置に直線移動させ、前記異物に対応しない洗浄装置は前記加圧面から離間した位置のままにすることを要旨とする。

これによれば、検出部が異物を検出したときには、複数の洗浄装置のうち、少なくとも異物に対応した洗浄装置が加圧面に接近することで異物を除去することができる。異物を検出した後、異物と対応する位置に１つの洗浄装置をプレスロールの軸方向に沿って移動させる必要がなく、洗浄装置をプレスロールの軸方向に沿って移動させて異物を除去する場合に比べて、異物の検出から除去までの時間を短縮でき、異物を速やかに除去することができる。したがって、プレスロールに異物が付着したままプレス体が加圧されることが抑制され、プレス体に悪影響を及ぼすことが抑制される。

上記プレス装置について、前記検出部は、前記加圧面が前記プレス体と接する接触部よりも前記プレスロールの回転方向の下流側で、かつ、前記洗浄装置よりも上流側に設けられていることが好ましい。

プレスロールに付着する異物は、主としてプレス体の一部が剥離や脱落したものであり、プレスロールがプレス体と接触する接触部で付着することが多い。プレスロールの回転方向において、検出部を洗浄装置よりも上流側に設けると、接触部で異物が付着してから洗浄装置によって異物が除去される位置に至るまでに異物が付着したことを検出することができる。

上記プレス装置について、複数の洗浄装置は、プレスロールの軸方向に沿って間隔を空けて設けられた複数の第１の洗浄装置と、前記プレスロールの回転方向において、第１の洗浄装置よりも下流側に間隔を空けて設けられるとともに前記プレスロールの軸方向に沿って隣り合う第１の洗浄装置同士の間を覆う第２の洗浄装置とを含み、前記第２の洗浄装置は、前記プレスロールの軸方向に沿って隣り合う第１の洗浄装置の両方と前記プレスロールの回転方向に対向することが好ましい。

これによれば、プレスロールの軸方向全体を、洗浄装置で覆うことができる。
上記プレス装置について、前記加圧面に洗浄液を噴射する噴射部を備えることが好ましい。

これによれば、加圧面に洗浄液が付着した状態で異物の除去を行えるため、異物を容易に除去することができる。

本発明によれば、プレスロールから速やかに異物を除去することができる。

生産設備及びプレス装置を模式的に示す図。 プレス装置を示す斜視図。 プレスロールに異物が付着していないときのドクターブレードを示す斜視図。 プレスロールに異物が付着しているときのドクターブレードを示す斜視図。 変形例のプレス装置を模式的に示す図。

以下、プレス装置の一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態のプレス装置２０は、負極電極を生産する生産設備１０の一部として備えられている。なお、負極電極は、蓄電装置（二次電池や、電気二重層コンデンサ）の電極組立体の一部を構成し、セパレータを介して交互に正極電極と積層されるものである。また、負極電極は、矩形状の負極用金属箔の両面に矩形状の負極用活物質層を設けて構成されている。

生産設備１０は、長尺帯状の負極用金属箔３１（本実施形態では銅箔）を供給する供給装置４０と、負極用金属箔３１に活物質合剤を塗布して、活物質合剤の層である塗布部Ｇを形成する塗工装置４１と、塗布部Ｇを乾燥させる乾燥装置４２と、を備える。さらに、生産設備１０は、乾燥後の塗布部Ｇを加圧するプレス装置２０と、塗布部Ｇが形成された負極用金属箔３１を巻き取る巻取装置４３と、を備える。なお、活物質合剤は、負極活物質、導電助剤、及びバインダ（結着剤）を混合し、溶媒を添加して混練したものであり、スラリー状である。

供給装置４０は、長尺帯状の負極用金属箔３１が巻装された供給ロール４０ａを備える。なお、負極用金属箔３１は長手方向が供給ロール４０ａの周方向に延びる状態で供給ロール４０ａに巻装されている。供給ロール４０ａは、支持装置によって回転可能に支持されている。

塗工装置４１は第１スリットダイ４１ａを備え、この第１スリットダイ４１ａの吐出口（図示せず）は、負極用金属箔３１の下方において、負極用金属箔３１の第１面３１ａに対向配置されている。また、塗工装置４１は第２スリットダイ４１ｂを備え、この第２スリットダイ４１ｂの吐出口（図示せず）は、負極用金属箔３１の上方において、負極用金属箔３１の第２面３１ｂに対向配置されている。

そして、第１スリットダイ４１ａの吐出口からは、供給ロール４０ａから送り出された負極用金属箔３１の第１面３１ａに活物質合剤が連続的に塗布され、第１面３１ａに塗布部Ｇの層が形成される。また、第２スリットダイ４１ｂの吐出口からは、供給ロール４０ａから送り出された負極用金属箔３１の第２面３１ｂに活物質合剤が連続的に塗布され、第２面３１ｂに塗布部Ｇの層が形成される。

乾燥装置４２は乾燥機４２ａを備え、乾燥機４２ａは熱源からの熱により空気を加熱し、内部を通過する負極用金属箔３１の周囲より熱風を供給する。巻取装置４３は、巻取ロール４３ａを備える。巻取ロール４３ａは、一定の回転速度で回転し、塗布部Ｇが形成された負極用金属箔３１を巻取る。そして、乾燥装置４２によって負極用金属箔３１に塗布された塗布部Ｇが乾燥される。乾燥装置４２を通過した塗布部Ｇは、プレス装置２０でロールプレスされる。したがって、本実施形態において、プレス装置２０に加圧されるプレス体とは、負極用金属箔３１の両面に設けられた塗布部Ｇとなる。

プレス装置２０は、負極用金属箔３１の第１面３１ａ及び第２面３１ｂ側に配置され、塗布部Ｇを、第１面３１ａ及び第２面３１ｂに直交する方向（交差する方向）から加圧する円柱状の一対のプレスロール２１，２２を対向して備えている。一対のプレスロール２１，２２の対向面同士の間隔は一定である。一対のプレスロール２１，２２は、中心軸を中心として、互いに異なる方向に回転して、加圧面２１ａ，２２ａとなる外周面によって塗布部Ｇを加圧する。

図２に示すように、プレス装置２０は、各プレスロール２１，２２の径方向に離間して設けられるブレード群２３を有している。ブレード群２３は、洗浄装置としての第１のドクターブレード２４と、第２のドクターブレード２５を複数有している。第１のドクターブレード２４及び第２のドクターブレード２５は、矩形板状をなしている。第１のドクターブレード２４及び第２のドクターブレード２５においてプレスロール２１，２２の加圧面２１ａ，２２ａに対向配置される端部を先端とすると、各ドクターブレード２４，２５の基端は、各ドクターブレード２４，２５をプレスロール２１，２２の加圧面２１ａ，２２ａに接離させる駆動装置２６に連結されている。駆動装置２６は、各ドクターブレード２４，２５に１つずつ設けられ、各ドクターブレード２４，２５を独立して接離させる。駆動装置２６としては、例えば、空気圧式や、油圧式のシリンダや、電気式のアクチュエータなどが用いられる。各ドクターブレード２４，２５は、駆動装置２６により先端と基端を繋ぐ方向に沿って直線運動する。

第１のドクターブレード２４は、プレスロール２１，２２の回転方向において、第２のドクターブレード２５より下流側に配置され、第１のドクターブレード２４と第２のドクターブレード２５は、プレスロール２１，２２の回転方向に間隔を空けて設けられている。第１のドクターブレード２４及び第２のドクターブレード２５は、プレスロール２１，２２の軸方向に沿って間隔を空けて並設されている。第２のドクターブレード２５は、プレスロール２１，２２の軸方向に沿って隣り合う第１のドクターブレード２４の両方とプレスロール２１，２２の回転方向に対向している。そして、第２のドクターブレード２５は、第１のドクターブレード２４同士の間を覆うように設けられている。ブレード群２３において、プレスロール２１，２２の軸方向に沿う方向の寸法は、プレスロール２１，２２の軸方向の寸法と同一となっている。

図１に示すように、プレス装置２０は、プレスロール２１，２２の加圧面２１ａ，２２ａに異物が付着したことを検出する検出部２７を備えている。検出部２７は、プレスロール２１，２２の回転方向において、塗布部Ｇとプレスロール２１，２２が接する接触部Ｐ１よりも下流側で、かつ、ブレード群２３よりも上流側に設けられている。検出部２７は、プレスロール２１，２２の径方向に離間して設けられている。検出部２７としては、例えば、プレスロール２１，２２の外周面に照射した光の反射率によって異物を検出する光学センサや、プレスロール２１，２２の外周面を監視するカメラなどが用いられる。

第１のドクターブレード２４及び第２のドクターブレード２５をプレスロール２１，２２の加圧面２１ａ，２２ａに接離させる駆動装置２６及び検出部２７は、制御装置２８に信号接続されている。検出部２７は、常に加圧面２１ａ，２２ａの検出を行い、検出した情報を常に制御装置２８に出力している。制御装置２８は、検出部２７から出力された情報に基づいて、プレスロール２１，２２に異物が付着しているか否かを判断し、プレスロール２１，２２に異物が付着している場合には、駆動装置２６を駆動して、ドクターブレード２４，２５をプレスロール２１，２２の加圧面２１ａ，２２ａに接触するまで接近させる。また、制御装置２８は、第１のドクターブレード２４と第２のドクターブレード２５を加圧面２１ａ，２２ａに接触させる位置に接近させた後、速やかに加圧面２１ａ，２２ａから離れる方向へ移動させる。

次に、本実施形態のプレス装置２０の作用について説明する。
図３に示すように、制御装置２８は、プレスロール２１，２２の加圧面２１ａ，２２ａに異物が付着していない場合、駆動装置２６を駆動させず、ドクターブレード２４，２５をプレスロール２１，２２の加圧面２１ａ，２２ａから離間させたままとする。異物は、主として塗布部Ｇの一部が剥離や脱落した活物質であり、接触部Ｐ１でバインダの粘着力によってプレスロール２１，２２の加圧面２１ａ，２２ａに付着する。

図４に示すように、プレスロール２１，２２の加圧面２１ａ，２２ａに異物Ｆが付着したことを検出部２７が検出すると、制御装置２８は、検出部２７が異物Ｆを検出したタイミングで駆動装置２６を駆動させ、ドクターブレード２４，２５の先端をプレスロール２１，２２の加圧面２１ａ，２２ａに接触させる（接近させる）。このとき、制御装置２８は、複数のドクターブレード２４，２５のうち、異物Ｆに対応するドクターブレード２４，２５をプレスロール２１，２２の加圧面２１ａ，２２ａに接触させる。異物Ｆに対応するドクターブレード２４，２５とは、プレスロール２１，２２の加圧面２１ａ，２２ａに接触させた状態で、プレスロール２１，２２の回転に伴い異物Ｆが移動したときに、異物Ｆを掻き取ることができるドクターブレード２４，２５を示す。本実施形態では、プレスロール２１，２２における異物Ｆが付着している部分とプレスロール２１，２２の径方向に対向するドクターブレード２４，２５が、異物Ｆに対応するドクターブレード２４，２５となる。

制御装置２８は、検出部２７が異物Ｆを検出してから、一定時間経過後に駆動装置２６を駆動させてドクターブレード２４，２５をプレスロール２１，２２から離間させる。この一定時間は、例えば、異物Ｆがドクターブレード２４，２５に当接してプレスロール２１，２２の加圧面２１ａ，２２ａから除去されたと推測される時間に設定される。プレスロール２１，２２は、一定の速度で回転しているため、検出部２７が異物Ｆを検出する位置から、異物Ｆがドクターブレード２４，２５に当接する位置に至るまでの時間を推測することができるため、この時間よりも若干長い時間を一定時間として設定すればよい。

したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）複数のドクターブレード２４，２５をプレスロール２１，２２の軸方向に沿って複数設け、異物Ｆに対応する位置にある１枚のドクターブレード２４，２５をプレスロール２１，２２の径方向に移動させるようにした。このため、プレスロール２１，２２の加圧面２１ａ，２２ａに付着した異物Ｆを除去するために、１枚のドクターブレードをプレスロール２１，２２の軸方向に移動させる場合に比べて、速やかに異物Ｆを除去することができる。このため、プレスロール２１，２２の加圧面２１ａ，２２ａに異物Ｆが付着した状態で、塗布部Ｇが加圧されることが抑制され、異物Ｆを原因として塗布部Ｇの一部が凹状に形成される不良箇所の発生数を抑制することができる。

（２）検出部２７は、プレスロール２１，２２の回転方向において、接触部Ｐ１よりも下流側で、かつ、ブレード群２３よりも上流側に設けられている。例えば、検出部２７が接触部Ｐ１よりも上流側に設けられている場合、検出部２７は、ドクターブレード２４，２５によって異物Ｆを除去できる位置（プレスロール２１，２２においてドクターブレード２４，２５が接触する位置）を異物Ｆが通過してから異物Ｆを検出することになり、異物Ｆが加圧面２１ａ，２２ａに付着した状態で塗布部Ｇが加圧されてしまう。検出部２７を接触部Ｐ１よりも下流側で、かつ、ブレード群２３よりも上流側に設けることで、接触部Ｐ１で加圧面２１ａ，２２ａに異物Ｆが付着してからドクターブレード２４，２５によって異物Ｆが除去される位置に至るまでに異物Ｆが付着したことを検出することができる。そして、検出部２７によって異物Ｆの付着が検出されると、異物Ｆが一周して接触部Ｐ１に至るまでに異物Ｆを除去することができる。したがって、異物Ｆが付着した状態で塗布部Ｇが加圧されることが抑制される。

（３）ブレード群２３は、第１のドクターブレード２４と、第２のドクターブレード２５とを有し、第２のドクターブレード２５は、プレスロール２１，２２の軸方向に沿って隣り合う二つの第１のドクターブレード２４の両方とプレスロール２１，２２の回転方向に対向している。すなわち、ブレード群２３を平面視すれば、第１のドクターブレード２４同士の間は、第２のドクターブレード２５によって覆われ、第１のドクターブレード２４と、第２のドクターブレード２５は、平面視で隙間無く並設されている。このため、ドクターブレード２４，２５により、プレスロール２１，２２の加圧面２１ａ，２２ａのどの位置に異物Ｆが付着したとしても、除去することができる。

なお、実施形態は、以下のように変更してもよい。
○図５に示すように、プレス装置２０は、プレスロール２１，２２の加圧面２１ａ，２２ａに洗浄液を噴射する噴射部２９を有していてもよい。この場合、洗浄装置としては、プレスロール２１，２２の加圧面２１ａ，２２ａに付着した異物及び洗浄液を除去するワイパーＷが用いられる。プレスロール２１，２２の回転方向において、噴射部２９は、接触部Ｐ１を基準として、検出部２７よりも下流側で、かつ、ワイパーＷよりも上流側に設けられることが好ましい。これによれば、洗浄液によって異物の除去を容易に行うことができる。

○検出部２７は、プレスロール２１，２２の回転方向において、ブレード群２３よりも下流側に設けられていてもよい。
○負極用金属箔３１の一方の面のみに塗布部Ｇが設けられていてもよい。この場合、一対のプレスロール２１，２２のうち、塗布部Ｇと接するプレスロール２１，２２に接離可能にドクターブレードが設けられる。

○正極電極の生産設備にプレス装置２０を設けてもよい。
○プレス装置２０は、特に電池・電極の生産設備に用いられるものに、限定されるものではない。例えば、抄紙機に設けられてもよい。この場合、プレス装置２０は、一対のプレスロール２１，２２によってプレス体としての湿紙を加圧する。プレスロール２１，２２に付着する異物は、主として紙片となる。

○実施形態では、第１のドクターブレード２４と第２のドクターブレード２５は、プレスロール２１，２２の回転方向に間隔を空けて設けられていたが、プレスロール２１，２２の回転方向に間隔を空けて設けられず、プレスロール２１，２２の軸方向に沿って直線状に並設されていてもよい。

○プレス体は、負極用金属箔３１に塗布された塗布部Ｇに限定されるものではない。例えば、織物状や網状の集電体に充填された活物質合剤であってもよい。
○異物Ｆを除去するためにドクターブレード２４，２５をプレスロール２１，２２の加圧面２１ａ，２２ａに接近させるときに、ドクターブレード２４，２５の先端がプレスロール２１，２２の加圧面２１ａ，２２ａから僅かに離間している状態で異物Ｆを除去してもよい。

○検出部２７が異物Ｆを検出したときに、異物Ｆに対応するドクターブレード２４，２５に加えて、ドクターブレード２４，２５に対応しないドクターブレード２４，２５をプレスロール２１，２２の加圧面２１ａ，２２ａに接近させてもよい。

２０…プレス装置、２１，２２…プレスロール、２４，２５…ドクターブレード、２６…駆動装置、２７…検出部、２８…制御装置、２９…噴射部。

Claims (4)

1. 一対のプレスロールの間にプレス体を通すことで前記プレス体を加圧するプレス装置であって、
   前記プレスロールの前記プレス体を加圧する加圧面に付着した異物を検出する検出部と、
   前記プレスロールの軸方向に沿って並設された複数の洗浄装置と、
   前記複数の洗浄装置を独立して前記加圧面に接離させる駆動装置と、
   前記検出部が前記異物を検出したタイミングで、複数の洗浄装置のうち少なくとも前記異物に対応した洗浄装置を前記加圧面に向けて接近させるように前記駆動装置を制御する制御装置と、を備え、
   前記洗浄装置は、矩形板状をなし、前記プレスロールの軸方向に沿って平面視で隙間なく並設されており、
   前記駆動装置は、前記洗浄装置を前記加圧面から離間した位置と前記加圧面に接近した位置との間で直線移動させ、
   前記制御装置は、前記検出部が前記異物を検出すると、前記駆動装置を制御して前記異物に対応した洗浄装置のみを前記加圧面に接近した位置に直線移動させ、前記異物に対応しない洗浄装置は前記加圧面から離間した位置のままにすることを特徴とするプレス装置。
2. 前記検出部は、前記加圧面が前記プレス体と接する接触部よりも前記プレスロールの回転方向の下流側で、かつ、前記洗浄装置よりも上流側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のプレス装置。
3. 複数の洗浄装置は、プレスロールの軸方向に沿って間隔を空けて設けられた複数の第１の洗浄装置と、前記プレスロールの回転方向において、第１の洗浄装置よりも下流側に間隔を空けて設けられるとともに前記プレスロールの軸方向に沿って隣り合う第１の洗浄装置同士の間を覆う第２の洗浄装置とを含み、
   前記第２の洗浄装置は、前記プレスロールの軸方向に沿って隣り合う第１の洗浄装置の両方と前記プレスロールの回転方向に対向することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプレス装置。
4. 前記加圧面に洗浄液を噴射する噴射部を備えることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載のプレス装置。