JP5458357B2 - Perforated metal foil roll forming equipment - Google Patents
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Description
本発明は、今後、従来の化石エネルギーに替わって電気自動車及び家電等の電気エネルギー源としての電池・キャパシター等に用いられる集電体電極箔として用いられる多孔金属箔のロール成型装置に関する。 The present invention relates to a roll forming apparatus for a porous metal foil used as a collector electrode foil used in batteries, capacitors, and the like as electric energy sources for electric vehicles and home appliances instead of conventional fossil energy.
近年、マルチメディア技術の急速な発展に伴い、携帯用の電子機器に使用され、更に、ここにきて加速度的に変化している電気自動車を初め地球規模での代替エネルギーとしての二次電池の小型軽量化及び高性能化の要請が待ったなしで求められている。 In recent years, with the rapid development of multimedia technology, the use of secondary batteries as an alternative energy on a global scale, including electric vehicles that are used in portable electronic devices and are changing at an accelerated pace here. There is a need for a smaller, lighter and higher performance without waiting.
リチウム電池では、主に電極活物質の開発が、エネルギー密度向上とコストダウンを目的に精力的に行われているが、これら正負活物質各々は、その集電体である正極のアルミニウム箔及び負極の銅箔表面との密着性が悪く局部的な剥離現象を生じやすいという問題を抱え、特許文献1(特公平7−70327号公報)にて金属集電体に連通した孔がこの剥離現象による電極性能低下を顕著に改善している。 In lithium batteries, the development of electrode active materials has been energetically performed mainly for the purpose of improving energy density and reducing costs. Each of these positive and negative active materials is a positive electrode aluminum foil and a negative electrode that are current collectors. Has a problem in that the adhesion to the copper foil surface is poor and a local peeling phenomenon is likely to occur, and the hole communicating with the metal current collector in Patent Document 1 (Japanese Patent Publication No. 7-70327) is caused by this peeling phenomenon. The electrode performance is significantly improved.
また、孔明け箔の製造方法としては、従来、凹凸の金型(パンチング金型)を用いたプレス加工によって孔を形成する方法や、エッチング等の化学処理によって箔の材料の一部を溶かして孔を形成する方法が用いられている。 Moreover, as a manufacturing method of perforated foil, conventionally, a part of the material of the foil is melted by a method of forming a hole by pressing using an uneven die (punching die) or a chemical treatment such as etching. A method of forming holes is used.
例えば、特許文献2(特許第3666558号)においては、打抜き穴を有する金型と弾性体との間に金属箔を挟持してロール間を通過させることにより、弾性体を加圧して金属箔を金型の打抜き穴内に変形させて金属箔に穴を形成する方法であって、金型及び弾性体は夫々ロールの外周長より十分に大きい長さの環状体からなり、金型及び弾性体を回転移動させる穴明き箔の製造方法が開示されている。 For example, in Patent Document 2 (Japanese Patent No. 3666558), a metal foil is sandwiched between a die having a punched hole and an elastic body and passed between rolls, whereby the elastic body is pressed to apply the metal foil. A method of forming a hole in a metal foil by deforming into a punching hole of a mold, wherein the mold and the elastic body are each formed of an annular body having a length sufficiently larger than the outer peripheral length of the roll. A method for producing a perforated foil for rotational movement is disclosed.
また、特許文献3(特開2001−79795号公報)においては、加工が容易であり、加工コストの低減が図れ、加工時にバリが発生したり破れたりするのを防止でき、強度のある多孔金属箔シートの製造方法であり、厚さ50μm以下の金属箔シートに紫外線硬化型,熱剥離型又は水溶性粘着テープをラミネートし、次に紫外線硬化型粘着テープと金属箔シートにパンチング加工によって開孔率が25%以上となる多数の小孔を均一に穿孔し、次いで粘着テープに粘着力を喪失させて当該粘着テープを金属箔シートから剥離させることを特徴とする多孔金属箔シートの成形方法が開示されている。 Further, in Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-79795), processing is easy, the processing cost can be reduced, burrs can be prevented from being generated or broken during processing, and a strong porous metal. This is a method of manufacturing a foil sheet, in which a metal foil sheet with a thickness of 50 μm or less is laminated with an ultraviolet curable adhesive, heat-peelable adhesive or water-soluble adhesive tape, and then punched into the ultraviolet curable adhesive tape and the metal foil sheet by punching. A method for forming a porous metal foil sheet comprising uniformly punching a large number of small holes having a rate of 25% or more, and then causing the adhesive tape to lose its adhesive force and peeling the adhesive tape from the metal foil sheet. It is disclosed.
更に、特許文献4(特開2002−216775号公報)においては、集電体箔の開口率を大きくすると共に、薄い集電体箔に多数の小孔を形成することができる二次電池の電極用集電体箔の成形方法および成形装置であって、多数の凸部を有するエンボスロールと凹凸を有しない平ロールとの間に、無孔の集電体箔を弾性ベルトと重ね合わせて通過させ、凸部によって押圧される集電体箔の箇所に貫通孔を形成すると共に貫通孔の形成時に発生する抜きカスを弾性ベルトに埋め込み、その弾性ベルトに埋め込まれた抜きカスは、ロール通過後に弾性ベルトから除去するようにした箔の成形方法および成形装置が開示されている。 Furthermore, in patent document 4 (Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-216775), the electrode of the secondary battery which can enlarge the aperture ratio of a collector foil and can form many small holes in a thin collector foil A current collector foil molding method and molding apparatus, wherein a non-porous current collector foil is passed over an elastic belt between an embossing roll having a large number of convex portions and a flat roll having no irregularities. And forming a through hole at the location of the current collector foil pressed by the convex portion and embedding a punched residue generated at the time of forming the through hole in the elastic belt. A method and apparatus for forming a foil that is removed from an elastic belt are disclosed.
更に、特許文献5(特開2001−1007号公報)においては、コスト高を招くことなく、穴の大きさやピッチ等の自由度が大きい穴明き箔を効率的に製造することが可能な穴明き箔の製造方法であり、ベース板の上に弾性体を金属箔を載置し、溝付きロールを弾性体側に押し込むと、弾性体が変形し、金属箔がロールの溝内に押し込まれ、溝の縁と弾性体により金属箔の剪断加工が行われ、ロールの突起部で弾性体に押し付けられた金属箔の部分は、抜きカスとなり、穴が形成された穴明き箔が得られる方法が開示されている。同様に、特許文献6(特開2002−113535号公報)においては、形成された4角形の孔の周縁のリブにクラックを発生させることのない孔あき箔の製造方法であり、ロール装置の一方のロールを構成する加工ロールの表面に形成された菱形凸部において、2組の対向する頂点のうちの一方の組の対向する頂点をロール回転方向に沿って配置し、他方の組の対向する頂点をロール軸方向に沿って配置するとともに、一方の組の頂点間の間隔を他方の組の頂点間の間隔より長く設定するものが開示されている。 Further, in Patent Document 5 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-1007), a hole capable of efficiently producing a perforated foil having a high degree of freedom such as the size and pitch of the hole without incurring high costs. It is a manufacturing method of bright foil. When a metal foil is placed on an elastic body on a base plate and a grooved roll is pushed into the elastic body, the elastic body is deformed and the metal foil is pushed into the groove of the roll. The metal foil is sheared by the edge of the groove and the elastic body, and the portion of the metal foil pressed against the elastic body by the protrusion of the roll becomes a punched residue, and a perforated foil in which holes are formed is obtained. A method is disclosed. Similarly, Patent Document 6 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-113535) is a method for manufacturing a perforated foil that does not cause cracks in the peripheral ribs of a formed quadrangular hole. In the rhombus convex portion formed on the surface of the processing roll constituting the roll of the other, the opposing vertex of one set of the two opposing vertices is arranged along the roll rotation direction, and the other set is opposed. A system is disclosed in which vertices are arranged along the roll axis direction and the interval between one set of vertices is set longer than the interval between the other set of vertices.
また、非特許文献1には、グラビア印刷とエッチング法により穴あき金属箔を製造する技術が開示されている。
本発明においては、処理液を用いない機械的な多孔金属箔の製造装置の提供を目的とし、特に新規なロール成形装置の提供を目的としている。しかしながら、機械的成形においても、上述した従来のロール成形装置では、上記の様に金型である成形ロールに対して、受けロールは弾性体であるためにその加工後の金属箔の孔形状は、加工刃の抜ける方向にバリ状のカエリが発生してしまい、加工後の箔厚が厚くなるのは確実であり、それに加えて加工屑を含めて寸法不良となる可能性があった。 An object of the present invention is to provide a mechanical porous metal foil manufacturing apparatus that does not use a treatment liquid, and in particular to provide a novel roll forming apparatus. However, even in mechanical forming, in the conventional roll forming apparatus described above, since the receiving roll is an elastic body with respect to the forming roll which is a mold as described above, the hole shape of the processed metal foil is In addition, burr-like burrs are generated in the direction in which the processing blade comes off, and it is certain that the foil thickness after processing becomes thick, and in addition to that, there is a possibility of defective dimensions including processing waste.
また、従来のロール成形での孔加工は、金型ロールと表面がゴム製の受けロールの一対の成形部で行われるが、ここでは受けロールと成形ロール本体の金型間の寸法バラツキ、更には受けロールのゴム材質・硬度及びゴム密度のバラツキにより、どうしてもハーフカットという抜けきらない不完全加工が発生するという課題もあった。 In addition, the hole processing in the conventional roll molding is performed by a pair of molding parts of a mold roll and a receiving roll whose surface is made of rubber. Here, the dimensional variation between the mold of the receiving roll and the molding roll main body, However, due to variations in the rubber material, hardness, and rubber density of the receiving roll, there was a problem that incomplete machining that could not be completely removed due to half cut occurred.
さらに、従来のロール成形加工装置での孔明けにおいては、その抜き屑が装置構成上、受けロールである弾性体ロール表面に付着し、樹脂ブラシとエアー加圧や吸引でその排除をしても不充分でありロールの1回転中では取り切れない状況である。このような状態で次の加工に入ると、受けロールの表面上の排除できずに付着していた加工屑が、その付着位置によっては、微細なバリ状の抜きの「カエリ」の間に挟まり込んで、益々、排除困難の状態を作ることになる。従来技術では、これらの排除困難な加工屑の状態を完全に排除することが不可能である。 Furthermore, in punching with a conventional roll forming apparatus, the scraps adhere to the elastic roll surface, which is a receiving roll, due to the structure of the apparatus, and even if it is eliminated with a resin brush and air pressure or suction. The situation is insufficient and cannot be removed during one rotation of the roll. When the next processing is started in such a state, the processing waste adhering to the surface of the receiving roll cannot be excluded, and depending on the attachment position, is sandwiched between fine burrs of “burrs”. More and more, making it difficult to eliminate. In the prior art, it is impossible to completely eliminate the state of these difficult-to-exclude machining scraps.
また、凸形状を有するロール成形金型に対して受けロールが弾性体のために、バリ状のカエリが必ず発生し、加工後の金属箔厚が原箔より厚くなりの顧客仕様を満足できない事態も発生する。更に、ロール成形での孔加工の際に、比較的大きい抜き屑以外にも微細な金属微粉は周囲に舞い箔表面に付着する。 In addition, because the receiving roll is an elastic body with a roll-shaped mold having a convex shape, burr-like burrs always occur, and the metal foil thickness after processing becomes thicker than the original foil, so that customer specifications cannot be satisfied Also occurs. In addition, when drilling in roll forming, fine metal fine powder moves around and adheres to the foil surface in addition to relatively large scraps.
前記した従来の機械的成形技術においては、成形後のバリに対しては改善提案があるものの、二次電池等の製品となっての多孔電極箔の致命的欠陥になる短絡現象の原因となる加工屑・微粉・塵の排除にはほとんど触れられていないのが現状である。しかしながら、特に近年での大手電池メーカー数社の不良・回収事故により、多孔電極箔の品質はバリの除去に加えて、多孔電極箔上で遊離する加工屑・微粉・塵の排除が今後の最重要課題となってきている。 In the above-described conventional mechanical forming technology, although there is a proposal for improving the burr after forming, it causes a short circuit phenomenon that becomes a fatal defect of the porous electrode foil as a product such as a secondary battery. At present, there is almost no mention of removal of processing waste, fine powder, and dust. However, due to the failure and recovery accidents of several major battery manufacturers in recent years, the quality of the porous electrode foil is not only the removal of burrs, but also the elimination of processed waste, fine powder and dust released on the porous electrode foil in the future. It has become an important issue.
現在の金属製のロール表面に微細な凸型を形成し、金属箔を挟んで対向する弾性体よりなる受けロールよりなり、長尺の金属箔に対し孔明け等の連続加工を行うロール成形システムでの箔の孔明け加工を例にとると、加工部は金属製ロールとゴム等のロール一対のみであり、加工の機会は一度であり、しかも極めて短い距離での加工部を形成しているのみである。そのため、各ロール単体或いはロール組込の精度及びゴムローラ等の密度バラツキや装置の加工時の振動等の諸条件により金属箔と金型の位置関係にバラツキが生じてハーフカットという抜き加工が完成しない状態で抜け切らず切り屑の一部分が母材である金属箔に繋がった状態の不具合が発生している(後述するが図9(B)参照)。 A roll forming system that forms a fine convex shape on the surface of a current metal roll and consists of a receiving roll made of an elastic body facing the metal foil, and performs continuous processing such as drilling on a long metal foil. For example, in the case of punching a foil, the processing part is only a pair of rolls such as a metal roll and rubber, the processing opportunity is once, and the processing part is formed at an extremely short distance. Only. Therefore, due to various conditions such as the accuracy of each roll or roll assembly, density variation of rubber rollers, etc., vibration during processing of the machine, etc., the positional relationship between the metal foil and the mold varies and the half-cut punching process is not completed. There is a problem that a state in which a part of the chips is connected to a metal foil as a base material without being removed in the state (see FIG. 9B, which will be described later).
更に、従来はどうしても避けられない、凹型として作用するゴム製の受けロールへの抜き屑がランダムに付着し、孔加工の際に加工のカエリが生じることで抜き屑が挟まる状態となり、落下不安を残したまま巻き取られていくことになる。 In addition, it is unavoidable in the past that the scraps randomly attached to the rubber receiving roll that acts as a concave mold, and the chipping occurs when drilling occurs during drilling. It will be rolled up while leaving it.
上記の2通り状態の抜き屑は、従来の加工・徐屑方法では排除不可能であった。また、これら抜き屑以外に実際の加工においては、微細な切り紛が舞い母材に付着し、通常の市販の粘着ローラ等を母材表面に対して回転接触させることによって一時的な対応は可能であるが、連続の成形加工にはロールクリーニングができず、安定した除塵機能は維持できない。 The above-mentioned two kinds of scraps cannot be eliminated by the conventional processing / gradual scrap method. In addition to these scraps, in actual processing, fine chips are scattered and adhere to the base material, and a temporary response is possible by rotating a normal commercially available adhesive roller etc. against the base material surface. However, roll cleaning cannot be performed in a continuous molding process, and a stable dust removal function cannot be maintained.
本発明者等は、既に基本発明として特願2008−164891を出願しているが、さらに開発を続けることにより、成形ロールによって微細孔の加工はできたものの、抜き屑が凹型としてのゴム製の受けロールへ埋没して排除ができずに次の加工に悪影響を及ぼすことが発生することも判ってきた。 The present inventors have already filed Japanese Patent Application No. 2008-164891 as a basic invention, but by further development, although fine holes could be processed with a molding roll, the scrap was made of rubber as a concave mold. It has also been found that it is buried in the receiving roll and cannot be eliminated, and the next processing is adversely affected.
本発明の多孔金属箔ロール成形装置により製造される多孔電極箔は、積層または捲回方式に組立てられてパッケージされるが、その際、金属屑類の混入はその異物が電気・化学反応にて成長しスペーサを貫通し短絡等の障害の原因となる危険性があり、致命的な欠陥となる。そのため、電子部品の素材である為には、必要材質以外の異物・塵を付着・巻き込まないことは重要な品質要素である。そこで本発明は、多孔電極箔の成形において、加工屑の発生抑制と徹底した排除機構により、これら電子部品の電極の品質維持に重要な役目を担うものである。 The porous electrode foil manufactured by the porous metal foil roll forming apparatus of the present invention is assembled and packaged in a laminated or wound manner, and in this case, the contamination of metal debris is caused by an electric / chemical reaction. There is a risk of growing and penetrating the spacer and causing a failure such as a short circuit, which becomes a fatal defect. Therefore, in order to be a material for electronic parts, it is an important quality factor that no foreign matter or dust other than the necessary material is attached or caught. Therefore, the present invention plays an important role in maintaining the quality of the electrodes of these electronic components by suppressing the generation of processing waste and thoroughly eliminating the mechanism in forming the porous electrode foil.
以上のような解決課題に対して本発明者等は、システム全体に改善を加え、金属箔の成形性を更に高めた多孔金属箔のロール成形装置を提供することを目的とするものである。それにより、本発明の装置により、多孔金属箔の多孔金属箔のバリの除去と、加工屑・微粉・塵の排除を実現した最終製品としてのコイル状多孔金属箔を得ることを可能とするものである。 In order to solve the above problems, the present inventors have aimed to provide a roll metal foil roll forming apparatus in which the entire system is improved and the metal foil moldability is further improved. Thereby, by the apparatus of the present invention, it is possible to obtain a coiled porous metal foil as a final product that realizes removal of burrs of the porous metal foil of the porous metal foil and elimination of processing waste, fine powder, and dust. It is.
本発明の多孔金属箔のロール成形装置は、コイル状に巻いた長尺の金属箔を巻き戻して、該長尺金属箔を成形ロールと受けロールの間に挟み込んで金属箔に多数の微細な抜き孔を成形し、該微細抜き孔成形後の長尺金属箔を再度コイル状に巻き取る多孔金属箔のロール成形装置であって、
前記成形ロールには、円周状のロール表面全周に渡って微細な凸型を多数形成してあり、前記受けロールは、前記成形ロール表面の凸型に対向して圧接されて弾性変形する弾性体表面より成るロールであり、
前記長尺金属箔は、前記成形ロール表面の凸型に対して、噛み込み位置Aにおいて噛み込み導入され離間位置Cにおいて離間するように構成され、前記噛み込み位置Aから前記離間位置Cまでの成形加工領域Xが前記成形ロール表面全周域の内の180度以上を占めるように構成されており、
前記受けロールは複数設けられて、前記長尺金属箔の流れに沿って配置された第1受けロールと第2受けロールから成り、前記第1受けロールは前記噛み込み位置A近傍に配置され、前記第2受けロールは前記第1受けロールより前記長尺金属箔の流れに沿って下流側の前記成形加工領域X内に配置されており、
これにより前記長尺金属箔は、前記成形加工領域Xにおいて前記成形ロール表面の凸型に対して噛み込まれた状態を維持して該成形ロールと共に回転して、前記成形ロールと前記第1及び第2受けロールとの間で、前記多数の微細な抜き孔を成形するように構成されており、
前記成形ロール表面に形成された凸型により打ち抜き成形された前記長尺金属箔の抜き屑は、前記第1及び第2受けロール上に残され、
前記第1及び第2受けロールに対して、夫々の受けロール上に残された前記抜き屑を当該受けロールの弾性体表面から除去する回転ブラシを夫々備えたことを特徴とする。
The roll metal foil roll forming apparatus of the present invention rewinds a long metal foil wound in a coil shape, and sandwiches the long metal foil between a forming roll and a receiving roll, and a large number of fine metal foils are sandwiched between the metal foil. molding the vent hole, a roll forming apparatus of the perforated metal foil wound into the fine vent holes again coiled a long metal foil after molding,
Wherein the forming roll, over the entire circumference circumferential roll surface Yes forming a large number of fine convex, the receiving roll is pressed against to elastically deform so as to face the convex of the forming roll surface A roll made of an elastic surface,
The long metal foil is configured to be bitten and introduced at a biting position A and to be separated at a separation position C with respect to the convex mold on the surface of the forming roll, and from the biting position A to the separation position C. molding region X is configured to occupy more than 180 degrees of the total circumference area the forming roll surface,
A plurality of the receiving rolls are provided, and are composed of a first receiving roll and a second receiving roll arranged along the flow of the long metal foil, and the first receiving roll is arranged in the vicinity of the biting position A, The second receiving roll is arranged in the forming region X on the downstream side along the flow of the long metal foil from the first receiving roll,
As a result, the long metal foil maintains a state of being bitten with respect to the convex mold on the surface of the forming roll in the forming region X, rotates together with the forming roll, and the forming roll and the first and It is comprised so that the said many fine punch holes may be shape | molded between 2nd receiving rolls ,
The strips of the long metal foil punched and formed by the convex mold formed on the surface of the forming roll are left on the first and second receiving rolls,
Each of the first and second receiving rolls includes a rotating brush that removes the scraps left on the receiving roll from the elastic body surface of the receiving roll .
これにより、加工されるべき長尺金属箔が、円周状の成形ロール表面の凸型に長い間噛み込んだ状態で共に回転することにより、金属箔への孔の加工を完全に達成することが可能なものである。 Thereby, the long metal foil to be processed rotates together with the convex shape on the surface of the circumferential forming roll for a long time, thereby completely achieving the processing of the hole in the metal foil. Is possible.
本発明の多孔金属箔のロール成形装置は、前記受けロールが、前記成形加工領域X内において前記成形ロール表面の凸型に対向して配置され、且つ、前記金属箔の流れ方向に沿って複数段設けられたことを特徴とする。 In the roll metal foil roll forming apparatus according to the present invention, a plurality of the receiving rolls are arranged in the forming region X so as to face the convex mold on the surface of the forming roll, and a plurality of the rolls are provided along the flow direction of the metal foil. A step is provided.
これにより、一つの成形ロールによる加工であっても、複数段の成形加工が可能となり、ハーフカットによる抜き屑の問題が解消されるものである。 Thereby, even if it is a process by one shaping | molding roll, a multi-stage shaping | molding process is attained and the problem of the extraction scraps by a half cut is eliminated.
さらに、本発明の多孔金属箔のロール成形装置は、前記成形ロール表面に形成された凸型が、その頂部にクレーター状の凹部を形成していることを特徴とする。 Furthermore, in the roll metal foil roll forming apparatus according to the present invention, the convex mold formed on the surface of the molding roll has a crater-shaped concave portion formed on the top thereof.
これにより、打ち抜かれた切り屑がクレーター状凹部によって変形されることにより、受けロールの弾性体表面内に埋没して、次の成形加工に悪影響を与えることが回避できるものである。 Thereby, it is possible to avoid that the punched chips are deformed by the crater-like recesses and buried in the elastic body surface of the receiving roll and adversely affect the next forming process.
さらに、本発明の多孔金属箔のロール成形装置は、前記受けロールに形成された弾性体表面が、その軸線方向に強弱の弾性分布を構成されており、前記成形ロール表面に形成された凸型が配置されている軸線方向位置に対応する位置の弾性は弱く、該凸型が配置されてない軸線方向位置に対応する位置の弾性は強くされた弾性分布で構成されていることを特徴とする。 Further, in the roll metal foil roll forming apparatus of the present invention, the elastic body surface formed on the receiving roll is configured to have a strong and weak elastic distribution in the axial direction thereof, and the convex mold formed on the surface of the forming roll. The position corresponding to the position in the axial direction in which the protrusion is disposed is weak in elasticity, and the position corresponding to the position in the axial direction in which the convex shape is not disposed is composed of a strengthened elastic distribution. .
このように受けロールの弾性体表面が軸線方向に強弱の弾性分布を形成することにより、孔の打ち抜き加工の際に、成形ロール凸型の対応部分は軟らかく、その周辺を硬くすることにより、従来の打ち抜き型による打ち抜きの際の材料押さえと似た効果を達成できるものである。 In this way, the elastic body surface of the receiving roll forms a strong and weak elastic distribution in the axial direction, so that when punching holes, the corresponding part of the forming roll convex is soft and the periphery is hardened, It is possible to achieve an effect similar to that of pressing the material at the time of punching with the punching die.
さらに、本発明の多孔金属箔のロール成形装置は、前記成形ロールの前記第2受けロールとの対向圧接部よりも回転方向で下流側の成形加工領域Xにおいて、前記長尺金属箔に同伴された加工屑を掻き取るために表面に弾性繊維を配置した掻取りブラシを設けたことを特徴とする。 Furthermore, the roll metal foil roll forming apparatus according to the present invention is accompanied by the long metal foil in the forming region X on the downstream side in the rotational direction from the opposing pressure contact portion of the forming roll with the second receiving roll. In order to scrape off the processed waste, a scraping brush having elastic fibers arranged on the surface is provided.
これにより、後段の処理に移送される成形後の金属箔に着いて移送される加工屑を極力掻き取ることが可能となるものである。 As a result, it is possible to scrape as much as possible the processing waste that arrives at the molded metal foil that is transferred to the subsequent processing.
さらに、本発明の多孔金属箔のロール成形装置は、前記離間位置Cを越えても前記成形ロールの凸型に随伴された粉塵を排除するために、前記成形ロールへの前記長尺金属箔の導入部である前記噛み込み位置Aよりも回転方向で上流側に払い落としブラシロールを設けたことを特徴とする。Further, the roll metal foil roll forming apparatus of the present invention is configured to remove the dust accompanying the convex shape of the forming roll even if the separation position C is exceeded. A brush brush roll is provided on the upstream side in the rotational direction from the biting position A which is the introduction portion.
二次電池及びコンデンサー等の電子部品の集電体金属箔としては低コストで大量に連続生産されることが市場要求であり、その為に機械的な加工方法としては「ラス加工」「パンチング加工」等の技術も確立されている。本発明によれば、以上詳述したところから明らかな様に、ロール状金属箔として提供される長尺集電体を高速に自動的で連続的に穿設加工し、しかも多孔電極箔を用いた電子デバイスの致命的障害となる加工屑・金属微粉の残留を阻止でき、2次電池としての特性維持の品質を左右する最も重要な要素となる加工屑・金属微粉の極力無い低コストの集電体箔の確実な提供を可能にした多孔金属箔のロール成形装置を提案するものである。また、そのような装置により、加工屑・金属微粉の極力無い低コストの集電体箔としてのコイル状多孔金属箔を提供可能とするものである。 The current demand for metal foils for current collectors for electronic parts such as secondary batteries and capacitors is to be continuously produced in large quantities at low cost. For this reason, mechanical processing methods include “lass processing” and “punching processing”. And other technologies have also been established. According to the present invention, as is clear from the above detailed description, a long current collector provided as a roll-shaped metal foil is automatically and continuously drilled at high speed, and a porous electrode foil is used. The most important factor that affects the quality of maintaining the characteristics of the secondary battery, which can prevent the remaining of the processing scrap and metal fine powder, which is a fatal obstacle to the electronic devices, and is the lowest cost collection of processing scrap and metal fine powder as much as possible. The present invention proposes a roll forming apparatus for a porous metal foil that enables reliable provision of an electric foil. In addition, such an apparatus can provide a coiled porous metal foil as a low-cost current collector foil that contains as little processing waste and fine metal powder as possible.
特に、リチウム二次電池等での多孔電極箔の中の金属屑・微粉は経年変化により内部でそのものが成長し社会問題にもなる様な大きな障害の原因となっており、将来の電気自動車、モバイル機器市場の動向からしてその工業的価値は顕著である。 In particular, metal scraps and fine powder in porous electrode foils in lithium secondary batteries, etc. are a cause of major obstacles such as growing inside itself and becoming a social problem due to secular change. The industrial value of the mobile device market is remarkable.
本発明の多孔金属箔のロール成形装置は、コイル状に巻いた長尺の金属箔を巻き戻して、該長尺金属箔を成形ロールと受けロールの間に挟み込んで金属箔に多数の微細な孔を成形し、該微細孔成形後の成形長尺金属箔を再度コイル状に巻き取る多孔金属箔のロール成形装置であって、
前記成形ロールは、ロール表面全周に渡って微細な凸型を多数形成してあり、前記受けロールは、前記成形ロール表面の凸型に対向して圧接させた弾性体表面より成るロールであり、
前記微細孔成形後の長尺金属箔が再度コイル状に巻き取られる前の多孔金属箔移送ライン途中に、前記金属箔の加工によって発生したバリ状の加工返りを箔厚近くまでに圧延して仕上げるために、対向して回転する圧延ロールを設けたことを特徴とする。
The roll metal foil roll forming apparatus of the present invention rewinds a long metal foil wound in a coil shape, and sandwiches the long metal foil between a forming roll and a receiving roll, and a large number of fine metal foils are sandwiched between the metal foil. It is a roll forming device for a porous metal foil that forms a hole and winds the formed long metal foil after the microhole forming into a coil shape again,
The forming roll is formed of a number of fine convex shapes over the entire circumference of the roll surface, and the receiving roll is a roll made of an elastic surface pressed against the convex shape of the forming roll surface. ,
In the middle of the porous metal foil transfer line before the long metal foil after the micro-hole forming is wound into a coil shape, the burr-like processing return generated by the processing of the metal foil is rolled to near the foil thickness. In order to finish, rolling rolls that rotate opposite to each other are provided.
これにより、この金属箔を2次電池用の電気要素に用いたとしても、バリによる電気的或いは機械的な悪影響を排除することが可能なものである。 Thereby, even if this metal foil is used as an electrical element for a secondary battery, it is possible to eliminate the adverse electrical or mechanical effects caused by burrs.
さらに、本発明の多孔金属箔のロール成形装置は、前記微細孔成形後の長尺金属箔が再度コイル状に巻き取られる前の多孔金属箔移送ライン途中であって、前記圧延ロールによる圧延加工の前に、前記金属箔の未加工両側縁部にエンボス加工を施すように構成したことを特徴とする。 Further, the roll metal foil roll forming apparatus of the present invention is in the middle of the porous metal foil transfer line before the long metal foil after the fine hole forming is wound again in a coil shape, and is rolled by the rolling roll. Before, the embossing is performed to the unprocessed both side edge part of the said metal foil, It is characterized by the above-mentioned.
これにより、多孔金属箔移送ライン中の圧延加工の際に、金属箔の幅方向において圧延による伸び率の相違を解消することができ、金属箔側縁部のシワの発生を抑えることができるものである。 Thereby, during the rolling process in the porous metal foil transfer line, it is possible to eliminate the difference in elongation rate due to rolling in the width direction of the metal foil, and to suppress the generation of wrinkles on the side edges of the metal foil. It is.
本発明は、上記した様な従来の技術が有する問題点に鑑みなされたものでその目的とするところは連続して大量に安定した切り屑・塵等の残留や付着のない電極用集電体としての多孔金属箔が製造出来て、従来の他の製造装置に比べて大幅に低コスト化を実現可能としたものである。即ち、本発明は、金属製ロール金型とゴム製受けロールを用いるタイプの装置を用いる限りにおいては、避けて通れないハーフカットの問題と、抜きカエリ間での抜き屑の挟み込みをより有効に排除するという問題との、2つの問題点を同時に達成し、さらには抜き屑のゴム製受けロールの確実な除去を達成することのできる多孔金属箔のロール成形装置の提案である。これにより、本発明の装置によって抜き屑が排除されたコイル状多孔金属箔の提供が可能なものである。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above, and its object is to continuously collect a large amount of stable chips and dust, and a current collector for an electrode without adhesion The porous metal foil can be manufactured, and the cost can be greatly reduced as compared with other conventional manufacturing apparatuses. In other words, the present invention more effectively eliminates the problem of half-cut that cannot be avoided as long as a device using a metal roll mold and a rubber receiving roll is used, and pinching of scraps between punching burrs. This is a proposal of a roll forming apparatus for a porous metal foil that can simultaneously achieve two problems, namely, the problem of eliminating, and further achieve the reliable removal of the rubber receiving roll of scraps. Thereby, it is possible to provide a coiled porous metal foil from which scraps are eliminated by the apparatus of the present invention.
まず、ハーフカット(不完全抜き状態)の原因は、従来では、金属箔がロール金型と受けロールの間で1度のみの短時間の挟み込み動作による成形工程で孔明け加工を実施しているからである。本発明においては、金属箔の成形加工のパスライン(成形加工領域X)をロール金型の周囲に接触状態を保った状態を長く確保し、最初にロール金型と受けロールの間に噛み込まれる位置Aから離間位置Cまでの成形工程において、ロール金型の凸形状の型が金属箔の貫通成形孔に噛み込んだままの状態で金属箔と共に回転しており、この接触状態を保っている間に、噛み込み位置の受けロールの次に配置した受けロールによって再度ロール金型との間の圧接による穿孔作業を達成させることにより、複数回のロール刃での加工状態を経過させることとなり、不完全な抜き状態・ハーフカットを完全な抜き状態とするものである。尚、この方式は、受けロールの数をさらに増やすことにより、成形工程の回数(段数)をさらに増やして、より完全な抜き状態を得ることが可能なものである。本明細書においては、3つ以上の受けロールを設けた実施例については、特に説明していないが、これは当業者において、本発明の思想を適用することにより容易に実施可能なものである。 First, the cause of half-cut (incompletely unplugged state) is that punching is conventionally performed in a molding process in which a metal foil is sandwiched only once between a roll mold and a receiving roll. Because. In the present invention, the metal foil molding process pass line (molding region X) is kept long in the contact state around the roll mold, and is first bitten between the roll mold and the receiving roll. In the molding process from the position A to the separation position C, the convex mold of the roll mold is rotated together with the metal foil in a state of being bitten in the through-molding hole of the metal foil, and this contact state is maintained. In the meantime, when the receiving roll placed next to the receiving roll at the biting position is again punched by press contact with the roll mold, the processing state with multiple roll blades will elapse. Incomplete punching state / half-cutting is a complete punching state. In this method, by further increasing the number of receiving rolls, it is possible to further increase the number of molding steps (the number of steps) and obtain a more complete drawing state. In the present specification, an embodiment provided with three or more receiving rolls is not particularly described, but this can be easily implemented by those skilled in the art by applying the idea of the present invention. .
次に、受けロール上の「残留抜き屑」により極まれに発生する「抜きカエリ」の対策を説明する。これは、成形後の孔に「残留抜き屑」が成形ロール金型に対して「抜きカエリ」として挟まった状態の「抜き屑」である。この「抜きカエリ」については、表面に樹脂製の弾性繊維を植立した回転ブラシを成形ロール金型に対して対向配置した状態で回転させ、成形ロールの微細金型が金属箔の貫通孔に未だ噛み込んでいる状態において、成形された金属箔に対向させて1000rpm程度で高速回転させることにより、成形金属箔に同伴してきた加工屑を排除するものである。 Next, a description will be given of countermeasures against “missing burrs” that occur extremely rarely due to “residual scraps” on the receiving roll. This is “scraps” in a state where “residual scraps” are sandwiched as “slips” in the mold roll mold. With regard to the “cutting burrs”, a rotating brush having resin elastic fibers planted on the surface is rotated in a state of being opposed to the molding roll mold, and the fine mold of the molding roll becomes a through hole in the metal foil. In a state where the metal foil is still biting, it is opposed to the formed metal foil and rotated at a high speed of about 1000 rpm, thereby eliminating the processing waste accompanied by the formed metal foil.
本発明は、表面に多数の凸型を備えた成形ロールと弾性体表面を備えた受けロールにより、その間に挿入される金属箔に多数の孔を成形加工するものであり、本ロール成形において受けロールは重要なパーツである。そこで、本発明は、ハーフカットの改善のために受けロールの表面構造に改善を加えたものである。この際に、更に改善を加える必要がある事項は、受けロール上の「残留抜き屑」の埋没対策である。つまり、受けロール上の「埋没切り屑」が新たに供給される金属箔20に悪影響を与える問題である。本発明は、その点に大幅な改善を加えたものである。
The present invention forms a large number of holes in a metal foil inserted between a forming roll having a number of convex molds on the surface and a receiving roll having a surface of an elastic body. Roll is an important part. Therefore, the present invention is an improvement of the surface structure of the receiving roll in order to improve the half cut. At this time, the matter that needs to be further improved is countermeasures against burying “residual debris” on the receiving roll. That is, it is a problem that the “embedded chips” on the receiving roll adversely affect the newly supplied
上述の回転ブラシは、より効果を奏するためには、立体カム(溝カム)又は2軸のモータ駆動を用いて高速回転させることが有効である。これにより、同時に2軸方向に高速移動・揺動させることで、受けロールに挟まった抜け屑に対し全方位に排除しようとする力が作用し、加工屑の排除機能が高まることが期待できるものである。このような排除機能は、回転ブラシの金属箔表面への接触の回数(具体的には回転数或いは揺動樹脂ブラシ数)を増やすことにより、その目的とする抜き屑排除の精度が向上することは明白である。 In order to achieve the above effect, it is effective to rotate the above-described rotating brush at high speed using a solid cam (groove cam) or a biaxial motor drive. As a result, by simultaneously moving and swinging in the biaxial direction at high speed, the force to try to eliminate the omnidirectional waste on the receiving roll acts in all directions, and it can be expected that the function to remove the processing waste will increase. It is. Such an exclusion function increases the number of times of contact of the rotating brush with the metal foil surface (specifically, the number of rotations or the number of oscillating resin brushes), thereby improving the accuracy of removing the target scraps. Is obvious.
また本発明は、金属箔の加工後の移送ラインの途中にて集塵効率を考慮した密閉に近い容器内にて加圧・吸引により除塵するように構成する。その際に、その容器の多孔金属箔が通る部分に平面的にて長方形状ブラシを設置し、多孔金属箔の移動の際に連続的に接触させて、その表面から塵等を剥がして舞い上がらせることで吸引し易くしている。容器内には所定減圧の吸引エアー流体が循環することにより排除した加工屑・塵等を集塵器にて回収するものである。 Moreover, this invention is comprised so that dust may be removed by pressurization and attraction | suction in the container close | similar to airtight considering dust collection efficiency in the middle of the transfer line after the process of metal foil. At that time, a rectangular brush is installed in a plane on the part of the container where the porous metal foil passes, and is continuously brought into contact with the movement of the porous metal foil, and dust is lifted off from the surface. It makes it easy to suck. Processing dust, dust, etc. removed by circulating a suction air fluid having a predetermined pressure in the container are collected by a dust collector.
本発明においては、抜き屑のように加工にて発生する比較的大きな屑以外の微細塵については、加工後の多孔金属箔の巻取りの直前の位置において、市販の乾式のクリーニング機能を有する除塵ローラを配置することが有用である。この除塵ローラによる除塵もその回数(除塵ローラの配置数)を増やすことでその目的とする微細塵の排除の精度が向上する。 In the present invention, with respect to fine dust other than relatively large waste generated by processing such as scraps, dust removal having a commercially available dry cleaning function at a position immediately before winding of the porous metal foil after processing. It is useful to place a roller. By increasing the number of times of dust removal by the dust removal roller (the number of dust removal rollers arranged), the accuracy of removing the target fine dust is improved.
本発明は、多孔金属箔のロール成形の後の除塵・バリ取りユニットとして新規な超音波・電界エッチングユニットを開発・提供することを目的とする。この超音波・電界エッチングユニットは、本発明の多孔金属箔のロール成形装置に組み込まれるユニットとして使用されるだけではなく、単独の装置として種々の金属の箔又は板状物の一般的なバリ取り技術として転用することが可能なものである。 An object of the present invention is to develop and provide a novel ultrasonic / electric field etching unit as a dust removal / deburring unit after roll forming of a porous metal foil. This ultrasonic / electric field etching unit is not only used as a unit incorporated in the porous metal foil roll forming apparatus of the present invention, but also as a single apparatus for general deburring of various metal foils or plates. It can be diverted as a technology.
本発明においては、加工により発生するバリ状の加工のカエリを、一対の平金属ロールにて挟持する圧延機能によって、箔厚近くまでに仕上げることが可能である。 In the present invention, it is possible to finish the burr-like burrs generated by processing to a thickness close to the foil thickness by a rolling function that is sandwiched between a pair of flat metal rolls.
しかしながら、このように圧延機能により箔厚近くまでに仕上げることが、新たな課題を発生させる。つまり、多孔金属箔の幅方向での両側辺部は未加工のためバリ状の加工返りがなく、厚みが薄い原箔状態となっている。このような厚みの異なる箔材を圧延ロールにて均一に加圧・圧延すると箔の移送方向に伸びが発生する際に、未加工部分の両側辺部と中心部分の加工部分とで伸び量が異なるため、長尺のコイル材の場合にはその伸び量の差が集積してシワが発生し、箔表面に圧延されたスジとなって現れる。本発明の多孔金属箔のロール成形装置及び多孔金属箔のロール成形方法は、このような現象を防止することを目的とするものである。 However, finishing to near foil thickness by the rolling function in this way causes a new problem. That is, both sides in the width direction of the porous metal foil are unprocessed, so there is no burr-like processing return, and the raw foil is thin. When such foil materials with different thicknesses are uniformly pressed and rolled with a rolling roll, elongation occurs in the direction of foil transfer. Because of the difference, in the case of a long coil material, the difference in the amount of elongation is accumulated and wrinkles are generated and appear as stripes rolled on the foil surface. The roll metal foil roll forming apparatus and the porous metal foil roll forming method of the present invention are intended to prevent such a phenomenon.
更に、本発明においては、金属箔のロール成形後に加工条件的に不安定な両側辺部を連続トリムして多孔金属箔の品質改善を図ることも可能としている。 Furthermore, in the present invention, it is also possible to continuously improve the quality of the porous metal foil by continuously trimming both sides that are unstable in terms of processing conditions after roll forming of the metal foil.
本発明の多孔金属箔のロール成形装置は、コイル状に巻いた長尺の金属箔を巻き戻して、該長尺金属箔を成形ロールと受けロールの間に挟み込んで金属箔に多数の微細な孔を成形し、該微細孔成形後の多孔長尺金属箔を再度コイル状に巻き取る多孔金属箔のロール成形装置であって、成形ロールはロール表面に微細な凸型を多数形成してあり、受けロールは成形ロールに対向して圧接させた弾性体より成るロールであり、受けロールは金属箔の流れに沿って複数設けられたことを特徴とする。 The roll metal foil roll forming apparatus of the present invention rewinds a long metal foil wound in a coil shape, and sandwiches the long metal foil between a forming roll and a receiving roll, and a large number of fine metal foils are sandwiched between the metal foil. A roll metal foil roll forming device for forming holes and winding the porous long metal foil after forming the fine holes into a coil again. The forming roll has a number of fine convex shapes formed on the roll surface. The receiving roll is a roll made of an elastic body pressed against the forming roll, and a plurality of receiving rolls are provided along the flow of the metal foil.
さらに、本発明の多孔金属箔ロール成形装置は、受けロールの成形ロールとの対向圧接部よりも回転方向で下流側に、加工屑を掻き取るために表面に弾性繊維を持った掻取りブラシ設けたことを特徴とする。 Furthermore, the porous metal foil roll forming apparatus of the present invention is provided with a scraping brush having elastic fibers on the surface for scraping off processing waste on the downstream side in the rotational direction from the pressure-contacting portion of the receiving roll facing the forming roll. It is characterized by that.
さらに、本発明の多孔金属箔ロール成形装置は、成形ロールに対向して、複数の受けロールよりも更に金属箔の流れに沿って下流側に、弾性繊維を持った回転ブラシを設けたことを特徴とする。 Furthermore, the porous metal foil roll forming apparatus of the present invention is provided with a rotating brush having elastic fibers on the downstream side along the flow of the metal foil further than the plurality of receiving rolls, facing the forming roll. Features.
さらに、本発明の多孔金属箔ロール成形装置は、金属箔の流れに沿って上流側に設けられた第1受けロールと成形ロールとの対向圧接位置は、巻き戻された長尺金属箔が成形ロールと接し始める位置Aの近傍であり、第1受けロールより金属箔の流れに沿って下流側に設けられた第2受けロールと成形ロールとの対向圧接位置Bは、長尺金属箔が成形ロールと接している領域の中間位置近傍であり、成形ロールに対向した回転ブラシの設置位置は、微細孔成形後の多孔長尺金属箔が成形ロールと離れ始める位置Cの近傍であることを特徴とする。 Further, in the porous metal foil roll forming apparatus of the present invention, the reversing long metal foil is formed at the opposing pressure contact position between the first receiving roll and the forming roll provided on the upstream side along the flow of the metal foil. In the vicinity of the position A where the roll begins to contact the roll, the opposing pressure contact position B between the second receiving roll and the forming roll provided downstream of the first receiving roll along the flow of the metal foil is formed by the long metal foil. It is in the vicinity of the middle position of the area in contact with the roll, and the installation position of the rotating brush facing the forming roll is in the vicinity of the position C where the porous long metal foil after micropore forming starts to separate from the forming roll. And
さらに、本発明の多孔金属箔ロール成形装置は、微細孔成形後の長尺金属箔が再度コイル状に巻き取られる前の金属箔移送ライン途中に、金属箔の加工によって発生したバリ状の加工返りを箔厚近くまでに圧延して仕上げるために、対向して回転する圧延ロールを設けたことを特徴とする。 Further, the porous metal foil roll forming apparatus of the present invention is a burr-like process generated by processing of metal foil in the middle of the metal foil transfer line before the long metal foil after microhole forming is wound again in a coil shape. In order to roll and finish the return to near the foil thickness, a rolling roll that rotates oppositely is provided.
さらに、本発明の多孔金属箔ロール成形装置は、微細孔成形後の長尺金属箔が再度コイル状に巻き取られる前の多孔金属箔移送ライン途中に、ほぼ密閉した空間部を設け、その中で移送多孔金属箔に圧縮気体の吹き付け或いは吸引することにより、多孔金属箔に同伴してくる加工屑・微粉・塵等の異物を除去するユニットを設けたことを特徴とする。 Furthermore, the porous metal foil roll forming apparatus of the present invention is provided with a substantially sealed space part in the middle of the porous metal foil transfer line before the long metal foil after the microhole forming is wound again in a coil shape, And a unit for removing foreign substances such as processing dust, fine powder, and dust accompanying the porous metal foil by blowing or sucking compressed gas to the transporting porous metal foil.
ここで、本発明の多孔金属箔ロール成形装置を用いた多孔金属箔ロール成形方法について説明する。この多孔金属箔ロール成形方法は、コイル状に巻いた長尺の金属箔を巻き戻して、該長尺金属箔を成形ロールと受けロールの間に挟み込んで金属箔に多数の微細な孔を成形し、該微細孔成形後の成形長尺金属箔を再度コイル状に巻き取る多孔金属箔のロール成形方法であって、
前記成形ロールにはロール表面全集に渡って微細な凸型を多数形成してあり、前記受けロールは、前記成形ロール表面の凸型に対向して圧接させられた弾性体表面より成るロールであり、前記受けロールは、前記金属箔の流れに沿って前記成形ロールに対向して設けられた実質的に同一の機能・性能を有する第1受けロール及び第2受けロールによって構成されており、
前記長尺金属箔は、前記成形ロール表面の凸型に対して、噛み込み位置Aにおいて噛み込み導入され離間位置Cにおいて離間するように構成され、前記噛み込み位置Aから前記離間位置Cまでの成形加工領域Xが前記成形ロール表面全周域の内の180度以上を占めるように構成され、
これにより前記長尺金属箔は、前記成形加工領域Xにおいて前記成形ロール表面の凸型に対して噛み込まれた状態を維持して該成形ロールと共に回転させられ前記第1受けロールにおいて金属箔孔のハーフカットが発生してもそれに続く前記第2受けロールによって金属箔に対しての成形を施すようにしている。
Here, a porous metal foil roll forming method using the porous metal foil roll forming apparatus of the present invention will be described. This porous metal foil roll forming method rewinds a long metal foil wound in a coil shape and sandwiches the long metal foil between a forming roll and a receiving roll to form a large number of fine holes in the metal foil. And, a roll metal foil roll forming method for winding the formed long metal foil after the micro-hole forming into a coil shape again,
The forming roll has a large number of fine convex molds formed over the entire roll surface, and the receiving roll is a roll made of an elastic surface pressed against the convex mold on the molding roll surface. The receiving roll is constituted by a first receiving roll and a second receiving roll having substantially the same function and performance provided facing the forming roll along the flow of the metal foil,
The long metal foil is configured to be bitten and introduced at a biting position A and to be separated at a separation position C with respect to the convex mold on the surface of the forming roll, and from the biting position A to the separation position C. The molding region X is configured to occupy 180 degrees or more of the entire circumferential surface of the molding roll,
Thus, the long metal foil is rotated with the forming roll while maintaining the state in which the long metal foil is engaged with the convex mold on the surface of the forming roll in the forming region X, and the metal foil hole is formed in the first receiving roll. Even if the half cut occurs, the metal foil is molded by the second receiving roll that follows.
これにより、加工されるべき長尺金属箔が、円周状の成形ロール表面の凸型に長い間噛み込んだ状態で共に回転しながら加工をすることにより、金属箔への孔の加工を完全に達成することが可能なものである。 As a result, the long metal foil to be processed is processed while rotating together in a state where the long metal foil has been engaged with the convex shape on the surface of the circumferential forming roll for a long time, thereby completely processing the holes in the metal foil. Is something that can be achieved.
さらに、本発明の多孔金属箔ロール成形装置を用いた多孔金属箔のロール成形方法は、コイル状に巻いた長尺の金属箔を巻き戻して、該長尺金属箔を成形ロールと受けロールの間に挟み込んで金属箔に多数の微細な孔を成形し、該微細孔成形後の成形長尺金属箔を再度コイル状に巻き取る多孔金属箔のロール成形方法であって、
前記成形ロールにはロール表面全集に渡って微細な凸型を多数形成してあり、前記受けロールは、前記成形ロール表面の凸型に対向して圧接させられた弾性体表面より成るロールであり、前記受けロールは、前記金属箔の流れに沿って前記成形ロールに対向して設けられた実質的に同一の機能・性能を有する第1受けロール及び第2受けロールによって構成されており、
前記微細孔成形後の長尺金属箔が再度コイル状に巻き取られる前の多孔金属箔移送ライン途中に設けた圧延ロールにより、前記金属箔の加工によって発生したバリ状の加工返りを箔厚近くまでに圧延して仕上げるものである。
Furthermore, in the roll metal foil roll forming method using the porous metal foil roll forming apparatus of the present invention, a long metal foil wound in a coil shape is rewound, and the long metal foil is formed between a forming roll and a receiving roll. It is a roll metal foil roll forming method in which a large number of fine holes are formed in a metal foil sandwiched between them, and the formed long metal foil after the fine hole forming is wound into a coil shape again.
The forming roll has a large number of fine convex molds formed over the entire roll surface, and the receiving roll is a roll made of an elastic surface pressed against the convex mold on the molding roll surface. The receiving roll is constituted by a first receiving roll and a second receiving roll having substantially the same function and performance provided facing the forming roll along the flow of the metal foil,
The burr-like processing return generated by the processing of the metal foil is close to the foil thickness by the rolling roll provided in the middle of the porous metal foil transfer line before the long metal foil after the micro-hole forming is wound into a coil shape again. Rolled up to finish.
これにより、一つの成形ロールによる加工であっても、複数段の成形加工が可能となり、ハーフカットによる抜き屑の問題が解消されるものであり、さらに多孔金属箔移送ライン中の圧延加工により、この金属箔を2次電池用の電気要素に用いたとしても、バリによる電気的或いは機械的な悪影響を排除することが可能なものである。 Thereby, even if it is processing with a single forming roll, it becomes possible to perform multi-stage forming processing, and the problem of scraps due to half cut is solved, and furthermore, by rolling in the porous metal foil transfer line, Even if this metal foil is used as an electrical element for a secondary battery, it is possible to eliminate the electrical or mechanical adverse effects caused by burrs.
さらに、本発明の多孔金属箔ロール成形装置を用いた多孔金属箔のロール成形方法は、コイル状に巻いた長尺の金属箔を巻き戻して、該長尺金属箔を成形ロールと受けロールの間に挟み込んで金属箔に多数の微細な孔を成形し、該微細孔成形後の成形長尺金属箔を再度コイル状に巻き取る多孔金属箔のロール成形方法であって、
前記成形ロールは、ロール表面全周に渡って微細な凸型を多数形成してあり、前記受けロールは、前記成形ロール表面の凸型に対向して圧接させた弾性体表面より成るロールであり、
前記微細孔成形後の長尺金属箔が再度コイル状に巻き取られる前の多孔金属箔移送ライン途中に、成形長尺金属箔の微細孔周辺に形成されたバリ先端の微屑発生の可能性ある部分を超音波・電界エッチング手段により除去するように構成している。
Furthermore, in the roll metal foil roll forming method using the porous metal foil roll forming apparatus of the present invention, a long metal foil wound in a coil shape is rewound, and the long metal foil is formed between a forming roll and a receiving roll. It is a roll metal foil roll forming method in which a large number of fine holes are formed in a metal foil sandwiched between them, and the formed long metal foil after the fine hole forming is wound into a coil shape again.
The forming roll is formed of a number of fine convex shapes over the entire circumference of the roll surface, and the receiving roll is a roll made of an elastic surface pressed against the convex shape of the forming roll surface. ,
Possibility of generation of fine dust at the tip of burrs formed around the microholes of the long metal foil in the middle of the porous metal foil transfer line before the long metal foil after forming the microholes is wound up again in a coil shape A certain portion is configured to be removed by ultrasonic / electric field etching means.
これにより、成形後の金属箔の加工バリからの微屑を効果的に除去することが可能なものである。 Thereby, the fine dust from the processing burr | flash of the metal foil after shaping | molding can be removed effectively.
さらに、本発明の多孔金属箔ロール成形装置を用いて成形したコイル状の多孔成形金属箔についても説明する。この本発明の多孔金属箔ロール成形装置を用いて成形したコイル状の多孔成形金属箔は、コイル状に巻いた長尺の金属箔を巻き戻して、該長尺金属箔を成形ロールと受けロールの間に挟み込んで金属箔に多数の微細な孔を成形し、該微細孔成形後の成形長尺金属箔を再度巻き取ったコイル状の多孔金属箔であって、
前記成形ロールにはロール表面前面に渡って微細な凸型を多数形成してあり、前記受けロールは、前記成形ロール表面の凸型に対向して圧接させられた弾性体表面より成るロールであり、前記受けロールは、前記金属箔の流れに沿って前記成形ロールに対向して設けられた実質的に同一の機能・性能を有する第1受けロール及び第2受けロールによって構成されており、
前記長尺金属箔は、前記成形ロール表面の凸型に対して、噛み込み位置Aにおいて噛み込み導入され離間位置Cにおいて離間するように構成され、前記噛み込み位置Aから前記離間位置Cまでの成形加工領域Xが前記成形ロール表面全周域の内の180度以上を占めるように構成され、
これにより前記長尺金属箔は、前記成形加工領域Xにおいて前記成形ロール表面の凸型に対して噛み込まれた状態を維持して該成形ロールと共に回転させられ前記第1受けロールにおいて金属箔孔のハーフカットが発生してもそれに続く前記第2受けロールによって金属箔に対しての成形を施すようにし、前記微細孔成形後の長尺金属箔が再度コイル状に巻き取られる前の多孔金属箔移送ライン途中に設けた圧延ロールにより圧延された後に、ほぼ密閉した空間部を設け、その中で移送多孔金属箔に圧縮気体の吹き付け或いは吸引することにより、多孔金属箔に同伴してくる加工屑・微粉・塵等の異物を除去され、更に圧延ロールにより前記金属箔の加工によって発生したバリ状の加工返りを箔厚近くまでに圧延して仕上げるようにした後に再度巻き取られるものであり、平坦で異物の除去が施されたコイル状の多孔成形金属箔となる。
Furthermore, the coil-shaped porous molded metal foil shape | molded using the porous metal foil roll forming apparatus of this invention is also demonstrated. The coil-shaped porous molded metal foil formed using the porous metal foil roll forming apparatus of the present invention is obtained by rewinding a long metal foil wound in a coil shape, and forming the long metal foil into a forming roll and a receiving roll. A coil-shaped porous metal foil formed by sandwiching a metal foil and forming a large number of fine holes in the metal foil, and winding up the molded long metal foil after the micro-hole molding,
The forming roll has a large number of fine convex molds formed on the front surface of the roll, and the receiving roll is a roll made of an elastic surface pressed against the convex mold on the molding roll surface. The receiving roll is constituted by a first receiving roll and a second receiving roll having substantially the same function and performance provided facing the forming roll along the flow of the metal foil,
The long metal foil is configured to be bitten and introduced at a biting position A and to be separated at a separation position C with respect to the convex mold on the surface of the forming roll, and from the biting position A to the separation position C. The molding region X is configured to occupy 180 degrees or more of the entire circumferential surface of the molding roll,
Thus, the long metal foil is rotated with the forming roll while maintaining the state in which the long metal foil is engaged with the convex mold on the surface of the forming roll in the forming region X, and the metal foil hole is formed in the first receiving roll. Even if the half cut occurs, the metal foil is formed by the second receiving roll that follows, and the porous metal before the long metal foil after the microhole forming is wound into a coil shape again. After being rolled by a rolling roll provided in the middle of the foil transfer line, a process that is accompanied by the porous metal foil by providing a substantially sealed space, and blowing or sucking compressed gas to the transferred porous metal foil therein After removing foreign matter such as scrap, fine powder, and dust, and rolling the burr-like processing return generated by processing the metal foil with a rolling roll to near the foil thickness and finishing it. Is intended to be taken degrees winding, removal of the foreign matter is coiled porous molded metal foil decorated flat.
それにより、本発明の多孔金属箔ロール成形装置を用いて成形したコイル状の多孔成形金属箔は、上記のように多孔金属箔に同伴してくる加工屑・微粉・塵等の異物を除去するようにした後に再度巻き取るものであるので、極力平坦で異物の除去が施されたコイル状の多孔成形金属箔を提供することが可能なものである。 As a result, the coil-shaped porous molded metal foil formed using the porous metal foil roll forming apparatus of the present invention removes foreign matters such as processing waste, fine powder, and dust accompanying the porous metal foil as described above. Since it is wound up again after doing so, it is possible to provide a coiled porous metal foil that is as flat as possible and from which foreign matter has been removed.
さらに、本発明の多孔金属箔ロール成形装置を用いて成形したコイル状の多孔成形金属箔は、コイル状に巻いた長尺の金属箔を巻き戻して、該長尺金属箔を成形ロールと受けロールの間に挟み込んで金属箔に多数の微細な孔を成形し、該微細孔成形後の成形長尺金属箔を再度巻き取ったコイル状の多孔金属箔であって、
前記成形ロールにはロール表面前面に渡って微細な凸型を多数形成してあり、前記受けロールは、前記成形ロール表面の凸型に対向して圧接させられた弾性体表面より成るロールであり、前記受けロールは、前記金属箔の流れに沿って前記成形ロールに対向して設けられた実質的に同一の機能・性能を有する第1受けロール及び第2受けロールによって構成されており、
前記長尺金属箔は、前記成形ロール表面の凸型に対して、噛み込み位置Aにおいて噛み込み導入され離間位置Cにおいて離間するように構成され、前記噛み込み位置Aから前記離間位置Cまでの成形加工領域Xが前記成形ロール表面全周域の内の180度以上を占めるように構成され、
これにより前記長尺金属箔は、前記成形加工領域Xにおいて前記成形ロール表面の凸型に対して噛み込まれた状態を維持して該成形ロールと共に回転させられ前記第1受けロールにおいて金属箔孔のハーフカットが発生してもそれに続く前記第2受けロールによって金属箔に対しての成形を施すようにし、前記微細孔成形後の長尺金属箔が再度コイル状に巻き取られる前の多孔金属箔移送ライン途中に設けた圧延ロールにより圧延された後に、ほぼ密閉した空間部を設け、その中で移送多孔金属箔に圧縮気体の吹き付け或いは吸引することにより、多孔金属箔に同伴してくる加工屑・微粉・塵等の異物を除去され、更に圧延ロールにより前記金属箔の加工によって発生したバリ状の加工返りを箔厚近くまでに圧延して仕上げるようにした後に再度巻き取られるものであり、平坦で異物の除去が施されたコイル状の多孔成形金属箔となる。
Furthermore, the coil-shaped porous molded metal foil formed using the porous metal foil roll forming apparatus of the present invention rewinds the long metal foil wound in the coil shape, and receives the long metal foil with the forming roll. A coiled porous metal foil that is sandwiched between rolls to form a large number of fine holes in a metal foil, and the formed long metal foil after the microhole forming is wound up again,
The forming roll has a large number of fine convex molds formed on the front surface of the roll, and the receiving roll is a roll made of an elastic surface pressed against the convex mold on the molding roll surface. The receiving roll is constituted by a first receiving roll and a second receiving roll having substantially the same function and performance provided facing the forming roll along the flow of the metal foil,
The long metal foil is configured to be bitten and introduced at a biting position A and to be separated at a separation position C with respect to the convex mold on the surface of the forming roll, and from the biting position A to the separation position C. The molding region X is configured to occupy 180 degrees or more of the entire circumferential surface of the molding roll,
Thus, the long metal foil is rotated with the forming roll while maintaining the state in which the long metal foil is engaged with the convex mold on the surface of the forming roll in the forming region X, and the metal foil hole is formed in the first receiving roll. Even if the half cut occurs, the metal foil is formed by the second receiving roll that follows, and the porous metal before the long metal foil after the microhole forming is wound into a coil shape again. After being rolled by a rolling roll provided in the middle of the foil transfer line, a process that is accompanied by the porous metal foil by providing a substantially sealed space, and blowing or sucking compressed gas to the transferred porous metal foil therein After removing foreign matter such as scrap, fine powder, and dust, and rolling the burr-like processing return generated by processing the metal foil with a rolling roll to near the foil thickness and finishing it. Is intended to be taken degrees winding, removal of the foreign matter is coiled porous molded metal foil decorated flat.
それにより、本発明の多孔金属箔ロール成形装置を用いて成形したコイル状の多孔成形金属箔は、以上の製造方法により製造することにより、成形加工時の抜き屑の発生も極力抑えられ、さらには多孔金属箔に同伴してくる加工屑・微粉・塵等の異物を除去するようにした後に再度巻き取るものであるので、極力平坦で異物の除去が施されたコイル状の多孔成形金属箔を提供することが可能なものである。 As a result, the coil-shaped porous molded metal foil formed using the porous metal foil roll forming apparatus of the present invention is manufactured by the above manufacturing method, so that generation of scraps during the forming process can be suppressed as much as possible. Is a coiled porous molded metal foil that is as flat as possible and removed foreign matter, because it is intended to remove the foreign matter such as processing waste, fine powder, and dust that accompanies the porous metal foil. It is possible to provide.
以下、より具体的に本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。まず、本発明の多孔金属箔のロール成形装置について、図面全体を参照しながら詳細に説明する。本発明の多孔金属箔ロール成形装置は、二次電池等電子部品の電極用集電体として金属箔に多数の微細孔を幾何学的に搾設配列させるもので、更に説明すれば、図1に示すように、機械加工技術等で形成された多数の凸型としての微細突起(エンボス)11(300〜600μmφ)が幾何学的に等間隔で配置されている金属製の成形ロール10、及び、これと同期して回転する外周面が弾性体製(例えば合成ゴム)の受けロール30によってアルミニウムや銅等の金属箔20に微細孔を明けるものである。この際、表面弾性体製(例えば合成ゴム)の受けロール30は、金属製の成形ロール10に対して、所定の押圧力で加圧されて転動している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described more specifically with reference to the drawings. First, the roll metal foil roll forming apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the entire drawing. The porous metal foil roll forming apparatus of the present invention is a device for geometrically squeezing and arranging a large number of micropores in a metal foil as a current collector for an electrode of an electronic component such as a secondary battery. As shown in FIG. 4, a
これにより、金属箔20に微細の孔が成形され、その際に300〜600μmφで厚み10〜100μm程の抜き屑21が発生する。この抜き屑21の多くは、金属箔20から分離されて受けロール30であるゴムロールに伴われて(付着或いは埋没して)移送されるが、一部は金属箔20に同伴される。そのように金属箔20に同伴される抜き屑21は、受けロール30の下流側に配置されたブラシロール50により掻き落とされる。このブラシロール50の回転方向は、金属箔20の移送方向と対向する方向が望ましいが、同じ方向に回転させても良い。
As a result, fine holes are formed in the
このようにして、抜き屑21と微細な金属粉を表面がゴムロールである受けロール30で金属箔20から剥離分離し、分離しきれずに金属箔20に随伴される抜き屑21等(図9(B)参照)は、2軸のモータ駆動機構501等を成形ロール10の円周上に追加配置することにより掻き落し効果を向上させることができる(図8参照)。図8に示すように、この2軸のモータ駆動機構501は、高速回転モータ502によりブラシロール50の回転動作が達成される。加えて、回転モータ503及びカム504により、2軸モータ駆動機構501全体を成形ロール10の軸方向へ高速に揺動させる。この回転動作と高速移動・揺動動作により、加工後の孔に挟まった抜き屑21に対しても全方位的に排除しようとする力が作用し、加工抜き屑21の排除機能が高まることが期待できるものである。
In this way, the
さらに、金属箔20からは剥離され分離したものの、成形ロール10の凸型としての微細突起(エンボス)11に付着して、離間位置Cを越えても成形ロール10の凸型11等に随伴された粉塵等を排除するために、成型ロール10の金属箔20の導入部よりも回転方向で上流側に払い落としブラシロール56を設けることにより、成形ロール10の表面から粉塵を直接的に掻き落とすことができる。離間位置Cを越えて成形ロール10の凸型11等に随伴される粉塵等は、新たに成形ロール10に供給され噛み込まれる金属箔20次の成形の際に極めて大きな悪影響を与えるものであり、除去されなければならない。
Further, although peeled off and separated from the
さらに、後述するが、本発明の多孔金属箔ロール成形装置の全体構成においては、成形後の多孔金属箔の巻取り部までの箔の移動の途中で、ブラシつきの加圧・吸引容器と乾式クリーニング機能つき除塵ロールによって、全く金属片、金属粉等のない連続した広範囲に規則的な配列の微細孔を有する集電体として巻取ってコイル状の多孔金属箔を得るものである。 Further, as will be described later, in the entire configuration of the porous metal foil roll forming apparatus of the present invention, a pressure / suction container with a brush and dry cleaning are performed during the movement of the foil to the winding portion of the porous metal foil after forming. A coil-shaped porous metal foil is obtained by winding it as a current collector having fine pores of a regular array in a wide range without any metal pieces, metal powder, etc., by a dust removing roll with function.
さらに詳細な実施例について、本発明の多孔金属箔ロール成形装置を順次添付図面に沿って説明する。第1の実施例としての多孔金属箔ロール成形装置は、図1に成形ロール10と受けロール30とによる成形加工部分の詳細図を示し、図2に全体的な装置構成を示している。
With respect to more detailed examples, the porous metal foil roll forming apparatus of the present invention will be sequentially described with reference to the accompanying drawings. The porous metal foil roll forming apparatus as the first embodiment is shown in detail in FIG. 1 at a forming portion by the forming
図1に示す第1の実施例においては、外径100〜500mmφの成形ロール10に対して第1及び第2の受けロール30及び40が被加工金属箔20を挟み込んで転圧回転するものである。この際に、長尺金属箔20は、成形ロール10の表面の凸型11に対して噛み込み位置Aにおいて噛み込み導入され離間位置Cにおいて離間するように構成されている。そして、噛み込み位置Aから離間位置Cまでの成形加工領域Xは、成形ロール表面全周域の内の180度以上を占めるように構成されている。これにより、長尺金属箔20は、成形加工領域Xにおいて成形ロール10の表面の凸型11に対して噛み込まれた状態を維持して成形ロール10と共に回転するように構成されているので、加工されるべき長尺金属箔20が、円周状の成形ロール10の表面の凸型11に長い間噛み込んだ状態で共に回転することにより、金属箔20への孔の加工を完全に達成することが可能なものである。つまり、従来では、金属箔がロール金型と受けロールの間で1度の短い時間での挟み込み動作による成形工程で孔明けをしていたが故のハーフカットの問題を解決するものである。これが、本発明の基本的技術思想の一つである。
In the first embodiment shown in FIG. 1, the first and second receiving rolls 30 and 40 are rolled by rotating the
さらに上述のように、成形ロール10に対向させて複数の受けロール30,40を設けたことが本発明のもう一つの基本的技術思想である。これによっても、従来の金属箔がロール金型と受けロールの間で1度の挟み込み動作による成形工程故のハーフカットの問題を解決するものである。この第1及び第2の受けロール30及び40は、成形ロール10に対して所定の圧力で押圧されながら転動する。成形ロール10の周りには、更に金属箔20の流れの下流側に、外径80mmφで0.25φmmの樹脂ワイヤーのワイヤー長16mmのブラシロール50が配置されている。この際、ブラシロール50は、高速回転モータ502(図8)によって、被加工金属箔20の移動方向と対向して回転(成形ロール10の回転方向と反対の方向)すると共に、回転モータ503及びカム504により、全体を成形ロール10の軸方向へ高速に揺動させて、金属箔20に同伴してきた抜き屑21を金属箔20から排除する。
Further, as described above, another basic technical idea of the present invention is that a plurality of receiving rolls 30 and 40 are provided to face the forming
さらに、本発明の多孔金属箔ロール成形装置を、金属箔20の送り出しから巻き取りまでの全工程の概略を図2に沿って説明する。この全工程は、以上の実施例で説明した内容を含んだリール状材料の金属箔20等のロール成形加工において、加工屑や粉塵が製品としての巻き取られたリール状多孔金属箔26に残留しない多孔金属箔ロール成形装置及び多孔金属箔ロール成形方法を提案するものである。
Furthermore, the porous metal foil roll forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. In this entire process, in the roll forming process of the
図2に示す多孔金属箔ロール成形装置の全工程での成形ロールユニット10,30,40及び抜き屑排除ユニット50等は、各実施例の構成と同一構成であるのでここでは詳細な説明はしない。図2の多孔金属箔ロール成形装置においては、リール状金属箔25から長尺金属箔20が矢印方向に送り出され、導入ロール31によって、成形ロール10と第1の受けロール30の間に挟み込まれ、成形ロール10表面の凸状切刃型11(図2には図示なし)によって微小孔が成形される。抜き屑21は第1の受けロール30の表面のゴム内に一旦は捕捉され、その後、第1の受けロール30の回転により微小孔を成形加工後の金属箔20からは剥離分離される。第1の受けロール30表面のゴムに付着した抜き屑21は、下流に設けられた払い落としブラシロール39,39によって払い落とされる。
Since the forming
被加工金属箔20の成形加工は、送り出しローラ25から、巾260mmの被加工金属箔20が巻き戻されて矢印の方向に移送されながら、成形ロール10と受けロール30との間の挟み込み位置A近傍で挟み込まれ、所定の加圧力8(15Mpa)で押圧されることにより、成形ロール10上の微細な凸状の切刃型(エンボス)11が金属箔20の表面に接触し、受けロール30のゴムの弾力の弾性限界内の抵抗が被加工金属箔20の破断力に勝ることにより微細孔加工が施され、直後に上記抵抗は瞬間的に消え、成形ロール10の凸型11の押圧により弾性変形していた受けロール30の表面の弾性ゴムは元の形状に復帰し、抜き屑21が受けロール30上に残される。受けロール30上に残された抜き屑21は、回転ブラシ39,39によって受けロール30から取り除かれる。また、成形後の金属箔20に随伴する加工屑等は、ブラシロール50によって金属箔20から取り除かれる。その後、成形された金属箔20は、圧延ユニッット80により、抜き加工により金属箔20に発生した加工バリとしての「カエリ」を圧延して箔厚をロール成形加工前の原箔厚に近いレベルにしている。さらにその後段で、加工完成箔の巻取り直前にて、万が一にも金属箔20に同伴して来る抜き加工微粉の排除の目的でエアー除塵ユニット90及びクリーニング機能付き除塵ローラユニット100を備えている。
The forming process of the
さらに、より実際の装置として改良した多孔金属箔のロール成形装置(図3)においては、送り出しローラ25から巻き戻された被加工金属箔20は、幾つかのテンションロール(符号なし)を経て巻き戻されて矢印の方向に移送されながら、成形ロール10と受けロール30との間の挟み込み位置A(図3では符号なし)近傍で挟み込まれ、所定の加圧力で押圧されることにより、成形ロール10上の微細な凸型が金属箔20の表面に接触して微細孔加工が施される。受けロール30上に残された抜き屑21は、回転ブラシ39,39によって受けロール30から取り除かれる。また、成形後の金属箔20に随伴する加工屑等は、4連ブラシロール51,52,53,54によって金属箔20から取り除かれる。その後、成形された金属箔20は、一次圧延ユニッット80により、抜き加工により金属箔20に発生した加工バリが圧延される。さらにその後段には、金属箔20に同伴して来る抜き加工微粉の排除の目的でエアー除塵ユニット90が設けられている。
Furthermore, in the roll metal foil roll forming apparatus (FIG. 3) improved as an actual apparatus, the
さらに後段には、金属箔20の両縁部分の未加工部分をスリットする円形の上下スリッター刃によるスリッターユニット110(後述する)が設けられている。次いで、段差ロール(符号なし)を経て、表面に粘着性シートを配したクリーニング機能付きNo1クリーニングロールユニット100が設けられ、依然として金属箔20に随伴してくる加工微粉を除去する。さらに、No1クリーニングロールユニット100の後段には、二次圧延ユニット88が設けられている。この二次圧延ユニット88によって、移送されてきた金属箔20は、抜き加工により発生した加工バリとしての「カエリ」を圧延して箔厚をロール成形加工前の原箔厚に近いレベルにしている。この二次圧延ユニット88には一対の圧延ロールに対して粘着性の或るクリーニングロール(符号なし)が対向配置されている。
Further, a slitter unit 110 (described later) is provided at a subsequent stage by circular upper and lower slitter blades that slit unprocessed portions of both edge portions of the
以上の各手段を経ても加工完成箔の巻取り直前にて、万が一にも金属箔20に同伴して来る抜き加工微粉の排除のために、後段の粘着性を備えたクリーニング機能付きのNo1、No2クリーニングロールユニット100,100を備えており、その後に、耳端位置制御装置(EPC)120により金属箔20の耳端位置が制御されて完全に塵埃を除去した金属箔20が巻き取りロール26により巻き取られて製品が完成する。
No1 with a cleaning function with subsequent adhesiveness in order to eliminate punching fine powder that accompanies the
本発明において用いられる弾性体製の受けロール30の外周面は、図4(A)に示すように構成されている。つまり、受けロール30は、内周の金属製受けロール芯金32と外周面の弾性体(例えば合成ゴム)の外周ロール33とから構成されている。
The outer peripheral surface of the elastic receiving
この成形ロール10の凸型(エンボス)11と受けロール30の間の圧力は被加工箔材質20の厚みと巾、及び幾何学的孔の配置状況等により微妙に適正値は変化するが、一つの最適実施例として表1を示す。
そして、被加工金属箔20は、挟み込み位置Aにおいて成形ロール10に挟み込まれて成形加工が開始されると、その後も成形ロール10に対して微細金型11が金属箔20の加圧・孔加工の状態のまま、即ち、基本的に全ての微細孔に成形ロール10の凸部頂部径d1(0.3〜1.0mmφ)で、高さh1(0.1〜0.4mm)で、傾斜角度α1(10°〜45°)の凸形状の微細切刃の凸型(エンボス)11が挿入された状態で離間位置C近傍まで移送される。その後、30mmφ程度の方向変換ローラ60,66を配置することにより、最下流の巻取りローラ26に向けた方向付けがなされる。これにより、金属箔20は、挟み込み位置Aから離間位置Cの直前までの成形加工領域Xにおいては、長時間の間、成形ロール10に対して加圧・孔加工の状態が継続されることとなる。
When the
金属箔20の挟み込み位置Aから離間位置Cの直前までの加圧・孔加工の状態の成形加工領域Xにおいて、被加工金属箔20は受けロール30による成形加工を終了した後に、加圧15MPaの加圧力で成形ロール10と第2受けロール40の間を通過する。その際に、被加工金属箔20にとっては再度加圧力が加えられて第1の加工と同様の微細孔加工の状態になることで、ハーフカット(不完全抜き加工)部分を孔貫通状態にすることができる。
In the forming region X in the state of pressurization and hole processing from the sandwiching position A of the
成形ロール10に対向して設けられた第1受けロール30と第2受けロール40の設置範囲は、挟み込み位置A近傍から離間位置C近傍までの成形加工領域X(180°〜270°)内であって、挟み込み位置A近傍から第2成形加工位置B近傍までの90°〜180°程度の範囲内において適宜設定できる。本発明では、今まで説明してきた様に、長時間の成形加工状態の持続と、複数の成形ロール10に対向して複数の受けロールにより複数回の加工動作を達成してハーフカット(不完全抜き加工)を防止しようとするものであるから、成形ロール10の円周上に沿って下流側に第3以降の受けロール(図示なし)の設置も可能になる。そのためには、挟み込み位置A近傍から離間位置C近傍までの成形加工領域を広くとる必要がある。このようにしたり、成形ロール10の外径を可能な限り大きくしたりすることで、受けロールの配置位置と数量が増し、可能な限りのハーフカット(不完全抜き加工)の解消という目的への対応が可能となる。
The installation range of the first receiving
ここで、ハーフカット(不完全抜き加工)の問題を考えるために、本発明のロール成形と金型による打ち抜き技術と対比して「切れ味」について考えて見る。一般的な金型による打ち抜きの場合には、ダイ(凹型で本発明の受けロールに対応)に対するパンチ(凸型で本発明の微細突起(エンボス)に対応)の往復運動で加工を実現しているものであるが、この際に、ダイとパンチの周囲の材料は材料押さえにより押さえられ、パンチによって打ち抜かれた材料はダイの中に入り込む。そして、ダイの中に入り込んだ材料はパンチの上昇工程においてノックアウトピン等でダイの外に排出されて加工を完了させる。この場合の加工精度の考え方では、ダイ及びパンチ共に剛性のある変形しない材料で作られていることを前提としている。 Here, in order to consider the problem of half-cut (incomplete punching), the “sharpness” will be considered in comparison with the roll forming and die-cutting techniques of the present invention. In the case of punching with a general mold, machining is realized by reciprocating a punch (convex type corresponding to the fine protrusion (emboss) of the present invention) against a die (concave type corresponding to the receiving roll of the present invention). At this time, the material around the die and the punch is pressed by the material presser, and the material punched by the punch enters the die. Then, the material that has entered the die is discharged out of the die by a knockout pin or the like in the punch raising process to complete the processing. The concept of processing accuracy in this case is based on the premise that both the die and the punch are made of a rigid and non-deformable material.
ここで、本発明のロール成形と一般的な金型を用いた打ち抜き加工とを対比すると、本発明のロール成形の場合には、凹型である受けロール30の表面の弾性体(図4では外周ロール33)に対して凸型である微細突起(エンボス)11が入り込む部分の硬度をその周辺部の硬度よりも柔らかくすることが「切れ味」にとっては有利となることは明確である。しかしながら、図4(A)に示す受けロール30の構成では、受けロール全幅に対して弾性体が均一の厚さになっているので、理論的には均一の硬度と考えられる。これを、金型による討ちぬき加工に例を取れば、ダイが変形を伴うことにも相当するものであり完全な抜き加工が保障できないことになる。
Here, when the roll forming of the present invention is compared with punching using a general mold, in the case of the roll forming of the present invention, the elastic body on the surface of the receiving
そこで、本発明では、図4(B)に示すように、凸型である微細突起(エンボス)11に相対する位置の受けロール芯金32の外周面側に所定の凹凸形状34を形成することにより、弾性体の外周ロール33の硬度の軟らかい部分a(一般的な打ち抜きでのダイ中央の中空部に対応)と硬い部分b(一般的な打ち抜きでの材料押さえ部に対応)とを形成する(図3(D)参照)ことを可能としたものである。図4(B)の受けロール30の構成においては、一般的に弾性体の肉厚寸法と硬度は反比例することになり、本発明の凸型である微細突起(エンボス)11の位置に対応して肉厚の厚い部分aを配置することで、金型による打ち抜き加工に近い成形を可能にするものである(図4(C)参照)。この場合の凹凸形状34の立ち上がり角度αは可能であるが、ない方(立ち上がり角度が90度)が有効である。その理由は、受けロール芯金32の凹形状のエッジ部分と微細突起(エンボス)11のエッジ部分とが刃物機能を果たすためである。この凹凸形状34は、ロール芯金32の外周面に円周状の突出した峰の列を形成することで構成されている。
Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 4B, a predetermined
次に、金属箔20の成形後に受けロール30上に埋没する「残留抜き屑」の対策について説明する。図1及び図2に示すように、受けロール30表面の弾性体33に付着した抜き屑21は、下流に設けられた払い落としブラシロール39,39によって払い落とされる。しかしながら、この抜き屑21が、受けロール30表面の弾性体33に埋没して「残留抜き屑」となってしまうと、次の成形工程にも悪影響を与え、金属箔としての特性を保ち得ないものである。
Next, countermeasures for “residual debris” buried on the receiving
このように成形ロール30の表面に埋没して付着した粉塵を強制的に掻き落とすことにより、「残留抜き屑」の埋没対策を行うだけでは完全とは言い切れない。そこで、本発明においては、「残留抜き屑」をより除去しやすい方法を考えたものである。そのために考え出された案が、成形ロール10の凸型の微細突起(エンボス)11頂部に所定パターンの凹部を形成するものである。
Thus, by forcibly scraping off dust adhering to and adhering to the surface of the forming
これを、図5を用いて説明する。この成形ロール10の凸型の微細突起(エンボス)11頂部に所定パターンの凹部を形成することは、(1)切れ味の向上と(2)切り屑の除去性の向上の目的がある。
This will be described with reference to FIG. Forming a concave portion having a predetermined pattern on the top of the convex fine protrusion (emboss) 11 of the forming
まず、切れ味の向上であるが、凸型の微細突起(エンボス)11が回転刃物として金属箔20に作用する際に、金属箔20が図5(C)の左右図上のようにして刃物との関係になり、その間にスベリ現象が生じない用に改善すれば、切れ味が向上する。そのために、微細突起(エンボス)11頂部に凹部35を形成する(図5(A)右図)ものである。これによって、図5(C)の右図下に示すように、微細突起(エンボス)11のエッジ部が鋭利に金属箔20に切り込み作用をする。そして、図4に示す受けロール芯金32の外周面側の凸形状34と相まって、切れ味の向上を達成することができる。
First, in order to improve the sharpness, when the convex fine protrusions (embosses) 11 act on the
次に、切り屑の除去性の向上については、図5(D)の右図に示すように、図5(D)の左図に示す「エンボス頂部が平坦な場合」では、切り屑21が完全に受けロール30の弾性体33の中に入り込み、埋没切り屑21’となって除去できなくなる危険性が発生しないとは限らなかった。本発明のように、電気自動車及び家電等の電気エネルギー源としての電池・キャパシター等に用いられる集電体電極箔として用いられる金属箔としては、極々小さな残留切り屑の可能性であっても大問題となる場合がある。そこで、埋没切り屑21’の形状を回転ブラシ39,39によって確実に除去できる形状とすることが考えられた。
Next, with regard to the improvement in chip removability, as shown in the right diagram of FIG. 5D, in the case where the top of the emboss is flat shown in the left diagram of FIG. There is no guarantee that there will be no danger of completely entering the
つまり、図5(A)の右図に示すように、凸型の微細突起(エンボス)11頂部に凹部35を形成することにより(図5(B)右図上参照)、それによって成形された切り屑21は、図5(B)右図下のように中央部が微細突起(エンボス)11頂部の凹部35に対応した凸部(符号なし)が形成される(図5(B)右図下)。これにより、エンボス頂部が平坦な場合には、切り屑21が埋没切り屑21’となり、回転ブラシ39,39によっての排除が困難となる危険性もあったが、エンボス頂部に凹部を形成したために、切り屑21に凸部が成形され、受けロール30への埋没切り屑21’となったとしても、確実な除去が可能となるものである。本発明の実施例では、回転ブラシ39,39を用いているが、1枚以上のブレードならなるスクレーパ(詳細は図示せず)を設けることによっても目的は達成可能である。勿論、スクレーパと回転ブラシとを併用することも可能である。このように、受けロール30の表面上に残留の切り屑が存在しないことが、確実で安定した穴加工の基本である。ここで、頂部に凹部35を形成した凸型の微細突起(エンボス)11の大まかな寸法は凸型11の高さh2は0.1〜0.4mm、凹部35の深さh3は0.1〜0.3mm、凸型11の頂面の径d2は0.3〜1.0mm、凹部35の径d3は0.2〜0.8mmが好ましい数値範囲である。
That is, as shown in the right figure of FIG. 5A, the
次に、図6に示す第2の実施例は、第1受けロール30と第2受けロール40の更に下流側に、第1のブラシロール50、第2のブラシロール55及び第3の払い落としブラシロール56が設けられているものである。
Next, in the second embodiment shown in FIG. 6, the
本発明の金属箔ロール成形装置に適用されるブラシロール50,55及び払い落としブラシロール56は、実質的に同じ構造を備えている。ブラシロール50,55及び払い落としブラシロール56は、樹脂製の導電性で弾性繊維を持つブラシであり、孔加工でのバリ状の微小高さの「カエリ」の間に挟まり固定されている排除困難な残留抜き屑21の排除に有効な硬さ及び密集度を持つものである。これ等のブラシロール50及び55は、設置スペースとの関係により寸法は任意に設定すれば良い。但し、加工孔内に残留した抜き屑21の排除には、有効な硬さ及び密集度は必要である。本実施例のブラシロール50及び55の材質は主にカーボン繊維であり、必要に応じてナイロン繊維を併用することが可能である。本実施例のブラシロール50及び55の回転方向は、被加工金属箔20の回転移動の方向に対向する方向であり、その回転速度は800rpm前後であり、ロール成形金型回転速度は8〜10rpmである。さらに、成形ロール10の微細突起(エンボス)11に付着した粉塵等を排除するために、成型ロール10の金属箔20の導入部よりも回転方向で上流側に払い落としブラシロール56を設けることにより、成形ロール10の凸型の微細突起(エンボス)11から粉塵を直接的に掻き落とすことができる。この場合は、当然のことではあるが、除去された切り屑21が新たに供給される金属箔20上に落下しないように吸引装置(図示せず)等により除塵する必要がある。
The brush rolls 50 and 55 and the brush-off
更に、本発明の金属箔ロール成形装置の第3の実施例においては、図7に示すように、成形ロール10の円周沿って、更に多くの複数のブラシロール51,52,53,54(4連ブラシロール)の設置が可能になるように、成形ロール10の外径を大きくしたり、設置スペース、ロール成形金型製作等の諸条件の許す範囲で可能な限り選択したりすることで、回転及び揺動するブラシロールの配置の数量を増加することが可能である。これにより、成形加工後のバリ状の微小高さの「カエリ」の間に挟まり固定されている排除困難な残留抜き屑21の排除が可能となる。さらに、成形ロール10の凸型の微細突起(エンボス)11に付着した粉塵等を排除するために、第2の実施例と同様に、成型ロール10の金属箔20の導入部よりも回転方向で上流側に払い落としブラシロール56を設けることにより、成形ロール10の微細突起(エンボス)11から粉塵を直接的に掻き落とすことができる。
Furthermore, in the third embodiment of the metal foil roll forming apparatus of the present invention, as shown in FIG. 7, a plurality of brush rolls 51, 52, 53, 54 (along the circumference of the forming roll 10). By making the outer diameter of the forming
次に、本発明の装置を使用する金属箔ロール成形方法の発明について、主に図9を用いて説明する。本発明の装置を使用する金属箔ロール成形方法は、成形ロール10が回転する軌跡中で加工を行うために、成形ロール10の表面の凸状切刃型(エンボス)11は、金属箔20の移動方向と移動速度に同期して、成形ロール10の回転方向に移動しながら金属箔20に接近してくる。被加工金属箔20は、成形ロール10表面の凸状切刃型(エンボス)11と受けロール30によって、挟み込み位置A近傍において挟み込まれる。受けロール30表面のゴムは、成形ロール10表面の凸状切刃型(エンボス)11からの押圧力によって変形し初め、挟み込まれた被加工金属箔20を切断し始める。成形ロール10の回転が進むと、成形ロール10表面の凸状切刃型(エンボス)11の受けロール30表面のゴム内への侵入が進み、凸状切刃型11がその変形終了に近づくに連れて、被加工金属箔20から抜き屑21が切断され、抜き屑21は受けロール30表面のゴム内に取り残されて、金属箔20から分離される(図8(A))。
Next, the invention of the metal foil roll forming method using the apparatus of the present invention will be described mainly with reference to FIG. In the metal foil roll forming method using the apparatus of the present invention, the convex cutting edge die (emboss) 11 on the surface of the forming
しかしながら、凸状切刃型(エンボス)11に対し切断反力である受けロール30の表面ゴム圧が不安定であるために抜き孔22の成形が不完全加工になり易い。そこで、本発明の金属箔ロール成形方法では、成形ロール10の円周上に、挟み込み位置A近傍から離間位置C近傍までの成形加工領域Xを広く取り、その領域X内では成形ロール10に金属箔20を長い間巻き付けておき、その間に複数の受けロール30,40により、金属箔20が確実に受けロール表面のゴム変形の最大位置(最大反力位置)で接触するために確実な加工が可能となる。
However, since the surface rubber pressure of the receiving
更に、本発明では、複数の受けロール30,40の対向配置による回転のみでは前記した反力不安定により発生すると予想される不完全加工、即ち、ハーフカットや、バリ状の微小高さの「カエリ」の間に挟まり固定されている抜き屑21(図9(B))の排除が困難な場合があるので、その対策も取られている。つまり、前述の図8に示す様に、回転しているブラシロール50を軸方向にストローク長さ2mmで100spmで揺動する2軸駆動の機構を採用したものである。
Furthermore, in the present invention, incomplete machining that is expected to occur due to the above-described instability of the reaction force only by the rotation of the plurality of receiving rolls 30 and 40 facing each other, that is, half-cut or burr-like minute height “ Since it may be difficult to eliminate the scraps 21 (FIG. 9B) sandwiched and fixed between “burrs”, measures are also taken. That is, as shown in FIG. 8 described above, a two-axis drive mechanism is employed in which the
このように、本発明の装置を使用する金属箔ロール成形方法においては、成形加工後のバリ状の微小高さの「カエリ」の間に挟まり固定されている排除困難な残留抜き屑21等の除去動作が達成される。この除去動作は、囲われた空間内で静圧2.5Kpaのエアーを吸引する雰囲気内で行われる。これらの構成は、詳細な図示はしないが、挟み込み位置A近傍から離間位置C近傍までの成形加工領域Xを囲われた空間で覆い、その空間内のエアーを吸引することにより、各ブラシロール50等で囲われた空間内に舞い上げられた抜き屑や微粉を集塵機(図示せず)で確実に収納する。
As described above, in the metal foil roll forming method using the apparatus of the present invention, it is difficult to remove the
このようにして、本発明の装置においては、成形ロール10と第1の受けロール30の間での第1の成形加工動作の後も、長い間、金属箔20は成形ロール10に巻き付けられたままで回転移送され、第2の受けロール40によって、第2の成形加工動作を受けることになる。ここで、第1の成形加工動作によっては完全に抜かれていない不完全加工部分、即ち、ハーフカットや、バリ状の微小高さの「カエリ」の間に挟まり固定されている抜き屑21等が、第2の成形加工動作によって完全に加工されることになる。やはり、第2の成形加工動作領域においても、金属箔20から抜かれた抜き屑21は第2の受けロール40表面のゴムに付着し、下流に設けられた払い落としブラシロール49によって払い落とされる。
Thus, in the apparatus of the present invention, the
以上によっても、なお、成形加工後の金属箔20に同伴する抜き屑21や粉塵等は、抜き屑排除ユニット50により除去される。抜き屑21や粉塵等が除去された金属箔20は、成形加工領域から出た後に、導出ロール60,66により方向転換され、方向転換後に水平移動位置において、抜き加工により金属箔20に発生した加工バリとしての「カエリ」を圧延ユニッット80により圧延し箔厚をロール成形加工前の原箔厚に近いレベルにする。
Also by the above, the
この圧延ユニット80は、図10にて説明すると、上下に一対の80mmφの金属製ロール81,82を設け、そのバックアップとして120mmφ補強ローラ83,84を備え、その両側にはガイドロール85,86を配置している。両側に配置したガイドロール85,86は、通称「ゼブラロール」と呼ばれ、金属箔20を巾方向に広げる機能を持たせている。尚、加圧については、ロール構造に強度を充分に持たせて、ロール間の隙間を制御することで加圧後の厚みを管理するものである。また、80mmφの下ロール82はモータ(図示なし)により、金属箔20の巻取り速度と同調して回転して箔送りをしているものである。被加工金属箔20の厚み等の条件により、上下ロール81,82の変形が無視できないときには、補強ロール83,84を設置することが有効である。
10, this rolling
このように、抜き加工により金属箔20に発生した加工バリとしての「カエリ」を圧延ユニッット80により圧延して、箔の厚みをロール成形加工前の原箔厚に近いレベルにすることは可能であるが、ここで一つの新たな問題が発生する場合がある。図12を用いて説明する。
Thus, it is possible to roll the “burr” as a processing burr generated in the
例えば、本発明の装置を用いて金属箔20に多孔を成形すると、図12(A)左図及び右図に示すような加工バリが発生する。ただし、図12の各図において、バリは理解の容易性のために強調して描かれている。このように加工バリが発生した金属箔20は、その後工程において、成形した抜き孔22の背面に残った加工バリcとしての「カエリ」を圧延ユニッット80により圧延して、最所の金属箔20の厚みと略等しい厚みにされる。この際に、金属箔20の加工部分a(多孔成形加工部分)と未加工部分b(箔の両縁部)とにおいて圧延時の伸びの量が相違する。このために、圧延後の金属箔20には、図12(B)左図に示すごとく、多くのシワdが発生する場合がある。これは、厚みの異なる箔材(加工部分aの厚み=t2、未加工部分bの厚み=t1、t2>t1)を圧延ロール80にて均一に加圧・圧延すると、箔の移動方向に伸びが発生し、未加工部分b(厚みt1)と加工部分a(厚みt2)の伸びが異なるため、長尺の連続加工においては高い頻度でシワdが発生し、箔表面に圧延されたスジとなって現れる。このような現象は、理論的には明確であり、圧延加工での圧延量が少ない金属箔の加工においては避けがたい課題である。
For example, when a hole is formed in the
そこで、本発明においては、図12(C)左図に示すように、金属箔20の加工部分aに抜き孔22の貫通孔加工を施すと同時に、未加工部分bには貫通しないエンボス加工部eを同一パターンで加工するものである。このエンボス加工部eの高さ(t3)は、図12(C)右図に示すように、孔加工でのカエリcの高さ(t2)と略等しいか少し低くする(t3≦t2)ことが望ましい。これにより、ロール加工での両者の伸び率を可能な限り等しくすることにより圧延後のシワの発生を防止することが可能である。このエンボス加工部eの具体的形状の一例を図12(D)の左図及び右図に示す。図12(D)左図は単にお椀状のエンボスであり、図12(D)右図は「キ」字形のエンボスを成形した例を示している。
Therefore, in the present invention, as shown in the left drawing of FIG. 12C, the embossed portion that does not penetrate the unprocessed portion b at the same time as the through-hole processing of the punched
このようなエンボスの加工方法は、同じ成形ロール10の凸型の微細突起(エンボス)11の刃部のエッジを丸めるか、別の形状の突起を設けることにより実現できると共に、受けロール30の端部近傍を段差加工、即ち、端部近傍の受けロール30の径を中央部の孔加工部の径よりも小径にすることでも実現することが可能である。ここでは、いずれの実現手段によっても、t3≒t2又はt3≦t2となるように調整することは重要である。
Such an embossing processing method can be realized by rounding the edge of the blade portion of the convex fine protrusion (emboss) 11 of the same forming
本発明の実施例においては、更に、新規な除塵洗浄・バリ取りユニットを積極的に設けることも可能である。その新規な除塵洗浄・バリ取りユニットは超音波・電界エッチング手段150であり、その詳細を図13に示す。この超音波・電界エッチング手段150は、本発明の多孔金属箔20のバリ取りに用いられるのみでなく、連続的に供給される板状・ウエブ状の材料のバリ取りであれば、一般的なスリッターのバリ取り手段への転用も可能である。
In the embodiment of the present invention, it is also possible to actively provide a new dust removal cleaning / deburring unit. The new dust removal cleaning / deburring unit is an ultrasonic wave / electric field etching means 150, and its details are shown in FIG. This ultrasonic / electric field etching means 150 is not only used for deburring the
超音波・電界エッチング手段150は、内部に超音波発振機160を備えた超音波洗浄槽151が備えられており、電荷及び超音波が凸部へ集中する特性を利用することで、本多孔金属箔の加工返り面を超音波発振機160に対向・搬送する機能を具備している。この超音波洗浄槽151には洗浄水152が液面153まで入れられており、この洗浄水152は循環使用されている。この循環される洗浄水152は中空糸膜で構成されたフィルタ(図示せず)内を通過する間に減圧され洗浄水中の空気が除かれ(脱気)空気のブレーキ効果を排除する。処理されるべき金属箔20は、回転ドラム154の周囲に向けて電極ローラ155によって供給されニップルロール156によって離される。その間、金属箔20は回転ドラム154の周囲に接触して同時に回転させられる。回転ドラム154の周辺近傍には少し距離を離して電極片159が配置され、その両端部には電極部材157,158が設けられている。この電極部材157,158及び回転ドラム154は、夫々の設置高さは調節可能に構成(詳細な構成は図示せず)されている。
The ultrasonic / electric field etching means 150 is provided with an
超音波・電界エッチング手段150は、このような構成により、回転ドラム154の周りで(電極ローラ155によって金属箔20に通電)電極片159との間に電界を生じさせ、そこに超音波発振機160によって発振された超音波を作用せしめて、金属疲労によりバリ取りを行うものであるが、超音波による洗浄水152のキャビテーションの真空核の生成・崩壊の力を強化してバリへの振動効果を高めるものである。
With such a configuration, the ultrasonic / electric field etching means 150 generates an electric field between the
回転ドラム154よりニップルロール156によって引き出された金属箔20は、熱風乾燥室165によって乾燥される。この超音波・電界エッチング手段150は、実際の多孔金属箔のロール成形装置のシステムとしては、加工返りの凸形状がある状態にて第2圧延手段の前に供えるのが適切である。これは、図3のシステム構成図の矢印Aの位置に配置するものである。さらには、別の態様として、図3のシステム構成図の矢印Bの位置、つまり、加工済み金属箔を巻き取る直前である耳端位置制御装置(EPC)120の前段に配置することも可能である。
The
図2に全体構成を示す金属箔ロール成形装置のシステムでは、加工完成箔の巻取り直前にて、万が一にも金属箔20に同伴して来る抜き加工微粉の排除の目的でエアー除塵ユニット90及びクリーニング機能付き除塵ローラユニット100を備えている。図3に全体構成を示す金属箔ロール成形装置のシステムでは、このエアー除塵ユニット90は第1圧延ロール80による圧延工程の直後に設けている。
In the system of the metal foil roll forming apparatus whose overall configuration is shown in FIG. 2, the air
このエアー除塵ユニット90は、図11(A)及び(B)に示すように、理想的には可能な限り金属箔20の成形加工後の孔ピッチ(図11(C))に合せたエアーの噴出し穴121,121,121・・・の空いたプレート124と、それに対称位置にエアー吸引穴122,122,122・・・の空いたプレート125との間を微細孔加工後の金属箔20が移動する構成のユニットである。またそのプレートの金属箔20が移動する部分には、箔表面に接触する位置に長方形に囲った柔らかいブラシ123を配置し、微粉末を金属箔20の表面より剥離させる機能を持たせている。微粉末は剥離され舞い上がることでエアー集塵することが可能となる。尚、噴出しエアー圧は2〜3kg/cm2であり、吸引は集塵機静圧で2.5Kpaである。除塵の為のエアー通過孔は巾1mmの斜め長孔を巾100×長さ300の面積の上下プレートに必要数設置されている。
As shown in FIGS. 11 (A) and (B), the air
以上説明した通り、本発明の加工屑・微粉・塵を排除した孔明き金属箔の成形装置及び成形方法によれば、簡単な金型を弾性体に加圧することで金属箔の孔を形成しているので、コストをやすく抑え、しかもロール成型法であるために連続加工工法であり更には今後の該金属箔を用いた集電体電極用途のトレンドである薄い箔への微細孔加工に対しては微細凸形状の金型により、安定した生産性の高い、加工屑・微粉・塵を含まない、加工カエリ等の厚みも抑えた理想的な金属箔を市場に提供することが可能になる。 As described above, according to the forming apparatus and forming method of a perforated metal foil that excludes processing waste, fine powder, and dust according to the present invention, a metal mold hole is formed by pressing a simple mold against an elastic body. Therefore, cost reduction is easy, and since it is a roll molding method, it is a continuous processing method. Furthermore, for the micro-hole processing to thin foil which is the trend of current collector electrode application using the metal foil in the future In addition, the fine convex mold makes it possible to provide the market with ideal metal foil that is stable and highly productive, does not contain processing waste, fine powder, and dust, and has reduced thickness of processing dust. .
本発明は、これにより、厚さ50μm以下の金属箔を、表面に微細な凸型を形成した金属製の成形ロールと該金属箔を挟んで対向する弾性体よりなる受けロールにて長尺の金属箔に対し孔明け等の連続加工を行うロール成形システムである。同時に、加工直後の第1受けロールの弾性体に埋め込まれた加工屑・微粉を、高速回転する複数の弾性繊維ブラシロールの動作で、また成形ロールの回転方向に先方に、一つ又はそれ以上の第2、第3となる受けロール(第1受けロールと同一機能・性能を有する)を配設し、更に、金属箔が成形ロールの凸部に被嵌して機械的に安定した状態で移送される間に、複数の弾性繊維ブラシロールの高速回転動作によって、加工屑等を排除する。更には、金属箔の巻取り直前では自ら洗浄機能を有する粘着ラバーローラ、或いは超音波・電界エッチングユニットを配置して、ハーフカットへの対応、及び加工屑・箔表面付着微粉・塵を排除するロール成形システムを提供するものである。これにより、装置における加工設備での振動や組立公差の累積等によって避け得ない加工屑・箔表面付着微粉・塵をも排除しようとするものである。 Accordingly, the present invention allows a metal foil having a thickness of 50 μm or less to be elongated with a metal forming roll having a fine convex shape formed on the surface thereof and a receiving roll made of an elastic body facing the metal foil. It is a roll forming system that performs continuous processing such as drilling on metal foil. At the same time, one or more processing scraps and fine powders embedded in the elastic body of the first receiving roll immediately after processing are operated by a plurality of elastic fiber brush rolls rotating at high speed and in the direction of rotation of the forming roll. The second and third receiving rolls (having the same function and performance as the first receiving roll) are disposed, and the metal foil is fitted on the convex portion of the forming roll and is mechanically stable. While being transferred, the processing waste and the like are removed by the high-speed rotation operation of the plurality of elastic fiber brush rolls. In addition, an adhesive rubber roller that has its own cleaning function or an ultrasonic / electric field etching unit is placed immediately before winding of the metal foil to cope with half-cutting and to eliminate processing dust, foil surface adhering fine powder and dust. A roll forming system is provided. As a result, processing waste, foil surface adhering fine powder, and dust that are unavoidable due to vibrations in processing equipment in the apparatus, accumulation of assembly tolerances, and the like are to be eliminated.
前述したように、一般的な金型による打ち抜き加工の場合には、一般的理論として材料の加工時の逃げを可能な限り押さえ込むことにより、精密加工が可能となり、切れ味を良好にすること可能となる。それに対して、本発明の成形ロールによる加工の場合には、図14(A)に示すように、成形ロール10の中央部付近aは受けロール30の弾性体外周ロール33と金属箔20の接触面全てが材料押さえの機能を備えているものであるが、成形ロール10の端面近傍bでは押さえる部材が存在せず、孔加工が不安定な部分Lとなる。そこで、成形後の工程で、その不安定部分Lを連続トリム(図14(B))して、その加工屑を吸引又は排除して、金属箔20の品質を向上させることが可能である。図3に全体構成を示す金属箔ロール成形装置のシステムでは、エアー除塵ユニット90の後段にスリッターユニット110として備えている。
As mentioned above, in the case of punching with a general mold, as a general theory, it is possible to perform precision processing and to improve the sharpness by suppressing the escape during processing of the material as much as possible. Become. On the other hand, in the case of processing by the forming roll of the present invention, as shown in FIG. 14 (A), the vicinity of the central portion a of the forming
本発明は、特に、携帯用の電子機器や電気自動車のリチュームイオン電池、リチュームイオンキャパシタ用に用いられるものであり、主に銅箔を実施例として説明しているが、本発明の利用可能性は、銅箔に限られるものではなく、アルミ箔にも応用が可能なものであり、用途も2次電池用に限られるものではない。 The present invention is particularly used for a portable electronic device, a lithium ion battery of an electric vehicle, and a lithium ion capacitor, and mainly describes a copper foil as an example. Is not limited to copper foil, but can also be applied to aluminum foil, and its use is not limited to secondary batteries.
10 成形ロール、11 凸状切刃型(微細突起、エンボス)、
20 金属箔(被加工箔)、21 抜き屑、21’ 埋没切り屑
25 送り出しローラ、26 巻き取りロール
30 第1受けロール、39 払い落としブラシロール、
40 第2受けロール、49 払い落としブラシロール、
50,55 ブラシロール、56 払い落としブラシロール
80 圧延ユニット、90 エアー除塵ユニット
100 除塵ローラユニット、110 スリッターユニット
120 耳端位置制御装置(EPC)
150 超音波・電界エッチング手段
10 forming rolls, 11 convex cutting edge molds (fine projections, embossing),
20 Metal foil (working foil), 21 Excavation, 21 'Implanted
40 Second receiving roll, 49 Brush-off brush roll,
50, 55 Brush roll, 56 Brush-off
150 Ultrasonic and electric field etching means
Claims (5)
前記成形ロールには、円周状のロール表面全周に渡って微細な凸型を多数形成してあり、前記受けロールは、前記成形ロール表面の凸型に対向して圧接されて弾性変形する弾性体表面より成るロールであり、
前記長尺金属箔は、前記成形ロール表面の凸型に対して、噛み込み位置Aにおいて噛み込み導入され離間位置Cにおいて離間するように構成され、前記噛み込み位置Aから前記離間位置Cまでの成形加工領域Xが前記成形ロール表面全周域の内の180度以上を占めるように構成されており、
前記受けロールは複数設けられて、前記長尺金属箔の流れに沿って配置された第1受けロールと第2受けロールから成り、前記第1受けロールは前記噛み込み位置A近傍に配置され、前記第2受けロールは前記第1受けロールより前記長尺金属箔の流れに沿って下流側の前記成形加工領域X内に配置されており、
これにより前記長尺金属箔は、前記成形加工領域Xにおいて前記成形ロール表面の凸型に対して噛み込まれた状態を維持して該成形ロールと共に回転して、前記成形ロールと前記第1及び第2受けロールとの間で、前記多数の微細な抜き孔を成形するように構成されており、
前記成形ロール表面に形成された凸型により打ち抜き成形された前記長尺金属箔の抜き屑は、前記第1及び第2受けロール上に残され、
前記第1及び第2受けロールに対して、夫々の受けロール上に残された前記抜き屑を当該受けロールの弾性体表面から除去する回転ブラシを夫々備えたことを特徴とする多孔金属箔のロール成形装置。 Rewinds the metal foil elongated coiled, by molding a large number of fine vent holes to the metal foil sandwiched in between the rolls undergo the long metal foil web and the forming roll, after the fine vent holes formed It is a roll forming device of a porous metal foil that winds the long metal foil again into a coil shape,
Wherein the forming roll, over the entire circumference circumferential roll surface Yes forming a large number of fine convex, the receiving roll is pressed against to elastically deform so as to face the convex of the forming roll surface A roll made of an elastic surface,
The long metal foil is configured to be bitten and introduced at a biting position A and to be separated at a separation position C with respect to the convex mold on the surface of the forming roll, and from the biting position A to the separation position C. molding region X is configured to occupy more than 180 degrees of the total circumference area the forming roll surface,
A plurality of the receiving rolls are provided, and are composed of a first receiving roll and a second receiving roll arranged along the flow of the long metal foil, and the first receiving roll is arranged in the vicinity of the biting position A, The second receiving roll is arranged in the forming region X on the downstream side along the flow of the long metal foil from the first receiving roll,
As a result, the long metal foil maintains a state of being bitten with respect to the convex mold on the surface of the forming roll in the forming region X, rotates together with the forming roll, and the forming roll and the first and It is comprised so that the said many fine punch holes may be shape | molded between 2nd receiving rolls ,
The strips of the long metal foil punched and formed by the convex mold formed on the surface of the forming roll are left on the first and second receiving rolls,
A porous metal foil characterized in that each of the first and second receiving rolls includes a rotating brush that removes the scraps left on each receiving roll from the elastic body surface of the receiving roll . Roll forming device.
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