Procedimiento y aparato para la fabricación de un material de revestimiento.

Procedimiento para la fabricación de un material de revestimiento de ingredientes mezclados que incluyen unpolvo y un solvente

, comprendiendo el procedimiento:

una etapa de agitación preliminar para agitar preliminarmente los ingredientes para obtener una suspensiónintermedia;

una etapa de agitación de alta velocidad para agitar de manera continua la suspensión intermedia en un agitador dealta velocidad que incluye un contenedor y un elemento rotativo que gira a alta velocidad ligeramente hacia el interiorde una superficie de la pared interior del contenedor, en el que se hace que la suspensión intermedia exista enforma de película entre el elemento rotativo y la superficie de la pared interior mediante una fuerza centrífuga delelemento rotativo para obtener una suspensión agitada; y

una etapa de despumado por vacío para despumar por vacío la suspensión agitada en un tanque de tratamientodotado de una pala de agitación para obtener una suspensión despumada,

en el que la etapa de agitación preliminar comprende la carga de los ingredientes en un tanque de agitaciónpreliminar dotado de una pala de agitación para llevar a cabo la agitación, la introducción de la suspensiónintermedia en un tanque de almacenamiento dotado de una pala de agitación y el suministro continuo de lasuspensión intermedia desde el tanque de almacenamiento al agitador de alta velocidad para la etapa de agitaciónde alta velocidad.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2009/063853.

Solicitante: PRIMIX CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 8-16-43, Ebie Fukushima-ku Osaka-shi Osaka 553-0001 JAPON.

Inventor/es: FURUICHI,HISASHI, OHATA,TSUMORU.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > PROCEDIMIENTOS O MEDIOS, p. ej., BATERIAS, PARA LA... > Electrodos > H01M4/04 (Procesos de fabricación en general)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > MEZCLA, p. ej. DISOLUCION, EMULSION, DISPERSION (mezcla... > Mezcladores con agitadores giratorios en recipientes... > B01F7/16 (con agitadores que giran alrededor de un eje vertical)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS,... > C09D201/00 (Composiciones de revestimiento a base de compuestos macromoleculares no especificados)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > MEZCLA, p. ej. DISOLUCION, EMULSION, DISPERSION (mezcla... > B01F1/00 (Disolución (separación por disolución B01D; disolución prevista para obtener una refrigeración F25D 5/00))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS,... > Características de las composiciones de revestimiento... > C09D7/14 (Procesos especiales para la incorporación de ingredientes)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > CONDENSADORES; CONDENSADORES, RECTIFICADORES, DETECTORES,... > H01G13/00 (Aparatos especialmente adaptados para fabricar condensadores; Procesos especialmente adaptados a la fabricación de condensadores no previstos en los grupos H01G 4/00 - H01G 11/00)

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Procedimiento y aparato para la fabricación de un material de revestimiento.

Fragmento de la descripción:

Procedimiento y aparato para la fabricación de un material de revestimiento SECTOR TÉCNICO

La presente invención se refiere a un procedimiento y a un aparato para la fabricación de materiales de revestimiento, incluyendo un material de electrodos para baterías.

ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA

Se espera que la demanda de baterías tales como baterías secundarias de iones de litio, siga aumentando en el futuro, para utilizar como una fuente de alimentación para dispositivos electrónicos portátiles o automóviles eléctricos, y almacenamiento de energía eléctrica generada por una instalación de generación de energía solar o eólica, por ejemplo. En cuanto a estas baterías, se exige una reducción en tamaño y peso, así como una mejora en la seguridad. Por ejemplo, al utilizar baterías de iones de litio como fuente de alimentación de un automóvil eléctrico, se utilizan una serie de baterías conectadas en serie. Si una sola de estas baterías tiene un defecto de electrodos, el riesgo de incendio aumenta. Por otra parte, para proporcionar una batería más pequeña con una mayor capacidad, la película de electrodo necesita ser más delgada.

Para llevar a cabo la reducción del grosor de una batería garantizando simultáneamente la seguridad, es necesario aplicar un material de revestimiento de los electrodos sobre un material de base del electrodo fina y uniformemente sobre toda la superficie del material de base del electrodo, lo que, no obstante, es muy difícil. Si el material de revestimiento del electrodo se aplica sobre el material de base del electrodo no es uniforme o incluye agregados dispersos sobre el material, tiene lugar un defecto en el electrodo, provocando un deterioro significativo de la seguridad.

Generalmente, en un procedimiento convencional de fabricación de un material de revestimiento de electrodos de una batería secundaria, los ingredientes se introducen en un contenedor mediante un proceso por lotes y son agitados para su dispersión girando una pala de agitación, tal como se propone, por ejemplo, en el documento de patente 1.

No obstante, dado que el procedimiento de fabricación del material de revestimiento de electrodos descrito anteriormente utiliza un proceso por lotes para la agitación del material, no se asegura una agitación perfectamente uniforme. De esta manera, se puede generar materia no dispersada (materia agregada) a partir del material que se adhiere al contenedor o del material que permanece sin agitar adyacente al eje de la pala de agitación. Además, cuando se repite la etapa de agitación sin limpiar el contenedor, aumenta la cantidad del material acumulado particularmente en la parte de accionamiento del eje de la pala de agitación en una parte superior del contenedor o en la superficie interior del contenedor, y esto se puede mezclar, como materia agregada, en el material de revestimiento, Además, dado que la dispersión no es satisfactoria, la agregación tiene lugar a menudo en el material una vez dispersado.

Convencionalmente, por tanto, dicha materia no dispersada o agregados en el material de revestimiento obtenidos completando la etapa de agitación anteriormente descrita se retiran normalmente con un filtro. No obstante, los agregados menores que un cierto tamaño de partícula no pueden ser retirados fiablemente incluso con un filtro. En una etapa de revestimiento en la que el material de revestimiento preparado de esta manera se suministra a una boquilla de inyección y se aplica a un material de electrodos base, los agregados se pueden atascar entre la boquilla de inyección y el material de electrodos base, provocando un fallo en la aplicación tal como la formación de un patrón de revestimiento lineal o la dispersión de los agregados sobre la superficie de revestimiento.

Para mejorar el rendimiento de una batería secundaria, necesita reducirse el tamaño de las partículas del material de electrodos. No obstante, en el procedimiento convencional en el que la etapa de filtrado para retirar los agregados del material de revestimiento es esencial, la retirada de agregados o similar utilizando un filtro con una malla más pequeña tarda mucho tiempo, resultando en un deterioro considerable de la eficiencia de la producción.

De esta manera, el procedimiento convencional para fabricar un material de revestimiento de electrodos no es satisfactorio, en términos de fabricación eficiente de un material de revestimiento de electrodos capaz de conseguir la reducción en el grosor de la película del electrodo aún manteniendo una elevada seguridad.

El documento EP 1 978 063 da a conocer un procedimiento para preparar una dispersión acuosa para utilizar en la fabricación de un revestimiento hidrófobo. El procedimiento comprende la mezcla de una dispersión acuosa de un aglutinante polimérico con una mezcla de partículas inorgánicas y, al menos, un ácido graso o una sal del mismo.

El documento EP 1 754 757 da a conocer un procedimiento para preparar un agente colorante seco, en particular, para utilizar en la coloración de una composición de revestimiento. El proceso comprende la mezcla de al menos dos pigmentos de color y un dispersante en presencia de un portador líquido para formar una mezcla de dispersión de agente colorante homogéneo y secando la dispersión del agente colorante para formar partículas. En uso, el agente colorante en polvo se agita en una pintura base bien según una fórmula o a ojo para fabricar el tono de color deseado.

El documento EP 1 152 041 da a conocer un procedimiento para la preparación de una composición de revestimiento acuosa. El procedimiento comprende la mezcla de una primera composición con una segunda composición mediante agitación. La primera composición incluye un aglutinante soluble en agua, un pigmento con efecto especial y agua. La segunda composición es un aditivo reológico que incluye una resina de poliuretano soluble en agua, un silicato laminar inorgánico y agua.

El documento WO 01/70890 da a conocer un proceso para preparar un revestimiento filamentoso corto y un material de revestimiento estampado de múltiples colores para decorar un edificio. El proceso incluye la combinación de una composición altamente hidratada, un aglutinante colorante y una emulsión poliacrílica mediante un procedimiento de mezcla convencional en un recipiente abierto y añadiendo gradualmente una solución acuosa de sales metálicas complejas.

El documento EP 1 057 876 da a conocer un procedimiento de fabricación de una composición de pintura a base de agua de fraguado rápido de dos componentes. La composición se fabrica mezclando un componente reductor y un componente oxidante, bien manualmente, o con el uso de una mezcladora de paletas eléctrica o con el uso de un sistema de pulverización con mezcla de dos componentes.

TÉCNICA ANTERIOR

DOCUMENTO DE PATENTE

Documento de patente 1: JP-A-2004-199916

CARACTERÍSTICAS DE LA INVENCIÓN

PROBLEMA A RESOLVER POR LA INVENCIÓN

La presente invención se ha propuesto teniendo en cuenta las circunstancias descritas anteriormente. Por tanto, es un objeto de la presente invención dar a conocer un procedimiento y un aparato que sea capaz de eliminar o simplificar la etapa de eliminar agregados o similares y fabricar de manera eficiente un material de revestimiento que se puede aplicar fina y uniformemente sobre una superficie deseada.

MEDIOS PARA RESOLVER EL PROBLEMA

Para solucionar el problema descrito anteriormente, la presente invención utiliza los siguientes medios técnicos.

Según un primer aspecto de la presente invención, se da a conocer un procedimiento para fabricar un material de revestimiento de ingredientes mezclados incluyendo un material en polvo y un solvente.... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la fabricación de un material de revestimiento de ingredientes mezclados que incluyen un polvo y un solvente, comprendiendo el procedimiento:

una etapa de agitación preliminar para agitar preliminarmente los ingredientes para obtener una suspensión intermedia;

una etapa de agitación de alta velocidad para agitar de manera continua la suspensión intermedia en un agitador de alta velocidad que incluye un contenedor y un elemento rotativo que gira a alta velocidad ligeramente hacia el interior de una superficie de la pared interior del contenedor, en el que se hace que la suspensión intermedia exista en forma de película entre el elemento rotativo y la superficie de la pared interior mediante una fuerza centrífuga del elemento rotativo para obtener una suspensión agitada; y

una etapa de despumado por vacío para despumar por vacío la suspensión agitada en un tanque de tratamiento dotado de una pala de agitación para obtener una suspensión despumada,

en el que la etapa de agitación preliminar comprende la carga de los ingredientes en un tanque de agitación preliminar dotado de una pala de agitación para llevar a cabo la agitación, la introducción de la suspensión intermedia en un tanque de almacenamiento dotado de una pala de agitación y el suministro continuo de la suspensión intermedia desde el tanque de almacenamiento al agitador de alta velocidad para la etapa de agitación de alta velocidad.

2. Procedimiento para la fabricación de un material de revestimiento, según la reivindicación 1, en el que la suspensión agitada descargada desde el agitador de alta velocidad es introducida en un tanque intermedio y posteriormente transferida desde el tanque intermedio al tanque de tratamiento para la etapa de despumado por vacío.

3. Procedimiento para la fabricación de un material de revestimiento, según la reivindicación 2, en el que la etapa de despumado por vacío se lleva a cabo utilizando una serie de tanques de tratamiento, teniendo cada uno de ellos una función de ajuste de la temperatura y la suspensión agitada del tanque intermedio se suministra sucesivamente de manera selectiva a los tanques de tratamiento.

4. Procedimiento para la fabricación de un material de revestimiento, según la reivindicación 3, en el que la suspensión despumada se transfiere sucesivamente de manera selectiva desde los tanques de tratamiento hasta una etapa de revestimiento.

5. Procedimiento para la fabricación de material de revestimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el material de revestimiento es un material de electrodos para una batería secundaria de iones de litio o un 40 condensador.

6. Aparato para la fabricación de un material de revestimiento de ingredientes mezclados que incluyen un polvo y un solvente, comprendiendo el aparato:

un tanque de agitación preliminar para la carga de los ingredientes y para la agitación preliminar de los ingredientes para obtener una suspensión intermedia;

un agitador de alta velocidad para recibir la suspensión intermedia, incluyendo el agitador de alta velocidad un contenedor y un elemento rotativo que gira a elevada velocidad ligeramente hacia el interior de una superficie de la 50 pared interior del contenedor, para agitar de manera continua la suspensión intermedia de manera que se hace que exista en forma de película entre el elemento rotativo y la superficie de la pared interior mediante una fuerza centrífuga del elemento rotativo para obtener una suspensión agitada;

un tanque de tratamiento para recibir la suspensión agitada proporcionada por el agitador de alta velocidad y

despumar por vacío el material agitado mientras se agita con una pala de agitación para obtener una suspensión despumada, y

un transferidor para transferir la suspensión despumada a una etapa de revestimiento como un material de revestimiento,

el aparato comprende, además, un tanque de almacenamiento dotado de una pala de agitación para recibir la suspensión intermedia y suministrar de manera continua la suspensión intermedia al agitador de alta velocidad.

7. Aparato para la fabricación de un material de revestimiento, según la reivindicación 6, que comprende, además, un tanque intermedio para recibir la suspensión agitada descargada desde el agitador de alta velocidad y transferir la suspensión agitada al tanque de tratamiento.

8. Aparato para la fabricación de un material de revestimiento, según la reivindicación 7, en el que un conducto para suministrar la suspensión agitada, descargada desde el agitador de alta velocidad al tanque de almacenamiento se rodea de una vía para un medio de refrigeración.

9. Aparato para la fabricación de un material de revestimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en el

que el tanque de tratamiento comprende una serie de tanques de tratamiento rodeado cada uno de ellos por una vía para un medio de ajuste de la temperatura, en el que la suspensión agitada se suministra sucesivamente de manera selectiva.

10. Aparato para la fabricación de un material de revestimiento, según la reivindicación 9, en el que el transferidor 15 transfiere sucesivamente la suspensión despumada desde los tanques de tratamiento a la etapa de revestimiento.

11. Aparato para la fabricación de un material de revestimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, en el que el elemento rotativo del agitador de alta velocidad se encuentra en una forma de un cilindro dispuesto con un intersticio pequeño entre el mismo y la superficie de la pared interior del contenedor e incluye una serie de orificios que penetran en una dirección hacia el interior y hacia el exterior.

12. Aparato para la fabricación de un material de revestimiento, según la reivindicación 11, en el que el elemento rotativo la superficie de la pared interior del contenedor se fabrican parcial o totalmente de un material resistente al desgaste.

13. Aparato para la fabricación de un material de revestimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 12, en el que el material de revestimiento es un material de electrodos para la batería secundaria de iones de litio o un condensador.