JP4916904B2 - 電池用セパレータの包装体 - Google Patents

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Description

本発明は、電池の製造に使用される長尺のセパレータを巻回したリールを容器内に収納した包装体に関する。
電池には、正極と負極との間で電解液を保持するためにセパレータが用いられている。セパレータは、電池の製造工程への供給を効率よく行えるようにするため、ロール状に巻かれたセパレータ巻回体とされて電池の製造現場へ搬入されるのが一般的である。
従来、このようなセパレータ巻回体を電池の製造現場まで輸送するため、1本の棒材に複数のセパレータ巻回体を通し、これを樹脂製の袋に入れ、さらに段ボール等の箱に収納した包装形態が採られている。また、特許文献1にも、芯材にセパレータを巻回した複数の巻回体を、プレートを介して積層し、これを段ボール箱内に直接または袋を介して収納した包装体が開示されている。
実開平6−84674号公報
上述したような包装形態で製造現場へ搬入されたセパレータ巻回体は、電池の製造のために使用されるとき、一旦、袋に収納されているすべてのセパレータ巻回体がまとめて取り出される。取り出されたセパレータ巻回体のうち1つはセパレータスリット装置や電池巻回装置の送出軸にセットされるが、残りのセパレータ巻回体は、使用されるまでの間、平積みにされた状態で保管される。そのため、平積みされたセパレータ巻回体に異物が付着し、異物によってセパレータが汚染されたり、セパレータ巻回体同士がぶつかり、セパレータに傷が付いたりすることがあった。
また、従来の包装形態では、複数のセパレータ巻回体を1つの箱に収納しているため、搬入されたセパレータ巻回体を確認するために箱を開いて中身を確認する必要があり、取り扱いが煩雑であった。
一方、近年はリチウムイオン二次電池が電気自動車やハイブリッド自動車の動力用電池として有望視されており、リチウムイオン二次電池の大型化も進んでいる。そのため、セパレータの幅が広くなり、また、巻回型の電池においてはセパレータが長尺化する傾向にある。それに伴い、セパレータ巻回体が大型化するとともに重量も増大する。このことはセパレータ巻回体の取り扱い性の低下を招き、結果的に、取り扱い中にセパレータ巻回体をぶつけてセパレータを傷付ける要因にもなる。
そこで本発明は、セパレータ巻回体の保管中にセパレータに異物が付着することによる汚染を防止し、かつ取り扱い性にも優れた、セパレータ巻回体の包装体を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため本発明の包装体は、電池の製造に使用される長尺のセパレータを巻回した状態で収納した包装体であり、リールにセパレータを巻回した巻回体と、1つの巻回体を収納した容器と、を有している。リールは、外筒部と内筒部とを有し、内筒部の軸方向両端部が外筒部から突出するように構成された2段円筒状のリールであり、外筒部は軸方向の長さがセパレータの幅よりも長く、セパレータが外筒部の軸方向中央部で外筒部の外周面に巻回されている。そして、容器は、巻回体をその軸方向両側から包囲する第1半部と第2半部とを有し、第1半部および第2半部には、内筒部の外筒部から突出した部分が挿入される内筒支持部が内面側から見て凹状に形成されている。
上記のとおり構成された本発明の包装体では、容器は、リールの外筒部から突出した内筒部の部分が挿入される内筒支持部を有しており、これによって、容器内での巻回体の位置が拘束される。また、容器内には1つの巻回体が収納されているので、使用する巻回体だけが容器から取り出される。
また本発明は、上記本発明の包装体と、この包装体の容器の第1半部と第2半部とが対向する方向が床面と平行となるように支持するスタンドと、を有する自立包装体を提供する。本発明の自立包装体において、スタンドは、底板部と、容器の第1半部と第2半部とが対向する方向に互いに間隔をあけて底板部上に対向配置された2つの側板部と、を有する。側板部の対向面には、容器の第1半部と第2半部とが対向する方向での両端部がそれぞれ挿入される支持部が設けられている。
本発明の自立包装体によれば、包装体を縦置きとすることができる。
本発明によれば、使用しない巻回体は容器内に収納したまま保管可能であるので、保管中にセパレータに異物が付着することによる汚染を防止することができる。また、巻回体を容器に収納したまま個々に運搬することができ、しかも容器内では巻回体がリールの部分で拘束されているので、ハンドリング中などにセパレータに傷が付くことが抑制され、従来と比べてハンドリング性を向上させることができる。
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態による包装体の正面図であり、図2はその側面図である。本形態の包装体1は、巻回体10と、巻回体10を収納する容器20とを有する。以下に、これら巻回体10および容器20について詳細に説明する。
まず、巻回体10について図3および図4を参照して説明する。
巻回体10は、電池の製造に使用される長尺のセパレータ11を円筒状の芯材であるリール12に巻き付けたものである。リール12は、内筒部13と、内筒部13の外側で内筒部13と同心状に配された、内筒部13よりも大径の外筒部14と、を有する2段円筒状の部材として構成されている。内筒部13と外筒部14とは、内筒部13から外筒部14へ向かって放射状に延びた複数の支持壁15によって連結されている。セパレータ11は、外筒部14の外周面上に巻き付けられている。
外筒部14の軸方向での長さLoは、セパレータ11の幅Wsよりも大きく、セパレータ11は外筒部14の軸方向中央部に巻き付けられている。したがって、外筒部14の軸方向両端部はセパレータ11から突出している。また、内筒部13の軸方向での長さLiは、外筒部14の長さLoよりもさらに長く、内筒部13の軸方向両端部は外筒部14から突出している。
リール12の材料は、セパレータ11の巻き付け時、巻回体10の取り扱い時、およびセパレータ11の繰り出し時などにリール12の形状を保持することができるものであれば特に制限されず、例えば、紙、ポリプロピレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂、塩化ビニール樹脂などが挙げられる。リール12を樹脂で作製する場合、射出成形による一体成形品とすることができる。
なお、図に示した例では、内筒部13と外筒部14とを複数の支持壁15で繋いだ例を示したが、外筒部14の肉厚を厚くし、支持壁15を介することなく内筒部13の外周面上に外筒部14が配されるように構成することもできる。
次に、容器20について図5および図6を参照して説明する。
容器20は、巻回体10(図3参照)をそのリール12(図3参照)の軸方向両側から挟み込むようにし収納するものであり、連接部21において折り曲げ可能とされた第1半部20aおよび第2半部20bを有する。第1半部20aおよび第2半部20bは、連接部21でほぼ線対称となるように、矩形状の鍔が付いたカップ状に形成されており、これによって巻回体10をその軸方向両側から包囲する。
第1半部20aには、一端が開口した有底円筒形の巻回体収納部22aが、容器20の内面側から見て凹状に形成されており、巻回体収納部22aの開口端側の外周部が鍔23aとなっている。巻回体収納部22aは、内直径が巻回体10の直径よりも好ましくは2〜50mm大きく、かつ深さがリール12の外筒部14の長さLo(図4参照)の2分の1である。
巻回体収納部22aの底面中央部には、一端が開口した有底円筒形の内筒支持部24aが、巻回体収納部22aからさらに凹状に形成されている。内筒支持部24aは、リール12の内筒部13(図3参照)を嵌め込むことができるように、内直径が内筒部13の直径よりも好ましくは1〜2mm大きく、深さは外筒部14からの内筒部13の突出長さ以上である。鍔23aには、巻回体収納部22aを包囲する凸状の段差部25aが巻回体収納部22aの全周にわたって形成されている。
第2半部20bも、第1半部20aとほぼ同様に構成されている。すなわち、第2半部20bには、一端が開口した有底円筒形の巻回体収納部22bが容器20の内面側から見て凹状に形成されており、その開口端側の外周部が鍔23bとなっている。また、巻回体収納部22bの底面中央部には、一端が開口した有底円筒形の内筒支持部24bが、巻回体収納部22bからさらに凹状に形成されている。第2半部20bに形成されたこれら巻回体収納部22bおよび内筒支持部24bの寸法は、第1半部20aに形成された巻回体収納部22aおよび内筒支持部24aの寸法と同じである。また、巻回体収納部22bおよび内筒支持部24bは、連接部21で第1半部20aと第2半部20bとを折り合わせたとき、第1半部20aの巻回体収納部22aおよび内筒支持部24aと対向する位置に形成されている。
さらに、鍔23bには、巻回体収納部22bを包囲する段差部25bが巻回体収納部22bの全周にわたって形成されている。この段差部25bは、第1半部20aと第2半部20bとを折り合わせたときに第1半部20aに設けられた凸状の段差部25aが嵌め込まれるように、凹状に形成されている。したがって、第1半部20aと第2半部20bとを連接部21で折り合わせると、図7に示すように、第1半部20aの段差部25aと第2半部20bの段差部25bとが嵌合し、これによって、巻回体収納部22a,22bおよび内筒支持部24a,24bで容器20の内部に形成された空間28が密閉される。
空間28の密閉をより確実にするため、第1半部20aの鍔23aに嵌合凹部27aが形成されるとともに、第2半部20bの鍔23bには、第1半部20aと第2半部20bとを折り合わせたときに嵌合凹部27aと対向する位置に、嵌合凹部27aに嵌合する嵌合凸部27bが形成されている。嵌合凹部27aおよび嵌合凸部27bの数、サイズ、位置は、任意に定めることができる。本形態では、4つの嵌合凹部27aおよび嵌合凸部27bを、鍔23a,23bの隅部に配置している。
各鍔23a,23bには、連接部21と反対側の縁部に貫通穴26a,26bが形成されている。これら貫通穴26a,26bは、第1半部20aと第2半部20bとを折り合わせたときに互いに対向する位置に形成されており、作業者が容器20を持ち運ぶ際の取っ手として利用される。ここでは、鍔23a,23bを利用して容器20に取っ手を設けた例を示したが、鍔23a,23bとは別個に取っ手を設けてもよい。
本形態では、各巻回体収納部22a,22bの深さがともに等しくしたが、2つの巻回体収納部22a,22bの深さの合計が、リール12の外筒部14を収納できる深さになるように設計すれば、各巻回体収納部22a,22bの深さは互いに異なっていてもよい。
容器20は、巻回体10を収納して運搬するのに十分な強度を有するものであれば任意の材料で作製することができ、特に、容器20の材料としてポリエステル樹脂や塩化ビニール樹脂を好ましく用いることができる。上記のような形状の容器20を樹脂で形成する場合、例えば、シート状の樹脂を真空成形することによって形成することができる。また、巻回体10を容器20に収納したまま目視で確認できるようにするため、容器20は巻回体10を視認できる程度に透明であることが好ましい。
上述のように構成された容器20は、例えば、以下のようにして使用される。
まず、図5および図6に示すように第1半部20aと第2半部20bとを開いた状態で、図3に示すようにリール12にセパレータ11を巻回した巻回体10を、第1半部20aの巻回体収納部22aまたは第2半部20bの巻回体収納部22bに嵌め入れる。巻回体10を巻回体収納部22aまたは22bに嵌め入れることによって、巻回体10は、内筒部13の外筒部14から突出した部分が内筒支持部24aまたは24b内に納まる。このとき、作業者は、セパレータ11に手を触れないように、リール12の、内筒部13の外筒部14から突出した部分、あるいは支持壁15を持つことができる。
次に、作業者は、連接部21で第1半部20aと第2半部20bとを折り合わせ、段差部25a,25b同士を嵌め合わせるとともに、嵌合凹部27aと嵌合凸部27bとを嵌め合わせる。これによって容器20が密閉され、図1に示すように、巻回体10を容器20内に収納した包装体1が得られる。
この状態では、巻回体10は、外筒部14が巻回体収納部22a,22b内に位置されるだけでなく、内筒部13の幅方向両端部が内筒支持部24a,24bにそれぞれ挿入されることによって容器20内で支持される。その結果、巻回体10は容器20の内部で拘束され、包装体1の運搬中や保管中に巻回体10が容器20内で移動して容器20の内面と衝突することがなくなるので、包装体1がどのような姿勢であったとしてもセパレータ11に傷が付くのを防止することができる。しかも、セパレータ11は、密閉された容器20の中に収納されているので、運搬中や保管中のセパレータ11に異物が付着することも防止できる。
さらに、上述したように、外筒部14の長さLoはセパレータ11の幅Wsよりも広く、かつ、巻回体収納部22a,22bの内直径は巻回体10の直径よりも大きい。このことにより、セパレータ11が容器20の内面と接触するのをより効果的に防止することができる。
巻回体10を使用する場合は、上述したのと逆の手順で、巻回体10を容器20から取り出す。まず、嵌合凹部27aと嵌合と粒27bとの嵌め合い、および段差部25a,25b同士の嵌め合いを外し、第1半部20aと第2半部20bとを開くことによって、容器20を開く。次いで、セパレータ11に手を触れないようにリール12の部分を持って、巻回体10を容器20から取り出す。取り出した巻回体10は、内筒部13の中空部がセパレータスリット装置または電池巻回装置の送出軸にセットされ、その後、セパレータスリット装置または電池巻回装置を動作させることで、セパレータ11がリール12から繰り出される。
巻回体10を容器20から取り出す際、内筒部13の端部が外筒部14から突出しているので、その突出した部分を持つことにより、巻回体10の取り出しを容易に行うことができる。あるいは、支持壁15を持っても、巻回体10の取り出しを容易に行うことができる。
さらに、容器20内には1つの巻回体10のみが収納されているので、従来のように複数の巻回体を収納した包装体と異なり、使用しない巻回体10は容器20内に収納したまま保管することができる。よって、巻回体10の保管中に生じ得るセパレータ11の汚染が効果的に防止される。特に、容器20を透明な部材で構成すれば、容器20を開けることなく巻回体10を確認することができるので、作業効率がよく、しかも、セパレータ11の汚染防止に役立つ。さらに、巻回体10の運搬も、容器20内に収納したまま個々に行うことができ、しかも容器20内では巻回体10がリール12の部分で拘束されているので、運搬中などにセパレータ11に傷が付くことが抑制され、従来と比べてハンドリング性を向上させることができる。
なお、セパレータ11の端面に傷が付かないように保護するために、図2に示すように、巻回体10の軸方向両側に緩衝板30を設けることもできる。緩衝板30は、外筒部14が挿入される穴が中央部に形成されたリング状の部材であり、厚さがセパレータ11からの外筒部14の突出長さ以下、かつ、外径が巻回体10の直径よりも1〜2mm程度大きいことが好ましい。
リール12、容器20および緩衝板30は、使用後に洗浄して再利用することができる。
ところで、本形態の容器20は、巻回収納部22a,22bの外周に鍔23a,23bを有している。そのため、包装体1を保管する際、包装体1を立てた状態で置くと鍔23a,23bが変形するので、通常は通常、鍔23a,23bが床面と平行になるように置かれる。そこで、巻回体10を収納した状態での容器20の第1半部20aと第2半部20bとが対向する方向が床面と平行となるように、包装体1を立てた状態で支持できるスタンドを用いることによって、包装体1を縦置きで保管することもできる。
図8に、上述した包装体1に適用可能なスタンド50の一例を示す。同図の(A)はそのスタンド50の正面図であり、(B)は側面図である。また、図9に、図8に示したスタンド50の、包装体1を支持した状態での側面図を示す。
スタンド50は、包装体1を支持して自立するものであり、床面上に載置される底板部51と、容器20の第1半部20aと第2半部20b(図7参照)とが対向する方向に互いに間隔をあけて底板部51上に対向配置された2つの側板部52と、を有する。各側板部52にはそれぞれ支持穴52aが、互いに対向する位置に設けられている。支持穴52aは、容器20の第1半部20aと第2半部20bとが対向する方向での両端部として内筒支持部24a,24bを挿入できる寸法を有しており、好ましくは、支持穴52aの直径は内筒支持部24a,24bの外直径よりも0.5〜1mm大きい。
2つの側板部52の間隔は、巻回体10(図3参照)を収納した状態での包装体1の容器20の、巻回体収納部22a,22bの外側端面間の距離L1以上で、かつ、内筒支持部24a,24bの外側端面間の距離L2よりも小さい。これにより、スタンド50は、内筒支持部24a,24bを支持穴52aに挿入した状態で容器20を鍔23a,23bの両側から挟むようにして支持することができる。スタンド50は、上方が開放されているので、容器20の上縁部の貫通穴26a,26bが形成された部分を取っ手として利用することによって、包装体1をスタンド50ごと持ち運ぶことができる。
また、底板部51の上面からの、高さ方向での支持穴52aの中心の位置は、容器20をその連接部21が下向きになる姿勢で支持したときに鍔23a,23bが底板部51に接触しない寸法とされる。そのことにより、包装体1にスタンド50を取り付けるときに鍔23a,23bが邪魔になることはなく、しかも鍔23a,23bを変形させることなく包装体1を支持することができる。
側板部52の互いに対向する方向から見た寸法は、鍔23a,23bの外形寸法以上、例えば、鍔23a,23bの辺よりも5〜10mm長いことが好ましい。これにより、鍔23a,23bが側板部52からはみ出ることがなくなるので、包装体1を保管する際に、包装体1を支持した複数のスタンド50を、その側板部52の端面同士が接した状態で並べて配置することができる。
さらに、側板部52の厚さは、包装体1がスタンド50に支持された状態で容器20の内筒支持部24a,24bが支持穴52aを通して側板部52の外向きの表面から突出しないような寸法であることが好ましい。このことによって、包装体1を保管する際に、包装体1を支持した複数のスタンド50を、その側面部52の外向きの面同士が接した状態で並べて配置することができる。この場合、側板部52に設けられる、容器20の内筒支持部24a,24bを支持するための構造は、支持穴52aである必要はなく、側板部52の互いの対向面に形成された、内筒支持部24a,24bを受け入れることができる凹部とすることができる。
スタンド50は、底板部51および側板部52の少なくとも一方が、弾性を有する材料で構成されるのが好ましい。スタンド50をこのように構成することにより、スタンド50に包装体1を支持する際は、2つの側板部52の間を押し開き、その間に包装体1を上方から挿入する。包装体1が底板部51に向かって挿入されていき、容器20の内筒支持部24a,24bが支持穴52aに嵌り込むと、スタンド50自身の弾性力によって側板部52が元の位置に戻り、包装体1がスタンド50に支持される。このように、極めて簡単に包装体1を支持することができる。
スタンド50を構成するのに適切な、弾性を有する材料としては、例えばポリプロピレン樹脂などが挙げられる。底板部51および側板部52がともに弾性を有する場合は、これらを1部品で構成することができる。
底板部51と側板部52とは、互いに着脱自在に固定できるように別部材で構成することもできる。この場合は、底板部51および側板部52は2つの側板部52の間を押し開くことができる程度の弾性を有している必要はない。このようなスタンド50を用いて包装体1を支持させる際は、まず、側板部52を底板部51から取り外した状態で、2つの側板部52を、容器20の内筒支持部24a,24bを支持穴52aに嵌め込むことによって包装体1に取り付ける。次いで、底板部51を側板部52に取り付け、両者を固定する。底板部51と側板部52との固定手段としては、例えば、ネジ等による締め付け構造、フック等による係合構造など、公知の種々の手段を適用することができる。
以上、本発明について代表的な実施形態を例に挙げて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で適宜変更することができる。
例えば、上述した形態では、容器20は第1半部20aと第2半部20bとが連接部21で繋がった1つの部品で構成された例を示したが、第1半部20aと第2半部20bとは互いに分離した2つの部品であってもよい。
容器20の密閉構造について、上述した形態では段差部25a,25b同士の嵌め合わせ、および嵌合凹部27aと嵌合凸部27bとの嵌め合わせによる例を示したが、容器20が不用意に開くことがなければ、これらのうちいずれか一方の嵌め合わせ構造のみでもよい。また、容器20の密閉は、嵌め合わせ構造ではなく、鍔23a,23bをクリップで留めたり、鍔23a,23bの外周部を鍔23a,23bが挿入可能な溝付きのゴムバンドで保持したりすることなど、任意の手段を用いて行うこともできる。
セパレータ11の汚染をさらに効果的に防止するために、巻回体10を樹脂製の袋に入れたうえで容器20内に収納したり、容器20自身を樹脂製の袋に入れたり、あるいはこれらの袋を併用したりしてもよい。巻回体10を袋に入れる場合、この袋を透明な袋とすれば、袋から出すことなく巻回体10を確認することができる。また、容器20が透明であれば、袋入りの巻回体10を、容器20を開かずに確認することができる。容器20を袋に入れる場合であっても、その袋は透明であることが好ましい。
また、上述した形態では、容器20はシート状の部材から形成されているので内面側の巻回体収納部22a,22bおよび内筒支持部24a,24b等の形状が、そのまま反転された状態で容器20の外面に現れていたが、巻回体収納部22a,22bおよび内筒支持部24a,24bによる容器20の内面側の空間が確保されていれば、容器20の外形状は任意である。
例えば、図10に示す容器40は、内面側には巻回体収納部42a,42bおよび内筒支持部44a,44bが形成されているが、第1半部40aと第2半部40bとが対向する方向での外側端面は平坦であり、内筒支持部44a,44bによる外表面の突出部は存在していない。つまり、容器40は、鍔43a,43bおよび嵌合用の段差部45a,45bを除いて全体として円筒状の外形を有している。この場合、図11に示すように、包装体40を支持するスタンド60は、容器40の円筒状の部分をその両端部で支持できるように、側板部62の間隔、厚さ、支持穴62a,62bまたは凹部の直径等が設計される。さらに、図10に示す容器40の外側両端面に突出部(不図示)を設け、この突出部を支持するようにスタンドを構成することもできる。
本発明の一実施形態による包装体の正面図である。 図1に示す包装体の側面図である。 図1に示す巻回体の正面図である。 図1に示す巻回体の側面図である。 図1に示す容器の、展開した状態での正面図である。 図1に示す容器の、展開した状態での側面図である。 図1に示す容器の、閉じた状態での断面図である。 図1に示す包装体に適用可能なスタンドの正面図および側面図である。 図8に示すスタンドに包装体を支持させた状態での側面図である。 本発明に適用できる容器の他の例を示す断面図である。 図10に示す容器を支持するスタンドの、容器を支持した状態での側面図である。
符号の説明
1 包装体
10 巻回体
11 セパレータ
12 リール
13 内筒部
14 外筒部
15 支持壁
20 容器
22a,22b 巻回体収納凹部
23a,23b 鍔
24a,24b 内筒支持凹部
25a,25b 段差部
30 緩衝板
50 スタンド
51 底板部
52 側板部
52a 支持穴

Claims (8)

  1. 電池の製造に使用される長尺のセパレータを巻回した状態で収納した包装体において、
    外筒部と内筒部とを有し前記内筒部の軸方向両端部が前記外筒部から突出するように構成された2段円筒状のリールに前記セパレータを巻回した巻回体であって、前記外筒部は軸方向の長さが前記セパレータの幅よりも長く、前記セパレータが前記外筒部の軸方向中央部で前記外筒部の外周面に巻回されている巻回体と、
    1つの前記巻回体を収納した容器であって、前記巻回体をその軸方向両側から包囲する第1半部と第2半部とを有し、前記第1半部および第2半部は、前記内筒部の前記外筒部から突出した部分が挿入される内筒支持部が内面側から見て凹状に形成された容器と、
    を有することを特徴とする包装体。
  2. 前記容器に持ち運び用の取っ手が設けられている、請求項1に記載の包装体。
  3. 前記巻回体が樹脂製の袋に入れられている、請求項1に記載の包装体。
  4. 前記袋は透明である、請求項3に記載の包装体。
  5. 前記容器が袋に入れられている、請求項1に記載の包装体。
  6. 前記袋は透明である、請求項5に記載の包装体。
  7. 前記容器は透明である、請求項1に記載の包装体。
  8. 請求項1から7のいずれか1項に記載の包装体と、
    前記包装体の容器の第1半部と第2半部とが対向する方向が床面と平行となるように支持するスタンドと、を有し、
    前記スタンドは、底板部と、前記容器の第1半部と第2半部とが対向する方向に互いに間隔をあけて前記底板部上に対向配置された2つの側板部と、を有し、前記側板部の対向面には、前記容器の第1半部と第2半部とが対向する方向での両端部がそれぞれ挿入される支持部が設けられている自立包装体。
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