JP5860603B2 - Separator manufacturing equipment - Google Patents

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Description

本発明は、セパレーター製造装置に関する。 The present invention relates to a cell Pareta manufacturing apparatus.

従来、セルロース繊維を叩解した紙を用いたセパレーターが知られている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1に記載されたセパレーターは、セルロース繊維を叩解した紙を原料としているため、従来使用されているポリオレフィン系のセパレーターと比較して高い耐熱性を有するのに加えて高い機械的強度を有する。従って、特許文献1に記載されたセパレーターにおいては、セパレーターを薄くしてイオン伝導性を高くしたとしても、高い機械的強度を維持できると考えられる。   Conventionally, a separator using paper in which cellulose fibers are beaten is known (for example, see Patent Document 1). Since the separator described in Patent Document 1 is made from paper that is beaten cellulose fibers, it has high mechanical strength in addition to high heat resistance compared to conventionally used polyolefin-based separators. . Therefore, in the separator described in Patent Document 1, it is considered that high mechanical strength can be maintained even if the separator is thinned to increase ion conductivity.

特開平10−223196号公報JP-A-10-223196

しかしながら、本発明の発明者らの研究によれば、特許文献1に記載されたセパレーターにおいては、セパレーターを薄くしてイオン伝導性を高くした場合には、高い機械的強度は維持できるものの絶縁性及びデンドライト耐性が低下するという問題があることが分かった。   However, according to the research of the inventors of the present invention, in the separator described in Patent Document 1, when the separator is thinned to increase the ionic conductivity, high mechanical strength can be maintained, but insulation is maintained. And it has been found that there is a problem that the dendrite resistance is lowered.

そこで、本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、高い機械的強度、高い絶縁性、高いデンドライト耐性及び高いイオン伝導性を有するセパレーターを提供することを目的とする。また、そのようなセパレーターを製造可能なセパレーターの製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。   Then, this invention is made | formed in order to solve the above problems, and it aims at providing the separator which has high mechanical strength, high insulation, high dendrite resistance, and high ion conductivity. . Moreover, it aims at providing the manufacturing method and manufacturing apparatus of a separator which can manufacture such a separator.

[1]本発明のセパレーターは、少なくとも1つのセルロース繊維層と、少なくとも1つのナノ繊維層とを備えることを特徴とする。 [1] The separator of the present invention includes at least one cellulose fiber layer and at least one nanofiber layer.

このため、本発明のセパレーターによれば、繊維が細く空隙が微細かつ均一であるという特徴を有するナノ繊維層を備えるため、高い絶縁性及び高いデンドライト耐性を有する。また、ナノ繊維層は空隙率が大きいという特徴も有するため、高い電解液保持特性を有し高いイオン伝導性を有する。   For this reason, according to the separator of this invention, since it has a nanofiber layer which has the characteristics that a fiber is thin and a space | gap is fine and uniform, it has high insulation and high dendrite resistance. In addition, since the nanofiber layer also has a feature that the porosity is large, it has high electrolytic solution retention characteristics and high ionic conductivity.

また、本発明のセパレーターによれば、セルロース繊維層を備えるため、高い機械的強度を有する。   Moreover, according to the separator of this invention, since it has a cellulose fiber layer, it has high mechanical strength.

その結果、本発明のセパレーターは、高い機械的強度、高い絶縁性、高いデンドライト耐性及び高いイオン伝導性を有するセパレーターとなる。   As a result, the separator of the present invention is a separator having high mechanical strength, high insulation, high dendrite resistance and high ionic conductivity.

[2]本発明のセパレーターにおいては、前記セルロース繊維層は、厚さが1μm〜40μmであり、かつ、平均繊維径0.1μm〜10μmのセルロース繊維からなることが好ましい。 [2] In the separator of the present invention, the cellulose fiber layer is preferably composed of cellulose fibers having a thickness of 1 μm to 40 μm and an average fiber diameter of 0.1 μm to 10 μm.

本発明のセパレーターによれば、セルロース繊維層の厚さが40μm以下であるため、薄いセパレーターを製造することが可能となり、電気容量が大きい二次電池やキャパシターを製造することが可能となる。また、セルロース繊維層の厚さが1μm以上であるため、機械的強度が低下することもない。   According to the separator of this invention, since the thickness of a cellulose fiber layer is 40 micrometers or less, it becomes possible to manufacture a thin separator and it becomes possible to manufacture a secondary battery and a capacitor with a large electric capacity. Moreover, since the thickness of a cellulose fiber layer is 1 micrometer or more, mechanical strength does not fall.

また、本発明のセパレーターによれば、セルロース繊維層が、平均繊維径0.1μm以上のセルロース繊維からなるため、セルロース繊維そのものの強度を保ちやすくなり、それほど厚くすることなく十分な機械的強度を有するセルロース繊維層を構成することができる。一方、セルロース繊維層が、平均繊維径10μm以下のセルロース繊維からなるため、薄いセパレーターを製造することが可能となり、電気容量が大きい非水系電池を製造することが可能となる。   Further, according to the separator of the present invention, since the cellulose fiber layer is composed of cellulose fibers having an average fiber diameter of 0.1 μm or more, it is easy to maintain the strength of the cellulose fibers themselves, and sufficient mechanical strength is obtained without increasing the thickness. The cellulose fiber layer which has can be comprised. On the other hand, since the cellulose fiber layer is composed of cellulose fibers having an average fiber diameter of 10 μm or less, a thin separator can be manufactured, and a non-aqueous battery having a large electric capacity can be manufactured.

[3]本発明のセパレーターにおいては、前記セルロース繊維層は、平均繊維長2.0mm以上のセルロース繊維からなることが好ましい。 [3] In the separator of the present invention, the cellulose fiber layer is preferably composed of cellulose fibers having an average fiber length of 2.0 mm or more.

このような構成とすることにより、セルロース繊維同士が絡まる箇所が多くなるため、それほど厚くすることなく十分な機械的強度を有するセパレーターを構成することが可能となる。   By setting it as such a structure, since the location where a cellulose fiber is entangled increases, it becomes possible to comprise the separator which has sufficient mechanical strength, without making it so thick.

[4]本発明のセパレーターにおいては、前記ナノ繊維層は、空孔率が20%〜80%の範囲内にあり、かつ、平均空孔サイズが0.02μm〜2μmの範囲内にあることが好ましい。 [4] In the separator of the present invention, the nanofiber layer has a porosity in the range of 20% to 80% and an average pore size in the range of 0.02 μm to 2 μm. preferable.

このような構成とすることにより、ナノ繊維層の空孔率が20%〜80%の範囲内にあるため、高い電解液保持特性を有し、高いイオン伝導性を得ることが可能となる。また、平均空孔サイズが0.02μm〜2μmの範囲内にあり、デンドライトがセパレーターに侵入し難い空孔サイズであるため、高いデンドライト耐性を有する。   By setting it as such a structure, since the porosity of a nanofiber layer exists in the range of 20%-80%, it has a high electrolyte solution retention characteristic, and it becomes possible to obtain high ion conductivity. Further, since the average pore size is in the range of 0.02 μm to 2 μm and the dendrite is a pore size that is difficult to enter the separator, it has high dendrite resistance.

[5]本発明のセパレーターにおいては、前記セパレーターは、前記セルロース繊維層の両面に前記ナノ繊維層が配設された構造を有することが好ましい。 [5] In the separator of the present invention, the separator preferably has a structure in which the nanofiber layer is disposed on both surfaces of the cellulose fiber layer.

このような構成とすることにより、セルロース繊維層の両面でデンドライトの成長を阻止することが可能となり、より一層高いデンドライト耐性を有するセパレーターを構成することが可能となる。   By setting it as such a structure, it becomes possible to prevent the growth of a dendrite on both surfaces of a cellulose fiber layer, and it becomes possible to comprise the separator which has much higher dendrite tolerance.

[6]本発明のセパレーターにおいては、前記セパレーターは、前記ナノ繊維層の両面に前記セルロース繊維層が配設された構造を有することが好ましい。 [6] In the separator of the present invention, the separator preferably has a structure in which the cellulose fiber layer is disposed on both surfaces of the nanofiber layer.

このような構成とすることにより、より一層高い強い機械的強度を有するセパレーターを構成することが可能となる。   By setting it as such a structure, it becomes possible to comprise the separator which has much higher mechanical strength.

[7]本発明のセパレーターの製造方法は、本発明のセパレーターを製造するためのセパレーターの製造方法であって、前記セルロース繊維層からなる長尺シートを準備する工程と、搬送されていく前記長尺シートにおける一方の面に前記ナノ繊維層を形成する工程とを含むことを特徴とする。 [7] The separator manufacturing method of the present invention is a separator manufacturing method for manufacturing the separator of the present invention, comprising a step of preparing a long sheet made of the cellulose fiber layer and the length of the sheet being conveyed. Forming the nanofiber layer on one surface of the length sheet.

このため、本発明のセパレーターの製造方法によれば、高い機械的強度、高い絶縁性、高いデンドライト耐性及び高いイオン伝導性を有する本発明のセパレーターを連続して高い生産性で製造することが可能となる。   For this reason, according to the separator manufacturing method of the present invention, it is possible to continuously manufacture the separator of the present invention having high mechanical strength, high insulation, high dendrite resistance and high ionic conductivity with high productivity. It becomes.

また、本発明のセパレーターの製造方法によれば、ナノ繊維層が形成されたセルロース繊維層をそのまま製品とすることができる。このため、長尺シートからセパレーターの製品を取り外す工程を省くことができ、より一層生産性を高くすることが可能となる。   Moreover, according to the manufacturing method of the separator of this invention, the cellulose fiber layer in which the nanofiber layer was formed can be made into a product as it is. For this reason, the process of removing the product of the separator from the long sheet can be omitted, and the productivity can be further increased.

[8]本発明のセパレーターの製造方法においては、搬送されていく前記長尺シートにおける他方の面に前記ナノ繊維層を形成する工程をさらに含むことが好ましい。 [8] The separator manufacturing method of the present invention preferably further includes a step of forming the nanofiber layer on the other surface of the long sheet being conveyed.

このような方法とすることにより、セルロース繊維層の両面にナノ繊維層が配設された構造のセパレーターを製造することが可能となる。   By setting it as such a method, it becomes possible to manufacture the separator of the structure where the nanofiber layer was arrange | positioned on both surfaces of the cellulose fiber layer.

[9]本発明のセパレーターの製造方法は、本発明のセパレーターを製造するためのセパレーターの製造方法であって、搬送されていく長尺シートにおける一方の面に、前記ナノ繊維層と、前記セルロース繊維層を順次形成することによりセパレーターを製造することが好ましい。 [9] The separator manufacturing method of the present invention is a manufacturing method of the separator for manufacturing the separator of the present invention, wherein the nanofiber layer and the cellulose are formed on one surface of the long sheet being conveyed. It is preferable to produce a separator by sequentially forming fiber layers.

このため、本発明のセパレーターの製造方法によっても、高い機械的強度、高い絶縁性、高いデンドライト耐性及び高いイオン伝導性を有する本発明のセパレーターを連続して高い生産性で製造することが可能となる。   For this reason, even with the separator manufacturing method of the present invention, it is possible to continuously manufacture the separator of the present invention having high mechanical strength, high insulation, high dendrite resistance and high ionic conductivity with high productivity. Become.

また、ナノ繊維層及びセルロース繊維層を形成する順序を適宜調整することにより、セルロース繊維層の一方の面にナノ繊維層が配設された構造のセパレーター、セルロース繊維層の両面にナノ繊維層が配設された構造のセパレーター及びナノ繊維層の両面にセルロース繊維層が配設された構造のセパレーターのいずれのセパレーターも製造することが可能となる。   Further, by appropriately adjusting the order of forming the nanofiber layer and the cellulose fiber layer, a separator having a structure in which the nanofiber layer is disposed on one surface of the cellulose fiber layer, and the nanofiber layer on both surfaces of the cellulose fiber layer. It is possible to manufacture both the separator having the structure and the separator having the structure in which the cellulose fiber layers are disposed on both surfaces of the nanofiber layer.

[10]本発明のセパレーター製造装置は、本発明のセパレーターを製造するためのセパレーター製造装置であって、前記セルロース繊維層からなる長尺シートを搬送する搬送装置と、前記搬送装置により搬送されていく前記長尺シートにナノ繊維層を形成する電界紡糸装置とを備えることを特徴とする。 [10] The separator manufacturing apparatus of the present invention is a separator manufacturing apparatus for manufacturing the separator of the present invention, and is transported by the transport apparatus that transports a long sheet made of the cellulose fiber layer and the transport apparatus. And an electrospinning apparatus for forming a nanofiber layer on the long sheet.

このため、本発明のセパレーター製造装置によれば、高い機械的強度、高い絶縁性、高いデンドライト耐性及び高いイオン伝導性を有する本発明のセパレーターを連続して高い生産性で製造することが可能となる。   Therefore, according to the separator manufacturing apparatus of the present invention, it is possible to continuously manufacture the separator of the present invention having high mechanical strength, high insulation, high dendrite resistance and high ionic conductivity with high productivity. Become.

また、本発明のセパレーター製造装置によれば、ナノ繊維層が形成されたセルロース繊維層をそのまま製品とすることができる。このため、長尺シートからセパレーターの製品を取り外す工程を省くことができ、より一層生産性を高くすることが可能となる。   Moreover, according to the separator manufacturing apparatus of this invention, the cellulose fiber layer in which the nanofiber layer was formed can be used as a product as it is. For this reason, the process of removing the product of the separator from the long sheet can be omitted, and the productivity can be further increased.

[11]本発明のセパレーター製造装置は、本発明のセパレーターを製造するためのセパレーター製造装置であって、長尺シートを搬送する搬送装置と、前記搬送装置により搬送されていく前記長尺シートにナノ繊維層を形成する電界紡糸装置と、前記搬送装置により搬送されていく前記長尺シートにセルロース繊維層を形成するセルロース繊維層製造装置とを備えることを特徴とする。 [11] The separator manufacturing device of the present invention is a separator manufacturing device for manufacturing the separator of the present invention, and includes a transport device that transports a long sheet and the long sheet that is transported by the transport device. An electrospinning apparatus that forms a nanofiber layer, and a cellulose fiber layer manufacturing apparatus that forms a cellulose fiber layer on the long sheet conveyed by the conveying apparatus.

このため、本発明のセパレーター製造装置によっても、高い機械的強度、高い絶縁性、高いデンドライト耐性及び高いイオン伝導性を有する本発明のセパレーターを連続して高い生産性で製造することが可能となる。   For this reason, even with the separator manufacturing apparatus of the present invention, the separator of the present invention having high mechanical strength, high insulation, high dendrite resistance and high ionic conductivity can be continuously manufactured with high productivity. .

また、電界紡糸装置及びセルロース繊維層製造装置を配置する順序を適宜調整することにより、セルロース繊維層の一方の面にナノ繊維層が配設された構造のセパレーター、セルロース繊維層の両面にナノ繊維層が配設された構造のセパレーター及びナノ繊維層の両面にセルロース繊維層が配設された構造のセパレーターのいずれのセパレーターも製造することが可能となる。   In addition, by appropriately adjusting the order in which the electrospinning apparatus and the cellulose fiber layer manufacturing apparatus are arranged, a separator having a structure in which the nanofiber layer is disposed on one surface of the cellulose fiber layer, and the nanofiber on both surfaces of the cellulose fiber layer. It is possible to manufacture both a separator having a structure in which a layer is disposed and a separator having a structure in which a cellulose fiber layer is disposed on both sides of a nanofiber layer.

[12]本発明のセパレーター製造装置においては、前記セルロース繊維層製造装置は、メルトブロー紡糸装置であることが好ましい。 [12] In the separator manufacturing apparatus of the present invention, the cellulose fiber layer manufacturing apparatus is preferably a melt blow spinning apparatus.

このような構成とすることにより、セルロース繊維層の厚さ、セルロース繊維の繊維長、セルロース繊維層の空孔率や空孔サイズを調整することが可能となり、所望の特性を有するセルロース繊維層を形成することが可能となる。平均繊維径の比較的大きなセルロース繊維からなるセルロース繊維層を形成する場合に適している。   By adopting such a configuration, it becomes possible to adjust the thickness of the cellulose fiber layer, the fiber length of the cellulose fiber, the porosity and the pore size of the cellulose fiber layer, and a cellulose fiber layer having desired characteristics can be obtained. It becomes possible to form. This is suitable for forming a cellulose fiber layer made of cellulose fibers having a relatively large average fiber diameter.

[13]本発明のセパレーター製造装置においては、前記セルロース繊維層製造装置は、電界紡糸装置であることが好ましい。 [13] In the separator manufacturing apparatus of the present invention, the cellulose fiber layer manufacturing apparatus is preferably an electrospinning apparatus.

このような構成とすることによっても、セルロース繊維層の厚さ、セルロース繊維の繊維長、セルロース繊維層の空孔率や空孔サイズを調整することが可能となり、所望の特性を有するセルロース繊維層を形成することが可能となる。平均繊維径の比較的小さなセルロース繊維からなるセルロース繊維層を形成する場合に適している。   Even with such a configuration, it becomes possible to adjust the thickness of the cellulose fiber layer, the fiber length of the cellulose fiber, the porosity and the pore size of the cellulose fiber layer, and the cellulose fiber layer having desired characteristics Can be formed. It is suitable for forming a cellulose fiber layer composed of cellulose fibers having a relatively small average fiber diameter.

実施形態1に係るセパレーター100の断面図である。1 is a cross-sectional view of a separator 100 according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係るセパレーター製造装置1の断面図である。It is sectional drawing of the separator manufacturing apparatus 1 which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係るセパレーターの製造方法によりセパレーター100が製造されていく様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the separator 100 is manufactured with the manufacturing method of the separator which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態2に係るセパレーター製造装置2の断面図である。It is sectional drawing of the separator manufacturing apparatus 2 which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態3に係るセパレーター102の断面図である。It is sectional drawing of the separator 102 which concerns on Embodiment 3. FIG. 実施形態3に係るセパレーター製造装置3の断面図である。It is sectional drawing of the separator manufacturing apparatus 3 which concerns on Embodiment 3. FIG. 実施形態3に係るセパレーターの製造方法によりセパレーター102が製造されていく様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the separator 102 is manufactured with the manufacturing method of the separator which concerns on Embodiment 3. FIG. 実施形態4に係るセパレーター製造装置4の断面図である。It is sectional drawing of the separator manufacturing apparatus 4 which concerns on Embodiment 4. FIG. 実施形態5に係るセパレーター製造装置5の断面図である。It is sectional drawing of the separator manufacturing apparatus 5 which concerns on Embodiment 5. FIG.

以下、本発明のセパレーター、セパレーター製造装置及びセパレーター製造方法について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。   Hereinafter, the separator of the present invention, a separator manufacturing device, and a separator manufacturing method are explained based on an embodiment shown in a figure.

[実施形態1]
1.実施形態1に係るセパレーターの構成
まず、実施形態1に係るセパレーター100の構成を説明する。
図1は、実施形態1に係るセパレーター100の断面図である。
[Embodiment 1]
1. Configuration of Separator according to Embodiment 1 First, the configuration of the separator 100 according to Embodiment 1 will be described.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a separator 100 according to the first embodiment.

実施形態1に係るセパレーター100は、図1に示すように、1つのセルロース繊維層110と、2つのナノ繊維層120,130とを備え、セルロース繊維層110の両面にナノ繊維層120,130が配設された構造を有する。   As illustrated in FIG. 1, the separator 100 according to the first embodiment includes one cellulose fiber layer 110 and two nanofiber layers 120 and 130, and the nanofiber layers 120 and 130 are provided on both sides of the cellulose fiber layer 110. It has an arranged structure.

セルロース繊維層110は、厚さが1μm〜40μmであり、かつ、平均繊維径0.1μm〜10μmのセルロース繊維からなる。   The cellulose fiber layer 110 is made of cellulose fibers having a thickness of 1 μm to 40 μm and an average fiber diameter of 0.1 μm to 10 μm.

ナノ繊維層120,130は、空孔率が20%〜80%の範囲内にあり、かつ、平均空孔サイズが0.02μm〜2μmの範囲内にある。   The nanofiber layers 120 and 130 have a porosity in the range of 20% to 80% and an average pore size in the range of 0.02 μm to 2 μm.

セパレーター100は、後述する実施形態1に係るセパレーター製造装置1を用いて、実施形態1に係るセパレーターの製造方法により得られたものである。   The separator 100 is obtained by the separator manufacturing method according to Embodiment 1 using the separator manufacturing apparatus 1 according to Embodiment 1 described later.

2.実施形態1に係るセパレーター製造装置1の構成
図2は、実施形態に係るセパレーター製造装置1の断面図である。なお、図2においては、ポリマー溶液供給部の図示を省略している。これは、後述する以下の図についても同様である。図3は、実施形態1に係るセパレーターの製造方法によりセパレーター100が製造されていく様子を示す図である。図3(a)〜図3(c)は各工程図である。
2. Configuration of Separator Manufacturing Apparatus 1 According to Embodiment 1 FIG. 2 is a cross-sectional view of the separator manufacturing apparatus 1 according to the embodiment. In FIG. 2, the polymer solution supply unit is not shown. The same applies to the following figures described later. FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which the separator 100 is manufactured by the separator manufacturing method according to the first embodiment. FIG. 3A to FIG. 3C are process diagrams.

実施形態1に係るセパレーター製造装置1は、図2に示すように、長尺のセルロース繊維層110からなる長尺シートを搬送する搬送装置10と、搬送装置10により搬送されていくセルロース繊維層110の一方の面にナノ繊維層120(図3(b)参照。)を形成する電界紡糸装置20aと、他方の面にナノ繊維層130(図3(c)参照。)を形成する電界紡糸装置20bとを備える。電界紡糸装置20a及び電界紡糸装置20bはともに、上向き式のノズルを有する上向き式電界紡糸装置である。   As shown in FIG. 2, the separator manufacturing apparatus 1 according to Embodiment 1 includes a transport device 10 that transports a long sheet composed of a long cellulose fiber layer 110, and a cellulose fiber layer 110 that is transported by the transport device 10. The electrospinning apparatus 20a for forming the nanofiber layer 120 (see FIG. 3B) on one side of the electrode and the electrospinning apparatus for forming the nanofiber layer 130 (see FIG. 3C) on the other side. 20b. Both the electrospinning apparatus 20a and the electrospinning apparatus 20b are upward electrospinning apparatuses having an upward nozzle.

搬送装置10は、電界紡糸装置20aから電界紡糸装置20bへ向けて基材層となるセルロース繊維層110を搬送するように構成されている。搬送装置10は、電界紡糸装置20aがナノ繊維層120を形成するとき(後述する図3(b)参照。)にはセルロース繊維層110を第1の方向(図2におけるA1の方向)に搬送し、電界紡糸装置20aの高さ位置から電界紡糸装置20bの高さ位置までセルロース繊維層110を第1の方向と略垂直な第2の方向(A2の方向)に搬送し、電界紡糸装置20bがナノ繊維層130を形成するとき(後述する図3(c)参照。)にはセルロース繊維層110を第1の方向と反対となる第3の方向(A3の方向)に搬送する。   The conveying device 10 is configured to convey the cellulose fiber layer 110 serving as a base material layer from the electrospinning device 20a to the electrospinning device 20b. When the electrospinning device 20a forms the nanofiber layer 120 (see FIG. 3B described later), the transport device 10 transports the cellulose fiber layer 110 in the first direction (direction A1 in FIG. 2). Then, the cellulose fiber layer 110 is transported from the height position of the electrospinning apparatus 20a to the height position of the electrospinning apparatus 20b in a second direction (A2 direction) substantially perpendicular to the first direction, and the electrospinning apparatus 20b. When forming the nanofiber layer 130 (see FIG. 3C described later), the cellulose fiber layer 110 is conveyed in a third direction (direction A3) opposite to the first direction.

搬送装置10は、セルロース繊維層110を繰り出す繰り出しローラー11と、セルロース繊維層110を巻き取る巻き取りローラー12と、セルロース繊維層110の張りを調整するテンションローラー13,18と、セルロース繊維層110を搬送する複数の駆動ローラー14と、電界紡糸装置20aからのセルロース繊維層110の搬送方向を上方に向ける第1反転ローラー16aと、第1反転ローラー16aからのセルロース繊維層110の搬送方向を電界紡糸装置20bの方に向ける第2反転ローラー16bとを備える。   The conveying device 10 includes a feeding roller 11 for feeding the cellulose fiber layer 110, a winding roller 12 for winding the cellulose fiber layer 110, tension rollers 13 and 18 for adjusting the tension of the cellulose fiber layer 110, and the cellulose fiber layer 110. The plurality of driving rollers 14 to be transported, the first reversing roller 16a that directs the transport direction of the cellulose fiber layer 110 from the electrospinning apparatus 20a upward, and the transport direction of the cellulose fiber layer 110 from the first reversing roller 16a are electrospun. A second reversing roller 16b directed toward the device 20b.

このうち、繰り出しローラー11、巻き取りローラー12、テンションローラー13,18及び複数の駆動ローラー14は、セルロース繊維層110を搬送する搬送機構(符号を図示せず。)を構成する。複数の駆動ローラー14は、セルロース繊維層110を搬送する駆動装置である。   Among these, the feeding roller 11, the take-up roller 12, the tension rollers 13 and 18, and the plurality of drive rollers 14 constitute a transport mechanism (not shown) that transports the cellulose fiber layer 110. The plurality of driving rollers 14 are driving devices that convey the cellulose fiber layer 110.

第1反転ローラー16a及び第2反転ローラー16bは、セルロース繊維層110が搬送されていく途中でセルロース繊維層110の一方面の向きと他方面の向きとが反対になるようにセルロース繊維層110を反転させるセルロース繊維層反転機構15を構成する。セルロース繊維層反転機構15は、電界紡糸装置20bの高さ位置に合わせて、電界紡糸装置20aからのセルロース繊維層110を反転させる。   The first reverse roller 16a and the second reverse roller 16b move the cellulose fiber layer 110 so that the direction of one surface of the cellulose fiber layer 110 is opposite to the direction of the other surface while the cellulose fiber layer 110 is being conveyed. The cellulose fiber layer inversion mechanism 15 to be inverted is configured. The cellulose fiber layer reversing mechanism 15 reverses the cellulose fiber layer 110 from the electrospinning device 20a in accordance with the height position of the electrospinning device 20b.

電界紡糸装置20a,20bは、筐体21に絶縁部材25を介して取り付けられ、セルロース繊維110における他方の面側に位置するコレクター24と、セルロース繊維層110における一方の面側におけるコレクター24に対向する位置に位置し、図示しないポリマー溶液供給部から供給されるポリマー溶液をセルロース繊維層110に向けて吐出する複数のノズル23を有するノズルユニット22と、コレクター24とノズルユニット22との間に高電圧(例えば10kV〜80kV)を印加する電源装置29と、セルロース繊維層110が搬送されるのを補助する補助ベルト装置26とを備える。   The electrospinning apparatuses 20a and 20b are attached to the casing 21 via an insulating member 25, and face the collector 24 located on the other surface side of the cellulose fiber 110 and the collector 24 on the one surface side of the cellulose fiber layer 110. A nozzle unit 22 having a plurality of nozzles 23 for discharging a polymer solution supplied from a polymer solution supply unit (not shown) toward the cellulose fiber layer 110, and between the collector 24 and the nozzle unit 22. The power supply apparatus 29 which applies a voltage (for example, 10 kV-80 kV) and the auxiliary | assistant belt apparatus 26 which assists that the cellulose fiber layer 110 is conveyed are provided.

電界紡糸装置20a,20bにおけるノズルユニット22は、複数のノズルとして、ポリマー溶液を吐出口から上向きに吐出する複数の上向きノズル23を有する。そして、電界紡糸装置20aは、複数の上向きノズル23の吐出口からポリマー溶液を吐出してナノ繊維を電界紡糸するように構成されている。
複数の上向きノズル23は、例えば、1.5cm〜6.0cmのピッチで配列されている。複数の上向きノズル23の数は、例えば、36個(縦横同数に配列した場合、6個×6個)〜21904個(縦横同数に配列した場合、148個×148個)である。
また、本発明のセパレーター製造装置には様々な大きさ及び様々な形状を有するノズルユニットを用いることができるが、ノズルユニット22は、例えば、上面から見たときに一辺が0.5m〜3mの長方形(正方形を含む)に見える大きさ及び形状を有する。
The nozzle unit 22 in the electrospinning apparatuses 20a and 20b has a plurality of upward nozzles 23 that discharge the polymer solution upward from the discharge ports as a plurality of nozzles. The electrospinning apparatus 20a is configured to discharge the polymer solution from the discharge ports of the plurality of upward nozzles 23 to electrospin the nanofibers.
The plurality of upward nozzles 23 are arranged at a pitch of 1.5 cm to 6.0 cm, for example. The number of the plurality of upward nozzles 23 is, for example, 36 (6 × 6 when arranged in the same length and width) to 21904 (148 × 148 when arranged in the same length and width).
Moreover, although the nozzle unit 22 which has various sizes and various shapes can be used for the separator manufacturing apparatus of the present invention, the nozzle unit 22 has, for example, a side of 0.5 m to 3 m when viewed from the upper surface. It has a size and shape that looks like a rectangle (including a square).

コレクター24は、導電性を有する筐体21に絶縁部材を介して取り付けられている。電源装置29の正極は、コレクター24に接続され、電源装置29の負極は、筐体21及びノズルユニット22に接続されている。   The collector 24 is attached to the casing 21 having conductivity through an insulating member. The positive electrode of the power supply device 29 is connected to the collector 24, and the negative electrode of the power supply device 29 is connected to the casing 21 and the nozzle unit 22.

補助ベルト装置26は、セルロース繊維層110の搬送速度に同期して回転する補助ベルト27と、補助ベルト27の回転を助ける5つの補助ベルト用ローラー28とを有する。5つの補助ベルト用ローラー28のうち1つ又は2つ以上の補助ベルト用ローラーが駆動ローラーであり、残りの補助ベルト用ローラーが従動ローラーである。コレクター24とセルロース繊維層110との間に補助ベルト27が配設されているため、セルロース繊維層110は、正の高電圧が印加されているコレクター24に引き寄せられることなくスムーズに搬送されるようになる。   The auxiliary belt device 26 includes an auxiliary belt 27 that rotates in synchronization with the conveyance speed of the cellulose fiber layer 110, and five auxiliary belt rollers 28 that assist the rotation of the auxiliary belt 27. Of the five auxiliary belt rollers 28, one or more auxiliary belt rollers are drive rollers, and the remaining auxiliary belt rollers are driven rollers. Since the auxiliary belt 27 is disposed between the collector 24 and the cellulose fiber layer 110, the cellulose fiber layer 110 is smoothly conveyed without being attracted to the collector 24 to which a positive high voltage is applied. become.

3.実施形態1に係るセパレーターの製造方法
以下、上記のように構成された実施形態1に係るセパレーター製造装置1を用いてセパレーター100を製造する方法(実施形態1に係るセパレーターの製造方法)について説明する。
3. Method for Producing Separator According to Embodiment 1 Hereinafter, a method for producing a separator 100 using the separator production apparatus 1 according to Embodiment 1 configured as described above (a method for producing a separator according to Embodiment 1) will be described. .

(a)紡糸準備
2台の電界紡糸装置20a,20bのそれぞれにおいてポリマー溶液を準備し、当該ポリマー溶液をノズルユニット22へ供給する。また、長尺のセルロース繊維層110(図3(a)参照。)を搬送装置10にセットし、その後、セルロース繊維層110を繰り出しローラー11から巻き取りローラー12に向けて所定の搬送速度で搬送する。
(A) Preparation for spinning A polymer solution is prepared in each of the two electrospinning apparatuses 20 a and 20 b, and the polymer solution is supplied to the nozzle unit 22. Further, the long cellulose fiber layer 110 (see FIG. 3A) is set in the transport device 10, and then the cellulose fiber layer 110 is transported from the feeding roller 11 toward the take-up roller 12 at a predetermined transport speed. To do.

(b)電界紡糸(1)
次に、電界紡糸装置20aにより、搬送されていくセルロース繊維層110の一方の面にナノ繊維層120を形成する(図3(b)参照。)。
(B) Electrospinning (1)
Next, the nanofiber layer 120 is formed on one surface of the cellulose fiber layer 110 being conveyed by the electrospinning apparatus 20a (see FIG. 3B).

(c)長尺シート反転
次に、長尺シート反転機構15(反転ローラー16a,16b)により、セルロース繊維層110の一方の面が下側になるようにセルロース繊維層110の一方面の向きと他方の面の向きとを反転させる。
(C) Long sheet reversal Next, with the long sheet reversing mechanism 15 (reversing rollers 16a and 16b), the orientation of one surface of the cellulose fiber layer 110 is set so that one surface of the cellulose fiber layer 110 is on the lower side. The direction of the other surface is reversed.

d)電界紡糸(2)
次に、電界紡糸装置20bにより、搬送されていくセルロース繊維層110の他方の面にナノ繊維層130を形成する(図3(c)参照。)。これにより、セルロース繊維層110の両面にナノ繊維層120,130が配設された構造のセパレーター100が完成する。
d) Electrospinning (2)
Next, the nanofiber layer 130 is formed on the other surface of the cellulose fiber layer 110 being conveyed by the electrospinning apparatus 20b (see FIG. 3C). Thereby, the separator 100 having a structure in which the nanofiber layers 120 and 130 are disposed on both surfaces of the cellulose fiber layer 110 is completed.

以下に、実施形態1に係るセパレーターの製造方法における紡糸条件を例示的に示す。   The spinning conditions in the separator manufacturing method according to Embodiment 1 will be exemplified below.

ナノ繊維の原料となるポリマーとしては、例えば、ポリ乳酸(PLA)、ポリプロピレン(PP)、ポリ酢酸ビニル(PVAc)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリアミド(PA)、ポリウレタン(PUR)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリカプロラクトン(PCL)、ポリ乳酸グリコール酸(PLGA)、シルク、セルロース、キトサンなどを用いることができる。   Examples of the polymer used as a raw material for the nanofiber include polylactic acid (PLA), polypropylene (PP), polyvinyl acetate (PVAc), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene naphthalate (PEN), Polyamide (PA), polyurethane (PUR), polyvinyl alcohol (PVA), polyacrylonitrile (PAN), polyetherimide (PEI), polycaprolactone (PCL), polylactic glycolic acid (PLGA), silk, cellulose, chitosan, etc. Can be used.

ポリマー溶液に用いる溶媒としては、例えば、ジクロロメタン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、メチルエチルケトン、クロロホルム、アセトン、水、蟻酸、酢酸、シクロヘキサン、THFなどを用いることができる。複数種類の溶媒を混合して用いてもよい。ポリマー溶液には、導電性向上剤などの添加剤を含有させてもよい。   Examples of the solvent used in the polymer solution include dichloromethane, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, methyl ethyl ketone, chloroform, acetone, water, formic acid, acetic acid, cyclohexane, and THF. A plurality of types of solvents may be mixed and used. The polymer solution may contain an additive such as a conductivity improver.

セルロース繊維の原料となる植物繊維としては、例えば、針葉樹、マニラ麻、ミツマタ、コウゾなどを用いることができる。複数種類の繊維を混合して用いてもよい。   As plant fiber used as a raw material of cellulose fiber, for example, conifers, Manila hemp, Mitsumata, kouzo and the like can be used. A plurality of types of fibers may be mixed and used.

搬送速度は、例えば0.2m/分〜100m/分に設定することができる。コレクター24とノズルユニット22との間に印加する電圧は、10kV〜80kVに設定することができ、50kV付近に設定することが好ましい。   A conveyance speed can be set to 0.2 m / min-100 m / min, for example. The voltage applied between the collector 24 and the nozzle unit 22 can be set to 10 kV to 80 kV, and is preferably set to around 50 kV.

紡糸区域の温度は、例えば10℃〜40℃に設定することができる。紡糸区域の湿度は、例えば20%〜60%に設定することができる。   The temperature of the spinning zone can be set to 10 ° C. to 40 ° C., for example. The humidity of the spinning area can be set to 20% to 60%, for example.

4.実施形態1に係るセパレーター100の効果
実施形態1に係るセパレーター100によれば、繊維が細く空隙が微細かつ均一であるという特徴を有するナノ繊維層120,130を備えるため、高い絶縁性及び高いデンドライト耐性を有する。また、ナノ繊維層は空隙率が大きいという特徴も有するため、高い電解液保持特性を有し高いイオン伝導性を有する。
4). Effect of Separator 100 According to Embodiment 1 According to the separator 100 according to Embodiment 1, since the nanofiber layers 120 and 130 having the characteristics that the fibers are thin and the voids are fine and uniform are provided, high insulation and high dendrite are provided. Tolerant. In addition, since the nanofiber layer also has a feature that the porosity is large, it has high electrolytic solution retention characteristics and high ionic conductivity.

また、実施形態1に係るセパレーター100によれば、セルロース繊維層110を備えるため、高い機械的強度を有する。   Moreover, according to the separator 100 which concerns on Embodiment 1, since it has the cellulose fiber layer 110, it has high mechanical strength.

その結果、実施形態1に係るセパレーター100は、高い機械的強度、高い絶縁性、高いデンドライト耐性及び高いイオン伝導性を有するセパレーターとなる。   As a result, the separator 100 according to the first embodiment is a separator having high mechanical strength, high insulation, high dendrite resistance, and high ionic conductivity.

また、実施形態1に係るセパレーター100によれば、セルロース繊維層110の厚さが40μm以下であるため、薄いセパレーターを製造することが可能となり、電気容量が大きい非水系電池を製造することが可能となる。また、セルロース繊維層110の厚さが1μm以上であるため、機械的強度が低下することもない。   Further, according to the separator 100 according to the first embodiment, since the thickness of the cellulose fiber layer 110 is 40 μm or less, it is possible to manufacture a thin separator, and it is possible to manufacture a non-aqueous battery having a large electric capacity. It becomes. Moreover, since the thickness of the cellulose fiber layer 110 is 1 μm or more, the mechanical strength is not lowered.

また、実施形態1に係るセパレーター100によれば、セルロース繊維層110が、平均繊維径0.1μm以上のセルロース繊維からなるため、セルロース繊維そのものの強度を保ちやすくなり、それほど厚くすることなく十分な機械的強度を有するセルロース繊維層を構成することができる。一方、セルロース繊維層110が、平均繊維径10μm以下のセルロース繊維からなるため、薄いセパレーターを製造することが可能となり、電気容量が大きい非水系電池を製造することが可能となる。   Moreover, according to the separator 100 which concerns on Embodiment 1, since the cellulose fiber layer 110 consists of a cellulose fiber with an average fiber diameter of 0.1 micrometer or more, it becomes easy to maintain the intensity | strength of cellulose fiber itself, and it is enough, without making it so thick. A cellulose fiber layer having mechanical strength can be formed. On the other hand, since the cellulose fiber layer 110 is made of cellulose fibers having an average fiber diameter of 10 μm or less, a thin separator can be manufactured and a non-aqueous battery having a large electric capacity can be manufactured.

また、実施形態1に係るセパレーター100によれば、セルロース繊維同士が絡まる箇所が多くなるため、それほど厚くすることなく十分な機械的強度を有するセパレーターを構成することが可能となる。   Moreover, according to the separator 100 which concerns on Embodiment 1, since the location where a cellulose fiber entangles increases, it becomes possible to comprise the separator which has sufficient mechanical strength, without making it so thick.

また、実施形態1に係るセパレーター100によれば、ナノ繊維層120,130の空孔率が20%〜80%の範囲内にあるため、高い電解液保持特性を有し、高いイオン伝導性を得ることが可能となる。また、平均空孔サイズが0.02μm〜2μmの範囲内にあり、デンドライトがセパレーターに侵入し難い空孔サイズであるため、高いデンドライト耐性を有する。   Moreover, according to the separator 100 which concerns on Embodiment 1, since the porosity of the nanofiber layers 120 and 130 exists in the range of 20%-80%, it has a high electrolyte solution retention characteristic, and high ionic conductivity. Can be obtained. Further, since the average pore size is in the range of 0.02 μm to 2 μm and the dendrite is a pore size that is difficult to enter the separator, it has high dendrite resistance.

また、実施形態1に係るセパレーター100によれば、セルロース繊維層110の両面でデンドライトの成長を阻止することが可能となり、より一層高いデンドライト耐性を有するセパレーターを構成することが可能となる。   In addition, according to the separator 100 according to the first embodiment, it is possible to prevent the growth of dendrite on both surfaces of the cellulose fiber layer 110, and it is possible to configure a separator having higher dendrite resistance.

5.実施形態1に係るセパレーターの製造方法の効果
実施形態1に係るセパレーターの製造方法によれば、高い機械的強度、高い絶縁性、高いデンドライト耐性及び高いイオン伝導性を有する本発明のセパレーターを連続して高い生産性で製造することが可能となる。
5. Effect of Separator Manufacturing Method According to Embodiment 1 According to the separator manufacturing method according to Embodiment 1, the separator of the present invention having high mechanical strength, high insulation, high dendrite resistance and high ionic conductivity is continuously provided. And can be manufactured with high productivity.

また、実施形態1に係るセパレーターの製造方法によれば、ナノ繊維層120,130が形成されたセルロース繊維層110をそのまま製品とすることができる。このため、長尺シートからセパレーターの製品を取り外す工程を省くことができ、より一層生産性を高くすることが可能となる。   Moreover, according to the manufacturing method of the separator which concerns on Embodiment 1, the cellulose fiber layer 110 in which the nanofiber layers 120 and 130 were formed can be used as a product as it is. For this reason, the process of removing the product of the separator from the long sheet can be omitted, and the productivity can be further increased.

6.実施形態1に係るセパレーター製造装置1の効果
実施形態1に係るセパレーター製造装置1によれば、高い機械的強度、高い絶縁性、高いデンドライト耐性及び高いイオン伝導性を有する本発明のセパレーターを連続して高い生産性で製造することが可能となる。
6). Effects of separator manufacturing apparatus 1 according to Embodiment 1 According to the separator manufacturing apparatus 1 according to Embodiment 1, the separator of the present invention having high mechanical strength, high insulation, high dendrite resistance and high ionic conductivity is continuously provided. And can be manufactured with high productivity.

また、実施形態1に係るセパレーター製造装置1によれば、ナノ繊維層120,130が形成されたセルロース繊維層110をそのまま製品とすることができる。このため、長尺シートからセパレーターの製品を取り外す工程を省くことができ、より一層生産性を高くすることが可能となる。   Moreover, according to the separator manufacturing apparatus 1 which concerns on Embodiment 1, the cellulose fiber layer 110 in which the nanofiber layers 120 and 130 were formed can be used as a product as it is. For this reason, the process of removing the product of the separator from the long sheet can be omitted, and the productivity can be further increased.

[実施形態2]
図4は、実施形態2に係るセパレーター製造装置2の断面図である。
[Embodiment 2]
FIG. 4 is a cross-sectional view of the separator manufacturing apparatus 2 according to the second embodiment.

実施形態2に係るセパレーター製造装置2は、図4に示すように、基本的には実施形態1に係るセパレーター製造装置1と同様の構成を有するが、電界紡糸装置の構成が実施形態1に係るセパレーター製造装置1の場合と異なる。すなわち、実施形態2に係るセパレーター製造装置2においては、図4に示すように、搬送されていくセルロース繊維層110の一方の面にナノ繊維層120を形成する電界紡糸装置20aと、他方の面にナノ繊維層130を形成する電界紡糸装置20cとを備える。電界紡糸装置20cは、下向き式のノズルを有する下向き式電界紡糸装置である。   As shown in FIG. 4, the separator manufacturing apparatus 2 according to the second embodiment has basically the same configuration as the separator manufacturing apparatus 1 according to the first embodiment, but the configuration of the electrospinning apparatus according to the first embodiment. Different from the case of the separator manufacturing apparatus 1. That is, in the separator manufacturing apparatus 2 according to the second embodiment, as shown in FIG. 4, the electrospinning apparatus 20a for forming the nanofiber layer 120 on one surface of the cellulose fiber layer 110 being conveyed, and the other surface And an electrospinning apparatus 20c for forming the nanofiber layer 130. The electrospinning device 20c is a downward electrospinning device having a downward nozzle.

実施形態2に係るセパレーター製造装置2においては、図4に示すように、電界紡糸装置20aと、電界紡糸装置20cとがこの順序でセルロース繊維層110の搬送方向に沿って同一直線上になるよう配置されている。   In the separator manufacturing apparatus 2 according to the second embodiment, as shown in FIG. 4, the electrospinning apparatus 20 a and the electrospinning apparatus 20 c are arranged in the same straight line along the conveying direction of the cellulose fiber layer 110 in this order. Has been placed.

電界紡糸装置20cは、支持台35に絶縁部材を介して取り付けられ、セルロース繊維110における一方の面側に位置するコレクター34と、セルロース繊維層110における他方の面側におけるコレクター34に対向する位置に位置する複数の下向きノズル33を有するノズルユニット32と、電源装置29と、セルロース繊維層110が搬送されるのを補助する補助ベルト装置36とを備える。   The electrospinning device 20c is attached to the support base 35 via an insulating member, and is located at a position facing the collector 34 located on one side of the cellulose fiber 110 and the collector 34 on the other side of the cellulose fiber layer 110. A nozzle unit 32 having a plurality of downward nozzles 33 positioned, a power supply device 29, and an auxiliary belt device 36 for assisting the conveyance of the cellulose fiber layer 110 are provided.

ノズルユニット32は、筐体31に取り付けられ、複数のノズルとして、ポリマー溶液を吐出口から下向きに吐出する複数の下向きノズル33を有する。   The nozzle unit 32 is attached to the housing 31 and has a plurality of downward nozzles 33 for discharging the polymer solution downward from the discharge port as a plurality of nozzles.

コレクター34は、導電性を有する支持台35に絶縁部材を介して取り付けられている。電源装置29の正極は、コレクター34に接続され、電源装置29の負極は、筐体35及びノズルユニット32に接続されている。   The collector 34 is attached to a support base 35 having conductivity via an insulating member. The positive electrode of the power supply device 29 is connected to the collector 34, and the negative electrode of the power supply device 29 is connected to the housing 35 and the nozzle unit 32.

補助ベルト装置36は、セルロース繊維層110の搬送速度に同期して回転する補助ベルト37と、補助ベルト37の回転を助ける5つの補助ベルト用ローラー38とを有する。   The auxiliary belt device 36 includes an auxiliary belt 37 that rotates in synchronization with the conveyance speed of the cellulose fiber layer 110, and five auxiliary belt rollers 38 that assist the rotation of the auxiliary belt 37.

このように、実施形態2に係るセパレーター製造装置2は、電界紡糸装置の構成が実施形態1に係るセパレーター製造装置1の場合と異なるが、実施形態1に係るセパレーター製造装置1と同様に、高い機械的強度、高い絶縁性、高いデンドライト耐性及び高いイオン伝導性を有する本発明のセパレーターを連続して高い生産性で製造することが可能となる。   As described above, the separator manufacturing apparatus 2 according to the second embodiment is different from the separator manufacturing apparatus 1 according to the first embodiment in the configuration of the electrospinning apparatus, but is similar to the separator manufacturing apparatus 1 according to the first embodiment. The separator of the present invention having mechanical strength, high insulation, high dendrite resistance and high ionic conductivity can be continuously produced with high productivity.

また、実施形態2に係るセパレーター製造装置2によれば、ナノ繊維層120,130が形成されたセルロース繊維層110をそのまま製品とすることができる。このため、長尺シートからセパレーターの製品を取り外す工程を省くことができ、より一層生産性を高くすることが可能となる。   Moreover, according to the separator manufacturing apparatus 2 which concerns on Embodiment 2, the cellulose fiber layer 110 in which the nanofiber layers 120 and 130 were formed can be used as a product as it is. For this reason, the process of removing the product of the separator from the long sheet can be omitted, and the productivity can be further increased.

また、実施形態2に係るセパレーター製造装置2によれば、セパレーター製造装置の設置高さをそれほど高くすることなく、セルロース繊維層の両面にナノ繊維層が配設された構造を有するセパレーターを製造することが可能となる。   Moreover, according to the separator manufacturing apparatus 2 which concerns on Embodiment 2, the separator which has the structure by which the nanofiber layer was arrange | positioned on both surfaces of the cellulose fiber layer is manufactured, without making the installation height of a separator manufacturing apparatus so high. It becomes possible.

なお、実施形態2に係るセパレーター製造装置2は、電界紡糸装置の構成以外は実施形態1に係るセパレーター製造装置1の場合と同様の構成を有するため、実施形態1に係るセパレーター製造装置1が有する効果のうち該当する効果を有する。   In addition, since the separator manufacturing apparatus 2 which concerns on Embodiment 2 has the structure similar to the case of the separator manufacturing apparatus 1 which concerns on Embodiment 1 except the structure of an electrospinning apparatus, the separator manufacturing apparatus 1 which concerns on Embodiment 1 has. It has a corresponding effect among the effects.

[実施形態3]
1.実施形態3に係るセパレーター102の構成
実施形態3に係るセパレーター102の構成を説明する。
図5は、実施形態3に係るセパレーター102の断面図である。
[Embodiment 3]
1. Configuration of Separator 102 According to Embodiment 3 The configuration of the separator 102 according to Embodiment 3 will be described.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the separator 102 according to the third embodiment.

実施形態3に係るセパレーター102は、図5に示すように、基本的には実施形態1に係るセパレーター100と同様の構成を有するが、セルロース繊維層の構成が実施形態1に係るセパレーター100の場合と異なる。すなわち、実施形態3に係るセパレーター102においては、図5に示すように、後述するセルロース繊維層製造装置40によって製造されたセルロース繊維層112を備える。   As shown in FIG. 5, the separator 102 according to the third embodiment has basically the same configuration as the separator 100 according to the first embodiment, but the configuration of the cellulose fiber layer is the separator 100 according to the first embodiment. And different. That is, the separator 102 according to Embodiment 3 includes a cellulose fiber layer 112 manufactured by a cellulose fiber layer manufacturing apparatus 40 described later, as shown in FIG.

セパレーター102は、後述する実施形態3に係るセパレーター製造装置3を用いて、実施形態3に係るセパレーター方法により得られたものである。   The separator 102 is obtained by the separator method according to the third embodiment using the separator manufacturing apparatus 3 according to the third embodiment which will be described later.

2.実施形態3に係るセパレーター製造装置3の構成
図6は、実施形態3に係るセパレーター製造装置3の断面図である。図7は、実施形態3に係るセパレーターの製造方法によりセパレーター102が製造されていく様子を示す図である。
2. Configuration of Separator Manufacturing Apparatus 3 According to Embodiment 3 FIG. 6 is a cross-sectional view of the separator manufacturing apparatus 3 according to Embodiment 3. FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which the separator 102 is manufactured by the separator manufacturing method according to the third embodiment.

実施形態3に係るセパレーター製造装置3は、基本的には実施形態1に係るセパレーター製造装置1と同様の構成を有するが、搬送装置の構成及びセルロース繊維層製造装置をさらに備える点で実施形態1に係るセパレーター製造装置1の場合と異なる。すなわち、実施形態3に係るセパレーター製造装置3は、図6に示すように、長尺シートWを搬送する搬送装置60と、電界紡糸装置20a,20bと、セルロース繊維層112を形成するセルロース繊維層製造装置40とを備える。   The separator manufacturing apparatus 3 according to the third embodiment basically has the same configuration as the separator manufacturing apparatus 1 according to the first embodiment, but the first embodiment is further provided with a configuration of a transport device and a cellulose fiber layer manufacturing apparatus. This is different from the case of the separator manufacturing apparatus 1 according to the above. That is, as shown in FIG. 6, the separator manufacturing apparatus 3 according to the third embodiment includes a conveyance device 60 that conveys the long sheet W, electrospinning devices 20 a and 20 b, and a cellulose fiber layer that forms the cellulose fiber layer 112. And a manufacturing apparatus 40.

実施形態3に係るセパレーター製造装置3においては、図6に示すように、電界紡糸装置20aと、後述する長尺シート反転機構65aと、セルロース繊維層製造装置40と、後述する長尺シート反転機構65bと、電界紡糸装置20bとがこの順序で長尺シートWの搬送方向に沿って配置されている。   In the separator manufacturing apparatus 3 according to Embodiment 3, as shown in FIG. 6, an electrospinning apparatus 20a, a long sheet reversing mechanism 65a described later, a cellulose fiber layer manufacturing apparatus 40, and a long sheet reversing mechanism described later. 65b and the electrospinning device 20b are arranged in this order along the conveying direction of the long sheet W.

搬送装置として、長尺シート搬送装置60を備える。
長尺シート搬送装置60は、長尺シートWを繰り出す繰り出しローラー61と、長尺シートWを巻き取る巻き取りローラー62と、長尺シートWの張りを調整するテンションローラー63,68と、長尺シートWを搬送する複数の駆動ローラー64と、第1反転ローラー66a,66cと、第2反転ローラー66b,66dとを備える。
A long sheet conveying device 60 is provided as a conveying device.
The long sheet conveying device 60 includes a feeding roller 61 for feeding out the long sheet W, a take-up roller 62 for winding up the long sheet W, tension rollers 63 and 68 for adjusting the tension of the long sheet W, and a long length. A plurality of drive rollers 64 for conveying the sheet W, first reverse rollers 66a and 66c, and second reverse rollers 66b and 66d are provided.

このうち、繰り出しローラー61、巻き取りローラー62、テンションローラー63,68及び複数の駆動ローラー64は、長尺シートWを搬送する搬送機構60を構成する。複数の駆動ローラー64は、長尺シートWを搬送する駆動装置である。   Among these, the feeding roller 61, the take-up roller 62, the tension rollers 63 and 68, and the plurality of drive rollers 64 constitute a conveyance mechanism 60 that conveys the long sheet W. The plurality of driving rollers 64 are driving devices that convey the long sheet W.

第1反転ローラー66a及び第2反転ローラー66bは、長尺シートWが搬送されていく途中で長尺シートWの一方面の向きと他方面の向きとが反対になるように長尺シートWを反転させる長尺シート反転機構65aを構成する。また、第1反転ローラー66c及び第2反転ローラー66dは、長尺シートWが搬送されていく途中で長尺シートWの一方面の向きと他方面の向きとが反対になるように長尺シートWを反転させる長尺シート反転機構65bを構成する。   The first reversing roller 66a and the second reversing roller 66b move the long sheet W so that the direction of one surface of the long sheet W and the direction of the other surface are opposite while the long sheet W is being conveyed. A long sheet reversing mechanism 65a for reversing is configured. Further, the first reverse roller 66c and the second reverse roller 66d are long sheets so that the direction of one surface of the long sheet W and the direction of the other surface are opposite while the long sheet W is being conveyed. A long sheet reversing mechanism 65b for reversing W is configured.

電界紡糸装置20a,20bは、実施形態1で用いた電界紡糸装置20a,20bと同様の構成を有する。   The electrospinning apparatuses 20a and 20b have the same configuration as the electrospinning apparatuses 20a and 20b used in the first embodiment.

セルロース繊維層製造装置40は、図6に示すように、長尺シート搬送装置60により搬送されていく長尺シートWにセルロース繊維層112を形成する。
セルロース繊維層製造装置40は、図示しないセルロース溶液供給部から供給されるセルロース溶液を長尺シートWに向けて吐出する複数の下向きノズル43を有するノズルユニット42と、セルロース溶液に向けて高温気流を噴射する高温気流供給部44と、高温気流吸引装置47とを備える。
As shown in FIG. 6, the cellulose fiber layer manufacturing apparatus 40 forms the cellulose fiber layer 112 on the long sheet W conveyed by the long sheet conveying apparatus 60.
The cellulose fiber layer manufacturing apparatus 40 includes a nozzle unit 42 having a plurality of downward nozzles 43 that discharge a cellulose solution supplied from a cellulose solution supply unit (not shown) toward the long sheet W, and a high-temperature airflow toward the cellulose solution. A high-temperature air flow supply unit 44 for spraying and a high-temperature air flow suction device 47 are provided.

ノズルユニット42は、筐体21に取り付けられ、複数のノズルとして、セルロース溶液を吐出口から下向きに吐出する複数の下向きノズル43と、セルロース溶液吐出方向に沿った方向に向けて後述する高温気流供給部44から供給された高温気流を流す高温気流経路(図示せず。)とを有する。複数の下向きノズル43は例えば、1.5cm〜6.0cmのピッチで配列されている。ノズルユニット42は、様々な大きさ及び様々な形状を有するノズルユニットを用いることができる。   The nozzle unit 42 is attached to the housing 21, and as a plurality of nozzles, a plurality of downward nozzles 43 that discharge the cellulose solution downward from the discharge port, and a high-temperature air flow supply that will be described later in a direction along the cellulose solution discharge direction A high-temperature air flow path (not shown) through which the high-temperature air supplied from the unit 44 flows. The plurality of downward nozzles 43 are arranged at a pitch of 1.5 cm to 6.0 cm, for example. As the nozzle unit 42, nozzle units having various sizes and various shapes can be used.

高温気流供給部44は、吸入ポンプ45と、ヒーター46とを有する。
高温気流供給部44は、吸入ポンプ84により外部から取り入れた空気をヒーター46によって加熱することにより、高温気流を形成する。当該高温気流は、ノズルユニット42における高温気流経路(図示せず。)に導かれる。ヒーター46は、高温気流を120℃〜500℃の範囲内にある所定の温度になるように出力を調節することができる。
The high temperature air flow supply unit 44 includes a suction pump 45 and a heater 46.
The high-temperature air flow supply unit 44 forms a high-temperature air flow by heating the air taken in from the outside by the suction pump 84 by the heater 46. The high temperature air flow is guided to a high temperature air flow path (not shown) in the nozzle unit 42. The heater 46 can adjust the output so that the high-temperature airflow has a predetermined temperature in the range of 120 ° C to 500 ° C.

高温気流吸引装置47は、ノズルユニット42から見て長尺シートWの裏面側に配置され、網状部材48と、高温気流吸引部50と、排出ポンプ51とを有する。
高温気流経路(図示せず。)から流された高温気流は、気流通過用の多数の孔が形成されている網状部材44を通って高温気流吸引部50により吸引され、排出ポンプ51により外部に排出される。
The high temperature air flow suction device 47 is disposed on the back side of the long sheet W when viewed from the nozzle unit 42, and includes a mesh member 48, a high temperature air flow suction unit 50, and a discharge pump 51.
The high temperature airflow that has flowed from the high temperature airflow path (not shown) is sucked by the high temperature airflow suction unit 50 through the mesh member 44 in which a large number of holes for airflow passage are formed, and is discharged to the outside by the discharge pump 51. Discharged.

3.実施形態3に係るセパレーターの製造方法
以下、上記のように構成された実施形態3に係るセパレーター製造装置3を用いてセパレーターを製造する方法(実施形態3に係るセパレーター製造方法)について説明する。
3. Method for Producing Separator According to Embodiment 3 Hereinafter, a method for producing a separator using the separator production apparatus 3 according to Embodiment 3 configured as described above (a separator production method according to Embodiment 3) will be described.

図7は、実施形態3に係るセパレーターの製造方法によりセパレーター102が製造されていく様子を示す図である。図7(a)〜図7(e)は各工程図である。   FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which the separator 102 is manufactured by the separator manufacturing method according to the third embodiment. Fig.7 (a)-FIG.7 (e) are each process drawing.

(a)紡糸準備
1台のセルロース繊維層製造装置40にセルロース溶液を準備し、当該セルロース溶液をノズルユニット42へ供給する。また、2台の電界紡糸装置20a,20bのそれぞれにおいてポリマー溶液を準備し、当該ポリマー溶液をそれぞれのノズルユニット22へ供給する。また、長尺シートWを長尺シート搬送装置60にセットし、その後、長尺シートWを繰り出しローラー61から巻き取りローラー62に向けて所定の搬送速度で搬送する(図7(a)参照。)。セルロース溶液は、セルロース繊維層112の材料となるセルロースを溶融したもの、あるいは溶媒で溶解したものである。
(A) Preparation for spinning A cellulose solution is prepared in one cellulose fiber layer manufacturing apparatus 40, and the cellulose solution is supplied to the nozzle unit 42. In addition, a polymer solution is prepared in each of the two electrospinning apparatuses 20 a and 20 b, and the polymer solution is supplied to each nozzle unit 22. Further, the long sheet W is set in the long sheet conveyance device 60, and then the long sheet W is conveyed from the feeding roller 61 toward the take-up roller 62 at a predetermined conveyance speed (see FIG. 7A). ). The cellulose solution is obtained by melting cellulose used as the material of the cellulose fiber layer 112 or dissolving it with a solvent.

(b)電界紡糸(1)
次に、長尺シート110を搬送しながら、電界紡糸装置20aによって長尺シートWの一方面にナノ繊維層120を形成する(図7(b)参照。)。
(B) Electrospinning (1)
Next, while conveying the long sheet 110, the nanofiber layer 120 is formed on one surface of the long sheet W by the electrospinning apparatus 20a (see FIG. 7B).

(c)長尺シート反転(1)
次に、長尺シート反転機構65a(反転ローラー66a,66b)により、一方面が上側になるように長尺シートWの一方面の向きと他方面の向きとを反転させる。
(C) Long sheet reversal (1)
Next, the orientation of one side and the orientation of the other side of the long sheet W are reversed by the long sheet reversing mechanism 65a (reversing rollers 66a and 66b) so that the one side is on the upper side.

(d)セルロース繊維層製造
次に、ナノ繊維層120が形成された長尺シートWを搬送しながら、セルロース繊維製造装置40によって長尺シートWの一方の面にセルロース繊維層112を形成する(図7(c)参照。)。これにより、長尺シートWの一方面にナノ繊維層120及びナノ繊維層130がこの順で積層される。
(D) Cellulose Fiber Layer Production Next, the cellulose fiber layer 112 is formed on one surface of the long sheet W by the cellulose fiber production apparatus 40 while conveying the long sheet W on which the nanofiber layer 120 is formed ( (See FIG. 7 (c)). Thereby, the nanofiber layer 120 and the nanofiber layer 130 are laminated in this order on one surface of the long sheet W.

(c)長尺シート反転(2)
次に、長尺シート反転機構65b(反転ローラー66c,66d)により、一方面が下側になるように長尺シートWの一方面の向きと他方面の向きとを反転させる。
(C) Long sheet reversal (2)
Next, the direction of one surface and the other surface of the long sheet W are reversed by the long sheet reversing mechanism 65b (reversing rollers 66c and 66d) so that one surface is on the lower side.

(e)電界紡糸(2)
次に、ナノ繊維層120及びセルロース繊維層112が積層された長尺シートWを搬送しながら、電界紡糸装置20bによって長尺シートWの一方面にナノ繊維層130を形成する(図7(d)参照。)。これにより、長尺シートWの一方面にナノ繊維層120,セルロース繊維層112及びナノ繊維層130がこの順で積層された積層シートが製造される。その後、巻き取りローラー12より積層シートが巻き取られる。
(E) Electrospinning (2)
Next, the nanofiber layer 130 is formed on one surface of the long sheet W by the electrospinning apparatus 20b while conveying the long sheet W on which the nanofiber layer 120 and the cellulose fiber layer 112 are laminated (FIG. 7D). )reference.). Thereby, the lamination sheet by which the nanofiber layer 120, the cellulose fiber layer 112, and the nanofiber layer 130 were laminated | stacked in this order on the one side of the elongate sheet W is manufactured. Thereafter, the laminated sheet is taken up from the take-up roller 12.

(f)セパレーターと長尺シートとの分離
その後、積層シートを繰り出しながらセパレーターと長尺シートとを分離してセパレーター102を製造する(図5(e)参照。)。
以上の方法により、セパレーター102を製造することができる。
(F) Separation of Separator and Long Sheet Thereafter, the separator and the long sheet are separated while feeding the laminated sheet to manufacture the separator 102 (see FIG. 5E).
The separator 102 can be manufactured by the above method.

長尺シートとしては、各種材料からなる不織布、織物、編物、フィルム、紙などを用いることができる。長尺シートの厚さは、例えば5μm〜500μmのものを用いることができる。長尺シートの長さは、例えば10m〜10kmのものを用いることができる。   As the long sheet, non-woven fabrics, woven fabrics, knitted fabrics, films, papers and the like made of various materials can be used. For example, a long sheet having a thickness of 5 μm to 500 μm can be used. The length of the long sheet can be, for example, 10 m to 10 km.

4.実施形態3に係るセパレーター製造装置3の効果
実施形態3に係るセパレーター製造装置3は、搬送装置の構成及びセルロース繊維層製造装置を更に備える点が実施形態1に係るセパレーター製造装置1の場合と異なるが、実施形態1に係るセパレーター製造装置1と同様に、高い機械的強度、高い絶縁性、高いデンドライト耐性及び高いイオン伝導性を有する本発明のセパレーターを連続して高い生産性で製造することが可能となる。
4). Effect of Separator Manufacturing Apparatus 3 According to Embodiment 3 A separator manufacturing apparatus 3 according to Embodiment 3 is different from the separator manufacturing apparatus 1 according to Embodiment 1 in that the separator manufacturing apparatus 3 further includes a configuration of a transport device and a cellulose fiber layer manufacturing apparatus. However, like the separator manufacturing apparatus 1 according to Embodiment 1, the separator of the present invention having high mechanical strength, high insulation, high dendrite resistance and high ionic conductivity can be manufactured continuously with high productivity. It becomes possible.

また、実施形態3に係るセパレーター製造装置3によれば、セルロース繊維層の厚さ、セルロース繊維の繊維長、セルロース繊維層の空孔率や空孔サイズを調整することが可能となり、所望の特性を有するセルロース繊維層を形成することが可能となる。平均繊維径の比較的大きなセルロース繊維からなるセルロース繊維層を形成する場合に適している。   Moreover, according to the separator manufacturing apparatus 3 which concerns on Embodiment 3, it becomes possible to adjust the thickness of a cellulose fiber layer, the fiber length of a cellulose fiber, the porosity and pore size of a cellulose fiber layer, and a desired characteristic. It becomes possible to form the cellulose fiber layer which has. This is suitable for forming a cellulose fiber layer made of cellulose fibers having a relatively large average fiber diameter.

なお、実施形態3に係るセパレーター製造装置3は、搬送装置の構成及びセルロース繊維層製造装置を更に備える点以外は実施形態1に係るセパレーター製造装置1の場合と同様の構成を有するため、実施形態1に係るセパレーター製造装置1が有する効果のうち該当する効果を有する。   In addition, since the separator manufacturing apparatus 3 which concerns on Embodiment 3 has the structure similar to the case of the separator manufacturing apparatus 1 which concerns on Embodiment 1 except the point further equipped with the structure of a conveying apparatus and a cellulose fiber layer manufacturing apparatus, Embodiment 1 has a corresponding effect among the effects of the separator manufacturing apparatus 1 according to 1.

本発明においては、電界紡糸装置及びセルロース繊維層製造装置を配置する順序を実施形態3に係るセパレーター製造装置3のものから適宜変更することにより、セルロース繊維層の一方の面にナノ繊維層が配設された構造のセパレーター、セルロース繊維層の両面にナノ繊維層が配設された構造のセパレーター及びナノ繊維層の両面にセルロース繊維層が配設された構造のセパレーターのいずれのセパレーターも製造することが可能となる。   In the present invention, the nanofiber layer is arranged on one surface of the cellulose fiber layer by appropriately changing the order of arranging the electrospinning device and the cellulose fiber layer production device from that of the separator production device 3 according to Embodiment 3. The separator having the structure provided, the separator having the structure in which the nanofiber layer is disposed on both sides of the cellulose fiber layer, and the separator having the structure in which the cellulose fiber layer is disposed on both sides of the nanofiber layer are manufactured. Is possible.

[実施形態4]
図8は実施形態4に係るセパレーター製造装置4の断面図である。
[Embodiment 4]
FIG. 8 is a cross-sectional view of the separator manufacturing apparatus 4 according to the fourth embodiment.

実施形態4に係るセパレーター製造装置4は、基本的には実施形態3に係るセパレーター製造装置3と同様の構成を有するが、電界紡糸装置の構成が実施形態3に係るセパレーター製造装置3の場合と異なる。すなわち、実施形態4に係るセパレーター製造装置4においては、図8に示すように、搬送されていく長尺シートWにナノ繊維層120を形成する下向き式電界紡糸装置20dと、搬送されていく長尺シートWにナノ繊維層130を形成する下向き式電界紡糸装置20cとを備える。   The separator manufacturing apparatus 4 according to the fourth embodiment has basically the same configuration as the separator manufacturing apparatus 3 according to the third embodiment, except that the configuration of the electrospinning apparatus is the separator manufacturing apparatus 3 according to the third embodiment. Different. That is, in the separator manufacturing apparatus 4 according to the fourth embodiment, as shown in FIG. 8, the downward electrospinning apparatus 20 d that forms the nanofiber layer 120 on the long sheet W that is being conveyed, and the length that is being conveyed. And a downward-type electrospinning apparatus 20c for forming the nanofiber layer 130 on the length sheet W.

実施形態4に係るセパレーター製造装置4においては、図8に示すように、電界紡糸装置20dと、セルロース繊維層製造装置40と、電界紡糸装置20cとがこの順序で長尺シートWの搬送方向に沿って同一直線上になるよう配置されている。   In the separator manufacturing apparatus 4 according to Embodiment 4, as shown in FIG. 8, the electrospinning apparatus 20d, the cellulose fiber layer manufacturing apparatus 40, and the electrospinning apparatus 20c are arranged in this order in the conveying direction of the long sheet W. It is arranged to be on the same straight line.

このように、実施形態4に係るセパレーター製造装置4は、電界紡糸装置の構成が実施形態3に係るセパレーター製造装置3の場合と異なるが、実施形態3に係るセパレーター製造装置3と同様に、高い機械的強度、高い絶縁性、高いデンドライト耐性及び高いイオン伝導性を有する本発明のセパレーターを連続して高い生産性で製造することが可能となる。   As described above, the separator manufacturing apparatus 4 according to the fourth embodiment is different from the separator manufacturing apparatus 3 according to the third embodiment in the configuration of the electrospinning apparatus, but is similar to the separator manufacturing apparatus 3 according to the third embodiment. The separator of the present invention having mechanical strength, high insulation, high dendrite resistance and high ionic conductivity can be continuously produced with high productivity.

また、実施形態4に係るセパレーター製造装置4によれば、電界紡糸装置及びセルロース繊維層製造装置を配置する順序を適宜調整することにより、セルロース繊維層の一方の面にナノ繊維層が配設された構造のセパレーター、セルロース繊維層の両面にナノ繊維層が配設された構造のセパレーター及びナノ繊維層の両面にセルロース繊維層が配設された構造のセパレーターのいずれのセパレーターも製造することが可能となる。   Moreover, according to the separator manufacturing apparatus 4 which concerns on Embodiment 4, a nanofiber layer is arrange | positioned by the one side of a cellulose fiber layer by adjusting suitably the order which arrange | positions an electrospinning apparatus and a cellulose fiber layer manufacturing apparatus. It is possible to manufacture a separator having a structure in which a nanofiber layer is disposed on both sides of a cellulose fiber layer and a separator having a structure in which a cellulose fiber layer is disposed on both sides of a nanofiber layer. It becomes.

また、実施形態4に係るセパレーター製造装置4によれば、セパレーター製造装置の設置高さをそれほど高くすることなく、セルロース繊維層の両面にナノ繊維層が配設された構造を有するセパレーターを製造することが可能となる。   Moreover, according to the separator manufacturing apparatus 4 which concerns on Embodiment 4, the separator which has the structure by which the nanofiber layer was arrange | positioned on both surfaces of the cellulose fiber layer is manufactured, without making the installation height of a separator manufacturing apparatus so high. It becomes possible.

なお、実施形態4に係るセパレーター製造装置4は、電界紡糸装置の構成以外は実施形態3に係るセパレーター製造装置3の場合と同様の構成を有するため、実施形態3に係るセパレーター製造装置3が有する効果のうち該当する効果を有する。   In addition, since the separator manufacturing apparatus 4 according to Embodiment 4 has the same configuration as that of the separator manufacturing apparatus 3 according to Embodiment 3 except for the configuration of the electrospinning apparatus, the separator manufacturing apparatus 3 according to Embodiment 3 has. It has a corresponding effect among the effects.

[実施形態5]
図9は実施形態5に係るセパレーター製造装置5の断面図である。
[Embodiment 5]
FIG. 9 is a cross-sectional view of the separator manufacturing apparatus 5 according to the fifth embodiment.

実施形態5に係るセパレーター製造装置5は、基本的には実施形態4に係るセパレーター製造装置4と同様の構成を有するが、セルロース繊維層製造装置の構成が実施形態4に係るセパレーター製造装置4の場合と異なる。すなわち、実施形態5に係るセパレーター製造装置5においては、図9に示すように、セルロース繊維層製造装置として、電界紡糸装置20eを備える。電界紡糸装置20eは上向き式のノズルを有する上向き式電界紡糸装置である。   The separator manufacturing apparatus 5 according to the fifth embodiment has basically the same configuration as the separator manufacturing apparatus 4 according to the fourth embodiment, but the configuration of the cellulose fiber layer manufacturing apparatus is the same as that of the separator manufacturing apparatus 4 according to the fourth embodiment. Not the case. That is, the separator manufacturing apparatus 5 according to Embodiment 5 includes an electrospinning apparatus 20e as a cellulose fiber layer manufacturing apparatus as shown in FIG. The electrospinning device 20e is an upward type electrospinning device having an upward type nozzle.

このように、実施形態5に係るセパレーター製造装置5は、セルロース繊維製造装置の構成が実施形態4に係るセパレーター製造装置4の場合と異なるが、実施形態4に係るセパレーター製造装置4と同様に、高い機械的強度、高い絶縁性、高いデンドライト耐性及び高いイオン伝導性を有する本発明のセパレーターを連続して高い生産性で製造することが可能となる。   As described above, the separator manufacturing apparatus 5 according to the fifth embodiment is different from the separator manufacturing apparatus 4 according to the fourth embodiment in the configuration of the cellulose fiber manufacturing apparatus, but similarly to the separator manufacturing apparatus 4 according to the fourth embodiment, The separator of the present invention having high mechanical strength, high insulation, high dendrite resistance and high ionic conductivity can be continuously produced with high productivity.

また、実施形態5に係るセパレーター製造装置5によれば、電界紡糸装置及びセルロース繊維層製造装置を配置する順序を適宜調整することにより、セルロース繊維層の一方の面にナノ繊維層が配設された構造のセパレーター、セルロース繊維層の両面にナノ繊維層が配設された構造のセパレーター及びナノ繊維層の両面にセルロース繊維層が配設された構造のセパレーターのいずれのセパレーターも製造することが可能となる。   Moreover, according to the separator manufacturing apparatus 5 which concerns on Embodiment 5, a nanofiber layer is arrange | positioned by the one side of a cellulose fiber layer by adjusting the order which arrange | positions an electrospinning apparatus and a cellulose fiber layer manufacturing apparatus suitably. It is possible to manufacture a separator having a structure in which a nanofiber layer is disposed on both sides of a cellulose fiber layer and a separator having a structure in which a cellulose fiber layer is disposed on both sides of a nanofiber layer. It becomes.

また、実施形態5に係るセパレーター製造装置5によれば、セルロース繊維層の厚さ、セルロース繊維の繊維長、セルロース繊維層の空孔率や空孔サイズを調整することが可能となり、所望の特性を有するセルロース繊維層を形成することが可能となる。平均繊維径の比較的小さなセルロース繊維からなるセルロース繊維層を形成する場合に適している。   Moreover, according to the separator manufacturing apparatus 5 which concerns on Embodiment 5, it becomes possible to adjust the thickness of a cellulose fiber layer, the fiber length of a cellulose fiber, the porosity and pore size of a cellulose fiber layer, and a desired characteristic. It becomes possible to form the cellulose fiber layer which has. It is suitable for forming a cellulose fiber layer composed of cellulose fibers having a relatively small average fiber diameter.

また、実施形態5に係るセパレーター製造装置5によれば、セパレーター製造装置の設置高さをそれほど高くすることなく、セルロース繊維層の両面にナノ繊維層が配設された構造を有するセパレーターを製造することが可能となる。   Moreover, according to the separator manufacturing apparatus 5 which concerns on Embodiment 5, the separator which has the structure by which the nanofiber layer was arrange | positioned on both surfaces of the cellulose fiber layer is manufactured, without making the installation height of a separator manufacturing apparatus so high. It becomes possible.

なお、実施形態5に係るセパレーター製造装置5は、セルロース繊維層製造装置の構成以外は実施形態4に係るセパレーター製造装置4の場合と同様の構成を有するため、実施形態4に係るセパレーター製造装置4が有する効果のうち該当する効果を有する。   In addition, since the separator manufacturing apparatus 5 which concerns on Embodiment 5 has the structure similar to the case of the separator manufacturing apparatus 4 which concerns on Embodiment 4 except the structure of a cellulose fiber layer manufacturing apparatus, the separator manufacturing apparatus 4 which concerns on Embodiment 4 Has the corresponding effect among the effects of

以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on said embodiment, this invention is not limited to said embodiment. The present invention can be implemented in various modes without departing from the spirit thereof, and for example, the following modifications are possible.

(1)上記各実施形態においては、ナノ繊維層形成装置として2台の電界紡糸装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。ナノ繊維層形成装置として例えば1台又は3台以上の電界紡糸装置を用いてもよい。 (1) In the above embodiments, two electrospinning apparatuses are used as the nanofiber layer forming apparatus, but the present invention is not limited to this. For example, one or three or more electrospinning apparatuses may be used as the nanofiber layer forming apparatus.

(2)実施形態3〜5においては、セルロース繊維層製造装置として1台のセルロース繊維層製造装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、2台以上のセルロース繊維層製造装置を用いてもよい。また、セルロース繊維層製造装置としてメルトブロー紡糸装置又は電界紡糸装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、スパンボンド紡糸装置、ニードルパンチ紡糸装置その他の紡糸装置を用いてもよい (2) In Embodiments 3 to 5, one cellulose fiber layer manufacturing apparatus was used as the cellulose fiber layer manufacturing apparatus, but the present invention is not limited to this. For example, two or more cellulose fiber layer manufacturing apparatuses may be used. Moreover, although the melt blow spinning apparatus or the electrospinning apparatus was used as a cellulose fiber layer manufacturing apparatus, this invention is not limited to this. For example, a spunbond spinning device, a needle punch spinning device, or other spinning device may be used.

(3)上記各実施形態においては、セルロース繊維層の両面にナノ繊維層を配設した構造のセパレーターを製造したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、セルロース繊維層の片面にナノ繊維層を配設したセパレーターを製造してもよいし、ナノ繊維層の両面にセルロース繊維層を配設したセパレーターを製造してもよい。また、セルロース繊維層とナノ繊維層とがそれぞれ2層以上交互に積層された構造のセパレーターを製造してもよい。 (3) In each of the above embodiments, a separator having a structure in which nanofiber layers are disposed on both sides of a cellulose fiber layer is manufactured, but the present invention is not limited to this. For example, a separator having a nanofiber layer disposed on one side of the cellulose fiber layer may be manufactured, or a separator having a cellulose fiber layer disposed on both sides of the nanofiber layer may be manufactured. Alternatively, a separator having a structure in which two or more cellulose fiber layers and nanofiber layers are alternately laminated may be manufactured.

(4)上記各実施形態においては、電源装置29の正極がコレクター24に接続され、電源装置29の負極がノズルユニット22に接続されているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、電源装置の正極がノズルに接続され、電源装置の負極がコレクターに接続されていてもよい。 (4) In each of the above embodiments, the positive electrode of the power supply device 29 is connected to the collector 24 and the negative electrode of the power supply device 29 is connected to the nozzle unit 22, but the present invention is not limited to this. For example, the positive electrode of the power supply device may be connected to the nozzle, and the negative electrode of the power supply device may be connected to the collector.

1,2,3,4,5…セパレーター製造装置、10…搬送装置、11,61…繰り出しローラー、12,62…巻き取りローラー、13,18,63,68…テンションローラー、14,64…駆動ローラー、15…セルロース繊維層反転機構、16a,66a,66c…第1反転ローラー、16b,66b,66d…第2反転ローラー、20a,20b,20e…(上向き式)電界紡糸装置、20c、20d…(下向き式)電界紡糸装置、21,31…筐体、22,32…ノズルユニット、23,33…ノズル、24,34…コレクター、25…絶縁部材、26,36…補助ベルト装置、27,37…補助ベルト、28,38…補助ベルト用ローラー、29…電源装置、35…支持台、40…セルロース繊維層製造装置、41…筐体、42…(セルロース繊維層製造装置の)ノズルユニット、43…(セルロース繊維層製造装置の)ノズル、44…高温気流供給部、45…吸入ポンプ、46…ヒーター、47…高温気流吸引装置、48…網状部材、50…高温気流吸引部、51…排出ポンプ、60…長尺シート搬送装置、65a,65b…長尺シート反転機構、100,102…セパレーター、110,112…セルロース繊維層、120,130…ナノ繊維層、W…長尺シート 1, 2, 3, 4, 5 ... separator manufacturing apparatus, 10 ... transport device, 11, 61 ... feeding roller, 12, 62 ... take-up roller, 13, 18, 63, 68 ... tension roller, 14, 64 ... drive Roller, 15 ... cellulose fiber layer reversing mechanism, 16a, 66a, 66c ... first reversing roller, 16b, 66b, 66d ... second reversing roller, 20a, 20b, 20e ... (upward type) electrospinning apparatus, 20c, 20d ... (Downward type) electrospinning device, 21, 31 ... casing, 22, 32 ... nozzle unit, 23, 33 ... nozzle, 24, 34 ... collector, 25 ... insulating member, 26, 36 ... auxiliary belt device, 27, 37 Auxiliary belt, 28, 38 ... Auxiliary belt roller, 29 ... Power supply device, 35 ... Support base, 40 ... Cellulose fiber layer manufacturing device, 41 ... Housing, 42 ... (cellulose) Nozzle unit (for fiber layer manufacturing apparatus), 43... (For cellulosic fiber layer manufacturing apparatus), 44... High-temperature air supply unit, 45... Suction pump, 46. DESCRIPTION OF SYMBOLS ... High temperature airflow suction part, 51 ... Discharge pump, 60 ... Long sheet conveyance apparatus, 65a, 65b ... Long sheet inversion mechanism, 100, 102 ... Separator, 110, 112 ... Cellulose fiber layer, 120, 130 ... Nano fiber layer , W ... Long sheet

Claims (4)

1つのセルロース繊維層と、
前記セルロース繊維層の両面に配設され、ポリ乳酸(PLA)、ポリプロピレン(PP)、ポリ酢酸ビニル(PVAc)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリアミド(PA)、ポリウレタン(PUR)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリカプロラクトン(PCL)、ポリ乳酸グリコール酸(PLGA)、シルク又はキトサンを原料とし、前記セルロース繊維層とは異なる2つのナノ繊維層とを備えるセパレーターを製造するためのセパレーター製造装置であって、
長尺シートを搬送する搬送装置と、
前記搬送装置により搬送されていく前記長尺シートに前記ナノ繊維層を形成する第1の電界紡糸装置と、
前記搬送装置により搬送されていく前記長尺シートに前記セルロース繊維層を形成するメルトブロー紡糸装置と、
前記搬送装置により搬送されていく前記長尺シートに前記ナノ繊維層を形成する第2の電界紡糸装置とを備え、
前記第1の電界紡糸装置と、前記メルトブロー紡糸装置と、前記第2の電界紡糸装置とが前記長尺シートの搬送方向に沿ってこの順序で配置されていることを特徴とするセパレーター製造装置。
One cellulose fiber layer;
Disposed on both surfaces of the cellulose fiber layer, polylactic acid (PLA), polypropylene (PP), polyvinyl acetate (PVAc), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene naphthalate (PEN), polyamide (PA), polyurethane (PUR), polyvinyl alcohol (PVA), polyacrylonitrile (PAN), polyetherimide (PEI), polycaprolactone (PCL), polylactic glycolic acid (PLGA), silk or chitosan as a raw material, A separator manufacturing apparatus for manufacturing a separator comprising two nanofiber layers different from a cellulose fiber layer,
A conveying device for conveying a long sheet;
A first electrospinning device for forming the nanofiber layer on the long sheet being conveyed by the conveying device;
A melt blow spinning device for forming the cellulose fiber layer on the long sheet conveyed by the conveying device;
A second electrospinning device for forming the nanofiber layer on the long sheet being conveyed by the conveying device;
The separator manufacturing apparatus, wherein the first electrospinning apparatus, the melt blow spinning apparatus, and the second electrospinning apparatus are arranged in this order along a conveying direction of the long sheet.
請求項1に記載のセパレーター製造装置において、
前記第1の電界紡糸装置及び前記第2の電界紡糸装置はいずれも、
コレクターと、
前記コレクターに対向する位置に位置し、前記長尺シートに向けてポリマー溶液を吐出する複数の第1ノズルを有する第1ノズルユニットと、
前記コレクターと前記第1ノズルユニットとの間に10kV〜80kVの電圧を印加する電源装置とを備え、前記第1ノズルユニットは、前記複数の第1ノズルとして、前記ポリマー溶液を吐出口から上向きに吐出する複数の上向きノズルを有する電界紡糸装置であり、
前記メルトブロー紡糸装置は、
セルロース溶液を前記長尺シートに向けて吐出する複数の第2ノズルを有する第2ノズルユニットと、
前記セルロース溶液に向けて120℃〜500℃の範囲内にある所定の温度に調節された高温気流を噴射する高温気流供給部とを備え、前記第2ノズルユニットは、前記複数の第2ノズルとして、前記セルロース溶液を吐出口から下向きに吐出する複数の下向きノズルと、セルロース溶液吐出方向に沿った方向に向けて前記高温気流供給部から供給された高温気流を流す高温気流経路とを有するメルトブロー紡糸装置であり、
前記搬送装置は、前記第1の電界紡糸装置と前記メルトブロー紡糸装置との間、及び、前記メルトブロー紡糸装置と前記第2の電界紡糸装置との間に、前記長尺シートが搬送されていく途中で前記長尺シートの一方面の向きと他方面の向きとが反対になるように前記長尺シートを反転させる長尺シート反転機構を備えることを特徴とするセパレーター製造装置。
In the separator manufacturing apparatus according to claim 1,
The first electrospinning device and the second electrospinning device are both
A collector,
A first nozzle unit that is located at a position facing the collector and has a plurality of first nozzles that discharge a polymer solution toward the long sheet;
A power supply device that applies a voltage of 10 kV to 80 kV between the collector and the first nozzle unit , wherein the first nozzle unit serves as the plurality of first nozzles, and the polymer solution is directed upward from the discharge ports. An electrospinning apparatus having a plurality of upward nozzles for discharging;
The melt blow spinning apparatus is
A second nozzle unit having a plurality of second nozzles for discharging the cellulose solution toward the long sheet;
A high-temperature air flow supply unit that injects a high-temperature air flow adjusted to a predetermined temperature within a range of 120 ° C. to 500 ° C. toward the cellulose solution, and the second nozzle unit serves as the plurality of second nozzles. A melt blow spinning comprising a plurality of downward nozzles for discharging the cellulose solution downward from the discharge port, and a high-temperature airflow path for flowing the high-temperature airflow supplied from the high-temperature airflow supply unit in a direction along the cellulose solution discharge direction. Device,
The conveying device is in the middle of conveying the long sheet between the first electrospinning device and the melt blow spinning device, and between the melt blow spinning device and the second electro spinning device. A separator manufacturing apparatus comprising a long sheet reversing mechanism for reversing the long sheet so that the direction of one surface of the long sheet is opposite to the direction of the other surface.
請求項1又は2に記載のセパレーター製造装置において、
前記第1の電界紡糸装置及び前記第2の電界紡糸装置はいずれも、
前記長尺シートの搬送速度に同期して回転する補助ベルト及び当該補助ベルトの回転を助ける補助ベルト用ローラーとを有する補助ベルト装置をさらに備えることを特徴とするセパレーター製造装置
In the separator manufacturing apparatus according to claim 1 or 2,
The first electrospinning device and the second electrospinning device are both
A separator manufacturing apparatus , further comprising: an auxiliary belt device having an auxiliary belt that rotates in synchronization with a conveyance speed of the long sheet and an auxiliary belt roller that assists the rotation of the auxiliary belt.
請求項1〜3のいずれかに記載のセパレーター製造装置において、
前記セルロース繊維層は、針葉樹、マニラ麻、ミツマタ又はコウゾを原料とするセルロース繊維層であることを特徴とするセパレーター製造装置。
In the separator manufacturing apparatus in any one of Claims 1-3,
The separator manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the cellulose fiber layer is a cellulose fiber layer made of softwood, Manila hemp, Mitsuma or Kozo.
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