JP5860605B2 - セパレーター製造装置 - Google Patents
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Description
1.セパレーター製造装置
まず、実施形態1に係るセパレーター製造装置1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製造装置1の正面図である。なお、図1においては、一部の部材は断面図として示している。図2は、実施形態1におけるセパレーター100を説明するために示す図である。図3は、実施形態1におけるメルトブロー紡糸装置20を説明するために示す図である。図3(a)はメルトブロー紡糸装置20の正面図であり、図3(b)はメルトブロー紡糸装置20の平面図である。図4は、実施形態1における電界紡糸装置40を説明するために示す図である。図4(a)は電界紡糸装置40の正面図であり、図4(b)は電界紡糸装置40におけるノズルユニット42をコレクター44側から見た図である。なお、図4(b)においては、長尺シート110の下に配置されている構成要素(上向きノズル43等)も図示している。
複数の駆動ローラー14は、長尺シート110を搬送する駆動装置である。
メルトブロー紡糸装置20は、図3に示すように、ノズルユニット22と、高温気流供給機構24と、気流吸引機構27と、図示しない第1ポリマー溶液供給部とを備える。
電界紡糸装置40は、図4に示すように、筐体41と、ノズルユニット42と、第2ポリマー溶液供給部(図示せず。)と、コレクター44と、電源装置49と、補助ベルト装置46とを備える。
ノズルユニット42は、複数の上向きノズル43を有する。
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。
電源装置49は、上向きノズル43と、コレクター44との間に高電圧を印加する。電源装置49の正極はコレクター44に接続され、電源装置49の負極は筐体41を介してノズルユニット42に接続されている。
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を製造する方法(実施形態1におけるセパレーターの製造方法)について説明する。
所定のポリマー材料から作製される第1ポリマー溶液と、第1ポリマー溶液を作製した所定のポリマー材料と同一のポリマー材料から作製される第2ポリマー溶液を準備し、これらをメルトブロー紡糸装置20及び電界紡糸装置40のノズルユニット22及び42へそれぞれ供給する。続けて、長尺シート110を長尺シート搬送装置10にセットし、長尺シート110(図5(a)参照。)を繰り出しローラー11から巻き取りローラー12に向けて搬送する。
次に、長尺シート110を搬送しながら、メルトブロー紡糸装置20によって長尺シート110の一方面に第1繊維層120を形成する(図5(b)参照。)。
次に、長尺シート反転機構15(反転ローラー16a,16b)により、長尺シート110の一方面が下側になるように長尺シート110の一方面の向きと他方面の向きとを反転させる。
次に、第1繊維層120が積層された長尺シート110を搬送しながら、電界紡糸装置40によって長尺シート110の一方面に第2繊維層130を形成する。これにより、長尺シート110上に第1繊維層120と第2繊維層130とが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、第1繊維層120及び第2繊維層130からなるセパレーター100と長尺シート110とが巻き取られた積層体ロール140が形成される(図5(c)及び図6(a)参照。)。
その後、積層体ロール140を繰り出しながらセパレーター100と長尺シート110とを分離してセパレーター100を製造する(図5(d)及び図6(b)参照。)。
長尺シート110としては、各種材料からなる不織布、織物、編物、紙などを用いることができる。長尺シート110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110の長さは、例えば10m〜10kmのものを用いることができる。
実施形態1に係るセパレーター製造装置1によれば、メルトブロー紡糸装置20と長尺シート反転機構15と電界紡糸装置40とがこの順序で長尺シートの搬送方向に沿って配置されているため、メルトブロー紡糸装置20により長尺シートの一方面に第1繊維層を形成した後、電界紡糸装置40によりそのまま連続して長尺シートの一方面に第2繊維層を形成することが可能となり、所望の性質を有するセパレーターを高い生産性で大量生産することが可能となる。
図7は、実施形態2に係るセパレーター製造装置2の正面図である。図8は、実施形態2におけるセパレーター100を説明するために示す図である。
図9は、実施形態3に係るセパレーター製造装置3の正面図である。図10は、実施形態3におけるセパレーター100aを説明するために示す図である。
上記した実施形態1〜3においては、長尺シート110を含まない構造を有するセパレーターを製造する場合を例にとって本発明のセパレーター製造装置を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図11は、変形例1におけるセパレーター100bの斜視図である。例えば、図11に示すように、長尺シート110を含む構造を有するセパレーターを製造する場合にも本発明のセパレーター製造装置を用いることができる。
図12は、実施形態4に係るセパレーター製造装置4の正面図である。図13は、実施形態4におけるセパレーター100cの構成を示す図である。
図14は、実施形態5に係るセパレーター製造装置5の正面図である。図15は、実施形態5におけるセパレーター100dの構成を示す図である。
図16は、実施形態6に係るセパレーター製造装置6の正面図である。図17は、実施形態6におけるセパレーター100eの構成を示す図である。
第1繊維層反転機構54は、第1繊維層122の一方面の向きと他方面の向きとが反対になるように第1繊維層122を反転させる。図16中、第1反転ローラー55aと、第2反転ローラー55bが第1繊維層反転機構54を構成する。
図18は、実施形態7に係るセパレーター製造装置7の正面図である。図19は、実施形態7に係るセパレーター100fの構成を示す図である。なお、図19において、各符号の後に記載されたカッコの中の数字はそれぞれの繊維層を形成する順序を示す。
また、最初のメルトブロー紡糸装置20と電界紡糸装置40との間を除き、隣り合わせとなる電界紡糸装置40とメルトブロー紡糸装置20aとの間、メルトブロー紡糸装置20aと電界紡糸装置40aとの間、電界紡糸装置40aとメルトブロー紡糸装置20bとの間、メルトブロー紡糸装置20bと電界紡糸装置40aとの間には、第1繊維層反転機構54a,54b,54c、54dがそれぞれ配置されている。
図20は、変形例2におけるセパレーター100gの構成を示す図である。なお、図20において、各符号の後のカッコの中の数字はそれぞれの繊維層を形成する順序を示す。
図21は、実施形態8に係るセパレーター製造装置8を説明するために示す図である。
実施形態8に係るセパレーター製造装置8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、加熱装置80をさら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とは異なる。すなわち、実施形態8に係るセパレーター製造装置8は、図21に示すように、巻き取りローラー12の前段に加熱装置80をさらに備える。
図22は、実施形態9に係るセパレーター製造装置9の正面図である。図23は、実施形態9におけるセパレーター100hを説明するために示す図である。
Claims (9)
- 所定のポリマー材料から作製され所定の平均径を有する第1繊維からなる第1繊維層と、前記所定のポリマー材料と同一の材料から作製され前記第1繊維よりも小さい平均径を有する第2繊維からなる第2繊維層とを備え、少なくとも前記第1繊維層と前記第2繊維層とが積層された構造を有するセパレーターを製造する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機構と、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とを備える長尺シート搬送装置と、
下向きノズルを用いて上方から前記第1繊維を堆積させて前記長尺シートの一方面に第1繊維層を形成するメルトブロー紡糸装置と、
上向きノズルを用いて下方から前記第2繊維を堆積させて前記長尺シートの一方面に第2繊維層を形成する電界紡糸装置とを備え、
前記メルトブロー紡糸装置と、前記長尺シート反転機構と、前記電界紡糸装置とがこの順序又はこれとは逆の順序で前記長尺シートの搬送方向に沿って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。 - 請求項1に記載のセパレーター製造装置において、
前記メルトブロー紡糸装置と、前記長尺シート反転機構と、前記電界紡糸装置とがこの順序で前記長尺シートの搬送方向に沿って配置されており、
前記電界紡糸装置は、前記メルトブロー紡糸装置の上方又は下方に配置され、
前記長尺シート反転機構は、前記電界紡糸装置の高さ位置に合わせて、前記メルトブロー紡糸装置からの前記長尺シートを反転させることを特徴とするセパレーター製造装置。 - 請求項1に記載のセパレーター製造装置において、
前記メルトブロー紡糸装置と、前記長尺シート反転機構と、前記電界紡糸装置とがこれとは逆の順序で前記長尺シートの搬送方向に沿って配置されており、
前記メルトブロー紡糸装置は、前記電界紡糸装置の上方又は下方に配置され、
前記長尺シート反転機構は、前記メルトブロー紡糸装置の高さ位置に合わせて、前記電界紡糸装置からの前記長尺シートを反転させることを特徴とするセパレーター製造装置。 - 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、
前記セパレーターが、前記第1繊維層と前記第2繊維層とから構成される積層体からなることを特徴とするセパレーター製造装置。 - 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、
前記セパレーターが、前記長尺シートを構成する基材層と、前記第1繊維層と前記第2繊維層とから構成される積層体とからなることを特徴とするセパレーター製造装置。 - 所定のポリマー材料から作製され所定の平均径を有する第1繊維からなる第1繊維層と、前記所定のポリマー材料と同一の材料から作製され前記第1繊維よりも小さい平均径を有する第2繊維からなる第2繊維層とを備え、少なくとも前記第1繊維層と前記第2繊維層とが積層された構造を有するセパレーターを製造するセパレーター製造装置であって、
長尺シートを搬送する長尺シート搬送装置と、
下向きノズルを用いて上方から前記長尺シートの一方面に前記第1繊維を堆積させて前記長尺シートの前記一方面に第1繊維層を形成するメルトブロー紡糸装置と、
前記メルトブロー紡糸装置の後段に配置され、前記長尺シートと前記第1繊維層とを分離するシート分離装置と、
前記シート分離装置の後段に配置され、前記シート分離装置で分離された前記第1繊維層を搬送する第1繊維層搬送装置と、
搬送されていく前記第1繊維層の一方面に上向きノズルを用いて下方から前記第2繊維を堆積させて前記第1繊維層の一方面に第2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セパレーター製造装置。 - 請求項6に記載のセパレーター製造装置において、
前記セパレーターは、前記第1繊維層における一方面と他方面とに前記第2繊維層が形成された構造を有するセパレーターであり、
前記電界紡糸装置の後段に配置され、前記第1繊維層が搬送されていく途中で前記第1繊維層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第1繊維層を反転させる第1繊維層反転機構と、
前記第1繊維層反転機構の後段に配置され、上向きノズルを用いて下方から前記第2繊維を堆積させて前記第1繊維層の他方面に第2繊維層を形成する第2電界紡糸装置と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。 - 請求項6に記載のセパレーター製造装置において、
前記セパレーターは、前記第1繊維層の一方面には前記第2繊維層と前記第1繊維層とがこの順序で積層された構造を有するセパレーターであり、
前記電界紡糸装置の後段に配置され、前記第1繊維層が搬送されていく途中で前記第1繊維層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第1繊維層を反転させる第1繊維層反転機構と、
前記第1繊維層反転機構の後段に配置され、下向きノズルを用いて上方から前記第1繊維を堆積させて前記第1繊維層における前記第2繊維層が形成された面に第1繊維層を形成するメルトブロー紡糸装置と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。 - 所定のポリマー材料から作製され所定の平均径を有する第1繊維からなる第1繊維層と、前記所定のポリマー材料と同一の材料から作製され前記第1繊維よりも小さい平均径を有する第2繊維からなる第2繊維層とを備え、少なくとも前記第1繊維層と前記第2繊維層とが積層された構造を有するセパレーターを製造するセパレーター製造装置であって、
長尺シートを搬送する長尺シート搬送装置と、
上向きノズルを用いて下方から前記所定の平均径を有する第1繊維を堆積させて前記長尺シートの一方面に前記第1繊維層を形成する第1電界紡糸装置と、
上向きノズルを用いて下方から前記第1繊維よりも小さい平均径を有する第2繊維を堆積させて前記長尺シートの一方面に前記第2繊維層を形成する第2電界紡糸装置とを備え、
前記第1電界紡糸装置と、前記第2電界紡糸装置とが、長尺シート反転機構を介在することなく、かつ、この順序又はこれとは逆の順序で前記長尺シートの搬送方向に沿って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。
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