JP6663245B2 - エキスパンダ装置、多孔質フィルム製造装置、および多孔質フィルム製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、エキスパンダ装置、多孔質フィルム製造装置、および多孔質フィルム製造方法に関する。

リチウムイオン二次電池に使用される耐熱セパレータ（多孔質フィルム）は、その製造工程において、搬送ローラを含む搬送系を用いて基材としての多孔質フィルムを搬送しながら、多孔質フィルムの表面に耐熱層となる塗料を塗工する塗工工程、上記塗料を乾燥させる乾燥工程などの工程を経て製造される。

上記搬送系は、多孔質フィルムに搬送張力を加える駆動ローラ、搬送方向を調整するためのガイドローラ、および搬送中の多孔質フィルムにおける皺の発生を防止するエキスパンダローラなどを含んで構成される。

しかしながら、エキスパンダローラを用いると、エキスパンダローラと多孔質フィルムとの摩擦によって多孔質フィルムが摩耗し、摩耗粉が生じる。この摩耗粉が多孔質フィルムに付着すると、後の工程において支障を来たすおそれがある。

特許文献１には、ウエブの搬送方向に対して開く方向に傾斜した角度で配列された複数のロールと、ロールを包囲する吸引口と、吸引口を介して空気を吸引する吸引手段を備えたウエブのシワ伸ばし装置が記載されている。

特許文献１のシワ伸ばし装置によれば、吸引口を介した空気の吸引によって、ロールにウエブが吸着されるため、搬送されるウエブに拡幅力を付与することができ、ウエブのシワを伸ばすことができる。さらに、ウエブとロールとの摩擦接触により摩耗粉が生じた場合であっても、摩耗粉を吸引口から吸引除去することができる。

特開平４−２２３１３５号公報（１９９２年８月１３日公開）

しかしながら、特許文献１のシワ伸ばし装置は、ロールにウエブを吸着させるために、ロールを包囲する吸引口を介して空気を吸引するものである。そのため、吸引口の大きさは、摩耗粉を吸引するものとしては大きすぎ、摩耗粉の吸引効率が低い。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、フィルムから発生する摩耗粉の吸引を効率的に行うことができるエキスパンダ装置、多孔質フィルム製造装置、および多孔質フィルム製造方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明に係るエキスパンダ装置は、フィルムに対して幅方向に張力を加えるエキスパンダローラと、上記エキスパンダローラの外周面に設けられた吸引口から、上記エキスパンダローラの内部に異物を吸引する吸引部と、を備えていることを特徴とする。

上記の構成によれば、エキスパンダローラと吸引口との間に隙間が生じないため、吸引によるフィルムの捕捉力を低下させずに吸引が行える。

上記エキスパンダローラは、上記フィルムの幅方向に延在してもよい。

上記の構成によれば、フィルムの一端から他端まですべての部分の異物の除去が可能である。

上記吸引部は、上記エキスパンダローラの内部に設けられてもよい。

上記の構成によれば、エキスパンダローラ内部に吸入部を格納することにより、省スペース化を図ることができる。

上記吸引部は、上記エキスパンダローラの外部に設けられているとともに、上記エキスパンダローラの内部と連通してもよい。

上記の構成によれば、エキスパンダローラ内部に複雑な構造を設ける必要が無く、また、定期的なエキスパンダローラ内部に堆積した異物の除去の必要性を低減できる。

上記エキスパンダローラは、上記エキスパンダローラの外周面を形成するバンドを有し、上記吸引部は、上記バンドの隙間から上記エキスパンダローラの内部に異物を吸引してもよい。

上記の構成によれば、バンドを有するエキスパンダローラの外周表面に特別な加工を設けることなく、内部に異物を吸引するエキスパンダローラを実現できる。

上記エキスパンダローラは、外周表面に少なくとも一つ以上の穴を有し、上記吸引部は、上記穴から上記エキスパンダローラの内部に異物を吸引してもよい。

上記の構成によれば、製造するフィルムの特性に応じて、エキスパンダローラの穴の位置や大きさをデザインすることができる。

上記エキスパンダローラは、駆動ローラであることが好ましい。

上記の構成によれば、エキスパンダローラによってフィルムに搬送力を付与することができる。

また、上記の課題を解決するために、本発明に係る多孔質フィルム製造装置は、上記エキスパンダ装置を含んで構成される搬送系と、搬送される上記フィルムを加工して多孔質フィルムとする加工部と、を備えていることを特徴とする。

また、上記の課題を解決するために、本発明に係る多孔質フィルム製造方法は、上記多孔質フィルム製造装置を用いて、多孔質フィルムを製造することを特徴とする。

本発明によれば、フィルムへの摩耗粉の付着を防止したエキスパンダ装置、多孔質フィルム製造装置、および多孔質フィルム製造方法を提供することができる。

リチウムイオン二次電池の断面構成を示す模式図である。 図１に示されるリチウムイオン二次電池の各状態における様子を示す模式図である。 他の構成のリチウムイオン二次電池の各状態における様子を示す模式図である。 耐熱セパレータの製造工程の概略を示すフロー図である。 従来のエキスパンダローラを用いて多孔質フィルムを搬送する状態を示す概略図である。 本発明におけるエキスパンダローラの形状の例を示す概略図である。 実施形態１のエキスパンダ装置を示す概略図である。 実施形態１のエキスパンダ装置を用いて多孔質フィルムを搬送する状態を示す概略図である。 実施形態１の変形例に係るエキスパンダ装置を示す概略図である。 実施形態１の変形例に係るエキスパンダ装置を用いて多孔質フィルムを搬送する状態を示す概略図である。 実施形態１の他の変形例に係るエキスパンダ装置を示す概略図である。 実施形態１の他の変形例に係るエキスパンダ装置を用いて多孔質フィルムを搬送する状態を示す概略図である。 実施形態２のエキスパンダ装置を示す概略図である。 実施形態２のエキスパンダ装置を用いて多孔質フィルムを搬送する状態を示す概略図である。 実施形態２の変形例に係るエキスパンダ装置を示す概略図である。 実施形態２の変形例に係るエキスパンダ装置を用いて多孔質フィルムを搬送する状態を示す概略図である。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図１０に基づいて詳細に説明する。以下では、本発明に係るフィルム（多孔質フィルム）の一例として、リチウムイオン二次電池などの電池用の耐熱セパレータについて説明する。

〔実施形態１〕
＜リチウムイオン二次電池の構成＞
リチウムイオン二次電池に代表される非水電解液二次電池は、エネルギー密度が高く、それゆえ、現在、パーソナルコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末等の機器、自動車、航空機等の移動体に用いる電池として、また、電力の安定供給に資する定置用電池として広く使用されている。

図１は、リチウムイオン二次電池１の断面構成を示す模式図である。

図１に示されるように、リチウムイオン二次電池１は、カソード１１と、セパレータ１２と、アノード１３とを備える。リチウムイオン二次電池１の外部において、カソード１１とアノード１３との間に、外部機器２が接続される。そして、リチウムイオン二次電池１の充電時には方向Ａへ、放電時には方向Ｂへ、電子が移動する。

＜セパレータ＞
セパレータ１２は、リチウムイオン二次電池１の正極であるカソード１１と、その負極であるアノード１３との間に、これらに挟持されるように配置される。セパレータ１２は、カソード１１とアノード１３との間を分離しつつ、これらの間におけるリチウムイオンの移動を可能にする。セパレータ１２は、その材料として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンなどが用いられる。

図２は、図１に示されるリチウムイオン二次電池１の各状態における様子を示す模式図である。図２の（ａ）は通常の様子を示し、（ｂ）はリチウムイオン二次電池１が昇温したときの様子を示し、（ｃ）はリチウムイオン二次電池１が急激に昇温したときの様子を示す。

図２の（ａ）に示されるように、セパレータ１２には、多数の孔Ｐが設けられている。通常、リチウムイオン二次電池１のリチウムイオン３は、孔Ｐを介し往来できる。

ここで、例えば、リチウムイオン二次電池１の過充電、または、外部機器の短絡に起因する大電流等により、リチウムイオン二次電池１は、昇温することがある。この場合、図２の（ｂ）に示されるように、セパレータ１２が融解または柔軟化し、孔Ｐが閉塞する。そして、セパレータ１２は収縮する。これにより、リチウムイオン３の往来が停止するため、上述の昇温も停止する。

しかし、リチウムイオン二次電池１が急激に昇温する場合、セパレータ１２は、急激に収縮する。この場合、図２の（ｃ）に示されるように、セパレータ１２は、破壊されることがある。そして、リチウムイオン３が、破壊されたセパレータ１２から漏れ出すため、リチウムイオン３の往来は停止しない。ゆえに、昇温は継続する。

＜耐熱セパレータ＞
図３は、他の構成のリチウムイオン二次電池１の各状態における様子を示す模式図である。図３の（ａ）は通常の様子を示し、（ｂ）はリチウムイオン二次電池１が急激に昇温したときの様子を示す。

図３の（ａ）に示されるように、リチウムイオン二次電池１は、耐熱層４をさらに備えてよい。この耐熱層４は、セパレータ１２に設けることができる。図３の（ａ）は、セパレータ１２に、機能層としての耐熱層４が設けられた構成を示している。以下、セパレータ１２に耐熱層４が設けられたフィルムを、耐熱セパレータ１２ａとする。

図３の（ａ）に示す構成では、耐熱層４は、セパレータ１２のカソード１１側の片面に積層されている。なお、耐熱層４は、セパレータ１２のアノード１３側の片面に積層されてもよいし、セパレータ１２の両面に積層されてもよい。そして、耐熱層４にも、孔Ｐと同様の孔が設けられている。通常、リチウムイオン３は、孔Ｐと耐熱層４の孔とを介し往来する。耐熱層４は、その材料として、例えば全芳香族ポリアミド（アラミド樹脂）を含む。

図３の（ｂ）に示されるように、リチウムイオン二次電池１が急激に昇温し、セパレータ１２が融解または柔軟化しても、耐熱層４がセパレータ１２を補助しているため、セパレータ１２の形状は維持される。ゆえに、セパレータ１２が融解または柔軟化し、孔Ｐが閉塞するにとどまる。これにより、リチウムイオン３の往来が停止するため、上述の過放電または過充電も停止する。このように、セパレータ１２の破壊が抑制される。

＜耐熱セパレータ製造方法（多孔質フィルム製造方法）＞
次に、本実施形態の多孔質フィルム製造装置を用いた耐熱セパレータの製造方法について説明する。

耐熱セパレータ１２ａは、セパレータ１２としての多孔質フィルムに耐熱層が積層された構成を有している。多孔質フィルムには、ポリオレフィン等が用いられる。また、耐熱層に代えて、接着層などの機能層を積層してもよい。多孔質フィルムへの耐熱層の積層は、多孔質フィルムの表面に、耐熱層に対応する塗材等を塗工し、乾燥させることで行われる。

図４は、耐熱セパレータの製造工程の概略を示すフロー図である。

図４に例示するフローは、耐熱層の材料として全芳香族ポリアミド（アラミド樹脂）を用い、それを、ポリオレフィン基材に積層するフローである。

アラミド樹脂による耐熱層を有する耐熱セパレータの製造工程には、順に、（ａ）多孔質フィルムの巻出・検査工程、（ｂ）塗材（機能材料）の塗工工程、（ｃ）加湿等による析出工程、（ｄ）洗浄工程、（ｅ）乾燥工程、（ｆ）塗工品検査工程、（ｇ）巻取工程、の各工程が含まれる。

また、主成分として無機フィラーを含有する耐熱層を有する耐熱セパレータの製造工程には、順に、（ａ）多孔質フィルムの巻出・検査工程、（ｂ）塗材（機能材料）の塗工工程、（ｅ）乾燥工程、（ｆ）塗工品検査工程、および（ｇ）巻取工程が順次行われる。

なお、上記（ａ）〜（ｇ）に加えて、（ａ）巻出・検査工程の前に基材製造（成膜）工程が、また、（ｇ）巻取工程の後にスリット工程が設けられる場合もある。

以下、（ａ）〜（ｇ）の順で、各工程について説明する。

（ａ）巻出工程・検査工程
耐熱セパレータの基材である多孔質フィルムを、ローラから巻き出す工程である。そして、巻き出した多孔質フィルムについて、次工程の塗工に先立ち、多孔質フィルムの検査を行う工程である。

（ｂ）塗工工程
（ａ）で巻き出した多孔質フィルムに、機能材料としての塗材を塗工する工程である。ここでは、多孔質フィルムに耐熱層を積層する方法について説明する。具体的には、多孔質フィルムに、耐熱層用の塗材として、アラミドのＮＭＰ（Ｎ−メチル−ピロリドン）溶液を塗工する。なお、耐熱層は上記のアラミド耐熱層に限定されない。例えば、耐熱層用の塗材として、無機フィラーを含む懸濁液（アルミナとカルボキシメチルセルロースと水とを含む懸濁液）などを塗工してもよい。塗材を多孔質フィルムに塗工する方法は、均一にウェットコーティングできる方法であれば特に制限はなく、種々の方法を採用することができる。例えば、キャピラリーコート法、スリットダイコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ローラコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、グラビアコーター法、バーコーター法、ダイコーター法などを採用することができる。また、耐熱層４の厚さは塗工される塗材の厚み、塗材中の固形分濃度を調節することによって制御することができる。

（ｃ）析出工程
析出工程は、（ｂ）において塗工した塗材を固化させる工程である。塗材がアラミドのＮＭＰ溶液である場合には、例えば、塗工面に水蒸気を与え、湿度析出によりアラミドを固化させる。

（ｄ）洗浄工程
洗浄工程は、（ｃ）において析出した塗材を洗浄して溶剤を除去する工程である。溶剤を除去することで、基材上にアラミド耐熱層が形成される。耐熱層がアラミド耐熱層である場合には、洗浄液として、例えば、水、水系溶液、アルコール系溶液が好適に用いられる。

（ｅ）乾燥工程
（ｄ）で洗浄した耐熱セパレータを乾燥させる工程である。乾燥の方法は、特には限定されず、例えば、加熱されたローラに耐熱セパレータを接触させる方法や、耐熱セパレータに熱風を吹き付ける方法等、種々の方法を用いることができる。なお、主成分として無機フィラーを含有する耐熱層を形成する場合、無機フィラーを含む懸濁液（塗材）の塗工後に乾燥工程を行い、溶剤を除去することで多孔質フィルム上に耐熱層が形成される。

（ｅ）検査工程
乾燥した耐熱セパレータを検査する工程である。この検査を行う際、欠陥箇所を除去し易いよう、適宜欠陥をマーキングしてもよい。

（ｆ）巻取工程
検査を経た耐熱セパレータを巻き取る工程である。この巻き取りには、適宜、円筒形状のコアなどを用いることができる。巻き取られた耐熱セパレータは、そのまま、幅広の状態で原反として出荷等されても良い。或いは、必要に応じて、製品幅等の狭幅にスリットし、スリットとすることも可能である。

＜製造装置＞
上記のように、耐熱セパレータの製造工程は、塗工工程、析出工程、洗浄工程、乾燥工程、検査工程、スリット工程などの工程を含んでいる。各工程の加工および処理は、多孔質フィルムに対して長手方向に沿った張力を加えることによって多孔質フィルムを搬送しながら行われ、これにより耐熱セパレータが製造される。

多孔質フィルム製造装置は、例えば、塗工装置（加工部）、析出装置、洗浄装置、乾燥装置、検査装置、及びスリット装置などの、上記各工程を実施する装置と、多孔質フィルムを各装置へと搬送する搬送系と、を含んでいる。

上記搬送系は、多孔質フィルムを搬送する複数の搬送ローラと、多孔質フィルムの幅方向に張力を加えることによって多孔質フィルムの皺の発生を防止するためのエキスパンダローラを有するエキスパンダ装置と、から構成される。

図５は、従来のエキスパンダローラを用いて多孔質フィルムを搬送する状態を示す概略図である。図５中、矢印は多孔質フィルムＦの搬送方向を示す。図５に示すように、搬送系にエキスパンダローラ５２を用いた場合、エキスパンダローラ５２と多孔質フィルムＦとの摩擦によって多孔質フィルムＦが摩耗し、摩耗粉Ｗが発生する。その結果、摩耗粉Ｗが多孔質フィルムＦに付着し、後工程において支障を来たす場合がある。

これに対して、本実施形態の多孔質フィルム製造装置によれば、以下に説明する通り、摩耗粉Ｗが多孔質フィルムＦに付着することを防止することができる。

図６は、本発明におけるエキスパンダ装置に搭載されるエキスパンダローラの形状の例を示す概略図である。

本発明におけるエキスパンダローラとしては、従来公知の様々なローラを用いることができる。図６にその一例を示す。

例えば、図６（ａ）に示すような、軸が湾曲した湾曲ローラ５２Ａ（バナナローラ）、図６の（ｂ）に示すような、軸が非湾曲の円筒ローラ５２Ｂ、又は、図６の（ｃ）に示すような、中心から両端側に向けて広がるらせん状の溝５３Ａ・５３Ｂを有するローラ５２Ｃなどを用いることができる。

図７は、本実施形態のエキスパンダ装置を示す概略図であり、図７（ａ）は、エキスパンダ装置の外側の概略図であり、図７（ｂ）は、（ａ）のＡ１−Ａ２線矢視断面図である。

図７（ａ）に示すように、本実施形態のエキスパンダ装置２１は、エキスパンダローラ２２を備える。エキスパンダローラ２２は略円筒形状のローラであり、外周面に帯状のバンド２３を備える。さらに、バンド２３間に隙間２４が設けられ、エキスパンダローラ２２の内部と外部を接続する。エキスパンダローラ２２の外周面に設けられた隙間２４は、吸引を行うとき吸引口として機能する。

また、エキスパンダローラ２２はその側面が端部２５で閉じられている。端部２５は、エキスパンダローラ２２の内部と接続する排気口２９が設けられる。

バンド２３は、長手方向略平行に、略円形に定間隔で並べられることにより、エキスパンダローラ２２の外周面を形成する。空けられた間隔の大きさによって、隙間２４の幅が決定される。バンド２３の両端の隙間２４は閉じられており、バンド２３が一繋がりとなっている。

図７（ｂ）に示すように、エキスパンダローラ２２は内部に、吸引部２６を備える。吸引部２６は、吸引装置２７と貯塵部２８を備える。吸引部２６は端部２５に固定され、エキスパンダローラ２２が回転すると、吸引部２６も同様に回転する。

吸引装置２７は、エキスパンダローラ２２の隙間２４から、全周方向において外気の吸引を行う。吸引装置２７は、従来公知の様々な吸引方式を採用できる。例えば、内蔵されるファンを使用して、外気と共に異物を吸引しても良い。吸引装置２７によって吸引された摩耗粉Ｗなどの異物は、貯塵部２８に送られる。

貯塵部２８は、吸引装置２７によって吸引された異物を、一時的に貯蔵する。異物と共に吸引された外気は、貯塵部２８を通って排気口２９から排出される。

排気口２９は、図示しないフィルタを備える。フィルタは、吸引された外気だけを排出し、異物を貯塵部２８に留めるために使用される。フィルタは、想定される異物の大きさよりも小さい物体をろ過できる構造を有するなら、従来公知の様々なフィルタを採用できる。

図８は、本実施形態の多孔質フィルム製造装置のエキスパンダ装置を用いて多孔質フィルムＦを搬送する状態を示す概略図であり、図８（ａ）は、多孔質フィルム製造装置の外側の概略図であり、図８（ｂ）は、（ａ）のＡ３−Ａ４線矢視断面図である。図８中、矢印は多孔質フィルムＦの搬送方向を示す。

図８（ａ）に示すように、本実施形態の多孔質フィルム製造装置２０はエキスパンダ装置２１を備えている。エキスパンダ装置２１は、多孔質フィルムＦの幅方向にエキスパンダローラ２２が延在するように設置される。なお、エキスパンダローラ２２が多孔質フィルムＦの幅方向に延在するとは、エキスパンダローラ２２の長手方向が、多孔質フィルムＦの幅方向と略平行となるように配置されていることをいうものとする。

エキスパンダローラ２２は長手方向に沿って多孔質フィルムＦに接触し、多孔質フィルムＦとの接触部を介して多孔質フィルムＦに対して幅方向に張力を加える。

エキスパンダローラ２２は、駆動ローラであってもよいし、従動ローラであってもよい。

この時、吸引部２６が作動すると、吸引装置２７はエキスパンダローラ２２内部の気体、およびバンド２３の隙間２４を経由して外部の気体を吸引する。

図８（ｂ）に示すように、フィルムＦが搬送されるとき、エキスパンダローラ２２の外周面の一部とフィルムＦが接触する。吸引装置２７は、隙間２４から吸引を行う。このとき、エキスパンダローラ２２の内部は、隙間２４以外では閉じられているため、全周方向から、すなわち全ての隙間２４から吸引を行える。

エキスパンダローラ２２と多孔質フィルムＦが接触する面における隙間２４からは、多孔質フィルムＦに付着している、もしくは多孔質フィルムＦから発生する摩耗粉Ｗなどの異物を吸引できる。

また、エキスパンダローラ２２と多孔質フィルムＦが接触していない面における隙間２４からは、隙間２４周辺に付着した摩耗粉Ｗなどの異物を吸引できる。

これにより、多孔質フィルムＦから発生した摩耗粉Ｗを吸引でき、摩耗粉Ｗが多孔質フィルムＦに付着することを防止することができる。

なお、多孔質フィルムＦとエキスパンダローラ２２の外周面との隙間は少ないため、多孔質フィルムＦをエキスパンダローラ２２が捕捉する。このため、小さい吸引能力で異物を吸引できる。

吸引装置２７によって吸引された異物は貯塵部２８に取り込まれ、一時的に貯蔵され、多孔質フィルム製造装置２０の稼働停止時、例えば、ロット切り替え時、フィルムの破断時などに回収され廃棄されても良い。

吸引された外気は、フィルタでろ過された後排気口２９から排気される。

本実施形態の吸引部２５はエキスパンダローラ２２に内蔵されるため、省スペース化を図ることができ、吸引部２６を設置するスペースが周囲に存在していなくとも、本発明を適応することができる。

また、本実施形態では、エキスパンダローラ２２の形状が略円筒形であり軸が非湾曲である例を挙げたが、これに限られない。例えば、図６（ａ）に示す、軸が湾曲した湾曲ローラ５２Ａのような形状を有するエキスパンダローラなどにも、同様に適用が可能である。

また、エキスパンダローラ２２のバンド２３の表面は、好ましくは凹凸のない曲面状である。こうすれば、多孔質フィルムＦがエキスパンダローラ２２の外周面と密着し多孔質フィルムＦの捕捉力が向上し、摩擦粉の吸引が容易になる。しかし、これに限られず、本実施形態は、例えば、図６（ｃ）に示す、溝を有するローラ５２Ｃのような形状を有するエキスパンダローラなどにも適用が可能である。

＜変形例１＞
図９は、本実施形態の変形例に係るエキスパンダ装置を示す概略図であり、図９（ａ）は、エキスパンダ装置の外側の概略図であり、図９（ｂ）は、（ａ）のＢ１−Ｂ２線矢視断面図である。

図９（ａ）に示すように、本実施形態のエキスパンダ装置３１は、エキスパンダローラ３２を備える。エキスパンダローラ３２は略円筒形状のローラであり、外周面にバンド３３を備える。さらに、バンド３３間に隙間３４が設けられ、エキスパンダローラ３２の内部と外部を接続する。隙間３４は吸引を行うとき、吸引口として機能する。

図９（ｂ）に示すように、エキスパンダローラ３２は内部に、吸引部３６を備える。吸引部３６は、吸引装置３７と貯塵部３８を備える。吸引部３６は、エキスパンダローラ３２の回転軸とは独立して固定されており、エキスパンダローラ２２が回転しても、吸引部３６は図の位置を動かず固定されたままである。

吸引装置３７は、エキスパンダローラ３２の隙間３４から、吸引部３６の向けられた方向においてのみ外気の吸引を行う。吸引装置３７によって吸引された摩耗粉Ｗなどの異物は、貯塵部３８に送られる。

貯塵部３８は、吸引装置３７によって吸引された異物を、一時的に貯蔵する。異物と共に吸引された外気は、貯塵部３８を通って排気口３９から排出される。

排気口３９は、図示しないフィルタを備える。フィルタは、吸引された外気だけを排出し、異物を貯塵部３８に留めるために使用される。

図１０は、本変形例の多孔質フィルム製造装置のエキスパンダ装置を用いて多孔質フィルムＦを搬送する状態を示す概略図であり、図１０（ａ）は、多孔質フィルム製造装置の外側の概略図であり、図１０（ｂ）は、（ａ）のＢ３−Ｂ４線矢視断面図である。図１０中、矢印は多孔質フィルムＦの搬送方向を示す。

図１０（ａ）に示すように、本実施形態の多孔質フィルム製造装置３０はエキスパンダ装置３１を備えている。エキスパンダ装置３１は、多孔質フィルムＦの幅方向にエキスパンダローラ３２が延在するように設置される。

エキスパンダローラ３２は長手方向に沿って多孔質フィルムＦに接触し、多孔質フィルムＦとの接触部を介して多孔質フィルムＦに対して幅方向に張力を加える。

エキスパンダローラ３２は、駆動ローラであってもよいし、従動ローラであってもよい。

この時、吸引部３６が作動すると、吸引装置３７はエキスパンダローラ３２内部の気体、およびバンド３３の隙間３４を経由して外部の気体を吸引する。

図１０（ｂ）に示すように、吸引部３６は、フィルムＦとエキスパンダローラ３２との接触部に向けて設けられている。吸引装置３７は、吸引部３６が向けられた方向、すなわち、エキスパンダローラ３２とフィルムＦが接触する方向における隙間３４から吸引を行う。図１０においては、エキスパンダローラ３２の外周面の内、四半周面のみが多孔質フィルムＦと接触する場合を例にとっている。

エキスパンダローラ３２と多孔質フィルムＦが接触する面における隙間３４からは、多孔質フィルムＦに付着している、もしくは多孔質フィルムＦから発生する摩耗粉Ｗなどの異物を吸引できる。

これにより、多孔質フィルムＦから発生した摩耗粉Ｗを吸引でき、摩耗粉Ｗが多孔質フィルムＦに付着することを防止することができる。

吸引装置３７によって吸引された異物は貯塵部３８に取り込まれ、一時的に貯蔵され、多孔質フィルム製造装置３０の稼働停止時、例えば、ロット切り替え時、フィルムの破断時などに回収され廃棄されても良い。

吸引された外気は、フィルタでろ過された後排気口３９から排気される。

本変形例の多孔質フィルム製造装置３０において、吸引はエキスパンダローラ３２とフィルムが接触する方向からのみ行われるため、効率よく摩耗粉Ｗの吸引が行える。

＜変形例２＞
図１１は、本実施形態の他の変形例に係るエキスパンダ装置を示す概略図である。

図１１に示すように、本変形例のエキスパンダ装置４１は、エキスパンダローラ４２と吸引部４６を備える。エキスパンダローラ４２は略円筒形状のローラであり、外周面にバンド４３を備える。さらに、バンド４３間に隙間４４が設けられ、エキスパンダローラ４２の内部と外部を接続する。

また、エキスパンダローラ４２はその側面が端部４５で閉じられている。

上記実施形態１と比較して、吸引部４６はエキスパンダローラ４２の外部にあり、エキスパンダローラ４２の内部は端部４５を経由して吸引部４６と接続する。吸引部４６は上記と同様に、図示しない吸引装置、貯塵部、排気口を備える。

図１２は、本実施形態の他の変形例に係る多孔質フィルム製造装置のエキスパンダ装置を用いて多孔質フィルムＦを搬送する状態を示す概略図である。

図１２に示すように、本変形例の多孔質フィルム製造装置４０はエキスパンダ装置４１を備えている。エキスパンダ装置４１は、多孔質フィルムＦの幅方向にエキスパンダローラ４２が延在するように設置される。図１１中、矢印は多孔質フィルムＦの搬送方向を示す。

この時、吸引部４６が作動すると、エキスパンダローラ４２内部の気体、およびバンド４３の隙間４４を経由して外部の気体を吸引する。

エキスパンダローラ４２と多孔質フィルムＦが接触する面における隙間４４からは、多孔質フィルムＦに付着している、もしくは多孔質フィルムＦから発生する摩耗粉Ｗなどの異物を吸引できる。

また、エキスパンダローラ４２と多孔質フィルムＦが接触していない面における隙間４４からは、隙間４４周辺に付着した摩耗粉Ｗなどの異物を吸引できる。

異物はまず、外部にある吸引部４６の吸引装置によって吸引され、エキスパンダローラ４２の内部に取り込まれ、その後さらに吸引部４６の貯塵部に取り込まれる。吸引された外気は排気口を通って排気される。

これにより、多孔質フィルムＦから発生した摩耗粉Ｗを吸引でき、摩耗粉Ｗが多孔質フィルムＦに付着することを防止することができる。

本変形例の吸引部４６はエキスパンダローラ４２の外部にあるため、エキスパンダローラ４２内部に複雑な構造を設ける必要がない。また、多孔質フィルムＦからの摩耗粉Ｗの吸引と共に、エキスパンダローラ４２内部の異物を吸引できるため、エキスパンダローラ４２内部に堆積した摩耗粉Ｗなどの異物を定期的に除去する必要性が低減できる。

また、本変形例では、一つの吸引部４６を一つのエキスパンダローラ４２と接続し、吸引を行う例を挙げたが、これに限られない。例えば、一つの吸引部４６を、二つ以上の複数のエキスパンダローラ４２と接続し、吸引を行うこともできる。

本変形例では、エキスパンダローラ４２の隙間４４の全周方向から吸引を行う例を挙げたが、これに限られない。例えば、図９および図１０に示すエキスパンダローラ３２の吸引部３６を、異物を一時的に取り込む空洞とし、空洞の側面と外部の吸引部を連通させる構成が挙げられる。これにより、フィルムとエキスパンダローラ４２の接触する外周面における隙間４４のみから、外部の吸引部へ異物を取り込むことが可能である。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図１３〜１６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

図１３は、本実施形態のエキスパンダ装置を示す概略図であり、図１３（ａ）は、エキスパンダ装置の外側の概略図であり、図１３（ｂ）は、（ａ）のＣ１−Ｃ２線矢視断面図である。

図１３（ａ）に示すように、本実施形態のエキスパンダ装置１２１は、エキスパンダローラ１２２を備える。エキスパンダローラ１２２は略円筒形状のローラであり、外周面に少なくとも一つ以上の穴１２３を備え、エキスパンダローラ１２２の内部と外部を接続する。穴１２３は、例えば、外周面上に２列、ローラの中心に対して対称の位置に設けられる。穴１２３は吸引を行うとき、吸引口として機能する。

また、エキスパンダローラ１２２はその側面が端部１２５で閉じられている。端部１２５は、エキスパンダローラ１２２の内部と接続する排気口１２９が設けられる。

図１３（ｂ）に示すように、エキスパンダローラ１２２は内部に、吸引部１２６を備える。吸引部１２６は、吸引装置１２７と貯塵部１２８を備える。吸引部１２６は端部１２５に固定され、エキスパンダローラ１２２が回転すると、吸引部１２６も同様に回転する。

吸引装置１２７は、エキスパンダローラ１２２の穴１２３全てから、吸引を行う。吸引装置１２７によって吸引された摩耗粉Ｗなどの異物は、貯塵部１２８に送られる。

貯塵部１２８は、吸引装置１２７によって吸引された異物を、一時的に貯蔵する。異物と共に吸引された外気は、貯塵部１２８を通って排気口１２９から排出される。

排気口１２９は、図示しないフィルタを備える。フィルタは、吸引された外気だけを排出し、異物を貯塵部１２８に留めるために使用される。

図１４は、本実施形態の多孔質フィルム製造装置のエキスパンダ装置を用いて多孔質フィルムＦを搬送する状態を示す概略図であり、図１４（ａ）は、多孔質フィルム製造装置の外側の概略図であり、図１４（ｂ）は、（ａ）のＣ３−Ｃ４線矢視断面図である。図１４中、矢印は多孔質フィルムＦの搬送方向を示す。

図１４（ａ）に示すように、本実施形態の多孔質フィルム製造装置１２０はエキスパンダ装置１２１を備えている。エキスパンダ装置１２１は、多孔質フィルムＦの幅方向にエキスパンダローラ１２２が延在するように設置される。

エキスパンダローラ１２２は長手方向に沿って多孔質フィルムＦに接触し、多孔質フィルムＦとの接触部を介して多孔質フィルムＦに対して幅方向に張力を加える。

この時、吸引部１２６が作動すると、吸引装置１２７はエキスパンダローラ１２２内部の気体、および穴１２３を経由して外部の気体を吸引する。

図１４（ｂ）に示すように、エキスパンダローラ１２２の外周面に設けられた穴１２３は、エキスパンダローラ１２２の内部と外部を接続する。吸引装置１２７は、穴１２３から吸引を行う。このとき、エキスパンダローラ１２２の内部は、穴１２３以外では閉じられているため、全周方向から、すなわち全ての穴１２３から吸引を行える。

エキスパンダローラ１２２と多孔質フィルムＦが接触する面における穴１２３からは、多孔質フィルムＦに付着している、もしくは多孔質フィルムＦから発生する摩耗粉Ｗなどの異物を吸引できる。

また、エキスパンダローラ１２２と多孔質フィルムＦが接触していない面における穴１２３からは、穴１２３周辺に付着した摩耗粉Ｗなどの異物を吸引できる。

これにより、多孔質フィルムＦから発生した摩耗粉Ｗを吸引でき、摩耗粉Ｗが多孔質フィルムＦに付着することを防止することができる。

吸引装置１２７によって吸引された異物は貯塵部１２８に取り込まれ、一時的に貯蔵され、多孔質フィルム製造装置１２０の稼働停止時、例えば、ロット切り替え時、フィルムの破断時などに回収され廃棄されても良い。

吸引された外気は、フィルタでろ過された後排気口１２９から排気される。

本実施形態では、穴１２３の形状が円形状である例を挙げたが、これに限られない。例えば、矩形状など様々な形状を取り得る。また、穴１２３の配置や数も様々に変更可能である。

本実施形態では、多孔質フィルムＦの状態や物性に応じて、穴１２３の形状、配置、数を適宜変更可能であり、多孔質フィルムＦに対する吸引によるダメージの低減につながる。例えば、薄く強度が低い多孔質フィルムＦを搬送する場合、穴１２３を小さく個数を少なくすることで、フィルムに係る力を抑え、吸引による破損などを防止できる。

＜変形例＞
図１５は、本実施形態の変形例に係るエキスパンダ装置を示す概略図であり、図１５（ａ）は、エキスパンダ装置の外側の概略図であり、図１５（ｂ）は、（ａ）のＤ１−Ｄ２線矢視断面図である。

図１５（ａ）に示すように、本実施形態のエキスパンダ装置１３１は、エキスパンダローラ１３２を備える。エキスパンダローラ１３２は略円筒形状のローラであり、外周面に少なくとも一つ以上の穴１３３を備え、エキスパンダローラ１３２の内部と外部を接続する。穴１３３は、例えば、外周面上に２列、ローラの中心に対して対称の位置に設けられる。穴１３３は吸引を行うとき、吸引口として機能する。

また、エキスパンダローラ１３２はその側面が端部１３５で閉じられている。端部１３５は、エキスパンダローラ１３２の内部と接続する排気口１３９が設けられる。

図１５（ｂ）に示すように、エキスパンダローラ１３２は内部に、吸引部１３６を備える。吸引部１３６は、吸引装置１３７と貯塵部１３８を備える。吸引部１３６は端部１３５に固定され、エキスパンダローラ１３２が回転すると、吸引部１３６も同様に回転する。

吸引装置１３７は、エキスパンダローラ１３２の穴１３３が位置する方向に向けられており、穴１３３の位置する方向において外気の吸引を行う。吸引装置１３７によって吸引された摩耗粉Ｗなどの異物は、貯塵部１３８に送られる。

貯塵部１３８は、吸引装置１３７によって吸引された異物を、一時的に貯蔵する。異物と共に吸引された外気は、貯塵部１３８を通って排気口１３９から排出される。

排気口１３９は、図示しないフィルタを備える。フィルタは、吸引された外気だけを排出し、異物を貯塵部１３８に留めるために使用される。

図１６は、本実施形態の変形例に係る多孔質フィルム製造装置のエキスパンダ装置を用いて多孔質フィルムＦを搬送する状態を示す概略図であり、図１６（ａ）は、多孔質フィルム製造装置の外側の概略図であり、図１６（ｂ）は、（ａ）のＤ３−Ｄ４線矢視断面図である。図１６中、矢印は多孔質フィルムＦの搬送方向を示す。

図１６（ａ）に示すように、本実施形態の多孔質フィルム製造装置１３０はエキスパンダ装置１３１を備えている。エキスパンダ装置１３１は、多孔質フィルムＦの幅方向にエキスパンダローラ１３２が延在するように設置される。

エキスパンダローラ１３２は長手方向に沿って多孔質フィルムＦに接触し、多孔質フィルムＦとの接触部を介して多孔質フィルムＦに対して幅方向に張力を加える。

この時、吸引部１３６が作動すると、吸引装置１３７はエキスパンダローラ１３２内部の気体、および穴１３３を経由して外部の気体を吸引する。

図１６（ｂ）に示すように、吸引装置１３７は、エキスパンダローラ１３２の外周面に設けられた穴１３３のある方向に向けられている。吸引装置１３７は、向けられた方向にある穴１３３から吸引を行う。

エキスパンダローラ１３２と多孔質フィルムＦが接触する面における穴１３３からは、多孔質フィルムＦに付着している、もしくは多孔質フィルムＦから発生する摩耗粉Ｗなどの異物を吸引できる。

また、エキスパンダローラ１３２と多孔質フィルムＦが接触していない面における穴１３３からは、穴１３３周辺に付着した摩耗粉Ｗなどの異物を吸引できる。

これにより、多孔質フィルムＦから発生した摩耗粉Ｗを吸引でき、摩耗粉Ｗが多孔質フィルムＦに付着することを防止することができる。

吸引装置１３７によって吸引された異物は貯塵部１３８に取り込まれ、一時的に貯蔵され、多孔質フィルム製造装置１３０の稼働停止時、例えば、ロット切り替え時、フィルムの破断時などに回収され廃棄されても良い。

吸引された外気は、フィルタでろ過された後排気口１３９から排気される。

本変形例の、吸引部１３６は、穴１３３の存在する方向にしか向けられないため、より少ない吸引能力で、摩耗粉Ｗなどの異物の吸引を行うことが可能である。

また本変形例では、穴１３３が、エキスパンダローラ１３２の外周面に２列存在する場合を挙げたが、これに限られない。吸引部１３６を穴１３３の形状、配置、数の変更に伴って、様々な形状に設計することで、穴１３３を様々に設計できる。

本変形例では吸引部１３６が端部１３５に固定され、エキスパンダローラ１３２と共に回転する構成を挙げたが、これに限られない。例えば、吸引部１３６をエキスパンダローラ１３２の回転軸とは独立して固定することにより、穴１３３が吸引部１３６の吸引方向上に来たときのみ、吸引部１３６が吸引を行う構成とすることができる。

また、上記構成に加え、図９及び図１０の吸引部３６のように、吸引部１３６の吸引方向を、フィルムとエキスパンダローラ１３２の接触する方向のみに限定することもできる。これにより、穴１３３がフィルムとエキスパンダローラ１３２の接触する位置に来たときのみ、吸引部１３６が吸引を行う構成とすることができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１２ セパレータ
１２ａ 耐熱セパレータ（多孔質フィルム）
２０、３０、４０、１２０、１３０ 多孔質フィルム製造装置
２１、３１、４１、１２１、１３１ エキスパンダ装置
２２、３２、４２、１２２、１３２ エキスパンダローラ
２３、３３、４３ バンド
２４、３４、４４ 隙間
２５、４５、１２５、１３５ 端部
２６、３６、４６、１２６、１３６ 吸引部
２７、３７、１２７、１３７ 吸引装置
２８、３８、１２８、１３８ 貯塵部
２９、３９、１２９、１３９ 排気口
１２３、１３３ 穴
Ｆ 多孔質フィルム（フィルム）
Ｗ 摩耗粉Ｗ（異物）

Claims (9)

1. フィルムに対して幅方向に張力を加えるエキスパンダローラと、
   上記エキスパンダローラの外周面に設けられた吸引口から、上記エキスパンダローラの内部に異物を吸引する吸引部と、を備え、
   上記吸引部は、上記エキスパンダローラの内部に設けられ、
   上記吸引部は、上記エキスパンダローラの内部に該エキスパンダローラの外気と異物とを吸引する吸引装置と、該吸引装置によって上記エキスパンダローラの内部に吸引された上記異物を一時的に貯蔵する貯塵部とを備え、
   上記エキスパンダローラは、上記吸引装置によって上記エキスパンダローラの内部に吸引された上記外気を、上記エキスパンダローラの外部に排出する排気口をさらに備えていることを特徴とするエキスパンダ装置。
2. フィルムに対して幅方向に張力を加えるエキスパンダローラと、
   上記エキスパンダローラの外周面に設けられた吸引口から、上記エキスパンダローラの内部に異物を吸引する吸引部と、を備え、
   上記エキスパンダローラは、上記エキスパンダローラの外周面を形成し、かつ、上記エキスパンダローラの幅方向における、一端側から他端側まで延在するバンドを複数有し、
   上記吸引部は、複数の上記バンドの間に形成された隙間から上記エキスパンダローラの内部に異物を吸引することを特徴とするエキスパンダ装置。
3. 上記エキスパンダローラは、上記フィルムの幅方向に延在することを特徴とする請求項１または２に記載のエキスパンダ装置。
4. 上記吸引部は、上記エキスパンダローラの外部に設けられているとともに、上記エキスパンダローラの内部と連通していることを特徴とする請求項２に記載のエキスパンダ装置。
5. 上記エキスパンダローラは、外周面に少なくとも一つ以上の穴を有し、
   上記吸引部は、上記穴から上記エキスパンダローラの内部に異物を吸引することを特徴とする請求項１に記載のエキスパンダ装置。
6. 上記エキスパンダローラは、駆動ローラであることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のエキスパンダ装置。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載のエキスパンダ装置を含んで構成される搬送系と、
   搬送される上記フィルムを加工して多孔質フィルムとする加工部と、を備えていることを特徴とする多孔質フィルム製造装置。
8. フィルムを搬送しながら加工することによって多孔質フィルムを製造する多孔質フィルム製造方法であって、
   上記搬送は、エキスパンダローラを用いて行われ、
   上記エキスパンダローラは、その外周面に吸引口を有し、
   上記エキスパンダローラは、上記吸引口から、上記エキスパンダローラの内部に異物を吸引し、
   上記エキスパンダローラは、内部に設けられた吸引部を有し、
   上記吸引部は、上記エキスパンダローラの内部に該エキスパンダローラの外気を吸引する吸引装置と、該吸引装置によって上記エキスパンダローラの内部に吸引された上記異物を一時的に貯蔵する貯塵部とを備え、
   上記エキスパンダローラは、上記吸引装置によって上記エキスパンダローラの内部に吸引された上記外気を、上記エキスパンダローラの外部に排出する排気口をさらに備えていることを特徴とする多孔質フィルム製造方法。
9. フィルムを搬送しながら加工することによって多孔質フィルムを製造する多孔質フィルム製造方法であって、
   上記搬送は、エキスパンダローラを用いて行われ、
   上記エキスパンダローラは、その外周面に吸引口を有し、
   上記エキスパンダローラは、上記吸引口から、上記エキスパンダローラの内部に異物を吸引し、
   上記エキスパンダローラは、上記エキスパンダローラの外周面を形成し、かつ、上記エキスパンダローラの幅方向における、一端側から他端側まで延在するバンドを複数有し、
   上記吸引口は、複数の上記バンドの間に形成された隙間であることを特徴とする多孔質フィルム製造方法。
   

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