JP5778938B2 - セパレーター製造装置 - Google Patents
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Description
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。これは、後述する図2、図5〜図7においても同様である。
図2は、実施形態1における第1電界紡糸装置20を説明するための図である。図2(a)は第1電界紡糸装置20の正面図であり、図2(b)はノズルブロック110をコレクター150側から見た図である。なお、図2(b)においては、長尺シートWの下に配置されている構成要素(上向きノズル120等)も図示している。また、補助ベルト172については図示を省略している。
図3は、実施形態1における速度差吸収装置40を説明するための図である。図3(a)は第1搬送速度と第2搬送速度とが同じ速さであるときの図であり、図3(b)は第1搬送速度が第2搬送速度より速いときの図であり、図3(c)は第1搬送速度が第2搬送速度より遅いときの図である。
繰り出しローラー11、巻き取りローラー12、第1駆動ローラー14及び第2駆動ローラー17は、図示しない駆動モーターによりそれぞれ回転駆動される構造となっている。なお、上記した以外のローラーも、駆動モーター等により回転駆動される構造としてもよい。
第2電界紡糸装置22は、前段に位置する第1電界紡糸装置20の上方に配置されている。
第1電界紡糸装置20は、図2に示すように、筐体100と、ノズルユニット110と、ポリマー溶液供給部130(図示せず。)と、コレクター150と、電源装置160と、補助ベルト装置170とを備える。第1電界紡糸装置20は、後述する複数の上向きノズル120の吐出口から第1ポリマー溶液をオーバーフローさせながら吐出して、第1ナノ繊維を電界紡糸する。
ノズルユニット110は、複数の上向きノズル120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が、ノズルユニット110は、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)に見える大きさで、ブロック状の形状を有する。
電源装置160は、上向きノズル120と、コレクター150との間に高電圧を印加する。電源装置160の正極はコレクター150に接続され、電源装置160の負極は筐体100を介してノズルユニット110に接続されている。
第2通気度計測装置32は、第2電界紡糸装置22の後段に配置され、第1ナノ繊維層NL1及び第2ナノ繊維層NL2が形成された長尺シートWの通気度を計測する。
第1通気度計測装置30及び第2通気度計測装置32としては、一般的な通気度計測装置を用いることができる。第1通気度計測装置30及び第2通気度計測装置32は、それぞれ、計測結果を搬送速度制御装置50に送信する。
まず、第1搬送速度と第2搬送速度とが同じ速さであるときには、図3(a)に示すように、速度差吸収ローラー42の間隔は一定のままである。
一方、第1搬送速度より第2搬送速度が速いときには、図3(b)に示すように、下方に位置する速度差吸収ローラー42上方に動き、第1搬送速度と第2搬送速度との速度差を吸収する。
また、第1搬送速度より第2搬送速度が遅いときには、図3(c)に示すように、下方に位置する速度差吸収ローラー42が下方に動き、第1搬送速度と第2搬送速度との速度差を吸収する。
以下、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について説明する。
第1ポリマー溶液及び第2ポリマー溶液を準備し、これらを第1電界紡糸装置20及び第2電界紡糸装置22のノズルブロック110へ供給する。続けて、長尺シートWを搬送装置10にセットし、長尺シートW(図4(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、第1搬送速度で長尺シートWを搬送しながら、第1電界紡糸装置20によって長尺シートWの一方面に第1ナノ繊維層NL1を形成する(図4(b)参照。)。
第1ナノ繊維層NL1が形成された長尺シートWの通気度は第1通気度計測装置30により計測され、搬送速度制御装置50は、それに基づいて第1搬送速度を制御する。また、紡糸条件変更装置60は、第1搬送速度の変動が小さくなるように第1電界紡糸装置20の紡糸条件を変更する。
次に、長尺シート反転機構15a(第1反転ローラー16a及び第2反転ローラー16b)により、他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(図4(c)参照。)。
最後に、第1ナノ繊維層NL1を積層した長尺シートWを第2搬送速度で搬送しながら、第2電界紡糸装置22によって長尺シートWの他方面に第2ナノ繊維層NL2を形成する(図4(d)参照。)。
第1ナノ繊維層NL1及び第2ナノ繊維層NL2が形成された長尺シートWの通気度は第2通気度計測装置32により計測され、搬送速度制御装置50は、それに基づいて第2搬送速度を制御する。また、紡糸条件変更装置60は、第2搬送速度の変動が小さくなるように第2電界紡糸装置22の紡糸条件を変更する。
以上の方法により、セパレーターを製造することができる。
実施形態1に係るセパレーター製造装置1によれば、上記した長尺シート反転機構15aを備えるため、電界紡糸装置(第1電界紡糸装置20)により長尺シートの一方面にナノ繊維層を形成した後、別の電界紡糸装置(第2電界紡糸装置22)に長尺シートを設置し直すことなく長尺シートの他方面にナノ繊維層を形成することが可能とり、基材層の両面(一方の面及び他方の面)にナノ繊維層が形成された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5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6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。
長尺シート反転機構15cは、図8に示すように、3本のねじりローラー16e,16f,16gを備え、長尺シートの搬送方向を変更することなく長尺シートをねじるように反転させるものである。また、長尺シート反転機構15dは、図9に示すように、1本のねじりローラー16hを備え、長尺シートの搬送方向を90度屈曲するように長尺シートをねじるように反転させるものである。以上のような長尺シート反転機構を用いてもよい。
Claims (5)
- 基材層の一方面には第1ナノ繊維層が形成され、他方面には第2ナノ繊維層が形成された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、
前記基材層となる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搬送装置と、
前記長尺シート反転機構よりも前段に配置され、上向きノズルを用いて下方から前記一方面に第1ナノ繊維を堆積させて前記第1ナノ繊維層を形成する第1電界紡糸装置と、
前記長尺シート反転機構よりも後段に配置され、上向きノズルを用いて下方から前記他方面に第2ナノ繊維を堆積させて前記第2ナノ繊維層を形成する第2電界紡糸装置とを備えたセパレーター製造装置において、
前記第1電界紡糸装置の後段に配置され、前記第1ナノ繊維層が形成された前記長尺シートの通気度を計測する第1通気度計測装置と、
前記第2電界紡糸装置の後段に配置され、前記第1ナノ繊維層及び前記第2ナノ繊維層が形成された前記長尺シートの通気度を計測する第2通気度計測装置と、
前記第1通気度計測装置により計測された通気度に基づいて「前記長尺シートが前記第1電界紡糸装置を通過するときにおける当該長尺シートの搬送速度である第1搬送速度」を制御し、前記第2通気度計測装置により計測された通気度に基づいて「前記長尺シートが前記第2電界紡糸装置を通過するときにおける当該長尺シートの搬送速度である第2搬送速度」を制御する搬送速度制御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。 - 基材層の一方面には第1ナノ繊維層が形成され、他方面には第2ナノ繊維層が形成された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、
前記基材層となる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搬送装置と、
前記長尺シート反転機構よりも前段に配置され、上向きノズルを用いて下方から前記一方面に第1ナノ繊維を堆積させて前記第1ナノ繊維層を形成する第1電界紡糸装置と、
前記長尺シート反転機構よりも後段に配置され、上向きノズルを用いて下方から前記他方面に第2ナノ繊維を堆積させて前記第2ナノ繊維層を形成する第2電界紡糸装置とを備えたセパレーター製造装置において、
前記第1電界紡糸装置の後段に配置され、前記第1ナノ繊維層が形成された前記長尺シートの厚さを計測する第1厚さ計測装置と、
前記第2電界紡糸装置の後段に配置され、前記第1ナノ繊維層及び前記第2ナノ繊維層が形成された前記長尺シートの厚さを計測する第2厚さ計測装置と、
前記第1厚さ計測装置により計測された厚さに基づいて「前記長尺シートが前記第1電界紡糸装置を通過するときにおける当該長尺シートの搬送速度である第1搬送速度」を制御し、前記第2厚さ計測装置により計測された厚さに基づいて「前記長尺シートが前記第2電界紡糸装置を通過するときにおける当該長尺シートの搬送速度である第2搬送速度」を制御する搬送速度制御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電界紡糸装置と前記第2電界紡糸装置との間に配置され、前記第1搬送速度と前記第2搬送速度との速度差を吸収する速度差吸収装置をさらに備え、
前記搬送装置は、前記第1搬送速度で前記長尺シートを搬送する第1駆動装置と、前記第2搬送速度で前記長尺シートを搬送する第2駆動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3に記載のセパレーター製造装置において、
前記速度差吸収装置は、互いの間隔を変更可能な複数の速度差吸収ローラー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1〜4のいずれかに記載のセパレーター製造装置において、
前記第1電界紡糸装置の紡糸条件と、前記第2電界紡糸装置の紡糸条件とをそれぞれ独立に変更可能な紡糸条件変更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。
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