(57)【要約】【課題】安価な構成でマグネットユニットもしくはマグネットカバーへの静電気による粉体の付着を防止し、粉体中の磁性異物除去する磁性異物除去装置と、この磁性異物除去装置を用いて製造される微多孔膜の製造方法とを提供することにある。【解決手段】粉体中の磁性異物を除去する磁性異物除去装置であって、永久磁石からなるマグネットバーが並行するように固定プレートに配置されたマグネットユニットを積み重ねたマグネットユニット集合体を備え、当該マグネットユニットが樹脂製スペーサー又は樹脂製ガイドで支持され、かつ除電されていることを特徴とする磁性異物除去装置。【選択図】図６
2020131052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体中の磁性異物を除去する磁性異物除去装置であって、永久磁石からなるマグネットバーが並行するように固定プレートに配置されたマグネットユニットを積み重ねたマグネットユニット集合体を備え、当該マグネットユニットが樹脂製スペーサー又は樹脂製ガイドで支持され、かつ除電されていることを特徴とする磁性異物除去装置。
【請求項２】
前記マグネットユニットが接地されていることでマグネットユニットが除電されることを特徴とする請求項１に記載の磁性異物除去装置。
【請求項３】
前記樹脂製スペーサー又は前記樹脂製ガイドが導電性樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁性異物除去装置。
【請求項４】
前記導電性樹脂の体積固有抵抗値が１０２Ω〜１０９Ωであることを特徴とする請求項３に記載の磁性異物除去装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の磁性異物除去装置によりポリオレフィン樹脂から磁性異物を除去する工程と、
前記ポリオレフィン樹脂と可塑剤とを混練してポリオレフィン溶液を調製する工程と、
前記ポリオレフィン溶液をダイから吐出するとともに冷却してゲル状シートを得る工程と、
前記ゲル状シートを延伸して延伸シートを形成する工程と、
前記延伸シートから可塑剤を除去して微多孔膜を得る工程と、
前記微多孔膜をコアに捲回してフィルム製品リールを得る工程と、
を含む、微多孔膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂の粉体から磁性異物を除去する磁性異物除去装置に関し、特に、マグネットバーに磁性異物を吸着させることで高効率で除去する装置と、このような磁性異物除去装置を経て製造される微多孔膜の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂粉体は、射出金型成型やブロー成型、押出−キャスト成型等により様々な成形体へ加工される。それらの成形体は、医療や食品、工業等、幅広い用途で使用されており、医療や食品の用途では、衛生上、磁性異物が含まれることは好ましくない。また、工業用途の電気・電子分野では、押出−キャスト成型により成形されるフィルム成形体に含まれる磁性異物が起因となって製品不良を引き起す。特に電池分野、例えばリチウムイオン二次電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池やポリマー電池に使用されるポリオレフィン微多孔膜に含まれる磁性異物は、電極間の短絡を引き起こす虞がある。
【０００３】
そのため、従来より、磁石からなるマグネットバーを用いて粉体中の磁性異物を除去する様々な技術が考えられている。例えば、特許文献１には、磁性異物を除去する装置内の容器に円柱状の棒マグネットを上下左右に複数本並べて配置し、投入された粉体中の磁性異物を棒マグネットに吸着させる装置が開示されている。この技術においては、振動による金属摺動を抑制し、金属摺動による金属粉発生を防止するために、棒マグネットとこれを固定する固定板からなる吸着部を樹脂製スペーサー上に載置して積み重ね、また吸着部と容器との間に樹脂製のスペーサーを使用している。
【０００４】
特許文献２には、しずく形状あるいは頂角が他の底角より小さい多角形状の断面を持つマグネット棒を、そのしずく形の先端部あるいは前記多角形の断面の頂角部を上に配置することが開示されている。それにより、マグネット棒への粉体堆積を抑制し磁性異物の除去力を高める装置が開示されている。また、マグネット棒に同形の筒状ケースを嵌挿することで清掃時に筒状ケースを外すことでマグネット棒で捕捉した磁性異物の掃除を容易にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第３０７５６２０号公報
【特許文献２】特開２００７−２１３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された磁性異物除去装置は、使用中、取り外し後の解体時、組み立て時や設置時の金属摺動を防止できるが、樹脂製のスペーサーを使用しているため棒マグネットを備える吸着部は絶縁され帯電し易い。樹脂粉体も一般的に帯電し易く、このため粉体が吸着部を通過すると、吸着部と樹脂粉体の摩擦により発生した静電気により吸着部の表面や流路面に付着し、棒マグネットの磁性異物の除去能力が低下する虞がある。また、特許文献２に開示された装置ではマグネット棒を嵌挿するケースが非磁性体で絶縁されているため帯電し易く、上記同様に粉体中の磁性異物を除去する能力が低下する。マグネットの形状によってマグネット棒の上に粉体の堆積を防止することは可能であっても、静電気によるマグネットへの粉体付着は解消されることはない。このような装置は棒マグネットや粉体流路への粉体付着は清掃周期を早め、清掃時に作業性を悪くする。
【０００７】
本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、安価な構成で、磁性異物を除去する装置のマグネットユニットへの紛体の付着を防止することで粉体中から効率的に磁性異物を除去することができる磁性異物除去装置を提供すること及びそのような磁性異物除去装置を用いて製造される微多孔膜の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）粉体中の磁性異物を除去する磁性異物除去装置であって、永久磁石からなるマグネットバーが並行するように固定プレートに配置されたマグネットユニットを積み重ねたマグネットユニット集合体を備え、当該マグネットユニットが樹脂製スペーサー又は樹脂製ガイドで支持され、かつ除電されていることを特徴とする磁性異物除去装置。
（２）前記マグネットユニットが接地されていることで除電されていることを特徴とする（１）に記載の磁性異物除去装置。
（３）前記樹脂製スペーサー又は前記樹脂製ガイドが導電性樹脂で構成されていることを特徴とする（１）又は（２）に記載の磁性異物除去装置。
（４）前記導電性樹脂の体積固有抵抗値が１０２Ω〜１０９Ωであることを特徴とする（３）に記載の磁性異物除去装置。
（５）（１）乃至（４）のいずれか１項に記載の磁性異物除去装置によりポリオレフィン樹脂から磁性異物を除去する工程と、
前記ポリオレフィン樹脂と可塑剤とを混練してポリオレフィン溶液を調製する工程と、
前記ポリオレフィン溶液をダイから吐出するとともに冷却してゲル状シートを得る工程と、
前記ゲル状シートを延伸して延伸シートを形成する工程と、
前記延伸シートから可塑剤を除去して微多孔膜を得る工程と、
前記微多孔膜をコアに捲回してフィルム製品リールを得る工程と、
を含む、微多孔膜の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、安価な構成でマグネットユニットへの紛体の付着を防止することで粉体中から効率的に磁性異物を除去することができる磁性異物除去装置及び前記磁性異物除去装置を用いて製造される微多孔膜の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）本発明の磁性異物除去装置の実施の一形態を示す、外観斜視図である。（ｂ）本発明の磁性異物除去装置の実施の一形態を示す、ハウジングからマグネットユニットを取り出した状態を示す外観斜視図である。
【図２】（ａ）本発明の磁性異物除去装置の実施の一形態の内部構成を上から見た平面図である。（ｂ）図１（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図である。
【図３】本発明の磁性異物除去装置におけるマグネットバーの実施の一形態を示す、斜視図である。
【図４】(ａ)本発明の磁性異物除去装置におけるマグネットバーが４本のときのマグネットユニットの詳細な構造と、そのユニットに接地した状態を示す図である。(ｂ)本発明の磁性異物除去装置におけるマグネットバーが３本のときのマグネットユニットの詳細な構造と、そのユニットに接地した状態を示す図である。
【図５】比較例１のマグネットユニットの詳細な構造を示す図である。
【図６】実施例１の磁性異物装置にポリエチレン樹脂粉体を通過させた後の粉体の付着状態を示す。
【図７】比較例１の磁性異物装置にポリエチレン樹脂粉体を通過させた後の粉体の付着状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（磁性異物除去装置）
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本形態における磁性異物除去装置は、図１（ａ），（ｂ）および図２（ａ），（ｂ）に示すように、ハウジング３内からマグネットユニットの集合体２が当該ハウジング３の上面開口部を介して取り出し可能に収納された磁性異物除去装置１である。まず、この磁性異物除去装置１の全体構成について説明する。なお、図２（ｂ）及び図３ではマグネットバー７の断面のハッチングを省略している。
【００１２】
ハウジング３は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、例えばステンレス等の円筒形状構造体からなる。ハウジング３の上端縁は、周方向に亘って外側に向かってフランジ状に伸びだすと共に、互いに対向する領域に、前記フランジ状に伸びだした部位よりも更に外側に突出したハウジングハンガー５ａ，５ｂが設けられて構成されている。また、ハウジング３の内面には、上下に伸びた樹脂製ガイド４ａ，４ｂが互いに対向する領域に取り付けられている。
【００１３】
マグネットユニットの集合体２は、図１（ｂ）に示すように４枚の固定プレート９ａ〜９ｄに分離傘８およびマグネットバー７とアース線６が取り付けられて構成されている。マグネットユニット１３は図４（ａ），（ｂ）に示すように永久磁石からなるマグネットバー７が平行するように固定プレート９に配置されている。
【００１４】
固定プレート９ａ〜９ｄは、互いに同一の幅を有する板状プレートにより構成されている。これら固定プレート９ａ〜９ｄは、板厚部分の端部同士が互いに当接するように下側からこの順で積み重ねられ、概略的に１枚のプレートを構成している。図４（ａ），（ｂ）に示すように固定プレート９ａ〜９ｄのそれぞれ上下に樹脂製スペーサー１２が嵌め合いになっている。マグネットユニット集合体２は樹脂製スペーサー１２を介してマグネットユニット１３を積み重ねることで構成される。そして、マグネットユニットの集合体２は、固定プレート９ａ〜９ｄの端部が樹脂製ガイド４ａ，４ｂに勘合するようにしてハウジング３に収納される。樹脂製スペーサー及び樹脂製ガイドが非伝導性樹脂から構成されている場合、マグネットユニット１３は樹脂製スペーサーに上下、と樹脂製ガイドに左右で支持されているため絶縁されている。
【００１５】
本発明の磁性異物除去装置は、マグネットユニットの集合体２が除電（帯電防止）されていることが重要である。これにより、マグネットユニットと粉体の摩擦から生じる静電気を抑制し、マグネットユニットへの粉体の付着が防止することができる。磁性異物除去装置のマグネットユニットの除電方法は一般的なアース線による接地が好ましく、マグネットユニットへのアース線の取り付け方法は問わない。除電ブラシ等の接触式除電方法は、粉体へブラシ片が混入する虞があるため好ましくない。また、除電ブロアー等の非接触式除電方法は、磁性異物除去装置に除電ブロアーを吹き込むと粉体が磁性異物除去装置の外に舞い散る虞があるため好ましくない。
【００１６】
マグネットバー７は、永久磁石からなり、例えば、ネオジウム、サマリウムコバルト、フェライト、アルニコ等があげられる。永久磁石は捕捉した磁性異物を保持し続けることができるため好適である。電磁石では、捕捉した磁性異物を保持し続ける間は常に電気を通さなければならないので高コストになり好ましくない。また、停電の時に捕捉した磁性異物を放出してしまう虞がある。マグネットバー７は、例えば１１０００ガウスの磁力であることが好ましい。また、図１（ａ）におけるＡ−Ａ’面のマグネットバーの断面形状を問わない。
【００１７】
マグネットバー７は、実際に使用される際は、図３に示すように、非磁性体からなるマグネットカバー１１が装着されても良い。このマグネットカバー１１は、マグネットバー７よりも一回り大きな形状となるように構成されると共に、内面がマグネットバー７の外形状に倣うように中空状に形成され、長さ方向における一端側が当該マグネットバー７の挿入口として開口している。
【００１８】
樹脂製ガイドやスペーサーは非導電性樹脂で構成されてもよく、導電性樹脂で構成されていることが好ましい。導電性樹脂の種類は、粉体の通過や、磁性異物除去装置の取り外し後の解体、清掃、清掃後の組み立て設置作業による摺動により劣化しない範囲で特に限定されない。導電性樹脂の固有体積抵抗値は１０２Ω〜１０９Ωが好ましく、さらに好ましくは１０２Ω〜１０６Ωである。１０９Ω以下とすることで一般的に帯電した静電気を除電することが可能となる。固有体積抵抗値を１０２Ω未満にしようとすると導電性樹脂の価格が高くなり高コストになる。なお、導電性樹脂の固有体積抵抗値はＪＩＳ  Ｋ６９１１に準じて測定される。
【００１９】
図１（ｂ）および図２（ａ），（ｂ）に示した固定プレート９ａ (９ｃ)における４本のマグネットバー７を臨む両面のうち一面側には、図４（ａ）に示すように、４本のマグネットバー７が等間隔に溶接固定される。また、図１（ｂ）および図２（ａ），（ｂ）に示した固定プレート９ｂにおける３本のマグネットバー７を臨む両面のうち一面側には、図４（ｂ）に示すように、３本のマグネットバー７が等間隔に溶接固定される。図４（ａ），（ｂ）に示したマグネットユニットの固定プレート９ａ、９ｂ、９ｃはアース線６により接地されている。図１（ｂ）および図２（ａ），（ｂ）に示した固定プレート９ｄは、３本の分離傘８が溶接固定されている。
【００２０】
固定プレート９ａに取り付けられたマグネットバー７と、固定プレート９ｂに取り付けられたマグネットバー７と、固定プレート９ｃに取り付けられたマグネットバー７とは、上下方向にて等間隔となっている。固定プレート９ａに取り付けられたマグネットバー７と固定プレート９ｃに取り付けられたマグネットバー７とは、上下方向にて重なる位置に配置されており、固定プレート９ｂに取り付けられたマグネットバー７と固定プレート９ｄに取り付けられた分離傘８とは、上下方向では互いに重なる位置に配置されている。固定プレート９ａのマグネットバー７と固定プレート９ｃのマグネットバー７とは、上から見た時に、固定プレート９ｂのマグネットバー７と固定プレート９ｄの分離傘８とに対して、水平方向に離間した位置に配置されるように並んでいる。これにより、固定プレート９ａ〜９ｃに取り付けられたマグネットバー７および固定プレート９ｄに取り付けられた分離傘８は、横から見た時に互いに並行するように上下左右に並んで全体として千鳥格子状となるように配置されたものとなっている（図２（ｂ）参照）。
【００２１】
以下に、上記のように構成された磁性異物除去装置１の使用方法および作用について説明する。即ち、上記のように構成された磁性異物除去装置１においては、磁性異物を含む樹脂粉体が上部から投入されると、まず磁性異物及び樹脂粉体は、分離傘８により水平方向に分散される。その後、樹脂粉体は、マグネットバー７間を通過する一方、磁性異物はマグネットバー７の表面に吸着することになる。
【００２２】
ここで、粉体は特に限定されないが樹脂粉体、特にポリオレフィン樹脂が好ましく、例えば高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンの樹脂がより好ましい。また、樹脂粉体の粒径は特に限定されないが平均粒径で３０μｍ〜５００μｍの樹脂粉体を処理するのに好適である。さらに、樹脂の形状はペレット状やチップ状は粉体が含まれるので本発明は適用される。
【００２３】
マグネットバー７に吸着された磁性異物を除去は、マグネットユニットの集合体２をハウジング３から取り出して行う。図３に示したように、マグネットバー７に非磁性体からなるマグネットカバー１１が装着された場合は、マグネットバー７からマグネットカバー１１を外すとマグネットカバー１１に付着した磁性異物が自然と脱落することになり、マグネットカバー１１に吸着された磁性異物の清掃が容易となる。さらに、マグネットカバー１１が非磁性体から構成されていることで、マグネットカバー１１がマグネットバー７に吸着されていない状態となっており、それにより、マグネットバー７からマグネットカバー１１を容易に外すことができ、また、作業時に指等が挟まれてしまう危険性もないし、マグネットカバー１１がマグネットバー７により磁化してしまうおそれもない。
【００２４】
マグネットカバーの素材は、ステンレス製が一般的であるが、樹脂製でも良く、特に限定されない。
マグネットカバーの厚みはマグネットバーの異物捕捉能力を阻害されない範囲で限定されないが、清掃時にマグネットバーから脱離させるため１ｍｍ〜１０ｍｍが扱い易いため好ましい。１ｍｍ未満では強度が保持できずに変形する虞がある。
【００２５】
（微多孔膜の製造方法）
本発明の磁性異物除去装置によって磁性異物を除去されたポリオレフィン樹脂を使用した微多孔膜の製造方法について説明する。微多孔膜としてポリオレフィン微多孔膜を製造する場合、まず、ポリオレフィン樹脂に流動パラフィンなどの可塑剤を添加して二軸押出機などによりこれらを溶融混練し、ポリオレフィン溶液を得る。そして、Ｔ型ダイなどの口金を用いてポリオレフィン溶液を吐出し、キャスト冷却装置などによって冷却してゲル状シートを得る。ゲル状シートを機械方向（ＭＤ）及び幅方向（ＴＤ）に延伸して延伸シートとし、その後、洗浄溶剤などを用いて延伸シートから可塑剤を溶解除去することにより、微多孔膜フィルムを得る。ポリオレフィン溶液の吐出から可塑剤の溶解除去までの連続工程で実行することによって、微多孔膜フィルムは長尺のフィルムとして得られるから、この微多孔膜フィルムをコアの外周面に巻回することによって、フィルム製品リールが得られる。得られたポリオレフィン微多孔膜はリチウムイオン電池等の二次電池用セパレータとして好適に使用される。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明の磁性異物除去装置による効果確認のために行った試験について説明する。
［磁性異物除去装置］
実施例１においては、図４（ｂ）に示した樹脂製スペーサーで絶縁されたマグネットユニットを接地した。比較例１においては、図５（ａ）に樹脂製スペーサーで絶縁されたマグネットユニットを使用した。これらのマグネットユニットを、それぞれ図１（ａ），（ｂ）に示すようなハウジングユニットにこれらの図に示すような態様で設置し、磁性異物除去装置とした。マグネットバーの水平方向における中心間隔Ｌｗについては、実施例１、比較例１のいずれにおいても６５．０ｍｍに設定した。また、マグネットバーの鉛直方向における中心間隔Ｌｈについては、実施例１、比較例１のいずれにおいても１００．０ｍｍに設定した。
［樹脂粉体付着確認の試験］
上記の磁性異物装置にポリエチレン樹脂粉体５００ｋｇをフレコンバッグから自然落下させた後、実施例1又は比較例１の磁性異物装置に通過させた後マグネット表面のポリエチレン樹脂粉体の付着状態を目視観察した。実施例1では図６に示される通り、マグネット表面への樹脂粉体の付着が防止されており発明の効果が確認された。一方、比較例１では図７のようにマグネットユニット表面へのポリエチレン粉体の付着が確認された。
【符号の説明】
【００２７】
１    磁性異物除去装置
２    マグネットユニットの集合体
３    ハウジング
４ａ，４ｂ    樹脂製ガイド
５ａ，５ｂ    ハウジングハンガー
６    アース線
７    マグネットバー
８    分離傘
９ａ〜９ｄ    固定プレート
１０    下部
１１    マグネットカバー
１２    樹脂製スペーサー
１３    マグネットユニット
【図１】
2020131052.tif 000003
【図２】
2020131052.tif 000004
【図３】
2020131052.tif 000005
【図４】
2020131052.tif 000006
【図５】
2020131052.tif 000007
【図６】
2020131052.tif 000008
【図７】
2020131052.tif 000009