(57)【要約】【課題】フィルムの捲回装置において、フィルム搬送の一時停止および再開における、フィルムの張力変動を改善し、フィルムの捲回体における巻ズレを低減する。【解決手段】前記フィルムの捲回を一時停止するために、前記フィルムの搬送を減速させ、該一時停止後に前記フィルムの捲回を再開させるために、前記フィルムの搬送を加速させる場合に、前記フィルムの減速と前記一時停止との間における前記フィルムの張力を、前記フィルムの減速の開始時点の直前における前記フィルムの張力以上とする、あるいは、前記一時停止の期間における所定時点から前記加速の開始時点までにおける前記フィルムの張力を、前記フィルムの減速の開始時点の直前における前記フィルムの張力よりも大きくする。【選択図】図１
2020001842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムを搬送し、該フィルムを捲回巻芯に捲回する捲回工程を備えたフィルムの製造方法であって、
前記捲回工程において、前記フィルムの捲回を一時停止するために、前記フィルムの搬送を減速させ、該一時停止後に前記フィルムの捲回を再開させるために、前記フィルムの搬送を加速させる場合に、前記一時停止の期間における所定時点から前記加速の開始時点までにおける前記フィルムの張力を、前記フィルムの減速の開始時点の直前における前記フィルムの張力よりも大きくするフィルムの製造方法。
【請求項２】
前記捲回工程において、前記一時停止の所定時点から前記加速の開始時点までにおける前記フィルムの張力を、前記フィルムの減速の開始時点の直前における前記フィルムの張力よりも２．５〜１７．５％大きくする請求項１に記載のフィルムの製造方法。
【請求項３】
前記所定時点が、前記一時停止の開始時点である請求項１または２に記載のフィルムの製造方法。
【請求項４】
フィルムを搬送し、該フィルムを捲回巻芯に捲回する捲回工程を備えたフィルムの製造方法であって、
前記捲回工程において、前記フィルムの捲回を一時停止するために、前記フィルムの搬送を減速させる場合に、前記フィルムの減速の開始時点から前記一時停止の終了時点までにおける前記フィルムの張力を、前記フィルムの減速の開始時点の直前における前記フィルムの張力以上とするフィルムの製造方法。
【請求項５】
前記捲回工程が、前記フィルムを搬送方向に沿って、複数の短冊フィルムにスリットするスリット工程をさらに備え、
前記捲回工程において、複数の前記短冊フィルムを、複数の前記捲回巻芯にそれぞれ捲回する請求項１から４の何れか１項に記載のフィルムの製造方法。
【請求項６】
前記フィルムが、二次電池に使用されるセパレータである請求項１から５の何れか１項に記載のフィルムの製造方法。
【請求項７】
フィルムを搬送し、該フィルムを捲回巻芯に捲回するフィルム捲回装置であって、
前記フィルムの捲回を一時停止するために、前記フィルムの搬送を減速させ、該一時停止後に前記フィルムの捲回を再開させるために、前記フィルムの搬送を加速させる場合に、前記一時停止の期間における所定時点から前記加速の開始時点までにおける前記フィルムの張力を、前記フィルムの減速の開始時点の直前における前記フィルムの張力よりも大きくするフィルム捲回装置。
【請求項８】
フィルムを搬送し、該フィルムを捲回巻芯に捲回するフィルム捲回装置であって、
前記フィルムの捲回を一時停止するために、前記フィルムの搬送を減速させる場合に、前記フィルムの減速の開始時点から前記一時停止の終了時点までにおける前記フィルムの張力を、前記フィルムの減速の開始時点の直前における前記フィルムの張力以上とするフィルム捲回装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフィルムの製造方法、および当該フィルムを捲回するフィルム捲回装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、フィルムとしてウェブを搬送し、幅広のウェブを複数の短冊状のウェブにスリットした後、短冊状のウェブそれぞれを捲回する装置が開示されている。特許文献１においては、搬送されるウェブ上の不良部分を除去するために、ウェブの搬送を停止して不良部分の除去を行う方法についても開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２９６９５号公報（１９９７年２月４日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フィルムの捲回装置において、フィルムを処理する等のために、フィルムの搬送を一時停止し、その後フィルムの搬送を再開する場合、従来のフィルムの搬送速度の制御においては、フィルムの搬送速度の加減速によって、フィルムの張力が変動する。この際、フィルムの捲回体において、フィルムの搬送張力の変動に起因した巻ズレが発生する場合がある。特許文献１においては、ウェブ上の不良部分の除去を行う度に、ウェブ全体の搬送速度の加減速を行う必要があるため、不良部分が存在しないスリット後のウェブにおいても、捲回体の巻ズレが発生するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るフィルムの製造方法は、フィルムを搬送し、該フィルムを捲回巻芯に捲回する捲回工程を備えたフィルムの製造方法であって、前記捲回工程において、前記フィルムの捲回を一時停止するために、前記フィルムの搬送を減速させ、該一時停止後に前記フィルムの捲回を再開させるために、前記フィルムの搬送を加速させる場合に、前記一時停止の期間における所定時点から前記加速の開始時点までにおける前記フィルムの張力を、前記フィルムの減速の開始時点の直前における前記フィルムの張力よりも大きくする。
【０００６】
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るフィルムの製造方法は、フィルムを搬送し、該フィルムを捲回巻芯に捲回する捲回工程を備えたフィルムの製造方法であって、前記捲回工程において、前記フィルムの捲回を一時停止するために、前記フィルムの搬送を減速させる場合に、前記フィルムの減速の開始時点から前記一時停止の終了時点までにおける前記フィルムの張力を、前記フィルムの減速の開始時点の直前における前記フィルムの張力以上とする。
【０００７】
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るフィルム製造装置は、フィルムを搬送し、該フィルムを捲回巻芯に捲回するフィルム捲回装置であって、前記フィルムの捲回を一時停止するために、前記フィルムの搬送を減速させ、該一時停止後に前記フィルムの捲回を再開させるために、前記フィルムの搬送を加速させる場合に、前記一時停止の期間における所定時点から前記加速の開始時点までにおける前記フィルムの張力を、前記フィルムの減速の開始時点の直前における前記フィルムの張力よりも大きくする。
【０００８】
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るフィルム製造装置は、フィルムを搬送し、該フィルムを捲回巻芯に捲回するフィルム捲回装置であって、前記フィルムの捲回を一時停止するために、前記フィルムの搬送を減速させる場合に、前記フィルムの減速の開始時点から前記一時停止の終了時点までにおける前記フィルムの張力を、前記フィルムの減速の開始時点の直前における前記フィルムの張力以上とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様によれば、フィルムの搬送の一時停止および再開における、フィルムの張力変動を改善し、フィルムの捲回体における巻ズレを低減するフィルムの捲回方法およびフィルム捲回装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態１に係るセパレータの捲回方法における、セパレータの搬送速度および張力の時間変化を示す図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るセパレータ捲回装置を示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態１に係るセパレータの捲回方法の例を説明するためのフローチャートである。
【図４】比較形態に係るセパレータの捲回方法における、セパレータの搬送速度および張力の時間変化を示す図である。
【図５】本発明の実施形態２に係るセパレータの捲回方法における、セパレータの搬送速度および張力の時間変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
〔実施形態１〕
本明細書においては、フィルムの製造方法として、不織布または多孔質フィルム、特に、リチウムイオン二次電池等に使用されるセパレータの製造方法を例に挙げて説明する。
【００１２】
セパレータは、リチウムイオン二次電池（電池）等の正極と負極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多孔質フィルム、または不織布である。セパレータは、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を含む。
【００１３】
セパレータは、多孔質フィルムと、当該多孔質フィルムの表面に設けられた機能層を有していてもよい。機能層としては、例えば耐熱性を付与する耐熱層、または接着性を付与する接着層等が挙げられる。当該耐熱層は、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）、ポリフッ化ビニリデン（フッ素樹脂）等を含む。
【００１４】
セパレータは、ポリオレフィンを含む多孔質フィルムと、耐熱層または接着層等の機能層とを備える積層多孔質フィルムであってもよい。機能層は樹脂を含む。当該樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン；ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレンの共重合体等の含フッ素高分子；芳香族ポリアミド；スチレン−ブタジエン共重合体およびその水素化物、メタクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体等のゴム類；融点またはガラス転移温度が１８０℃以上の高分子；ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、セルロースエーテル、アルギン酸ナトリウム、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリメタクリル酸等の水溶性高分子；等が挙げられる。
【００１５】
また、機能層は、有機物または無機物からなるフィラーを含んでもよい。無機フィラーとしては、シリカ、酸化マグネシウム、アルミナ、水酸化アルミニウム、ベーマイト等の無機酸化物等が挙げられる。当該アルミナには、α、β、γ、θ等の結晶形が存在するが、いずれも本実施形態における無機フィラーとして使用することができる。
【００１６】
上記の樹脂およびフィラーは１種類のみを用いてもよく、２種類以上を組み合わせてもよい。上記機能層がフィラーを含む場合、フィラーの含有量は、機能層の１体積％以上９９体積％以下とすることができる。
【００１７】
以下、本実施形態においては、搬送における加減速の影響をより受けやすい、膜厚が１００μｍ以下のフィルム、あるいは、空隙または空孔を自身に有するフィルムが適している。特に、本実施形態においては、５〜５０μｍの膜厚を有するフィルム、あるいは、フィルムの一面の面積に対する空隙または空孔の比率が、３０〜６０％のフィルムが、より適している。さらに、上述の膜厚および比率の両者を併せ持つフィルムが、さらにより適している。
【００１８】
本実施形態においては、セパレータとして、上述のフィルムの特徴を備えた、ポリオレフィンを含む多孔質フィルム、または、ポリオレフィンを含む多孔質フィルムに機能層を備える積層多孔質フィルムが適する。特に、機能層としては、積層される機能層の全膜厚が１〜１０μｍである場合が適している。機能層がフィラーを含む場合、フィラーの含有量は、機能層の１体積％以上９９体積％以下が適している。フィラーとしては、アルミナまたはベーマイトが適している。
【００１９】
本実施形態に係るセパレータの製造方法には、本実施形態におけるフィルム捲回装置である、セパレータ捲回装置を使用して、セパレータを捲回巻芯に捲回する捲回工程が含まれる。また、当該捲回工程には、幅広のセパレータ原反を、製品幅等、所定幅にスリットすることにより、短冊フィルムとして複数のスリットセパレータを形成するスリット工程が含まれる。
【００２０】
図２は、本実施形態に係るセパレータ捲回装置１０を示す概略図である。図２の（ａ）は、セパレータ捲回装置１０の斜視図であり、図２の（ｂ）は、セパレータ捲回装置１０の側面図である。なお、図２の（ａ）および（ｂ）は、説明の簡単のため、互いに図示を省略している構成がある。
【００２１】
図２の（ａ）または（ｂ）に示すように、セパレータ捲回装置１０は、捲出部１１と、捲出制御部１２と、検査部１３と、スリッタ１４と、複数の捲回部１５・１６と、複数のローラＲとを備える。
【００２２】
捲出部１１は、捲出軸１１ａと捲出巻芯１１ｃとを備える。捲出巻芯１１ｃの外周面には、他の従来工程を経て製造された幅広のセパレータ原反Ｗが捲回されている。捲出軸１１ａと捲出巻芯１１ｃとは嵌合し、捲出軸１１ａの回転とともに捲出巻芯１１ｃが回転し、捲出巻芯１１ｃに捲回されたセパレータ原反Ｗが捲き出される。
【００２３】
本実施形態において、捲出軸１１ａは従動軸であってもよい。例えば、捲出軸１１ａおよび捲出巻芯１１ｃは、後述する捲回部１５および捲回部１６のそれぞれが、矢印Ａ１および矢印Ａ２の方向に回転し、セパレータ原反Ｗが引張されることにより、矢印Ａ３の方向に回転してもよい。ただし、これに限られず、捲出軸１１ａは駆動軸であってもよく、例えば、捲出軸１１ａが、図示しないモータに接続され、捲出巻芯１１ｃに矢印Ａ３の方向への回転動力を伝えることにより、セパレータ原反Ｗを捲き出してもよい。
【００２４】
捲出制御部１２は、捲出軸１１ａに接続され、捲出軸１１ａに対し、捲出軸１１ａに対するトルクを制御することができる。例えば、捲出制御部１２は、捲出軸１１ａの回転を制動するトルクを制御する、パウダブレーキであってもよい。この場合、捲出制御部１２は、捲出軸１１ａの回転の制動を通じて、捲出軸１１ａおよび捲出巻芯１１ｃの回転を制御し、ひいては、セパレータ原反Ｗの搬送張力を制御できる。
【００２５】
検査部１３は、捲出部１１から捲き出されたセパレータ原反Ｗの搬送経路上に配置される。セパレータ原反Ｗが矢印Ａ４の方向に搬送される間、検査部１３を通過するセパレータ原反Ｗは、例えば、欠陥の有無を検査される。検査は、従来におけるセパレータの欠陥検査を採用でき、作業員による目視にて行ってもよく、センサを用いた自動検査であってもよい。本実施形態において、欠陥とは、セパレータ原反Ｗの製造において、セパレータ原反Ｗ上に発生した、塗工材料の剥がれ、または、基材の穴あき等であってもよい。
【００２６】
スリッタ１４は、カッタ軸１４ａと、当該カッタ軸１４ａと嵌合する複数のカッタ１４ｂとを含む。スリッタ１４は、複数のカッタ１４ｂによって、幅広のセパレータ原反Ｗを搬送方向である矢印Ａ５の方向にスリットし、所定幅を有する、短冊状の複数のスリットセパレータＳを形成する。図２の（ａ）においては、セパレータ原反Ｗがスリッタ１４によって４丁のスリットセパレータＳにスリットされているが、セパレータ原反Ｗは、これよりも多くのスリットセパレータＳにスリットされてもよい。
【００２７】
本実施形態においては、複数のスリットセパレータＳそれぞれが、矢印Ａ６または矢印Ａ７の方向に搬送され、捲回部１５または捲回部１６において捲回される。
【００２８】
捲回部１５は、捲回軸１５ａと複数の捲回巻芯１５ｃとを備える。複数の捲回巻芯１５ｃそれぞれの外周面には、複数のスリットセパレータＳが捲回されている。捲回軸１５ａと捲回巻芯１５ｃとは嵌合し、捲回軸１５ａの回転とともに捲回巻芯１５ｃが回転し、捲回巻芯１５ｃそれぞれにスリットセパレータＳが捲回される。
【００２９】
本実施形態においては、捲回軸１５ａは駆動軸である。例えば、捲回軸１５ａは、図示しないモータに接続され、捲回巻芯１５ｃに矢印Ａ１の方向への回転動力を伝えることにより、スリットセパレータＳを捲回してもよい。
【００３０】
捲回部１６は、配置される位置を除いて、捲回部１５と同一の構成を備えていてもよい。この場合、例えば、捲回軸１６ａは、図示しないモータに接続され、捲回巻芯１６ｃに矢印Ａ２の方向への回転動力を伝えることにより、スリットセパレータＳを捲回してもよい。捲回軸１５ａと捲回軸１６ａとの回転速度の制御により、捲回部１５と捲回部１６とにおけるスリットセパレータＳの捲回速度は、互いに等しい速度に制御される。
【００３１】
複数のローラＲは、セパレータ原反ＷおよびスリットセパレータＳを導く回転軸であり、すべて従動軸である。
【００３２】
セパレータ原反ＷおよびスリットセパレータＳの搬送速度は、捲回軸１５ａ・１６ａの回転速度と、捲出制御部１２による捲出軸１１ａの回転の制動力との制御によって、制御されてもよい。例えば、捲回軸１５ａ・１６ａの回転速度を速める、または、捲出軸１１ａへの制動力を弱めることにより、セパレータ原反ＷおよびスリットセパレータＳの搬送速度を加速させてもよい。
【００３３】
セパレータ原反ＷおよびスリットセパレータＳの張力においても、同様の方法によって制御されてもよい。例えば、捲出制御部１２による捲出軸１１ａへの制動力を強めることにより、セパレータ原反ＷおよびスリットセパレータＳの張力を強めてもよい。なお、本実施形態においては、搬送されるセパレータ原反ＷおよびスリットセパレータＳの張力は、全ての位置において略均一であるとする。
【００３４】
図３は、本実施形態に係るセパレータ捲回装置１０を使用した、スリットセパレータＳの捲回方法の例を説明するためのフローチャートである。図２と図３とを参照して、本実施形態に係るスリットセパレータＳの捲回工程を説明する。
【００３５】
始めに、捲回部１５・１６の捲回軸１５ａ・１６ａを駆動して、捲回巻芯１５ｃ・１６ｃへのスリットセパレータＳの捲回を開始する（ステップＳ１０）。これにより、捲出部１１の捲出巻芯１１ｃに捲回されたセパレータ原反Ｗは、引張されることにより捲出部１１から捲き出される。この際、捲出部１１から捲き出されたセパレータ原反Ｗは、検査部１３において欠陥の有無を検査された後、スリッタ１４において複数のスリットセパレータＳにスリットされる。
【００３６】
スリットセパレータＳが捲回される長さは、捲回巻芯１５ｃ・１６ｃの回転数等から割り出され、スリットセパレータＳが所定長さまで捲回されるまで、上述のスリットセパレータＳの捲回が実行される（ステップＳ１１）。
【００３７】
スリットセパレータＳの捲回の間、セパレータ原反Ｗは、検査部１３において欠陥の有無を検査される（ステップＳ１２）。欠陥が発見されるまでステップＳ１１およびＳ１２は繰り返される。
【００３８】
欠陥が検出されると、スリットセパレータＳの捲回は一時停止される（ステップＳ１３）。このため、セパレータ原反ＷおよびスリットセパレータＳの搬送も一時停止する。次いで、欠陥に対して欠陥対応作業を行う（ステップＳ１４）。前記欠陥対応作業としては、例えば、欠陥位置にインクまたはテープを用いて印をつける、欠陥を修正する、あるいは欠陥を除去する等の作業が挙げられる。
【００３９】
次いで、セパレータ原反ＷおよびスリットセパレータＳの搬送速度が、通常捲回時、すなわち、一時停止のための減速開始の直前における搬送速度に到達するまで、スリットセパレータＳの捲回を加速させて、捲回を再開する（ステップＳ１５）。この後、ステップＳ１１に移行し、スリットセパレータＳの捲回は継続される。
【００４０】
ステップＳ１１において、スリットセパレータＳが所定長さ以上捲回されたと判断された場合には、スリットセパレータＳの捲回は停止される（ステップＳ１６）。このため、セパレータ原反ＷおよびスリットセパレータＳの搬送も停止する。以上により、スリットセパレータＳの捲回工程が完了する。
【００４１】
ここで、上述したスリットセパレータＳの捲回工程における、セパレータ原反ＷおよびスリットセパレータＳの搬送速度および張力の経時変化について説明する。なおこれより、単に搬送速度および張力と表現する場合、それぞれ、セパレータ原反ＷおよびスリットセパレータＳの搬送速度および張力を示すものとする。
【００４２】
また、一旦停止の要因には、欠陥対応作業にかかるものだけでなく、製造上のトラブルによる停止、または作業途中の捲回巻芯の交換による停止も含まれる。前記製造上のトラブルとしては、停電、または装置の不具合等が挙げられる。
【００４３】
図４は、比較形態に係るスリットセパレータＳの捲回工程における、搬送速度および張力の経時変化を説明するための図である。比較形態に係るスリットセパレータＳの捲回工程は、従来のスリットセパレータの製造方法における捲回工程を含む。図４の（ａ）および（ｂ）においては、横軸に捲回工程の経過時間をとり、図４の（ａ）および（ｂ）の経過時間は互いに対応している。図４の（ａ）の縦軸には搬送速度をとり、図４の（ｂ）の縦軸には、張力をとっている。なお、図４においては、セパレータ原反ＷおよびスリットセパレータＳの一時停止から再開までの前後の期間を抽出し図示している。
【００４４】
期間Ｐ１は、スリットセパレータＳの通常捲回時を示す。ここで、スリットセパレータＳの通常捲回時における搬送速度はＶ１であり、張力はＴ１である。なお、本実施形態においては、期間Ｐ１の間、常に搬送速度がＶ１になるようにスリットセパレータＳの捲回が実行されているが、これに限られない。例えば、スリットセパレータＳを捲回する長さに応じて、徐々に搬送速度を上昇あるいは低下させてもよい。また、スリットセパレータＳの捲回開始時または捲回終了時において、搬送速度を変化させてもよい。
【００４５】
ここで、ステップＳ１３が時点Ｍ１において実行されることにより、捲回工程は期間Ｐ２に移行する。比較形態における期間Ｐ２においては、搬送速度が低下するとともに、張力がＴ１から、Ｔ１よりも低いＴ４まで低下する。これは、捲出制御部１２による捲出軸１１ａの制動力の制御が、搬送速度の低下に厳密に追従することができないためである。そのため、前記の張力の低下は、期間Ｐ２における搬送速度の低下が急であるほど大きくなる傾向がある。
【００４６】
生産性の観点から、期間Ｐ１の搬送速度Ｖ１が５０ｍ／分以上の場合、期間Ｐ２は１分以下にしたい。また、期間Ｐ１の搬送速度Ｖ１が搬送速度１００ｍ／分以上の場合、期間Ｐ２は、１０分以下、好ましくは５分以下、より好ましくは３分以下にしたい。そのため、一般に、期間Ｐ２においては、相対的な搬送速度の低下が急となり、張力の低下が生じ易くなる。
【００４７】
この後、時点Ｍ２においてセパレータ原反ＷおよびスリットセパレータＳの搬送が一時停止し、期間Ｐ３においてステップＳ１４が実行される。期間Ｐ３においては、張力はＴ４に維持される。
【００４８】
次いで、時点Ｍ３においてセパレータ原反ＷおよびスリットセパレータＳの搬送の一時停止が終了し、ステップＳ１５が実行される。そして、期間Ｐ４において搬送速度がＶ１まで上昇する。ここで、期間Ｐ３から期間Ｐ４に移行する際、すなわち、時点Ｍ３においては、張力が、Ｔ４から、Ｔ４よりもさらに低いＴ５に低下する。これは、スリットセパレータＳの捲回の再開の開始時における、捲回軸１５ａおよび１６ａの駆動と、捲出制御部１２による捲出軸１１ａの制動力の制御との同期ズレに起因する。
【００４９】
期間Ｐ４の間に、捲出制御部１２による捲出軸１１ａの制動力の制御が、搬送速度の変化に次第に追従できるようになり、張力がＴ５からＴ１に上昇する。搬送速度の上昇が終了する時点Ｍ４以降の期間Ｐ５からは、再度通常のスリットセパレータＳの捲回が実行される。
【００５０】
ここで、期間Ｐ２から期間Ｐ３への移行時、すなわち、時点Ｍ２においては、張力が、通常捲回時、すなわち、減速開始時である時点Ｍ１の直前におけるＴ１よりも低いＴ４に低下している。さらに、期間Ｐ３、すなわち、スリットセパレータＳの捲回の一時停止の間、張力はＴ４のままである。また、時点Ｍ３においては、張力が、Ｔ４から、Ｔ４よりもさらに低いＴ５に低下する。
【００５１】
時点Ｍ３、すなわち、スリットセパレータＳの捲回が再開する瞬間においては、捲回軸１５ａおよび１６ａの駆動と、捲出制御部１２による捲出軸１１ａの制動力の制御とが、完全には同期しない。このため、時点Ｍ３において、張力が通常捲回時よりも低下している場合、セパレータ原反ＷおよびスリットセパレータＳの緩みが発生する場合がある。したがって、当該緩みに起因し、捲回部１５または捲回部１６における、スリットセパレータＳの巻ズレがスリットセパレータＳの幅方向のズレとして発生する場合がある。なお、スリットセパレータＳの捲回が一時停止する時点Ｍ２においても、上述と同様の巻ズレが発生する場合がある。
【００５２】
上述した巻ズレは、捲回部１５および１６における、スリットセパレータＳの捲回体において、側面の不均一として現れ、当該捲回体の美観を損ねる。また、当該巻ズレが発生したスリットセパレータＳの捲回体からスリットセパレータＳを捲き出して、二次電池の製造に使用すると、セパレータの幅方向のズレによって、電池におけるセパレータの配置位置がずれる場合がある。このため、巻ズレが発生したスリットセパレータＳの捲回体から電池を製造することは、電池の製造工程における歩留まりの低下に繋がる。
【００５３】
図１は、本実施形態に係るスリットセパレータＳの捲回工程における、搬送速度および張力の経時変化を説明するための図である。図１の（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図４の（ａ）および（ｂ）と対応している。また、図１における期間Ｐ１からＰ５は、それぞれ図４における期間Ｐ１からＰ５と対応し、図１における時点Ｍ１からＭ４は、それぞれ図４における時点Ｍ１からＭ４と対応している。
【００５４】
本実施形態に係るスリットセパレータＳの捲回工程は、比較形態と比較して、期間Ｐ２から期間Ｐ４における張力制御が異なっている。上記点を除いては、本実施形態に係るスリットセパレータＳの捲回工程は、比較形態と同様に実行されてもよい。
【００５５】
本実施形態に係るスリットセパレータＳの捲回工程においては、期間Ｐ１においてセパレータ原反Ｗの欠陥が検出されると、期間Ｐ１から期間Ｐ２に移行し、スリットセパレータＳの捲回が一時停止する。この際、期間Ｐ２の時間を、比較形態における期間Ｐ２よりも長く設けてもよい。
【００５６】
さらに、本実施形態に係るスリットセパレータＳの捲回工程においては、スリットセパレータＳの捲回の一時停止時、すなわち、時点Ｍ２において、張力が、Ｔ１から、Ｔ１よりも高いＴ２へと上昇している。これは、捲出制御部１２による捲出軸１１ａの制動力を、期間Ｐ２の間に、セパレータ原反ＷおよびスリットセパレータＳの搬送の減速の開始の直前、すなわち、時点Ｍ１の直前における制動力よりも高めることにより実現されてもよい。
【００５７】
この後、比較形態における捲回工程と同様に期間Ｐ３におけるステップＳ１４が実行される。本実施形態においては、期間Ｐ３における張力が、Ｔ２に維持される。
【００５８】
次いで、期間Ｐ３から期間Ｐ４に移行する際、すなわち、スリットセパレータＳの捲回の再開の開始時である時点Ｍ３において、張力をＴ２に維持したまま、スリットセパレータＳの捲回を再開する。スリットセパレータＳの捲回を再開後、期間Ｐ４においては、捲出制御部１２による捲出軸１１ａの制動力を、通常捲回時、すなわち、時点Ｍ１の直前における制動力に戻す。このため、期間Ｐ４の間に、張力はＴ２からＴ１に戻り、次いで、時点Ｍ４以降からは、比較形態における捲回工程と同様に、期間Ｐ５に移行する。
【００５９】
本実施形態に係るスリットセパレータＳの捲回工程においては、セパレータ原反ＷおよびスリットセパレータＳの搬送の減速の開始時点から前記一時停止の終了時点までにおける張力を、通常捲回時における張力であるＴ１以上とする。すなわち、本実施形態においては、時点Ｍ１から時点Ｍ３までに間における張力を、時点Ｍ１の直前の張力以上とする。
【００６０】
また、本実施形態に係るスリットセパレータＳの捲回工程においては、セパレータ原反ＷおよびスリットセパレータＳの搬送の一時停止の期間における所定時点から加速の開始時点までにおける張力を、通常捲回時における張力であるＴ１よりも高いＴ２とする。本実施形態においては、時点Ｍ２から時点Ｍ３までにおける張力を、時点Ｍ１の直前の張力以上とする。
【００６１】
このため、捲回の再開時において、セパレータ原反ＷおよびスリットセパレータＳの緩みに起因した、捲回部１５または捲回部１６における、スリットセパレータＳの巻ズレを低減できる。なお、張力を上昇させる所定時点を、一時停止の開始時点とすることにより、捲出制御部１２による捲出巻芯１１ｃへの制動力の制御が容易となる。
【００６２】
さらに、本実施形態においては、時点Ｍ１から時点Ｍ３までに間における張力が、時点Ｍ１の直前の張力以上である。このため、捲回が一時停止する時点においても、セパレータ原反ＷおよびスリットセパレータＳの緩みに起因した、捲回部１５または捲回部１６における、スリットセパレータＳの巻ズレを低減できる。
【００６３】
本実施形態においては、図１の（ｂ）に示すように、張力を時点Ｍ１から時点Ｍ２にかけて、Ｔ１からＴ２へ徐々に上昇させた。しかしながら、これに限られず、時点Ｍ２において、張力がＴ１以上に制御されていればよい。例えば、時点Ｍ２において、張力がＴ１からＴ２に上昇していてもよく、期間Ｐ２から期間Ｐ３の途中にかけて張力がＴ１からＴ２に上昇していてもよい。
【００６４】
なお、図１の（ｂ）に示すように、本実施形態においては、時点Ｍ３から、セパレータ原反ＷおよびスリットセパレータＳの搬送の加速終了時点である時点Ｍ４までにおける張力を、時点Ｍ１の直前の張力以上とすることが好ましい。これにより、より適切な張力下において、セパレータ原反ＷおよびスリットセパレータＳの搬送の加速を行うことができる。
【００６５】
セパレータ原反ＷおよびスリットセパレータＳの緩みを十分に防止するために、Ｔ２はＴ１よりも２．５％以上高いことが好ましく、５％以上高いことがより好ましい。また、張力の増加によるセパレータ原反ＷおよびスリットセパレータＳの変形を防止する観点から、Ｔ２はＴ１よりも１７．５％以下だけ高いことが好ましく、１５％以下だけ高いことがより好ましい。なお、上述した張力の増加による変形を防止する効果は、二次電池用のセパレータ等の多孔質フィルムを含むフィルムのように、張力の増加による変形が大きいフィルムに対して特に顕著である。
【００６６】
本実施形態に係るフィルムの製造方法は、具体的には、膜厚５〜３０μｍ、空隙率３０〜６０％の薄く空間の多いポリオレフィンの多孔質層フィルム（セパレータ）に対して、効果が顕著である。
【００６７】
特に、本実施形態に係るフィルムの製造方法は、多孔質層フィルムのなかでも、ポリオレフィンとして、超高分子量ポリエチレンを含む多孔質層フィルムに有効である。さらに、本実施形態に係るフィルムの製造方法は、超高分子量ポリエチレンを５０重量％より多く含む多孔質層フィルムにより有効である。剛直な超高分子量ポリエチレンを含む多孔質層フィルムは、スリット時のカッタへの抵抗が大きいため、上述した効果がより顕著となる。
【００６８】
さらに、前述のポリオレフィンの多孔質フィルムに、前述のポリオレフィンの多孔質フィルムと比べて、厚みあたりの機械強度が小さい機能層を設けた、積層多孔質フィルム（セパレータ）に対しても有効である。これは、フィルムの変形を支配する主因子が、ポリオレフィンの多孔質フィルムにあるためである。
【００６９】
また、表面にシリカ、酸化マグネシウム、アルミナ、水酸化アルミニウム、またはベーマイト等の無機物からなるフィラーを含んだ機能層を有する多孔質フィルム（セパレータ）は、有機物のみからなる多孔質フィルムよりも固い。このため、上述のフィラーを含む多孔質フィルムにおいては、スリット時のカッタへの抵抗が大きいため、上述した効果がより顕著となる。また、機能層に全芳香族ポリアミドを含んでいる場合、全芳香族ポリアミドは、剛直性が高いため、スリット時のカッタへの抵抗が大きく、上述した効果がより顕著となる。
【００７０】
スリットの方式としては、レザー刃を用いるレザーカット方式、または、上刃と下刃からなるシェア刃を用いる方式、すなわち、上刃と下刃とにおいてフィルムを支えてカットするシェアカット方式等が挙げられる。中でも、レザーカット方式においては、カット点において、下刃によるフィルムの支え無しにフィルムをカットするため、張力の緩みの影響をより受けやすい。したがって、本実施形態に係るフィルムの製造方法を、レザーカット方式のスリッタ装置に適用すると、特に効果が顕著となる。
【００７１】
〔実施形態２〕
図５は、本実施形態に係るスリットセパレータＳの捲回工程における、搬送速度および張力の経時変化を説明するための図である。図５の（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図５の（ａ）および（ｂ）と対応している。また、図５における期間Ｐ１からＰ５は、それぞれ図１における期間Ｐ１からＰ５と対応し、図５における時点Ｍ１からＭ４は、それぞれ図１における時点Ｍ１からＭ４と対応している。
【００７２】
本実施形態に係るスリットセパレータＳの捲回工程は、前実施形態と比較して、期間Ｐ２から期間Ｐ４における張力制御が異なっている。さらに、本実施形態においては、期間Ｐ３をさらにＰ３ａ〜Ｐ３ｄに分割して、張力制御を行う。上記点を除いては、本実施形態に係るスリットセパレータＳの捲回工程は、前実施形態と同様に実行されてもよい。
【００７３】
本実施形態に係るスリットセパレータＳの捲回工程は、時点Ｍ１まで、前実施形態と同様に実行される。ここで、本実施形態においては、期間Ｐ２の間、すなわち、時点Ｍ１からＭ２にかけて張力がＴ１からＴ３に低下する。本実施形態における期間Ｐ２は、前実施形態における期間Ｐ２よりも短く設けられていてもよい。
【００７４】
次いで、期間Ｐ３ａ、すなわち、時点Ｍ２から時点Ｍ５までの間、張力はＴ３に維持される。次いで、期間Ｐ３ｂ、すなわち、時点Ｍ５から時点Ｍ６にかけて、張力をＴ３からＴ２まで上昇させる。当該張力の上昇は、時点Ｍ５から、徐々に制動力を上昇させること（例えば、捲出部を反転側に動かす等）により実現してもよい。このため、期間Ｐ３ｂの間における時点Ｍ７において、張力がＴ１以上となる。次いで、期間Ｐ３ｃ、すなわち、時点Ｍ６から時点Ｍ３までの間、張力はＴ２に維持される。
【００７５】
次いで、前実施形態と同様に、期間Ｐ３から期間Ｐ４に移行する際、すなわち、時点Ｍ３において、張力をＴ２に維持したまま、スリットセパレータＳの捲回を再開する。スリットセパレータＳの捲回を再開後、期間Ｐ４においては、捲出制御部１２による捲出軸１１ａの制動力を、通常捲回時、すなわち、時点Ｍ１の直前における制動力に戻す。このため、期間Ｐ４の間に、張力はＴ２からＴ１に戻り、次いで、時点Ｍ４以降からは、前実施形態と同様に、期間Ｐ５に移行する。
【００７６】
本実施形態に係るスリットセパレータＳの捲回工程においては、セパレータ原反ＷおよびスリットセパレータＳの搬送の一時停止の期間における所定時点から加速の開始時点までにおける張力を、通常捲回時における張力であるＴ１よりも高いＴ２とする。本実施形態においては、時点Ｍ７から時点Ｍ３までにおける張力を、時点Ｍ１の直前の張力以上とする。
【００７７】
本実施形態のように、張力を上昇させる所定時点を、一時停止の間のある所定時点としても、前実施形態と同様に、捲回の再開の開始時において、スリットセパレータＳの巻ズレが発生する可能性を低減できる。
【００７８】
本発明のフィルムの捲回装置は、幅広のフィルムを短冊フィルムとしてスリットするスリッタ装置、フィルムの検査装置、あるいは、巻芯の交換または捲回長の調整等に利用する巻き替え装置等、捲出部と捲回部とを備える装置に適用できる。また、本発明のフィルムの製造方法は、上述の製造装置を使用した、フィルムの製造方法に適用できる。
【００７９】
〔実施例〕
下記に従い、スリット時における製造条件を変えつつ複数のスリットセパレータの製造を行い、当該複数のスリットセパレータを比較し、評価を行った。
＜多孔質フィルム＞
はじめに、超高分子量ポリエチレン粉末（ＧＵＲ２０２４、ティコナ社製）と、重量平均分子量１０００のポリエチレンワックス（ＦＮＰ−０１１５、日本精鑞社製）とを混合する。この際、超高分子量ポリエチレンを６８重量％、ポリエチレンワックスを３２重量％として混合し、混合物合計を１００重量部とする。
【００８０】
次いで、酸化防止剤（Ｉｒｇ１０１０、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）０．４重量％、（Ｐ１６８、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）０．１重量％、ステアリン酸ナトリウム１．３重量％を上記混合物に加える。さらに、混合物全体積に対して３８体積％となるように、平均孔径０．１μｍの炭酸カルシウムを混合物に加える。
【００８１】
次いで、上記混合物を粉末のまま混合した後、二軸混練機にて溶融混練し、ポリオレフィン樹脂組成物とした。該ポリオレフィン樹脂組成物を、表面温度が１５０℃一対のロールにて圧延し、シートを作成した。このシートを塩酸水溶液（塩酸４ｍｏｌ／Ｌ、非イオン系界面活性剤０．５重量％）に浸漬させることにより、シートから炭酸カルシウムを除去した。次いで、１０５℃にて６倍に延伸して、膜厚１４μｍ、空隙率５０％の多孔質フィルムを得た。
＜セパレータの作成＞
ポリ（パラフェニレンテレフタルアミド）の製造を行った。窒素雰囲気下において、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）２２００重量部を反応容器仕込む。この反応容器に、真空乾燥した塩化カルシウム粉末１５１．０７重量部を添加し、１００℃に昇温して完全に溶解させた。
【００８２】
次いで、反応容器の温度を室温に戻して、パラフェニレンジアミン６８．２３重量部を添加し完全に溶解させた。この溶液を２０℃±２℃に保ったまま、テレフタル酸ジクロライド１２４．９７重量部を添加し、溶液を撹拌した。
【００８３】
次いで、１５００メッシュのステンレス金網を使用して上記溶液をろ過した。得られた溶液は、パラアラミド濃度６％であった。このパラアラミド溶液１００重量部を別の容器に秤取し、３００重量部のＮＭＰを添加し、パラアラミド濃度が１．５重量％の溶液に調製した。
【００８４】
次いで、上記のパラアラミド濃度が１．５重量％の溶液に、アルミナＣ（日本アエロジル社製）を６重量部、アドバンスドアルミナＡＡ−０３（住友化学社製）を６重量部混合した。得られた溶液を１０００メッシュの金網でろ過し、その後酸化カルシウム０．７３重量部を添加して攪拌して中和を行い、減圧下にて脱泡してスラリー状の塗工液を調製した。
【００８５】
上記の多孔質フィルムの片面に塗工液を塗布し、５０℃７０％の雰囲気下において析出させ、流水にて洗浄後、７０℃の乾燥機にいれて乾燥させ、機能層を形成し、非水電解液二次電池用積層セパレータ原反を得た。
＜セパレータのスリット＞
上記のセパレータ原反を、スリッタにて、１００ｍ／分の速度で搬送開始し一旦停止と再開を行い短冊状に裁断した。捲回巻芯に幅６ｃｍで長さ２０００ｍを巻き取り、膜厚１７μｍのセパレータを得た。この際、スリット時における製造条件を変え、実施例１〜６、および比較例１〜２のスリットセパレータが捲回された捲回体を得た。
【００８６】
それぞれの実施例および比較例における、スリット時の製造条件と巻ズレ品の発生状況とを、表１および表２に示す。
【００８７】
表１において、「期間Ｐ２における張力上昇率」は、Ｍ１の直前、すなわち、減速開始時点の直前における張力に対する、期間Ｐ２、すなわち、セパレータ原反ＷとスリットセパレータＳとの搬送速度の減速期間における張力の上昇率を示す。表２において、「時点Ｍ３における張力上昇率」は、Ｍ１の直前、すなわち、減速開始時点の直前における張力に対する、時点Ｍ３、すなわち、セパレータ原反ＷとスリットセパレータＳとの搬送の再開時における張力の上昇率を示す。
【００８８】
また、表１および表２において、「巻ズレ品の発生割合」は、製造された全ての捲回体に対する、製品として許容できない巻ズレが発生した捲回体の割合を示す。また、表１および表２において、「評価」は、巻ズレの発生割合から判断した、それぞれの実施例および比較例における製造工程の評価を示す。
【００８９】
【表１】
2020001842.tif 000003
【００９０】
【表２】
2020001842.tif 000004
【００９１】
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。
【符号の説明】
【００９２】
１０        セパレータ捲回装置
１１        捲出部
１２        捲出制御部
１３        検査部
１４        スリッタ
１５、１６  捲回部
Ｗ          セパレータ原反
Ｓ          スリットセパレータ
【図１】
2020001842.tif 000005
【図２】
2020001842.tif 000006
【図３】
2020001842.tif 000007
【図４】
2020001842.tif 000008
【図５】
2020001842.tif 000009