(57)【要約】【課題】膜材の幅方向の端部が把持用線材よりも内側に折れ曲がることを抑制可能な技術を提供する。【解決手段】膜材延伸装置であって、帯状の膜材の幅方向の両端部に対応する位置に設けられ、膜材をその長手方向に搬送しながら、膜材をその幅方向に延伸させるために長手方向に対してそれぞれ反対方向に傾けて配置された少なくとも一対の搬送ロールと、膜材の幅方向の端部を搬送ロールに接触させて把持させる把持用線材と、搬送ロールの外側に間隙を開けて配置され、把持用線材よりも外側にはみ出た膜材の端部を、間隙に誘導して搬送ロールの側面に沿って折り曲げる受板と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜材延伸装置であって、
帯状の膜材の幅方向の両端部に対応する位置に設けられ、前記膜材をその長手方向に搬送しながら、前記膜材をその幅方向に延伸させるために前記長手方向に対してそれぞれ反対方向に傾けて配置された少なくとも一対の搬送ロールと、
前記膜材の幅方向の端部を前記搬送ロールに接触させて把持させる把持用線材と、
前記搬送ロールの外側に間隙を開けて配置され、前記把持用線材よりも外側にはみ出た前記膜材の端部を、前記間隙に誘導して前記搬送ロールの側面に沿って折り曲げる受板と、を備える、膜材延伸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜材延伸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
膜材を延伸する方法として、膜材の幅方向の両側の端部を把持して搬送する一対のロールを、ロール間の距離が膜材の搬送方向の下流側に向かうにつれて広がるように複数組配置させた膜材延伸装置を用いる方法が知られている。膜材延伸装置として、例えば、特許文献１に記載されているように、膜材の端部を把持用線材によって把持する構造を有するものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０９９８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の膜材延伸装置では、把持用線材の外側にはみ出た膜材が、搬送中のばたつき等により、把持用線材を起点として折り返され、把持用線材よりも内側に折れ曲がる場合がある。そうすると、折れ曲がった膜材が把持用線材に絡まり、膜材の裂けの原因になり得る。そのため、膜材の幅方向の端部が把持用線材よりも内側に折れ曲がることを抑制可能な技術が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
本発明の一形態によれば、膜材延伸装置が提供される。この膜材延伸装置は、帯状の膜材の幅方向の両端部に対応する位置に設けられ、前記膜材をその長手方向に搬送しながら、前記膜材をその幅方向に延伸させるために前記長手方向に対してそれぞれ反対方向に傾けて配置された少なくとも一対の搬送ロールと；前記膜材の幅方向の端部を前記搬送ロールに接触させて把持させる把持用線材と；前記搬送ロールの外側に間隙を開けて配置され、前記把持用線材よりも外側にはみ出た前記膜材の端部を、前記間隙に誘導して前記搬送ロールの側面に沿って折り曲げる受板と、を備える。この形態の膜材延伸装置によれば、把持用線材よりも外側にはみ出た膜材の幅方向の端部を、搬送ロールの側面に沿って折り曲げる受板を備えているため、膜材の幅方向の端部が把持用線材よりも内側に折れ曲がることを抑制できる。
【０００７】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池用膜材の延伸方法や燃料電池用膜材の製造方法等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】膜材延伸装置の概略構成を示す上面図である。
【図２】搬送ロールの詳細構成を示す側面図である。
【図３】搬送ロールの詳細構成を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
Ａ．実施形態：
図１は、本発明の一実施形態における膜材延伸装置１００の概略構成を示す上面図である。膜材延伸装置１００は、搬送ロール１１、１２、１３と、把持用線材３０と、受板４０と、を備えている。図１では、説明の便宜上、後述する把持用線材３０と受板４０との記載を省略している。膜材延伸装置１００は、例えば、燃料電池の電解質膜に用いられる膜材Ｆ（例えば、ＰＴＦＥシート）の製造に用いられる。本実施形態では、搬送ロールの数は３組であるが、これよりも少なくてもよいし、多くてもよい。
【００１０】
膜材延伸装置１００は、供給ロール（図示せず）から繰り出される帯状の膜材Ｆを幅方向（ｙ軸方向）に延伸しつつ膜材Ｆの長手方向（＋ｘ軸方向）に搬送する。このように搬送された延伸後の膜材Ｆは、巻き取りローラ５０により巻き取られる。
【００１１】
搬送ロール１１、１２、１３は、膜材Ｆの幅方向の両端部に対応する位置に配置されている。各搬送ロールの、膜材Ｆを介して対向する位置には、把持用線材３０が配置されている（図３参照）。把持用線材３０は、膜材Ｆの幅方向の端部を各搬送ロールに接触させて把持させる。より具体的には、把持用線材３０は、各搬送ロールに設けられた環状溝１４に膜材Ｆの両端部（より詳しくは、最も外側の部分よりも内側の部分）を押し込むことによって、膜材Ｆの両端部を搬送ロールとの間で把持する。
【００１２】
搬送ロール１１は、最も供給ロール側に配置されており、膜材Ｆの幅方向における一方の端部を把持する右搬送ロール１１ａと、他方の端部を把持する左搬送ロール１１ｂとを含んでいる。搬送ロール１２は、搬送ロール１１よりも巻き取りローラ５０側に配置されており、膜材Ｆの幅方向における一方の端部を把持する右搬送ロール１２ａと、他方の端部を把持する左搬送ロール１２ｂとを含んでいる。右搬送ロール１２ａと左搬送ロール１２ｂとの間隔は、右搬送ロール１１ａと左搬送ロール１１ｂとの間隔よりも広い。搬送ロール１３は、搬送ロール１２よりも巻き取りローラ５０側に配置されており、膜材Ｆの幅方向における一方の端部を把持する右搬送ロール１３ａと、他方の端部を把持する左搬送ロール１３ｂとを含んでいる。右搬送ロール１３ａと左搬送ロール１３ｂとの間隔は、右搬送ロール１２ａと左搬送ロール１２ｂとの間隔よりも広い。
【００１３】
図１では、図示が簡略化されているが、膜材Ｆは搬送ロール１１の下側（＋ｚ軸方向側）を通った後に、搬送ロール１２の上側（−ｚ軸方向側）を通り、続いて搬送ロール１３の下側を通った後に、巻き取りローラ５０により巻き取られる。
【００１４】
各一対の搬送ロールは、膜材Ｆを幅方向（ｙ軸方向）に延伸させるために、膜材Ｆの長手方向（ｘ軸方向）に対してそれぞれ反対方向に傾けて配置されている。具体的には、各一対の搬送ロールは、膜材Ｆに対して、例えば、５〜６０°の範囲で傾斜しており、右搬送ロールと左搬送ロールとが膜材Ｆの搬送方向下流側に向かって末広がりに開くように配置されている。
【００１５】
図２は、搬送ロール１２の詳細構成を示す側面図である。図２では、図１に示す方向Ａに見た搬送ロール１２を表している。小ロール２１〜２４は、それぞれの外周面が膜材Ｆを介して搬送ロール１２の環状溝１４と対向するように配置されている。小ロール２１〜２４の間には、把持用線材３０が掛け渡されている。これら小ロール２１〜２４の内、搬送ロール１２を挟むように配置された小ロール２１、２４間に掛け渡された把持用線材３０により、膜材Ｆが搬送ロール１２の環状溝１４に押し込まれる。小ロール２１〜２４の把持用線材３０が掛け渡されている外周面には、把持用線材３０が小ロールから外れないように環状溝が形成されている。なお、本実施形態では、小ロールの数は４つであるが、小ロール２１と小ロール２４とを含んでいれば、５つ以上でもよいし、３つでもよい。
【００１６】
本実施形態において、把持用線材３０は、ステンレス製の無端ワイヤとして形成されている。なお、ステンレスに代えて、鉄、アルミニウム、タングステン、真鍮等の金属や、ナイロン、ビニロン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、アクリル樹脂等の樹脂、あるいは炭素繊維、麻、綿からなる線材等を用いてもよい。また、把持用線材３０を、無端ワイヤに代えて、無端ベルトとして形成してもよい。
【００１７】
搬送ロール１２の外側には、受板４０が配置されている。より具体的には、受板４０は、搬送ロール１２が膜材Ｆの把持を開始する箇所付近の外側に配置されている。受板４０は、把持用線材３０よりも外側にはみ出た膜材Ｆの端部を、搬送ロール１２の側面に沿って折り曲げる。受板４０は、例えば、金属板や樹脂板によって形成されている。受板４０は、搬送ロール１２が膜材Ｆの把持を開始する位置を０°とした場合、搬送ロール１２の回転軸を中心とした角度Ｄ１が０〜９０°の範囲の位置に設けられていることが好ましい。
【００１８】
小ロール２１〜２４および把持用線材３０は、右搬送ロール１２ａおよび左搬送ロール１２ｂに対してそれぞれ配置されている。なお、他の２つの搬送ロール１１、１３の詳細構成は、小ロール２１〜２４および受板４０の配置位置が搬送ロール１２と上下反転する以外は上述した搬送ロール１２の詳細構成と同様であるので、説明を省略する。
【００１９】
図３は、搬送ロール１２の詳細構成を示す正面図である。図３では、図１に示す方向Ｂ１に見た右搬送ロール１２ａと、方向Ｂ２に見た左搬送ロール１２ｂとを表している。一対の搬送ロール１２ａ、１２ｂの外側には、一対の受板４０ａ、４０ｂが備えられている。受板４０ａ、４０ｂは、それぞれ搬送ロール１２ａ、１２ｂの外側に間隙ＣＬを開けて配置されている。間隙ＣＬは、５ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以下であることがより好ましい。ただし、間隙ＣＬは、膜材Ｆの厚みに応じて任意の大きさに変更可能である。
【００２０】
図３に示すように、本実施形態において、受板４０は、搬送ロールによる搬送に伴って膜材Ｆの端部が最初に受板４０に接触する箇所が折れ曲がっている。そのため、膜材Ｆを間隙ＣＬに引き込みやすくなっている。受板４０は、把持用線材３０よりも外側にはみ出た膜材Ｆの端部を、間隙ＣＬに誘導して搬送ロール１２の側面に沿って折り曲げる。受板４０の折れ曲がり角度Ｄ２は、１５〜６０°の範囲であることが好ましいが、搬送ロール１２に対する受板４０の配置位置に応じて任意に変更可能である。
【００２１】
以上で説明した本実施形態の膜材延伸装置１００によれば、把持用線材３０よりも外側にはみ出た膜材Ｆの幅方向の端部が受板４０によって、間隙ＣＬに誘導され、搬送ロールの側面に沿って折り曲げられるので、把持用線材３０よりも外側にはみ出た膜材Ｆの幅方向の端部が把持用線材３０よりも内側に折れ曲がることを抑制できる。この結果、折れ曲がった膜材Ｆが把持用線材３０に絡まり、搬送に伴って裂けてしまうことを抑制できる。
【００２２】
Ｂ．変形例：
＜第１変形例＞
上記実施形態では、膜材延伸装置１００は、燃料電池の電解質膜に用いられる膜材Ｆを延伸・搬送している。これに対して、膜材Ｆとして、例えば、分離膜、光学フィルム、包装材、衣料、断熱材又は絶縁材等に用いられる樹脂、例えば、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、塩化ビニル樹脂、ナイロン（商品名）、ポリスチレン、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート等を延伸・搬送してもよい。
【００２３】
＜第２変形例＞
上記実施形態において、受板４０は、搬送ロールが膜材Ｆの把持を開始する箇所付近（以下、「入口」という）に配置されている。これに対して、受板４０は、搬送ロールが膜材Ｆの把持を開放する箇所付近（以下、「出口」という）にも配置されていてもよい。また、入口から出口に亘って全体に受板４０が配置されていてもよい。
【００２４】
＜第３変形例＞
上記実施形態において、一対の搬送ロールの外側には、一対の受板４０が配置されている。これに対して、一対の搬送ロールのどちらか一方の外側にのみ、受板が配置されていてもよい。また、上記実施形態では、搬送ロール１１、１２、１３の全てに受板４０が配置されているが、いずれか１つ以上に配置されていてもよい。
【００２５】
＜第４変形例＞
上記実施形態では、把持用線材３０が搬送ロールの環状溝１４に入り込むことによって膜材Ｆが搬送ロールに把持される。これに対して、搬送ロールが膜材Ｆを把持可能であれば、搬送ロールに環状溝１４は形成されていなくてもよい。例えば、搬送ロールの周面に弾性体を設け、把持用線材３０がその弾性体に膜材Ｆを接触させることによって、膜材Ｆを把持してもよい。
【００２６】
本発明は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述した課題を解決するために、あるいは上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜削除することが可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１１、１２、１３…搬送ロール
１１ａ、１２ａ、１３ａ…右搬送ロール
１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ…左搬送ロール
１４…環状溝
２１、２２、２３、２４…小ロール
３０…把持用線材
４０、４０ａ、４０ｂ…受板
５０…巻き取りローラ
１００…膜材延伸装置
Ａ、Ｂ１、Ｂ２…方向
ＣＬ…間隙
Ｄ１…角度
Ｄ２…折れ曲がり角度
Ｆ…膜材
【図１】
2018089925.tif 000003
【図２】
2018089925.tif 000004
【図３】
2018089925.tif 000005