(57)【要約】【課題】ネックインの発生を防止する。【解決手段】溶融樹脂をダイから吐出して成膜する樹脂フィルムの製造方法である。この製造方法は、ダイヘッドの吐出口側に予め取り付けられた、所定厚みのスリットを有する成型ユニットに、溶融樹脂を吐出し、スリット内にフッ素系高分子電解質が詰まった状態で成型ユニットを取り外し、前記溶融樹脂を冷却する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融樹脂をダイから吐出して成膜する樹脂フィルムの製造方法であって、
ダイヘッドの吐出口側に予め取り付けられた、所定厚みのスリットを有する成型ユニットに、前記溶融樹脂を吐出し、
前記スリット内に前記溶融樹脂が詰まった状態で前記成型ユニットを取り外し、
前記溶融樹脂を冷却する、樹脂フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂フィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂フィルムの製造方法として、溶融した樹脂をダイからシート状に押し出し、その押し出した樹脂を冷却ロールに接触させて冷却することで、樹脂フィルムを成膜する方法が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１５５９５２号公報
【特許文献２】特開平８−１８３０８４号公報
【特許文献３】特開２０１２−１１６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の技術では、冷却ロールによって引き取る際に、引き取りの張力によって樹脂フィルムの幅が狭くなるネックインと呼ばれる現象が発生する課題があった。
【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】
本発明の一形態は、溶融樹脂をダイから吐出して成膜する樹脂フィルムの製造方法である。この樹脂フィルムの製造方法は；ダイヘッドの吐出口側に予め取り付けられた、所定厚みのスリットを有する成型ユニットに、前記溶融樹脂を吐出し；前記スリット内に前記溶融樹脂が詰まった状態で前記成型ユニットを取り外し；前記溶融樹脂を冷却する；ことを特徴としている。この樹脂フィルムの製造方法によれば、ダイヘッドから出てくる溶融樹脂は成型ユニット内のスリットに吐出されることで、引き取り張力を受けることなく成型され、その後、冷却される。したがって、ネックインの発生を防止することができる。
【０００７】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能である。例えば、前記形態の樹脂フィルムの製造方法を備える燃料電池の製造方法、前記形態の樹脂フィルムの製造方法の各工程に対応する構成を備える樹脂フィルムの製造装置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】本発明の一実施形態としての樹脂フィルムの製造方法にて用いられるダイヘッドと成型ユニットとを示す説明図である。
【図２】成型ユニットの説明図である。
【図３】ダイヘッドの先端部分と成型ユニットの縦断面を示す説明図である。
【図４】樹脂フィルムの製造方法を示す工程図である。
【図５】参考例としての樹脂フィルムの製造方法を示す説明図である。
【図６】本実施形態と参考例とで試験的に効果を検証した結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、本発明の実施形態を説明する。
Ａ．実施形態：
図１は、本発明の一実施形態としての樹脂フィルムの製造方法にて用いられるダイヘッドと成型ユニットとを示す説明図である。この樹脂フィルムの製造方法は、固体高分子型燃料電池の製造に用いられる電解質ポリマ単膜を製造する。
【００１０】
図１に示すように、ダイヘッド１０は、一対のブロック１２、１４から構成されており、一方のブロック１２には流路１６が設けられている。一対のブロック１２、１４は重ね合わされており、流路１６を介して送られてきた溶融樹脂が、一対のブロック１２、１４の先端部に形成された直線状の吐出口１８から吐出されるようになっている。
【００１１】
ダイヘッド１０は、図示しない射出ユニットに連結されており、射出ユニットから溶融したフッ素系高分子電解質を前述した溶融樹脂として受けて、その溶融したフッ素系高分子電解質を、流路１６を介して吐出口１８から押し出すことによりフィルム状（シート状）に成膜する。フッ素系高分子電解質としては、デュポン社製ナフィオン（登録商標）ペレットを用いた。このフッ素系高分子電解質は、溶融温度に達しても分解することはない。
【００１２】
ダイヘッド１０の先端側には、成型ユニット３０が装着されている。詳しくは、成型ユニット３０は、ダイヘッド１０の先端部に接するようにして装着される。
【００１３】
図２は、成型ユニット３０の説明図である。図２（ｃ）に示すように、成型ユニット３０は、第１の型３２と、第２の型３４とを備える。図２（ａ）に示すように、第１の型３２は、横断面がコの字形状のリブ付き平板であり、平板部分３２ａとリブ部分３２ｂとを備える。平板部分３２ａとリブ部分３２ｂとによって構成される型は、製造したい製品の膜厚に応じたものとなっている。すなわち、第１の型３２は、平板に製品の膜厚に応じた型を彫り込んだものとなっている。図２（ｂ）に示すように、第２の型３４は、平板である。なお、第１および第２の型３２、３４の材質は、フッ素系樹脂（例えば、ＰＴＦＥ）をコーティングしたＳＵＳである。
【００１４】
図２（ｃ）に示すように、第１の型３２のリブ部分３２ｂが第２の型３４と接するように、第１の型３２と第２の型３４とが組み付けられる。これにより、成型ユニット３０の内側には、図２（ｃ）の上下方向において貫通する所定の高さ（厚み）Ｄのスリット３６が形成される。
【００１５】
図３は、ダイヘッド１０の先端部分と成型ユニット３０の縦断面を示す説明図である。成型ユニット３０の内側のスリット３６は、ダイヘッド１０の先端部に形成された吐出口１８と連通している。なお、ダイヘッド１０の先端部と成型ユニット３０との間には、溶融樹脂の漏洩を防ぐためのガスケット５０が設けられる。射出ユニットにより送られてきた溶融樹脂（フッ素系高分子電解質）Ｒは、ダイヘッド１０の吐出口１８から成型ユニット３０の有するスリット３６に吐出され、スリット３６によって、フィルム状に成型される。
【００１６】
図４は、前述したダイヘッドと成型ユニットを用いた樹脂フィルムの製造方法を示す工程図である。この樹脂フィルムの製造方法では、まず、成型ユニット３０の組み付けを行う（工程１）。詳しくは、第１の型３２と第２の型３４とを、図示しない固定治具を用いて組付ける。
【００１７】
次いで、ダイヘッド１０を２１５℃まで昇温し（工程２）、成型ユニット３０を平板熱プレス機で２１５℃に加熱・加圧する（工程３）。続いて、ダイヘッド１０の先端部に、工程１によって組み付けた成型ユニット３０を装着する（工程４）。このとき、ガスケット５０も併せて装着する。これらの装着も、図示しない固定治具を用いてなされている。
【００１８】
工程４の実行後、射出ユニットを用いてダイヘッド１０より溶融樹脂を押し出す（工程５）。溶融樹脂は、前述したように、溶融したフッ素系高分子電解質である。その後、その押し出しによって、成型ユニット３０のスリット３６内に溶融樹脂Ｒが詰まった状態となり、成型ユニット３０の下端で溶融樹脂Ｒが確認されたところ（図３参照）で、その押し出しを止め、成型ユニット３０をダイヘッド１０から取り外す（工程６）。
【００１９】
工程６の実行後、成型ユニット３０を、所定温度（例えば４０度）を下回るように冷却する（工程７）。その後、成型ユニット３０から固定治具を外して、第１の型３２と第２の型３４を剥離する（工程８）。この結果、成型ユニット３０の有するスリット３６の形状にフッ素系高分子電解質は成膜され、電解質ポリマ単膜が得られる。
【００２０】
以上のように構成された、本実施形態の樹脂フィルムの製造方法によれば、ダイヘッドから出てくる溶融したフッ素系高分子電解質を成型ユニット３０のスリット３６内に吐出させることによって、成膜することができる。
【００２１】
図５は、参考例としての樹脂フィルムの製造方法を示す説明図である。参考例としての樹脂フィルムの製造方法は、溶融した樹脂をダイヘッドＭ１からシート状に押し出し、その押し出した樹脂Ｎを冷却ロールＭ２によって巻き取りながら冷却する。この場合に、樹脂Ｎが引張応力を付与されることによって幅方向に収縮変形してしまう、いわゆるネックインが生じることがあった。この結果、図中の吹き出しに示すように、樹脂フィルムＮは、幅方向に収縮変形し幅方向の端部の膜厚が増大してしまう。
【００２２】
これに対して、本実施形態の樹脂フィルムの製造方法によれば、ダイヘッドから出てくる溶融したフッ素系高分子電解質は成型ユニット３０のスリット３６内に吐出させることで、引張応力を受けることなく成型され、その後。冷却される。したがって、ネックインが生じることがない。
【００２３】
本実施形態と参考例とで試験的に効果を検証したので、その検証結果を図６に示した。図６に示すように、参考例では、膜厚のバラツキが９±４μｍ（すなわち、５〜１３μｍ）であるに対して、本実施形態では、膜厚のバラツキが９±１μｍ（すなわち、８〜１０μｍ）と小さい。製品歩留まりも、本実施形態とすることで、４８％から９１％と大幅に向上した。
【００２４】
本発明は、上述の実施形態や実施例、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、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、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、前述した実施形態および各変形例における構成要素の中の、独立請求項で記載された要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１０…ダイヘッド
１２…ブロック
１６…流路
１８…吐出口
３０…成型ユニット
３２…第１の型
３２ａ…平板部分
３２ｂ…リブ部分
３４…第２の型
３６…スリット
５０…ガスケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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