(57)【要約】【課題】硬度の高い長尺の電解質材料を容易に裁断可能な技術を提供する。【解決手段】長尺の電解質材料の裁断方法であって、長尺の電解質材料を挟持して搬送する一対のスクリュと、長尺の電解質材料の搬送方向において、スクリュの下流に設けられた裁断部と、を備える裁断装置において、一対のスクリュはそれぞれ表面に螺旋状の凹凸部を有し、一対のスクリュにそれぞれ設けられた凹凸部により長尺の電解質材料をスクリュの軸方向に沿って搬送しつつ、凹凸部のうちの凸部で長尺の電解質材料を挟持して仮裁断し、裁断部により、凸部で仮裁断された長尺の電解質材料を裁断する、裁断方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺の電解質材料の裁断方法であって、
前記長尺の電解質材料を挟持して搬送する一対のスクリュと、
前記長尺の電解質材料の搬送方向において、前記スクリュの下流に設けられた裁断部と、を備える裁断装置において、
前記一対のスクリュはそれぞれ表面に螺旋状の凹凸部を有し、
前記一対のスクリュにそれぞれ設けられた前記凹凸部により前記長尺の電解質材料を前記スクリュの軸方向に沿って搬送しつつ、前記凹凸部のうちの凸部で前記長尺の電解質材料を挟持して仮裁断し、
前記裁断部により、前記凸部で仮裁断された前記長尺の電解質材料を裁断する、裁断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺の電解質材料の裁断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂材料を可塑化して成形を行う技術として、例えば、特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１に記載された技術では、ペレット状の熱可塑性樹脂材料と裁断した繊維とを可塑化装置に供給している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１９２５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、繊維の裁断方法については記載されているが、熱可塑性樹脂材料をペレット状に裁断する方法については記載されていない。また、一般に、樹脂材料は硬度が高く、裁断が困難である。そのため、長尺の電解質材料から電解質膜を製造するにあたり、長尺の電解質材料を容易に裁断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】
（１）本発明の一形態によれば、長尺の電解質材料の裁断方法が提供される。この長尺の電解質材料の裁断方法は、前記長尺の電解質材料を挟持して搬送する一対のスクリュと；前記長尺の電解質材料の搬送方向において、前記スクリュの下流に設けられた裁断部と、を備える裁断装置において；前記一対のスクリュはそれぞれ表面に螺旋状の凹凸部を有し；前記一対のスクリュにそれぞれ設けられた前記凹凸部により前記長尺の電解質材料を前記スクリュの軸方向に沿って搬送しつつ、前記凹凸部のうちの凸部で前記長尺の電解質材料を挟持して仮裁断し；前記裁断部により、前記凸部で仮裁断された前記長尺の電解質材料を裁断する。この形態の長尺の電解質材料の裁断方法によれば、一対のスクリュにそれぞれ設けられた凸部によって電解質材料を仮裁断した後に裁断部によって裁断を行うため、長尺の電解質材料を容易に裁断できる。
【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、電解質材料裁断装置、この裁断方法を含む電解質材料供給方法や電解質材料製造方法、この裁断方法が実施される電解質材料供給装置や電解質材料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】電解質フィルム製造装置の概略構造を示す説明図である。
【図２】裁断装置の概略構造を示す説明図である。
【図３】スクリュを下流側から見た平面図である。
【図４】電解質材料の摩擦力と温度の関係を示したグラフである。
【図５】電解質材料の裁断方法の概要を表わす工程図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
Ａ．第１実施形態：
図１は、本発明の一実施形態における裁断装置１００を備える電解質フィルム製造装置２００の概略構造を示す説明図である。電解質フィルム製造装置２００は、裁断装置１００と、押出機１１０と、Ｔダイ１２０と、冷却ロール１３０とを備える。
【００１０】
押出機１１０には、裁断装置１００で裁断されたペレット状の電解質材料Ｐが投入される。押出機１１０は投入された電解質材料Ｐを加熱、溶融し、Ｔダイ１２０へ送る。Ｔダイ１２０は、直線状のリップ１２１を有し、押出機１１０により搬送されてきた電解質材料Ｐをリップ１２１から押し出してフィルム状に成形する。この成形されたフィルム状の電解質材料Ｐは、冷却ロール１３０によって冷却され、適当な温度に調整される。
【００１１】
図２は、本発明の一実施形態における裁断装置１００の概略構造を示す説明図である。図２には、互いに直行するｘｙｚ軸が示されている。他の図に示すｘｙｚ軸は、図２のｘｙｚ軸に方向が対応している。
【００１２】
裁断装置１００は、一対のスクリュ１０ａ、１０ｂと押付部２０とを備える。スクリュ１０ａは、螺旋状の凹凸部３０を備え、もう一方のスクリュ１０ｂは、螺旋状の凹凸部３０と裁断部４０とを備える。以下、スクリュ１０ａとスクリュ１０ｂとをまとめてスクリュ１０という。スクリュ１０は、長尺の電解質材料Ｐを挟持してスクリュ１０の軸方向（ｘ軸方向）に沿って搬送し、裁断する。スクリュ１０ａとスクリュ１０ｂとは、それぞれモータ（図示せず）によって駆動され、逆方向に回転する。
【００１３】
電解質材料Ｐは、例えば、末端基にスルホニルフルオリド基（−ＳＯ２Ｆ）を有する高分子ポリマーであるフッ素樹脂（例えば、「Ｎａｆｉｏｎ」＜登録商標＞Ｒ−１１００  ｒｅｓｉｎ，  ｓｕｌｆｏｎｙｌ  ｆｌｕｏｒｉｄｅ  ｆｏｒｍ）によって形成されている。本実施形態において、電解質材料Ｐは、直径約２ｍｍのワイヤー状の長尺電解質材料である。
【００１４】
凹凸部３０は、スクリュ１０の表面に螺旋状に形成されており、電解質材料Ｐをスクリュ１０の軸方向（ｘ軸方向）に沿って搬送する。凹凸部３０は、凸部３１と凹部３２とを順に有する。凸部３１は、電解質材料Ｐを、対向するスクリュ１０の凸部３１と共に挟持する。凸部３１は、電解質材料Ｐに食い込むことで、電解質材料Ｐを裁断するための前処理として潰し、変形させる。この変形を仮裁断ともいう。凸部３１は、電解質材料Ｐをスクリュ１０の軸方向に沿って引き込み、裁断部４０へ向けて搬送する。
【００１５】
図３は、スクリュ１０を下流側から見た平面図である。裁断部４０は、電解質材料Ｐの搬送方向においてスクリュ１０ｂの下流に設置されている。本実施形態において、裁断部４０は、楕円型のカッターブレードである。裁断部４０は、スクリュ１０によって送り込まれた電解質材料Ｐの仮裁断された部分を、スクリュ１０と同期回転しながら間欠的に裁断する。裁断された電解質材料Ｐの長さは、凹部３２のピッチによって決定される。本実施形態では、凹部３２のピッチは２ｍｍである。そのため、本実施形態では、直径２ｍｍ、長さ２ｍｍのペレット状の電解質材料Ｐが生成される。
【００１６】
本実施形態における押付部２０は、ｘｚ平面に沿った板状部材であり、ｙｚ断面が略五角形状に形成されている。スクリュ１０ａ、スクリュ１０ｂの間に、押付部２０の鋭角の角部２１が配置される。この角部２１を電解質材料Ｐに押し付けることにより、電解質材料Ｐがスクリュ１０との回転接触により逃げてしまうことを抑制する。押付部２０には、ヒーターが備えられており、電解質材料Ｐの摩擦力を調整するための温度調整が可能である。
【００１７】
図４は、電解質材料Ｐの摩擦力と温度の関係を示したグラフである。縦軸は摩擦力を示しており、横軸は温度（℃）を示している。押付部２０の温度は、電解質材料Ｐの摩擦力が安定する温度を実験的に求めることで定めることができる。本実施形態において、押付部２０は、４０℃に調整される。このように押付部２０を用いて電解質材料Ｐの温度を調整することにより、電解質材料Ｐの供給量を安定させることができる。
【００１８】
図５は、本実施形態における、電解質材料Ｐの裁断方法の概要を表わす工程図である。本実施形態の裁断方法では、まず、一対のスクリュ１０にそれぞれ設けられた凹凸部３０により長尺の電解質材料Ｐをスクリュ１０の軸方向に沿って搬送し（ステップＳ３００）、凹凸部３０のうちの凸部３１で長尺の電解質材料Ｐを仮裁断する（ステップＳ３１０）。続いて、裁断部４０が、スクリュ１０の凸部３１で仮裁断された長尺の電解質材料Ｐを、スクリュ１０と同期回転しながら間欠的に裁断する（ステップＳ３２０）。裁断された電解質材料Ｐは、図１に示した電解質フィルム製造装置２００に供給され、押出機１１０によってＴダイ１２０に送られ、押出成形される（ステップＳ３３０）。押出成形されたフィルムは、冷却ロール１３０によって冷却される（ステップＳ３４０）。
【００１９】
以上で説明した本実施形態の長尺の電解質材料の裁断方法によれば、電解質材料Ｐは、一対のスクリュ１０にそれぞれ設けられた凸部３１によって仮裁断され、裁断部４０により裁断される。そのため、長尺の電解質材料Ｐを容易に裁断することができる。
【００２０】
Ｂ．変形例：
＜第１変形例＞
上記実施形態において、押付部２０は、電解質材料Ｐの直径に応じて形状や角部２１を変形させてもよい。また、押付部２０に代えて、もう一つスクリュを設けてもよい。
【００２１】
＜第２変形例＞
上記実施形態において、裁断部４０として、楕円型のカッターブレードを採用している。これに対して、他の形状のカッターブレードや、押し切り機構を採用してもよい。
【００２２】
＜第３変形例＞
上記実施形態において、裁断部４０は、一方のスクリュ１０ｂにのみ設けられているが、スクリュ１０ａとスクリュ１０ｂの両方に設けられていてもよい。
【００２３】
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】
【００２４】
１０、１０ａ、１０ｂ…スクリュ
２０…押付部
２１…角部
３０…凹凸部
３１…凸部
３２…凹部
４０…裁断部
１００…裁断装置
１１０…押出機
１２０…Ｔダイ
１２１…リップ
１３０…冷却ロール
２００…電解質フィルム製造装置
Ｐ…電解質材料
【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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