(57)【要約】      （修正有）【課題】長尺帯状の基材を巻き取る巻取装置において、搬送される基材に生じる脈動現象を抑え、基材を安定的に搬送させて巻き取ることができる技術を提供すること。【解決手段】この巻取装置２は、長尺帯状の基材９０を巻き取る装置である。巻取装置２は、軸心２１１を中心に回転し、基材９０を巻き取る円筒状の巻取ローラと、巻取ローラ２１を回転させる駆動部２２と、基材９０に張力を付与しつつ回転し、基材９０を巻取ローラ２１に向けて搬送するテンションローラ３１と、テンションローラ３１における基材の張力を計測する張力検出部３２と、張力検出部３２の計測結果に基づいて駆動部２２を制御することで、基材に掛かる張力を変更する張力変更部３３と、巻取ローラ２１の回転運動の加速度を抑える抑制部３５とを有する。これにより、搬送される基材９０に生じる脈動現象を抑制でき、基材９０を安定的に巻き取ることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺帯状の基材を巻き取る巻取装置であって、
軸心を中心に回転し、前記基材を巻き取る円筒状の巻取ローラと、
前記巻取ローラを回転させる駆動部と、
前記基材に張力を付与しつつ回転し、前記基材を巻取ローラに向けて搬送するテンションローラと、
前記テンションローラにおける前記基材の張力を計測する張力検出部と、
前記張力検出部の計測結果に基づいて前記駆動部を制御することで、前記基材に掛かる張力を変更する張力変更部と、
前記巻取ローラの回転運動の加速度を抑える抑制部と、
を有する巻取装置。
【請求項２】
請求項１に記載の巻取装置であって、
前記基材を前記巻取ローラに向けて押圧するニップローラをさらに有し、
前記抑制部は、前記ニップローラを介して、前記巻取ローラの回転運動の加速度を抑える巻取装置。
【請求項３】
請求項２に記載の巻取装置であって、
前記ニップローラの位置を、前記巻取ローラに巻き取られた基材の厚みに応じて移動させる移動機構を、さらに有する巻取装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の巻取装置であって、
前記抑制部は、前記ニップローラの回転に、負荷をかけることで、前記巻取ローラの回転運動の加速度を抑える巻取装置。
【請求項５】
請求項１に記載の巻取装置であって、
前記抑制部は、前記巻取ローラの回転に負荷をかけることで、前記巻取ローラの回転運動の加速度を抑える巻取り装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の巻取装置であって、
前記負荷を調整する負荷調整機構を、さらに有する巻取装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の巻取装置であって、
前記基材は、長尺帯状の電解質膜の表面または裏面のうち、少なくとも一方に、触媒層が形成された、膜・電極接合体である巻取装置。
【請求項８】
軸心を中心に回転する円筒状の巻取ローラにより、長尺帯状の基材を巻き取る巻取方法であって、
ａ）前記基材に張力を付与しつつ回転するテンションローラにより、前記基材を前記巻取ローラに向けて搬送する工程と、
ｂ）前記テンションローラにおける前記基材の張力を計測する工程と、
ｃ）前記工程ｂ）の計測結果に基づいて前記巻取ローラの回転速度を変更することで、前記基材に掛かる張力を変更する工程と、
を有し、
少なくとも前記工程ｃ）において、前記巻取りローラの回転運動の加速度を抑える巻取方法。
【請求項９】
請求項８に記載の巻取方法であって、
前記基材を前記巻取ローラに向けて押圧するニップローラの回転に負荷をかけることで、前記巻取ローラの回転運動の加速度を抑える巻取方法。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の巻取方法であって、
前記負荷を調整する工程を、さらに有する巻取方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺帯状の基材を巻き取る巻取装置および巻取方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車や携帯電話などの駆動電源として、燃料電池が注目されている。燃料電池は、燃料に含まれる水素（Ｈ２）と空気中の酸素（Ｏ２）との電気化学反応によって電力を作り出す発電システムである。燃料電池は、他の電池と比べて、発電効率が高く環境への負荷が小さいという特長を有する。
【０００３】
燃料電池には、使用する電解質によって幾つかの種類が存在する。そのうちの１つが、電解質としてイオン交換膜（電解質膜）を用いた固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ：Polymer electrolyte fuel cell）である。固体高分子形燃料電池は、常温での動作および小型軽量化が可能であるため、自動車や携帯機器への適用が期待されている。
【０００４】
固体高分子形燃料電池は、一般的には複数のセルが積層された構造を有する。１つのセルは、膜・電極接合体（ＭＥＡ：Membrane-Electrode-Assembly）の両側を一対のセパレータで挟み込むことにより構成される。膜・電極接合体は、電解質の薄膜（高分子電解質膜）の両面に触媒層を形成した膜・触媒層接合体（ＣＣＭ：Catalyst-coated membrane）の両側に、さらにガス拡散層を配置したものである。高分子電解質膜を挟んで両側に配置された触媒層とガス拡散層とで、一対の電極層が構成される。一対の電極層の一方はアノード電極であり、他方がカソード電極である。アノード電極に水素を含む燃料ガスが接触するとともに、カソード電極に空気が接触すると、電気化学反応によって電力が作り出される。
【０００５】
上記の膜・触媒層接合体は、典型的には、電解質膜の表面に、白金（Ｐｔ）を含む触媒粒子をアルコールなどの溶媒中に分散させた触媒インク（電極ペースト）を塗工し、その触媒インクを乾燥させることによって作成される。ただし、固体高分子形燃料電池に用いられる電解質膜は、大気中の湿度に応じて変形しやすい性質を有する。このため、膜・触媒層接合体の製造時には、電解質膜が、シート状の支持フィルムに張り合わされた状態で供給される。
【０００６】
従来の膜・触媒層接合体の製造技術については、例えば、特許文献１（段落００７１参照）および特許文献２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−５８３７２号公報
【特許文献２】特開２０１４−２２９３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
膜・触媒層接合体の製造装置では、ロール状に巻かれた長尺帯状体の基材が複数の搬送ローラにより搬送され、巻取装置の巻取ローラにより巻き取られていく。そして、巻取装置には、搬送される基材に張力を掛ける張力付与機構が備えられる。張力付与機構は、巻取ローラの回転速度を変更することで、基材に掛かる張力の変動を抑え、基材に一定の張力を付与する。これにより、搬送される基材に生じる撓みや皺の発生が抑えられる。
【０００９】
しかしながら、基材に掛かる張力に急な変動が生じた場合、張力付与機構は、基材の張力を一定に保つために、巻取ローラの回転速度を大きく変更させることとなる。このとき、基材の搬送状態が、まるで脈動するかのように不安定となる現象（以下では、脈動現象と記載する）が生じる。搬送される基材に脈動現象が生じると、基材の塗工不良、巻取不良等を引き起こす虞がある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、長尺帯状の基材を巻き取る巻取装置において、搬送される基材に生じる脈動現象を抑え、基材を安定的に搬送させて巻き取ることができる技術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】
【００１１】
上記課題を解決するため、本願の第１発明は、長尺帯状の基材を巻き取る巻取装置であって、軸心を中心に回転し、前記基材を巻き取る円筒状の巻取ローラと、前記巻取ローラを回転させる駆動部と、前記基材に張力を付与しつつ回転し、前記基材を巻取ローラに向けて搬送するテンションローラと、前記テンションローラにおける前記基材の張力を計測する張力検出部と、前記張力検出部の計測結果に基づいて前記駆動部を制御することで、前記基材に掛かる張力を変更する張力変更部と、前記巻取ローラの回転運動の加速度を抑える抑制部と、を有する。
【００１２】
本願の第２発明は、第１発明の巻取装置であって、前記基材を前記巻取ローラに向けて押圧するニップローラをさらに有し、前記抑制部は、前記ニップローラを介して、前記巻取ローラの回転運動の加速度を抑える。
【００１３】
本願の第３発明は、第２発明の巻取装置であって、前記ニップローラの位置を、前記巻取ローラに巻き取られた基材の厚みに応じて移動させる移動機構を、さらに有する。
【００１４】
本願の第４発明は、第２発明または第３発明の巻取装置であって、前記抑制部は、前記ニップローラの回転に、負荷をかけることで、前記巻取ローラの回転運動の加速度を抑える。
【００１５】
本願の第５発明は、第１発明の巻取装置であって、請求項１に記載の巻取装置であって、前記抑制部は、前記巻取ローラの回転に負荷をかけることで、前記巻取ローラの回転運動の加速度を抑える。
【００１６】
本願の第６発明は、第４発明または第５発明の巻取装置であって、前記負荷を調整する負荷調整機構を、さらに有する。
【００１７】
本願の第７発明は、第１発明から第６発明までのいずれか１つの巻取装置であって、前記基材は、長尺帯状の電解質膜の表面または裏面のうち、少なくとも一方に、触媒層が形成された、膜・電極接合体である。
【００１８】
本願の第８発明は、軸心を中心に回転する円筒状の巻取ローラにより、長尺帯状の基材を巻き取る巻取方法であって、ａ）前記基材に張力を付与しつつ回転するテンションローラにより、前記基材を前記巻取ローラに向けて搬送する工程と、ｂ）前記テンションローラにおける前記基材の張力を計測する工程と、ｃ）前記工程ｂ）の計測結果に基づいて前記巻取ローラの回転速度を変更することで、前記基材に掛かる張力を変更する工程と、を有し、少なくとも前記工程ｃ）において、前記巻取りローラの回転に負荷をかける。
【００１９】
本願の第９発明は、第８発明の巻取方法であって、前記基材を前記巻取ローラに向けて押圧するニップローラの回転に負荷をかけることで、前記巻取ローラの回転運動の加速度を抑える。
【００２０】
本願の第１０発明は、第８発明または第９発明の巻取方法であって、前記負荷を調整する工程を、さらに有する。
【発明の効果】
【００２１】
第１発明〜第１０発明によれば、搬送される基材に生じる撓みや皺を抑えることができる。また、搬送される基材に生じる脈動現象を抑制できる。これにより、基材を安定的に搬送しつつ、巻取ローラにより巻き取ることができる。
【００２２】
特に、本願の第２発明または第８発明によれば、搬送される基材に生じる撓みや皺をより抑えることができる。
【００２３】
特に、本願の第３発明によれば、基材が巻取ローラに巻き取られ、巻取ローラの厚みが増加した場合であっても、巻取ローラに巻き取られる基材の皺を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】塗工装置の構成を示した図である。
【図２】塗工装置における制御ブロック図である。
【図３】巻取装置付近の拡大図である。
【図４】巻取ローラの正面図である。
【図５】張力付与処理の手順を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
＜１．塗工装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る巻取装置２を含む塗工装置１の構成を示した図である。この塗工装置１は、固体高分子形燃料電池用の膜・触媒層接合体の製造工程において、長尺帯状の基材９０を長手方向に搬送しつつ、基材９０の一方の面に、電極となる触媒層９を形成する装置である。図１中に拡大して示したように、基材９０は、支持フィルム９１および電解質膜９２の２層が積層された構造を有する。塗工装置１は、電解質膜９２の支持フィルム９１に覆われていない面（以下、「表面」と称する）に、触媒インクを塗工し、当該触媒インクを乾燥させることによって、触媒層９を形成する。
【００２７】
電解質膜９２には、例えば、フッ素系または炭化水素系の高分子電解質膜が用いられる。電解質膜９２の具体例としては、パーフルオロカーボンスルホン酸を含む高分子電解質膜（例えば、米国DuPont社製のNafion（登録商標）、旭硝子（株）製のFlemion（登録商標）、旭化成（株）製のAciplex（登録商標）、ゴア(Gore)社製のGoreselect（登録商標））を挙げることができる。電解質膜９２の膜厚は、例えば、５μｍ〜３０μｍとされる。電解質膜９２は、大気中の湿気によって膨潤する一方、湿度が低くなると収縮する。すなわち、電解質膜９２は、大気中の湿度に応じて変形しやすい性質を有する。
【００２８】
支持フィルム９１は、電解質膜９２の変形を抑制するためのフィルムである。支持フィルム９１の材料には、電解質膜９２よりも機械的強度が高く、形状保持機能に優れた樹脂が用いられる。支持フィルム９１の具体例としては、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のフィルムを挙げることができる。支持フィルム９１の膜厚は、例えば２５μｍ〜１００μｍとされる。
【００２９】
図１に示すように、塗工装置１は、搬送機構１１、塗工部１２、乾燥部１３、巻取装置２および制御部１４を備えている。
【００３０】
搬送機構１１は、基材９０をその長手方向に沿う搬送方向に搬送する機構である。本実施形態の搬送機構１１は、基材巻出ローラ１１１、複数の搬送ローラ１１２および後述する巻取装置２の巻取ローラ２１により構成される。基材９０は、基材巻出ローラ１１１から繰り出され、複数の搬送ローラ１１２により規定される搬送経路に沿って搬送される。各搬送ローラ１１２は、水平軸を中心として回転することによって、基材９０を搬送経路の下流側である巻取装置２へ案内する。なお、搬送ローラ１１２の位置や数は、必ずしも図１の通りでなくてもよい。
【００３１】
塗工部１２は、搬送機構１１により搬送される基材９０の表面に、触媒インクを塗工するための機構である。
【００３２】
触媒インクには、触媒材料（例えば、白金（Ｐｔ））を含む粒子をアルコールなどの溶媒中に分散させた電極ペーストが用いられる。触媒材料には、高分子形燃料電池のアノードまたはカソードにおいて燃料電池反応を起こす材料が用いられる。具体的には、白金（Ｐｔ）、白金合金、白金化合物等を、触媒材料として用いることができる。白金合金の例としては、例えば、ルテニウム（Ｒｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、イリジウム（Ｉｒ）、鉄（Ｆｅ）等からなる群から選択された少なくとも１種の金属と白金との合金を挙げることができる。一般的には、カソード用の触媒材料には白金が用いられ、アノード用の触媒材料には白金合金が用いられる。
【００３３】
基材９０は、乾燥部１３よりも搬送経路の上流側において、複数の搬送ローラ１１２の１つであるバックアップローラ１１４に支持される。バックアップローラ１１４は、円柱状または円筒状のローラであり、基材９０の支持フィルム９１に接触しながら、水平軸を中心として回転する。塗工部１２は、バックアップローラ１１４に支持された基材９０の表面に対向する塗工ノズル１２１を有する。塗工ノズル１２１には、例えば、幅方向（基材の長手方向に直交する水平方向）に沿って延びるスリット状の吐出口を有する、いわゆるスリットノズルが用いられる。
【００３４】
塗工ノズル１２１は、給液配管１２２を介して、触媒インク供給源１２３と流路接続されている。また、給液配管１２２には、開閉弁１２４が介挿されている。このため、開閉弁１２４を開放すると、触媒インク供給源１２３から給液配管１２２を通って塗工ノズル１２１に触媒インクが供給される。そして、塗工ノズル１２１の吐出口から、バックアップローラ１１４に支持された基材９０の電解質膜９２へ向けて、触媒インクが吐出される。これにより、電解質膜９２の表面に、触媒インクが塗工される。
【００３５】
本実施形態では、開閉弁１２４を一定の周期で開閉することによって、塗工ノズル１２１の吐出口から、触媒インクを断続的に吐出する。これにより、電解質膜９２の表面に、触媒インクを搬送方向に一定の間隔で間欠塗工する。ただし、開閉弁１２４を連続的に開放して、電解質膜９２の表面に、搬送方向に切れ目無く触媒インクを塗工してもよい。
【００３６】
なお、塗工ノズル１２１は、必ずしもバックアップローラ１１４に支持された基材９０の表面に対して、塗工液を吐出するものでなくてもよい。例えば、隣り合うローラの間に掛け渡された基材９０の表面に対して、塗工液を吐出するものであってもよい。
【００３７】
乾燥部１３は、塗工ノズル１２１よりも搬送経路の下流側に配置されている。乾燥部１３は、触媒インクを乾燥させるための乾燥炉１３１を有する。乾燥炉１３１内では、搬送機構１１により搬送される基材９０の電解質膜９２に、加熱された気体（熱風）が吹き付けられる。そうすると、電解質膜９２の表面に塗工された触媒インクが加熱され、触媒インク中の溶剤が気化する。これにより、触媒インクが乾燥して、電解質膜９２の表面に触媒層９が形成される。ただし、触媒インクを乾燥させるための方法は、必ずしも熱風の供給でなくてもよい。乾燥部１３は、光照射や減圧などの他の方法で、触媒インクを乾燥させるものであってもよい。
【００３８】
このように、塗工装置１では、基材巻出ローラ１１１からの基材９０の繰り出し、電解質膜９２の表面への触媒インクの塗工、乾燥炉１３１による乾燥、の各工程が、順次に実行される。これにより、固体高分子形燃料電池に用いられる膜・触媒層接合体の一方の触媒層９が、電解質膜９２の表面に形成される。なお、この塗工装置１では、電解質膜９２は、支持フィルム９１に常に保持されている。これにより、電解質膜９２の膨潤・収縮等の変形が抑制される。
【００３９】
制御部１４は、塗工装置１内の各部を動作制御するための手段である。図２は、制御部１４と、塗工装置１内の各部との接続を示したブロック図である。図２中に概念的に示したように、制御部１４は、ＣＰＵ等の演算処理部１４１、ＲＡＭ等のメモリ１４２およびハードディスクドライブ等の記憶部１４３を有するコンピュータにより構成されている。記憶部１４３内には、塗工・乾燥処理を実行するためのコンピュータプログラムＰ１が、インストールされている。また、図２に示すように、制御部１４は、搬送機構１１、開閉弁１２４および乾燥炉１３１と、それぞれ通信可能に接続されている。また、制御部１４は、後述する巻取装置２の、巻取ローラ２１の駆動部２２、張力変更部３３、移動機構３６のエアシリンダおよび負荷調整機構３７のエアシリンダとも、通信可能に接続されている。
【００４０】
制御部１４は、記憶部１４３に記憶されたコンピュータプログラムＰ１やデータを、メモリ１４２に一時的に読み出し、当該コンピュータプログラムＰ１およびデータに基づいて、演算処理部１４１が演算処理を行うことにより、塗工装置１内の各部を動作制御する。これにより、塗工装置１における塗工・乾燥処理が進行する。
【００４１】
＜２．巻取装置について＞
次に、本実施形態に係る巻取装置２の構成について説明する。巻取装置２は、塗工装置１の搬送機構１１により搬送された基材９０を、巻取ローラ２１により巻き取る装置である。図３は、塗工装置１の巻取装置２付近の構造を示す拡大図である。本実施形態の巻取装置２は、巻取ローラ２１、駆動部２２および張力付与機構３０を有する。巻取ローラ２１は、基材９０を巻き取る円筒状のローラである。巻取ローラ２１は、駆動部２２による駆動力によって、幅方向に延びる軸心２１１を中心に回転する。駆動部２２には、例えば、モータが用いられる。これにより、塗工装置１の搬送機構１１により搬送された基材９０は、巻取ローラ２１へ回収される。
【００４２】
張力付与機構３０は、搬送される基材９０に張力を付与する機構である。本実施形態の張力付与機構３０は、テンションローラ３１、張力検出部３２、張力変更部３３および抑制部３５を有する。
【００４３】
テンションローラ３１は、塗工装置１の搬送機構１１に含まれる複数の搬送ローラ１１２の１つとなる円筒状のローラである。テンションローラ３１は、基材９０に張力を付与しつつ、幅方向に延びる軸心３１１を中心に回転する。テンションローラ３１は、基材９０の裏面から表面に向けて基材９０を加圧しつつ回転する。基材９０は、テンションローラ３１により、張力を付与されつつ搬送方向下流側に向けて搬送される。これにより、搬送される基材９０に撓みや皺が発生することを抑制できる。なお、本実施形態のテンションローラ３１は、基材９０との摩擦により、基材９０の搬送に伴い従動回転する。しかしながら、テンションローラ３１を回転させるための駆動部を別途設けてもよい。
【００４４】
張力検出部３２は、搬送される基材９０に掛かる張力を検出する。本実施形態の張力検出部３２は、テンションローラ３１に接続されたロードセルよって構成される。張力検出部３２は、搬送される基材９０によりテンションローラ３１に加えられる荷重を、基材９０に掛かる張力として検出する。張力検出部３２により検出された張力は、電気信号に変換され、張力変更部３３に送られる。なお、張力検出部３２は、ロードセル以外のセンサによって構成されてもよい。
【００４５】
張力変更部３３は、張力検出部３２により検出された張力に基づいて、基材９０に掛かる張力を変更する制御機構である。張力変更部３３は、例えば、電子回路やマイクロコントローラにより実現される。張力変更部３３は、基材９０の張力に基づいて、巻取ローラ２１の駆動部２２を制御する。図３中に破線で示すように、本実施形態の張力変更部３３は、張力検出部３２および巻取ローラ２１の駆動部２２と電気的に接続されている。
【００４６】
搬送される基材９０に伸び、撓み、皺等が生じると、基材９０に掛かる張力が変化する。このとき、張力変更部３３は、張力検出部３２の検出結果に基づいて、巻取ローラ２１の駆動部２２を制御して、巻取ローラ２１の回転速度を変更する。これにより、基材９０に掛かる張力が規定値へと戻される。例えば、基材９０に掛かる張力が、規定値よりも弱まった場合、張力変更部３３は巻取ローラ２１の回転速度を速くする。これにより、搬送される基材９０に張力が付与され、基材９０の撓みや皺の発生が抑えられる。また、基材９０の張力値が、規定値よりも強まった場合、張力変更部３３は巻取ローラ２１の回転速度を遅くする。これにより、基材９０に掛かる張力が弱まり、基材９０の伸びが抑えられる。
【００４７】
ニップローラ３４は、基材９０に張力を付与しつつ、幅方向に延びる軸心３４１を中心に回転する。また、ニップローラ３４は、基材９０の表面から基材９０を加圧しつつ、基材９０を巻取ローラ２１との間で押圧する。これにより、巻取ローラ２１に巻き取られる基材９０に撓みや皺が生じることを抑えることができる。また、本実施形態のニップローラ３４は、巻取ローラ２１と基材９０を介して接触し、巻取ローラ２１の回転に伴い従動回転する。ただし、ニップローラ３４を回転させるための駆動源を別途設けてもよい。
【００４８】
図３に示すように、本実施形態の張力付与機構３０は、移動機構３６をさらに有する。移動機構３６は、ニップローラ３４を巻取ローラ２１側に向けて押圧する機構である。移動機構３６は、例えば、エアシリンダにより構成される。巻取ローラ２１に基材９０が巻き取られていくと、巻取ローラ２１の外周面に、巻き取られた基材９３の厚みが増していく。そこで、移動機構３６が、ニップローラ３４の巻取ローラ２１に対する位置を変化させつつ基材９０を、巻き取られた基材９３に対して押圧することで、基材９０に安定的な押圧力を掛けることができる。これにより、基材９０の皺を効果的に抑えることができおる。
【００４９】
図４は、巻取ローラ２１を正面から見た図である。抑制部３５は、巻取ローラ２１に負荷を掛け、巻取ローラ２１の回転運動の加速度を抑えるための機構である。なお、本発明における加速度とは、回転運動が減速するときのマイナスの加速度を含むものとする。図４に示すように、本実施形態の抑制部３５は、巻取ローラ２１の軸心２１１に設けられる。そして、抑制部３５は、軸心２１１に負荷をかけることで巻取ローラ２１の回転運動の加速度を抑える。本実施形態の抑制部３５には摩擦ブレーキが用いられる。巻取ローラ２１の軸心２１１に摩擦ブレーキを接触させて摩擦を加えると、巻取ローラ２１に負荷が掛かる。これにより、搬送される基材９０に掛かる張力に大きな変化が生じたときに、張力変更部３３が巻取ローラ２１の回転速度を変更する場合であっても、巻取ローラ２１の回転速度を緩やかに変更することができる。
【００５０】
また、本実施形態の張力付与機構３０は、抑制部３５が巻取ローラ２１に掛ける負荷を調整する、負荷調整機構３７をさらに有する。負荷調整機構３７は、例えば、抑制部３５である摩擦ブレーキを、巻取ローラ２１の軸心２１１に向けて押圧する、エアシリンダによって構成される。エアシリンダに供給される空気圧を調節することにより、軸心２１１に対する抑制部３５の押圧力を調節できる。これにより、基材９０に掛かる張力の変化や基材９０の種類に応じて、抑制部３５による負荷を適宜調整することができる。
【００５１】
図５は、巻取装置２による基材９０の巻き取り時における張力の制御手順を示すフローチャートである。基材９０が巻取ローラ２１に巻き取られるときは、テンションローラ３１により基材９０に張力が掛けられる（ステップＳ１）。これにより、搬送時の基材９０に生じる撓みや皺を抑えることができる。次に、張力検出部３２が、テンションローラ３１において基材９０に掛かる張力を検出する（ステップＳ２）。そして、基材９０に掛かる張力と、規定値との間に差異がある場合、張力変更部３３は巻取ローラ２１の回転速度を変更する（ステップＳ３）。これにより、搬送時の基材９０に掛かる張力の変動が抑えられ、基材９０の撓み、皺および伸びが抑えられる。また、上記のステップＳ３では、抑制部３５は、巻取ローラ２１の軸心２１１に負荷を掛ける。これにより、巻取ローラ２１の回転運動の加速度が抑えられる。
【００５２】
搬送される基材９０に掛かる張力変動が大きい場合、ステップＳ３により、巻取ローラ２１の回転速度は大きく変動する。このとき、巻取ローラ２１の回転運動の加速度が大きくなる。このため、もし抑制部３５が無ければ、搬送される基材９０に脈動現象が生じる。しかしながら、本実施形態の巻取装置２では、抑制部３５により、巻取ローラ２１の回転運動の加速度が抑えられる。その結果、搬送される基材９０に生じる脈動現象を抑えることができる。
【００５３】
特に、脈動現象は、基材９０の厚みが、例えば、５０μｍ以下のような薄膜フィルムや、テフロン（登録商標）フィルムのような伸縮性のフィルムで顕著に起きる。しかしながら、本実施形態の巻取装置２では、搬送される基材９０に生じる脈動現象を効果的に抑えることができる。したがって、基材９０が、例えば、薄膜フィルムや、テフロン（登録商標）フィルムであっても、当該基材９０を安定的に搬送しつつ、巻取ローラ２１により巻き取ることができる。
【００５４】
＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
【００５５】
上記の実施形態では、塗工装置は、電解質膜の表面に触媒層を形成する装置であった。しかしながら、本発明の塗工装置は、電解質膜の裏面に触媒層を形成する装置であってもよく、また、電解質膜の表面および裏面の両面に電解質膜を形成する装置であってもよい。
【００５６】
また、上記の実施形態では、抑制部は、巻取ローラの軸心に負荷を掛けることで、巻取ローラの回転運動の加速度を抑えていた。しかしながら、抑制部は、巻取ローラの軸心以外の例えば、側面部や表面部に負荷を掛けることで、巻取ローラの回転運動の加速度を抑えるものであってもよい。
【００５７】
また、上記の実施形態では、抑制部は、巻取ローラに設置され、巻取ローラの回転運動の加速度を抑えていた。しかしながら、抑制部は、ニップローラの回転運動の加速度を抑えるものであってもよい。具体的には、抑制部は、ニップローラの回転に負荷をかけることで、ニップローラと基材を介して接触する巻取ローラの回転運動の加速度を抑えるものであってもよい。また、抑制部は、巻取ローラまたはニップローラに少なくとも一つ設置されていてもよく、巻取ローラおよびニップローラの両方に設置されていてもよい。
【００５８】
また、上記実施形態では、抑制部に、摩擦ブレーキが用いられていた。しかしながら、抑制部は、巻取ローラの回転運動の加速度を抑えることができるものであればよく、例えば、軸心に、電磁ブレーキ、パウダークラッチを接続することで実現されてもよい。その場合、負荷調整機構は、電磁ブレーキ、パウダークラッチが巻取ローラの軸心に掛ける負荷を調整するものであればよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、張力変更部が巻取ローラの回転速度を変更するステップＳ３において、抑制部が、巻取ローラの軸心に負荷を掛け、巻取ローラの回転運動の加速度を抑えていた。しかしながら、抑制部は、常に巻取ローラの回転に負荷を掛けるものであってもよい。
【００６０】
また、上記の実施形態では、巻取装置は、膜・触媒層接合体を製造する塗工装置に用いられていた。しかしながら、巻取装置は、長尺帯状体の基材を巻き取る装置であればよく、塗工装置に用いられるものに限定されない。
【００６１】
また、巻取装置の細部の構成については、本願の各図と相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１  塗工装置
２  巻取装置
９  触媒層
１１  搬送機構
１２  塗工部
１４  制御部
２１  巻取ローラ
２２  駆動部
３０  張力付与機構
３１  テンションローラ
３２  張力検出部
３３  張力変更部
３４  ニップローラ
３５  抑制部
３６  移動機構
３７  負荷調整機構
９０  基材
９１  支持フィルム
９２  電解質膜
１１２  搬送ローラ
２１１，３１１，３４１軸心
【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】
2017226510.tif 000007