JP2008247610A - シート状物の巻取り方法および巻取り装置とその巻取り体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】搬送されるシート状物をロール状に巻き取る巻取り軸と、該巻取り軸の上流側に設けられ、前記シート状物をニップする、前記シート状物の50〜95%のニップ幅を有するニップロールと、該ニップロールの上流側に設けられたシート状物の端部位置検出手段と、該検出手段からの検出信号により前記巻取り軸を巻取り軸の中心軸と平行な方向に移動させる移動手段と、該移動手段を制御する制御部とを有してなることを特徴とするシート状物の巻取り装置。
【選択図】図1
Description
また、多孔質炭素繊維シート状物を巻き取る方法として、巻取り軸と該巻取り軸に平行に配されたプレッシャーロールを有する巻取り装置で巻き取る方法がある(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、巻取り軸上でシート状物を押さえるため一旦巻きズレが発生すると巻きズレの抑制が困難となり巻きズレが大きくなる問題があった
(1)搬送されるシート状物をロール状に巻き取る巻取り軸と、該巻取り軸の上流側に設けられ、前記シート状物をニップする、前記シート状物の50〜95%のニップ幅を有するニップロールと、該ニップロールの上流側に設けられたシート状物の端部位置検出手段と、該検出手段からの検出信号により前記巻取り軸を巻取り軸の中心軸と平行な方向に移動させる移動手段と、該移動手段を制御する制御部とを有してなることを特徴とするシート状物の巻取り装置。
(9)前記シート状物の曲げ弾性率が3〜50GPa、静摩擦係数が0.1〜0.7であることを特徴とする前記(8)に記載のシート状物の巻取り方法。
ここに、T1:初期巻取り張力(N/m)
T2:最終巻取り張力(N/m)
D1:初期巻取り直径(mm)
D2:最終巻取り直径(mm)
初期巻取り張力T1が40N/mよりも小さいと、前記シート状物6を巻き取った際に巻き端面が揃わないことがある。また、前記シート状物6の搬送状態が不安定になり、蛇行の原因となることがある。前記初期巻取り張力T1が1000N/mよりも大きいと、前記シート状物6を巻き取る際に変形や破断が起こることがある
最終巻取り張力T2が初期巻取り張力T1よりも小さいと、半径方向に及ぼすシート状物の締め付け力Fは巻取り張力をT、巻取り直径をDとした際に、下式(2)のとおり、巻取り径に反比例するため、巻取り直径Dが大きくなるに従い、軸方向にずれやすくなることがある。
ここに、F:半径方向に及ぼすシート状物の締め付け力(N/m2)
T:巻取り張力(N/m)
D:巻取り直径(mm)
前記シート状物6の曲げ弾性率は3〜50GPaであることが好ましく、3〜30GPaがより好ましく、さらに好ましくは3〜20GPaである。前記シート状物6の曲げ弾性率が3GPaより小さいと、例えば、燃料電池の電極基材用途で使用する場合にハンドリング性が悪く、またセパレータの溝への落ち込みが生じることがある。前記シート状物6の曲げ弾性率が50GPaよりも大きいと、前記シート状物6をコアボビン3にロール状に巻き取る際、剛性によりコアボビン3に該シート状物6が沿いにくく、巻き取りやすさが低下し、巻きズレの原因となることがある。
ここに、μ:静摩擦係数
F:最大静止摩擦力(N)
G:垂直力(N)
本発明の巻き取り方法によれば、好ましくは150m以上の、より好ましくは150m〜1000mの長尺な、分散している炭素短繊維が樹脂および/または有機物の炭化物で結着されてなる炭素繊維シート状物6を、巻きズレ量tが3mm以下で、かつ巻取り時に破断することないシート状物の巻取り体1として巻取ることができる。
ここに、t:巻きズレ量(mm)
W:巻取り体の巻きズレを含む全幅(mm)
WS:シート状物の幅(mm)
東レ株式会社製ポリアクリロニトリル系炭素繊維“トレカ”(登録商標)T−300−6K(平均単繊維径:7μm、単繊維数:6,000本)を12mmの長さにカットし、水を抄造媒体として連続的に抄造し、さらにポリビニルアルコールの10重量%水溶液に浸漬し、乾燥して、炭素繊維の目付が約32g/m2の長尺の炭素繊維紙を得てロール状に巻き取った。ポリビニルアルコールの付着量は、炭素繊維紙100重量部に対して20重量部に相当する。
初期巻取り張力T1を300N/m、最終巻取り張力T2を300N/mとしたこと以外は実施例1と同様にして多孔質炭素シート状物の巻取り体を得た。
初期巻取り張力T1を160N/m、最終巻取り張力T2を80N/mとしたこと以外は実施例1と同様にして多孔質炭素シート状物の巻取り体を得た。
ニップロール4によるシート状物のニップを行わなかったこと以外は実施例1と同様にして多孔質炭素シート状物の巻取り体を得た。ニップを行わなかったため、巻取り装置の全長に亘って、シート状物には巻取り張力と同じ張力がかかった。
ニップロール4によるシート状物のニップを行なわずに、初期巻取り張力T1を30N/m、最終巻取り張力T2を50N/mとしたこと以外は実施例1と同様にして多孔質炭素シート状物の巻取り体を得た。ニップを行わなかったため、巻取り装置の全長に亘って、シート状物には巻取り張力と同じ張力がかかった。 破断などの問題を生じることなく巻き取ることが可能であったが、端部の巻きズレ量tが32mmの巻きズレが発生し、良好な巻き形態を得ることはできなかった。
2:巻取り軸
3:コアボビン
4:ニップロール
5:シート状物の端部位置検出手段
6:シート状物
7:ガイドロール
WS:シート状物の幅
WN:ニップ幅
d:コアボビンの外径
D:シート状物の巻取り直径
W:巻取り体の巻きズレを含む全幅
Claims (15)
- 搬送されるシート状物をロール状に巻き取る巻取り軸と、該巻取り軸の上流側に設けられ、前記シート状物をニップする、前記シート状物の50〜95%のニップ幅を有するニップロールと、該ニップロールの上流側に設けられたシート状物の端部位置検出手段と、該検出手段からの検出信号により前記巻取り軸を巻取り軸の中心軸と平行な方向に移動させる移動手段と、該移動手段を制御する制御部とを有してなることを特徴とするシート状物の巻取り装置。
- 搬送されるシート状物をロール状に巻き取る巻取り軸と、該巻取り軸の直前に設けられ、前記シート状物をニップするニップロールと、該ニップロールの上流側に設けられたシート状物の端部位置検出手段と、該検出手段からの検出信号により前記巻取り軸を巻取り軸の中心軸と平行な方向に移動させる移動手段と、該移動手段を制御する制御部とを有してなることを特徴とするシート状物の巻取り装置。
- 前記ニップロールによるニップ幅が前記シート状物の幅の50〜95%であることを特徴とする請求項2に記載のシート状物の巻取り装置。
- 前記ニップロールの少なくとも一方が硬度30〜80度のゴムロールであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のシート状物の巻取り装置。
- 前記ニップロールの双方がフリーロールであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のシート状物の巻取り装置。
- 前記ニップロールの少なくとも一方にはブレーキ機構が設けられていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のシート状物の巻取り装置。
- 前記ブレーキ機構が摩擦方式を用いたものであることを特徴とする請求項6に記載のシート状物の巻取り装置。
- シート状物を、請求項1〜7のいずれかに記載の巻取り装置を用い、初期巻取り張力T1が単位幅当たり40N/m以上、最終巻取り張力T2が、D1を初期巻取り直径、D2を最終巻取り直径とした際に下式(1)を満足する条件で巻き取ることを特徴とするシート状物の巻取り方法。
T1≦T2≦(D1+D2)/D1×T1 ・・・(1) - 前記シート状物の曲げ弾性率が3〜50GPa、静摩擦係数が0.1〜0.7であることを特徴とする請求項8に記載のシート状物の巻取り方法。
- 前記シート状物として分散している炭素短繊維が樹脂および/または有機物の炭化物で結着されてなる炭素繊維シート状物を用いることを特徴とする請求項8または9に記載のシート状物の巻取り方法。
- 前記シート状物が、150m以上の長さに巻取られることを特徴とする請求項8〜10のいずれかに記載のシート状物の巻取り方法。
- 連続して搬送された前記シート状物を、請求項8に記載のシート状物の巻取り方法により巻取って、シート状物の巻取り体とする、シート状物の巻取り体の製造方法。
- 前記シート状物の曲げ弾性率が3〜50GPa、静摩擦係数が0.1〜0.7である、請求項12に記載のシート状物の巻取り体の製造方法。
- 前記シート状物が、分散している炭素短繊維が樹脂および/または有機物の炭化物で結着されてなる炭素繊維シート状物である、請求項12または13のいずれかに記載のシート状物の巻取り体の製造方法。
- 前記シート状物が、150m以上の長さに巻取られたものである、請求項12〜14のいずれかに記載のシート状物の巻取り体の製造方法。
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