JP2010115842A - Method of manufacturing resin film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリテトラフルオロエチレン(以下、PTFEという)など粒状の一次粒子から形成された柱状樹脂を圧延して樹脂フィルムを製造する方法に係り、特に、燃料電池用電解質膜の原反として多孔質補強材に好適な樹脂フィルムの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a resin film by rolling a columnar resin formed from granular primary particles such as polytetrafluoroethylene (hereinafter referred to as PTFE), and in particular, as a raw material for an electrolyte membrane for a fuel cell. The present invention relates to a method for producing a resin film suitable for a quality reinforcing material.
燃料電池の一形態として固体高分子型燃料電池が知られている。固体高分子型燃料電池は、図7に示すように、膜電極接合体(MEA)75を主要な構成要素とし、それを燃料(水素)ガス流路および空気ガス流路を備えたセパレータ76,76で挟持して、単セルと呼ばれる1つの燃料電池70を形成している。膜電極接合体75は、イオン交換膜である電解質膜71の一方側にアノード側の電極(アノード触媒層)73aを積層し、他方側にカソード側の電極(カソード触媒層)73bを積層した構造であり、アノード触媒層73aとカソード触媒層73bには、それぞれ拡散層74a,74bが配置されている。
A solid polymer fuel cell is known as one form of the fuel cell. As shown in FIG. 7, the polymer electrolyte fuel cell includes a membrane electrode assembly (MEA) 75 as a main component, and a
電解質膜75としては、電解質樹脂(イオン交換樹脂)であるパーフルオロスルホン酸ポリマーの薄膜(米国、デュポン社、ナフィオン膜)が主に用いられているが、それ単独では十分な強度が得られないことから、例えば、ポリテトラフルオロエチレンや高分子量ポリエチレン樹脂等の薄膜を、1幅方向あるいは2幅方向に延伸することにより多孔質化した多孔質膜(フィルム)を多孔質補強材として用い、そこに電解質樹脂溶液を含浸させて補強型電解質膜とすることも行われる。
As the
ところで、多孔質補強材の原反として用いられるPTFEなどの樹脂フィルムは、まず、樹脂の固体粒子であるファインパウダーに潤滑油を混練することによりペースト状の樹脂を生成する。そして、該ペースト状の樹脂を紐状(又は柱状)に押出し成形し、この柱状樹脂を図4(a)に示すように、一対の圧延ロール81,82の幅方向中央部に挟み込んで圧延することにより、樹脂フィルムを製造する。その後、図6(a)及び(b)に示すように、圧延後の樹脂フィルム92の端部をクリップ50で把持し、該樹脂フィルムを少なくとも一軸に延伸させ、多孔質状の樹脂フィルムが製造される(例えば、特許文献1参照)。
By the way, a resin film such as PTFE used as a raw material of a porous reinforcing material first generates a paste-like resin by kneading a lubricating oil into fine powder which is a solid particle of resin. Then, the paste-like resin is extruded and formed into a string shape (or a column shape), and this columnar resin is sandwiched and rolled between the center portions in the width direction of the pair of
しかしながら、このような製造方法で、図4(a)に示すように、柱状樹脂91を一対の圧延ロール81,82で圧延する際には、幅方向の樹脂フィルム92の中央部92aの樹脂は、端部の樹脂に比べて、流れ方向MD及び幅方向TDに流動し難い(流動抵抗が高い)ため、密度上昇を引き起こしながら圧延加工される。この結果、加工によるスプリングバックが大きくなり(高密度化に伴ってフィルム中央部のスプリングバックが増加し)、中央部92aは端部より、幅方向TDの幅l2に亘って厚膜化(厚肉化)される(図4(c),図5(a)参照)。また、図5(b)に示すように、圧延時の幅方向TDへの伸張性が低下し、幅方向TDへの分子配向促進が充分に起こらず、図4(b)に示すように、幅方向TDの流動性が低いため、流れ方向MDに分子の配向性の高くなり(配向異方性が高くなり)、さらには中央部92aが偏肉となった樹脂フィルムが形成される。この結果、延伸により樹脂フィルムを製造した場合には、配向異方性が高いことで強度異方性が高くなり、延伸時の応力のかかり方が不均一となることで、図6(a)に示すように、延伸時において加工方向(流れ方向MD)に沿って、引き裂かれ、樹脂フィルムが破損する場合があった。
However, in such a manufacturing method, as shown in FIG. 4A, when the
また、圧延時において中央部92aの膜厚化により、図4(c)に示すように、中央部92aに対して両端部92bが薄肉であるため、図6(b)に示すように、延伸時において、クリップ50で把持した部分の樹脂が積極的に延伸され、樹脂の把持部分が薄肉化すると共に、ネックインという端部のくびれ現象が、通常よりも促進されることがあった。
Further, as shown in FIG. 4C, due to the film thickness of the
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、1対の圧延ロールで樹脂フィルムを圧延する場合であっても、圧延された樹脂フィルムの配向異方性を抑制し、さらには、延伸時に樹脂フィルムの局所的な薄肉化、ネックインなどを抑制することができる樹脂フィルムの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and even when the resin film is rolled with a pair of rolling rolls, the orientation anisotropy of the rolled resin film is suppressed, and The object of the present invention is to provide a method for producing a resin film capable of suppressing local thinning and neck-in of the resin film during stretching.
発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、樹脂フィルムの両端部の厚さを中央部の厚さに比べて厚くし、樹脂を幅方向に積極的に流動するように柱状樹脂を圧延すれば、1回の圧延加工のみで、樹脂フィルムの配向異方性を抑制することができると共に、圧延後の樹脂フィルムから延伸(クリップ把持)により加工される多孔質補強材の厚さを均一することができるとの新たな知見を得た。 As a result of intensive studies, the inventors have made the thickness of both end portions of the resin film thicker than the thickness of the central portion, and rolling the columnar resin so that the resin can actively flow in the width direction. The orientation anisotropy of the resin film can be suppressed by only one rolling process, and the thickness of the porous reinforcing material processed by stretching (clip gripping) from the rolled resin film is made uniform. I got new knowledge that I can do it.
本発明は、発明者らの新たな知見に基づくものであり、本発明に係る樹脂フィルムの製造方法は、柱状樹脂を、並設された一対の圧延ロールの幅方向の中央部に挟み込んで、圧延することにより樹脂フィルムを製造するための方法であって、前記一対の圧延ロールとして、前記中央部から少なくとも一方の端部に向かって小径となった圧延ロールを用いて、前記樹脂フィルムの中央部の厚さに対してその両端部の厚さが厚くなるように、前記柱状樹脂を圧延することを特徴とする。 The present invention is based on the inventors' new knowledge, and the resin film production method according to the present invention sandwiches a columnar resin between the center portions in the width direction of a pair of rolling rolls arranged side by side. A method for producing a resin film by rolling, wherein as the pair of rolling rolls, a rolling roll having a small diameter from the central portion toward at least one end portion, the center of the resin film is obtained. The columnar resin is rolled such that the thickness of both end portions thereof is greater than the thickness of the portion.
本発明によれば、圧延ロールの幅方向の中央部からを、幅方向の端部に向かうに従って、ロール径を小さくすることにより、並設された圧延ロール同士は、ロール間に樹脂が挟みこまれていないときは、中央部で接触し、端部に向かうに従って圧延ロール同士のギャップが大きくなる。これにより、柱状樹脂の幅方向への流動抵抗が低下し、圧延時における幅方向に(圧延ロールの中央部から幅方向の端部に向かって)、樹脂の流動が促進され、流れ方向(圧延ロールによる柱状樹脂及び樹脂フィルムの搬送方向又は加工方向)に分子の配向が偏ることがない。すなわち、得られた樹脂フィルムは、分子の配向異方性が低くなるため、延伸時における延伸ムラが低減される。 According to the present invention, the rolling rolls arranged side by side have a resin sandwiched between the rolls by reducing the roll diameter from the central part in the width direction of the rolling rolls toward the end in the width direction. When it is not rare, the gap between the rolling rolls becomes larger as it comes into contact with the central portion and goes toward the end portion. Thereby, the flow resistance in the width direction of the columnar resin is reduced, the flow of the resin is promoted in the width direction during rolling (from the center of the rolling roll toward the end in the width direction), and the flow direction (rolling) The orientation of the molecules does not deviate in the conveying direction or processing direction of the columnar resin and the resin film by the roll. That is, since the obtained resin film has low molecular orientation anisotropy, stretching unevenness during stretching is reduced.
また、これと同時に、樹脂フィルムの幅方向における中央部に比べて両端部の膜厚が厚くなるので、延伸時においてクリップにより樹脂フィルムの把持した部分の薄肉化を抑制し、さらに、把持した部分のネックインを低減することができる。このようにして、把持した部分における(延伸時における応力集中による)樹脂フィルムの裂け・穴開きを抑制することができ、均一な多孔質補強材を得ることができる。 At the same time, since the film thickness at both ends is thicker than the central portion in the width direction of the resin film, it is possible to suppress the thinning of the portion gripped by the resin film by the clip during stretching, and the gripped portion Neck-in can be reduced. In this way, the resin film can be prevented from tearing or perforating (due to stress concentration during stretching) in the gripped portion, and a uniform porous reinforcing material can be obtained.
また、樹脂フィルムの幅方向における中央部の厚さに対してその両端部の厚さが厚くなるように柱状樹脂を圧延することは、圧延ロールの形状、圧延速度、圧延荷重、樹脂の組成及び温度等を適宜設定することにより達成することができ、上述したロール形状の圧延ロールは、このような形状に樹脂フィルムを圧延するには好適である。 In addition, rolling the columnar resin so that the thickness of the both end portions is thicker than the thickness of the central portion in the width direction of the resin film means that the shape of the rolling roll, the rolling speed, the rolling load, the composition of the resin and This can be achieved by appropriately setting the temperature and the like, and the roll-shaped rolling roll described above is suitable for rolling a resin film in such a shape.
また、本発明に係る樹脂フィルムの製造方法において使用する前記圧延ロールは、前記中央部から両端部に向かって小径となっていることがより好ましい。本発明によれば、一対の圧延ロールの少なくとも一つの圧延ロールが幅方向の中央部から両端部に向かって小径となっているので、圧延時に、柱状樹脂が圧延ロール間において、樹脂がロールの中央部から両側部に流動し易くなり、より均質な樹脂フィルムを得ることができる。 Moreover, it is more preferable that the said rolling roll used in the manufacturing method of the resin film which concerns on this invention becomes a small diameter toward the both ends from the said center part. According to the present invention, since at least one rolling roll of the pair of rolling rolls has a small diameter from the central portion in the width direction toward both end portions, during rolling, the columnar resin is between the rolling rolls and the resin is the roll. It becomes easy to flow from the central part to both side parts, and a more uniform resin film can be obtained.
また、別の態様としては、本発明に係る樹脂フィルムの製造方法において使用する前記一対の圧延ロールのうち一方の圧延ロールは、前記中央部から一方側の端部に向かって小径となり、他方の圧延ロールは、前記中央部から他方側の端部に向かって小径となっていることがより好ましい。 Further, as another aspect, one of the pair of rolling rolls used in the method for producing a resin film according to the present invention has a smaller diameter from the central portion toward one end, and the other More preferably, the rolling roll has a smaller diameter from the central portion toward the other end portion.
本発明によれば、一方の圧延ロールは、中央部から一方側の端部に向かって小径となることにより、圧延時において、柱状樹脂が圧延ロール間において一方側の幅方向に流動し易くなる。また、他方の圧延ロールは、中央部から他方側の端部に向かって小径となることにより、圧延時において、柱状樹脂が他方側の幅方向に流動し易くなる。これにより、圧延時において、柱状樹脂は圧延ロール間において、圧延ロールの中央部から両端部に向かって流動し易くなり、より均質な樹脂フィルムを得ることができる。 According to the present invention, one of the rolling rolls has a small diameter from the central portion toward the end on one side, whereby the columnar resin easily flows in the width direction on one side between the rolling rolls during rolling. . Further, the other rolling roll has a small diameter from the central portion toward the other end, so that the columnar resin easily flows in the width direction on the other side during rolling. Thereby, at the time of rolling, columnar resin becomes easy to flow toward the both ends from the center part of a rolling roll between rolling rolls, and can obtain a more uniform resin film.
本発明における樹脂フィルムの製造方法において、前記柱状樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)からなることがより好ましい。本発明によれば、前記柱状樹脂に、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を用い、圧延した樹脂フィルムを延伸することにより、燃料電池の高分子電解質膜に好適な多孔質補強材を得ることができる。 In the method for producing a resin film in the present invention, the columnar resin is more preferably made of polytetrafluoroethylene (PTFE). According to the present invention, a porous reinforcing material suitable for a polymer electrolyte membrane of a fuel cell can be obtained by using polytetrafluoroethylene (PTFE) as the columnar resin and stretching the rolled resin film. .
本発明によれば、1対の圧延ロールで樹脂フィルムを圧延する場合であっても、圧延された樹脂フィルムの配向異方性を抑制し、さらには、延伸時に樹脂フィルムの局所的な薄肉化、ネックインなどを抑制することができる。 According to the present invention, even when the resin film is rolled with a pair of rolling rolls, the orientation anisotropy of the rolled resin film is suppressed, and further, the resin film is locally thinned during stretching. Neck-in etc. can be suppressed.
以下に、図面を参照して、本発明に係る樹脂フィルムの製造方法をいくつかの実施形態に基づいて説明する。
図1は、第一実施形態に係る樹脂フィルムの製造方法を説明するための図であり、(a)は、樹脂フィルムの製造方法を説明するための図であり、(b)は、樹脂フィルムの上側面から見た分子の配向のイメージ図であり、(c)は、樹脂フィルムの断面図である。また、図2は、図1において製造された樹脂フィルムの延伸工程を説明するための図であり、(a)は、樹脂フィルムの延伸前を示した図であり、(b)は、樹脂フィルムの延伸後を示した図である。
Below, with reference to drawings, the manufacturing method of the resin film concerning the present invention is explained based on some embodiments.
Drawing 1 is a figure for explaining the manufacturing method of the resin film concerning a first embodiment, (a) is a figure for explaining the manufacturing method of a resin film, and (b) is a resin film. It is an image figure of the orientation of the molecule | numerator seen from the upper surface, (c) is sectional drawing of a resin film. 2 is a diagram for explaining a stretching process of the resin film manufactured in FIG. 1, (a) is a diagram showing the resin film before stretching, and (b) is a resin film. It is the figure which showed after extending | stretching.
図1に示すように、本実施形態に係る樹脂フィルムの製造方法は、柱状樹脂21を、並設された一対の圧延ロール(カレンダーロール)11,12の幅方向TDの中央部(中心部)11a,12bに挟み込んで、圧延することにより樹脂フィルム22を製造するものである。
As shown in FIG. 1, the resin film manufacturing method according to the present embodiment uses a
まず、圧延加工を行うための柱状樹脂21を製造する。具体的には、ポリテトラフルオロエチレンのファインパウダー(未焼成)を潤滑助剤と共に混練して均一にペースト状とし、それを押出し成形等により柱状樹脂(丸棒状のビード)を製造する。
First, the
次に、図1(a)に示すように、柱状樹脂21を、対向して並設された一対の圧延ロール11,12の中央部11a,12aに挟み込んで、圧延ロール11,12により柱状樹脂21を加圧しながら回転させる。これにより、柱状樹脂21は、圧延されながら、流れ方向MD(柱状樹脂21及び樹脂フィルム22の搬送方向(加工方向))に送られる。
Next, as shown in FIG. 1 (a), the
このとき、一対の圧延ロールとして、圧延ロールの幅方向の中央部から少なくとも一方の端部に向かって小径となった圧延ロールを用いる。本実施形態では、図1(a)に示すように、上側の圧延ロール11が、中央部11aから両端部11b,11bに向かって小径となっており、下側の圧延ロール12も、上側の圧延ロール11と同じように、中央部12aから両端部12b,12bに向かって小径となっている。より好ましくは、上側の圧延ロール11と下側の圧延ロール12は同形状であり、それぞれの圧延ロール11,12は、流れ方向MDに沿った圧延ロールの中心軸に対して、対称な形状となっている。
At this time, as the pair of rolling rolls, rolling rolls having a smaller diameter from the central portion in the width direction of the rolling roll toward at least one end portion are used. In this embodiment, as shown to Fig.1 (a), the upper
このような圧延ロール11,12を用いて、圧延時の樹脂フィルム22の幅方向の中央部22aの厚さに対してその両端部22bの厚さが厚くなるように、加圧力、搬送速度(圧延ロールの回転速度)等を調整して、柱状樹脂21を圧延する。
By using such rolling rolls 11 and 12, the pressing force and the conveyance speed (in such a manner that the thickness of the both
本実施形態では、圧延ロール11,12のロール径を、幅方向に沿って、中央部11a,12aから両端部11b,12bに向かって単調減少させたので、中央部11a,12aから両端部11b,12bに向かうに従って、圧延ロール11,12の間のギャップが大きくなる。これにより、柱状樹脂21の幅方向の流動抵抗が低下し、圧延時における幅方向TDに(圧延ロールの中央部から幅方向の両端部に向かって)、樹脂の流動が促進される。この結果、図1(b)に示すように、流れ方向MDに分子の配向が偏ることがなく、得られた樹脂フィルム22は、分子の配向異方性が低くなる。
In the present embodiment, the roll diameters of the rolling rolls 11 and 12 are monotonously decreased from the
これと同時に、図1(c)に示すように、樹脂フィルム22の幅方向TDの中央部22aに比べて、幅方向TDの両端部22b,22bの膜厚が厚くなるように圧延したので、図2(a)に示すように、樹脂フィルム22の延伸時においてクリップ50により把持した部分の薄肉化を抑制し、ネックインを低減することができる。また、延伸前樹脂フィルム22の配向異方性が小さくなったことで、把持した部分における、延伸時における応力集中による樹脂フィルム22の裂け(流れ方向(加工方向)MDに沿った裂け)・穴開きを抑制することができる。この結果として、図2(b)に示すように、樹脂フィルム22は、均一に延伸され、燃料電池の高分子電解質膜に好適な多孔質補強材を得ることができる。
At the same time, as shown in FIG. 1 (c), compared to the
図3は、第二実施形態に係る樹脂フィルムの製造方法を説明するための図であり、(a)は、樹脂フィルムの製造方法を説明するための図であり、(b)は、樹脂フィルムの上側面から見た分子の配向のイメージ図であり、(c)は、樹脂フィルムの断面図である。図3(a)に示すように、本実施形態に係る樹脂フィルムの製造方法が、第一実施形態に係る樹脂フィルムの製造方法と相違する点は、異なる形状の圧延ロールを用いた点である。 FIG. 3 is a diagram for explaining a method for producing a resin film according to the second embodiment, (a) is a diagram for explaining a method for producing a resin film, and (b) is a resin film. It is an image figure of the orientation of the molecule | numerator seen from the upper surface, (c) is sectional drawing of a resin film. As shown to Fig.3 (a), the point from which the manufacturing method of the resin film which concerns on this embodiment differs from the manufacturing method of the resin film which concerns on 1st embodiment is the point which used the roll roll of a different shape. .
具体的には、図3(a)に示すように、一対の圧延ロールのうち上側の圧延ロール31は、幅方向の中央部31aから一方側の端部31bに向かって小径となっており、中央部31aから他方側の端部31cまでのロール径は同じである。一方、図3(a)に示すように、一対の圧延ロールのうち下側の圧延ロール32は、幅方向の中央部32aから他方側の端部32bに向かって小径となっており、中央部32aから他方側の端部31cまでのロール径は同じである。より好ましくは、下側の圧延ロール32は、上側の圧延ロール31と同形状の圧延ロールである。
Specifically, as shown in FIG. 3A, the upper rolling
このような一対の圧延ロール31,32の幅方向の中央部31a,32aに、柱状樹脂41を挟み込んで、樹脂フィルム42の幅方向の中央部42aの厚さに対してその両端部42bの厚さが厚くなるように圧延する。すなわち、上側の圧延ロール31が、中央部31aから一方側の端部31bに向かって小径となることにより、一方側の圧延ロール間にもギャップが幅方向に大きくなり、圧延時において、柱状樹脂41が圧延ロール間において一方側の幅方向に流動し易くなる。また、下側の圧延ロール32は、中央部32aから他方側の端部32bに向かって小径となることにより、他方側の圧延ロール間にもギャップが幅方向に大きくなり、圧延時において、柱状樹脂41が他方側の幅方向に流動し易くなる。これにより、圧延時において、柱状樹脂41は圧延ロール間において、圧延ロールの中央部31a,32aから両端部に向かって流動し易くなる。
The
このようにして、図3(b)に示すように、圧延時において流れ方向MDに分子の配向が偏ることがなく幅方向TDの配向が促進されることで、得られた樹脂フィルム42は、樹脂の分子の配向異方性が低くなる。これと同時に、図3(c)に示すように、樹脂フィルム42の中央部42aに比べて、幅方向TDの両端部42b,42bの膜厚が厚くなるように圧延したので、延伸時における樹脂フィルム42の局所的な薄肉化を抑制し、把持した部分のネックインを低減することができる。また、延伸前の樹脂フィルム42の配向異方性が小さくなったことで、樹脂フィルム42の裂け・穴開きを抑制することができる。この結果として、樹脂フィルム22は、均一に延伸され、燃料電池の高分子電解質膜に好適な多孔質補強材を得ることができる。
In this way, as shown in FIG. 3B, the orientation of the molecules in the flow direction MD is not biased in the flow direction MD during rolling, and the orientation in the width direction TD is promoted. The orientation anisotropy of the resin molecules is lowered. At the same time, as shown in FIG. 3 (c), the rolling is performed so that the film thickness of both
以下に本発明を実施例により説明する。
[実施例1]
樹脂フィルム(樹脂テープ)の成膜方法として、一般的に知られている粒子融着法により、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の樹脂フィルムを製作した。具体的には、まず、PTFEのファインパウダー(未焼成)に20質量%の液状潤滑材のナフサを均一に分散させ、その混合物を圧縮予備成形した。次に、これを円柱状(紐状ビード)に押出成形し、この紐状ビードを、一対の金属製の圧延ロールの幅方向中央部に挟み込んで、圧延することにより、厚さ約300μmの樹脂状フィルムを製作した。
Hereinafter, the present invention will be described by way of examples.
[Example 1]
As a method for forming a resin film (resin tape), a polytetrafluoroethylene (PTFE) resin film was produced by a generally known particle fusion method. Specifically, first, 20% by mass of a liquid lubricant naphtha was uniformly dispersed in PTFE fine powder (unfired), and the mixture was compression-preformed. Next, this is extruded into a cylindrical shape (string-shaped bead), and the string-shaped bead is sandwiched between the center portions in the width direction of a pair of metal rolling rolls and rolled to obtain a resin having a thickness of about 300 μm. A film was made.
ここで、金属製の圧延ロールとして、第一実施形態において示した一対の圧延ロールを用いた。具体的には、中央部の直径が300mm、ロール両端の直径が280mmで、中央部から端部に向かって、小径となる形状の圧延ロールを用いて、圧延荷重20t、圧延速度 2m/minで圧延をした。 Here, the pair of rolling rolls shown in the first embodiment were used as the metal rolling rolls. Specifically, the diameter of the central part is 300 mm, the diameters of both ends of the roll are 280 mm, and a rolling roll having a shape having a smaller diameter from the central part to the end part is used, with a rolling load of 20 t and a rolling speed of 2 m / min. Rolled.
ここで、幅方向の樹脂流れ性を評価する目的として、得られた樹脂フィルムの幅及び幅方向の膜厚分布を測定した。さらに、樹脂フィルムの面内誘電率を測定し、誘電率の大小を比較することにより、分子の配向異方性(MOR)を測定した。MORは、配向異方性の指標であり、王子計測器製MOA−3012で求められる。MOR値が大きいほど、異方性が大きいことを示し、MOR値が1のときは等方性を示す。これらの結果を表1に示す。ここでは、誘電率が高い方が、配向異方性が高い傾向にある。 Here, for the purpose of evaluating the resin flowability in the width direction, the width and film thickness distribution in the width direction of the obtained resin film were measured. Furthermore, the in-plane dielectric constant of the resin film was measured, and the molecular anisotropy (MOR) was measured by comparing the magnitude of the dielectric constant. MOR is an index of orientation anisotropy and is determined by MOA-3012 manufactured by Oji Scientific Instruments. The larger the MOR value, the larger the anisotropy. When the MOR value is 1, the isotropic property is shown. These results are shown in Table 1. Here, the higher the dielectric constant, the higher the orientation anisotropy.
さらに、延伸性を確認するために、上記の如くして製作した樹脂フィルムを複数準備して、図2に示すように、二軸延伸により把持部の穴開き、延伸後の外観を評価した。この結果を表1に示す。なお、燃料電池の電解質の補強材として使用することを判断基準として把持部の穴開き判断として、◎:きわめて良好、○:良好、×:不良、厚さムラの判断…良好○、やや不良△の判断結果を合わせて示した。 Furthermore, in order to confirm stretchability, a plurality of resin films produced as described above were prepared, and as shown in FIG. 2, the gripping part was opened by biaxial stretching, and the appearance after stretching was evaluated. The results are shown in Table 1. In addition, as a criterion for use as a fuel cell electrolyte reinforcing material, ◎: very good, ○: good, ×: bad, thickness unevenness judgment… good ○, slightly bad △ The judgment results were also shown.
[実施例2]
実施例1と同じようにして、樹脂フィルムの製造を行った。実施例1と相違する点は、1対の圧延ロールとして、中央部の直径が300mm、ロール両端の直径が250mmで、幅方向の中央部から端部に向かって、小径となる形状の圧延ロールを用いた点である。そして、実施例2と同じようにして、樹脂フィルムのフィルム幅、分子の配向異方性、膜厚分布、延伸性を評価した。この結果を、表1に示す。
[Example 2]
In the same manner as in Example 1, a resin film was produced. The difference from Example 1 is that, as a pair of rolling rolls, the diameter of the central portion is 300 mm, the diameter of both ends of the roll is 250 mm, and the rolling roll has a shape that becomes smaller in diameter from the central portion to the end in the width direction. It is a point using. And it carried out similarly to Example 2, and evaluated the film width of the resin film, the molecular orientation anisotropy, the film thickness distribution, and the drawability. The results are shown in Table 1.
[実施例3]
実施例1と同じようにして、樹脂フィルムの製造を行った。実施例1と相違する点は、1対の圧延ロールとして、幅方向中央部の直径が300mm、ロール片側幅の直径が260mmで、他方の片側端が300mmの直径となるように、片方のみ直径化するロールを用いた点である。そして、実施例1と同じようにして、樹脂フィルムのフィルム幅、分子の配向異方性、膜厚分布、延伸性を評価した。この結果を、表1に示す。
[Example 3]
In the same manner as in Example 1, a resin film was produced. The difference from Example 1 is that, as a pair of rolling rolls, the diameter in the center in the width direction is 300 mm, the diameter in the width on one side of the roll is 260 mm, and the diameter on one side is 300 mm on the other side. It is a point using a roll to be converted. And it carried out similarly to Example 1, and evaluated the film width of the resin film, the molecular orientation anisotropy, the film thickness distribution, and the drawability. The results are shown in Table 1.
[比較例1]
実施例1と同じようにして、樹脂フィルムの製造を行った。実施例1と相違する点は、1対の圧延ロールとして、幅方向中央部の直径が300mm、ロール両端の直径が300mmで、中央部から端部に向かって、ロール径の変化のない形状の圧延ロールを用いた点である。そして、実施例1と同じようにして、樹脂フィルムのフィルム幅、分子の配向異方性、膜厚分布、延伸性を評価した。この結果を、表1に示す。
[Comparative Example 1]
In the same manner as in Example 1, a resin film was produced. The difference from Example 1 is that the diameter of the center part in the width direction is 300 mm and the diameter of both ends of the roll is 300 mm as a pair of rolling rolls, and the roll diameter does not change from the center part to the end part. This is a point using a rolling roll. And it carried out similarly to Example 1, and evaluated the film width of the resin film, the molecular orientation anisotropy, the film thickness distribution, and the drawability. The results are shown in Table 1.
[結果及び考察]
比較例1では、幅方向の樹脂流動性が低いため、配向異方性が高いと共に、樹脂フィルムの端部が薄肉化してしまい、延伸時に、クリップで把持した部分の近傍に応力集中がし易く、フィルムの穴開き、薄肉化が発生することがあった。
[Results and discussion]
In Comparative Example 1, since the resin fluidity in the width direction is low, the orientation anisotropy is high, and the end of the resin film is thinned, and stress is easily concentrated in the vicinity of the portion gripped by the clip during stretching. In some cases, film perforation and thinning occurred.
実施例1〜3では、中央部から端部に向かってロール径を小さくしたことで、幅方向の樹脂流動性が促進され(樹脂の分子の配向性が促進され)、この結果として、配向異方性が低減された。また、実施例2の結果からも明らかなように、他の実施例に比べて、実施例2に用いた圧延ロールは、中央部から端部へのロール径の減少率をより大きくしたので、幅方向の樹脂の分子の配向性がさらに促進されると共に、樹脂フィルムの中央部に比べて、幅方向の樹脂フィルムの端部が厚肉化したと考えられる。 In Examples 1 to 3, by reducing the roll diameter from the center to the end, the resin fluidity in the width direction is promoted (the orientation of the resin molecules is promoted). The directionality was reduced. Further, as is clear from the results of Example 2, the rolling roll used in Example 2 has a larger reduction rate of the roll diameter from the central part to the end part than the other examples. It is considered that the molecular orientation of the resin in the width direction is further promoted, and the end portion of the resin film in the width direction is thicker than the central portion of the resin film.
実施例1〜3及び比較例1の樹脂フィルムの延伸の結果、これらの樹脂フィルムから多孔質の樹脂フィルムが得られた。また、延伸性においては、特に、実施例1〜3は、端部が厚肉化したため、穴開きは発生せず、特に、実施例2の樹脂フィルムは、把持部近傍において、多孔質補強材の薄肉化も低減された。 As a result of stretching of the resin films of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, porous resin films were obtained from these resin films. Further, in terms of stretchability, particularly in Examples 1 to 3, since the end portion was thickened, no hole was generated, and in particular, the resin film of Example 2 was a porous reinforcing material in the vicinity of the gripping portion. The thinning was also reduced.
11:上側の圧延ロール、11a:中央部、11b:端部、12:下側の圧延ロール、12a:中央部、12b:端部、21:柱状樹脂、22:樹脂フィルム、22a:中央部、22b:端部、31:上側の圧延ロール、31a:中央部、31b:端部、32:下側の圧延ロール、32a:中央部、32b:端部、41:柱状樹脂、42:樹脂フィルム、42a:中央部、42b:端部 11: Upper rolling roll, 11a: Central part, 11b: End part, 12: Lower rolling roll, 12a: Central part, 12b: End part, 21: Columnar resin, 22: Resin film, 22a: Central part, 22b: end, 31: upper rolling roll, 31a: center, 31b: end, 32: lower rolling roll, 32a: center, 32b: end, 41: columnar resin, 42: resin film, 42a: center portion, 42b: end portion
Claims (4)
前記一対の圧延ロールとして、前記中央部から少なくとも一方の端部に向かって小径となった圧延ロールを用いて、前記樹脂フィルムの中央部の厚さに対してその両端部の厚さが厚くなるように、前記柱状樹脂を圧延することを特徴とする樹脂フィルムの製造方法。 A method for producing a resin film by sandwiching and rolling a columnar resin in the center in the width direction of a pair of rolling rolls arranged side by side,
As the pair of rolling rolls, using a rolling roll having a small diameter from the central portion toward at least one end, the thickness of both ends of the resin film is thicker than the thickness of the central portion of the resin film. Thus, the method for producing a resin film, comprising rolling the columnar resin.
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