JP2016108096A - 膜の継ぎ合わせ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】膜の両面から容易にテープを貼り付けることができる継ぎ合わせ方法の提供。【解決手段】移動式支持部材４４０は、表側における旧膜１１０ａと新膜１１０ｂとの切断面に表側テープ４５０を貼り付ける工程において、コの字形状を有する台４１０の空隙４１３を埋め合わせるようにして旧膜１１０ａと新膜１１０ｂとを裏側から支持する。その後、移動式支持部材４４０は、旧膜１１０ａと新膜１１０ｂとを台４１０との間に挟み込むように、台４１０の表側に固定される。その後、台４１０の空隙４１３を利用して、裏側から裏側テープを貼り付ける。【選択図】図１８

Description

本発明は、膜の継ぎ合わせに関する。

ニット素材などの膜を連続して供給するために、旧膜と新膜のそれぞれの端部を作業台の上にセットして、テープを貼り付けることで継ぎ合わせる方法が知られている（特許文献１）。

特開２０１１−１３１９８１号公報

上記先行技術の場合、テープの貼り合わせを作業台の上で実施するため、片面にしか貼り付けることができない。本願発明は、上記先行技術を踏まえ、膜の両面から容易にテープを貼り付けることができる継ぎ合わせ方法の提供を解決課題とする。

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、以下の形態として実現できる。

本発明の一形態によれば、第１のロールから繰り出された膜である旧膜と、第２のロールから繰り出された膜である新膜とを継ぎ合わせる際に；前記旧膜と前記新膜との継ぎ合わせ面の上流側に設けられた第１の支持部と；前記旧膜と前記新膜との継ぎ合わせ面の下流側に設けられた第２の支持部と；前記第１の支持部と第２の支持部との間に設けられた空隙と、を有する台座により前記旧膜、及び前記新膜を固定し、前記旧膜の終端と、前記新膜の始端とを継ぎ合わせる方法が提供される。この方法は；前記台座上で前記旧膜、及び前記新膜の少なくとも一部を重ね合わせる工程と；前記重ね合わされた旧膜及び新膜を積層方向に切断し、前記旧膜及び前記新膜の切断面を合わせる工程と；前記台座の空隙に前記旧膜及び前記新膜を支持する支持部材を配置する工程と；前記支持部材により前記旧膜及び前記新膜の一方の面を支持し、他方の面にテープを貼り付ける工程と；前記支持部材を空隙から取り出す工程と；前記取り出された支持部材により前記旧膜及び前記新膜の他方面を支持し、一方面にテープを貼り付ける工程と、を備える。

この形態によれば、表側に固定した移動式支持部材を取り外して裏側に固定することで、１つの移動式支持部材で膜の両面を順に固定することができる。ひいては、膜の継ぎ合わせに用いる部品点数を削減しつつ、テープの貼り付けを確実に実行できる。

転写装置の概略構成図。 ロールが消尽した際に転写を停止させている様子を示す図。 ロールの段替によって転写が再開した様子を示す図。 膜継台の主要部を示す斜視図。 旧膜が膜継台を通過する様子を示す図。 旧膜の終端を配置する工程の様子を示す図。 新膜の始端を膜継台に固定する工程の様子を示す図。 新膜の始端を膜継台に固定する工程の様子を示す図。 旧膜と新膜とを切断する工程の様子を示す図。 旧膜と新膜とを切断する工程の様子を示す図。 切断された部位を除去する工程の様子を示す図。 支持部材を台の裏側に固定する工程の様子を示す図。 支持部材を台の裏側に固定する工程の様子を示す図。 支持部材を台の裏側に固定する工程の様子を示す図。 表側テープによって旧膜と新膜とを継ぎ合わせる工程の様子を示す図。 表側テープによって旧膜と新膜とを継ぎ合わせる工程の様子を示す図。 支持部材を台の表側に固定する工程の様子を示す図。 支持部材を台の表側に固定する工程の様子を示す図。 裏側テープによって旧膜と新膜とを継ぎ合わせる工程の様子を示す図。 裏側テープによって旧膜と新膜とを継ぎ合わせる工程の様子を示す図。 旧膜と新膜との継ぎ合わせが完了した様子を示す図。 継ぎ合わせが完了した旧膜と新膜とを示す斜視図。 継ぎ合わせ面がバックシートの剥離工程を通過した様子を示す図。 比較例の手法によって継ぎ合わせが完了した様子を示す図。 別の比較例によって継ぎ合わせが完了した様子を示す図。 比較例による製造不良を説明するための図。

図１は、転写装置３０の概略構成を示す。転写装置３０は、電解質膜２１０に、アノード触媒層２２０と、カソード触媒層２３０とを転写するための装置である。両触媒が転写された電解質膜は、燃料電池の製造に用いられる。

以下、転写の手順の概略を説明する。まず、ロール１１１から繰り出した第１の膜１１０に、第２の膜１２０を貼り合わせる。第１の膜１１０は、電解質膜２１０と、バックシート３１０とによる２層構造を有する。バックシート３１０は、電解質膜２１０の剛性を補強するためのものである。

ロール１１１は、回転軸１１２に取り付けられ、第１の膜１１０を繰り出すために回転する。繰り出された第１の膜１１０は、膜継台４００（詳細は後述）を通過した後、第２の膜１２０と貼り合わせられる。

第２の膜１２０は、アノード触媒層２２０と、ダミーシート３２１とによる２層構造を有する。アノード触媒層２２０は、ダミーシート３２１上に薄く塗布されている。

上記の貼り合わせは、ダミーシート３２１がゴムローラ４１に、バックシート３１０が金属ローラ５１に押圧されることで実現される。この貼り合わせによって、第３の膜１３０が形成される。

次に、第３の膜１３０から、ダミーシート剥離ローラ６１によってダミーシート３２１を剥離することによって、第４の膜１４０を形成する。ダミーシート３２１と共に、アノード触媒層２２０の端部も除去される。

さらに、第４の膜１４０から、バックシート剥離ローラ６２によってバックシート３１０を剥離することによって、第５の膜１５０を形成する。第５の膜１５０は、上記から明らかなように、電解質膜２１０にアノード触媒層２２０が転写された２層構造を有する。

続いて、第５の膜１５０を、第６の膜１６０と貼り合わせる。第６の膜１６０は、カソード触媒層２３０と、ダミーシート３２２との２層構造を有する。上記の貼り合わせは、ダミーシート３２２がゴムローラ４２に、アノード触媒層２２０が金属ローラ５２に押圧されることで実現される。この貼り合わせによって、第７の膜１７０が形成される。

この後、図示されていない工程で、第７の膜１７０からダミーシート３２２を剥離することによって、電解質膜２１０にアノード触媒層２２０とカソード触媒層２３０とが転写された構成を得ることができる。

図２は、ロール１１１が消尽した際に、転写を停止させている様子を示す。

図３は、段替によって新たなロール１１１が取り付けられることで、転写が再開した様子を示す。新たなロール１１１が取り付けてから転写を再開する前に、新たなロール１１１から繰り出される第１の膜１１０（以下、新膜１１０ｂという）の始端を、消尽したロール１１１から繰り出された第１の膜１１０（以下、旧膜１１０ａという）の終端とを継ぎ合わせる。この継ぎ合わせに、膜継台４００を利用する。

図４は、膜継台４００の主要部を示す斜視図である。膜継台４００は、台４１０と、ローラ４２１，４２２とを備える。台４１０は、第１の支持部４１１と、第２の支持部４１２とを備える。第１の支持部４１１及び第２の支持部４１２は、コの字の平行棒部分を形成する。第１の支持部４１１及び第２の支持部４１２の間には、空隙４１３が形成される。ここでいう「第１の支持部４１１及び第２の支持部４１２の間」とは、第１の膜１１０の繰り出し方向（Ｚ方向）についての間のことである。

図５は、連続して転写が実行されている間に、旧膜１１０ａが膜継台４００を通過する様子を示す。旧膜１１０ａは、ローラ４２１，４２２それぞれによってテンションが掛けられ、台４１０の上を通過する。

以下、膜継台４００を用いた膜継ぎの工程を説明する。図６は、旧膜１１０ａの終端が空隙４１３よりも上流側（−Ｚ方向）に位置するように、旧膜１１０ａの終端を配置する工程の様子を示す。作業者は、ロール１１１が消尽した後、転写を停止して、図６に示す状態にセットする。

図７，図８は、旧膜１１０ａの終端と新膜１１０ｂの始端とを、膜継台４００に固定する工程の様子を示す。具体的には、作業者は、旧膜１１０ａの終端付近を捲り上げて、新膜１１０ｂの始端を、旧膜１１０ａと第２の支持部４１２との間に差し込み、旧膜１１０ａを元に戻す。これによって、旧膜１１０ａの終端付近と新膜１１０ｂの始端付近とを、空隙４１３を覆うように重ね合わせる。その後、作業者は、旧膜１１０ａと新膜１１０ｂとが第１の支持部４１１上で重ね合わさった部位をマグネット４３１によって固定すると共に、旧膜１１０ａと新膜１１０ｂとが第２の支持部４１２上で重ね合わさった部位をマグネット４３２によって固定する。台４１０は、ステンレス鋼製であるので、マグネット４３１，４３２による固定を利用することができる。

図９，図１０は、旧膜１１０ａと新膜１１０ｂとを切断する工程の様子を示す。作業者は、空隙４１３を利用して、旧膜１１０ａと新膜１１０ｂとをまとめて、はさみで切断する。このような切断方法によると、旧膜１１０ａと新膜１１０ｂとの切断面同士がきれいに揃う。

図１１は、切断された部位を除去する工程の様子を示す。具体的には、作業者は、マグネット４３１を取り外し、旧膜１１０ａの切除された部位を除去する。この除去後、作業者は、マグネット４３１によって、新膜１１０ｂを第１の支持部４１１に固定する。

続いて作業者は、マグネット４３２を取り外し、新膜１１０ｂの切除された部位を除去する。この場合、図１１に示すように旧膜１１０ａを捲り上げてもよいし、旧膜１１０ａを捲り上げずに、切除された部位を引き抜いてもよい。旧膜１１０ａを捲り上げた場合は、作業者は、旧膜１１０ａの捲り上げた部位を元に戻す。その後、マグネット４３２によって旧膜１１０ａを第２の支持部４１２に固定する。

図１２，図１３，図１４は、移動式支持部材４４０を台４１０の裏側に固定する工程の様子を示す。図１３，図１４は、旧膜１１０ａと新膜１１０ｂとの図示を省略している。移動式支持部材４４０は、表側マグネット部４４１を備える。移動式支持部材４４０の固定には、表側マグネット部４４１の磁力を利用する。移動式支持部材４４０が台４１０に固定されると、移動式支持部材４４０の表側支持面４４２が、第１の支持部４１１及び第２の支持部４１２の上面とほぼ同一平面上に配置される。これによって、空隙４１３の大部分が移動式支持部材４４０によって埋め合わせられる。

図１５，図１６は、表側テープ４５０を貼り付ける工程の様子を示す。作業者は、表側支持面４４２による支持を利用して、切断面を表側から覆うように表側テープ４５０を貼り付ける。このような貼り付け方によれば、表側テープ４５０をしっかりと貼り付けることができる。

図１７，図１８は、移動式支持部材４４０を台４１０の表側に固定する工程の様子を示す。具体的には、作業者は、マグネット４３１，４３２と、台４１０の裏側に固定されている移動式支持部材４４０とを取り外す。続いて作業者は、取り外した移動式支持部材４４０を台４１０の表側に固定する。移動式支持部材４４０は、裏側マグネット部４４６を備える。この固定には、裏側マグネット部４４６の磁力を利用する。

図１９，図２０は、裏側テープ４６０を貼り合わせる工程の様子を示す。裏側支持面４４５は、表側テープ４５０と僅かに隙間が空くように配置される。作業者は、裏側支持面４４５による支持を利用して、切断面を裏側から覆うように裏側テープ４６０を貼り付ける。このような貼り付け方によれば、裏側テープ４６０をしっかりと貼り付けることができる。

上記のように、表側テープ４５０と裏側テープ４６０とを容易に貼り付けることができるのは、空隙４１３を有する台４１０と、台４１０の表裏に固定できる移動式支持部材４４０とを利用しているからである。

図２１は、旧膜１１０ａと新膜１１０ｂとの継ぎ合わせが完了した様子を示す。裏側テープ４６０を貼り付けた後、移動式支持部材４４０を取り外すことによって、図２１に示す状態になる。この状態になると、図１等で説明した転写が再開できるようになる。

図２２は、継ぎ合わせが完了した旧膜１１０ａと新膜１１０ｂとを示す斜視図である。旧膜１１０ａと新膜１１０ｂとの境界は、図２２に示すように、表側のバックシート３１０側および裏側の電解質膜２１０側共に直線形状であり、重ね合わせて切断したため、きれいに揃う。このため、表側テープ４５０及び裏側テープ４６０をきれいに貼り合わせることができる。

図２３は、旧膜１１０ａと新膜１１０ｂとの継ぎ合わせ面が、図１と共に説明したバックシート３１０の剥離工程を通過した様子を示す。図２３では、アノード触媒層２２０の図示は省略している。表側テープ４５０の接着力と裏側テープ４６０による接着力とのそれぞれは、電解質膜２１０とバックシート３１０との接着力よりも強く設計されている。これによって、バックシート剥離ローラ６２による剥離工程が円滑に実行できる。

図２４は、比較例の手法によって、継ぎ合わせが完了した様子を示す。この手法は、旧膜１１０ａと新膜１１０ｂと切断せずに、もともとの端面同士を継ぎ合わせるという手法である。もともとの端面は、電解質膜２１０とバックシート３１０とで形状が揃っていないことがある。この手法を採用すると、例えば図２４に示すように、バックシート３１０同士の接合部に空気溜まりができる。空気溜まりは、製造不良の原因になり得る。

図２５は、上記とは別の比較例によって、継ぎ合わせが完了した様子を示す。上記の比較例と異なるのは、空気溜まりに埋没した表側テープ４５０が電解質膜２１０に接着している点である。

図２６は、図２５に示した継ぎ合わせによって引き起こされる製造不良を説明するための図である。先述したように、バックシート３１０の剥離が円滑に実行されるように、表側テープ４５０の接着力は強めに設計されている。よって、図２５に示したように表側テープ４５０が電解質膜２１０に接着すると、図２６に示すように、バックシート剥離ローラ６２によるバックシート３１０の剥離が失敗する場合がある。

先述した実施形態の場合、これまでに説明したように旧膜１１０ａと新膜１１０ｂがきれいに接合されて、接合部付近に空気溜まりが発生しないので、上記２つの比較例のような製造不良の発生を抑制できる。

本発明は、本明細書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、先述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、先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できる。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、削除できる。

３０…転写装置
４１…ゴムローラ
４２…ゴムローラ
５１…金属ローラ
５２…金属ローラ
６１…ダミーシート剥離ローラ
６２…バックシート剥離ローラ
１１０…第１の膜
１１０ａ…旧膜
１１０ｂ…新膜
１１１…ロール
１１２…回転軸
１２０…第２の膜
１３０…第３の膜
１４０…第４の膜
１５０…第５の膜
１６０…第６の膜
１７０…第７の膜
２１０…電解質膜
２２０…アノード触媒層
２３０…カソード触媒層
３１０…バックシート
３２１…ダミーシート
３２２…ダミーシート
４００…膜継台
４１０…台
４１１…第１の支持部
４１２…第２の支持部
４２１…ローラ
４３１…マグネット
４３２…マグネット
４４０…移動式支持部材
４４１…表側マグネット部
４４２…表側支持面
４４５…裏側支持面
４４６…裏側マグネット部
４５０…表側テープ
４６０…裏側テープ

Claims (1)

1. 第１のロールから繰り出された膜である旧膜と、
   第２のロールから繰り出された膜である新膜と、
   前記旧膜と前記新膜とを継ぎ合わせる際に使用する台座と、
   を備え、
   前記台座は、
   前記旧膜と前記新膜との継ぎ合わせ面の上流側に設けられた第１の支持部と、
   前記旧膜と前記新膜との継ぎ合わせ面の下流側に設けられた第２の支持部と、
   前記第１の支持部と第２の支持部との間に設けられた空隙と、
   を有し、
   前記台座により前記旧膜、及び前記新膜を固定し、前記旧膜の終端と、前記新膜の始端とを継ぎ合わせる方法であって、
   前記台座上で前記旧膜、及び前記新膜の少なくとも一部を重ね合わせる工程と、
   前記重ね合わされた旧膜及び新膜を積層方向に切断し、前記旧膜及び前記新膜の切断面を合わせる工程と、
   前記台座の空隙に前記旧膜及び前記新膜を支持する支持部材を配置する工程と、
   前記支持部材により前記旧膜及び前記新膜の一方の面を支持し、他方の面にテープを貼り付ける工程と、
   前記支持部材を空隙から取り出す工程と、
   前記取り出された支持部材により前記旧膜及び前記新膜の他方面を支持し、一方面にテープを貼り付ける工程と、
   を備える、膜の継ぎ合わせ方法。

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