JP6337816B2

JP6337816B2 - 第１のロール材と第２のロール材との継ぎ合わせ方法

Info

Publication number: JP6337816B2
Application number: JP2015058892A
Authority: JP
Inventors: 浅井　達也; 達也浅井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-03-23
Filing date: 2015-03-23
Publication date: 2018-06-06
Anticipated expiration: 2035-03-23
Also published as: JP2016175768A

Description

本発明は、第１のロール材と第２のロール材との継ぎ合わせ方法に関する。

従来より、ロール状に巻かれているロール材を、搬送し、一定の連続処理を行う製造方式（ロールトゥロール方式）が知られている。ロールトゥロール方式では、ロール材に巻かれている巻き分量が残り少なくなると、さらなる連続稼動のため、稼働中のロール材（旧ロール材）を、巻き分量が十分な新たなロール材（新ロール材）に交換する必要がある。

図１は、それぞれ一層の新旧ロール材を継ぎ合わせる態様を示す図である。図１（Ａ）において、新ロール材１０の面であり旧ロール材２０と接する面に、両面テープ３０を設ける態様が示されている。この状態において、新ロール材１０と旧ロール材２０とを押圧することにより、図１（Ｂ）に示すように、新ロール材１０と旧ロール材２０とが両面テープ３０により接着する。

しかし、ロール材が多層の場合、その後の工程において不具合が発生する場合がある。

図２は、それぞれ二層の新旧ロール材を継ぎ合わせる態様を示す図である。新ロール材１０Ａは、層１２Ａと層１４Ａとから形成されている。旧ロール材２０Ａは、層２２Ａと層２４Ａとから形成されている。図２（Ａ）において、新ロール材１０Ａの面であり旧ロール材２０Ａと接する面に、両面テープ３０Ａを設ける態様が示されている。この状態において、新ロール材１０Ａと旧ロール材２０Ａとを押圧することにより、図１（Ｂ）に示すように、新ロール材１０Ａと旧ロール材２０Ａとが両面テープ３０により接着する。

しかし、この後の工程において、層１２Ａと層２２Ａを、層１４Ａと層２４Ａから剥離する工程がある場合、層２４Ａとそれ以外の層（２２Ａ，１２Ａ，１４Ａ）とで剥離する虞があり、このような場合に、これ以降の工程が成り立たなくなる可能性がある。この課題を解決する方法として、特許文献１の技術が開示されている。

図３は、特許文献１における新旧ロール材を継ぎ合わせる態様を示す図である。この技術は、新旧ロール材の各層を階段状に切断した後、新ロール材の各層と、新ロール材の各層に対応する旧ロール材の各層とをそれぞれ面接合させる技術である。この技術では、新ロール材１０Ｂの層１２Ｂと、層１２Ｂと対応する旧ロール材２０Ｂの層２２Ｂとを、両面テープ３２Ｂにより面接合する。新ロール材１０Ｂの層１４Ｂと、層１４Ｂと対応する旧ロール材２０Ｂの層２４Ｂとを、両面テープ３４Ｂにより面接合する。新ロール材１０Ｂの層１６Ｂと、層１６Ｂと対応する旧ロール２０Ｂの層２６Ｂとを、両面テープ３６Ｂにより面接合する。

特開２０１１−０９３６４２号公報

しかし、特許文献１の技術文献では、新ロール材１０Ｂに対応する旧ロール２０Ｂの位置がずれた場合に、意図しない層同士が接合される虞がある。例えば、新ロール材１０Ｂが旧ロール材２０Ｂに対して図面右側にずれた場合、新ロール材１０Ｂの層１６Ｂと、旧ロール２０Ｂの層２４Ｂとが面接合する虞がある。この場合、意図した部分で剥離できない虞がある。

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。
本発明の第１の形態は、
それぞれ２つの層で構成された第１のロール材と第２のロール材との継ぎ合わせ方法であって、
前記第１のロール材と前記第２のロール材とを積み重ねて接着する第１工程と、
前記第２のロール材のうち、前記第１のロール材から最も離れている層を除いて、前記第１のロール材と前記第２のロール材とを裁断する第２工程と、
前記第２のロール材のうち、前記第１のロール材と接する層と、前記第１のロール材のうち、前記第２のロール材から最も離れている層とを接着テープにより接着する第３工程と、
前記第３工程において接着された層と、それ以外の層とを剥離する第４工程と、
を備え、
前記第１工程と、前記第２工程と、前記第３工程と、前記第４工程とを、この順に行う、第１のロール材と第２のロール材との継ぎ合わせ方法である。また、本発明は以下の形態としても実現できる。

（１）本発明の一形態によれば、それぞれ２つ以上の層で構成された第１のロール材と第２のロール材との継ぎ合わせ方法が提供される。この継ぎ合わせ方法は、前記第１のロール材と前記第２のロール材とを積み重ねて接着する第１工程と、前記第２のロール材のうち、前記第１のロール材から最も離れている層を除いて、前記第１のロール材と前記第２のロール材とを裁断する第２工程と、前記第２のロール材のうち、前記第１のロール材と接する層と、前記第１のロール材のうち、前記第２のロール材から最も離れている層とを接着テープにより接着する第３工程と、前記第３工程において接着された層と、それ以外の層とを剥離する第４工程と、を備える。この形態によれば、（ｉ）第１のロール材と第２のロール材とを接着させる部分と、（ｉｉ）第２のロール材のうち、旧ロールと接する層と、第１のロール材のうち、第２のロール材から最も離れている層とを接着する部分との少なくとも一方が、多少ずれたとしても、第３工程において接着された層と、それ以外の層とを剥離できる。

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、継ぎ合わせ方法を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の形態で実現することができる。

それぞれ一層の新旧ロール材を継ぎ合わせる態様を示す図。それぞれ二層の新旧ロール材を継ぎ合わせる態様を示す図。特許文献１における新旧ロール材を継ぎ合わせる態様を示す図。本発明の一実施形態である継ぎ合わせ方法を示すフローチャート。工程Ｐ１００におけるロール材１００、２００の状態を示す図。工程Ｐ１１０におけるロール材１００、２００の状態を示す図。工程Ｐ１２０におけるロール材１００、２００の状態を示す図。工程Ｐ１３０におけるロール材１００、２００の状態を示す図。工程Ｐ１４０におけるロール材１００、２００の状態を示す図。工程Ｐ１５０におけるロール材１００、２００の状態を示す図。

Ａ．実施形態：
図４は、本発明の一実施形態である継ぎ合わせ方法を示すフローチャートである。まず、工程Ｐ１００において、旧ロール材１００の下に、新ロール材２００を配置する。なお、「旧ロール材１００」を「第１のロール材１００」とも呼び、「新ロール材２００」を「第２のロール材」とも呼ぶ。

図５は、工程Ｐ１００における旧ロール材１００と新ロール材２００との状態を示す図である。旧ロール材１００と新ロール材２００は、それぞれ２つ以上の層で構成されている。本実施形態において、旧ロール材１００と新ロール材２００は、それぞれ２つの層で構成されている。旧ロール材１００は、ＭＥＧＡ（Membrane-Electrode-Gas Diffusion Layer Assembly）層１１０と転写用基材１２０とから形成されている。新ロール材２００は、ＭＥＧＡ層２１０と転写用基材２２０とから形成されている。なお、図面右方向が、ロール材１００，２００が搬送される方向である。

ＭＥＧＡ層１１０，２１０は、燃料電池に用いる積層体であり、電解質膜と触媒層とガス拡散層とから構成される積層体である。具体的には、ＭＥＧＡ層１１０，２１０は、転写用基材１２０，２２０と接する側から、順に、触媒層と、電解質膜と、触媒層と、ガス拡散層と、が積層されることにより構成されている。

転写用基材１２０，２２０は、フィルムにより形成されている。本実施形態において、転写用基材１２０，２２０は、フッ素系フィルムにより形成されている。フッ素系フィルムとしては、例えば、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン(４フッ化)）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体）を挙げることができる。

転写用基材１２０、２２０は、ＭＥＧＡ層１１０，２１０と積層される前段階において、ＭＥＧＡ層１１０，２１０と接する面に、触媒が塗布されたカーボン粒子が設けられている。転写用基材１２０、２２０は、ＭＥＧＡ層１１０，２１０と積層された後、熱処理を施されることにより、触媒が塗布されたカーボン粒子がＭＥＧＡ層１１０，２１０へ転写され、ＭＥＧＡ層１１０，２１０の触媒層となる。

工程Ｐ１００において、新ロール材２００の転写用基材２２０の面であり、旧ロール材１００のＭＥＧＡ層１１０と対向する面に、両面テープ３００を設ける。本実施形態において、両面テープ３００は、旧ロール材１００の後端と新ロール材２００の先端とを繋ぎ合せる部材である。本実施形態において、両面テープ３００の接着剤として、アクリル系接着剤が用いられている。ロール材１００，２００が搬送される方向における両面テープ３００の長さは、ロール材１００，２００同士が剥がれることを抑制するため、１０ｍｍ以上とすることが好ましい。

図６は、工程Ｐ１１０における旧ロール材１００と新ロール材２００との状態を示す図である。工程Ｐ１１０（図４参照）は、旧ロール材１００と新ロール材２００とを積み重ねて接着する工程であり、「第１工程」とも呼ぶ。工程Ｐ１１０では、ローラ４００により、旧ロール材１００へ新ロール材２００を押し付けることにより、両面テープ３００を介して、旧ロール材１００と新ロール材２００とを接着する。なお、旧ロール材１００と新ロール材２００とを押し付ける機構としては、ローラに限られず、アキュムレータを用いてもよい。

図７は、工程Ｐ１２０における旧ロール材１００と新ロール材２００との状態を示す図である。工程Ｐ１２０（図４参照）は、新ロール材２００のうち、旧ロール材１００から最も離れている層であるＭＥＧＡ層２１０を除いて、旧ロール材１００と新ロール材２００とを裁断する工程であり、「第２工程」とも呼ぶ。本実施形態において、ロータリーカッター５００と刃受け５１０とを用いて、裁断が行われる。裁断は、図示しない搬送機構を制御することにより、停止した状態において行われる。なお、ロータリーカッターに代えて、アキュムレータを組み合わせた１軸駆動の刃を用いてもよい。図７において、工程Ｐ１２０で裁断された部分を破線で示す。なお、旧ロール材１００の後端を両面テープ３００付近に配置することにより、旧ロール材１００を裁断しなくてもよい。

図８は、工程Ｐ１３０における旧ロール材１００と新ロール材２００との状態を示す図である。工程Ｐ１３０（図４参照）は、旧ロール材１００の裁断された裁断片を取り除く工程である。本実施形態において、図示しないバキューム手段を用いることにより、旧ロール材１００の裁断片を吸引して廃棄する。

図９は、工程Ｐ１４０における旧ロール材１００と新ロール材２００との状態を示す図である。工程Ｐ１４０（図４参照）は、新ロール材２００のうち、旧ロール材１００と接する層である転写用基材２２０と、旧ロール材１００のうち、新ロール材２００と接する層であるＭＥＧＡ層１１０とを接着テープにより接着する工程であり、「第３工程」とも呼ぶ。本実施形態において、まず、片面の接着テープ６００（「箔継ぎテープ」とも呼ぶ）を、転写用基材１２０と転写用基材２２０の上に、またがるように配置する。その後、ローラ４００により、旧ロール材１００へ新ロール材２００を押し付けることにより、旧ロール材１００の転写用基材１２０と新ロール材２００の転写用基材２２０とを、接着テープ６００を用いて接着する。本実施形態において、接着テープ６００の接着剤として、アクリル系接着剤が用いられている。ロール材１００，２００が搬送される方向における接着テープ６００の長さは、ロール材１００，２００同士が剥がれることを抑制するため、１５ｍｍ以上とすることが好ましい。

図１０は、工程Ｐ１５０における旧ロール材１００と新ロール材２００との状態を示す図である。工程Ｐ１５０は、第３工程（工程Ｐ１４０）において接着された層（転写用基材１２０と転写用基材２２０）と、それ以外の層（ＭＥＧＡ層１１０とＭＥＧＡ層２１０）とを剥離する工程であり、「第４工程」とも呼ぶ。以上の工程により、旧ロール材１００と新ロール材２００との継ぎ合わせが完了する。この後、第３工程（工程Ｐ１４０）において接着された層（転写用基材１２０と転写用基材２２０）は、転写用基材を巻き取るための装置へ搬送される。一方、ＭＥＧＡ層１１０とＭＥＧＡ層２１０とは、次の処理を行う装置へ搬送される。

本実施形態における旧ロール材１００と新ロール材２００との継合せ方法によれば、旧ロール材１００の各層（ＭＥＧＡ層１１０、転写用基材１２０）および新ロール材２００の各層（ＭＥＧＡ層２１０、２２０）を、階段状に切断し、旧ロール材１００と新ロール材２００の対応する層をそれぞれ面接合させる態様（図３参照）は取らない。このため、本実施形態における旧ロール材１００と新ロール材２００との継合せ方法によれば、面テープ３００接着位置が多少前後にずれた場合においても、接着不良が起こることを抑制できる。このため、ＭＥＧＡ層同士（１１０，２１０）と転写用基材同士（１２０，２２０）とを剥離できる。また、新ロール材２００のＭＥＧＡ層１１０は裁断されず、旧ロール材１００のＭＥＧＡ層１１０と継ぎ合わせて、次工程へ搬送できる。

本発明は、上述の実施形態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中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、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。

１００…旧ロール材
１１０…ＭＥＧＡ層
１２０…転写用基材
２００…新ロール材
２１０…ＭＥＧＡ層
２２０…転写用基材
３００…両面テープ
４００…ローラ
５００…ロータリーカッター
６００…接着テープ

Claims

それぞれ２つの層で構成された第１のロール材と第２のロール材との継ぎ合わせ方法であって、
前記第１のロール材と前記第２のロール材とを積み重ねて接着する第１工程と、
前記第２のロール材のうち、前記第１のロール材から最も離れている層を除いて、前記第１のロール材と前記第２のロール材とを裁断する第２工程と、
前記第２のロール材のうち、前記第１のロール材と接する層と、前記第１のロール材のうち、前記第２のロール材から最も離れている層とを接着テープにより接着する第３工程と、
前記第３工程において接着された層と、それ以外の層とを剥離する第４工程と、
を備え、
前記第１工程と、前記第２工程と、前記第３工程と、前記第４工程とを、この順に行う、第１のロール材と第２のロール材との継ぎ合わせ方法。