薄膜卷绕用卷芯及使用该卷芯的薄膜卷绕体.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103415456 A (43)申请公布日 2013.11.27 CN 103415456 A *CN103415456A* (21)申请号 201280012859.3 (22)申请日 2012.03.09 2011-054159 2011.03.11 JP B65H 75/10(2006.01) (71)申请人 日东电工株式会社 地址 日本大阪 (72)发明人 能见俊祐 佐柳俊一郎 (74)专利代理机构 中原信达知识产权代理有限 责任公司 11219 代理人 权太白 谢丽娜 (54) 发明名称 薄膜卷绕用卷芯及使用该卷芯的薄膜卷绕体 (57) 摘要 薄膜卷绕用卷芯。

2、 （10） 具有 ： 卷芯主体 （12） ， 具有筒的形状 ； 和多个薄膜支撑部 （14） ， 从卷芯 主体 （12） 的外周面 （12p） 突出。多个支撑部 （14） 在离开卷芯主体 （12） 的外周面 （12p） 的位置支撑 薄膜 （18） 。支撑部 （14） 由海绵、 橡胶、 发泡体等 弹性材料构成， 是半圆柱、 棱柱或中空的半圆柱形 状。在保管过程中卷绕在卷芯 （10） 的薄膜 （18） 即 使收缩， 薄膜 （18） 和卷芯主体 （12） 也不会紧贴。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2013.09.11 (86)PCT申请的申请数据 PCT/JP2012/001。

3、670 2012.03.09 (87)PCT申请的公布数据 WO2012/124305 JA 2012.09.20 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 7 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图7页 (10)申请公布号 CN 103415456 A CN 103415456 A *CN103415456A* 1/1 页 2 1. 一种薄膜卷绕用卷芯， 用于卷绕长薄膜， 其特征在于， 具有 ： 卷芯主体， 具有筒的形状 ； 和 多个薄膜支撑部， 设置在上述卷芯主体的周围， 以能够在离开上述卷芯主体的外周面 的。

4、位置支撑上述薄膜的方式在沿着上述卷芯主体的周向的多个位置分别从上述卷芯主体 的上述外周面突出， 分别由在将上述薄膜卷绕到该卷芯时能够变形的材料构成。 2. 根据权利要求 1 所述的薄膜卷绕用卷芯， 其中， 上述材料是能够弹性变形的材料。 3. 根据权利要求 1 所述的薄膜卷绕用卷芯， 其中， 上述材料包括从由海绵、 橡胶及发泡 体构成的组中选择的至少一个。 4. 根据权利要求 1 所述的薄膜卷绕用卷芯， 其中， 上述薄膜支撑部在上述周向上等间 隔地配置。 5. 根据权利要求 1 所述的薄膜卷绕用卷芯， 其中， 调节上述薄膜支撑部的位置、 上述薄 膜支撑部的个数及上述薄膜支撑部自上述卷芯主体的上。

5、述外周面的突出高度， 以使上述卷 芯主体收容在如下的多边形的内侧 ： 该多边形是在与旋转该卷芯时的旋转轴垂直的截面上 包围所有上述薄膜支撑部的最小面积的多边形。 6. 根据权利要求 1 所述的薄膜卷绕用卷芯， 其中， 上述薄膜支撑部以从上述卷芯主体的一个侧面向另一个侧面延伸的方式设置， 上述薄膜支撑部的长度方向与旋转该卷芯时的旋转轴平行。 7. 根据权利要求 1 所述的薄膜卷绕用卷芯， 其中， 上述薄膜支撑部具有半圆柱、 棱柱或 中空的半圆柱的形状。 8. 根据权利要求 1 所述的薄膜卷绕用卷芯， 其中， 还具有一对轴承部， 其安装在上述卷 芯主体的两端， 用于插入使该卷芯旋转时所使用的轴。 。

6、9. 根据权利要求 8 所述的薄膜卷绕用卷芯， 其中， 由具有轴承孔并且能够相对于上述 卷芯主体装卸的一对凸缘， 构成上述轴承部。 10. 一种薄膜卷绕体， 具有 ： 权利要求 1 所述的薄膜卷绕用卷芯 ； 和 长薄膜， 卷绕在上述薄膜卷绕用卷芯上。 11.根据权利要求10所述的薄膜卷绕体， 其中， 上述薄膜是使用具有T模头的挤压装置 制造的薄膜。 12. 根据权利要求 11 所述的薄膜卷绕体， 其中， 上述薄膜是树脂多孔质膜。 权 利 要 求 书 CN 103415456 A 2 1/5 页 3 薄膜卷绕用卷芯及使用该卷芯的薄膜卷绕体 技术领域 0001 本发明涉及一种薄膜卷绕用卷芯及使用该。

7、卷芯的薄膜卷绕体。 背景技术 0002 长薄膜通过挤压成型等已知的方法制造， 卷绕到圆筒状的卷芯上进行保管以及出 厂。将薄膜卷绕到圆筒状的卷芯上保管时， 存在薄膜产生应变 （变形） 、 对薄膜的抽出造成障 碍的情况。这种问题例如在专利文献 1 中被指出。 0003 专利文献 1 中记载了如下构成的卷芯 ： 防止因卷绕过紧造成的带状物的应变。具 体而言， 使卷芯的外周部和带状物紧贴地在卷芯上卷绕了带状物后， 使卷芯在其径向上缩 小。 并且， 使卷芯在其径向上膨胀以提高卷芯的外周部和带状物的紧贴性后， 将带状物从卷 芯抽出。 0004 现有技术文献 0005 专利文献 0006 专利文献 1 ： 。

8、JP 特开 2009-113877 号公报 （图 5 至图 10） 发明内容 0007 发明要解决的问题 0008 专利文献 1 所述的卷芯具有较复杂的机构， 因此不适于将卷芯上卷绕的薄膜按照 各卷芯提供给客户的业务方式。 0009 本发明的目的在于提供一种对薄膜抽出时的问题可防患于未然的简便的技术。 0010 用于解决问题的手段 0011 即， 本发明提供一种薄膜卷绕用卷芯， 用于卷绕长薄膜， 具有 ： 0012 卷芯主体， 具有筒的形状 ； 和 0013 多个薄膜支撑部， 设置在上述卷芯主体的周围， 以能够在离开上述卷芯主体的外 周面的位置支撑上述薄膜的方式在沿着上述卷芯主体的周向的多个位。

9、置分别从上述卷芯 主体的上述外周面突出， 分别由在将上述薄膜卷绕到该卷芯时能够变形的材料构成。 0014 在另一侧面中， 本发明提供一种薄膜卷绕体， 具有 ： 0015 上述本发明的薄膜卷绕用卷芯 ； 和 0016 长薄膜， 卷绕在上述本发明的薄膜卷绕用卷芯上。 0017 发明效果 0018 根据本申请发明人的见解， 薄膜因以下机理而产生应变。长薄膜虽根据其制造方 法不同而有所不同， 但很多都具有宽度方向上的厚度不均。将这种薄膜卷绕到现有的圆筒 状的卷芯时， 厚的部分相比薄的部分朝外膨胀。这样一来， 张力集中到厚的部分， 所以厚的 部分在长度方向上被拉伸。另一方面， 薄的部分未施加充分的张力，。

10、 因此根据情况不同， 会 产生所谓卷隙 （gapping） 。 “卷隙” 是指在内侧的薄膜和外侧的薄膜之间形成的空间。在卷 芯上卷绕了薄膜后， 在产生收缩的温度环境下保管薄膜时， 产生卷隙的部分为消除卷隙而 说 明 书 CN 103415456 A 3 2/5 页 4 在长度方向收缩。其结果是， 厚的部分和薄的部分之间的应变增加。即， 在厚的部分和薄的 部分之间产生长度方向的长度的不同。 0019 该应变被薄膜所记忆。因此， 薄膜在保持了应变的状态下从卷芯抽出。这样一来， 对厚的部分未施加充分的张力， 厚的部分产生松弛。这一现象在抽出时应施加到薄膜的张 力较小时变得明显。薄膜中产生的松弛是造成。

11、薄膜的传送错误的原因， 降低了使用薄膜的 产品的成品率及薄膜的利用率。 0020 根据本发明， 多个薄膜支撑部设置在卷芯主体的周围。因薄膜支撑部从卷芯主体 的外周面突出， 所以薄膜由薄膜支撑部支撑。因此， 在周向上在彼此相邻的 2 个薄膜支撑部 之间， 可避免薄膜紧贴于卷芯主体。这样一来， 可尽量防止在薄膜中记忆应变。进一步， 薄 膜支撑部由卷绕薄膜时可变形的材料构成。通过薄膜支撑部的变形， 可缓和或抵消薄膜的 厚度不均造成的影响。 0021 如上所述， 根据本发明的卷芯， 可抑制厚度不均造成的应变。因此， 可防止抽出时 薄膜弯曲或松弛。结果在抽出时可使薄膜稳定前行， 大幅降低生产不良 （传送。

12、错误） 的发生 率。也改善了使用薄膜的产品的成品率及薄膜的利用率。 附图说明 0022 图 1 是本发明的实施方式涉及的薄膜卷绕用卷芯的立体图。 0023 图 2 是沿着图 1 所示的卷芯的 II-II 线的横向截面图。 0024 图 3 是使用了图 1 所示的卷芯的薄膜卷绕体的横向截面图。 0025 图 4 是表示薄膜支撑部的优选突出高度的概要图。 0026 图 5A 是变形例涉及的卷芯的横向截面图。 0027 图 5B 是其他变形例涉及的卷芯的横向截面图。 0028 图 5C 是进一步的其他变形例涉及的卷芯的横向截面图。 具体实施方式 0029 以下参照附图说明本发明的实施方式。以下在本说。

13、明书中， 将薄膜卷绕用卷芯简 称为 “卷芯” 。 0030 如图 1 及图 2 所示， 卷芯 10 由卷芯主体 12、 一对轴承部 16 及多个薄膜支撑部 14 构成。如图 3 所示， 薄膜卷绕体 100 具有卷芯 10、 卷绕在卷芯 10 上的长薄膜 18。可使卷芯 10 以旋转轴 O 为中心旋转。旋转轴 O 是通过卷芯主体 12 的中心的轴。 0031 卷芯主体 12 具有筒的形状。例如， 可由两端开口的筒体构成卷芯主体 12。卷芯主 体12的截面形状无特别限定， 可如本实施方式所示是圆形， 也可是多边形。 根据卷芯10， 薄 膜 18 由薄膜支撑部 14 直接支撑。进一步， 如下所述， 。

14、薄膜 18 的厚度不均造成的影响通过 薄膜支撑部 14 抵消。因此， 对卷芯主体 12 并不要求很高的尺寸精度。 0032 卷芯主体 12 的材料无特别限定。可通过树脂、 金属、 陶瓷、 玻璃或它们的组合来做 成卷芯主体 12。将薄膜 18 卷绕到卷芯 10 时， 优选卷芯主体 12 不容易变形。典型地可通过 已知的方法例如注射成型法对聚碳酸酯、 聚丙烯、 聚乙烯、 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、 聚酯 （聚对苯二甲酸乙二醇酯、 聚萘二甲酸乙二醇酯等） 、 聚苯乙烯、 聚氯乙烯等热塑性树脂 进行成型， 从而获得卷芯主体 12。 说 明 书 CN 103415456 A 4 3/5 页 5 00。

15、33 薄膜支撑部 14 是设置在卷芯主体 12 周围的部分， 以能够在离开卷芯主体 12 的外 周面 12p 的位置上支撑薄膜 18 的方式， 在沿着卷芯主体 12 的圆周方向的多个位置上分别 从卷芯主体12的外周面12p向半径方向外侧单独突出。 通过薄膜支撑部14， 在圆周方向上 互相相邻的薄膜支撑部14之间， 可避免薄膜18紧贴于卷芯主体12。 这样一来， 可防止应变 记忆到薄膜 18 中。 0034 薄膜支撑部 14 由在将薄膜 18 卷绕在卷芯 10 时可变形的材料构成。在本实施方 式中， 薄膜支撑部 14 由可弹性变形的材料构成。当薄膜支撑部 14 可弹性变形时， 可使薄膜 支撑部 。

16、14 和薄膜 18 之间产生充分的摩擦力。因此， 在抽出薄膜 18 时及卷绕薄膜 18 时， 可 防止卷芯 10 空转。并且， 因薄膜支撑部 14 具有适度的弹性或缓冲性， 从而可更有效地缓和 或抵消薄膜 18 的厚度不均造成的影响。 0035 典型地， 可将从由海绵、 橡胶及发泡体构成的组中选择的至少一个材料作为薄膜 支撑部 14 的材料使用。这些材料均可廉价获得， 加工也容易。并且， 通过这些材料， 在薄膜 18和薄膜支撑部14之间也可产生充分的摩擦力。 例如， 聚氨酯泡沫平衡性良好地具有上述 特性， 因此优选作为薄膜支撑部 14 的材料。作为具有适度反弹性的材料， 例如是天然橡胶、 丁腈。

17、橡胶、 有机硅橡胶及它们的发泡体。此外， 也可使用聚乙烯、 EVA（乙烯 - 醋酸乙烯共聚 物） 、 EPDM（三元乙丙橡胶） 、 氟橡胶及它们的发泡体。薄膜支撑部 14 可通过粘接、 熔接等已 知的方法固定到卷芯主体 12 上。 0036 此外， 薄膜支撑部 14 无需全部由上述材料构成。也可是薄膜支撑部 14 的一部分、 例如仅与薄膜 18 接触的部分由上述材料构成。 0037 在本实施方式中， 薄膜支撑部 14 在卷芯主体 12 的周向上等间隔 （等角度间隔） 地 配置。薄膜支撑部 14 在周向上等间隔地配置时， 在薄膜 18 的长度方向上， 施加到薄膜 18 的负荷的均匀性提高。这有助。

18、于抑制应变。 0038 如图 4 中虚线所示， 在与旋转轴 O 垂直的截面上， 规定包围所有薄膜支撑部 14 的 最小面积的虚拟的多边形 PL。可调节薄膜支撑部 14 的位置、 薄膜支撑部 14 的个数及薄膜 支撑部 14 自卷芯主体 12 的外周面 12a 的突出高度 h， 以使卷芯主体 12 收容在该多边形 PL 的内侧。当满足这一要件时， 可避免薄膜 18 被强力推压到卷芯主体 12 上。例如， 图 5A 所 示的卷芯 10A 具有在周向的 8 处等间隔设置的薄膜支撑部 14。 0039 并且， 薄膜支撑部14以从卷芯主体12的一个侧面向另一个侧面延伸的形式设置。 薄膜支撑部 14 的长。

19、度方向与旋转卷芯 10 时的旋转轴 O 平行， 与薄膜 18 的长度方向垂直。 根据该构成， 在薄膜 18 的宽度方向上， 可对薄膜 18 施加均匀的支撑力。 0040 在本实施方式中， 薄膜支撑部 14 具有半圆柱的形状。这样一来， 能够适度地以较 大的面来支撑薄膜 18。这从防止薄膜 18 上产生局部变形的观点来说较为优选。并且， 图 5B 所示的卷芯 10B 具有中空的半圆柱形状的薄膜支撑部 24。图 5C 所示的卷芯 10C 具有棱 柱形状的薄膜支撑部 34。这些薄膜支撑部 24 及 34 均作为起到与薄膜支撑部 14 相同作用 的部件而被优选使用。尤其是， 如图 5B 所示， 具有中。

20、空构造的薄膜支撑部 24 可容易地弹性 变形， 因此可充分期待其缓和或抵消薄膜 18 的厚度不均的影响的效果。此外， 在和旋转轴 O 垂直的截面上， 薄膜支撑部 14 或 24 的外周面具有比卷芯主体 12 的外周面 12p 的曲率小 的曲率。 0041 轴承部 16 安装在卷芯主体 12 的两个侧面上， 是用于插入使卷芯 10 旋转时所使用 说 明 书 CN 103415456 A 5 4/5 页 6 的轴 （未图示） 的部分。通过轴承部 16， 可使卷芯 10 顺畅地旋转。轴承部 16 具有和卷芯主 体 12 相同的外形。但是， 轴承部 16 具有比卷芯主体 12 的直径大的直径。即， 轴。

21、承部 16 也 可延伸到卷芯主体 12 外。 0042 在本实施方式中， 由具有轴承孔16h的圆板状的凸缘构成轴承部16。 轴承部16可 与卷芯主体 12 一体化， 也可相对卷芯主体 12 装卸。前者的情况下， 可通过熔接、 粘接等已 知的方法使轴承部 16 和卷芯主体 12 一体化。后者的情况下， 可设置卷芯主体 12 和轴承部 16 的嵌合构造。当轴承部 16 可装卸时， 可使一对轴承部 16 通用于多个卷芯 10， 因此可降 低卷芯 10 的成本。并且， 如交货给客户从薄膜卷绕体 100 卸下了轴承部 16 的产品， 则也可 因轻量化而有望降低运输成本。当然， 轴承部 16 不是必须的，。

22、 也可将轴直接插入到卷芯主 体 12 并使卷芯 10 旋转。 0043 此外， 本说明书中的 “轴承部 16” 正确来讲也可能不具有支撑轴的功能。 “轴承部” 这一词语以 “具有用于将卷芯 10 设置于轴上的贯通孔 （轴承孔 16h） 的部分” 的含义来使用。 0044 本实施方式的卷芯 10 不具有机械性可动部， 因此可低成本地制造。 0045 如图 3 所示， 薄膜卷绕体 100 在和旋转轴 O 垂直的截面上 （或俯视下） ， 整体具有多 边形的形状， 典型地具有正多边形的形状。在薄膜卷绕体 100 中， 在卷芯主体 12 的外周面 12p 和薄膜 18 之间形成有空隙 SH。卷芯 10 。

23、上卷绕的薄膜 18 中未被薄膜支撑部 14 支撑的 部分朝向卷芯主体 12 稍稍松弛。在该状态下， 薄膜 18 可从卷芯主体 12 完全离开， 也可以 使薄膜 18 以不会大幅损失抑制应变的效果的程度与外周面 12p 接触。 0046 卷芯 10 上应卷绕的薄膜 18 的材料、 构造及尺寸无特别限定。但是， 在本质上存在 厚度不均的薄膜的卷绕中使用本实施方式的卷芯 10 时， 可获得非常高的应变抑制效果。例 如， 使用具有 T 模头的挤压装置制造的薄膜， 无论测量长度方向的哪个部分， 均在宽度方向 上具有大致一定的厚度分布。例如， 假设在宽度方向的一端部和另一端部之间存在 1m 左 右的厚度差。

24、。将该薄膜卷绕 1000 圈到现有的圆筒状的卷芯时， 在薄膜卷绕体上在一端部和 另一端部之间产生约 2mm 的直径差。因此， 即使是很小的厚度不均， 如果卷绕圈数增加， 则 薄膜卷绕体的直径差扩大， 厚度不均造成的应变会被薄膜记忆， 在抽出时产生问题 （典型地 是传送错误） 的概率增大。 0047 并且， 在一旦记忆应变后就难以去除应变的薄膜的卷绕中， 本实施方式的卷芯 10 尤其能发挥作用。这种薄膜具有柔软性， 典型地具有微米级 （例如 2 至 100m） 的厚度。 0048 一般情况下， 存在厚度不均的薄膜本身很少出现大幅左右最终产品、 例如二次电 池的质量的情况。 如上所述， 在目标厚度。

25、为20m的薄膜中存在1m左右的厚度不均时， 如果薄膜的其他特性满足标准， 则薄膜厚度的不均对最终产品的质量造成影响的可能性也 较低。如果薄膜切实具有完全均匀的厚度， 则可以预见难以产生厚度不均造成的抽出时的 问题。但是， 薄膜制造方法的改善中， 将 1m 的不均降低到 0.1m 是极为困难的， 并 不现实。根据本发明， 替代薄膜自身的改善， 而改善卷芯， 从而可防止因厚度不均造成的问 题的产生。 0049 作为使用具有 T 模头的挤压装置制造的薄膜的例子， 包括树脂多孔质膜。作为树 脂多孔质膜， 包括由聚烯烃、 氟树脂、 聚氨酯、 聚酰胺、 聚酯、 聚酰亚胺、 聚酰胺酰亚胺、 环氧 化合物等形。

26、成的多孔质膜。作为聚烯烃例如包括聚乙烯、 聚丙烯。作为氟树脂例如包括聚 四氟乙烯。聚酰亚胺、 聚酰胺酰亚胺、 环氧化合物等形成的多孔质膜可以是热固化膜。这些 说 明 书 CN 103415456 A 6 5/5 页 7 树脂多孔质膜在电化学元件的隔膜、 防水通气膜、 吸尘过滤器、 低介电性的基材等用途中可 广泛使用。 0050 并且， 薄膜 18 可具有粘接层， 也可不具有粘接层。但是， 更适合作为本实施方式的 卷芯 10 的使用对象的是不具有粘接层的薄膜。具有粘接层的薄膜一般在将粘接的薄膜暂 时剥离时需要较强的张力， 因此即使应变多少残留在薄膜中， 造成传送错误的可能性也较 小。与之相对， 。

27、不具有粘接层的薄膜， 具体而言是正面及反面两者具有滑动性的薄膜中， 时 常以低张力且高速地被抽出使用。抽出速度越快， 传送错误产生的概率越大。因此， 作为不 具有粘接层的薄膜的卷芯， 尤其优选使用本实施方式的卷芯 10。 说 明 书 CN 103415456 A 7 1/7 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 103415456 A 8 2/7 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 103415456 A 9 3/7 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 103415456 A 10 4/7 页 11 图 4 说 明 书 附 图 CN 103415456 A 11 5/7 页 12 图 5A 说 明 书 附 图 CN 103415456 A 12 6/7 页 13 图 5B 说 明 书 附 图 CN 103415456 A 13 7/7 页 14 图 5C 说 明 书 附 图 CN 103415456 A 14 。