CN107104241B - 膜电极接合体的制造装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在膜电极接合体的制造装置中能够在确保维护空间的同时抑制装置的高度尺寸的布局。该膜电极接合体的制造装置(1)具有吸附辊(10)、多孔质基材供给辊(21)、多孔质基材回收辊(24)、层叠基材供给辊(31)、接合体回收辊(65)、配置在吸附辊(10)的周围的涂敷部(40)以及维护涂敷部(40)的维护空间(80)。多孔质基材供给辊(21)及多孔质基材回收辊(24)与维护空间(80)夹着吸附辊(10)且配置在水平方向彼此相反侧。通过将多孔质基材供给辊(21)和多孔质基材回收辊(24)集中配置在吸附辊(10)的一侧，能够在吸附辊(10)的相反侧确保维护空间(80)。而且，能够抑制制造装置(1)的高度方向的尺寸。

Description

膜电极接合体的制造装置
技术领域
本发明涉及一种一边输送长带状的电解质膜一边在电解质膜的表面形成电极层的膜电极接合体的制造装置。
技术背景
近年来，作为汽车和便携式电话等的驱动电源，燃料电池备受关注。燃料电池是通过燃料中所含的氢(H2)和空气中的氧(O2)的电化学反应产生电能的发电系统。与其他电池相比，燃料电池具有发电效率高且对环境的负荷小的特点。
根据使用的电解质不同，燃料电池存在几种类型。其中之一是，作为电解质使用离子交换膜(电解质膜)的固体高分子型燃料电池(PEFC：Polymer Electrolyte Fuel Cell)。由于固体高分子型燃料电池能够在常温下进行动作并且能够实现小型轻量化，因此，期望应用于汽车、便捷式设备中。
固体高分子型燃料电池通常具有层叠了多个电池(cell)的结构。通过一对隔板(separator)夹入膜电极接合体(Membrane-Electrode-Assembly，MEA)的两侧而构成一个电池。膜电极接合体具有电解质膜和在电解质膜的两表面形成的一对电极层。一对电极层的一方是正极电极，另一方是负极电极。当正极电极接触含氢的燃料气体，并且负极电极接触空气时，通过电化学反应产生电能。
代表性地，上述膜电极接合体是，将含有铂(Pt)的催化剂粒子分散在乙醇等溶剂中而成的催化剂油墨(电极膏)涂敷在电解质膜的表面，并使该催化剂油墨干燥而制成的。关于以往的膜电极接合体的制造技术，例如在专利文献1中已有记载。
专利文献1：日本特开2013-161557号公报。
在专利文献1的制造装置中，在吸附辊的外周面通过多孔质基体保持有电解质膜。而且，通过使吸附辊旋转，一边输送多孔质基体及电解质膜，一边从喷嘴喷出催化剂油墨，从而在电解质膜的表面涂敷催化剂油墨。在这种制造装置中，多个基材搬入搬出吸附辊。因此，在吸附辊的周围配置有多个辊。
另外，需要对用于喷出催化剂油墨的喷嘴及配管进行定期的分解清洗等保养。因此，在吸附辊的周围，不仅需要有多个辊，还需要确保维护空间。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种在膜电极接合体的制造装置中，能够确保维护空间，并且能够抑制装置的高度尺寸的布局(layout)。
为了解决上述问题，本申请的第一发明是一种一边输送长带状的电解质膜,一边在所述电解质膜的表面形成电极层的膜电极接合体的制造装置，具有：吸附辊，一边在外周面产生负压一边旋转；多孔质基材供给辊，向所述吸附辊的外周面送出长带状的多孔质基材；多孔质基材回收辊，卷绕从所述吸附辊的外周面脱离的所述多孔质基材；电解质膜供给辊，向保持在所述吸附辊的外周面的多孔质基材的表面送出所述电解质膜；电解质膜回收辊，卷绕从所述多孔质基材的表面脱离的所述电解质膜；涂敷部，在所述吸附辊的周围，将电极材料涂敷在所述电解质膜的表面；以及维护空间，用于对所述涂敷部进行维护，所述多孔质基材供给辊及所述多孔质基材回收辊与所述维护空间隔着所述吸附辊彼此配置在水平方向上的相反侧。
本申请的第二发明是如第一发明所述的制造装置，所述电解质膜供给辊和所述维护空间配置在所述吸附辊的水平方向的一侧，所述多孔质基材供给辊、所述多孔质基材回收辊和所述电解质膜回收辊配置在所述吸附辊的水平方向的另一侧。
本申请的第三发明是如第一发明或第二发明所述的制造装置，所述电解质膜供给辊送出一面形成有电极层的电解质膜，所述制造装置在所述电解质膜供给辊与所述吸附辊之间还具有引导所述电解质膜的多个搬入辊，所述多个搬入辊中的配置在所述电解质膜的所述一面侧的搬入辊的个数比配置在所述电解质膜的另一面侧的搬入辊的个数少。
本申请的第四发明是如第一发明至第三发明中任一项所述的制造装置，所述维护空间位于所述电解质膜供给辊与所述吸附辊之间，从所述电解质膜供给辊送出的所述电解质膜在所述维护空间的下方通过。
本申请的第五发明是如第一发明至第四发明中任一项所述的制造装置，所述多孔质基材供给辊与所述多孔质基材回收辊在相同高度相邻配置。
本申请的六发明是如第一发明至第五发明中任一项所述的制造装置，所述电解质膜供给辊送出具有所述电解质膜和第一支撑膜至少两层的层叠基材，所述制造装置还具有第一支撑膜回收辊，该第一支撑膜回收辊于卷绕在所述吸附辊的跟前从所述电解质膜剥离的所述第一支撑膜，所述电解质膜供给辊与所述第一支撑膜回收辊配置在所述吸附辊的水平方向的相同侧。
本申请的第七发明是如第六发明所述的制造装置，所述电解质膜供给辊与所述第一支撑膜回收辊在相同高度相邻配置。
本申请的第八发明是如第一发明至第七发明中任一项所述的制造装置，还具有：层压辊，向涂敷有所述电极材料的所述电解质膜的表面贴附第二支撑膜；以及第二支撑膜供给辊，向所述层压辊送出所述第二支撑膜，所述电解质膜回收辊与所述第二支撑膜供给辊配置在所述吸附辊的水平方向的相同侧。
本申请的第九发明是如第八发明所述的制造装置，所述电解质膜回收辊与所述第二支撑膜供给辊在相同高度相邻配置。
本申请的第十发明是如第一发明至第九发明中任一项所述的制造装置，所述电解质膜供给辊与所述电解质膜回收辊配置在相同高度。
本申请的第十一发明是如第一发明至第十发明中任一项所述的制造装置，所述多孔质基材供给辊、所述多孔质基材回收辊、所述电解质膜供给辊以及所述电解质膜回收辊均配置在比所述吸附辊低的位置。
根据本申请的第一发明～第十一发明，通过使多孔质基材供给辊与多孔质基材回收辊集中配置在吸附辊的一侧，能够在吸附辊的相反侧确保维护空间。另外，与将多孔质基材供给辊、多孔质基材回收辊和维护空间均配置在吸附辊一侧的情况相比，更能抑制制造装置的高度方向的尺寸。
特别是，根据本申请的第二发明，能够使作为驱动部的多孔质基材供给辊和多孔质基材回收辊远离涂敷处理前的电解质膜。因此，即使多孔质基材供给辊或多孔质基材回收辊产生粉尘，也能够抑制该粉尘附着在涂敷处理前的电解质膜。
特别是，根据本申请的第三发明，能够减少搬入辊与在电解质膜一面上已经形成的电极层的次数，能够抑制电极层的损坏、粉尘的附着。
特别是，根据本申请的第五发明，与将多孔质基材供给辊和多孔质基材回收辊配置在不同高度的情况相比，更能抑制制造装置的高度方向的尺寸。另外，分别易于在多孔质基材供给辊和多孔质基材回收辊中进行基材的更换操作。
特别是，根据本申请的第七发明，与将电解质膜供给辊和第一支撑膜回收辊配置在不同高度的情况相比，更能抑制制造装置的高度方向的尺寸。另外，分别易于在电解质膜供给辊和第一支撑膜回收辊中进行基材的更换操作。
特别是，根据本申请的第九发明，与将电解质膜回收辊和第二支撑膜供给辊配置在不同高度的情况相比，更能抑制制造装置的高度方向的尺寸。另外，分别易于在电解质膜回收辊和第二支撑膜供给辊中进行基材的更换操作。
特别是，根据本申请的第十发明，与将电解质膜供给辊和电解质膜回收辊配置在不同高度的情况相比，更能抑制制造装置的高度方向的尺寸。另外，分别易于在电解质膜供给辊和电解质膜回收辊中进行基材的更换操作。
特别是，根据本申请的第十一发明，即使作为驱动部的多孔质基材供给辊、多孔质基材回收辊、电解质膜供给辊和电解质膜回收辊产生粉尘，该粉尘也难以向吸附辊的周围飞散。
附图说明
图1是表示膜电极接合体的制造装置的构成的图。
图2是表示吸附辊的下部附近的放大图。
图3是表示控制部与各部分连接的框图。
图4是概念性地表示制造装置的布局的图。
图5是概念性地表示变形例的制造装置的布局的图。
其中，附图标记说明如下：
1、1a 制造装置
9a 第一电极层
9b 第二电极层
10 吸附辊
20 多孔质基材供给回收部
21 多孔质基材供给辊
22 多孔质基材搬入辊
23 多孔质基材搬出辊
24 多孔质基材回收辊
30 电解质膜供给部
31 层叠基材供给辊
32 层叠基材搬入辊
33 剥离辊
34 第一支撑膜搬出辊
35 第一支撑膜回收辊
40 涂敷部
41 喷嘴
50 干燥炉
60 接合体回收部
61 第二支撑膜供给辊
62 第二支撑膜搬入辊
63 层压辊
64 接合体搬出辊
65 接合体回收辊
70 控制部
80 维护空间
81 上游侧空间
82 下游侧空间
89 作业人员
91 多孔质基材
92 电解质膜
93 第一支撑膜
94 层叠基材
95 膜电极接合体
96 第二支撑膜
具体实施方式
下面，一边参照附图一边对本发明的实施方式进行说明。
＜1.制造装置的构成＞
图1表示本发明一个实施方式的膜电极接合体的制造装置1的构成的图。该制造装置1是在作为长带状基材的电解质膜的表面形成电极层来制造固体高分子型燃料电池用膜电极接合体的装置。如图1所示，本实施方式的膜电极接合体的制造装置1具有吸附辊10、多孔质基材供给回收部20、电解质膜供给部30、涂敷部40、干燥炉50、接合体回收部60和控制部70。
吸附辊10是一边吸附保持多孔质基材91和电解质膜92一边使多孔质基材91和电解质膜92旋转的辊。吸附辊10具有圆筒状的外周面，该圆筒状的外周面具有多个吸附孔。例如，吸附辊10的直径设为200mm～1600mm。图2是吸附辊10的下部附近的放大图。如图2中虚线所示，具有马达等驱动源的旋转驱动部11与吸附辊10连接。当使旋转驱动部11动作时，吸附辊10绕沿着水平方向延伸的轴心旋转。
作为吸附辊10的材料，例如使用多孔质碳或者多孔质陶瓷等多孔质材料。作为多孔质陶瓷的具体例，能够举出氧化铝(Al2O3)或碳化硅(SiC)的烧结体。多孔质吸附辊10中的气孔直径例如为5μm以下，气孔率例如为15％～50％。
另外，作为吸附辊10的材料，可以使用金属代替多孔质材料。作为金属的具体例，可举出SUS等不锈钢或铁。在使用金属作为吸附辊10的材料的情况下，只要通过加工在吸附辊10的外周面形成微小的吸附孔即可。为了防止产生吸附痕迹，优选将吸附孔的直径设为2mm以下。
在吸附辊10的端面设有抽吸口12。抽吸口12与未图示的抽吸机构(例如，排气泵)连接。当使抽吸机构动作时，在吸附辊10的抽吸口12产生负压。并且，经由吸附辊10内的气孔，在吸附辊10的外周面所设置的多个吸附孔也产生负压。一边借助该负压将多孔质基材91和电解质膜92吸附保持在吸附辊10的外周面，一边通过吸附辊10的旋转呈圆弧状输送多孔质基材91和电解质膜92。
另外，如图2中的虚线所示，在吸附辊10的内部设有多个水冷管13。由未图示的供水结构向水冷管13供给温度已调节至规定温度的冷却水。在制造装置1进行动作时，吸附辊10的热被作为热介质的冷却水吸收。由此，吸附辊10被冷却。已吸收热的冷却水向未图示的排液机构排出。
另外，可以在吸附辊10的内部设置温水循环结构和加热器等加热机构，代替下文所述的干燥炉50。在上述情况下，在吸附辊10的内部并不设置水冷管，而可以通过控制在吸附辊10内部所设的加热机构，控制吸附辊10的外周面的温度。
多孔质基材供给回收部20是在向吸附辊10供给长带状的多孔质基材91，并且回收使用后的多孔质基材91的部位。多孔质基材91是具有多个微小气孔的能够通气的基材。作为多孔质基材91，优选用难以产生粉尘的材料形成。如图1所示，多孔质基材供给回收部20具有多孔质基材供给辊21、多个多孔质基材搬入辊22、多个多孔质基材搬出辊23和多孔质基材回收辊24。多孔质基材供给辊21、多个多孔质基材搬入辊22、多个多孔质基材搬出辊23和多孔质基材回收辊24均与吸附辊10平行配置。
供给前的多孔质基材91卷绕在多孔质基材供给辊21。多孔质基材供给辊21借助省略图示的马达的动力而旋转。当多孔质基材供给辊21旋转时，从多孔质基材供给辊21送出多孔质基材91。送出的多孔质基材91一边被多个多孔质基材搬入辊22引导，一边沿着规定的搬入途径被输送至吸附辊10的外周面。接着，多孔质基材91一边被吸附保持在吸附辊10的外周面，一边通过吸附辊10的旋转被呈圆弧状输送。此外，在图2中，为了容易理解，将吸附辊10与保持在吸附辊10的多孔质基材91空出间隔地示出。
对于多孔质基材91而言，以吸附辊10的轴心作为中心被输送180°以上，优选270°以上。然后，多孔质基材91从吸附辊10的外周面脱离。从吸附辊10脱离的多孔质基材91一边被多个多孔质基材搬出辊23引导，一边沿着规定的搬出路径被输送至多孔质基材回收辊24。多孔质基材回收辊24借助省略图示的马达的动力旋转。由此，使用后的多孔质基材91被卷绕在多孔质基材回收辊24。
电解质膜供给部30是在将由电解质膜92和第一支撑膜93两层构成的层叠基材94供给吸附辊10周围，并且从电解质膜92剥离第一支撑膜93的部位。
例如，作为电解质膜92，可以使用氟类或烃类高分子电解质膜。作为电解质膜92的具体例，可举出包括全氟化碳磺酸的高分子电解质膜(例如，可举出美国杜邦(DuPont)公司制的Nafion(注册商标)、旭硝子株式会社制的Flemion(注册商标)、旭化成株式会社制的Aciplex(注册商标)、美国戈尔(Gore)公司制的Goreselect(注册商标))。例如，电解质膜92的膜厚度设为5μm～30μm。电解质膜92因大气中的湿气造成膨胀，另一方面，若湿度降低则收缩。即，电解质膜92具有容易根据大气中的湿度发生变形的性质。
第一支撑膜93是用于抑制电解质膜92变形的膜。作为第一支撑膜93的材料，使用机械强度高于电解质膜92且形状保持功能优异的树脂。作为第一支撑膜93的具体例，可举出聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN：Polyethylene naphthalate)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET：Polyethylene terephthalate)的膜。例如，第一支撑膜93的膜厚度设为25μm～100μm。
如图1所示，电解质膜供给部30具有层叠基材供给辊31(电解质膜供给辊)、多个层叠基材搬入辊32、剥离辊33、多个第一支撑膜搬出辊34和第一支撑膜回收辊35。层叠基材供给辊31、多个层叠基材搬入辊32、剥离辊33、多个第一支撑膜搬出辊34和第一支撑膜回收辊35均与吸附辊10平行配置。
供给前的层叠基材94以第一支撑膜93处于内侧的方式卷绕在层叠基材供给辊31。在本实施方式中，在电解质膜92的与第一支撑膜93相反侧的面(以下，称为“第一面”)预先形成有电极层(以下，称为“第一电极层9a”)。对于第一电极层9a而言，通过在与该制造装置1不同的另外的装置上，一边直接以辊对辊的方式输送由第一支撑膜93和电解质膜92两层构成的层叠基材94，一边将电极材料间歇涂敷在电解质膜92的第一面，并使涂敷的电极材料干燥而形成。
层叠基材供给辊31借助省略图示的马达的动力旋转。当层叠基材供给辊31旋转时，从层叠基材供给辊31送出层叠基材94。送出的层叠基材94一边被多个层叠基材搬入辊32引导，一边沿着规定的搬入路径输送至剥离辊33。
剥离辊33是用于从电解质膜92剥离第一支撑膜93的辊。剥离辊33具有直径小于吸附辊10的圆筒状外周面。剥离辊33的至少外周面由弹性体形成。比多孔质基材91导入吸附辊10的导入位置靠吸附辊10的旋转方向的稍下游侧，剥离辊33与吸附辊10相邻配置。另外，剥离辊33通过省略图示的气缸向吸附辊10侧加压。
如图2所示，通过多个层叠基材搬入辊32搬入的层叠基材94被导入至吸附辊10与剥离辊33之间。此时，电解质膜92的第一面和第一电极层9a都与保持在吸附辊10的多孔质基材91的表面接触，第一支撑膜93与剥离辊33的外周面接触。另外，通过来自剥离辊33的压力，将层叠基材94压向吸附辊10侧。借助来自吸附辊10的吸附力在保持于吸附辊10的多孔质基材91的表面产生负压。借助该负压将电解质膜92吸附在多孔质基材91的表面。接着，电解质膜92与多孔质基材91一同保持在吸附辊10上，并通过吸附辊10的旋转呈圆弧状输送。此外，在图2中，为了容易理解，将保持在吸附辊10的多孔质基材91与电解质膜92空出间隔示出。
如此地，在本实施方式中，使多孔质基材91介于吸附辊10的外周面与电解质膜92之间。因此，吸附辊10的外周面与在电解质膜92的第一面形成的第一电极层9a并不直接接触。因此，能够防止第一电极层9a的一部分附着在吸附辊10的外周面，或者能够防止异物由吸附辊10的外周面转至电解质膜92。
另一方面，在吸附辊10与剥离辊33之间通过的第一支撑膜93脱离吸附辊10，被输送至多个第一支撑膜搬出辊34侧。由此，将第一支撑膜93从电解质膜92剥离。其结果是，电解质膜92的与第一面相反侧的面(以下，称为“第二面”)露出。被剥离的第一支撑膜93一边被多个第一支撑膜搬出辊34引导，一边沿着规定的搬出路径被输送至第一支撑膜回收辊35。第一支撑膜回收辊35借助省略图示的马达的动力旋转。由此，第一支撑膜93被卷绕在第一支撑膜回收辊35。
涂敷部40是在吸附辊10的周围将电极材料涂敷在电解质膜92表面的机构。作为电极材料，例如，使用使含有铂(Pt)的催化剂粒子分散在乙醇等溶剂中而成的催化剂油墨。如图1所示，涂敷部40具有喷嘴41。在通过吸附辊10输送电解质膜92的方向上，喷嘴41被设置在剥离辊33的下游侧。喷嘴41具有面向吸附辊10的外周面的喷出口411。喷出口411是沿着吸附辊10的外周面沿着水平方向延伸的狭缝状开口。
喷嘴41与省略图示的电极材料供给源连接。当驱动涂敷部时，从电极材料供给源通过配管向喷嘴41供给电极材料。接着，从喷嘴41的喷出口411向电解质膜92的第二面喷出电极材料。由此，电极材料被涂敷在电解质膜92的第二面。
在本实施方式中，通过以恒定周期打开和关闭与喷嘴41连接的阀，从喷嘴41的喷出口411断断续续地喷出电极材料。由此，在输送方向上以恒定的间隔将电极材料间歇地涂敷在电解质膜92的第二面。但是，也可以连续地开放阀，在输送方向上不间断地将电极材料涂敷在电解质膜92的第二面。
另外，作为电极材料中的催化剂粒子，使用在高分子型燃料电池的正极或负极引起燃料电池反应的材料。具体而言，能够使用铂(Pt)、铂合金、铂化合物等粒子作为催化剂粒子。作为铂合金的例子，例如，能够举出从由钌(Ru)、钯(Pd)、镍(Ni)、钼(Mo)、铱(Ir)和铁(Fe)等组成的组中选择的至少一种金属与铂的合金。通常，将铂用于负极用的电极材料，将铂合金用于正极用的电极材料。从喷嘴41喷出的电极材料可以作正极用，也可以作负极用。但是，作为在电解质膜92的表里形成的电极层9a、9b使用极性彼此相反的电极材料。
涂敷部40的喷嘴41和配管需要进行定期的分解清洗等维护。因此，该制造装置1具有用于进行涂敷部40的维护的维护空间80。在本实施方式中，在涂敷部40与第一支撑膜回收辊35之间设有维护空间80。在进行涂敷部40的维护时，作业人员89站在设置于维护空间80的踏板801上，对构成涂敷部40的部件进行清洗等。
干燥炉50是使被涂敷在电解质膜92的第二面的电极材料干燥的部位。在通过吸附辊10输送电解质膜92的方向上，本实施方式的干燥炉50被配置在涂敷部40的下游侧。另外，干燥炉50沿着吸附辊10的外周面设置成圆弧状。干燥炉50在吸附辊10的周围向电解质膜92的第二面吹送已加热的气体(热风)。于是，被涂敷在电解质膜92的第二面的电极材料被加热，电极材料中的溶剂气化。由此，电极材料干燥，在电解质膜92的第二面形成电极层(以下，称为“第二电极层9b”)。其结果是，得到由电解质膜92、第一电极层9a和第二电极层9b构成的膜电极接合体95。
接合体回收部60是将第二支撑膜96贴附在膜电极接合体95，并回收膜电极接合体95的部位。如图1所示，接合体回收部60具有第二支撑膜供给辊61、多个第二支撑膜搬入辊62、层压辊63、多个接合体搬出辊64和接合体回收辊65(电解质膜回收辊)。第二支撑膜供给辊61、多个第二支撑膜搬入辊62、层压辊63、多个接合体搬出辊64和接合体回收辊65均与吸附辊10平行配置。
供给前的第二支撑膜96卷绕在第二支撑膜供给辊61。第二支撑膜供给辊61借助省略图示的马达的动力旋转。当第二支撑膜供给辊61旋转时，从第二支撑膜供给辊61送出第二支撑膜96。送出的第二支撑膜96一边被多个第二支撑膜搬入辊62引导，一边沿着规定的搬入路径被输送至层压辊63。
第二支撑膜96的材料使用机械强度高于电解质膜92且形状保持功能优异的树脂。作为第二支撑膜96的具体例，可举出聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN：Polyethylenenaphthalate)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET：Polyethylene terephthalate)的膜。例如，第二支撑膜96的膜厚度设为25μm～100μm。第二支撑膜96可以与第一支撑膜93相同。另外，也可以将卷绕在第一支撑膜回收辊35的第一支撑膜93作为第二支撑膜96，从第二支撑膜供给辊61送出。
层压辊63是用于将第二支撑膜96贴附在膜电极接合体95的辊。作为层压辊63的材料，例如，使用耐热性高的橡胶。层压辊63具有直径小于吸附辊10的圆筒状外周面。在吸附辊10的旋转方向上，层压辊63在干燥炉50的下游侧且比多孔质基材91脱离吸附辊10的位置更靠上游侧与吸附辊10相邻配置。另外，层压辊63通过省略图示的气缸向吸附辊10侧加压。
如图2所示，在层压辊63的内部设有通过通电发热的加热器631。作为加热器631，例如使用护套加热器(Sheath heater)。当向加热器通电时，层压辊63外周面的温度借助加热器631产生的热被调节至高于环境温度的规定温度。另外，使用放射温度计等温度传感器测定层压辊63的外周面的温度，基于该测定结果，能够控制加热器631的送出以使层压辊63的外周面达到规定温度。
如图2所示，被多个第二支撑膜搬入辊62搬入的第二支撑膜96导入被输送至吸附辊10周围的膜电极接合体95与层压辊63之间。此时，一边通过来自层压辊63的压力将第二支撑膜96按压于膜电极接合体95，一边通过层压辊63的热进行加热。其结果是，第二支撑膜96被贴附在电解质膜92的第二面。在电解质膜92的第二面形成的第二电极层9b夹在电解质膜92与第二支撑膜96之间。
在吸附辊10和层压辊63之间通过的带有第二支撑膜96的膜电极接合体95向脱离吸附辊10的方向输送。由此，从多孔质基材91剥离膜电极接合体95。
另外，在本实施方式中，在层压辊63附近配置有按压辊632。在比吸附辊10与层压辊63之间的间隙更靠膜电极接合体95的输送方向的下游侧，按压辊632与层压辊63相邻配置。另外，按压辊632通过省略图示的气缸向层压辊63侧加压。接着，脱离多孔质基材91的带有第二支撑膜96的膜电极接合体95在层压辊63与按压辊632之间通过。由此，提高第二支撑膜96与电解质膜92的第二面之间的紧密贴附性。
然后，带有第二支撑膜96的膜电极接合体95一边被多个接合体搬出辊64引导，一边沿着规定的搬出路径被输送至接合体回收辊65。接合体回收辊65借助省略图示的马达的动力旋转。由此，带有第二支撑膜96的膜电极接合体95以第二支撑膜96处于外侧的方式卷绕在接合体回收辊65。
如此地，在本实施方式的制造装置1中，依次执行从层叠基材供给辊31送出层叠基材94、从电解质膜92剥离第一支撑膜93、向电解质膜92涂敷电极材料、通过干燥炉干燥、将第二支撑膜96贴附在电解质膜92、以及向接合体回收辊65卷绕膜电极接合体95的各工序。由此，制造在固体高分子型燃料电池的电极中使用的膜电极接合体95。电解质膜92总是被保持在第一支撑膜93、吸附辊10或第二支撑膜96。由此，抑制制造装置1中的电解质膜92的膨胀收缩等变形。
控制部70是用于对制造装置1内各部分进行动作控制的单元。图3是表示控制部70与制造装置1内各部分连接的框图。如图3中概念性地示出那样，控制部70由具有CPU等的运算处理部71、RAM等存储器72和硬盘驱动器等存储部73的计算机构成。在存储部73内安装有用于执行膜电极接合体的制造处理的计算机程序P。
另外，如图3所示，控制部70分别与上述吸附辊10的旋转驱动部11、吸附辊10的抽吸机构、多孔质基材供给辊21的马达、多孔质基材回收辊24的马达、层叠基材供给辊31的马达、剥离辊33的气缸、第一支撑膜回收辊35的马达、涂敷部40、干燥炉50、第二支撑膜供给辊61的马达、层压辊63的气缸、层压辊63的加热器631、按压辊632的气缸及接合体回收辊65的马达以能够通信的方式连接。
控制部70将储存在存储部73中的计算机程序P、数据临时读取至存储器72，使运算处理部71基于该计算机程序P进行运算处理，从而控制上述各部分的动作。由此，进行制造装置中的膜电极接合体的制造处理。
＜2.关于多个辊及维护空间的布局＞
接着，在上述制造装置1中，对多个辊及维护空间的布局进行说明。图4是概念性地表示该制造装置1的布局的图。
如图4所示，在该制造装置1中，层叠基材供给辊31、第一支撑膜回收辊35和维护空间80被配置在与吸附辊10相比更靠水平方向(与吸附辊10的轴心垂直的水平方向)的一侧的空间(以下，称为“上游侧空间81”)。而且，多孔质基材供给辊21、多孔质基材回收辊24、第二支撑膜供给辊61和接合体回收辊65被配置在与吸附辊10相比更靠水平方向的另一侧的空间(以下，称为“下游侧空间82”)。
即，在该制造装置1中，多孔质基材供给辊21和多孔质基材回收辊24集中配置在作为吸附辊10一侧空间的下游侧空间82。由此，能够在隔着吸附辊10的相反侧的上游侧空间81确保宽阔的维护空间80。另外，与将多孔质基材供给辊21以及多孔质基材回收辊24与维护空间80配置在一侧空间的情况相比，通过将多孔质基材供给辊21以及多孔质基材回收辊24与维护空间80配置在彼此相反侧的空间，更能抑制制造装置1的高度方向的尺寸。
特别是，在该制造装置1中，维护空间80被配置在设有层叠基材供给辊31的上游侧空间81。而且，多孔质基材供给辊21和多孔质基材回收辊24被配置在设有接合体回收辊65的下游侧空间82。由此，作为驱动部的多孔质基材供给辊21和多孔质基材回收辊24远离涂敷处理前的电解质膜92。因此，即使多孔质基材供给辊21或多孔质基材回收辊24产生粉尘，也能够抑制该粉尘附着在涂敷处理前的电解质膜92。
另外，在该制造装置1中，维护空间80位于层叠基材供给辊31及第一支撑回收辊35与吸附辊10之间。而且，层叠基材供给辊31送出的层叠基材94和剥离后的第一支撑膜93均从维护空间80的踏板801的下侧通过。这样，与层叠基材94和第一支撑膜93从维护空间80的上侧通过的情况相比，更能抑制制造装置1的高度方向的尺寸。
另外，如上所述，在该制造装置1中，在层叠基材供给辊31送出的电解质膜92的第一面，已形成有第一电极层9a。因此，如图1所示，在多个层叠基材搬入辊32中的配置在电解质膜92的第一面侧的层叠基材搬入辊32的个数比配置在电解质膜92的第二面侧的层叠基材搬入辊32的个数少。由此，减少了层叠基材搬入辊32与在电解质膜92的第一面已经形成的第一电极层9a接触的次数。其结果是，抑制了第一电极层9a的损坏，并且抑制了粉尘附着于第一电极层9a。
另外，如图1所示，在该制造装置1中，多个接合体搬出辊64均配置在电解质膜92的第二面侧。即，多个接合体搬出辊64均与第二支撑膜96接触。由此，抑制了接合体搬出辊64损坏未被第二支撑膜96保护的电解质膜92的第一面和在第一面形成的第一电极层9a，并且抑制粉尘附着在第一电极层9a。
另外，如图4所示，在该制造装置1中，层叠基材供给辊31与第一支撑膜回收辊35在相同高度h1相邻配置。这样，与层叠基材供给辊31和第一支撑膜回收辊35配置在不同高度的情况相比，更能抑制制造装置1的高度方向的尺寸。另外，在层叠基材供给辊31中的层叠基材94的更换操作与第一支撑膜回收辊35中的第一支撑膜93的更换操作能够使用相同的输送装置。因此，容易进行上述更换操作。
另外，在该制造装置1中，第二支撑膜供给辊61与接合体回收辊65在相同高度h1相邻配置。于是，与第二支撑膜供给辊61和接合体回收辊65配置在不同高度的情况相比，更能抑制制造装置1的高度方向的尺寸。另外，在第二支撑膜供给辊61中的第二支撑膜96的更换操作与接合体回收辊65中的膜电极接合体95的更换操作能够使用相同的输送装置。因此，容易进行上述更换操作。
另外，在该制造装置1中，多孔质基材供给辊21与多孔质基材回收辊24在相同高度h2相邻配置。于是，与多孔质基材供给辊21和多孔质基材回收辊24配置在不同高度的情况相比，更能抑制制造装置1的高度方向的尺寸。另外，在多孔质基材供给辊21中的多孔质基材91的更换操作与多控制基材回收辊24中的多孔质基材91的更换操作能够使用相同的输送装置。因此，容易进行上述更换操作。
进一步地，在该制造装置中，层叠基材供给辊31以及第一支撑膜回收辊35、与第二支撑膜供给辊61和接合体回收辊65配置在相同高度。这样，与该四个辊配置在彼此不同的高度的情况相比，更能抑制制造装置1的高度方向的尺寸。另外，该四个辊中的基材的更换操作能够使用相同的输送装置。因此，容易进行上述更换操作。
另外，在该制造装置1中，多孔质基材供给辊21、多孔质基材回收辊24、层叠基材供给辊31、第一支撑膜回收辊35、第二支撑膜供给辊61和接合体回收辊65均配置在比吸附辊10低的位置。这样，即使从作为驱动部的多孔质基材供给辊21、多孔质基材回收辊24、层叠基材供给辊31、第一支撑膜回收辊35、第二支撑膜供给辊61和接合体回收辊65产生粉尘，该粉尘也难以向吸附辊10的周围飞散。因此，能够抑制在电极材料的涂敷处理中发生不良情况。
进一步地，在该制造装置1中，如图1所示，多个多孔质基材搬入辊22、多个多孔质基材搬出辊23、多个层叠基材搬入辊32、多个第一支撑膜搬出辊34、多个第二支撑膜搬入辊62和多个接合体搬出辊64均配置在比吸附辊10低的位置。这样，即使作为驱动部的上述辊产生粉尘，该粉尘也难以向吸附辊10的周围飞散。因此，更能抑制在电极材料的涂敷处理中发生不良情况。
＜3.变形例＞
以上，对本发明一个实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。
图5是概念性地表示一变形例的制造装置1a的布局的图。在图5的例子中，多孔质基材供给辊21、多孔质基材回收辊24、层叠基材供给辊31和第一支撑膜回收辊35配置在上游侧空间81中。另外，第二支撑膜供给辊61、接合体回收辊65和维护空间80配置在下游侧空间82中。
在图5的例子中，多孔质基材供给辊21和多孔质基材回收辊24集中配置在作为吸附辊10一侧空间的上游侧空间81。由此，能够在隔着吸附辊10的相反侧的下游侧空间82确保维护空间80。另外，与将多孔质基材供给辊21以及多孔质基材回收辊24与维护空间80均配置在一侧空间的情况相比，通过将多孔质基材供给辊21以及多孔质基材回收辊24与维护空间80配置在彼此相反侧的空间，更能抑制制造装置1a的高度方向的尺寸。
另外，在上述实施方式中，对在一个面预先形成有第一电极层9a的电解质膜92的另一个面形成第二电极层9b的情况进行了说明。然而，本发明的制造装置也可以对表里两面均未形成电极层的电解质膜形成电极层。
另外，在上述实施方式中，对从作为电解质膜供给辊的层叠基材供给辊31供给由电解质膜92和第一支撑膜93两层构成的层叠基材94的情况进行说明。然而，本发明的电解质膜供给辊也可以送出未贴附第一支撑膜93的电解质膜92。
另外，在上述实施方式中，对作为电解质膜回收辊的接合体回收辊65卷绕带有第二支撑膜96的电解质膜92的情况进行说明。然而，本发明的电解质膜回收辊也可以卷绕未贴附第二支撑膜96的电解质膜92。
另外，对于制造装置的细微部分的结构而言，也可以与本申请的各图不同。另外，在不产生矛盾的范围内，可以将上述实施方式和变形例中出现的各要素适当地组合。

Claims (10)

1.一种膜电极接合体的制造装置，其是在一边输送长带状的电解质膜一边在所述电解质膜的表面形成电极层的制造装置，其特征在于，具有：
吸附辊，一边在外周面产生负压一边旋转；
多孔质基材供给辊，向所述吸附辊的外周面送出长带状的多孔质基材；
多孔质基材回收辊，卷绕从所述吸附辊的外周面脱离的所述多孔质基材；
电解质膜供给辊，向保持在所述吸附辊的外周面的多孔质基材的表面送出所述电解质膜；
电解质膜回收辊，卷绕从所述多孔质基材的表面脱离的所述电解质膜；
涂敷部，在所述吸附辊的周围，将电极材料涂敷在所述电解质膜的表面；以及
维护空间，设置有用于作业人员对构成所述涂敷部的部件进行清洗的踏板，
所述多孔质基材供给辊及所述多孔质基材回收辊与所述维护空间隔着所述吸附辊彼此配置在水平方向上的相反侧，
所述电解质膜供给辊和所述维护空间配置在所述吸附辊的水平方向的一侧，
所述多孔质基材供给辊、所述多孔质基材回收辊和所述电解质膜回收辊配置在所述吸附辊的水平方向的另一侧。
2.如权利要求1所述的制造装置，其特征在于，
所述电解质膜供给辊送出一面形成有电极层的电解质膜，
所述制造装置在所述电解质膜供给辊与所述吸附辊之间还具有引导所述电解质膜的多个搬入辊，
所述多个搬入辊中的配置在所述电解质膜的所述一面侧的搬入辊的个数比配置在所述电解质膜的另一面侧的搬入辊的个数少。
3.如权利要求1所述的制造装置，其特征在于，
所述维护空间位于所述电解质膜供给辊与所述吸附辊之间，
从所述电解质膜供给辊送出的所述电解质膜在所述维护空间的下方通过。
4.如权利要求1所述的制造装置，其特征在于，
所述多孔质基材供给辊与所述多孔质基材回收辊在相同高度相邻配置。
5.如权利要求1所述的制造装置，其特征在于，
所述电解质膜供给辊送出具有所述电解质膜和第一支撑膜至少两层的层叠基材，
所述制造装置还具有第一支撑膜回收辊，该第一支撑膜回收辊于卷绕在所述吸附辊的跟前从所述电解质膜剥离的所述第一支撑膜，
所述电解质膜供给辊与所述第一支撑膜回收辊配置在所述吸附辊的水平方向的相同侧。
6.如权利要求5所述的制造装置，其特征在于，
所述电解质膜供给辊与所述第一支撑膜回收辊在相同高度相邻配置。
7.如权利要求1所述的制造装置，其特征在于，还具有：
层压辊，向涂敷有所述电极材料的所述电解质膜的表面贴附第二支撑膜；以及
第二支撑膜供给辊，向所述层压辊送出所述第二支撑膜，
所述电解质膜回收辊与所述第二支撑膜供给辊配置在所述吸附辊的水平方向的相同侧。
8.如权利要求7所述的制造装置，其特征在于，
所述电解质膜回收辊与所述第二支撑膜供给辊在相同高度相邻配置。
9.如权利要求1所述的制造装置，其特征在于，
所述电解质膜供给辊与所述电解质膜回收辊配置在相同高度。
10.如权利要求1所述的制造装置，其特征在于，
所述多孔质基材供给辊、所述多孔质基材回收辊、所述电解质膜供给辊以及所述电解质膜回收辊均配置在比所述吸附辊低的位置。
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