CN107755182B - 吸附辊、涂敷装置及膜电极接合体的制造装置 - Google Patents

吸附辊、涂敷装置及膜电极接合体的制造装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107755182B
CN107755182B CN201710685800.5A CN201710685800A CN107755182B CN 107755182 B CN107755182 B CN 107755182B CN 201710685800 A CN201710685800 A CN 201710685800A CN 107755182 B CN107755182 B CN 107755182B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
flow path
main body
roller
adsorption
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710685800.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107755182A (zh
Inventor
小笠原光雄
高木善则
大森雅文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibayashi Shuei
Original Assignee
Shibayashi Shuei
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shibayashi Shuei filed Critical Shibayashi Shuei
Publication of CN107755182A publication Critical patent/CN107755182A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107755182B publication Critical patent/CN107755182B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8803—Supports for the deposition of the catalytic active composition
    • H01M4/881—Electrolytic membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C13/00—Means for manipulating or holding work, e.g. for separate articles
    • B05C13/02—Means for manipulating or holding work, e.g. for separate articles for particular articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B05C5/0245—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work for applying liquid or other fluent material to a moving work of indefinite length, e.g. to a moving web
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C9/00—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important
    • B05C9/08—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation
    • B05C9/14—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation the auxiliary operation involving heating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B29D99/005—Producing membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/0046—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by constructional aspects of the apparatus
    • B32B37/0053—Constructional details of laminating machines comprising rollers; Constructional features of the rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H27/00—Special constructions, e.g. surface features, of feed or guide rollers for webs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8803—Supports for the deposition of the catalytic active composition
    • H01M4/8807—Gas diffusion layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8825—Methods for deposition of the catalytic active composition
    • H01M4/8828—Coating with slurry or ink
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8878—Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
    • H01M4/8882—Heat treatment, e.g. drying, baking
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1004—Fuel cells with solid electrolytes characterised by membrane-electrode assemblies [MEA]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2406/00—Means using fluid
    • B65H2406/30—Suction means
    • B65H2406/33—Rotary suction means, e.g. roller, cylinder or drum
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

本发明提供一种能够抑制因从吸附辊的外周面的开放区域进入的气体，而导致封闭区域的吸引力下降的问题，并且能够抑制因滑动而劣化的结构。在辊主体和侧板之间，插入具有节流孔的孔板。在辊主体的外周面中的被基底材料覆盖的封闭区域，由多个吸附孔产生的负压，在辊主体的外周面吸附基底材料。另一方面，在未被基底材料覆盖的开放区域中，气体很难通过节流孔，因此能够抑制气体从外部空间被吸入辊主体的内部。因此，能够抑制因从开放区域进入的气体，而导致封闭区域的吸引力下降的问题。另外，辊主体、孔板及侧板一体旋转。因此，还能够抑制因各个构件的滑动接触而导致的劣化。

Description

吸附辊、涂敷装置及膜电极接合体的制造装置
技术领域
本发明涉及吸附辊、具备该吸附辊的涂敷装置及膜电极接合体的制造装置，该吸附辊将带状的基底材料吸附保持于外周面的一部分且旋转。
背景技术
近年，作为汽车或移动电话等的驱动电源，燃料电池受到瞩目。燃料电池是由包含在燃料中的氢(H2)与空气中的氧(O2)之间的电化学反应产生电力的发电系统。燃料电池与其他电池相比，具有发电效率高且对环境的负担小的优势。
燃料电池按照所使用的电解质分为几种类型。其中的一种燃料电池是，将离子交换膜(电解质膜)用作电解质的固体高分子形燃料电池(PEFC：Polymer Electrolyte FuelCell)。固体高分子形燃料电池能够在常温下工作且小型轻量，因此期待其能够应用于汽车或便携设备。
固体高分子形燃料电池通常具有层叠多个单元(cell)的结构。一个单元由一对间隔件夹住膜电极接合体(MEA：Membrane-Electrode-Assembly)的两侧而构成。膜电极接合体具有电解质膜和形成于电解质膜的两面的一对电极层。一对电极层的一方为阳极电极，另一方为阴极电极。当包含氢的燃料气体与阳极电极接触，且空气与阴极电极接触时，通过电化学反应产生电力。
制造上述的膜电极接合体时，在具有多个吸附孔的吸附辊的外周面，吸附保持带状的基底材料即电解质膜。然后，在由吸附辊保持的电解质膜的表面，涂敷使包含铂(Pt)的催化剂粒子分散于醇类等溶媒中的催化剂油墨(电极浆料)。之后，通过使催化剂油墨干燥，形成电极层。
关于在辊的外周面保持带状的基底材料并搬运的以往的装置，已被例如日本特开2014-234541号公报公开。
专利文献1：日本特开2014-234541号公报
使用吸附辊搬运基底材料的情况下，基底材料与吸附辊的外周面的一部分接触。因此，在吸附辊的外周面产生被基底材料覆盖的封闭区域和未被基底材料覆盖的开放区域。在开放区域，气体从外部空间通过吸附孔进入至吸附辊的内部。而且，由于从该开放区域进入气体，因此存在封闭区域中的基底材料的吸附力下降的问题。
在日本特开2014-234541号公报中，记载了具有相互滑动的旋转环单元和固定环单元的辊结构。日本特开2014-234541号公报的辊中，仅在旋转环单元与固定环单元的滑动接触面的、卷绕基底材料的角度范围内设置有开口部。如果采用这种结构，则能够仅在封闭区域产生吸附力，防止从开放区域进入气体。
但是，当要使两个旋转体滑动，且在这些构件的内部传递吸引力时，有必要在两个旋转体之间设置密封构件。由于该密封构件伴随着滑动而产生劣化，因此必需定期进行更换。另外，在两个旋转体之间，产生大的滑动阻力。因此，为了使吸附辊旋转，需要滑动阻力以上的大的驱动力。
发明内容
本发明是鉴于这种情况而提出的，其目的在于，提供一种能够抑制因从吸附辊的外周面的开放区域进入的气体，而导致封闭区域的吸引力下降，并且能够抑制构件因滑动而劣化的结构。
为了解决上述问题，本申请的第一发明提供一种吸附辊，其中，所述吸附辊在其外周面的一部分吸附保持带状的基底材料并旋转。其具备：圆筒状的辊主体，具有上述外周面；孔板，固定于上述辊主体的轴心方向的端面，以及侧板，固定于上述孔板的与上述辊主体相反一侧的面。上述辊主体具有：多个吸附孔，设置于上述外周面；以及内部流路，设置于上述外周面的内侧，与多个上述吸附孔连通。上述孔板具有节流孔，上述节流孔与上述内部流路连通；上述侧板具有排气流路，上述排气流路与上述节流孔连通；在上述轴心方向观察，上述节流孔小于上述内部流路及上述排气流路。
本申请的第二发明提供一种第一发明的吸附辊，上述辊主体具有多个上述内部流路，多个上述内部流路相互间隔开地配置于上述轴心的周围，多个上述内部流路分别延上述轴心方向延伸。
本申请的第三发明提供一种第二发明的吸附辊，上述孔板具有与多个上述内部流路中的每个连通的多个上述节流孔。
本申请的第四发明提供一种第二发明或第三发明的吸附辊，还具有加热机构，设置于上述辊主体的比上述内部流路更内侧的位置。
本申请的第五发明提供一种第四发明的吸附辊，上述孔板由树脂制成。
本申请的第六发明提供一种第一发明的吸附辊，上述节流孔的内径是0.1mm以上且3.0mm以下。
本申请的第七发明提供一种第一发明的吸附辊，上述孔板对上述辊主体能够装卸。
本申请的第八发明提供一种第一发明的吸附辊，上述排气流路与沿上述轴心设置的中央流路连通。
本申请的第九发明提供一种第一发明的吸附辊，上述吸附辊与马达连接，借助上述马达的动力旋转。
本申请的第十发明提供一种涂敷装置，其中，具备吸附辊，在其外周面的一部分吸附保持带状的基底材料并旋转；以及涂敷部，在被吸附保持于上述吸附辊的基底材料的表面涂敷材料。上述吸附辊具备：圆筒状辊主体，具有上述外周面；孔板，固定于上述辊主体的轴心方向的端面；侧板，固定于上述孔板的与上述辊主体相反一侧的面。上述辊主体具有：多个吸附孔，设置于上述外周面；以及内部流路，设置于上述外周面的内侧，与多个上述吸附孔连通。上述孔板具有节流孔，上述节流孔与上述内部流路连通；上述侧板具有排气流路，上述排气流路与上述节流孔连通；在上述轴心方向观察，上述节流孔小于上述内部流路及上述排气流路。
本申请的第十一发明提供一种膜电极接合体的制造装置，其中，具备：涂敷装置，在基底材料的表面涂敷材料；以及干燥机构，使涂敷于基底材料的表面的材料干燥。上述涂敷装置具有：吸附辊，在其外周面的一部分吸附保持带状的基底材料并旋转；以及涂敷部，在被吸附保持于上述吸附辊的基底材料的表面涂敷材料。上述吸附辊具备：圆筒状辊主体，具有上述外周面；孔板，固定于上述辊主体的轴心方向的端面；侧板，固定于上述孔板的与上述辊主体相反一侧的面。上述辊主体具有：多个吸附孔，设置于上述外周面；以及内部流路，设置于上述外周面的内侧，与多个上述吸附孔连通。上述孔板具有节流孔，上述节流孔与上述内部流路连通；上述侧板具有排气流路，上述排气流路与上述节流孔连通；在上述轴心方向观察，上述节流孔小于上述内部流路及上述排气流路；上述基底材料是电解质膜；上述用于涂敷的材料是电极材料。
根据本申请的第一发明到第十一发明，在辊主体的外周面中的被基底材料覆盖的封闭区域中，由在多个吸附孔产生的负压，而在辊主体的外周面吸附基底材料。另一方面，在未被基底材料覆盖的开放区域中，气体很难通过节流孔，因此能够抑制气体从外部空间被吸入辊主体的内部。因此，能够抑制因从开放区域进入气体，而导致封闭区域的吸引力下降。另外，辊主体、孔板及侧板一体旋转。因此，还能够抑制因各个构件的滑动而导致的劣化。
特别地，根据本申请的第三发明，通过在每个内部流路设置节流孔，能够使每个节流孔的开口面积更小。因此，能够进一步抑制节流孔处的气体的通过。
特别地，根据本申请的第四发明，能够利用加热机构加热辊主体的外周面。特别地，由于多条内部流路隔着间隔排列，因此能够使加热机构产生的热量通过内部流路的空隙高效地传导到辊主体的外周面。
特别地，根据本申请的第五发明，能够抑制加热机构产生的热传递到孔板的更外侧。
特别地，根据本申请的第七发明，能够按照基底材料的处理条件，更换具有最佳的开口面积的节流孔的孔板。
特别地，根据本申请的第八发明，排气流路经由与轴心同轴设置的中央流路，与下游侧的流路连通。由此，能够确保用于吸引的流路，并且进一步抑制旋转时构件彼此之间的滑动。
特别地，根据本申请的第九发明，旋转时的滑动阻力小，因此能够降低搬运时的马达的动力。
附图说明
图1是吸附辊的侧视图。
图2是吸附辊的剖视图。
图3是吸附辊的局部剖视图。
图4是孔板的平面图。
图5是孔板的局部平面图。
其中，附图标记说明如下：
10：吸附辊
11：轴
12：辊主体
13：第一侧板
14：孔板
15：第二侧板
16：加热机构
17：吸引机构
31：喷嘴
70：马达
91：基底材料
101：封闭区域
102：开放区域
111：连接流路
112：中央流路
121：内筒构件
122：外筒构件
123：吸附孔
124：内部流路
141：节流孔
151：排气流路
152：外侧流路
153：内侧流路
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
〈1.吸附辊的结构〉
图1是沿轴心A的方向观察本发明一实施方式的吸附辊10的侧视图。图2是将吸附辊10以包括轴心A的平面切断的剖视图。该吸附辊10是通过吸附保持长带状的基底材料91，且以沿水平延伸的轴心A为中心进行旋转，来搬运基底材料91的辊。对于基底材料91的具体例在后面叙述。吸附辊10具备具有多个吸附孔123的圆筒状的外周面。在制造装置1运转时，利用图2中示意性表示的吸引机构17，在多个吸附孔123产生负压。带状的基底材料91因该负压而被吸附保持于吸附辊10的外周面的一部分。另外，吸附辊10的直径为例如30mm～1600mm。
如图1及图2所示，吸附辊10包括轴11、辊主体12、第一侧板13、孔板14、第二侧板15及加热机构16。
轴11是沿轴心A水平地延伸的大致圆柱状的构件。轴11的材料例如使用不锈钢或铁等金属。轴11由省略图示的轴承可旋转地支撑。另外，轴11的一方的端部与驱动源即马达70连接。当驱动马达70时，轴11以轴心A为中心旋转。
另外，如图4所示，在轴11的内部设置有多条连接流路111和一条中央流路112。中央流路112是在轴11的中央沿轴心A延伸的流路。多条连接流路111与下述的第二侧板15内的排气流路151和中央流路112连通。另外，中央流路112与吸引机构17连接。吸引机构17例如使用排气泵。
辊主体12在轴11的周围吸附保持基底材料91并旋转。本实施方式的辊主体12具有内筒构件121和外筒构件122，整体上形成为圆筒状。内筒构件121是固定于轴11的外周面的圆筒状的构件。外筒构件122是固定于内筒构件121的外周面的圆筒状的构件。外筒构件122的外周面为辊主体12的外周面。内筒构件121及外筒构件122的材料例如使用不锈钢等金属。
图3是图2中圆圈包围区域中的吸附辊10的局部剖视图。如图2及图3所示，外筒构件122具有多个吸附孔123和多条内部流路124。多个吸附孔123相互间隔开地规则地分布于外筒构件122的外周面。各个吸附孔123的开口直径为例如2mm以下。多条内部流路124设置于外筒构件122的外周面的内侧。另外，多条内部流路124等间隔地排列于轴心A的周向。各条内部流路124在外筒构件122的一端和另一端之间，沿与轴心A平行的方向(以下称为“轴心方向”)延伸。多个吸附孔123分别将外筒构件122的外侧的空间和内部流路124连通。
第一侧板13是固定于辊主体12的轴心方向的一侧的端面的圆板状的构件。第一侧板13的材料例如使用不锈钢或铁等金属。第一侧板13例如用螺栓固定于内筒构件121及外筒构件122。外筒构件122的各条内部流路124的一侧的端部开口由第一侧板13封闭。
孔板14是固定于辊主体12的轴心方向的另一侧的端面的圆板状的构件。孔板14的材料可以是不锈钢或铁等金属，也可以是树脂。图4是沿孔板14的轴心方向观察到的平面图。图5是图4中圆圈包围区域中的孔板14的局部平面图。在图4及图5中，用虚线示出了辊主体12的吸附孔123、内部流路124以及下述的第二侧板15的排气流路151。
如图2～图5所示，孔板14具有多个节流孔141。节流孔141是贯通孔，上述贯通孔在沿轴心方向观察时具有小于内部流路124及下述的排气流路151的开口面积。多个节流孔141在轴心A的周向等间隔地排列。如图5所示，多个节流孔141分别设置于与内部流路124重合的位置。即，内部流路124和节流孔141一一对应。各个节流孔141与内部流路124连通。
第二侧板15是固定于孔板14的与辊主体12相反一侧的面的圆板状的构件。第二侧板15的材料例如使用不锈钢或铁等金属。如图2～图5所示，在第二侧板15的内部设置有排气流路151。排气流路151具有圆环状的外侧流路152和从外侧流路152向轴11侧延伸的多条内侧流路153。外侧流路152与多个节流孔141连通。内侧流路153经由轴11的多条连接流路111与中央流路112连通。
加热机构16是用于加热辊主体12的外周面的机构。加热机构16设置于辊主体12的比多条内部流路124更位于内侧的位置。加热机构16例如使用使设置于内筒构件121的内部的管路内的被加热的热介质(例如水)循环的机构。但是，加热机构16也可以是通电来发热的电热式的加热器。当使加热机构16工作时，热量从加热机构16通过多条内部流路124的间隙向辊主体12的外周面传导。由此，被吸附保持于辊主体12的外周面的基底材料91被加热。
使吸引机构17工作时，中央流路112内的空气被吸入吸引机构17。由此，在中央流路112、多条连接流路111、排气流路151、多个节流孔141、多条内部流路124及多个吸附孔123产生负压。基底材料91因产生于多个吸附孔123的该负压，而被吸附保持于吸附辊10的外周面。
但是，如图1所示，吸附辊10的外周面具有被基底材料91覆盖的封闭区域101和未被基底材料91覆盖的开放区域102。在开放区域102中，多个吸附孔123露出在外部，因此空气经由吸附孔123进入至内部流路124。但是，在本实施方式中，在内部流路124和排气流路151之间设置有开口面积小的节流孔141。由于该节流孔141的流路阻力大，因此从内部流路124通向排气流路151的空气的通过量被限制。由此，从外部空间进入吸附孔123的空气也被抑制。因此，能够抑制因从开放区域102的吸附孔123进入空气而导致封闭区域101中的基底材料91的吸附力下降的问题。
另外，辊主体12、孔板14及第二侧板15一体旋转。在本实施方式的结构中，无需使构成用于吸附辊10的吸引的流路的构件之间彼此滑动，就可以抑制从开放区域102进入空气。因此，能够抑制由各个构件的滑动而引起的劣化。另外，在使构件彼此滑动的情况下，有必要从马达70输出滑动阻力以上的动力。但是，如果采用本实施方式的结构，则由于吸附辊10旋转时的滑动阻力小，因此能够降低马达70的动力。
若节流孔141的内径过小，则吸引机构17的吸引力无法传递到多个吸附孔123。另一方面，若节流孔141的内径过大，则容易从开放区域102进入空气。因此，节流孔141的内径过小或过大，都很难在封闭区域101充分地吸附基底材料91。因此，节流孔141的内径优选设定为适当的大小。例如，节流孔141的内径优选为0.1mm以上且3.0mm以下。另外，节流孔141的内径更优选为0.5mm以上且1.5mm以下。
另外，本实施方式的孔板14对于辊主体12能够装卸。因此，可以根据基底材料91的处理条件，更换孔板14。由此，可以按照基底材料91各自的处理条件，使用具有最佳的开口面积的节流孔141的孔板14。
另外，在本实施方式中，第二侧板15的排气流路151经由与轴心A同轴地设置的中央流路112，与下游侧的流路连通。通过这种方式，在吸附辊10和构成下游侧的流路的构件之间，能够进一步减小构件彼此之间的滑动接触部位。其结果，能够进一步降低旋转时的滑动阻力。
另外，如本实施方式那样，在辊主体12的内部设置有加热机构16的情况下，孔板14优选由热传导率比金属小的树脂形成。树脂可以例如使用隔热性优异的特氟龙(TEFLON、注册商标)。当孔板14由这样的树脂形成时，能够抑制由加热机构16产生的热量向孔板14的外侧传递。
〈2.吸附辊的适用例〉
吸附辊10可以用于例如制造在长带状的电解质膜的表面形成电极层的固体高分子形燃料电池用膜电极接合体的制造装置中。在该制造装置中，吸附辊10吸附保持长带状的基底材料91即电解质膜并旋转。另外，该制造装置具备干燥机构和由吸附辊10及涂敷部构成的涂敷装置。
涂敷部具有用于在被吸附保持于吸附辊10的电解质膜的表面涂敷电极材料的喷嘴31(参照图1)。电极材料例如使用在醇等溶媒中分散有包含铂(Pt)的催化剂粒子的催化剂油墨。喷嘴31具有与吸附辊10的外周面相对的狭缝状的喷出口。制造装置运转时，由喷嘴31向与吸附辊10一起旋转的电解质膜的表面喷出电极材料。另外，喷嘴31可以间歇地喷出电极材料，也可以连续地喷出电极材料。
干燥机构是使涂敷于电解质膜的表面的电极材料干燥的机构。干燥机构例如使用吸附辊10内的上述加热机构16。该情况下，来自加热机构16的热使电极材料中的溶剂气化。由此，电极材料干燥，在电解质膜的表面形成电极层。但是，干燥机构也可以是向被吸附保持于吸附辊10的电解质膜喷吹加热的气体的机构。
电解质膜例如使用氟类或烃类的高分子电解质膜。作为电解质膜的具体例可以列举出，含全氟化碳磺酸(perfluorocarbonsulfonic acid)的高分子电解质膜(例如，美国杜邦公司制造的高氟化树脂(Nafion、注册商标)，旭硝子株式会社制造的Flemion(注册商标)，旭化成株式会社制造的Aciplex(注册商标)，戈尔(Gore)公司制造的Goreselect(注册商标))。电解质膜的膜厚为例如，5μm～30μm。电解质膜因大气中的湿气而膨胀，另一方面湿度降低时收缩。即，电解质膜具有根据大气中的湿度容易变形的性质。
这样的电解质膜被施加过度的张力时会破损，因此必须以低张力搬运。因此，在电解质膜的搬运中不能使用借助张力而从动旋转的自由辊，而有必要使用吸附电解质膜且借助马达70的动力而主动旋转的驱动辊。关于这点，如上所述的本实施方式的吸附辊10是构件彼此之间的滑动接触部位少的结构，能够抑制从开放区域102进入空气。因此，能够抑制驱动时的滑动阻力，从而降低马达70的动力。
〈3.变形例〉
以上，说明了本发明的一实施方式，但是本发明并不限定于上述的实施方式。
在上述的实施方式中，辊主体12由内筒构件121及外筒构件122这两部分构件构成。但是，辊主体12可以由单一构件构成，也可以由三个以上的构件构成。另外，在构成吸附辊10的各个构件之间，也可以设置密封构件等其他构件。
另外，在上述的实施方式中，在金属制造的外筒构件122的外周面，形成有多个吸附孔123。但是，也可以将辊主体12的最外周部，由多孔碳或多孔质陶瓷等多孔材料形成。而且，也可以将多孔质材料的细微的气孔用作吸附孔123。作为多孔质陶瓷的具体例，可以列举出氧化铝(Al2O3)或炭化硅(SiC)的烧结体。该情况下，只要在由多孔质材料形成的圆筒状的构件的内侧，设置内部流路124即可。
另外，在上述的实施方式中，在吸附辊10的外周面直接吸附保持有基底材料91。但是，也可以在吸附辊10的外周面和基底材料91之间，设置具有大量的细孔的多孔质基底材料。即，基底材料91也可以隔着多孔质基底材料被间接地吸附保持于吸附辊10的外周面。根据这种方式，吸附辊10的外周面和基底材料91不直接接触。因此，能够防止产生于基底材料91的颗粒附着于吸附辊10的外周面，或防止颗粒从吸附辊10的外周面转移到基底材料91。
另外，在上述的实施方式中，在每个内部流路124设置有一个节流孔141。但是，也可以对两个以上的内部流路124，设置一个节流孔141。但是，如上述的实施方式那样，在每个内部流路124设置一个节流孔141，能够使每个节流孔141的开口面积更小。因此，能够进一步抑制节流孔141的气体的通过。
另外，在上述的实施方式中，作为由吸附辊10搬运的基底材料91的例子，列举了电解质膜。但是，本发明中的“带状的基底材料”并不限于电解质膜。本发明的吸附辊也可以用于保持锂离子电池用的金属箔或印刷用纸等。
另外，吸附辊10可以是如上述的适用例那样，用于保持基底材料91，以便对基底材料91涂敷材料并干燥，也可以用于保持基底材料，以便对基底材料进行其他处理的吸附辊。另外，吸附辊10也可以是在基底材料91的搬运路径的上游侧和下游侧，要对基底材料9施加不同强度的张力时，配置在应切换张力的部位的、所谓的张力切断辊(tension cut roll)。
另外，关于吸附辊的详细构成，也可以与本申请的各个附图不同。另外，也可以将上述的实施方式或变形例中出现的各个要素，在不产生矛盾的范围内适当地进行组合。

Claims (9)

1.一种吸附辊，其中，所述吸附辊在其外周面的一部分吸附保持带状的基底材料并旋转，
其具备：
圆筒状的辊主体，具有上述外周面，
孔板，固定于上述辊主体的轴心方向的端面，
侧板，固定于上述孔板的与上述辊主体相反一侧的面，
轴，具有沿上述轴心设置的中央流路，以及
马达，与上述轴的端部连接；
上述辊主体具有：
多个吸附孔，设置于上述外周面，以及
内部流路，设置于上述外周面的内侧，与多个上述吸附孔连通；
上述孔板具有节流孔，上述节流孔与上述内部流路连通，
上述侧板具有排气流路，上述排气流路与上述节流孔连通，
上述排气流路与上述中央流路连通，上述中央流路与吸引机构连接，
在上述轴心方向观察，上述节流孔小于上述内部流路及上述排气流路，
借助上述马达，上述辊主体、上述孔板、上述侧板以及上述轴一体地绕上述轴心旋转。
2.根据权利要求1所述的吸附辊，其中，
上述辊主体具有多个上述内部流路，
多个上述内部流路相互间隔开地配置于上述轴心的周围，
多个上述内部流路分别沿上述轴心方向延伸。
3.根据权利要求2所述的吸附辊，其中，
上述孔板具有与多个上述内部流路中的每个连通的多个上述节流孔。
4.根据权利要求2或3所述的吸附辊，其中，还具有，
加热机构，设置于上述辊主体的比上述内部流路更内侧的位置。
5.根据权利要求4所述的吸附辊，其中，
上述孔板由树脂制成。
6.根据权利要求1所述的吸附辊，其中，
上述节流孔的内径是0.1mm以上且3.0mm以下。
7.根据权利要求1所述的吸附辊，其中，
上述孔板对上述辊主体能够装卸。
8.一种涂敷装置，其中，具备：
吸附辊，在其外周面的一部分吸附保持带状的基底材料并旋转，以及
涂敷部，在被吸附保持于上述吸附辊的基底材料的表面涂敷材料；
上述吸附辊具备：
圆筒状辊主体，具有上述外周面，
孔板，固定于上述辊主体的轴心方向的端面，
侧板，固定于上述孔板的与上述辊主体相反一侧的面，
轴，具有沿上述轴心设置的中央流路，以及
马达，与上述轴的端部连接；
上述辊主体具有：
多个吸附孔，设置于上述外周面，以及
内部流路，设置于上述外周面的内侧，与多个上述吸附孔连通；
上述孔板具有节流孔，上述节流孔与上述内部流路连通，
上述侧板具有排气流路，上述排气流路与上述节流孔连通，
上述排气流路与上述中央流路连通，上述中央流路与吸引机构连接，
在上述轴心方向观察，上述节流孔小于上述内部流路及上述排气流路，
借助上述马达，上述辊主体、上述孔板、上述侧板以及上述轴一体地绕上述轴心旋转。
9.一种膜电极接合体的制造装置，其中，
具备：
涂敷装置，在基底材料的表面涂敷材料，以及
干燥机构，使涂敷于基底材料的表面的材料干燥；
上述涂敷装置具有：
吸附辊，在其外周面的一部分吸附保持带状的基底材料并旋转，以及
涂敷部，在被吸附保持于上述吸附辊的基底材料的表面涂敷材料；
上述吸附辊具备：
圆筒状辊主体，具有上述外周面，
孔板，固定于上述辊主体的轴心方向的端面，
侧板，固定于上述孔板的与上述辊主体相反一侧的面，
轴，具有沿上述轴心设置的中央流路，以及
马达，与上述轴的端部连接；
上述辊主体具有：
多个吸附孔，设置于上述外周面，以及
内部流路，设置于上述外周面的内侧，与多个上述吸附孔连通；
上述孔板具有节流孔，上述节流孔与上述内部流路连通，
上述侧板具有排气流路，上述排气流路与上述节流孔连通，
上述排气流路与上述中央流路连通，上述中央流路与吸引机构连接，
在上述轴心方向观察，上述节流孔小于上述内部流路及上述排气流路，
借助上述马达，上述辊主体、上述孔板、上述侧板以及上述轴一体地绕上述轴心旋转，
上述基底材料是电解质膜，
上述用于涂敷的材料是电极材料。
CN201710685800.5A 2016-08-19 2017-08-11 吸附辊、涂敷装置及膜电极接合体的制造装置 Active CN107755182B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016160951A JP6817746B2 (ja) 2016-08-19 2016-08-19 吸着ローラ、塗工装置および膜・電極接合体の製造装置
JP2016-160951 2016-08-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107755182A CN107755182A (zh) 2018-03-06
CN107755182B true CN107755182B (zh) 2019-11-01

Family

ID=61192224

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710685800.5A Active CN107755182B (zh) 2016-08-19 2017-08-11 吸附辊、涂敷装置及膜电极接合体的制造装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10573900B2 (zh)
JP (1) JP6817746B2 (zh)
KR (1) KR101997964B1 (zh)
CN (1) CN107755182B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11898602B2 (en) * 2018-04-24 2024-02-13 Applied Materials, Inc. Multi-zone air turn for transport of a flexible substrate
CN110641028B (zh) * 2019-09-25 2021-05-04 大同新成新材料股份有限公司 碳毡加工生产用翻转式热压机及其使用方法
KR20230064384A (ko) * 2021-11-03 2023-05-10 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 식각 장치

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001070863A (ja) * 1999-07-02 2001-03-21 Toyota Motor Corp 液体塗布装置およびこれに用いる回転部材とその製造方法
JP2003312909A (ja) * 2002-04-22 2003-11-06 Hikoyama Seiki Kk 自己吸引式サクションロール及びこのサクションロールを用いたフィルム状基材の搬送装置
JP2007099400A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Tdk Corp サクションローラ及び該サクションローラを用いたシート状部材の搬送装置
CN201768654U (zh) * 2010-08-26 2011-03-23 昆山大阳机电设备制造有限公司 真空涂布吸附辊
CN102371232A (zh) * 2010-08-26 2012-03-14 昆山大阳机电设备制造有限公司 真空涂布吸附辊
CN102825893A (zh) * 2012-09-17 2012-12-19 上海袭麟光学科技发展有限公司 一种全静压洁净光学薄膜涂布机
CN202829072U (zh) * 2012-08-29 2013-03-27 东莞市九州浩德新能源设备有限公司 一种涂布吸附装置
CN203591917U (zh) * 2013-11-20 2014-05-14 青岛中科华联新材料有限公司 一种吸附包角可调整的真空吸附辊
CN204412576U (zh) * 2015-01-21 2015-06-24 四川羽玺新材料有限公司 一种带有真空吸附张力消除装置的涂布机
CN205008179U (zh) * 2015-08-05 2016-02-03 江阴华美光电科技有限公司 一种真空吸附的涂布机张力控制装置
CN205240859U (zh) * 2015-11-26 2016-05-18 江阴科玛金属制品有限公司 覆膜传送辊装置
CN205467869U (zh) * 2016-04-12 2016-08-17 湖北华丽包装有限公司 瓦楞纸板生产线干部真空除湿降温装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI75382C (fi) * 1982-08-24 1988-06-09 Valmet Oy Pressparti utan pressugvals i pappersmaskin.
JP4917741B2 (ja) * 2003-05-01 2012-04-18 ノードソン コーポレーション 電極インクの塗布及び乾燥方法
JP5970422B2 (ja) 2013-06-04 2016-08-17 住友金属鉱山株式会社 金属ロール及びその製造方法並びに該金属ロールを備えた長尺樹脂フィルムの処理装置
JP6192758B2 (ja) * 2016-02-24 2017-09-06 井前工業株式会社 サクションローラ

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001070863A (ja) * 1999-07-02 2001-03-21 Toyota Motor Corp 液体塗布装置およびこれに用いる回転部材とその製造方法
JP2003312909A (ja) * 2002-04-22 2003-11-06 Hikoyama Seiki Kk 自己吸引式サクションロール及びこのサクションロールを用いたフィルム状基材の搬送装置
JP2007099400A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Tdk Corp サクションローラ及び該サクションローラを用いたシート状部材の搬送装置
CN201768654U (zh) * 2010-08-26 2011-03-23 昆山大阳机电设备制造有限公司 真空涂布吸附辊
CN102371232A (zh) * 2010-08-26 2012-03-14 昆山大阳机电设备制造有限公司 真空涂布吸附辊
CN202829072U (zh) * 2012-08-29 2013-03-27 东莞市九州浩德新能源设备有限公司 一种涂布吸附装置
CN102825893A (zh) * 2012-09-17 2012-12-19 上海袭麟光学科技发展有限公司 一种全静压洁净光学薄膜涂布机
CN203591917U (zh) * 2013-11-20 2014-05-14 青岛中科华联新材料有限公司 一种吸附包角可调整的真空吸附辊
CN204412576U (zh) * 2015-01-21 2015-06-24 四川羽玺新材料有限公司 一种带有真空吸附张力消除装置的涂布机
CN205008179U (zh) * 2015-08-05 2016-02-03 江阴华美光电科技有限公司 一种真空吸附的涂布机张力控制装置
CN205240859U (zh) * 2015-11-26 2016-05-18 江阴科玛金属制品有限公司 覆膜传送辊装置
CN205467869U (zh) * 2016-04-12 2016-08-17 湖北华丽包装有限公司 瓦楞纸板生产线干部真空除湿降温装置

Also Published As

Publication number Publication date
US10573900B2 (en) 2020-02-25
JP2018028361A (ja) 2018-02-22
JP6817746B2 (ja) 2021-01-20
CN107755182A (zh) 2018-03-06
KR101997964B1 (ko) 2019-07-08
KR20180020872A (ko) 2018-02-28
US20180053946A1 (en) 2018-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10505200B2 (en) Apparatus and method manufacturing composite membrane
JP5551215B2 (ja) 高分子電解質型燃料電池の製造方法
CN107755182B (zh) 吸附辊、涂敷装置及膜电极接合体的制造装置
US10201958B2 (en) Apparatus for manufacturing membrane electrode assembly
JP5920479B2 (ja) 塗布装置
KR101728206B1 (ko) 연료전지용 분리판 및 이를 포함하는 연료전지
US20030211380A1 (en) Solid polymer fuel cell and method of manufacturing the same
KR102038763B1 (ko) 기재 처리 장치 및 기재 처리 방법
WO2018037670A1 (ja) 塗工装置および塗工方法
JP5061452B2 (ja) 燃料電池用触媒の製造方法
JP6070564B2 (ja) 触媒粒子、触媒インク、及びこれらの製造方法、並びに、燃料電池用電極触媒層、膜電極接合体、及び固体高分子形燃料電池の各々の製造方法
JP6541531B2 (ja) 膜・触媒層接合体の製造装置および製造方法
JP4945887B2 (ja) セルモジュール及び固体高分子電解質型燃料電池
JP2009224031A (ja) 燃料電池用電極触媒インク、電極触媒層、膜電極接合体および固体高分子型燃料電池
JP5439947B2 (ja) 膜電極接合体、膜電極接合体製造用の転写基材、膜電極接合体製造用の電極触媒層の塗工転写基材及び固体高分子形燃料電池
JP2007179900A (ja) 燃料電池システム及び燃料電池積層体
KR20080045457A (ko) 연료 전지용 막-전극 어셈블리, 이의 제조방법 및 이를포함하는 연료 전지 시스템
JP2006261068A (ja) 燃料電池
JP2008140636A (ja) 燃料電池

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant