CN108886151B - 涂膜检查装置、涂膜检查方法及膜-触媒层接合体的制造装置 - Google Patents

涂膜检查装置、涂膜检查方法及膜-触媒层接合体的制造装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108886151B
CN108886151B CN201680083675.4A CN201680083675A CN108886151B CN 108886151 B CN108886151 B CN 108886151B CN 201680083675 A CN201680083675 A CN 201680083675A CN 108886151 B CN108886151 B CN 108886151B
Authority
CN
China
Prior art keywords
coating film
catalyst layer
coating
rear end
scanning
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
CN201680083675.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108886151A (zh
Inventor
竹上克哉
高木善则
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.)
Screen Holdings Co Ltd
Original Assignee
Screen Holdings Co Ltd
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 Screen Holdings Co Ltd filed Critical Screen Holdings Co Ltd
Publication of CN108886151A publication Critical patent/CN108886151A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108886151B publication Critical patent/CN108886151B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • 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
    • 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
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/06—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
    • 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
    • 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
    • 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

间歇地形成有多个矩形的触媒层的电解质膜沿着一个方向被搬送。由光纤传感器检测触媒层的前端，并且利用该检测结果控制测定部的扫描，使得触媒层上的测定部的测定点的扫描轨迹与矩形的触媒层的对角线一致。多个触媒层全部测定线相同，从而能够进行均质检查。此外，由于测定点的扫描轨迹必定通过膜厚度容易变得不均匀的触媒层的前端及后端的附近，因此能够提高检查结果的可靠性。

Description

涂膜检查装置、涂膜检查方法及膜-触媒层接合体的制造装置
技术领域
本发明涉及一种以非接触的方式对沿着由搬送机构在其长度方向搬送的电解质膜等长条带状的基材的搬送方向而间歇形成的多个矩形的涂膜进行检查的涂膜检查装置及方法、以及包括该涂膜检查装置的膜-触媒层接合体的制造装置。
背景技术
近年来，燃料电池作为机动车、家用、移动电话等的驱动电源而受到关注。燃料电池是一种通过燃料中含有的氢(H2)与空气中的氧(O2)之间的电化学反应来产生电力的发电系统，具有发电效率高且环境负荷低的优点。
根据所使用的电解质，存在几种燃料电池，其中一种是使用高分子电解质膜(以下，也简称为“电解质膜”)作为电解质的固体高分子型燃料电池(PEFC：Polymerelectrolyte fuel cell)。由于固体高分子型燃料电池能够在常温下动作并且实现小型轻量化，因此期望应用于机动车或便携设备。
固体高分子型燃料电池一般通过层叠多个电池单元而构成。一个电池单元(单电池单元)通过由一对隔膜夹持膜电极接合体(MEA：Membrane-Electrode-Assembly)的两侧而构成。膜电极接合体是进一步将气体扩散层配置于在高分子电解质膜的两面形成有触媒层的膜-触媒层接合体(CCM：Catalyst-coated membrane)的两侧的接合体。由夹持高分子电解质膜并配置在两侧的触媒层与气体扩散层构成一对电极层，其中一者为阳极，另一者为阴极。含氢的燃料气体接触阳极，并且空气接触阴极，由此通过电化学反应产生电力。
典型地，这种膜-触媒层接合体是通过对电解质膜的表面涂敷在酒精等溶媒中分散有含铂(Pt)的触媒粒子的触媒油墨(电极糊)，并干燥该触媒油墨而制成的(参照专利文献1)。在专利文献1所公开的装置中，进行从具有狭缝状喷出口的狭缝喷嘴断续地喷出触媒油墨的间歇涂敷。
另一方面，不限于燃料电池的膜-触媒层接合体，只要是在对片状的基材涂敷涂敷液而形成涂膜的情况下，对该涂膜的物性参数(例如，膜厚度、形状、基材上的涂敷位置等)进行均质的管理是很重要的。为此，需要准确地测定涂敷后的涂膜的膜厚度等，例如专利文献2中公开了一种通过照射放射线来进行被测定物的厚度测量的放射线厚度计。专利文献2所记载的放射线厚度计将长条带状的被测定物在其长度方向进行搬送，并且使放射线源在宽度方向反复进行往复扫描，由此测量被测定物的各位置的厚度。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2014-229370号公报
专利文献2：日本特开平11-142128号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而，在将专利文献2所记载的厚度计应用于如专利文献1所公开的进行涂敷液的间歇涂敷的装置中来测定涂膜的膜厚度的情况下，由于放射线源进行反复扫描的时机取决于测定器的运算时机，因此不能与间歇涂敷的时机相匹配。因此，存在间歇地形成的多个涂膜的每一个的膜厚度测定线不同，难以进行测定结果的统计处理的问题。
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够对间歇形成的多个涂膜进行均质检查的涂膜检查装置及方法、以及包括该涂膜检查装置的膜-触媒层接合体的制造装置。
解决问题的技术方案
为了解决上述问题，本发明的第一实施方式是一种涂膜检查装置，以非接触的方式检查多个矩形的涂膜，多个所述涂膜沿着由搬送机构在其长度方向上搬送的长条带状的基材的搬送方向间歇地形成，所述涂膜检查装置具有：测定部，以非接触的方式测定多个所述涂膜的物性参数；扫描机构，使所述测定部沿着与所述搬送方向正交的所述基材的宽度方向进行往复移动；涂膜检测部，检测多个所述涂膜中的各个所述涂膜沿着所述搬送方向的前端；以及控制部，基于所述涂膜检测部的检测结果，控制所述扫描机构，使得所述测定部的测定点对各涂膜扫描的轨迹至少通过该涂膜的所述前端及后端。
此外，第二实施方式是根据第一实施方式的涂膜检查装置，所述涂膜检测部沿着所述搬送方向设置在与所述测定部隔开规定间隔的比所述测定部更靠上游侧的位置，所述涂膜检查装置还具有编码器，所述编码器检测从所述涂膜检测部检测到各涂膜的前端的时刻起的所述基材的搬送距离，所述控制部基于所述编码器的检测结果，控制所述扫描机构，使得在所述搬送距离达到所述规定间隔时所述测定部的测定点通过该涂膜的前端。
此外，第三实施方式是根据第一实施方式的涂膜检查装置，所述控制部控制所述扫描机构，使得所述轨迹相对于所述搬送方向以规定的角度倾斜。
此外，第四实施方式是根据第三实施方式的涂膜检查装置，所述控制部控制所述扫描机构，使得所述轨迹与各涂膜的对角线一致。
此外，第五实施方式是根据第一实施方式的涂膜检查装置，所述涂膜检查装置还具有：存储部，存储涂膜的从前端至后端的所述物性参数的分布的基准数据；以及判定部，将由所述测定部测定的各涂膜的从前端至后端的所述物性参数的分布与所述基准数据进行比较，进行所述涂膜的良好与否的判定。
此外，第六实施方式是根据第五实施方式的涂膜检查装置，对于涂膜的包括前端的前端区域及包括后端的后端区域设定第一阈值，并且对涂膜的除了所述前端区域及所述后端区域以外的中央区域设定第二阈值；若由所述测定部测定的各涂膜的所述前端区域及所述后端区域的所述物性参数与所述基准数据的差异为所述第一阈值以下，并且由所述测定部测定的该涂膜的所述中央区域的所述物性参数与所述基准数据的差异为所述第二阈值以下，则所述判定部将所述涂膜判定为良。
此外，第七实施方式是根据第六实施方式的涂膜检查装置中，所述第二阈值小于所述第一阈值。
此外，第八实施方式是根据第一～第七中的任一实施方式的涂膜检查装置，所述基材为燃料电池的电解质膜，所述涂膜为触媒层，所述测定部对各涂膜照射放射线来测定该涂膜的膜厚度。
此外，第九实施方式是一种膜-触媒层接合体的制造装置，其是燃料电池的膜-触媒层接合体的制造装置，具有：涂敷部，对电解质膜的一个面涂敷涂敷液；干燥部，使在所述电解质膜的一个面上涂敷的所述涂敷液干燥来形成触媒层；以及第八实施方式的涂膜检查装置。
此外，第十实施方式是一种涂膜检查方法，以非接触的方式检查多个矩形的涂膜，多个所述涂膜沿着由搬送机构在其长度方向上搬送的长条带状的基材的搬送方向间歇地形成，所述涂膜检查方法包括：扫描工序，使以非接触的方式测定多个所述涂膜的物性参数的测定部沿着与所述搬送方向正交的所述基材的宽度方向进行往复移动；以及涂膜检测工序，由涂膜检测部检测多个所述涂膜中的各所述涂膜沿着所述搬送方向的前端，在所述扫描工序中，基于所述涂膜检测工序的检测结果，以所述测定部的测定点对各涂膜扫描的轨迹至少通过该涂膜的所述前端及后端的方式使所述测定部进行扫描。
此外，第十一实施方式是根据第十实施方式的涂膜检查方法，所述涂膜检测部沿着所述搬送方向设置在与所述测定部隔开规定间隔的比所述测定部更靠上游侧的位置，在所述扫描工序中，基于用于检测从所述涂膜检测部检测到各所述涂膜的前端的时刻起的所述基材的搬送距离的编码器的检测结果，以在所述搬送距离达到所述规定间隔时所述测定部的测定点通过该涂膜的前端的方式使所述测定部进行扫描。
此外，第十二实施方式是根据第十实施方式的涂膜检查方法，在所述扫描工序中，以所述轨迹相对于所述搬送方向以规定的角度倾斜的方式使所述测定部进行扫描。
此外，第十三实施方式是根据第十二实施方式的涂膜检查方法，在所述扫描工序中，以所述轨迹与各涂膜的对角线一致的方式使所述测定部进行扫描。
此外，第十四实施方式是根据第十实施方式的涂膜检查方法，所述涂膜检查方法还包括：判定工序，将涂膜的从前端至后端的所述物性参数的分布的基准数据，与由所述测定部测定的各涂膜的从前端至后端的所述物性参数的分布进行比较，进行所述涂膜的良好与否的判定。
此外，第十五实施方式是根据第十四实施方式的涂膜检查方法中，对涂膜的包括前端的前端区域及包括后端的后端区域设定第一阈值，并且对涂膜的除了所述前端区域及所述后端区域以外的中央区域设定第二阈值，在所述判定工序中，若由所述测定部测定的各涂膜的所述前端区域及所述后端区域的所述物性参数与所述基准数据的差异为所述第一阈值以下，并且由所述测定部测定的该涂膜的所述中央区域的所述物性参数与所述基准数据的差异为所述第二阈值以下，则将所述涂膜判定为良。
此外，第十六实施方式是根据第十五实施方式的涂膜检查方法，所述第二阈值小于所述第一阈值。
此外，第十七实施方式是根据第十～第十六中的任一实施方式的涂膜检查方法，所述基材为燃料电池的电解质膜，所述涂膜为触媒层，所述测定部对各涂膜照射放射线来测定该涂膜的膜厚度。
发明效果
根据第一～第八实施方式的涂膜检查装置及第九实施方式的膜-触媒层接合体的制造装置，由于测定部的测定点对各涂膜扫描的轨迹至少通过沿着该涂膜的搬送方向的前端及后端，因此能够对间歇地形成的多个涂膜的整体进行前端附近及后端附近的测定，从而能够对多个涂膜进行均质检查。
尤其，根据第四实施方式的涂膜检查装置，由于轨迹与各涂膜的对角线一致，因此能够对涂膜的前端附近及后端附近进行检查，并且对涂膜的整个宽度进行检查，从而能够提高检查结果的可靠性。
根据第十～第十七实施方式的涂膜检查方法，由于测定部的测定点对各涂膜扫描的轨迹至少通过沿着该涂膜的搬送方向的前端及后端，因此能够对间歇地形成的多个涂膜的整体进行前端附近及后端附近的测定，从而能够对多个涂膜进行均质检查。
尤其，根据第十三实施方式的涂膜检查方法，由于轨迹与各涂膜的对角线一致，因此能够对涂膜的前端附近及后端附近进行检查，并且对涂膜的整个宽度进行检查，从而能够提高检查结果的可靠性。
附图说明
图1是示出本发明的膜-触媒层接合体的制造装置的结构的图。
图2是吸附辊的下部附近的放大图。
图3是示出层叠基材的构造的图。
图4是示出贴附有第二支持薄膜的膜-触媒层接合体的构造的图。
图5是示出膜厚度检查装置的外观的立体图。
图6是从上方观察膜厚度检查装置的俯视图。
图7是示出薄膜厚度计的主要部分结构的图。
图8是示出控制部与制造装置内的各部的连接的框图。
图9是示出膜厚度检查的顺序的流程图。
图10是示出膜厚度检查的顺序的流程图。
图11是示出测定部的扫描轨迹的图。
图12是示出将触媒层划分为多个检查区域的状态的图。
图13是示出基准数据的一例的图。
图14是示出膜厚度的实测数据的一例的图。
图15是示出测定部的扫描轨迹的其他例的图。
图16是示出在与间歇涂敷无关地进行扫描时的测定部的扫描轨迹的图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。
图1是示出本发明的膜-触媒层接合体的制造装置1的结构的图。该制造装置1是在作为长条带状基材的电解质膜的表面形成触媒层，从而制造固体高分子型燃料电池用的膜-触媒层接合体的装置。如图1所示，本实施方式的膜-触媒层接合体的制造装置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及控制部70。
吸附辊10是将多孔质基材91及电解质膜92进行吸附保持并旋转的辊。吸附辊10具有包括多个吸附孔的圆筒状的外周面。吸附辊10的直径例如是200mm～1600mm。图2是吸附辊10的下部附近的放大图。如图2中的虚线所示，吸附辊10上连接有具有电动机等驱动源的旋转驱动部11。在使旋转驱动部11动作时，吸附辊10绕着水平延伸的轴心进行旋转。
作为吸附辊10的材料，例如，使用多孔质碳、多孔质陶瓷等多孔质材料。作为多孔质陶瓷的具体例，可以举出氧化铝(Al2O3)或碳化硅(SiC)的烧结体。多孔质的吸附辊10的孔径例如为5μm以下，孔率例如为15％～50％。
另外，可以使用金属作为吸附辊10的材料，来代替多孔质材料。作为金属的具体例，可以举出不锈钢、铁。在使用金属作为吸附辊10的材料的情况下，通过加工而在吸附辊10的外周面上形成微小的吸附孔即可。为了防止吸附痕的产生，优选吸附孔的直径为2mm以下。
在吸附辊10的端面设置有吸引口12。吸引口12连接到图外的吸引机构(例如，排气泵)。当吸引机构动作时，在吸附辊10的吸引口12中产生负压。然后，经由吸附辊10内的气孔，在设置于吸附辊10的外周面的多个吸附孔中也产生负压。多孔质基材91及电解质膜92被该负压吸附保持在吸附辊10的外周面，并且随着吸附辊10的旋转被圆弧状地搬送。
此外，如图2中的虚线所示，在吸附辊10的内部设置有多个水冷管13。从图外的给水机构对水冷管13供给被调节为规定温度的冷却水。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，冷却吸附辊10。吸收了热的冷却水被排出至图外的排液机构。
另外，也可以在吸附辊10的内部设置温水循环机构、加热器等加热机构，来代替后述的干燥炉50。在该情况下，可以不在吸附辊10的内部设置水冷管，而是通过控制在吸附辊10的内部设置的加热机构，来控制吸附辊10的外周面的温度。
多孔质基材供给回收部20是向吸附辊10供给长条带状的多孔质基材91，并回收使用后的多孔质基材91的部位。多孔质基材91是具有大量细微的气孔的能够通气的基材。优选多孔质基材91由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及多孔质基材回收辊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及多孔质基材回收辊24均与吸附辊10平行配置。
供给前的多孔质基材91被多孔质基材供给辊21卷绕。多孔质基材供给辊21通过省略了图示的电动机的动力而旋转。当多孔质基材供给辊21旋转时，多孔质基材91从多孔质基材供给辊21被送出。被送出的多孔质基材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路径被搬送至吸附辊10的外周面。然后，多孔质基材91被吸附保持在吸附辊10的外周面，并且随着吸附辊10的旋转被圆弧状地搬送。需要说明的是，为了方便理解，图2中，将吸附辊10与被吸附辊10保持的多孔质基材91空出间隔地进行图示。
多孔质基材91以吸附辊10的轴心为中心被搬送180°以上，优选270°以上。然后，多孔质基材91从吸附辊10的外周面离开。离开了吸附辊10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，被搬送至多孔质基材回收辊24。多孔质基材回收辊24通过省略了图示的电动机的动力而旋转。由此，使用后的多孔质基材91被多孔质基材回收辊24卷取。
电解质膜供给部30是向吸附辊10的周围供给由电解质膜92及第一支持薄膜93这两层构成的层叠基材94，并且从电解质膜92上剥离第一支持薄膜93的部位。图3是示出层叠基材94的构造的图。
作为电解质膜92，例如，使用氟类或烃类的高分子电解质膜。作为电解质膜92的具体例，可以举出含有全氟碳磺酸的高分子电解质膜(例如，美国杜邦公司制造的Nafion(注册商标)，旭硝子(株)制造的Flemion(注册商标)、旭化成(株)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92的膜厚度例如为5μm～30μm。电解质膜92因大气中的湿气而膨胀，而湿度变低时则收缩。即，电解质膜92具有容易随着大气中的湿度而变形的性质。
第一支持薄膜93是用于抑制电解质膜92的变形的薄膜。作为第一支持薄膜93的材料，使用机械强度比电解质膜92高的、形状保持功能优越的树脂。作为第一支持薄膜93的具体例，可以举出PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)或PET(聚对苯二甲酸乙二酯)的薄膜。第一支持薄膜93的膜厚度例如为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、多个第一支持薄膜搬出辊34及第一支持薄膜回收辊35。层叠基材供给辊31、多个层叠基材搬入辊32、剥离辊33、多个第一支持薄膜搬出辊34及第一支持薄膜回收辊35均与吸附辊10平行配置。
供给前的层叠基材94以第一支持薄膜93位于外侧的方式被层叠基材供给辊31卷绕。本实施方式中，在电解质膜92的与第一支持薄膜93相反的一侧的面(以下，称为“第一面”)上，预先形成有触媒层(以下，称为“第一触媒层9a”)(图2、图3)。第一触媒层9a是在该制造装置1以外的装置中，一边以辊对辊方式搬送由第一支持薄膜93及电解质膜92这两层构成的层叠基材94，一边对电解质膜92的第一面间歇涂敷触媒油墨，并将涂敷后的触媒油墨进行干燥而形成的。
层叠基材供给辊31通过省略了图示的电动机的动力而旋转。当层叠基材供给辊31旋转时，层叠基材94从层叠基材供给辊31被送出。被送出层叠基材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被搬送至剥离辊33。
剥离辊33是用于从电解质膜92上剥离第一支持薄膜93的辊。剥离辊33具有直径比吸附辊10小的圆筒状的外周面。至少剥离辊33的外周面由弹性体形成。如图2所示，剥离辊33在比多孔质基材91对吸附辊10的导入位置更靠吸附辊10的旋转方向的稍下游侧，与吸附辊10邻接配置。此外，剥离辊33通过省略了图示的气缸，被向吸附辊10侧加压。
如图2所示，由多个层叠基材搬入辊32搬入的层叠基材94被导入吸附辊10与剥离辊33之间。此时，电解质膜92的第一面与第一触媒层9a一同接触被吸附辊10保持的多孔质基材91的表面，第一支持薄膜93接触剥离辊33的外周面。此外，层叠基材94从剥离辊33受到压力被按压至吸附辊10侧。在被吸附辊10保持的多孔质基材91的表面，通过来自吸附辊10的吸引力而产生负压。电解质膜92通过该负压被吸附在多孔质基材91的表面。然后，电解质膜92一边与多孔质基材91一同被吸附辊10保持，一边随着吸附辊10的旋转而被圆弧状地搬送。另外，为了方便理解，图2中，将被吸附辊10保持的多孔质基材91与电解质膜92空出间隔地进行图示。
如此，本实施方式中，使多孔质基材91夹在吸附辊10的外周面与电解质膜92之间。因此，吸附辊10的外周面不与在电解质膜92的第一面上形成的第一触媒层9a直接接触。因此，能够防止第一触媒层9a的一部分附着在吸附辊10的外周面，或者防止从吸附辊10的外周面向电解质膜92转移异物。
另一方面，通过了吸附辊10与剥离辊33之间的第一支持薄膜93离开吸附辊10，被向多个第一支持薄膜搬出辊34侧搬送。由此，第一支持薄膜93从电解质膜92剥离。结果，与电解质膜92的第一面相反的一侧的面(以下，称为“第二面”)露出。被剥离的第一支持薄膜93一边被多个第一支持薄膜搬出辊34引导，一边沿着规定的搬出路径被搬送至第一支持薄膜回收辊35。第一支持薄膜回收辊35通过省略了图示的电动机的动力而旋转。由此，第一支持薄膜93被第一支持薄膜回收辊35卷取。
涂敷部40是在吸附辊10的周围，对电解质膜92的表面涂布触媒油墨的机构。作为触媒油墨，例如，使用在酒精等溶媒中分散有含铂(Pt)的触媒粒子的触媒油墨。如图1所示，涂敷部40具有喷嘴41。喷嘴41设置在由吸附辊10搬送电解质膜92的搬送方向上的比剥离辊33更靠下游侧的位置。喷嘴41具有与吸附辊10的外周面相向的喷出口411。喷出口411是沿着吸附辊10的外周面，水平延伸的狭缝状开口。
喷嘴41与省略了图示的触媒油墨供给源连接。当使涂敷部40驱动时，从触媒油墨供给源经由配管向喷嘴41供给触媒油墨。然后，从喷嘴41的喷出口411向电解质膜92的第二面喷出触媒油墨。由此，对电解质膜92的第二面涂布触媒油墨。
本实施方式中，通过将连接到喷嘴41的阀按照一定的周期进行开闭，来从喷嘴41的喷出口411断续地喷出触媒油墨。由此，在搬送方向以一定的间隔对电解质膜92的第二面间歇地涂敷触媒油墨。触媒油墨被间歇涂敷于与在第一面上形成有第一触媒层9a的区域相同的区域的第二面上。
另外，作为触媒油墨中的触媒粒子，使用在高分子型燃料电池的阳极或阴极中产生燃料电池反应的材料。具体而言，可以将铂(Pt)、铂合金、铂化合物等粒子用作触媒粒子。作为铂合金的例子，例如，可以举出从由钌(Ru)、钯(Pd)、镍(Ni)、钼(Mo)、铱(Ir)、铁(Fe)等组成的组中选出的至少一种金属与铂的合金。一般地，使用铂作为阴极用的触媒油墨，使用铂合金作为阳极用的触媒油墨。从喷嘴41喷出的触媒油墨可以是阴极用的也可以是阳极用的。但是，使用极性彼此相反的触媒油墨作为在电解质膜92的表面和背面上形成的触媒层9a、9b。
涂敷部40的喷嘴41、配管有必要定期进行分解清洗等维护。因此，该制造装置1具有用于维护涂敷部40的维护空间80。本实施方式中，维护空间80配置在涂敷部40与第一支持薄膜回收辊35之间。在进行涂敷部40的维护时，操作者89站立在设置在维护空间80中的立足处801上，进行构成涂敷部40的元件的清洗等。
干燥炉50是对在电解质膜92的第二面上涂布的触媒油墨进行干燥的部位。本实施方式的干燥炉50在由吸附辊10搬送电解质膜92的搬送方向，被配置在比涂敷部40更靠下游侧的位置。此外，干燥炉50沿着吸附辊10的外周面设置为圆弧状。干燥炉50在吸附辊10的周围，对电解质膜92的第二面吹送被加热后的气体(热风)。如此，涂布在电解质膜92的第二面上的触媒油墨被加热，触媒油墨中的溶剂气化。由此，干燥触媒油墨，在电解质膜92的第二面形成触媒层(以下，称为“第二触媒层9b”)。结果，得到由电解质膜92、第一触媒层9a及第二触媒层9b构成的膜-触媒层接合体95。由于第一触媒层9a及第二触媒层9b形成于电解质膜92的表面和背面上的相同位置，因此成为电解质膜92被夹在第一触媒层9a与第二触媒层9b之间的结构。
接合体回收部60是将第二支持薄膜96贴附在膜-触媒层接合体95上，然后回收膜-触媒层接合体95的部位。如图1所示，接合体回收部60具有第二支持薄膜供给辊61、多个第二支持薄膜搬入辊62、层压辊63、多个接合体搬出辊64及接合体回收辊65(电解质膜回收辊)。第二支持薄膜供给辊61、多个第二支持薄膜搬入辊62、层压辊63、多个接合体搬出辊64及接合体回收辊65均与吸附辊10平行地配置。
供给前的第二支持薄膜96被第二支持薄膜供给辊61卷绕。第二支持薄膜供给辊61通过省略了图示的电动机的动力而旋转。当第二支持薄膜供给辊61旋转时，第二支持薄膜96从第二支持薄膜供给辊61被送出。被送出的第二支持薄膜96一边被多个第二支持薄膜搬入辊62引导，一边沿着规定的搬入路径被搬送至层压辊63。
作为第二支持薄膜96的材料，使用机械强度高于电解质膜92的、形状保持功能优越的树脂。作为第二支持薄膜96的具体例，可以举出PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)或PET(聚对苯二甲酸乙二酯)的薄膜。第二支持薄膜96的膜厚度如为25μm～100μm。第二支持薄膜96可以与第一支持薄膜93相同。此外，也可以将被第一支持薄膜回收辊35卷取的第一支持薄膜93作为第二支持薄膜96从第二支持薄膜供给辊61送出。
层压辊63是用于将第二支持薄膜96贴附在膜-触媒层接合体95上的辊。作为层压辊63的材料，例如使用耐热性高的橡胶。层压辊63具有直径比吸附辊10小的圆筒状的外周面。在吸附辊10的旋转方向，层压辊63在比干燥炉50更靠下游侧且比多孔质基材91从吸附辊10分离的位置更靠上游侧，与吸附辊10邻接配置。此外，层压辊63通过省略了图示的气缸，被向吸附辊10侧加压。
如图2所示，在层压辊63的内部设置有因通电而发热的加热器631。作为加热器631，例如使用护套式加热器。当加热器631通电时，通过从加热器631产生的热，层压辊63的外周面被调节为比环境温度高的规定温度。另外，可以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，并基于该测定结果控制加热器631的输出，以使层压辊63的外周面成为恒定的温度。
如图2所示，由多个第二支持薄膜搬入辊62搬入的第二支持薄膜96被导入至在吸附辊10的周围被搬送的膜-触媒层接合体95与层压辊63之间。此时，第二支持薄膜96通过来自层压辊63的压力，被按压在膜-触媒层接合体95上，并且被层压辊63的热量加热。结果，第二支持薄膜96贴附在电解质膜92的第二面上。图4是示出贴附有第二支持薄膜96的膜-触媒层接合体95的构造的图。在电解质膜92的第二面上形成的第二触媒层9b被夹在电解质膜92与第二支持薄膜96之间。
通过了吸附辊10与层压辊63之间的贴附有第二支持薄膜96的膜-触媒层接合体95向着离开吸附辊10的方向被搬送。由此，从多孔质基材91上剥离膜-触媒层接合体95。
此外，本实施方式中，在层压辊63的附近配置有按压辊632。按压辊632在比吸附辊10与层压辊63之间的间隙更靠膜-触媒层接合体95的搬送方向上的下游侧，与层压辊63邻接配置。此外，按压辊632通过省略了图示的气缸，被向层压辊63侧加压。接着，离开了多孔质基材91的贴附有第二支持薄膜96的膜-触媒层接合体95通过层压辊63与按压辊632之间。由此，提高了第二支持薄膜96对电解质膜92的第二面的密合性。
然后，贴附有第二支持薄膜96的膜-触媒层接合体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搬送至接合体回收辊65。接合体回收辊65通过省略了图示的电动机的动力而旋转。由此，贴附有第二支持薄膜96的膜-触媒层接合体95以第二支持薄膜96位于外侧的方式被接合体回收辊65卷取。
如此，本实施方式的制造装置1中，顺次进行如下各工序：从层叠基材供给辊31送出层叠基材94，从电解质膜92剥离第一支持薄膜93，对电解质膜92涂布触媒油墨，由干燥炉50进行干燥，对电解质膜92贴附第二支持薄膜96，向接合体回收辊65卷取膜-触媒层接合体95。由此，制造出在固体高分子型燃料电池的电极中使用的膜-触媒层接合体95。电解质膜92始终被第一支持薄膜93、吸附辊10、或第二支持薄膜96保持。由此，抑制了制造装置1中的电解质膜92的膨胀、收缩等变形。
此外，本实施方式的制造装置1具有膜厚度检查装置120、220，用于检查在电解质膜92上形成的触媒层9a、9b的膜厚度。如图1所示，膜厚度检查装置120设置在接合体回收部60，测定并检查在由接合体搬出辊64搬送的膜-触媒层接合体95的电解质膜92的表面和背面上形成的触媒层9a、9b的合计膜厚度。另一方面，膜厚度检查装置220设置在电解质膜供给部30，测定并检查在由层叠基材搬入辊32搬送的层叠基材94上预先形成的第一触媒层9a的膜厚度。
图5是示出膜厚度检查装置120的外观的立体图。图6是从上方观察膜厚度检查装置120的俯视图。此处对膜厚度检查装置120进行说明，膜厚度检查装置220也具有同样的结构。膜厚度检查装置120具有薄膜厚度计121，光纤传感器124及编码器125。
图7是示出薄膜厚度计121的主要部分结构的图。图7是从膜-触媒层接合体95的搬送方向观察薄膜厚度计121的图。薄膜厚度计121构成为在矩形的环状框架上具有测定部123及扫描机构122。另外，图6及图7中，除了环状框架以外，示出作为主要部分的测定部123及扫描机构122。
测定部123具有放射线源123a以及放射线检测部123b，该放射线源123a对被测定物照射放射线，该放射线检测部123b检测从放射线源123a照射的并透过被测定物的放射线并测量其放射剂量。作为放射线源123a及放射线检测部123b，可以采用公知的各种放射线厚度计。例如，可以使用X射线源作为放射线源123a。此外，可以采用闪烁检测器等作为放射线检测部123b。
测定部123基于由放射线源123a照射的放射线中的透过膜-触媒层接合体95并被放射线检测部123b检测到的放射线的剂量，测定第一触媒层9a及第二触媒层9b的膜厚度。即，测定部123以非接触的方式来测定膜-触媒层接合体95的触媒层膜厚度。由于放射线源123a照射汇聚成光束状的放射线，因此能够测定该放射线照射到膜-触媒层接合体95上的光点处的触媒层膜厚度。另外，以下，将在电解质膜92的相同区域的表面和背面形成的一对第一触媒层9a及第二触媒层9b进行统称而标记为触媒层9。
扫描机构122设置在作为被测定物的膜-触媒层接合体95的上下，分别使放射线源123a及放射线检测部123b进行扫描。如图6中箭头AR6所示，扫描机构122沿着与膜-触媒层接合体95的搬送方向正交的膜-触媒层接合体95的宽度方向，使放射线源123a及放射线检测部123b往复移动。
扫描机构122使放射线源123a与放射线检测部123b同步扫描。因此，放射线源123a与放射线检测部123b以将膜-触媒层接合体95夹在中间且始终相向的方式往复移动。以下，将扫描机构122使放射线源123a与放射线检测部123b同步扫描简称为对测定部123进行扫描。
光纤传感器124对从省略图示的激光光源射出的激光进行引导，并向膜-触媒层接合体95的第二面射出该激光。光纤传感器124沿着膜-触媒层接合体95的搬送方向，固定设置在比测定部123更靠上游侧(靠近吸附辊10的一侧)的位置。光纤传感器124与测定部123的间隔适当即可，例如是数毫米(mm)左右。光纤传感器124接受该激光的反射光(或透过光)来检测膜-触媒层接合体95上有无触媒层9。由于通过接合体回收部60将膜-触媒层接合体95在其长度方向上以恒定速度进行搬送，因此光纤传感器124能够检测沿着膜-触媒层接合体95的搬送方向的触媒层9的前端。
编码器125例如具有与膜-触媒层接合体95接触的辊，并根据该辊的旋转角度检测膜-触媒层接合体95的搬送距离。并不限于编码器125是与膜-触媒层接合体95直接接触的编码器，例如编码器125也可以是根据接合体搬出辊64的旋转角度来检测膜-触媒层接合体95的搬送距离的编码器。
返回图1，控制部70是用于对制造装置1内的各部进行动作控制的单元。图8是示出控制部70与制造装置1内的各部的连接的框图。控制部70的硬件结构与普通计算机相同。即，控制部90具有进行各种运算处理的电路即CPU、存储基本程序的读取专用的存储器即ROM、存储各种信息的自由读写的存储器即RAM、及存储有控制用软件或数据等的磁盘等存储部72。存储部72中安装有用于执行膜-触媒层接合体95的制造处理的计算机程序P。通过控制部70的CPU执行计算机程序P，由此控制在制造装置1中设置的各动作机构来执行膜-触媒层接合体95的制造处理。
此外，控制部70也作为膜厚度检查装置120、220的控制机构发挥功能。如图8所示，控制部70以能够通信的方式分别与吸附辊10、接合体回收辊65等制造装置1的搬送机构，上述膜厚度检查装置120的扫描机构122，测定部123，光纤传感器124及编码器125连接。
判定部71是通过控制部70的CPU执行计算机程序P而在控制部70内实现的功能处理部。判定部71的处理内容将在后文进行叙述。
本实施方式的制造装置1中的膜-触媒层接合体95的制造顺序如上所述。下面，进一步说明由膜厚度检查装置120进行的膜厚度检查的顺序。图9、图10是示出膜厚度检查的顺序的流程图。
首先，在制造装置1中开始搬送电解质膜92(步骤S1)。具体而言，使吸附辊10、层叠基材供给辊31及接合体回收辊65开始旋转动作，从而开始搬送包括电解质膜92的层叠基材94及膜-触媒层接合体95。长条带状的电解质膜92沿着其长度方向以恒定速度(例如，25mm/秒)被搬送。
如上所述，由涂敷部40对被搬送的电解质膜92的第二面间歇涂敷触媒油墨，并且该触媒油墨被干燥炉50干燥，从而形成第二触媒层9b(步骤S2)。第一触媒层9a与第二触媒层9b形成在电解质膜92的表面和背面的相同位置上，双方的平面形状是相同的矩形。然后，在电解质膜92的表面和背面间歇地形成有第一触媒层9a及第二触媒层9b的膜-触媒层接合体95被多个接合体搬出辊64引导而到达膜厚度检查装置120。
在由膜厚度检查装置120进行膜厚度检查时，首先开始由光纤传感器124检测触媒层9(步骤S3)。光纤传感器124检测沿着膜-触媒层接合体95的搬送方向被搬送的触媒层9的前端(步骤S4)。然后，在光纤传感器124检测出在膜-触媒层接合体95上形成的多个触媒层9中的任一个的前端时，存储该时刻的编码器125的编码器值(步骤S5)。编码器值例如被存储在控制部70的存储器中。
从光纤传感器124检测到该触媒层9的前端的时刻起，编码器125的编码器值随着膜-触媒层接合体95被搬送而增加。控制部70监视编码器125的编码器值(步骤S6)。然后，在编码器值成为规定的设定值以上(步骤S7)的时刻，控制部70使扫描机构122开始使测定部123进行扫描(步骤S8)。该规定的设定值是对应于光纤传感器124与测定部123的间隔的编码器值。
图11是示出测定部123的扫描轨迹的图。更准确地说，图11示出膜-触媒层接合体95上的测定部123的测定点(光束状的放射线的照射点)的轨迹。在测定部123未与触媒层9相向时，即测定部123的测定点偏离触媒层9时，测定部123以测定部123的测定点位于与触媒层9的宽度方向的端部一致的线上的方式进行待机。然后，在编码器125的编码器值成为规定的设定值以上的时刻，即沿着膜-触媒层接合体95的搬送方向的触媒层9的前端到达测定部123的测定点的时刻，控制部70控制扫描机构122，使得测定部123开始沿着与膜-触媒层接合体95的搬送方向正交的膜-触媒层接合体95的宽度方向进行扫描。换言之，基于编码器125的编码器值，从光纤传感器124检测到触媒层9的前端的时刻起，在膜-触媒层接合体95的搬送距离达到光纤传感器124与测定部123的间隔时，控制部70控制扫描机构122，使得测定部123的测定点通过触媒层9的前端。由于测定部123以其测定点位于与触媒层9的宽度方向端部一致的线上的方式进行待机，因此如图11所示，触媒层9上的测定部123的测定点的扫描轨迹的起点位于矩形的触媒层9的角部。
此外，如图11所示，本实施方式中，控制部70控制扫描机构122以使测定部123进行扫描，从而使得触媒层9上的测定部123的测定点的扫描轨迹与矩形的触媒层9的对角线一致。具体而言，由于膜-触媒层接合体95沿着搬送方向以恒定速度被搬送，因此控制部70控制扫描机构122使测定部123的测定点到达沿着膜-触媒层接合体95的搬送方向的触媒层9的后端的同时，到达触媒层9的宽度方向的端部。由此，测定部123的测定点的扫描轨迹通过沿着膜-触媒层接合体95的搬送方向的触媒层9的前端及后端。
测定部123一边在扫描机构122的驱动下进行扫描，一边测定触媒层9的膜厚度(即，第一触媒层9a与第二触媒层9b的合计膜厚度)(步骤S9)。测定部123测定该测定点上的触媒层9的膜厚度。然后，在触媒层9上的测定部123的测定点到达与扫描轨迹的起点相对的角部时，控制部70控制扫描机构122使测定部123暂时停止扫描(步骤S10)。由此，对于间歇形成的多个触媒层9中的一个触媒层9进行的膜厚度测定结束。
接下来，对结束了该膜厚度测定的触媒层9的膜厚度的良好与否进行判定(步骤S11)。膜厚度的良好与否的判定是通过控制部70的判定部71将由测定部123测定的实测数据与预先获取并存储在存储部72中的基准数据R(参照图8)进行比较来执行的。基准数据R是沿着膜-触媒层接合体95的搬送方向的触媒层9的从前端至后端的膜厚度分布的标准值。通过测定预先准确地涂敷的触媒层9的膜厚度来获取基准数据R即可。此外，在由制造装置1进行间歇涂敷时，由于从开始处理起的第三个以后的触媒层9的膜厚度比较稳定，因此也可以通过测定部123对该膜厚度进行实测来获取基准数据R。或者，还可以将最优的膜厚度分布预先设定为基准数据R。
判定部71根据由测定部123测定的触媒层9的从前端至后端的膜厚度分布的实测数据与基准数据R的差异是否为预先设定的阈值以下，进行膜厚度的良好与否的判定。此外，将触媒层9划分为多个检查区域，对这些检查区域的每一个进行膜厚度的良好与否的判定。
图12是示出将触媒层9划分为多个检查区域的状态的一例的图。如图12所示，本实施方式中，将各触媒层9划分为前端区域17、后端区域19及中央区域18这三个检查区域。前端区域17是沿着膜-触媒层接合体95的搬送方向的触媒层9的从前端起的规定长度的区域。后端区域19是沿着膜-触媒层接合体95的搬送方向的触媒层9的从后端起的规定长度的区域。中央区域18是除了触媒层9上的前端区域17及后端区域19以外的区域。
在涂敷部40进行间歇涂敷时，在来自喷嘴41的触媒油墨的喷出开始时及喷出结束时容易发生紊乱。即，沿着膜-触媒层接合体95的搬送方向的触媒层9的前端附近及后端附近的膜厚度容易变得不均匀。虽然可以将前端区域17及后端区域19的长度设定为适当的值，但优选匹配上述膜厚度容易变得不均匀的部分的长度。此外，前端区域17的长度与后端区域19的长度可以相同。
本实施方式中，对前端区域17及后端区域19设定第一阈值TH1，并且对中央区域18设定第二阈值TH2。第二阈值TH2被设定为小于第一阈值TH1的值。即，与前端区域17及后端区域19相比，中央区域18的判定基准更为严格。设定的第一阈值TH1及第二阈值TH2例如储存在控制部70的存储部72中。
图13是示出作为膜厚度的良好与否的判定基准的基准数据R的一例的图。图14是示出由测定部123测定的膜厚度的实测数据的一例的图。图13、图14的纵向相当于触媒层9的膜厚度，横向相当于触媒层9的沿着膜-触媒层接合体95的搬送方向的位置。图14中由虚线所示的是图13的基准数据R。如上所述，图13的基准数据R是沿着膜-触媒层接合体95的搬送方向的触媒层9的从前端至后端的膜厚度分布的标准值。此外，图14的实测数据是由测定部123实时测定的触媒层9的从前端至后端的膜厚度分布。
判定部71判定触媒层9的前端区域17及后端区域19的由测定部123测定的实测数据与基准数据R的差异D1是否为第一阈值TH1以下，并且判定中央区域18的由测定部123测定的实测数据与基准数据R的差异D2是否为第二阈值TH2以下。然后，在双方的判定结果均满足的情况下，即，若前端区域17及后端区域19的实测数据与基准数据R的差异D1为第一阈值TH1以下、并且中央区域18的实测数据与基准数据R的差异D2为第二阈值TH2以下，则判定部71将触媒层9的膜厚度判定为良。反之，在任一方的判定结果不满足的情况下，即，若前端区域17及后端区域19的实测数据与基准数据R的差异D1大于第一阈值TH1、及/或中央区域18的实测数据与基准数据R的差异D2大于第二阈值TH2，则判定部71将触媒层9的膜厚度判定为不良。
如此，完成多个触媒层9中的一个触媒层9的膜厚度良好与否的判定。良好与否的判定的结果例如可以显示在控制部70的显示器等。此外，在判定结果为不良的情况下，可以发出处理异常的警报。
接着，在进行下一触媒层9的膜厚度测定及良好与否的判定的情况下，从步骤S12返回步骤S3，重复与上述同样的工序。即，由光纤传感器124检测下一个触媒层9的前端，在该前端到达测定部123的测定点的时刻开始使测定部123进行扫描。若测定部123在前一个触媒层9的膜厚度测定结束的位置上停止，则由于测定部123位于与触媒层9的宽度方向的端部一致的线上(但是，是与前一个触媒层9的宽度方向的端部相反的一侧的端部)，因此触媒层9上的测定部123的测定点的扫描轨迹的起点为触媒层9的角部。然后，控制部70控制扫描机构122使测定部123进行扫描，使得触媒层9上的测定部123的测定点的扫描轨迹与矩形的触媒层9的对角线一致。
通过反复进行测定部123的扫描与膜厚度测定，如图11所示，在膜-触媒层接合体95上形成的测定部123针对多个触媒层9的全部的测定点的扫描轨迹与矩形的触媒层9的对角线一致。假设，在将使测定部123进行扫描的时机确定为与间歇涂敷的触媒层9的形成图案无关的情况下，如图16所示，测定部123对多个触媒层9中的每一个的测定点的扫描轨迹是不同的。如此，每个触媒层9的测定线不同，从而不能进行多个触媒层9的均质检查。例如，不能对若干触媒层9进行膜厚度容易变得不均匀的前端区域17及后端区域19的膜厚度测定。
如图11所示，本实施方式中，由光纤传感器124检测触媒层9的前端，控制部70利用该检测结果控制测定部123的扫描，使得触媒层9上的测定部123的测定点的扫描轨迹与矩形的触媒层9的对角线一致。因此，在膜-触媒层接合体95上形成的多个触媒层9的全部的测定线是相同的，能够进行均质的检查。结果，也能够对多个触媒层9的测定结果进行统计处理，从而能够提高膜厚度检查的精度。
此外，由于测定部123的测定点的扫描轨迹与矩形的触媒层9的对角线一致，因此能够对全部触媒层9执行膜厚度相对地容易变得不均匀的前端区域17及后端区域19的膜厚度测定。此外，若测定部123的测定点的扫描轨迹与矩形的触媒层9的对角线一致，则也能对触媒层9的宽度方向测定膜厚度分布。在涂敷部40的喷嘴41发生液体堵塞等异常的情况下，也发生沿着触媒层9的宽度方向的膜厚度分布不均匀。如本实施方式所述，若测定部123的测定点的扫描轨迹与矩形的触媒层9的对角线一致，则由于能够对膜厚度容易变得不均匀的前端区域17及后端区域19进行检查，并且也对触媒层9的宽度方向的分布进行检查，因此能够提高检查结果的可靠性。
此外，本实施方式中，将触媒层9划分为前端区域17、后端区域19及中央区域18这三个检查区域，对前端区域17及后端区域19设定第一阈值TH1，并且对中央区域18设定小于该第一阈值TH1的第二阈值TH2。一般地，与前端区域17及后端区域19相比中央区域18是膜厚度稳定的区域(不同的触媒层9间的变动少的区域)，在该中央区域18中膜厚度变动表示有可能发生了严重的涂敷不良。因此，通过将中央区域18的第二阈值TH2设定为小于第一阈值TH1的值来使判定基准严格，由此能够提高膜厚度的检查结果的可靠性。另一方面，由于在前端区域17及后端区域19中发生不可避免的膜厚度变动，因此若将第一阈值TH1设定得过小而使判定基准严格，则被判定为膜厚度不良的触媒层9过多，有可能降低成品率。如本实施方式所述，若将前端区域17及后端区域19的第一阈值TH1设定为比中央区域18的第二阈值TH2大，则能够维持检查结果的可靠性与成品率的平衡。
以上，说明了本发明的实施方式，但在不脱离本发明的主旨的情况下可以进行上述实施方式以外的各种变更。例如，上述实施方式中，测定部123的测定点的扫描轨迹与矩形的触媒层9的对角线一致，但不限于此，该扫描轨迹也可以是如图15所示的轨迹。如图15所示，测定部123的测定点对触媒层9扫描的扫描轨迹可以至少通过沿着膜-触媒层接合体95的搬送方向的触媒层9的前端及后端。控制部70控制扫描机构122使测定部123进行扫描，使得测定部123的测定点的扫描轨迹通过矩形的触媒层9的前端及后端。
若测定部123的测定点的扫描轨迹至少通过触媒层9的前端及后端，则能够对在膜-触媒层接合体95上形成的多个触媒层9的全部进行前端区域17及后端区域19的膜厚度测定，从而能够进行均质检查。此外，由于能够对全部触媒层9进行膜厚度容易变得不均匀的前端区域17及后端区域19的膜厚度测定，因此能够提高检查结果的可靠性。
此外，图15所示的例子中，控制部70控制扫描机构122，使得测定部123的测定点的扫描轨迹相对于膜-触媒层接合体95的搬送方向倾斜。若测定部123的测定点的扫描轨迹相对于膜-触媒层接合体95的搬送方向倾斜，则也能对触媒层9的宽度方向测定膜厚度分布，从而进一步提高检查结果的可靠性。
优选，若多个触媒层9中的测定部123的测定点的扫描轨迹的起点及终点相同(即，若测定线相同)，则能够进行更加均质的检查。
如上述实施方式所述，若测定部123的测定点的扫描轨迹与矩形的触媒层9的对角线一致，则对前端区域17及后端区域19进行膜厚度检查，并且对于触媒层9的整个宽度进行检查，因此检查结果的可靠性是最优的。
此外，上述实施方式中，说明了膜厚度检查装置120，设置在电解质膜供给部30的膜厚度检查装置220(图1)也具有与设置在接合体回收部60的膜厚度检查装置120同样的结构，并且按照大致相同的顺序进行触媒层的膜厚度检查。但是，设置在电解质膜供给部30的膜厚度检查装置220测定并检查在层叠基材94上形成的第一触媒层9a的膜厚度。通过从由膜厚度检查装置120测定的触媒层9的膜厚度(第一触媒层9a及第二触媒层9b的合计膜厚度)减去由膜厚度检查装置220测定的第一触媒层9a的膜厚度，由此也能计算在制造装置1上成膜的第二触媒层9b的膜厚度。控制部70的判定部71可以仅将第二触媒层9b的膜厚度与基准数据R进行比较来进行良好与否的判定，该第二触媒层9b的膜厚度等于从膜厚度检查装置120测定的触媒层9的膜厚度减去膜厚度检查装置220测定的第一触媒层9a的膜厚度而得到的膜厚度。
此外，上述实施方式中，将光纤传感器124与测定部123隔开间隔地设置，并且由编码器125计算从光纤传感器124检测到触媒层9的前端的时刻起的膜-触媒层接合体95的搬送距离，但也可以将光纤传感器124沿着膜-触媒层接合体95的宽度方向设置在与测定部123相同的线上。该情况下，在光纤传感器124检测到该触媒层9的前端的同时，控制部70对扫描机构122进行控制使测定部123开始扫描。此外，该情况下，不需要编码器125。
此外，可以使用线传感器、照相机、变位计等能够检测触媒层9的有无的检测器来代替光纤传感器124。
此外，上述实施方式中，将触媒层9划分为多个检查区域，并分别设定阈值，但也可以不进行特别的划分而对整个触媒层9设定共用的阈值。此外，可以对前端区域17与后端区域19设定不同的阈值。
此外，上述实施方式中，测定干燥后的触媒层9的膜厚度(干膜厚度)，但也能将本发明的技术应用于例如由激光变位计测定并检查涂敷后干燥前的触媒油墨的膜厚度(湿膜厚度)的情况。
此外，上述实施方式中，测定部123使用放射线测定触媒层9的膜厚度，但不限于此，测定部123例如也可以使用激光或红外线测定触媒层9的膜厚度。此外，测定部123可以是以非接触的方式测定触媒层9的温度、表面粗糙度等的传感器。此外，不限于燃料电池的触媒层9，测定部123也可以以非接触的方式对例如在锂离子二次电池的金属箔上间歇形成的多个电极材料的涂膜厚度等物性参数进行测定。总之，本发明的技术能够应用于以非接触的方式检查沿着长条带状的基材的搬送方向间歇地形成的多个涂膜的物性参数的装置。
附图标记说明
1 制造装置
9 触媒层
9a 第一触媒层
9b 第二触媒层
10 吸附辊
17 前端区域
18 中央区域
19 后端区域
20 多孔质基材供给回收部
30 电解质膜供给部
40 涂敷部
41 喷嘴
50 干燥炉
60 接合体回收部
70 控制部
71 判定部
72 存储部
92 电解质膜
94 层叠基材
95 膜-触媒层接合体
120、220 膜厚度检查装置
121 薄膜厚度计
122 扫描机构
123 测定部
124 光纤传感器
125 编码器
R 基准数据

Claims (17)

1.一种涂膜检查装置，以非接触的方式检查多个矩形的涂膜，多个所述涂膜沿着由搬送机构在其长度方向上搬送的长条带状的基材的搬送方向间歇地形成，其中，具有：
测定部，以非接触的方式测定多个所述涂膜的物性参数；
扫描机构，使所述测定部沿着与所述搬送方向正交的所述基材的宽度方向进行往复移动；
涂膜检测部，检测多个所述涂膜中的各所述涂膜沿着所述搬送方向的前端；以及
控制部，基于所述涂膜检测部的检测结果，控制所述扫描机构，使得所述测定部的测定点对各涂膜扫描的轨迹至少通过该涂膜的所述前端及后端。
2.根据权利要求1所述的涂膜检查装置，其中，
所述涂膜检测部沿着所述搬送方向设置在与所述测定部隔开规定间隔的比所述测定部更靠上游侧的位置，
所述涂膜检查装置还具有编码器，所述编码器检测从所述涂膜检测部检测到各涂膜的前端的时刻起的所述基材的搬送距离，
所述控制部基于所述编码器的检测结果，控制所述扫描机构，使得在所述搬送距离达到所述规定间隔时所述测定部的测定点通过该涂膜的前端。
3.根据权利要求1所述的涂膜检查装置，其中，
所述控制部控制所述扫描机构，使得所述轨迹相对于所述搬送方向以规定的角度倾斜。
4.根据权利要求3所述的涂膜检查装置，其中，
所述控制部控制所述扫描机构，使得所述轨迹与各涂膜的对角线一致。
5.根据权利要求1所述的涂膜检查装置，其中，所述涂膜检查装置还具有：
存储部，存储涂膜的从前端至后端的所述物性参数的分布的基准数据；以及
判定部，将由所述测定部测定的各涂膜的从前端至后端的所述物性参数的分布与所述基准数据进行比较，进行所述涂膜的良好与否的判定。
6.根据权利要求5所述的涂膜检查装置，其中，
对涂膜的包括前端的前端区域及包括后端的后端区域设定第一阈值，并且对涂膜的除了所述前端区域及所述后端区域以外的中央区域设定第二阈值，
若由所述测定部测定的各涂膜的所述前端区域及所述后端区域的所述物性参数的分布与所述基准数据的差异为所述第一阈值以下，且由所述测定部测定的该涂膜的所述中央区域的所述物性参数的分布与所述基准数据的差异为所述第二阈值以下，则所述判定部将所述涂膜判定为良。
7.根据权利要求6所述的涂膜检查装置，其中，
所述第二阈值小于所述第一阈值。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的涂膜检查装置，
所述基材为燃料电池的电解质膜，
所述涂膜为触媒层，
所述测定部对各涂膜照射放射线来测定该涂膜的膜厚度。
9.一种膜-触媒层接合体的制造装置，其是燃料电池的膜-触媒层接合体的制造装置，其中，具有：
涂敷部，对电解质膜的一个面涂敷涂敷液；
干燥部，使在所述电解质膜的一个面上涂敷的所述涂敷液干燥来形成触媒层；以及
权利要求8所述的涂膜检查装置。
10.一种涂膜检查方法，以非接触的方式检查多个矩形的涂膜，多个所述涂膜沿着由搬送机构在其长度方向上搬送的长条带状的基材的搬送方向间歇地形成，其中，包括：
扫描工序，使以非接触的方式测定多个所述涂膜的物性参数的测定部沿着与所述搬送方向正交的所述基材的宽度方向进行往复移动；以及
涂膜检测工序，由涂膜检测部检测多个所述涂膜中的各所述涂膜沿着所述搬送方向的前端，
在所述扫描工序中，基于所述涂膜检测工序的检测结果，以所述测定部的测定点对各涂膜扫描的轨迹至少通过该涂膜的所述前端及后端的方式使所述测定部进行扫描。
11.根据权利要求10所述的涂膜检查方法，其中，
所述涂膜检测部沿着所述搬送方向设置在与所述测定部隔开规定间隔的比所述测定部更靠上游侧的位置，
在所述扫描工序中，基于用于检测从所述涂膜检测部检测到各涂膜的前端的时刻起的所述基材的搬送距离的编码器的检测结果，以在所述搬送距离达到所述规定间隔时所述测定部的测定点通过该涂膜的前端的方式使所述测定部进行扫描。
12.根据权利要求10所述的涂膜检查方法，其中，
在所述扫描工序中，以所述轨迹相对于所述搬送方向以规定的角度倾斜的方式使所述测定部进行扫描。
13.根据权利要求12所述的涂膜检查方法，
在所述扫描工序中，以所述轨迹与各涂膜的对角线一致的方式使所述测定部进行扫描。
14.根据权利要求10所述的涂膜检查方法，其中，
所述涂膜检查方法还包括：判定工序，将涂膜的从前端至后端的所述物性参数的分布的基准数据，与由所述测定部测定的各涂膜的从前端至后端的所述物性参数的分布进行比较，进行所述涂膜的良好与否的判定。
15.根据权利要求14所述的涂膜检查方法，
对涂膜的包括前端的前端区域及包括后端的后端区域设定第一阈值，并且对涂膜的除了所述前端区域及所述后端区域以外的中央区域设定第二阈值，
在所述判定工序中，若由所述测定部测定的各涂膜的所述前端区域及所述后端区域的所述物性参数的分布与所述基准数据的差异为所述第一阈值以下，且由所述测定部测定的该涂膜的所述中央区域的所述物性参数的分布与所述基准数据的差异为所述第二阈值以下，则将所述涂膜判定为良。
16.根据权利要求15所述的涂膜检查方法，其中，
所述第二阈值小于所述第一阈值。
17.根据权利要求10～16中任一项所述的涂膜检查方法，其中，
所述基材为燃料电池的电解质膜，
所述涂膜为触媒层，
所述测定部对各涂膜照射放射线来测定该涂膜的膜厚度。
CN201680083675.4A 2016-03-17 2016-10-05 涂膜检查装置、涂膜检查方法及膜-触媒层接合体的制造装置 Active CN108886151B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016053621A JP6606448B2 (ja) 2016-03-17 2016-03-17 塗膜検査装置、塗膜検査方法および膜・触媒層接合体の製造装置
JP2016-053621 2016-03-17
PCT/JP2016/079573 WO2017158895A1 (ja) 2016-03-17 2016-10-05 塗膜検査装置、塗膜検査方法および膜・触媒層接合体の製造装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108886151A CN108886151A (zh) 2018-11-23
CN108886151B true CN108886151B (zh) 2021-07-02

Family

ID=59850801

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680083675.4A Active CN108886151B (zh) 2016-03-17 2016-10-05 涂膜检查装置、涂膜检查方法及膜-触媒层接合体的制造装置

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6606448B2 (zh)
CN (1) CN108886151B (zh)
WO (1) WO2017158895A1 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6465914B2 (ja) * 2017-03-21 2019-02-06 本田技研工業株式会社 電極製造方法及び装置
JP6563469B2 (ja) * 2017-12-15 2019-08-21 本田技研工業株式会社 電極接合方法及び電極接合装置
JP6970637B2 (ja) 2018-03-27 2021-11-24 日東電工株式会社 フィルム製造装置および両面積層フィルムの製造方法
JP6983093B2 (ja) * 2018-03-27 2021-12-17 日東電工株式会社 抵抗測定装置、フィルム製造装置および導電性フィルムの製造方法
JP6985196B2 (ja) * 2018-03-27 2021-12-22 日東電工株式会社 抵抗測定装置、フィルム製造装置および導電性フィルムの製造方法
JP7259285B2 (ja) * 2018-11-26 2023-04-18 株式会社プロテリアル エナメル線の皮膜異常検出装置、エナメル線の製造装置、エナメル線の皮膜異常の検出方法、及びエナメル線の製造方法
CN109440434A (zh) * 2018-11-28 2019-03-08 连云港如年实业有限公司 一种织物缝头感应识别装置
CN111375522A (zh) * 2018-12-27 2020-07-07 德州易能新能源科技有限公司 一种涂胶装置以及涂胶方法
CN115135422A (zh) * 2020-02-27 2022-09-30 日本瑞翁株式会社 检查方法、以及二次电池用层叠体的制造方法和二次电池的制造方法
CN112474208A (zh) * 2020-12-15 2021-03-12 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种双面间歇涂布装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1553169A (zh) * 2003-12-11 2004-12-08 中国科学院上海技术物理研究所 一种检测氮化镓基材料局域光学厚度均匀性的方法
JP4760014B2 (ja) * 2004-12-24 2011-08-31 大日本印刷株式会社 プレスロール装置およびプレス方法
CN103203304A (zh) * 2012-01-17 2013-07-17 都滚筒工业股份有限公司 对基材的涂料涂布方法和涂料涂布装置
JP2015013248A (ja) * 2013-07-04 2015-01-22 株式会社豊田自動織機 塗工装置及び電極の製造方法
JP2015056295A (ja) * 2013-09-12 2015-03-23 トヨタ自動車株式会社 膜電極接合体および燃料電池の製造方法、並びに燃料電池
WO2015095799A1 (en) * 2013-12-22 2015-06-25 Applied Materials, Inc. Monitoring system for deposition and method of operation thereof

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09325022A (ja) * 1996-06-05 1997-12-16 Sony Corp 塗膜厚測定装置および不連続塗布装置
JPH10247117A (ja) * 1997-03-05 1998-09-14 Sony Corp 膜厚測定方法および装置
JP5467517B2 (ja) * 2010-03-18 2014-04-09 横河電機株式会社 放射線測定装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1553169A (zh) * 2003-12-11 2004-12-08 中国科学院上海技术物理研究所 一种检测氮化镓基材料局域光学厚度均匀性的方法
JP4760014B2 (ja) * 2004-12-24 2011-08-31 大日本印刷株式会社 プレスロール装置およびプレス方法
CN103203304A (zh) * 2012-01-17 2013-07-17 都滚筒工业股份有限公司 对基材的涂料涂布方法和涂料涂布装置
JP2015013248A (ja) * 2013-07-04 2015-01-22 株式会社豊田自動織機 塗工装置及び電極の製造方法
JP2015056295A (ja) * 2013-09-12 2015-03-23 トヨタ自動車株式会社 膜電極接合体および燃料電池の製造方法、並びに燃料電池
WO2015095799A1 (en) * 2013-12-22 2015-06-25 Applied Materials, Inc. Monitoring system for deposition and method of operation thereof

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017158895A1 (ja) 2017-09-21
CN108886151A (zh) 2018-11-23
JP6606448B2 (ja) 2019-11-13
JP2017168353A (ja) 2017-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108886151B (zh) 涂膜检查装置、涂膜检查方法及膜-触媒层接合体的制造装置
CN108432020B (zh) 膜-电极层接合体的制造装置及制造方法
US10201958B2 (en) Apparatus for manufacturing membrane electrode assembly
JP5049064B2 (ja) イオン伝導性電解質膜の検査方法および検査装置
CN110382123B (zh) 涂敷装置以及涂敷方法
JP6352730B2 (ja) 膜・触媒層接合体の製造装置および製造方法
EP3050703A1 (en) Drying apparatus and drying method
JP6352727B2 (ja) 膜・触媒層接合体の製造装置および製造方法
JP2016046091A (ja) 塗工装置および塗工方法、並びに、膜・触媒層接合体の製造装置および製造方法
CN108621533B (zh) 基材处理装置及基材处理方法
CN112820918B (zh) 带辅助衬垫的膜电极接合体及其制造方法和制造装置
EP3544102B1 (en) Support film, affixing method, and method of and apparatus for manufacturing membrane electrode assembly
JP6586336B2 (ja) 接続方法、塗工方法、接続装置および塗工装置
KR102458564B1 (ko) 막-전극 접합체 제조장치 및 제조방법
JP2019087385A (ja) 燃料電池の検査方法

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