CN109478668B - 层压材料的卷构造及其生产方法 - Google Patents

层压材料的卷构造及其生产方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109478668B
CN109478668B CN201780045166.7A CN201780045166A CN109478668B CN 109478668 B CN109478668 B CN 109478668B CN 201780045166 A CN201780045166 A CN 201780045166A CN 109478668 B CN109478668 B CN 109478668B
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
laminate
roll
ion exchange
release film
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
CN201780045166.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109478668A (zh
Inventor
A·阿嘎普夫
A·M·马尔勒特
铃木健之
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.)
Gore Contract Club Of Japan
WL Gore and Associates Inc
Original Assignee
W·L·戈尔及同仁股份有限公司
日本戈尔合同会社
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 W·L·戈尔及同仁股份有限公司, 日本戈尔合同会社 filed Critical W·L·戈尔及同仁股份有限公司
Publication of CN109478668A publication Critical patent/CN109478668A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109478668B publication Critical patent/CN109478668B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
    • H01M8/1039—Polymeric electrolyte materials halogenated, e.g. sulfonated polyvinylidene fluorides
    • 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
    • B32B23/00—Layered products comprising a layer of cellulosic plastic substances, i.e. substances obtained by chemical modification of cellulose, e.g. cellulose ethers, cellulose esters, viscose
    • B32B23/04—Layered products comprising a layer of cellulosic plastic substances, i.e. substances obtained by chemical modification of cellulose, e.g. cellulose ethers, cellulose esters, viscose comprising such cellulosic plastic substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B23/08—Layered products comprising a layer of cellulosic plastic substances, i.e. substances obtained by chemical modification of cellulose, e.g. cellulose ethers, cellulose esters, viscose comprising such cellulosic plastic substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • 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
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • 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
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • 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
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/28—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42
    • 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
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/28—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42
    • B32B27/281—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42 comprising polyimides
    • 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
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/28—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42
    • B32B27/285—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42 comprising polyethers
    • 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
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/28—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42
    • B32B27/286—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42 comprising polysulphones; polysulfides
    • 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
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/28—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42
    • B32B27/288—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42 comprising polyketones
    • 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
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • B32B27/304—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers comprising vinyl halide (co)polymers, e.g. PVC, PVDC, PVF, PVDF
    • 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
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • B32B27/308—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers comprising acrylic (co)polymers
    • 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
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • 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
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • B32B27/322—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins comprising halogenated polyolefins, e.g. PTFE
    • 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
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/34—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyamides
    • 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
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/36—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters
    • 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
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/36—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters
    • B32B27/365—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters comprising polycarbonates
    • 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
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/06—Interconnection of layers permitting easy separation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H18/00—Winding webs
    • B65H18/28—Wound package of webs
    • 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
    • H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
    • H01M8/1041—Polymer electrolyte composites, mixtures or blends
    • H01M8/1053—Polymer electrolyte composites, mixtures or blends consisting of layers of polymers with at least one layer being ionically conductive
    • 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
    • H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
    • H01M8/1069—Polymeric electrolyte materials characterised by the manufacturing processes
    • H01M8/1086—After-treatment of the membrane other than by polymerisation
    • 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
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/02—2 layers
    • 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
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/03—3 layers
    • 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
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/24—All layers being polymeric
    • 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
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/54—Yield strength; Tensile strength
    • 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
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/732—Dimensional properties
    • 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
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/748—Releasability
    • 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
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B32B2457/18—Fuel cells
    • 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
    • B32B38/08—Impregnating
    • 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
    • B32B38/10—Removing layers, or parts of layers, mechanically or chemically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2301/00—Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/50—Auxiliary process performed during handling process
    • B65H2301/51—Modifying a characteristic of handled material
    • B65H2301/511—Processing surface of handled material upon transport or guiding thereof, e.g. cleaning
    • B65H2301/5114—Processing surface of handled material upon transport or guiding thereof, e.g. cleaning coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2301/00—Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/50—Auxiliary process performed during handling process
    • B65H2301/53—Auxiliary process performed during handling process for acting on performance of handling machine
    • B65H2301/532—Modifying characteristics of surface of parts in contact with handled material
    • B65H2301/5323—Modifying characteristics of surface of parts in contact with handled material bringing adhesive properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2801/00—Application field
    • B65H2801/72—Fuel cell manufacture
    • 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
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0082—Organic polymers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Abstract

本发明涉及层压材料的卷构造，其抑制在卷构造展开时聚合物层从背衬膜的脱层。具体地，本发明的方面涉及通过这样的方法制备的层压材料的卷构造，该方法包括提供具有离子交换树脂层、释放膜和基底层的层压材料，并将该层压材料馈送到辊子，用于产生层压材料的卷。将层压材料馈送到辊子，使得围绕芯部缠绕的第一层层压材料包括接触芯部的外表面的第一层的基底层的内表面。

Description

层压材料的卷构造及其生产方法
相关申请
本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求优先权，并且是于2016年6月20日提交的、名为“层压材料的卷构造及其生产方法(ROLL CONSTRUCTION OF LAMINATED MATERIAL ANDMETHOD FOR PRODUCING)”的美国临时专利申请第62/364,369号的非临时申请，该临时专利申请的全部公开内容以参见的方式纳入本文用于所有目的。
技术领域
本发明涉及包括聚合物层的层压材料的卷构造，并且具体是具有以下特点的层压材料的卷构造：其在卷构造展开时抑制聚合物层从背衬膜脱层。
背景技术
在多种应用场合中使用诸如阴离子、阳离子和两性离子交换膜之类的聚合物层。例如，离子交换膜是聚合物电解质燃料电池的部件，其中，离子交换膜位于阳极和阴极之间，并且该离子交换膜将在氢电极处的催化剂附近形成的质子运输到氧电极，由此允许电流从聚合物电解质燃料电池中引出。离子交换膜也可在诸如氧化还原流电池之类的流电池中使用，用于将装在电池内的两种液体电解质分开。流电池通过电池的两种液体电解质之间的可逆还原-氧化反应来进行充电和放电。离子交换(即，提供电流的流动)通过离子交换膜发生，而两种液体电解质在流电池内它们自己相应的空间中循环。
包括到燃料电池中的聚合物层以及在氯碱电解电池、扩散渗析、电渗析、渗透蒸发和蒸汽渗透应用场合中使用的那些聚合物层通常形成在背衬膜上，该背衬膜包括释放膜和基底层。释放膜允许在聚合物层形成之后聚合物层以期望的(通常较低的)剥离强度从背衬膜剥离，即，受控的可释放性。一旦聚合物层在背衬膜上形成以构造层压材料，层压材料就通常经受绕卷处理以产生能储存或运输到顾客的层压材料的卷构造。当从卷构造的外侧朝向卷构造的芯部观察时，传统卷构造具有基底层、释放膜和聚合物层的层方向性，例如，聚合物层在背衬膜的内表面上。因此，在传统的卷构造展开期间，后续卷着的层的聚合物层从在先前卷着的层上的背衬膜的基底层侧剥离。
然而，在展开的过程中，传统的卷构造可能经受聚合物层从背衬膜过早的脱层。例如，在展开的过程中，后续卷着的层的聚合物层可能保持附连到在先前卷着的层上的背衬膜的基底层侧，而不是后续卷着的层的聚合物层从在先前卷着的层上的背衬膜的基底层侧剥离。由此，存在对于用于构造卷构造的改进的技术的需求，该技术在卷构造展开时抑制聚合物层从背衬膜脱层。
发明内容
在一个实施方式中，本发明涉及通过包括以下步骤的方法制备的层压材料的卷：提供包括离子交换树脂层、释放膜和基底层的层压材料；并且将该层压材料馈送到辊子，用于产生包括围绕芯部缠绕的多层层压材料的层压材料的卷。每层包括具有内表面和外表面的离子交换树脂层、具有内表面和外表面的释放膜和具有内表面和外表面的基底层，释放膜的外表面连结到离子交换树脂层的内表面，基底层的外表面连结到释放膜的内表面。将层压材料馈送到辊子，使得(i)围绕芯部缠绕的第一层层压材料包括接触芯部的外表面的第一层的基底层的内表面，以及(ii)围绕第一层缠绕的第二层层压材料包括接触来自第一层的离子交换树脂层的外表面的第二层的基底层的内表面。
在另一实施方式中，本发明涉及包括以下步骤的用于制造层压材料的卷的方法：将含氟聚合物连结到包括释放膜和基底层的背衬膜；用离子交换材料对含氟聚合物进行涂覆，以产生离子交换树脂层；对离子交换树脂层和背衬膜进行加热，以产生层压材料；并且将层压材料馈送到辊子，以产生包括围绕芯部缠绕的多层层压材料的层压材料的卷。每层包括具有内表面和外表面的离子交换树脂层、具有内表面和外表面的释放膜和具有内表面和外表面的基底层，释放膜的外表面连结到离子交换树脂层的内表面，基底层的外表面连结到释放膜的内表面。将层压材料馈送到辊子，使得(i)围绕芯部缠绕的第一层层压材料包括接触芯部的外表面的第一层的基底层的内表面，以及(ii)围绕第一层缠绕的第二层层压材料包括接触来自第一层的离子交换树脂层的外表面的第二层的基底层的内表面。
在另一实施方式中，本发明涉及层压材料的卷。该卷包括围绕芯部缠绕的多层层压材料，每层包括：具有内表面和外表面的离子交换树脂层；具有内表面和外表面的释放膜，释放膜的外表面连结到离子交换树脂层的内表面；以及具有内表面和外表面的基底层，基底层的外表面连结到释放膜的内表面。多层中的第一层包括接触芯部的外表面的基底层的内表面。在一些实施方式中，多层中的第二层包括接触来自第一层的离子交换树脂层的外表面的基底层的内表面。
可选地，释放膜包含环烯烃共聚物。
在一些实施方式中，离子交换树脂层包含离子交换材料和含氟聚合物，该含氟聚合物包括磺酸基、羧基、磷酸基或膦酸盐/膦酸酯基/膦酸基/膦基(phosphone group)。
在一些实施方式中，离子交换树脂层包含离子交换材料和(i)聚四氟乙烯或(ii)膨胀型聚四氟乙烯。
在一些实施方式中，基底层包含选自以下组的材料：聚酯、聚碳酸酯、三乙酰纤维素、聚酰胺、芳族聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜、聚丙烯及其组合。
可选地，基底层包含从以下组选择的聚酯：据对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)和聚丙烯(PP)。
在一些实施方式中，在用于制造层压材料的卷的方法期间，层压材料被馈送到辊子，而同时保持约1.5至50.0米/分(m/min)的线速度。
在一些实施方式中，在用于制造层压材料的卷的方法期间，层压材料被馈送到辊子，而同时保持约100N至300N的线张力。
附图说明
考虑到以下非限制性附图将更好地理解本发明，其中：
图1A和图1B示出传统的卷构造；
图2示出根据本发明的一些方面的层压材料的剖视图；
图3A示出根据本发明的一些方面的逆卷构造；
图3B示出根据本发明的一些方面的、图3A中示出的卷构造的展开过程；
图4示出根据本发明的一些方面的、制造逆卷构造的方法的示例性流程；
图5示出根据本发明的一些方面的、用于剥离测试程序的示例性流程；
图6A和图6B示出根据本发明的一些方面的、模拟传统卷构造展开的剥离试验；
图7A和图7B示出根据本发明的一些方面的、模拟逆卷构造展开的剥离试验；
图8A和图8B示出根据本发明的一些方面的、传统卷构造的剥离强度数据；以及
图9A和图9B示出根据本发明的一些方面的、逆卷构造的剥离强度数据。
具体实施方式
I.介绍
在各个实施方式中，本发明涉及层压材料的卷构造。然而，与层压材料的传统卷构造相关联的问题之一其减小的保持层压的能力，特别是在被存储或运输到顾客之后展开时。图1A和图1B示出包括三层(A、B、C)的传统卷构造100。每层(A、B、C)包括聚合物层105、释放膜110和基底层115。如图1A所示，在卷构造100的理想的传统展开过程期间，后续卷着的层(C)的聚合物层105’应从先前卷着的层(B)的基底层侧剥离，使得聚合物层105’保持层压到卷着的层(C)的释放膜110’和基底层115’。然而，如图1B所示，在卷构造100的常见的传统展开过程期间，后续卷着的层(C)的聚合物层105’变得从释放膜110’脱层，并且保持附连到先前卷着的层(B)的基底层侧。聚合物层过早从释放膜脱层使得该卷构造的展开过程复杂化，并且可能使得聚合物层对于其期望的用途，例如在流电池或燃料电池中使用是不充分的。
不希望受理论所限，可能在卷构造展开时控制聚合物层从背衬膜的脱层的一个机理是：在卷构造中，聚合物层由于在缠绕之后卷构造中产生的高压力而层压到卷构造中先前的层的基底层侧。例如，在卷构造存储或运输之后，聚合物层从为先前卷着的层的一部分的背衬膜的基底层侧的剥离强度变得大于相同的聚合物层从在后续层中的背衬膜的释放膜侧的剥离强度。因此，后续卷着的层的聚合物层保持附连到在先前卷着的层上的背衬膜的基底层侧，而不是后续卷着的层的聚合物层从在先前卷着的层上的背衬膜的基底层侧剥离。
为了解决这些问题，在一个实施方式中，本发明涉及通过包括以下步骤的方法制备的层压材料的卷构造：提供包括聚合物层(例如：离子交换树脂层或膜)、释放膜和基底层的层压材料，并且将该层压材料馈送到辊子，从而产生包括围绕芯部缠绕的多层层压材料的层压材料的卷。每层包括具有内表面和外表面的聚合物层、具有内表面和外表面的释放膜和具有内表面和外表面的基底层，释放膜的外表面连结到聚合物层的内表面，基底层的外表面连结到释放膜的内表面。
层压材料可被馈送到辊子，使得(i)围绕芯部缠绕的第一层层压材料包括接触芯部的外表面的第一层的基底层的内表面，以及(ii)围绕第一层缠绕的第二层层压材料包括接触来自第一层的离子交换树脂层的外表面的第二层的基底层的内表面。由此，根据本发明的方面制备的卷构造在从卷构造的外侧朝向卷构造的芯部观察时具有聚合物层、释放膜和基底层的方向性，例如，聚合物层在背衬膜的外表面上。有利地，该逆卷构造取向能够在卷构造展开时抑制由于本文中详细讨论的原因而产生的聚合物层从背衬膜的脱层。
尽管本文中相对于这样的卷构造公开了一些实施方式，所述卷构造包括围绕芯部卷着的两层或更多个层以及作为离子交换树脂层或膜的聚合物层，但是这并不是限制性的。除了具有两层或更多个层(例如，第一层和第二层)的卷构造之外，本文所公开的教示内容也能应用于具有任何数量的卷着的或彼此堆叠的层的产品构造。例如，卷或堆叠构造可包括卷着或彼此堆叠的两层、三层、四层、五层或更多层。同样地，聚合物层不限于是离子交换树脂层或膜。例如，聚合物层可以是其它聚合物膜，诸如磺化聚醚醚酮(sPEEK)。
II.层压材料
如图2所示，提供层压材料200，所述层压材料包括聚合物层205和背衬膜210。所述聚合物层205包括基材215和浸渍剂220。在各个实施方式中，基材215是多孔基材，而浸渍剂220是树脂、离子交换材料或离子交换树脂。背衬膜210包括释放膜225和基底层230。聚合物层205包括顶表面235和底表面240。释放膜225包括顶表面245和底表面250。基底层230包括顶表面255和底表面260。在一些实施方式中，释放膜225形成在基底层230上，从而在释放膜225与基底层230之间产生界面265。界面265包括释放膜225的底表面250和基底层230的顶表面255。可选地，界面265包括直接形成在基底层230的顶表面255上的释放膜225的底表面250，而没有任何介于中间的结构或材料。在一些实施方式中，聚合物层205形成在释放膜225上，从而在聚合物层205与释放膜225之间产生界面270。界面270包括聚合物层205的底表面240和释放膜225的顶表面245。可选地，界面270包括直接形成在释放膜225的顶表面245上的聚合物层205的底表面240，而没有任何介于中间的结构或材料。
在各个实施方式中，聚合物层205是离子交换树脂、电解质膜或聚合物电解质燃料电池的电极膜或是膜电极组件，其中电极膜连结到电解质膜的两侧。基材215可以是包括诸如多孔聚烯烃之类的烃类的多孔聚合材料。这样的多孔聚烯烃的示例包括聚乙烯和聚丙烯、该聚乙烯包括超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。根据本发明的方面，也可使用含氟聚合物和/或氯化聚合物。具体地，可使用全氟化多孔聚合材料，诸如例如聚四氟乙烯(PTFE)或膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)。其它合适的多孔聚合材料包括聚酰胺、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚砜、共聚醚酯、聚偏二氟乙烯、聚芳醚酮和聚苯并咪唑。也可使用共聚基材，诸如例如聚(乙烯-共-四氟乙烯)和聚(四氟乙烯-共-六氟丙烯)。
浸渍剂220可包括离子交换材料。所述离子交换材料可以是阳离子交换材料、阴离子交换材料或包含阳离子和阴离子交换能力的离子交换材料。离子交换材料的混合物也可用作浸渍剂。合适的离子交换材料包括例如全氟磺酸聚合物、全氟羧酸聚合物、全氟膦酸聚合物、苯乙烯类离子交换聚合物、氟代苯乙烯类离子交换聚合物、聚芳醚酮离子交换聚合物、聚砜离子交换聚合物、双(氟代烷基磺酰基)酰亚胺、(氟代烷基磺酰基)(氟代磺酰基)酰亚胺、聚乙烯醇、聚环氧乙烷、二乙烯基苯、含聚合物或不含聚合物的金属盐、及其混合物。
可选地，浸渍剂220还包括表面活性剂。所述表面活性剂可以用于离子交换材料，以确保对多孔基材的内部容积的浸渍。可以利用具有疏水部分和亲水部分的表面活性剂(surfactant)或表面活性试剂(surface active agent)。优选的表面活性剂是那些具有大于100的分子量的，并且可分类为阴离子型、非离子型或两性型，它们可以是烃基或是氟碳基的，并且包括例如为烃基表面活性剂的
Figure GDA0003308609770000071
或为氟碳基表面活性剂的
Figure GDA0003308609770000072
两者均可从特拉华州的威尔明顿(Wilmington,Del.)的杜邦内穆尔公司(E.I.DuPont deNemours,Inc.)购得。
在各个实施例中，表面活化剂是非离子型材料，辛基苯氧基聚乙氧基乙醇具有以下化学结构式：
Figure GDA0003308609770000073
在x＝10(平均值)的情况下，其已知为曲通X-100(Triton X-100)，可从宾夕法尼亚州费城(Philadelphia,Pa)的罗门哈斯(Rohm&Haas)购得。
如果需要，浸渍剂220还可包括其它成分。例如，浸渍剂可包括电催化剂组合物。合适的催化剂组合物包括未负载的催化剂和负载的催化剂，包括贵金属、过渡金属、其氧化物、其合金及其混合物。复合膜的离子交换层中存在电催化剂可能是期望的，用于减小反应物穿透，例如在直接甲醇燃料电池应用场合中的甲醇。此外，可提供电催化剂用于更有效的离聚物-电催化剂相互作用，由此促进反应物气体的氧化和还原。
浸渍剂220还可包括电化学惰性材料，其促进在正常运行情况下电解质膜中的保水。聚合材料、非聚合材料或水凝胶材料可以是合适的。例如，浸渍剂还可包括微粒二氧化硅和/或纤维状二氧化硅，如在美国专利第5,523,181号中描述的，该专利以参考的方式纳入本文，或包括二氧化硅的水凝胶，诸如在材料化学，卷7，2259-2268页(Chemistry ofMaterials,Vol.7,pp.2259-2268)(1995)中所描述的。其它合适的这样的材料对本领域技术人员将是显而易见的。
浸渍剂220还可包括自由基清除添加剂，像是铈或锰氧化物颗粒、铈或锰盐、或铈或锰离子，其提升在燃料电池运行期间电解质膜的化学稳定性。
浸渍剂220还可包括非离子聚合物的相容混合物，诸如例如聚芳基醚酮或聚砜。在一些应用场合中，浸渍剂中具有非离子聚合物可能是有利的。例如，浸渍剂中的非离子聚合物可减少在直接甲醇燃料电池中的甲醇穿透的量。
在其中使用聚合组合物的各实施方式中，浸渍剂220通常通过在合适的溶剂中包括浸渍剂的浸渍溶液引入到多孔基材中。溶剂的选择将部分地取决于浸渍剂的组成和多孔基材的组成这两者。合适的溶剂包括例如：水、乙醇、丙醇、丁醇、甲醇、酮、碳酸酯、四氢呋喃、乙腈N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、N,N-二甲基乙酰胺及其混合物。如在本文中使用的，“溶剂”表示任何合适的溶剂或两种或更多种溶剂的混合物。
或者，离子交换材料可包括一种或多种单体或低聚物，其被浸渍到多孔基材中并且随后聚合或以其它方式化学连接。因此，如在本文中使用的，“浸渍溶剂”包括溶剂中的离子交换单体、低聚物、聚合物和/或其混合物、以及纯离子交换材料单体和/或低聚物。注意到，在浸渍溶液包括除了离子交换材料以外的组分的情况下，这样的组分不需要在液相阶段中溶解。因此，浸渍溶液也可以是分散体。
根据本发明的各方面实施的聚合物电解质膜或电极膜无具体限制，只要其具有高质子(H+)传导性和电绝缘性，并且也具有气体不可透性，并且该聚合物电解质膜或电极膜可以是已知的聚合物电解质膜。其典型的示例包括具有以下特征的树脂：该树脂包含作为骨架的含氟聚合物并且也具有基团，诸如磺酸基团、羧基基团、磷酸基团或膦酸盐/膦酸酯基/膦酸基/膦基(phosphone group)。因为聚合物电解质膜的厚度对阻抗影响较大，只要电绝缘性和气体不可透性不受损，就优选具有更小的厚度的聚合物电解质膜，并且在一些实施方式中厚度在从1至100μm的范围内，并且优选地在从5至20μm的范围内。
本发明中的电解质膜的材料不限于完全氟基的聚合物复合物，或者可以是烃基聚合物复合物和无机聚合物复合物的混合物，或者是在聚合物链中包含C-H键和C-F键的部分氟基聚合物复合物。烃基聚电解质的具体示例包括：聚酰胺、聚缩醛、聚乙烯、聚丙烯、丙烯酸树脂、聚酯、聚砜或聚醚，各自具有诸如引入其中的磺酸基之类的电解质基团，及其衍生物(脂族烃基聚合物电解质)；聚苯乙烯，具有电解质基团，诸如引入其中的磺酸基；聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚酯、聚砜、聚醚酰亚胺、聚醚砜或聚碳酸酯，各自具有芳环，及其衍生物(部分芳族烃基聚电解质)；聚醚醚酮，具有诸如引入其中的磺酸基之类的电解质基团；以及聚醚酮、聚醚砜、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚酯或聚苯硫醚及其衍生物(完全芳族烃类聚合物电解质)。部分氟基聚电解质的具体示例包括聚苯乙烯-接枝-乙烯四氟乙烯共聚物或聚苯乙烯-接枝-聚四氟乙烯，各自具有诸如引入其中的磺酸基之类的电解质基团及其衍生物。完全氟基聚合物电解质膜的具体示例包括
Figure GDA0003308609770000091
膜(由杜邦(DuPont)制造)、
Figure GDA0003308609770000092
膜(由旭化成株式会社(Asahi Kasei Corporation)制造)和
Figure GDA0003308609770000093
膜(由旭硝子玻璃有限公司(Asahi Glass Co.,Ltd.)制造)，各自由侧链中具有磺酸基的全氟聚合物制成。无机聚合物复合物可以是硅氧烷基或硅烷基有机硅聚合物复合物，并且具体是烷基硅氧烷基有机硅聚合物复合物，并且其具体示例包括聚二甲基硅氧烷和γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷。也可使用
Figure GDA0003308609770000101
(由日本戈尔特斯有限公司(JAPAN GORE-TEX INC.)制造)作为聚合物电解质膜，其是通过用导质子树脂对多孔膨胀型聚四氟乙烯膜进行浸渍获得的强化型固体聚合物电解质膜。
在各个实施方式中，释放膜225包括环烯烃共聚物。环烯烃共聚物指的是通过至少一种环烯烃共聚获得的烯烃基共聚物。环烯烃的具体示例包括：环戊烯、环己烯和环辛烯；单环烯烃，诸如环戊二烯或1,3-环己二烯；双环烯烃，诸如双环[2.2.1]庚-2-烯(通用名：降冰片烯)、5-甲基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5,5二甲基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-乙基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-丁基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-亚乙基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-己基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-辛基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-十八烷基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-亚甲基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-乙烯基-双环[2.2.1]庚-2-烯或5-丙烯基-双环[2.2.1]庚-2-烯；三环[4.3.0.12.5]癸-3,7-二烯(通用名：二环戊二烯)或三环[4.3.0.12.5]癸-3-烯；三环[4.4.0.12.5]十一碳-3,7-二烯或三环[4.4.0.12.5]十一碳-3,8-二烯或三环[4.4.0.12.5]十一碳-3-烯，这是其部分氢化的产物(或环戊二烯和环己烯的加合物)；三环烯烃，诸如5-环戊基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-环己基-双环[2.2.1]庚-2-烯、5-环己烯基双环[2.2.1]庚-2-烯或5-苯基-双环[2.2.1]庚-2-烯；四环烯烃，诸如四环[4.4.0.12.517.10]十二碳-3-烯(有时被称为四环十二碳烯)、8-甲基四环[4.4.0.12.517.10]十二碳-3-烯、8-乙基四环[4.4.0.12.517.10]十二碳-3-烯、8-亚甲基四环[4.4.0.12.517.10]十二碳-3-烯、8-亚乙基四环[4.4.0.12.517.10]十二碳-3-烯、8-乙烯基四环[4.4.0.12.517.10]十二碳-3-烯或8-丙烯基-四环[4.4.0.12.517.10]十二碳-3-烯；8-环戊基-四环[4.4.0.12.517.10]十二碳-3-烯、8-环己基-四环[4.4.0.12.517.10]十二碳-3-烯、8-环己烯基-四环[[4.4.0.12.517.10]十二碳-3-烯或8-苯基-环戊基-四环[4.4.0.12.517.10]十二碳-3-烯；四环[7.4.13.6.01.9.02.7]十四碳-4,9,11,13-四烯(有时被称为1,4-亚甲基-1,4,4a,9a-四氢芴)或四环[8.4.14.7.01.10.03.8]十五碳-5,10,12,14-四烯(有时被称为1,4-亚甲基-1,4,4a,5,10,10a-六氢蒽)；五环[6.6.1.13.6.02.709.14]-4-十六碳烯、五环[6.5.1.13.6.02.7.09.13]-4-十五碳烯或五环[7.4.0.02.7.13.6.110.13]-4-十五碳烯；七环[8.7.0.12.9.14.7.111.17.03.8.012.16]-5-二十碳烯或七环[8.7.0.12.9.03.8..14.7.012.17.113.16]-14-二十碳烯；以及多环烯烃，诸如环戊二烯的四聚体。这些环烯烃可单独使用，或者它们中的两种或更多种可结合使用。
待与环烯烃共聚的烯烃在某些实施方式中是α-烯烃，并且其具体示例包括：具有2至20个、并且优选地是2至8个碳原子的乙烯或α-烯烃，诸如乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、3-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-戊烯、3-乙基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-己烯、4,4-二甲基-1-己烯、4,4-二甲基-1-戊烯、4-乙基-1-己烯、3-乙基-1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-十八碳烯或1-二十碳烯。这些α-烯烃可单独使用，或者它们中的两种或更多种可结合使用。在本发明中，特别优选的α-烯烃是乙烯。
对于环烯烃与α-烯烃的聚合的方法没有特别的限制，并且聚合可以根据已知的方法进行。待在本发明的释放膜中使用的环烯烃共聚物可以是乙烯和降冰片烯的加成共聚物，其可从宝理塑料有限公司(Polyplastics Co.,Ltd.)作为
Figure GDA0003308609770000111
购得。在乙烯和降冰片烯的加成共聚物中，能够通过增大降冰片烯的摩尔分数来获得较高的玻璃转化温度(Tg)。在某些实施方式中，环烯烃共聚物的Tg是50℃或更高、优选地为100℃或更高、更优选地为120℃或更高，并且最优选地为160℃或更高。随着Tg变得更高，在较高温度下膜形状的保持和可释放性是优异的。相反，当Tg过高时，难以执行成形工艺。当在对包含离子交换树脂的层进行层压以形成层压件的情况下施加热处理，优选地采用具有比热处理的温度更高的Tg的环烯烃共聚物。常见环烯烃共聚物的Tg的上限约为250℃。可以结合使用各自具有不同的Tg的两种或更多种环烯烃共聚物。
在一些实施方式中，形成释放膜225的方法包括使用T-模头的熔融挤出方法。如图2所示，可以采用(i)对通过上述熔融挤出方法在基底层230上形成的环烯烃共聚物的释放膜225进行层压的方法，或(ii)在基底层230上涂覆环烯烃共聚物的溶液的方法(例如，溶液流延方法(solution flow casting method))。可以形成具有在0.05至1.0μm范围内、并且优选地为从0.1至0.5μm范围内的厚度的释放膜225。然而，本领域技术人员应理解的是，考虑到期望的可释放性、操作性和层压件的材料成本，释放膜225的厚度可以合适地设定。关于通过熔融挤出方法和溶液流延方法形成环烯烃共聚物制成的膜的方法的细节请参照日本未经审查的专利公开(特开)第2007-112967，其全文纳入本文。
在各个实施方式中，离子交换树脂是电解质膜或用于聚合物电解质燃料电池的电极膜、或是膜电极组件，其中电极膜连结到电解质膜的两侧。只要电解质膜具有高质子(H+)传导性和电绝缘性，并且也具有气体不可透性，电解质膜就不受特别的限制，并且可以是已知的聚合物电解质膜。其典型的示例包括具有以下特征的树脂：该树脂包含作为骨架的含氟聚合物并且也包括基团，诸如磺酸基、羧基、磷酸基或膦基/膦酸基/膦酸酯基/膦酸盐基(phosphone group)。因为聚合物电解质膜的厚度对阻抗影响较大，只要电绝缘性和气体不可透性不受损，就要求具有更小的厚度的聚合物电解质膜，并且厚度具体设定为在从1至100μm的范围内，并且优选地在从5至20μm的范围内。本发明中的聚合物电解质膜的材料不限于完全氟基聚合物复合物，或者可以是烃基聚合物复合物和无机聚合物复合物的混合物，或者是在聚合物链中包含C-H键和C-F键的部分氟基聚合物复合物。
烃基聚电解质的具体示例包括：聚酰胺、聚缩醛、聚乙烯、聚丙烯、丙烯酸树脂、聚酯、聚砜或聚醚，各自具有诸如引入其中的磺酸基的电解质基团，及其衍生物(脂族烃基聚合物电解质)；聚苯乙烯，具有诸如引入其中的磺酸基之类的电解质基团；聚酰胺，聚酰胺酰亚胺，聚酰亚胺，聚酯，聚砜，聚醚酰亚胺，聚醚砜或聚碳酸酯，各自具有芳环，及其衍生物(部分为芳族的烃基聚电解质)；聚醚醚酮，具有诸如引入其中的磺酸基之类的电解质基团；以及聚醚酮、聚醚砜、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚酯或聚苯硫醚及其衍生物(完全芳族烃类聚合物电解质)。部分氟基聚电解质的具体示例包括聚苯乙烯-接枝-乙烯四氟乙烯共聚物或聚苯乙烯-接枝-聚四氟乙烯，各自具有诸如引入其中的磺酸基之类的电解质基团及其衍生物。完全氟基聚合物电解质膜的具体示例包括
Figure GDA0003308609770000131
膜(由杜邦(DuPont)制造)、
Figure GDA0003308609770000132
膜(由旭化成株式会社(Asahi Kasei Corporation)制造)和
Figure GDA0003308609770000133
膜(由旭硝子玻璃有限公司(Asahi Glass Co.,Ltd.)制造)，各自由侧链中具有磺酸基的全氟聚合物制成。无机聚合物复合物可以是硅氧烷基或硅烷基有机硅聚合物复合物，并且具体是烷基硅氧烷基有机硅聚合物复合物，并且其具体示例包括聚二甲基硅氧烷和γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷。也可使用
Figure GDA0003308609770000134
(由日本的W.L.戈尔及同仁有限公司(W.L.Gore&Associates,Co.,Ltd,Japan)制造)作为聚合物电解质膜，其是通过用导质子树脂对多孔膨胀型聚四氟乙烯膜进行浸渍获得的强化型固体聚合物电解质膜。
在各种实施方式中，基底层230由包括聚酯、聚碳酸酯、三乙酰纤维素、聚酰胺、芳族聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜、聚丙烯及其组合的材料制成。在耐热性和机械特征方面，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或聚丙烯(PP)的聚酯是尤其优选的。在一些实施方式中，考虑到层压材料的运输特性和操作性，基底层的厚度在从10至110μm的范围内，并且优选地在从15至60μm的范围内。
在替代实施方式中，背衬膜210是反射基材，诸如在2016年3月11日提交的美国临时专利申请第62/307,261号中所描述的，该临时专利申请以其全文纳入本文。反射基材能可移除地联接于聚合物层205或可移除地粘附于聚合物层205以形成层压材料200。在一些实施例中，反射基材的反射层可以附连到聚合物层205，用于将反射基材联接或粘附到聚合物层205。在另一实施例中，反射基材的载体层可以附连到聚合物层205，用于将反射基材联接或粘附到聚合物层205。反射基材可以覆盖聚合物层205，并且反射或吸收朝向聚合物层205或横向于聚合物层205传递的电磁辐射的至少一部分。
反射基材可选地包括金属基材(例如，元素铝基材)。只要具体材料是反射性的，所选择的具体材料可以广泛地变化。示例性金属的非限制性列表包括：铝、铍、铬、铜、锗、金、铪、钼、镍、铂、铑、银、钽、钛、钨、锌或合金，诸如英科乃尔(Inconel)、青铜。反射基材可选地包括两种或更多种金属的混合物或合金，可选地是上述金属中的两种或更多种。反射基材可选地可包括高反射性聚合物多层膜，诸如可从3M公司(3M Company)购得的VikuitiTM增强型镜面反射器(Enhanced Specular Reflector)。在还有另一示例中，反射基材可选地可包括高反射性非金属无机介电多层膜，其包括以下材料，诸如例如氟化镁、氟化钙、二氧化钛、二氧化硅。在一些方面中，反射基材包括反射层和载体层。反射层可包括金属基材(例如，铝)或高反射性非金属多层膜，而载体层可包括聚乙烯(“PE”)、聚苯乙烯(“PS”)、环烯烃共聚物(“COC”)、环烯烃聚合物(“COP”)、氟化乙烯丙烯(“FEP”)、全氟烷氧基烷烃(“PFAs”)、乙烯四氟乙烯(“ETFE”)、聚偏二氟乙烯(“PVDF”)、聚醚酰亚胺(“PEI”)、聚砜(“PSU”)、聚醚砜(“PES”)、聚苯醚(“PPO”)、聚苯醚(“PPE”)、聚甲基戊烯(“PMP”)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)、聚碳酸酯(“PC”)。在一些方面中，反射基材也可包括保护层，该保护层可包括聚乙烯(“PE”)、聚苯乙烯(“PS”)、环烯烃共聚物(“COC”)、环烯烃聚合物(“COP”)、氟化乙烯丙烯(“FEP”)、全氟烷氧基烷烃(“PFAs”)、乙烯四氟乙烯(“ETFE”)、聚偏二氟乙烯(“PVDF”)、聚醚酰亚胺(“PEI”)、聚砜(“PSU”)、聚醚砜(“PES”)、聚苯醚(“PPO”)、聚苯醚(“PPE”)、聚甲基戊烯(“PMP”)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)或聚碳酸酯(“PC”)。
III.卷构造
如图3A所示，提供了卷构造300，其包括多层(A、B、C、…N)层压材料(例如，如关于图2所描述的层压材料200)。每层(A、B、C、…N)包括聚合物层305(例如，关于图2所描述的聚合物层205)、释放膜310(例如，关于图2所描述的释放膜225)以及基底层315(例如，关于图2所描述的基底层230)。聚合物层305包括内表面320和外表面325。释放膜310包括内表面330和外表面335。基底层层315包括内表面340和外表面345。在一些实施例中，围绕芯部350缠绕的层压材料的层(A)包括接触芯部350(例如，芯棒)的外表面355的层(A)的基底层315”’的内表面340”’。围绕层(A)缠绕的层压材料的层(B)包括接触来自层(A)的聚合物层305”’的外表面325”’的层(B)的基底层315”的内表面340”。围绕层(B)缠绕的层压材料的层(C)包括接触来自层(B)的聚合物层305”的外表面325”的层(C)的基底层315’的内表面340’。
如图3B所示，在卷构造300的展开过程期间，后续卷着的层(C)的基底层315’从先前卷着的层(B)的聚合物层侧剥离，使得聚合物层305”保持层压到卷着的层(B)的释放膜310”和基底层315”。附加地，后续卷着的层(C)的基底层315’保持附连到释放膜310’和聚合物层305’。有利地，该逆卷构造定向能够在卷构造展开时抑制由于本文中详细讨论的原因而产生的聚合物层从背衬膜的脱层。
IV.用于构造卷构造的方法
如图4所示，提供了用于构造卷构造450(例如，如参照图3A所描述的卷构造300)的方法400，该方法包括，提供背衬膜410，该背衬膜包括形成在基底层的顶表面上的释放膜。在一些实施方式中，背衬膜410是通过将背衬膜的之前生产的卷从展开辊子415上展开而提供的。在替代的实施方式中，基底层可以从来自展开辊子(未示出)的先前生产的基底层的卷展开，而释放膜可以形成在基底层的顶表面上，如本文中所描述的，用于提供背衬膜410。
方法400还包括在背衬膜410的顶表面上形成聚合物层420，用于产生层压材料425(例如，如关于图2所描述的层压材料200)。在一些实施例中，聚合物层420是通过在背衬膜的顶表面上涂覆聚合物和浸渍剂(例如，离子交换树脂)的溶液，并且通过使用加热器430干燥移除溶剂来形成的。例如，当聚合物层420是离子交换树脂或聚合物电解质燃料电池的电解质膜时，诸如可购得的
Figure GDA0003308609770000151
溶液的电解质溶液可以涂覆在背衬膜的顶表面上，接着使用加热器430来使层压材料425干燥。在替代实施例中，聚合物层420是通过使用诸如热压机之类的连结机(未示出)来对与释放膜分开制造的、诸如含氟聚合物之类的固体聚合物膜进行连结或热压而形成的。随后，用浸渍剂的溶液在聚合物层的顶表面上对固体聚合物膜进行涂层，并且通过使用加热器430使层压材料425干燥来移除溶剂。例如，当聚合物层420是离子交换树脂或聚合物电解质燃料电池的膜组件时，通过热压机将固体聚合物膜连结到背衬膜，并且通过以下方式用浸渍剂对固体聚合物膜进行浸渍：即，通过用浸渍剂溶液对固体聚合物层进行涂覆，并且使所得的层压材料干燥。通过调节聚合物和/或浸渍剂的溶液的浓度和重复聚合物和/或浸渍剂溶液的涂层和干燥步骤，聚合物层420的厚度可以调节到某一厚度。层压材料425的厚度在11μm–210μm的范围内、优选地在20μm–80μm的范围内。
方法400还包括将层压材料425馈送到辊子435，从而构造包括围绕芯部(例如，芯棒)缠绕的多层层压材料425的卷构造405。层压材料425的第一端部440可馈送到辊子435的芯部的外表面445，而同时保持约100N至300N(其中约是+/-2N)的线张力、优选地为约190N至200N，例如约196N。附加地，层压材料425的第一端部440可馈送到辊子435的芯部的外表面445，而同时保持约1.0至50.0米/分钟(m/min)(其中约为+/-0.3米/分钟)的线速度，优选地为约2.0至15.0米/分钟、更优选地为约2.5至7.5米/分钟，例如约为3.0米/分钟。
在一些实施方式中，层压材料425的第一端部440被馈送到辊子435的芯部的外表面445，该辊子沿顺时针或逆时针方向旋转，从而(i)围绕芯部缠绕的第一层层压材料425包括接触芯部的外表面的第一层的基底层的内表面，并且(ii)围绕第一层缠绕的第二层层压材料425包括接触来自第一层的离子交换树脂层的外表面的第二层的基底层的内表面。例如，背衬膜410的内表面(例如，基底层的内表面)直接围绕辊子435的外表面445缠绕。辊子435沿顺时针或逆时针方向的连续旋转导致背衬膜410的内表面(例如，基底层的内表面)直接围绕前一围绕辊子435的芯部缠绕的层的聚合物层420的外表面缠绕。由此，根据本发明的方面制备的卷构造405在从卷构造405的外侧朝向卷构造405的芯部观察时具有聚合物层、释放膜和基底层的层方向性，例如，聚合物层在背衬膜的外表面上。有利地，该逆卷构造进行取向能够在卷构造展开时抑制由于本文中详细讨论的原因而产生的聚合物层从背衬膜的脱层。
V.测试程序
以下剥离测试程序用于卷着的层压材料的试样，该卷着的层压材料根据本发明的方面制备(参见例如图2-图4)。如图5所示，剥离测试程序500包括从相反侧切割进入卷构造510中的步骤505(例如，如关于图3A所描述的卷构造300并且其如参照图4所描述地那样构造)。切口应深约0.5mm。所得片515包括多层(A、B、C)的层压材料。每层(A、B、C)包括形成在释放膜525的外表面上的聚合物层520以及形成在基底层530的外表面上的释放膜525。
剥离测试程序500还包括对在多个层(A、B、C)之间以及每层(A、B、C)的单独的组成部分(例如，聚合物层520、释放膜525和基底层530)之间的剥离强度进行测量的步骤535。首先，将包含多层(A、B、C)的层压材料的片切割成包含多层(A、B、C)的层压材料的条带，其宽度为10mm而长度为150mm。这些包含多层(A、B、C)的层压材料的条带随后通过双面胶带545附连到光滑的玻璃基材540。其次，然后将所期望的层(A、B、C)之间或每层(A、B、C)的单独的组成部分(例如，聚合物层520、释放膜525和基底层530)之间的界面550预剥离约20mm的条带长度，从而附连载荷555并且开始在界面处的剥离。随后的剥离测试是通过用附连的层压材料的各层(A、B、C)的预剥离的条带使玻璃基材540倾斜来进行的，直到期望的层/组成部分以恒定的、稳定的速率从随后的层/组成部分剥离，如图5所示。在所有剥离测试期间，剥离速率保持在低于20厘米/分钟(cm/min)，并且所施加的载荷P是恒定的，且对于所有测试保持在相同的0.30N的水平。对定义为关注对象层/组成部分与后续层/组成部分之间的角度的剥离角度Θ进行测量和记录，在该剥离角度下，剥离以恒定的、稳定的速率进行。有效的90°剥离载荷P90计算为所施加的载荷与所测量的剥离角度的正弦值的乘积：P90＝P·sinθ。这样的剥离测量对于关注对象的每个测试进行至少两次以确保重现性。然后，剥离强度计算为平均的有效90°剥离载荷P90与连结线的层/组成部分的单位宽度的比值。
VI.示例
在不意在限制本发明的范围的情况下，通过参照以下示例可以更好地理解本发明的设备和生产方法。
示例1(传统卷构造)
在背衬膜(例如，层压材料)上的11.5μm
Figure GDA0003308609770000183
(由日本W.L.戈尔及同仁有限公司(W.L.Gore&Associates,Co.,Ltd,Japan)制造)的30米长的网缠绕为传统卷构造。例如，层压材料的第一端部被馈送到辊子的芯部的外表面，该辊子沿顺时针或逆时针方向旋转，从而(i)围绕该芯部缠绕的第一层层压材料包括接触芯部的外表面的第一层的聚合物层的内表面，(ii)围绕第一层缠绕的第二层层压材料包括接触来自第一层的基底层的外表面的第二层的聚合物层的内表面，以及(iii)围绕第二层缠绕的第三层层压材料包括接触来自第二层的基底层的外表面的第三层的聚合物层的内表面。该传统卷构造经受在烘箱中在90℃下储存24小时。之后，传统卷构造被冷却到室温，并且由在背衬膜上的多层
Figure GDA0003308609770000184
(由日本W.L.戈尔及同仁有限公司(W.L.Gore&Associates,Co.,Ltd,Japan)制造)制成的片根据本文中参照图5所描述的剥离测试程序500进行处理。
对在第一界面(在第一层的基底层的外表面与第二层的聚合物层的内表面之间)和第二界面(在第二层的聚合物层的外表面与第二层的释放膜的内表面之间)处的90度剥离强度测试进行测量。片在目标对象的界面处测量剥离强度，该片包括从上文描述的传统卷切割出的多层(A、B、C)的层压材料，模仿会对于传统卷和逆卷观察到的剥离几何形状，如图6A、图6B、图7A和图7B所示。这些像它们会在传统卷和逆卷中被观察到的那样的、在目标对象的交界处的剥离模仿在试样上进行，该试样为从获取自上述传统卷的同一片上切割的，从而消除任何潜在的卷之间的差异(它们的老化历史或制造细微差别对剥离强度的影响)并且用于说明在逆卷展开期间固有地观察到的、剥离几何形状对于减小脱层的可能性的有益影响。
如图6A所示，模拟传统卷构造的展开，第二层(B)的聚合物层保持粘附到相邻的第一层(A)的基底层侧，并且被从第二层(B)的释放膜侧剥离。根据图6A进行的剥离测试对第二层(B)的聚合物层与释放膜之间的剥离强度进行了测试，如会在传统卷的展开过程中观察到的那样，即，聚合物/释放膜界面的“传统”剥离方向。如图6B所示，模拟传统卷构造的展开，第二层(B)的聚合物层保持粘附到第二层(B)的释放膜侧，并且被从相邻的第一层(A)的基底层侧剥离。根据图6B进行的剥离测试对相邻的层(A和B)的聚合物层与基底层之间的剥离强度进行了测试，如会在传统卷的展开过程中观察到的那样，即，聚合物/基底层界面的“传统”剥离方向。如图7A所示，模拟逆卷构造的展开，第一层(A)的聚合物层保持粘附到相邻的第二层(B)的基底层侧，并且被从第一层(A)的释放膜侧剥离。根据图7A进行的剥离测试对第一层(A)的聚合物层与释放膜之间的剥离强度进行了测试，如会在逆卷的展开过程中观察到的那样，即，聚合物/释放膜界面的“逆”剥离方向。如图7B所示，模拟逆卷构造的展开，第一层(A)的聚合物层保持粘附到第一层(A)的释放膜侧，并且被从相邻的第二层(B)的基底层侧剥离。根据图7B进行的剥离测试对相邻的层(A和B)的聚合物层与基底层之间的剥离强度进行了测试，如会在逆卷的展开过程中观察到的那样，即，聚合物/基底层界面的“逆”剥离方向。
有效地，图6A所示的剥离模拟了在展开期间传统卷的脱层；图7A所示的剥离模拟了在展开期间逆卷的脱层；图6B所示的剥离模拟了在展开期间传统卷没有脱层；图7B所示的剥离模拟在展开期间逆卷没有脱层。聚合物/基底层界面与聚合物/释放膜界面之间的剥离强度的差异与脱层的可能性相关。例如，聚合物/基底层界面与聚合物/释放膜界面之间的剥离强度的差异越大，则聚合物层将保持粘附到其涂覆于其上的原始层的释放膜侧的可能性就越小，而聚合物层将保持粘附到相邻的层的基底层侧从而导致脱层的可能性就越大。如图8A和8B中可见的，逆剥离几何形状减小了聚合物层从基底层侧以及从释放膜侧的剥离强度的差异，因此减少了脱层的可能性。传统剥离几何形状则展示了聚合物层从基底层侧和从释放膜侧更大的剥离强度差异，因此增加了脱层的可能性。图8A和图8B所示的数据表明，如果从传统卷获得的层压材料以逆转的方式缠绕，则比起在从传统卷获得的层压材料以传统方式缠绕时的情况，前者具有的在这样的卷展开期间发生脱层的风险更低。
示例2(逆卷构造)
11.5μm
Figure GDA0003308609770000203
(由日本W.L.戈尔及同仁有限公司(W.L.Gore&Associates,Co.,Ltd,Japan)生产)的150米长的网缠绕成根据本发明的各方面的逆卷构造。例如，层压材料的第一端部被馈送到辊子的芯部的外表面，该辊子沿顺时针或逆时针方向旋转，从而(i)围绕该芯部缠绕的第一层层压材料包括接触芯部的外表面的第一层的基底层的内表面，(ii)围绕第一层缠绕的第二层层压材料包括接触来自第一层的离子交换树脂层的外表面的第二层的基底层的内表面，以及(iii)围绕第二层缠绕的第三层层压材料包括接触来自第二层的聚合物层的外表面的第三层的基底层的内表面。该逆卷构造经受在烘箱中在90℃下储存24小时。之后，该逆卷构造被冷却到室温，并且由在背衬膜上的多层
Figure GDA0003308609770000202
(由日本W.L.戈尔及同仁有限公司(W.L.Gore&Associates,Co.,Ltd,Japan)制造)制成的片根据本文中参照图5所描述的剥离测试程序500进行处理。
对在第一界面(在第一层的聚合物层的外表面与第二层的基底层的内表面之间)和第二界面(在第二层的聚合物层的内表面与第二层的释放膜的外表面之间)处的90度剥离强度测试针对传统和逆剥离几何形状进行测量。对片在关注对象的界面处测量剥离强度，该片包括从上文描述的逆卷构造切割出的多层(A、B、C)的层压材料，模仿会对于传统卷和逆卷观察到的剥离几何形状，如图6A、图6B、图7A和图7B所示。这些像它们会在传统卷和逆卷中被观察到的那样的、在关注对象的交界处的剥离模仿在试样上进行，该试样为从获取自上述逆卷的同一片上切割的，从而消除任何潜在的卷之间的差异(它们的老化历史或制造细微差别对剥离强度的影响)并且用于说明在逆卷展开期间固有地观察到的、剥离几何形状对于减小脱层的可能性的有益影响。
如图6A所示，模拟传统卷构造的展开，第二层(B)的聚合物层保持粘附到相邻的第一层(A)的基底层侧，并且被从第二层(B)的释放膜侧剥离。根据图6A进行的剥离测试对第二层(B)的聚合物层与释放膜之间的剥离强度进行了测试，如会在传统卷的展开过程中观察到的那样，即，聚合物/释放膜界面的“传统”剥离方向。如图6B所示，模拟传统卷构造的展开，第二层(B)的聚合物层保持粘附到第二层(B)的释放膜侧，并且被从相邻的第一层(A)的基底层侧剥离。根据图6B进行的剥离测试对相邻层(A和B)的聚合物层与基底层之间的剥离强度进行了测试，如会在传统卷的展开过程中观察到的那样，即，聚合物/基底层界面的“传统”剥离方向。如图7A所示，模拟逆卷构造的展开，第一层(A)的聚合物层保持粘附到相邻的第二层(B)的基底层侧，并且被从第一层(A)的释放膜侧剥离。根据图7A进行的剥离测试对第一层(A)的聚合物层与释放膜之间的剥离强度进行了测试，如会在逆卷的展开过程中观察到的那样，即，聚合物/释放膜界面的“逆”剥离方向。如图7B所示，模拟逆卷构造的展开，第一层(A)的聚合物层保持粘附到第一层(A)的释放膜侧，并且被从相邻的第二层(B)的基底层侧剥离。根据图7B进行的剥离测试对相邻的层(A和B)的聚合物层与基底层之间的剥离强度进行了测试，如会在逆卷的展开过程中观察到的那样，即，聚合物/基底层界面的“逆”剥离方向。
有效地，图6A所示的剥离模拟了在展开期间传统卷的脱层；图7A所示的剥离模拟了在展开期间逆卷的脱层；图6B所示的剥离模拟了在展开期间传统卷没有脱层；图7B所示的剥离模拟在展开期间逆卷没有脱层。聚合物/基底层界面与聚合物/释放膜界面之间的剥离强度的差异与脱层的可能性相关。例如，聚合物/基底层界面与聚合物/释放膜界面之间的剥离强度的差异越大，则聚合物层将保持粘附到其涂覆于其上的原始层的释放膜侧的可能性就越小，而聚合物层将保持粘附到相邻的层的基底层侧从而导致脱层的可能性就越大。如图9A和9B中可见的，逆剥离几何形状减小了聚合物层从基底层侧以及从释放膜侧的剥离强度的差异，由此减小了脱层的可能性。传统剥离几何形状则展示了聚合物层从基底层侧和从释放膜侧剥离强度更大的差异，因此增加了脱层的可能性。图9A和图9B所示的数据表明，如果从逆卷获得的层压材料以逆转的方式缠绕，则比起在从逆卷获得的层压材料以传统方式缠绕时的情况，前者具有的在这样的卷展开期间发生脱层的风险更低。
因此，示例1和2表明，当展开的卷具有逆构造时，脱层的可能性较小，意味着当从卷构造的外侧朝向卷构造的芯部观察时，该卷具有聚合物层、释放膜和基底层的层方向性，例如，聚合物层是在背衬膜的外表面上的。在具有这样的逆构造的卷展开期间观察到的、在基底层/聚合物层界面处的剥离强度是较低的，而在释放膜/聚合物层界面处的剥离强度是较高的，即，基底层/聚合物层界面剥离强度与释放膜/聚合物层界面剥离强度之间的差异比传统构造更小。
尽管已经详细描述了本发明，但是对本领域技术人员而言在本发明的精神和范围内的改型将是显而易见的。应理解的是，上文中和/或所附权利要求书中记载的本发明的各方面和各个实施例的各部分以及各种特征可以整体或部分地组合或互换。在对各个实施例的前述描述中，涉及另一实施例的那些实施例如本领域技术人员将会理解的那样可以合适地与其它实施例结合。此外，本领域技术人员将会理解，上述描述仅作为示例，而不意在限制本发明。

Claims (18)

1.一种层压材料的卷，所述卷包括：
围绕芯部缠绕的多层层压材料，每层包括：
离子交换树脂层，其具有内表面和外表面；
释放膜，其具有内表面和外表面，所述释放膜的外表面连结到所述离子交换树脂层的内表面；以及
基底层，其具有内表面和外表面，所述基底层的外表面连结到所述释放膜的内表面，
其中，所述多层中的第一层包括接触芯部的外表面的基底层的内表面，并且
所述多层中的第二层包括接触来自所述第一层的所述离子交换树脂层的外表面的基底层的内表面。
2.如权利要求1所述的层压材料的卷，其特征在于，所述释放膜包括环烯烃共聚物。
3.如权利要求1或2所述的层压材料的卷，其特征在于，所述离子交换树脂层包含离子交换材料和含氟聚合物，所述含氟聚合物具有磺酸基、羧基、磷酸基或膦酸盐/膦酸酯基/膦酸基/膦基。
4.如权利要求1或2所述的层压材料的卷，其特征在于，所述离子交换树脂层包含离子交换材料和聚四氟乙烯。
5.如权利要求4所述的层压材料的卷，其特征在于，所述聚四氟乙烯是膨胀型聚四氟乙烯。
6.如权利要求1或2所述的层压材料的卷，其特征在于，所述基底层包含选自以下组的材料：聚酯、聚碳酸酯、三乙酰纤维素、聚酰胺、芳族聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜、聚丙烯及其组合。
7.如权利要求1或2所述的层压材料的卷，其特征在于，所述基底层包含选择以下组的聚酯：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。
8.如权利要求7所述的层压材料的卷，其特征在于，所述基底层包含聚丙烯(PP)。
9.一种用于制造层压材料的卷的方法，包括以下步骤：
将含氟聚合物连结到包括释放膜和基底层的背衬膜；
用离子交换材料对所述含氟聚合物进行涂覆，从而产生离子交换树脂层；
对所述离子交换树脂层和所述背衬膜进行加热，从而产生层压材料；以及
将所述层压材料馈送到辊子，从而产生包括围绕芯部缠绕的多层所述层压材料的所述层压材料的卷，其中，每层包括具有内表面和外表面的离子交换树脂层、具有内表面和外表面的释放膜以及具有内表面和外表面的基底层，所述释放膜的外表面连结到所述离子交换树脂层的内表面，所述基底层的外表面连结到所述释放膜的内表面，
其中，所述层压材料被馈送到辊子，使得(i)围绕所述芯部缠绕的第一层所述层压材料包括接触所述芯部的外表面的所述第一层的所述基底层的内表面，以及(ii)围绕所述第一层缠绕的第二层所述层压材料包括接触来自所述第一层的所述离子交换树脂层的外表面的所述第二层的所述基底层的内表面。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，将所述层压材料馈送到所述辊子，而同时保持1.5至50.0米/分钟的线速度。
11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，将所述层压材料馈送到所述辊子，而同时保持100N至300N的线张力。
12.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述释放膜包含环烯烃共聚物。
13.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述含氟聚合物具有磺酸基、羧基、磷酸基或膦酸盐/膦酸酯基/膦酸基/膦基。
14.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述含氟聚合物是聚四氟乙烯。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述含氟聚合物是膨胀型聚四氟乙烯。
16.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述基底层包含选自以下组的材料：聚酯、聚碳酸酯、三乙酰纤维素、聚酰胺、芳族聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜、聚丙烯及其组合。
17.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述基底层包含选择以下组的聚酯：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述基底层包含聚丙烯(PP)。
CN201780045166.7A 2016-07-20 2017-07-20 层压材料的卷构造及其生产方法 Active CN109478668B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662364369P 2016-07-20 2016-07-20
US62/364,369 2016-07-20
PCT/US2017/043016 WO2018017803A1 (en) 2016-07-20 2017-07-20 Roll construction of laminated material and method for producing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109478668A CN109478668A (zh) 2019-03-15
CN109478668B true CN109478668B (zh) 2022-04-19

Family

ID=59416859

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780045166.7A Active CN109478668B (zh) 2016-07-20 2017-07-20 层压材料的卷构造及其生产方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11456476B2 (zh)
EP (1) EP3488481B1 (zh)
JP (2) JP6814277B2 (zh)
KR (1) KR102251269B1 (zh)
CN (1) CN109478668B (zh)
CA (1) CA3030468C (zh)
WO (1) WO2018017803A1 (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101102889A (zh) * 2005-01-10 2008-01-09 艾利丹尼森公司 可剥离卷曲标签
CN102438829A (zh) * 2009-03-30 2012-05-02 日本戈尔有限公司 层合体及其制造方法
JP2015196272A (ja) * 2014-03-31 2015-11-09 リンテック株式会社 工程フィルム、積層シート、及び樹脂シートの製造方法
CN105102226A (zh) * 2013-03-29 2015-11-25 出光统一科技株式会社 层压体、成形体、成形物以及成形物的制造方法
CN105722654A (zh) * 2013-11-14 2016-06-29 株式会社大赛璐 脱模膜、叠层体及其制造方法以及燃料电池的制造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5523181A (en) 1992-09-25 1996-06-04 Masahiro Watanabe Polymer solid-electrolyte composition and electrochemical cell using the composition
AU2003268695A1 (en) * 2002-09-30 2004-04-19 Asahi Glass Company, Limited Electrolyte film, process for producing the same, and solid polymer type fuel cell
JP2007112967A (ja) 2005-10-24 2007-05-10 Fujifilm Corp 環状オレフィン系樹脂フィルムとその製造方法、偏光板、及び液晶表示装置
JP2009140920A (ja) * 2007-11-15 2009-06-25 Toyobo Co Ltd 高分子電解質膜積層体
JP6069036B2 (ja) * 2013-03-07 2017-01-25 株式会社ダイセル 燃料電池製造用積層体及びその製造方法並びに燃料電池の製造方法
CN105636784B (zh) * 2013-10-11 2019-08-06 日东电工株式会社 薄层转印用片及其制造方法、膜电极组件的制造方法
JP2016081616A (ja) * 2014-10-10 2016-05-16 トヨタ自動車株式会社 剥離装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101102889A (zh) * 2005-01-10 2008-01-09 艾利丹尼森公司 可剥离卷曲标签
CN102438829A (zh) * 2009-03-30 2012-05-02 日本戈尔有限公司 层合体及其制造方法
CN105102226A (zh) * 2013-03-29 2015-11-25 出光统一科技株式会社 层压体、成形体、成形物以及成形物的制造方法
CN105722654A (zh) * 2013-11-14 2016-06-29 株式会社大赛璐 脱模膜、叠层体及其制造方法以及燃料电池的制造方法
JP2015196272A (ja) * 2014-03-31 2015-11-09 リンテック株式会社 工程フィルム、積層シート、及び樹脂シートの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CA3030468A1 (en) 2018-01-25
KR20190031293A (ko) 2019-03-25
CA3030468C (en) 2021-12-07
WO2018017803A1 (en) 2018-01-25
US20210328246A1 (en) 2021-10-21
JP2019523152A (ja) 2019-08-22
CN109478668A (zh) 2019-03-15
KR102251269B1 (ko) 2021-05-13
JP6970270B2 (ja) 2021-11-24
EP3488481B1 (en) 2021-06-30
EP3488481A1 (en) 2019-05-29
JP6814277B2 (ja) 2021-01-13
US11456476B2 (en) 2022-09-27
JP2021062620A (ja) 2021-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101926858B1 (ko) 적층체 및 그의 제조 방법
EP1957567B1 (en) Method of forming ion-conductive membranes
KR102466595B1 (ko) 높은 선택성 및 높은 강도를 위한 고도로 강화된 이오노머 막
KR20050119661A (ko) 고분자 전해질 막의 연속적 제조 방법 및 그 제조 장치
CN112514150A (zh) 具有连续离聚物相的整体复合膜
CN109478668B (zh) 层压材料的卷构造及其生产方法
JP7379651B2 (ja) 電解質膜又は膜電極接合体の製造に使用するための剥離フィルム
JP2006073235A (ja) 積層電解質膜およびその製造方法
US20100279198A1 (en) Composite polymer electrolyte membranes
JP2008166006A (ja) 高分子電解質膜及びその製造方法
JP2010186743A (ja) 高分子電解質膜の保管方法

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
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20200803

Address after: Delaware, USA

Applicant after: W.L. GORE & ASSOCIATES, Inc.

Applicant after: Gore contract Club of Japan

Address before: Delaware, USA

Applicant before: W.L. GORE & ASSOCIATES, Inc.

Applicant before: Japan Gore Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant