CN112820918B - 带辅助衬垫的膜电极接合体及其制造方法和制造装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法以及制造装置、带辅助衬垫的膜电极接合体，能够抑制在带辅助衬垫膜的膜电极接合体中产生褶皱等变形。基材接合体(B3)从一侧到另一侧依次具有第一背片(91a)、第一辅助衬垫膜(92a)、膜电极接合体(85)、第二辅助衬垫膜(92b)、以及第二覆盖膜(93b)。膜电极接合体包括在一侧的面具有第一催化剂层(83)且在另一侧的面具有第二催化剂层(84)的电解质膜(82)。另外，基材接合体还具有：第一覆盖膜(93a)，配置在第一辅助衬垫膜与第一催化剂层(83)之间，呈与第一催化剂层(83)相对应的形状；第二覆盖膜(93b)，配置在第二催化剂层与第二辅助衬垫膜之间，呈与第二催化剂层相对应的形状。

Description

带辅助衬垫的膜电极接合体及其制造方法和制造装置
技术领域
本发明涉及制造带辅助衬垫的膜电极接合体的技术。
背景技术
近年来，作为汽车、手机等的驱动电源，燃料电池备受关注。燃料电池是通过燃料所包含的氢气(H2)和空气中的氧气(O2)的电化学反应来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荷小的优点。
燃料电池因使用的电解质不同而存在几个种类。其中之一是使用离子交换膜(电解质膜)作为电解质的固体高分子型燃料电池(PEFC：Polymer Electrolyte Fuel Cell)。固体高分子型燃料电池能够在常温下工作且能够小型轻量化，因此，期待应用于汽车、便携设备。
一般而言，固体高分子型燃料电池具有多个电池单元层叠的结构。一个电池单元通过利用一对隔板夹持膜电极接合体(MEA：Membrane-Electrode-Assembly)的两侧而构成。膜电极接合体具有电解质膜、形成于电解质膜的两面的一对电极层(催化剂层)。一对电极层中的一方为阳极电极，另一方为阴极电极。在含有氢气的燃料气体与阳极电极接触，并且空气与阴极电极接触时，通过电化学反应产生电力。
上述的膜电极接合体容易因外压而损伤。因此，在固体高分子型燃料电池的制造工序中，在膜电极接合体上合适地安装树脂制的框体(辅助衬垫膜)。并且，在搬运膜电极接合体时，有时用辅助衬垫膜进行把持等，而非膜电极接合体自身。
例如，在专利文献1中记载有向膜电极接合体附加辅助衬垫膜的衬垫附加装置。在衬垫附加装置中，通过设置切断部来切除辅助衬垫膜的非使用区域并使膜电极接合体对位于该被切除的非使用区域内，在膜电极接合体的催化剂层的周围贴付有作为框体的辅助衬垫膜。
专利文献1：日本特开2018-142407号公报
然而，在以往技术的情况下，由于从辅助衬垫膜预先切除非使用区域，因此，辅助衬垫膜的刚性不太高。因此，存在如下问题：在带辅助衬垫的膜电极接合体中，在辅助衬垫膜、膜电极接合体上容易产生褶皱等变形。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种技术，能够抑制在带辅助衬垫膜的膜电极接合体中产生褶皱等变形。
为了解决上述问题，第一技术方案，一种带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法，其中，包括：(a)工序，准备第一基材，所述第一基材从一侧朝向另一侧依次具有第一背片、第一辅助衬垫膜、包括在一侧的面具有第一催化剂层且在另一侧的面具有第二催化剂层的电解质膜的膜电极接合体，并且在所述第一辅助衬垫膜与所述第一催化剂层之间还具有与所述第一催化剂层相对应的形状的第一覆盖膜；(b)工序，准备第二基材，所述第二基材依次具有第二背片、第二辅助衬垫膜、与所述第二催化剂层相对应的形状的第二覆盖膜；以及(c)工序，一边使所述第二基材的所述第二覆盖膜与所述第一基材的第二催化剂层对位，一边将所述第二基材贴付于所述第一基材来制作基材接合体。
第二技术方案，在第一技术方案的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法中，所述第一基材具有第一切断部，所述第一切断部沿所述第一覆盖膜的缘部贯通所述第一辅助衬垫膜，并且从所述第一背片的一侧的表面到达厚度方向的中间部。
第三技术方案，在第一技术方案或第二技术方案的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法中，所述(b)工序包括：(b1)工序，准备依次具有第二背片、第二辅助衬垫膜以及第二覆盖膜的辅助衬垫基材；(b2)工序，在所述辅助衬垫基材上设置第二切断部，所述第二切断部为与所述第二催化剂层相对应的形状，贯通所述第二覆盖膜以及所述第二辅助衬垫膜，并且从所述第二背片的表面到达厚度方向的中间部；以及(b3)工序，在所述(b2)工序之后，将所述第二覆盖膜沿着所述第二切断部从所述第二辅助衬垫膜剥离。
第四技术方案，在第三技术方案的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法中，所述(b2)工序包括：(b21)工序，检测所述第二催化剂层的位置；以及(b22)工序，根据由所述(b21)工序确定的所述第二催化剂层的位置，在所述辅助衬垫基材上设置所述第二切断部。
第五技术方案，在第四技术方案的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法中，所述(b22)工序包括根据由所述(b21)工序确定的所述第二催化剂层的位置，变更与所述辅助衬垫基材接触的刃的位置的工序。
第六技术方案，在第四技术方案或第五技术方案的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法中，在所述第一基材上沿所述第一基材的长边方向隔开间隔地设置有多个所述第二催化剂层，所述(b22)工序是在所述辅助衬垫基材上沿所述辅助衬垫基材的长边方向隔开间隔地设置所述第二切断部的工序。
第七技术方案，在第一技术方案至第六技术方案中任一技术方案的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法中，所述第一辅助衬垫膜或所述第二辅助衬垫膜中的至少一方具有热固性或热塑性的粘接剂，所述带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法还包括在所述(c)工序之后对所述基材接合体进行加热的(d)工序。
第八技术方案，在第七技术方案的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法中，所述带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法还包括在所述(d)工序之后对所述基材接合体进行冷却的(e)工序。
第九技术方案，在第一技术方案至第八技术方案中的任一技术方案的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法中，所述带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法还包括在所述(c)工序之后将所述第二基材按压至所述第一基材的(f)工序。
第十技术方案，在第七技术方案或第八技术方案的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法中，所述带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法还包括在所述(d)工序之后按压基材接合体的(f)工序。
第十一技术方案，在第一技术方案至第十技术方案中的任一技术方案的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法中，所述带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法还包括在所述(c)工序之后将所述基材接合体辊状地卷绕的(g)工序。
第十二技术方案，一种带辅助衬垫的膜电极接合体的制造装置，其中，具有：贴付机构，将第一基材贴付于第二基材；第一基材搬运机构，将所述第一基材朝向所述贴付机构搬运；以及第二基材搬运机构，将所述第二基材朝向所述贴付机构搬运，所述第一基材从一侧朝向另一侧依次具有第一背片、第一辅助衬垫膜、以及包括在一侧的面具有第一催化剂层且在另一侧的面具有第二催化剂层的电解质膜的膜电极接合体，所述第一基材在所述第一辅助衬垫膜与所述第一催化剂层之间还具有与所述第一催化剂层相对应的形状的第一覆盖膜，所述第二基材依次具有第二背片、第二辅助衬垫膜以及与所述第二催化剂层相对应的形状的第二覆盖膜。
第十三技术方案，一种带辅助衬垫的膜电极接合体，其中，所述带辅助衬垫的膜电极接合体从一侧朝向另一侧依次具有第一背片、第一辅助衬垫膜、包括在一侧的面具有第一催化剂层且在另一侧的面具有第二催化剂层的电解质膜的膜电极接合体、第二辅助衬垫膜、以及第二背片，所述带辅助衬垫的膜电极接合体还具有：第一覆盖膜，配置在所述第一辅助衬垫膜与所述第一催化剂层之间，呈与所述第一催化剂层相对应的形状；以及第二覆盖膜，配置在所述第二催化剂层与所述第二辅助衬垫膜之间，呈与所述第二催化剂层相对应的形状。
第十四技术方案，在第十三技术方案的带辅助衬垫的膜电极接合体中，所述带辅助衬垫的膜电极接合体还具有第一切断部，所述第一切断部沿所述第一覆盖膜的缘部贯通所述第一辅助衬垫膜且到达所述第一背片的厚度方向的中间部。
第十五技术方案，在第十三技术方案或第十四技术方案的带辅助衬垫的膜电极接合体中，所述带辅助衬垫的膜电极接合体还具有第二切断部，所述第二切断部沿所述第二覆盖膜的缘部贯通所述第二辅助衬垫膜且到达所述第二背片的厚度方向的中间部。
根据第一技术方案的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法，能够制作在膜电极接合体的两面安装有第一以及第二辅助衬垫膜的带辅助衬垫的膜电极接合体。另外，由于在带辅助衬垫的膜电极接合体的两面安装有第一以及第二背片，因此，能够提高带辅助衬垫的膜电极接合体的刚性。由此，能够抑制在膜电极接合体、第一以及第二辅助衬垫膜上产生褶皱等变形。
根据第二技术方案的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法，在第一基材以及第二基材的接合体中，在将第一背片从第一辅助衬垫膜剥离的情况下，能够将第一覆盖膜以及第一辅助衬垫膜中的与第一催化剂层相对应的对应区域和第一背片一起沿第一切断部剥离。
根据第三技术方案的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法，与第二催化剂层相对应的形状的第二切断部设置于第二覆盖膜，使第二覆盖膜沿第二切断部从第二辅助衬垫膜剥离。由此，既能够将第二覆盖膜中的与第二催化剂层相对应的对应区域留在第二辅助衬垫膜，又能够去除与第二催化剂层不对应的非对应区域。另外，与第二催化剂层相对应的形状的第二切断部设置于第二辅助衬垫膜。因此，在第一基材与第二基材的基材接合体中，在将第二背片从第二辅助衬垫膜剥离的情况下，能够将与第二催化剂层相对应的第二覆盖膜的对应区域以及第二辅助衬垫膜的对应区域和第二背片一起去除。
根据第四技术方案的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法，第二基材的第二切断部根据第一基材的第二催化剂层的位置设置。因此，在将第一基材和第二基材贴付时，能够使第二催化剂层和第二覆盖膜的位置容易地对位。
根据第五技术方案的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法，通过变更刃的位置，能够变更设置于辅助衬垫基材的第二切断部的位置。
根据第六技术方案的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法，根据隔开间隔地设置的多个第二催化剂层的各位置，在辅助衬垫基材上设置多个第二切断部。在该情况下，在使第一基材和第二基材贴合时，能够使第二催化剂层的位置与第二覆盖膜的位置容易地对位。因此，既能够抑制松弛的产生又能够使第一基材以及第二基材贴合。
根据第七技术方案的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法，在使用热固性或热塑性的粘接剂的情况下，通过加热能够促进第一基材与第二基材的接合。
根据第八技术方案的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法，通过在加热后进行冷却，能够使粘接剂的反应停止，因此，能够使第一基材与第二基材的接合稳定。
根据第九技术方案的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法，能够去除基材接合体中的松弛、褶皱等。
根据第十技术方案的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法，通过在加热基材接合体后进行按压，能够促进第一基材与第二基材的接合。
根据第十一技术方案的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法，能够将基材接合体辊状地卷绕。
根据第十二技术方案的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法，在贴付机构中能够使搬运来的第一基材和第二基材贴合。
附图说明
图1是表示实施方式的衬垫附加装置的第一基材准备部的图。
图2是表示实施方式的衬垫附加装置的第二基材准备部以及第二贴付机构的图。
图3是示意性地表示从第一供给辊送出的电极层基材的纵向剖视图以及俯视图。
图4是示意性地表示设置有切断部的电极层基材的纵向剖视图以及俯视图。
图5是示意性地表示膜电极接合体层的非采用区域被分离的电极层基材的纵向剖视图以及俯视图。
图6是示意性地表示辅助衬垫基材纵向剖视图以及俯视图。
图7是示意性地表示覆盖膜的非对应区域被分离的辅助衬垫基材的纵向剖视图以及俯视图。
图8是示意性地表示通过第一贴付机构贴合的电极层基材以及辅助衬垫基材的纵向剖视图。
图9是示意性地表示第一基材的纵向剖视图以及俯视图。
图10是表示控制部与衬垫附加装置内的各部之间的电连接的框图。
图11是示意性地表示第一半切部的+X侧面的图。
图12是示意性地表示第一半切部的+X侧面的图。
图13是示意性地表示第一半切部的-Y侧面的图。
图14是示意性地表示第一半切部的X方向驱动部的图。
图15是表示吸附台的吸附面的俯视图。
图16是表示吸附于吸附台的吸附面的电极层基材的俯视图。
图17是示意性地表示第一贴付机构的侧视图。
图18是示意性地表示第一贴付机构的侧视图。
图19是示意性地表示电极层基材上的膜电极接合体的俯视图。
图20是表示第一贴付机构中的贴合处理的流程的图。
图21是示意性地表示在第二基材准备部中被处理的第二辅助衬垫基材的纵向剖视图。
图22是概念性地表示第三半切部在第二辅助衬垫基材上设置第二切断部的情况的俯视图。
图23是示意性地表示通过第二贴付机构贴合的第一基材以及第二基材的纵向剖视图。
图24是示意性地表示基材接合体的纵向剖视图。
图25是示意性地表示由基材接合体得到的带辅助衬垫的膜电极接合体的纵向剖视图。
附图标记的说明：
100 衬垫附加装置
1 第一基材准备部
12 第一辅助衬垫基材搬运机构
2 第二基材准备部
21 第二辅助衬垫基材搬运机构
22 第三半切部
221 旋转冲切刀
24 第二覆盖膜回收辊
3 第二贴付机构
4 控制部
410 位置确定部
5 基材接合体回收辊
8 电极层基材
82 电解质膜
83 第一催化剂层
84 第二催化剂层
85 膜电极接合体
87 带辅助衬垫的膜电极接合体
9a 第一辅助衬垫基材
9b 第二辅助衬垫基材
91a 第一背片
91b 第二背片
92a 第一辅助衬垫膜
92b 第二辅助衬垫膜
93a 第一覆盖膜
93b 第二覆盖膜
A91、A93 对应区域
A92、A94 非对应区域
B1 第一基材
B2 第二基材
B3 基材接合体
C9a 第一切断部
C9b 第二切断部
DR2 宽度方向
DR4、DR5 搬运方向
具体实施方式
下面，一边参照附图一边说明本发明的实施方式。此外，实施方式所记载的结构构件只不过是例示，并不意味着将本发明的范围仅限定于此。在附图中，为了便于理解，有时根据需要夸张或简化各部的尺寸或数量来进行图示。
图1是表示实施方式的衬垫附加装置100的第一基材准备部1的图。另外，图2是表示实施方式的衬垫附加装置100的第二基材准备部2以及第二贴付机构3的图。该衬垫附加装置100是制造基材接合体B3的装置，该基材接合体B3包括在膜电极接合体的两面安装有辅助衬垫的带辅助衬垫的膜电极接合体87。如后面所述，基材接合体B3具有将包括膜电极接合体85以及第一辅助衬垫膜92a的第一基材B1和包括第二辅助衬垫膜92b的第二基材B2接合的结构。
如图1以及图2所示，衬垫附加装置100包括第一基材准备部1、第二基材准备部2、用于使第一基材B1和第二基材B2接合的第二贴付机构3、控制部4、基材接合体回收辊5。第一基材准备部1准备第一基材B1，第二基材准备部2准备第二基材B2。
＜第一基材准备部1＞
第一基材准备部1具有电极层基材搬运机构11、第一辅助衬垫基材搬运机构12、第一半切部13、第二半切部14、第一贴付机构15、背片回收辊16。
＜电极层基材搬运机构11＞
电极层基材搬运机构11一边利用多个辊支撑长条带状的电极层基材8(参照图3)，一边将所述电极层基材8沿规定的搬运路径8TR朝向第一贴付机构15搬运。电极层基材搬运机构11具有第一供给辊111、第一进料辊112以及第一张力调节辊113。另外，电极层基材搬运机构11具有电解质膜回收辊114，该电解质膜回收辊114卷绕并回收从搬运路径8TR上的电极层基材8剥离的部分(后述的电解质膜82的非采用区域A82)。
下面，将电极层基材8通过电极层基材搬运机构11朝向第一贴付机构15移动的方向作为搬运方向DR1，将既与该搬运方向DR1正交又与电极层基材8的主面(面积最大的面)平行的方向作为宽度方向DR2。搬运方向DR1与电极层基材8的长边方向一致。在搬运路径8TR中，将靠近第一供给辊111的一侧作为搬运方向DR1的上游侧，将靠近第一贴付机构15的一侧作为搬运方向DR1的下游侧。
图3是示意性地表示从第一供给辊111送出的电极层基材8的纵向剖视图(上)以及俯视图(下)。如图3所示，电极层基材8包括长条带状的背片81、设置于背片81的上表面的长条带状的电解质膜82。在电解质膜82的上表面等间隔地设置有矩形状的第一催化剂层83，在电解质膜82的下表面，以与各第一催化剂层83在厚度方向上重叠的方式设置有多个第二催化剂层84。在电极层基材8中，第二催化剂层84被夹在电解质膜82与背片81之间。电极层基材8在省略图示的外部装置中预先被制造，并以在第一供给辊111上卷绕成辊状的状态来准备。电解质膜82、多个第一催化剂层83以及多个第二催化剂层84构成膜电极接合体层80。背片81以能够容易从剥离的状态附着于电解质膜82。
电解质膜82例如使用氟类或烃类的高分子电解质膜。作为电解质膜82的具体例，能够列举含有全氟化碳磺酸的高分子电解质膜(例如，美国DuPont公司制造的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)、Gore公司制造的Goreselect(注册商标))。电解质膜82的膜厚例如为5μm～30μm。电解质膜82由于大气中的湿气而膨胀，另一方面，在湿度变低时收缩。即，电解质膜82具有容易根据大气中的湿度而变形的性质。
背片81是用于抑制电解质膜82的变形的膜。背片81的材料使用比电解质膜82的机械强度高且形状保持功能优良的树脂。作为背片81的材料，例如优选PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。背片81的膜厚例如为25μm～100μm。
如图3所示，背片81的宽度比电解质膜82的宽度稍大。电解质膜82设置于背片81中的宽度方向的中央。第一催化剂层83以及第二催化剂层84的宽度比电解质膜82的宽度小。第一以及第二催化剂层83、84分别设置于电解质膜82的上表面以及下表面的宽度方向中央。
第一以及第二催化剂层83、84的材料使用在高分子型燃料电池的阳极或阴极中发生燃料电池反映的材料。例如，铂(Pt)、铂合金、铂化合物等催化剂粒子用作第一以及第二催化剂层83、84的材料。作为铂合金的例子，例如能够列举从由钌(Ru)、钯(Pd)、镍(Ni)、钼(Mo)、铱(Ir)、铁(Fe)等组成的组选择的至少一种金属和铂的合金。一般而言，阴极用的催化剂层的材料使用铂，阳极用的催化剂层的材料使用铂合金。
如图1所示，第一进料辊112具有以相互接触的方式配置的两个辊体。第一进料辊112在该两个辊体之间夹持电极层基材8，通过该两个辊体旋转，从第一供给辊111拉出电极层基材8。第一进料辊112构成为，根据来自控制部4的控制信号，能够旋转。在使第一进料辊112的旋转停止时，来自第一供给辊111的电极层基材8的送出停止，电极层基材8的向第一半切部13的搬入以及从第一半切部13的搬出停止。
图4是示意性地表示设置有切断部8C的电极层基材8的纵向剖视图(上)以及俯视图(下)。第一半切部13配置于第一进料辊112的下游侧。如图4所示，第一半切部13是进行将从第一供给辊111送出的电极层基材8的膜电极接合体层80分切为采用区域A81和非采用区域A82的处理(下面，称为“第一半切处理”)的处理部。第一半切部13的结构在后面叙述。
如图4所示，切断部8C设置为，将电解质膜82切断为包围单一的第一催化剂层83以及位于第一催化剂层83的背面侧的单一的第二催化剂层84的矩形状。切断部8C由从电解质膜82的上表面向下表面贯通该电解质膜82的切断面构成。另外，切断部8C由不贯通背片81且从背片81的上表面到达厚度方向的中间部的切断面构成。即，切断部8C不到达背片81的下表面。
第一张力调节辊113为了使施加于电极层基材8的张力变为恒定，根据电极层基材8的张力沿上下(与电极层基材8的主面正交的方向)移动。通过第一张力调节辊113沿上下移动，能够吸收施加于电极层基材8的急剧的张力的变动。
电解质膜回收辊114卷绕并回收电极层基材8中的膜电极接合体层80的非采用区域A82的部分。非采用区域A82是长条带状的电解质膜82中的除了采用区域A81以外的部分。电解质膜82的非采用区域A82在比第一半切部13更靠下游侧的位置从电极层基材8剥离，然后，卷绕于电解质膜回收辊114。
图5是示意性地表示膜电极接合体层80的非采用区域A82被分离的电极层基材8的纵向剖视图(上)以及俯视图(下)。如图5所示，若电解质膜回收辊114从电极层基材8回收电解质膜82的非采用区域A82，则在背片81的上表面上残留有膜电极接合体85。即，膜电极接合体85包括电解质膜82的采用区域A81、设置于电解质膜82的采用区域A81的上表面以及下表面的单一的第一催化剂层83以及单一的第二催化剂层84。膜电极接合体85与背片81一起朝向第一贴付机构15被搬运。
＜第一辅助衬垫基材搬运机构12＞
第一辅助衬垫基材搬运机构12一边利用多个辊支撑长条带状的第一辅助衬垫基材9a(参照图6)，一边将第一辅助衬垫基材9a沿规定的搬运路径9Ta朝向第一贴付机构15搬运。在本实施方式中，将通过第一辅助衬垫基材搬运机构12朝向第一贴付机构15移动的第一辅助衬垫基材9a的移动方向作为搬运方向DR3。在搬运路径9Ta中，将靠近第二供给辊121的一侧称为搬运方向DR3的上游侧，将靠近第一贴付机构15的一侧称为搬运方向DR3的下游侧。搬运方向DR3与第一辅助衬垫基材9a的长边方向一致。既与搬运方向DR3正交又与第一辅助衬垫基材9a的主面(面积最大的面)平行的方向与宽度方向DR2一致。
第一辅助衬垫基材搬运机构12具有第二供给辊121以及第二张力调节辊122。另外，第一辅助衬垫基材搬运机构12具有第一覆盖膜回收辊123，该第一覆盖膜回收辊123卷绕并回收从搬运路径9Ta上的第一辅助衬垫基材9a剥离的第一覆盖膜93a的不需要部分(非对应区域A92)。
图6是示意性地表示第一辅助衬垫基材9a的纵向剖视图(上)以及俯视图(下)。此外，在图6所示的第一辅助衬垫基材9a上设置有第一切断部C9a。第一切断部C9a是通过后述的第二半切部14设置的部分，在刚从第二供给辊121送出后没有设置。
如图6所示，第一辅助衬垫基材9a具有长条带状的第一背片91a、设置于第一背片91a的上表面的长条带状的第一辅助衬垫膜92a、设置于第一辅助衬垫膜92a的上表面的长条带状的第一覆盖膜93a。第一辅助衬垫基材9a在省略图示的外部装置预先被制造，并以在第二供给辊111上卷绕成辊状的状态来准备。
作为第一背片91a的材料，例如优选PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。第一背片91a的膜厚例如为25μm～100μm。作为第一辅助衬垫膜92a的材料，优选比电解质膜82的机械强度高且形状保持功能优良的树脂。作为第一辅助衬垫膜92a的材料，具体而言，优选PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PPS(聚苯硫醚)或PS(聚苯乙烯)。第一辅助衬垫膜92a的膜厚例如为25～100μm。第一覆盖膜93a的材料并没有特别的限定，但例如优选PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。
在第一辅助衬垫基材9a中，在第一背片91a与第一辅助衬垫膜92a之间安装有含有粘接剂的粘接层(未图示)。另外，如图6所示，在第一辅助衬垫膜92a中的第一覆盖膜93a侧的表面设置有含有粘接剂的粘接层921。粘接层921的粘接剂优选压敏性粘接剂、热固性粘接剂、热塑性粘接剂或UV固化型粘接剂。第一覆盖膜93a通过粘接层921以能够从第一辅助衬垫膜92a容易地剥离的程度的力粘接。
第二张力调节辊122为了使施加于第一辅助衬垫基材9a的张力变为恒定，根据施加于第一辅助衬垫基材9a的张力沿左右(与第一辅助衬垫基材9a的主面正交的方向)移动。另外，通过第二张力调节辊122沿左右移动，能够吸收施加于第一辅助衬垫基材9a的急剧的张力的变动。
第二半切部14设置于第二供给辊121与第二张力调节辊122之间。第二半切部14进行将第一辅助衬垫基材9a中的第一覆盖膜93a以及第一辅助衬垫膜92a分切为对应区域A91和非对应区域A92的处理(第二半切处理)。
如图6所示，第二半切处理是在第一辅助衬垫基材9a上设置第一切断部C9a的处理。该第一切断部C9a沿矩形状的对应区域A91及其以外的非对应区域A92的边界线(切断对象线L9a)设置。对应区域A91例如为与第一催化剂层83相似且大致相同的大小。此外，对应区域A91也可以与第一催化剂层83不相似。另外，对应区域A91也可以比第一催化剂层83大。
在本例中，第二半切部14具有沿上下相对的两个辊141、142，第一辅助衬垫基材9a通过所述两个辊141、142之间。另外，在与第一辅助衬垫基材9a的第一覆盖膜93a侧相对的辊141的外周面设置有尖齿刃。该尖齿刃具有与对应区域A91的形状(矩形状)相对应的形状。
第二半切部14在两个辊141、142之间夹持第一辅助衬垫基材9a。然后，各辊141、142与第一辅助衬垫基材9a朝向搬运方向DR3移动的移动速度同步地旋转。在设置于辊141的外周面的尖齿刃与第一辅助衬垫基材9a接触时，在第一辅助衬垫基材9a设置第一切断部C9a。由此，第一辅助衬垫基材9a被分切为对应区域A91和非对应区域A92。辊141的外周长与设置于第一辅助衬垫基材9a的第一切断部C9a的间隔(换言之，为对应区域A91的间隔)一致。因此，通过辊141、142与第一辅助衬垫基材9a的移动同步地旋转，第一切断部C9a以恒定间距设置于第一辅助衬垫基材9a。此外，辊141、142不是必须始终以与第一辅助衬垫基材9a的移动速度同步的速度旋转。例如，在尖齿刃与第一辅助衬垫基材9a抵接时，使辊141以与第一辅助衬垫基材9a的移动速度同步的速度旋转。并且，在尖齿刃与第一辅助衬垫基材9a不接触时，也可以使辊141以比第一辅助衬垫基材9a的移动速度块的速度旋转。由此，能够使在第一辅助衬垫基材9a上设置第一切断部C9a的间隔变短，因此，能够使第一辅助衬垫基材9a的损耗变小。
辊141、142也可以通过在与第一辅助衬垫基材9a之间产生的摩擦阻力从动地旋转。在该情况下，辊141、142与第一辅助衬垫基材9a的移动速度同步地旋转，因此，不需要基于控制部4的同步控制。此外，也可以具有辊141、142中的至少一方通过马达的驱动而主动地旋转的结构。在该情况下，控制部4以与基于第一辅助衬垫基材搬运机构12的第一辅助衬垫基材9a的移动速度一致的方式控制辊141、142的旋转即可。
如图6所示，第一切断部C9a由贯通第一覆盖膜93a以及第一辅助衬垫膜92a的切断面构成。另外，第一切断部C9a由不贯通第一背片91a且从第一背片91a的上表面到达厚度方向的中间部的切断面构成。即，第一切断部C9a不到达第一背片91a的下表面。
第一覆盖膜回收辊123卷绕并回收设置有第一切断部C9a的第一辅助衬垫基材9a中的第一覆盖膜93a的非对应区域A92。第一覆盖膜93a的非对应区域A92在搬运路径9Ta中的第二张力调节辊122与第一贴付机构15之间的位置从第一辅助衬垫基材9a剥离，并被第一覆盖膜回收辊123回收。第一覆盖膜回收辊123是剥离部的一例。
图7是示意性地表示第一覆盖膜93a的非对应区域A92被分离的第一辅助衬垫基材9a的纵向剖视图(上)以及俯视图(下)。如图7所示，通过使第一覆盖膜93a的非对应区域A92分离，在第一辅助衬垫膜92a的上表面残留有第一覆盖膜93a的对应区域A91即矩形状部分。该矩形状部分与第一背片91a以及第一辅助衬垫膜92a一起向第一贴付机构15被搬运。
图8是示意性地表示由第一贴付机构15贴合的电极层基材8以及第一辅助衬垫基材9a的纵向剖视图。如图8所示，第一贴付机构15将电解质膜82的非采用区域A82被分离的电极层基材8(参照图5)和第一覆盖膜93a的非对应区域A92被分离的第一辅助衬垫基材9a相互贴合。在此，以电极层基材8中的膜电极接合体85的第一催化剂层83的上表面与第一辅助衬垫基材9a中的第一覆盖膜93a的上表面对准的方式，将电极层基材8以及第一辅助衬垫基材9a贴合。另外，电极层基材8中的膜电极接合体85中的处于第一催化剂层83的周围的电解质膜82与第一辅助衬垫基材9a中的处于第一覆盖膜93a的周围的第一辅助衬垫膜92a的表面(粘接面)粘接。
在本实施方式中，在第一辅助衬垫基材9a中，在与第一催化剂层83相对应的对应区域A91，以到达第一背片91a的厚度方向中间部的方式设置第一切断部C9a，然后，使该第一辅助衬垫基材9a与电极层基材8贴合。即，第一辅助衬垫基材9a以不切除对应区域A91的方式，与电极层基材8贴合。因此，能够高地维持贴付前的第一辅助衬垫膜92a的刚性，因此，能够抑制在第一辅助衬垫膜92a上产生褶皱。
背片回收辊16卷绕并回收在第一贴付机构15中从与第一辅助衬垫基材9a贴合的电极层基材8剥离的背片81。背片81在第一贴付机构15与背片回收辊16之间的位置从电极层基材8剥离。由此，形成第一基材B1(参照图9)。第一基材B1从一侧朝向另一侧依次具有第一背片91a、第一辅助衬垫膜92a、包括在一侧的面具有第一催化剂层83且在另一侧的面具有第二催化剂层84的解质膜82的膜电极接合体85。另外，第一基材B1在第一辅助衬垫膜92a与第一催化剂层83之间还具有与第一催化剂层83相对应的形状的第一覆盖膜93a(对应区域A91)。
由第一贴付机构15形成的第一基材B1向第二贴付机构3被搬运。将从第一贴付机构15朝向第二贴付机构3的第一基材B1的移动方向作为搬运方向DR4。搬运方向DR4与第一基材B1的长边方向一致。既与搬运方向DR4正交又与第一基材B1的主面平行的方向和宽度方向DR2一致。
图9是示意性地表示第一基材B1的纵向剖视图(上)以及俯视图(下)。第一基材B1具有在膜电极接合体85的单面上安装有第一辅助衬垫基材9a的结构。在第一基材B1中，不仅在膜电极接合体85中的第一催化剂层83的周围，在第一催化剂层83上也附加有第一辅助衬垫膜92a的对应区域A91以及第一覆盖膜93a的对应区域A91。因此，能够提高包括电解质膜82以及第一催化剂层83(以及第二催化剂层84)的膜电极接合体85的刚性。因此，能够抑制膜电极接合体85中的褶皱的产生等变形。
图10是表示控制部4与衬垫附加装置100内的各部的电连接的框图。控制部4由具有CPU等处理器41、RAM等存储器42以及硬盘驱动器等存储部43的计算机构成。在存储部43中安装有用于控制衬垫附加装置100的动作的计算机程序P。控制部4控制衬垫附加装置100内的各部的动作。具体而言，控制部4与电极层基材搬运机构11、第一辅助衬垫基材搬运机构12、第一半切部13、第二半切部14、第一贴付机构15、第二辅助衬垫基材搬运机构21、第三半切部22(切断机构)、第二贴付机构3、基材接合体回收辊5电连接。
＜第一半切部13＞
一边参照图11～图14一边说明第一半切部13的结构。此外，为了便于说明，在图11～图14中标注了表示相互正交的X方向、Y方向以及Z方向的箭头。在以下的说明中，将各箭头的顶端朝向的方向作为+(正)方向，将其相反方向作为-(负)方向。X方向与搬运方向DR1平行，Y方向与宽度方向DR2平行，Z方向是与电极层基材8的上表面垂直的方向。在本例中，X方向以及Y方向与水平面平行，Z方向与铅垂方向平行。
图11是示意性地表示第一半切部13的+X侧面的图。图12是示意性地表示第一半切部13的+X侧面的图。图13是示意性地表示第一半切部13的-Y侧面的图。图14是示意性地表示第一半切部13的X方向驱动部134的图。
第一半切部13是实施在向搬运方向DR1移动的电极层基材8上设置矩形状的切断部8C(参照图4)的第一半切处理的装置。第一半切部13具有吸附台130、旋转冲切刀131、旋转驱动部132、移动驱动部133。
吸附台130从背片81侧吸附并保持电极层基材8。吸附台130的吸附面(+Z侧面)具有将X方向作为长边方向，将Y方向作为短边方向的长方形形状。
旋转冲切刀131是以沿Y方向延伸的旋转轴51A为中心旋转的圆筒状的构件。在旋转冲切机131的外周面设置有尖齿刃51。尖齿刃51沿着电极层基材8中的第一催化剂层83的周围的切断对象线8T(参照图15)在电极层基材8上设置切断部8C。在本例中，切断部8C为正方形形状，因此，尖齿刃51由沿Y方向(宽度方向DR2)相互平行地延伸的两个宽度方向部分512和沿旋转冲切刀131的周向相互平行地延伸的两个周向部分513构成。
移动驱动部133具有保持旋转冲切刀131的架桥体53、使架桥体53沿X方向移动的X方向驱动部134、使架桥体53沿Y方向移动的Y方向驱动部135、使旋转冲切刀131沿Z方向移动的Z方向驱动部136。
架桥体53具有配置于吸附台130的+Y侧以及-Y侧的沿Z方向延伸的两个柱部532、以及将所述两个柱部532的+Z侧端部彼此连接的梁部533。在两个柱部532之间配置有旋转冲切刀131。
移动驱动部133使旋转冲切刀131至少在分离位置L11(参照图11)与半切位置L12(参照图12)之间移动。如图11所示，配置于分离位置L11的旋转冲切刀131相对于通过吸附台130的上侧的搬运路径8TR的电极层基材8向上方(+Z侧)分离。另外，如图12所示，在旋转冲切刀131配置于半切位置L12时，通过旋转冲切刀131旋转，尖齿刃51与吸附于吸附台130的电极层基材8的上表面抵接。由此，能够设置切断部8C。
＜Z方向驱动部136＞
Z方向驱动部136在旋转冲切刀131的+Y侧以及-Y侧分别具有一个Z方向引导件561、一个升降板562、一个弹簧563以及一个偏心凸轮564。另外，Z方向驱动部136具有沿Y方向延伸的旋转轴565、以及使旋转轴565旋转的Z方向马达566。两个偏心凸轮564安装于旋转轴565。
弹簧563配置于升降板562与相比升降板562更靠-Z侧配置的Y方向引导件553之间。弹簧563与升降板562的-Z侧端部连接，对升降板562向+Z侧施力。升降板562的+Z侧端部与偏心凸轮564的外周面(凸轮面)的-Z侧端部抵接。在偏心凸轮564与旋转轴565一起旋转时，偏心凸轮564的-Z侧端部向Z方向位移。由此，被偏心凸轮564按压的升降板562的位置也向Z方向位移。升降板562与沿Z方向延伸的Z方向引导件561连接，通过Z方向引导件561与铅垂方向平行地位移。
旋转冲切刀131的旋转轴51A的两端部经由轴承51B被升降板562支撑。因此，旋转冲切刀131与升降板562一起沿Z方向移动。
＜Y方向驱动部135＞
Y方向驱动部135具有作为伺服马达的Y方向马达551、沿Y方向延伸的滚珠丝杠552、以及沿Y方向延伸的四个Y方向引导件553(参照图14)。架桥体53的-Z侧部分与各Y方向引导件553连接。另外，滚珠丝杠552与设置于架桥体53的-Y侧面的螺母构件连接(参照图11、图13)。通过Y方向马达551使滚珠丝杠552旋转，架桥体53沿着Y方向引导件553沿Y方向移动。由此，旋转冲切刀131沿Y方向移动。
＜X方向驱动部134＞
X方向驱动部134具有作为伺服马达的X方向马达541、沿X方向延伸的滚珠丝杠542、以及与X方向平行地延伸的两个X方向引导件543。滚珠丝杠542与架桥体53的+X侧面连接，通过X方向马达541使滚珠丝杠542旋转，架桥体53沿X方向引导件543沿X方向移动。由此，旋转冲切刀131沿X方向移动。
＜旋转驱动部132＞
旋转驱动部132通过使旋转轴51A旋转而使旋转冲切刀131旋转。旋转驱动部132具有旋转马达521以及离合器522。
旋转马达521与旋转轴51A的-Y侧端部连接。通过旋转马达521使旋转轴51A旋转，旋转冲切刀131以旋转轴51A为中心旋转。旋转轴51A的两侧部分经由轴承51B被+Y侧以及-Y侧的升降板562支撑。
离合器522设置于旋转轴51A中的旋转马达521与旋转冲切刀131之间。旋转轴51A通过离合器522分成原动轴(比离合器522更靠旋转马达521侧的轴部分)和从动轴(比离合器522更靠旋转冲切刀131侧的轴部分)。通过离合器522使原动轴和从动轴连接或切断，能够使从旋转马达521向旋转冲切刀131的旋转驱动力的传递通断。此外，离合器522不是必须的，也可以省略。
在架桥体53的-Y侧的柱部532设置有供旋转轴51A插通的沿Y方向贯通的通孔(未图示)，该通孔为在Z方向上长的长圆状等允许旋转轴51A的升降移动的形状。
图15是表示吸附台130的吸附面13S的俯视图。图16是表示吸附于吸附台130的吸附面13S的电极层基材8的俯视图。在吸附台130中的吸附电极层基材8的吸附面13S(+Z侧面)设置有吸附槽501。另外，在吸附槽501的内侧设置有吸引环境气体多个吸引孔502。
吸附槽501包括朝向+X方向向+Y方向延伸的多个第一凹部503、以及朝向+X方向向-Y方向延伸的多个第二凹部504。多个第一凹部503以及多个第二凹部504在多个交叉点505交叉，在该交叉点505相互连接。另外，在本实施方式中，在所述多个交叉点505中的一部分设置有吸引孔502。此外，吸引孔502并不是必须为多个，也可以是一个。
吸引孔502经由未图示的吸引配管与包括真空泵等的吸引部50P(参照图11)连接。吸引孔502通过吸引部50P的作用，吸引周围的环境气体。控制部4通过控制设置于吸引配管的阀(未图示)，来控制利用吸引孔502吸引环境气体的开始以及停止。在控制部4使利用吸引孔502吸引环境气体开始时，电极层基材8吸附于吸附台130的吸附面13S。在控制部4使利用吸引孔502吸引环境气体停止时，解除电极层基材8的吸附，从而电极层基材8从吸附台130向上方(+Z侧)分离。
在第一半切部13中与设置于电极层基材8的切断部8C相对应的切断对象线8T为包括与X方向平行的部分和与Y方向平行的部分的矩形状。吸附槽501包括与切断对象线8T中的与X方向平行的部分以及与Y方向平行的部分交叉的第一凹部503以及第二凹部504。
在第一半切部13中，在第一半切处理中，使电极层基材8沿吸附槽501吸附于吸附台130，因此，能够减轻电极层基材8偏移。另外，吸附槽501包括沿与切断对象线8T交叉的方向延伸的多个第一凹部503以及多个第二凹部504。因此，能够利用横穿电极层基材8中的切断对象线8T的各部分的吸附槽501来保持电极层基材8。因此，即使在尖齿刃51与电极层基材8抵接的状态下，吸附台130也能够牢固地保持电极层基材8的该抵接部分，因此，能够沿电极层基材8的切断对象线8T高精度地设置切断部8C。
如图13所示，第一半切部13具有拍摄部137。拍摄部137相比吸附台130的吸附面13S更靠+Z侧配置。拍摄部137包括具有图像处理器的一个或多个摄像头。拍摄部137对吸附于吸附台130的电极层基材8中的第一催化剂层83进行拍摄。拍摄部137与控制部4电连接，将由拍摄所得的图像信号向控制部4发送。
如图13所示，控制部4作为位置确定部410发挥作用。位置确定部410为通过处理器41执行计算机程序P以软件的方式实现的功能。此外，位置确定部410也可以是专用集成电路等的硬件结构。位置确定部410在由拍摄部137获取的图像中确定第一催化剂层83的位置(例如，重心位置)。而且，控制部4基于所确定的第一催化剂层83的位置，设定切断对象线8T，并且根据该设定的切断对象线8T使移动驱动部133动作，由此使旋转冲切刀131移动。
例如，如图16所示，位置确定部410也可以确定第一催化剂层83的四个角部831、832、833、834，并基于四个角部831、832、833、834的位置来确定第一催化剂层83的重心位置。在该情况下，拍摄部137也可以利用多个摄像头分别对角部831～834进行拍摄。另外，拍摄部137可以利用一个摄像头一次拍摄角部831～834，或者，也可以通过使该一个摄像头移动进行多次拍摄。
另外，位置确定部410根据角部831～834的位置确定第一催化剂层83的位置不是必须的。例如，位置确定部410也可以确定第一催化剂层83的四边的位置，并基于四边的位置来确定第一催化剂层83的位置。
另外，位置确定部410也可以确定第二催化剂层84的位置。例如，在背片81具有透明性的情况下，也可以将拍摄部137配置于电极层基材8的背片81侧，利用拍摄部137对第二催化剂层84进行拍摄。在该情况下，控制部4能够基于第二催化剂层84的位置，合适地设定切断对象线8T。
另外，位置确定部410也可以确定第一以及第二催化剂层83、84彼此的位置，控制部4基于第一以及第二催化剂层83、84彼此的位置来设定切断对象线8T。在该情况下，例如，控制部4也可以以第一催化剂层83的重心位置与第二催化剂层84的重心位置之间的中间点为基准来设定切断对象线8T。
在电极层基材8中包含有形状不合格等不合格的第一或第二催化剂层83、84的情况下，控制部4也可以跳过该不合格品，而不在第一半切部13中进行第一半切处理。在该情况下，对电极层基材8进行第一半切处理的间隔不限于等间距。
第一或第二催化剂层83、84的合格品检查例如也可以在在电解质膜82上设置第一或第二催化剂层83、84时进行。在该情况下，基于该合格品检查的结果，准备表示各第一或第二催化剂层83、84的合格与不合格的管理数据即可。然后，在衬垫附加装置100中，控制部4通过参照该管理数据，利用第一半切部13仅对包括认为是“合格品”的第一或第二催化剂层83、84的区域执行第一半切处理。在该情况下，能够抑制对电极层基材8设置不需要的切断部8C，因此，在衬垫附加装置100中能够高效地制造第一基材B1。另外，能够抑制不采用的第一催化剂层83贴付于第一辅助衬垫基材9a，因此，能够抑制第一辅助衬垫基材9a浪费地消耗。
此外，第一或第二催化剂层83、84的合格品检查也可以在衬垫附加装置100中进行。在该情况下，也可以在第一供给辊111与第一半切部13之间的位置设置对第一或第二催化剂层83、84进行拍摄的摄像头。并且，控制部4也可以通过对由摄像头所得的图像应用图案匹配等检查方法，来进行第一或第二催化剂层83、84的合格品检查。
＜第一半切处理的流程＞
说明在衬垫附加装置100中进行的第一半切处理。首先，通过电极层基材搬运机构11将电极层基材8中包括认为是合格品的第一催化剂层83的采用区域A81搬运至吸附台130上的既定位置。于是，控制部4控制电极层基材搬运机构11，使电极层基材8向搬运方向DR1(+X方向)的移动停止。采用区域A81是否已到达既定位置的判定，例如，可以通过利用配置于搬运路径8TR上的规定位置的光电传感器检测作为目标的第一催化剂层83的通过来进行即可。
在使电极层基材8的移动停止后，控制部4使从吸附台130的吸引孔502吸引环境气体开始。由此，电极层基材8经由吸附槽501吸附于吸附面13S。
接着，拍摄部137对第一催化剂层83进行拍摄，并且位置确定部410在由该拍摄所得的图像中确定第一催化剂层83的位置。然后，控制部4基于所确定的第一催化剂层83的位置来设定切断对象线8T。
接着，控制部4使旋转冲切刀131从分离位置L11(参照图11)向半切位置L12(参照图12)移动。半切位置L12是旋转冲切刀131的尖齿刃51在电极层基材8设置切断部8C时的旋转冲切刀131的位置。如上所述，切断对象线8T根据由位置确定部410确定的第一催化剂层83(或第二催化剂层84)的位置而不同。因此，旋转冲切刀131的半切位置L12根据第一催化剂层83的位置可变动。
另外，在旋转冲切刀131向半切位置L12移动前，控制部4对旋转驱动部132进行控制。通过该控制，旋转冲切刀131旋转，直到旋转冲切刀131的尖齿刃51配置于初始位置。
例如，如图12所示，可以将尖齿刃51中的与切断对象线8T的最上游部分8T1(参照图16)抵接的部分(在此为宽度方向部分512)配置于旋转冲切刀131的最下端的状态作为尖齿刃51的初始位置。在该情况下，通过旋转冲切刀131向-Z侧下降而配置于半切位置L12，尖齿刃51能够在电极层基材8的最上游部分8T1设置切断部8C。
在旋转冲切刀131配置于半切位置L12时，旋转冲切刀131的外周面与吸附于吸附台130的电极层基材8的上表面(第一催化剂层83或电解质膜82)接触。在该接触时，更优选地，旋转冲切刀131的外周面和吸附台130的吸附面13S成为夹着并按压电极层基材8的状态。在该状态下，控制部4通过旋转驱动部132以及移动驱动部133，使旋转冲切刀131与旋转冲切刀131向上游侧(-Y侧)的移动同步地旋转。然后，通过尖齿刃51从初始位置旋转既定的角度至结束位置，沿切断对象线8T的切断部8C设置于电极层基材8。
此外，也可以利用在电极层基材8与旋转冲切刀131之间产生的摩擦阻力，使旋转冲切刀131从动旋转。在该情况下，例如，控制部4也可以在使尖齿刃51向初始位置移动后，通过控制离合器522，切断旋转轴51A中的原动轴与从动轴的连接。此外，如上所述，在半切位置L12使旋转冲切刀131主动地旋转的情况下，也可以省略离合器522。
在尖齿刃51旋转至结束位置时，控制部4使旋转冲切刀131向+Z侧上升，使其向分离位置L11移动。然后，控制部4解除吸附台130对电极层基材8的吸附。然后，控制部4通过电极层基材搬运机构11使电极层基材8再次向搬运方向DR1移动。
在第一半切部13中，能够使旋转冲切刀131的位置相对于吸附台130移动。因此，能够使设置于旋转冲切刀131的刃相对于吸附于吸附台130的电极层基材8移动。因此，能够在电极层基材8的合适位置设置切断部8C。
特别地，在本实施方式中，能够使旋转冲切刀131沿X方向(搬运方向DR1)、Y方向(宽度方向DR2)移动。因此，能够在与电极层基材8的表面平行的方向上调节设置切断部8C的位置。另外，在本实施方式中，能够使旋转冲切刀131沿Z方向(电极层基材8的厚度方向)移动。因此，能够调节设置于电极层基材8的切断部8C的深度。
第一半切部13一边在电极层基材8上留下背片81一边切断电解质膜82。因此，能够一边将由第一半切部13的第一半切处理设置的膜电极接合体85留在背片81上，一边在第一贴付机构15中使其与第一辅助衬垫基材9a贴合。
另外，在第一半切部13中，旋转轴51A沿与电极层基材8的长边方向正交的宽度方向DR2配置。因此，通过旋转冲切刀131一边以旋转轴51A为中心旋转一边沿电极层基材8的长边方向移动，能够高效地在电极层基材8上设置切断部8C。
另外，在第一半切部13中，基于由位置确定部410确定的第一催化剂层83的位置来确定切断对象线8T，根据该切断对象线8T设置旋转冲切刀131的半切位置L12。由此，能够根据第一催化剂层83的位置高精度地设置切断部8C。
在衬垫附加装置100中，电极层基材搬运机构11一边交替地进行吸附台130上的电极层基材8的移动以及停止，一边将电极层基材8向搬运方向DR1搬运。并且，在衬垫附加装置100使电极层基材8停止的状态下，移动驱动部133使旋转冲切刀131向半切位置L12移动。因此，能够提高设置于电极层基材8的切断部8C的位置精度。
＜第一贴付机构15的结构＞
一边参照图17以及图18一边说明第一贴付机构15的结构。图17以及图18是示意性地表示第一贴付机构15的侧视图。此外，为了便于说明，在图17以及图18中标注了表示相互正交的X方向、Y方向以及Z方向的箭头。+X方向与搬运方向DR1一致，-X方向与搬运方向DR3一致。另外，Y方向与宽度方向DR2平行。
如图8中的说明那样，第一贴付机构15是使电解质膜82中的非采用区域A82被分离的电极层基材8和第一覆盖膜93a的非对应区域A92被分离的第一辅助衬垫基材9a贴合的装置。第一贴付机构15通过进行后述的对位处理，在使第一催化剂层83和第一切断部C9a(对应区域A91)相互对位的状态下，使电极层基材8以及第一辅助衬垫基材9a贴合。第一贴付机构15具有第一贴付辊151、第二贴付辊152、吸附机构153、贴付辊移动驱动部154、第一拍摄部155、以及第二拍摄部156。
第一贴付辊151是在外周面保持电极层基材8的圆筒状的构件，以沿宽度方向DR2延伸的旋转轴61A为中心旋转。第一贴付辊151从背片81侧保持电极层基材8。第一贴付辊151的外周面也可以由例如橡胶构成。
第二贴付辊152是在外周面保持第一辅助衬垫基材9a的圆筒状的构件。第二贴付辊152以沿宽度方向DR2延伸的旋转轴62A为中心旋转。第二贴付辊152从第一背片91a侧保持第一辅助衬垫基材9a。第一以及第二贴付辊151、152也可以是通过从电极层基材8以及第一辅助衬垫基材9a受到的摩擦阻力被动地旋转的从动辊。另外，第一以及第二贴付辊151、152也可以主动地旋转。即，可以使未图示的伺服马达与旋转轴61A、62A连接，通过控制部4控制该伺服马达，使第一以及第二贴付辊151、152旋转。
第二贴付辊152与第一贴付辊151平行地配置。吸附机构153是使第二贴付辊152的保持对像物即第一辅助衬垫基材9a吸附于第二贴付辊152的外周面的机构。
吸附机构153具有设置于第二贴付辊152的外周面的多孔质构件631、与多孔质构件631连接的吸引部632。多孔质构件631具有多个微小的孔，例如，由多孔质碳、多孔质陶瓷等多孔质材料构成。多孔质陶瓷例如是氧化铝(Al2O3)或碳化硅(SiC)的烧结体。多孔质构件631中的气孔直径例如为5μm以下，气孔率例如为15％～50％。
此外，也可以使用SUS等不锈钢或铁等金属制构件，来代替多孔质构件631。在该情况下，通过加工在金属制构件的外表面设置微小的吸附孔即可。为了抑制吸附痕迹的产生，吸附孔的直径例如为2mm以下。
吸引部632由真空泵等构成，经由吸引配管与多孔质构件631连接。通过吸引部632的驱动，多孔质构件631的外表面附近的环境气体被多个孔吸引。由此，第一辅助衬垫基材9a吸附于第二贴付辊152的外周面(多孔质构件631的外表面)。在此，第二贴付辊152从第一背片91a侧吸附并保持第一辅助衬垫基材9a。这样，在本实施方式中，第二贴付辊152构成为吸附辊。
贴付辊移动驱动部154使第二贴付辊152移动。贴付辊移动驱动部154具有接近分离方向驱动部64X以及轴向驱动部64Y。如图17以及图18所示，接近分离方向驱动部64X使第二贴付辊152向接近第一贴付辊151的方向(-X方向)以及与第一贴付辊151分离的方向(+X方向)移动。
接近分离方向驱动部64X具有X轴工作台641、用于使X轴工作台641沿X方向移动的直动驱动机构(例如，线性马达机构或滚珠丝杠机构等)、以及将X轴工作台沿X方向引导的引导部等。接近分离方向驱动部64X的直动驱动机构与控制部4电连接，根据来自控制部4的控制信号进行动作。
轴向驱动部64Y使第二贴付辊152沿与第二贴付辊152的旋转轴62A延伸的宽度方向DR2(轴向)平行的Y方向移动。轴向驱动部64Y除了具有Y轴工作台642、以及用于使Y轴工作台642沿Y方向移动的直动驱动机构(例如，线性马达机构或滚珠丝杠机构等)以外，还具有将Y轴工作台沿Y方向引导的引导部等。轴向驱动部64Y的直动驱动机构与控制部4电连接，根据来自控制部4的控制信号进行动作。轴向驱动部64Y设置于X轴工作台641，与X轴工作台641一起沿X方向移动。
第二贴付辊152的旋转轴62A经由连接构件643与轴向驱动部64Y的Y轴工作台642连接。因此，随着Y轴工作台642沿Y方向移动，第二贴付辊152沿Y方向移动。另外，随着X轴工作台641沿X方向移动，第二贴付辊152沿宽度方向DR2移动。
第一拍摄部155与被第一贴付辊151保持的电极层基材8的+Z侧面(第一催化剂层83侧的表面)相对地配置。第二拍摄部156与被第二贴付辊152保持的第一辅助衬垫基材9a的+Z侧面(第一覆盖膜93a侧的表面)相对地配置。第一以及第二拍摄部155、156分别由具有图像处理器的一个或多个摄像头构成。第一以及第二拍摄部155、156与控制部4电连接，将由图像处理器检测的图像信号向控制部4发送。
第一拍摄部155对被第一贴付辊151保持的电极层基材8的+Z侧面(即，第一催化剂层83侧的表面)进行拍摄。另外，第二拍摄部156对被第二贴付辊152保持的第一辅助衬垫基材9a的+Z侧面(即，第一覆盖膜93a侧的表面)进行拍摄。
第一贴付机构15具有相比第一拍摄部155更靠搬运方向DR1的上游侧配置的光传感器651。光传感器651例如为反射型，检测由电极层基材8中的第一催化剂层83反射的光。此外，光传感器651也可以是透过型。光传感器651与控制部4电连接，输出检测信号。控制部4基于来自光传感器651的检测信号，检测第一催化剂层83到达了光传感器651的测定地点。另外，控制部4基于从光传感器651开始检测第一催化剂层83起到结束检测为止电极层基材8行进的距离，能够测定第一催化剂层83的X方向(搬运方向DR1)上的长度尺寸。
如图17所示，控制部4作为第一以及第二位置测定部411、412发挥作用。第一以及第二位置测定部411、412是通过处理器41执行计算机程序P而以软件的方式实现的功能。此外，第一以及第二位置测定部411、412也可以是专用集成电路等的硬件结构。
图19是示意性地表示电极层基材8上的膜电极接合体85的俯视图。第一位置测定部411基于第一拍摄部155获取的图像，确定电极层基材8的位置。更详细地说，第一位置测定部411在第一拍摄部155获取的图像中确定第一催化剂层83的位置(搬运方向DR1以及宽度方向DR2的位置)。例如，如图19所示，第一位置测定部411测定第一催化剂层83中的搬运方向DR1的中心线LX1和与第一催化剂层83的X方向平行的侧边LS1、LS2的交点CL1、CL2的位置。中心线LX1的位置例如也可以基于第一催化剂层83的X方向的长度尺寸来确定。另外，侧边LS1、LS2也可以通过对第一拍摄部155获取的图像应用例如二值化处理或边缘提取处理等公知的图像处理来检测。另外，第一位置测定部411也可以求出交点CL1、CL2的位置的中心来作为第一催化剂层83的位置。
此外，第一位置测定部411也可以检测第一催化剂层83的四个角部831～834(参照图16)或四条边，并基于它们来确定第一催化剂层83的位置。
第二位置测定部412基于第二拍摄部156获取的图像来确定第一辅助衬垫基材9a的位置。更详细地说，第二位置测定部412在第二拍摄部156获取的图像中检测设置于第一辅助衬垫基材9a的第一切断部C9a。然后，第二位置测定部412基于第一切断部C9a的图像上的位置，来确定第一切断部C9a的位置(搬运方向DR1的位置以及宽度方向DR2的位置)。
如图18所示，在第一以及第二贴付辊151、152之间未进行贴合的期间，第一以及第二贴付辊151、152在X方向上相互分离。在该状态下，使电极层基材8的位置与第一辅助衬垫基材9a的位置对位。如图17所示，在第一以及第二贴付辊151、152之间进行贴合的期间，第一以及第二贴付辊151、152相互接近。在第一以及第二贴付辊151、152最接近的贴付位置LA1，通过使电极层基材8和第一辅助衬垫基材9a贴合，形成贴合体。此外，在衬垫附加装置100中，在贴付位置LA1形成贴合体之后，电极层基材8的背片81被剥离。由此，得到等间隔地具有膜电极接合体85的第一基材B1(参照图9)。第一基材B1是包括膜电极接合体85的膜电极基材的一例。另外，从第一贴付机构15至基材接合体回收辊5为止一边支撑第一基材B1一边进行搬运的各辊是沿规定的搬运路径搬运第一基材B1的膜电极基材搬运机构的一例。
图20是表示第一贴付机构15中的贴合处理的流程的图。首先，通过电极层基材搬运机构11将电极层基材8向+X方向搬运，贴合对象(即，采用区域A81)即第一催化剂层83被光传感器651检测到。控制部4将该检测开始时间存储于存储器42。控制部4也可以将从该检测开始时间到检测不到该第一催化剂层83的检测结束时间为止的电极层基材8的移动量作为第一催化剂层83的X方向的长度尺寸存储于存储器42。
在第一催化剂层83达到第一拍摄部155的拍摄位置时，控制部4停止利用电极层基材搬运机构11搬运电极层基材8(步骤S21)。然后，控制部4的第一位置测定部411基于由第一拍摄部155所得的图像，来确定第一催化剂层83的位置(步骤S22)。
另一方面，在第一切断部C9a达到第二拍摄部156的拍摄位置时，控制部4停止利用第一辅助衬垫基材搬运机构12搬运第一辅助衬垫基材9a(步骤S23)。然后，控制部4的第二位置测定部412基于由第二拍摄部156所得的图像，来确定第一切断部C9a(对应区域A91)的位置(步骤S24)。控制部4将步骤S23、S24的处理与步骤S21、S22的处理并行地进行。
接着，控制部4进行对位处理(步骤S25)。即，控制部4为了修正第一催化剂层83与第一切断部C9a的宽度方向DR2(轴向)的位置的偏移，通过控制轴向驱动部64Y，使第二贴付辊152向宽度方向DR2(轴向)移动。
另外，控制部4为了修正第一催化剂层83以及第一切断部C9a的各搬运方向DR1、DR3的位置的偏移，控制电极层基材搬运机构11或第一辅助衬垫基材搬运机构12。通过该控制，搬运电极层基材8或第一辅助衬垫基材9a中的任意一方。由此，在第一贴付机构15中的贴付位置LA1(接触位置)，使第一催化剂层83的位置和第一切断部C9a的位置对位。
在步骤S25的对位处理完成时，控制部4使第二贴付辊152向第一贴付辊151接近(步骤S26)。由此，电极层基材8以及第一辅助衬垫基材9a在第一以及第二贴付辊151、152之间的贴付位置LA1接触。
接着，控制部4通过电极层基材搬运机构11以及第一辅助衬垫基材搬运机构12再开始电极层基材8以及第一辅助衬垫基材9a的搬运。由此，在第一贴付机构15中，开始电极层基材8以及第一辅助衬垫基材9a的贴合。另外，通过步骤S25中的对位处理，使第一催化剂层83(采用区域A81)和第一切断部C9a(对应区域A91)以对位的状态贴合。
在本实施方式的衬垫附加装置100中，通过向宽度方向DR2(轴向)移动的第二贴付辊152，能够吸附并牢固地保持第一辅助衬垫基材9a。因此，在使第二贴付辊152向宽度方向DR2移动的情况下，在第二贴付辊152中能够抑制第一辅助衬垫基材9a发生位置偏移。由此，能够使电极层基材8和第一辅助衬垫基材9a的宽度方向DR2的位置高精度地对位，从而能够在电极层基材8上良好地附加第一辅助衬垫基材9a。
另外，使吸附保持第一辅助衬垫基材9a的第二贴付辊152相对于第一贴付辊151沿接近分离方向移动。因此，在使第二贴付辊152沿接近分离方向移动时，在第二贴付辊152中能够抑制第一辅助衬垫基材9a发生位置偏移。
此外，在本实施方式中，在保持第一辅助衬垫基材9a的第二贴付辊152上设置有吸附机构153，但这不是必须的。即，也可以在保持电极层基材8的第一贴付辊151的外周面上设置多孔质构件631，使电极层基材8吸附保持于第一贴付辊151。另外，也可以通过使贴付辊移动驱动部154与第一贴付辊151连接，使第一贴付辊151沿轴向(宽度方向DR2)以及接近分离方向(X方向)移动。
＜第二基材准备部2＞
如图2所示，第二基材准备部2具有第二辅助衬垫基材搬运机构21、第三半切部22、第二覆盖膜回收辊24。图21是示意性地表示在第二基材准备部2中被处理的第二辅助衬垫基材9b的纵向剖视图。第二基材准备部2通过对第二辅助衬垫基材9b进行处理，来准备第二基材B2。
＜第二辅助衬垫基材搬运机构21＞
第二辅助衬垫基材搬运机构21一边利用多个辊支撑长条带状的第二辅助衬垫基材9b，一边将其沿既定的搬运路径9Tb朝向第二贴付机构3搬运。在本实施方式中，将通过第二辅助衬垫基材搬运机构21朝向第二贴付机构3移动的第二辅助衬垫基材9b的移动方向作为搬运方向DR5。在搬运路径9Tb中，将接近第三供给辊211的一侧作为搬运方向DR5的上游侧，将接近第二贴付机构3的一侧作为搬运方向DR5的下游侧。搬运方向DR5与第二辅助衬垫基材9b的长边方向一致。与第二辅助衬垫基材9b的主面平行且与搬运方向DR5正交的方向，与宽度方向DR2一致。
如图21的上部所示，第二辅助衬垫基材9b具有与第一辅助衬垫基材9a大致相同的结构。即，第二辅助衬垫基材9b从一侧朝向另一侧依次具有第二背片91b、第二辅助衬垫膜92b、第二覆盖膜93b。第二背片91b、第二辅助衬垫膜92b、第二覆盖膜93b均为长条带状。与第一辅助衬垫基材9a同样地，第二辅助衬垫基材9b在省略图示的外部装置中预先被制造，并以在第三供给辊211上卷绕成辊状的状态来准备。
在第二背片91b与第二辅助衬垫膜92b之间安装有含有粘接剂的粘接层(未图示)。另外，如图21的上部所示，在第二辅助衬垫膜92b中的第二覆盖膜93b侧的主面设置有含有粘接剂的粘接层922。第二覆盖膜93b通过粘接层922以能够容易地从第二辅助衬垫膜92b剥离的程度的力粘接。粘接层922的粘接剂优选压敏性粘接剂、热固性粘接剂、热塑性粘接剂或UV固化型粘接剂。
如图2所示，第二辅助衬垫基材搬运机构21具有第三供给辊211、第二进料辊212、第三张力调节辊213。第二辅助衬垫基材9b以卷绕于第三供给辊211的状态被供给。第二进料辊212从第三供给辊211拉出第二辅助衬垫基材9b。第二进料辊212根据来自控制部4的控制信号，主动地旋转。在使第二进料辊212的旋转停止时，停止从第三供给辊211送出第二辅助衬垫基材9b。
为了使施加于第二辅助衬垫基材9b的张力变为恒定，第三张力调节辊213根据第二辅助衬垫基材9b的张力沿上下(与第二辅助衬垫基材9b的主面正交的方向)移动。通过第三张力调节辊213移动，能够吸收施加于第二辅助衬垫基材9b的急剧的张力的变动。
＜第三半切部22＞
第三半切部22设置于第三张力调节辊213的下游侧。第三半切部22进行将第二辅助衬垫基材9b中的第二覆盖膜93b以及第二辅助衬垫膜92b分切为对应区域A93和非对应区域A94的处理(第三半切处理)。
如图21的中部所示，第三半切处理是在第二辅助衬垫基材9b上设置第二切断部C9b的处理。第二切断部C9b沿矩形状的对应区域A93及其以外的非对应区域A94的边界线(切断位置P9b)设置。对应区域A93例如为与第二催化剂层84相似且大致相同的大小。此外，对应区域A93也可以与第二催化剂层84不相似。另外，对应区域A93也可以比第二催化剂层84大。
第二切断部C9b由贯通第二覆盖膜93b以及第二辅助衬垫膜92b的切断面构成。另外，第二切断部C9b由不贯通第二背片91b且从第二背片91b的上表面(第二辅助衬垫膜92b侧的面)到达厚度方向的中间部的切断面构成。即，第二切断部C9b不到达第二背片91b的下表面。
如图2所示，第三半切部22具有旋转冲切刀221、支撑辊222、驱动部223、以及拍摄部224。支撑辊222从第二背片91b侧支撑第二辅助衬垫基材9b。旋转冲切刀221配置于第二辅助衬垫基材9b的第二覆盖膜93b侧。在旋转冲切刀221的外周面设置有与对应区域A93相对应的形状的尖齿刃。另外，旋转冲切刀221的旋转轴连接有旋转驱动部(驱动部223)。旋转冲切刀221旋转，同时尖齿刃的顶端插入第二辅助衬垫基材9b中的被旋转冲切刀221支撑的部分。由此，在第二辅助衬垫基材9b形成第二切断部C9b。
驱动部223包括旋转驱动部和移动驱动部。旋转驱动部使旋转冲切刀221以沿宽度方向DR2延伸的旋转轴为中心旋转。移动驱动部使旋转冲切刀221在与第二辅助衬垫基材9b的主面垂直的方向和宽度方向DR2上移动。作为驱动部223，可以采用例如与Y方向驱动部135以及Z方向驱动部136(参照图11以及图14)同样的结构。驱动部223与控制部4电连接，根据来自控制部4的控制信号使旋转冲切刀221移动。
＜拍摄部224＞
拍摄部224对由第一贴付机构15制作的第一基材B1的第二催化剂层84进行拍摄。拍摄部224例如与拍摄第一催化剂层83的拍摄部137同样，具有一个或多个摄像头。拍摄部224与控制部4电连接，将由拍摄所得的图像信号向控制部4发送。
＜第二覆盖膜回收辊24＞
如图21的下部所示，第二覆盖膜回收辊24将第二覆盖膜93b的非对应区域A94从设置有第二切断部C9b的第二辅助衬垫基材9b剥离并将其卷绕。第二覆盖膜回收辊24是去除第二覆盖膜93b的非对应区域A94的第一去除机构的一例。通过第二覆盖膜回收辊24的剥离处理，得到在第二辅助衬垫膜92b的上表面残留有第二覆盖膜93b的对应区域A93的第二基材B2。即，第二基材B2从一侧朝向另一侧依次具有第二背片91b、第二辅助衬垫膜92b、多个第二覆盖膜93b的对应区域A93。多个第二覆盖膜93b的对应区域A93在第二基材B2的长边方向隔开间隔地设置。
如后面所述，在第二贴付机构3中，在使第一基材B1和第二基材B2贴合时，使第二覆盖膜93b的对应区域A93的位置与第一基材B1的第二催化剂层84的位置对位。由于高精度地进行该对位，因此，在衬垫附加装置100中，能够从由拍摄部224所得的图像确定第二催化剂层84的位置。然后，第三半切部22根据所确定的第二催化剂层84的位置在第二辅助衬垫基材9b上设置第二切断部C9b。一边参照图22一边说明该处理。
图22是概念性地表示第三半切部22在第二辅助衬垫基材9b上设置第二切断部C9b的情况的俯视图。如图22所示，第一基材B1朝向第二贴付机构3(详细而言为贴付辊31)沿搬运方向DR4被搬运。如图1所示，朝向第二贴付机构3的第一基材B1的搬运通过搬运第一辅助衬垫基材9a的第一辅助衬垫基材搬运机构12、支撑第一基材B1的各辊、以及利用基材接合体回收辊5卷绕基材接合体B3来实现。另外，如图1以及图2所示，第二基材B2朝向第二贴付机构3的向搬运方向DR5的搬运通过利用第二辅助衬垫基材搬运机构21搬运第二辅助衬垫基材9b和利用基材接合体回收辊5卷绕基材接合体B3来实现。
在第一基材B1上，在第一基材B1的长边方向(搬运方向DR4)上隔开间隔地设置有多个第二催化剂层84。因此，通过第一基材B1向搬运方向DR4被搬运，多个第二催化剂层84依次通过拍摄部224的拍摄区域内。
位置确定部410(参照图13)基于由拍摄部224获得的图像，来确定各第二催化剂层84的位置。详细地说，位置确定部410求出第二催化剂层84的搬运方向DR4上的位置和第二催化剂层84的宽度方向DR2上的位置。位置确定部410也可以通过从图像确定第二催化剂层84的周缘部的各边的位置或四个角部841～844的位置，来确定第二催化剂层84的位置。
此外，为了求出第二催化剂层84的搬运方向DR4上的位置，位置确定部410也可以例如求出搬运方向DR4上的相邻的两个第二催化剂层84之间的距离D1。距离D1可以根据相邻的两个第二催化剂层84中的上游侧的第二催化剂层84的下游侧端部的位置和下游侧的第二催化剂层84的上游侧端部的位置来求出。通过求出距离D1，能够求出各个第二催化剂层84的搬运方向DR4上的位置。
另外，为了求出第二催化剂层84的宽度方向DR2上的位置，位置确定部410例如也可以从图像确定作为位置确定的对象的第二催化剂层84的宽度方向DR2上的两侧端部(例如，角部841、842)的位置。然后，可以将所确定的两侧端部的中心作为对象即第二催化剂层84的宽度方向DR2上的位置。
此外，第三半切部22也可以具有检测第二催化剂层84的光电传感器。在该情况下，位置确定部410可以基于来自光电传感器的输出信号，来确定第二催化剂层84的位置。
控制部4基于由位置确定部410确定的第二催化剂层84的位置，决定切断位置P9b(参照图21以及图22)。切断位置P9b是设置与第二催化剂层84相对应的第二切断部C9b的位置。控制部4使切断位置P9b的宽度方向DR2的位置与对应的第二催化剂层84的宽度方向DR2上的位置一致。另外，控制部4使切断位置P9b的搬运方向DR5上的位置与对应的第二催化剂层84的搬运方向DR4上的位置相对应。
控制部4使从切断位置P9b到第二贴付机构3的搬运方向DR5上的距离与从对应的第二催化剂层84到第二贴付机构3的搬运方向DR4上的距离一致。由此，能够使形成于切断位置P9b的第二覆盖膜93b的对应区域A93和对应的第二催化剂层84在同一时刻到达第二贴付机构3。此外，作为第二催化剂层84的搬运方向DR4的位置，在求出上述的距离D1的情况下，如图22所示，控制部4使切断位置P9b为从前一个切断位置P9b向搬运方向DR5的下游侧分离距离D1的位置。
控制部4在设定第二辅助衬垫基材9b中的切断位置P9b时，在该切断位置P9b设置第二切断部C9b。具体而言，控制部4通过控制驱动部223，在使旋转冲切刀221与第二辅助衬垫基材9b分离的状态下，使旋转冲切刀221的刃的轴向(宽度方向DR2)的位置与切断位置P9b一致。另外，控制部4为了使旋转冲切刀221的刃与切断位置P9b接触，使支撑辊222接近旋转冲切刀221，并且使旋转冲切刀221旋转。由此，在向搬运方向DR5移动的第二辅助衬垫基材9b的切断位置P9b设置第二切断部C9b。
＜第二贴付机构3＞
如图2所示，第二贴付机构3具有两个贴付辊31、31。从第一基材准备部1向两个贴付辊31、31中的一个贴付辊31供给第一基材B1，从第二基材准备部2向另一个贴付辊31供给第二基材B2。通过在两个贴付辊31、31之间夹入第一以及第二基材B1、B2，第二基材B2与第一基材B1贴合。由此，得到基材接合体B3。
图23是示意性地表示通过第二贴付机构3贴合的第一基材B1以及第二基材B2的纵向剖视图。图24是示意性地表示基材接合体B3的纵向剖视图。图25是示意性地表示由基材接合体B3得到带辅助衬垫的膜电极接合体87的纵向剖视图。如图23所示，在第二贴付机构3中，在第一基材B1中的第二催化剂层84的位置和第二基材B2中的第二覆盖膜93b的对应区域A93的位置相互对位的状态下，第二基材B2与第一基材B1贴合。通过第二基材B2与第一基材B1贴合，得到图24所示的基材接合体B3。如图23以及图24所示，在基材接合体B3中，第一基材B1中的在第二催化剂层84的周围露出的电解质膜82的表面与第二基材B2中的在第二覆盖膜93b的周围露出的第二辅助衬垫膜92b的粘接层922粘接。另外，第一基材B1中的第一辅助衬垫膜92a的露出的主面(粘接层921)与第二基材B2中的第二辅助衬垫膜92b的粘接层922粘接。
在第二贴付机构3与基材接合体回收辊5之间设置有粘结力强化部33。粘结力强化部33对基材接合体B3的粘接层921、922中的粘接剂的粘接力进行强化。具体而言，粘结力强化部33具有加热部34、按压部35以及冷却部36。
加热部34例如具有以辐射热加热基材接合体B3的多个加热器340。加热部34通过由各加热器340加热基材接合体B3，对粘接层921、922具有的粘接剂进行加热。由此，在粘接剂包括热塑性或热固性的树脂的情况下，通过粘接剂的加热能够强化粘接力。此外，加热部34并不限定于以辐射热进行加热，例如，也可以通过向基材接合体B3吹热风，来对粘接剂进行加热。另外，加热部34也可以具有使基材接合体B3通过的加热室。通过提高加热室的内侧的温度，能够对基材接合体B3的粘接剂进行加热。
按压部35从两侧按压基材接合体B3。按压部35例如由从厚度方向的两侧夹持基材接合体B3的两个辊构成。通过按压部35按压基材接合体B3，能够去除基材接合体B3所包含的松弛、褶皱。
按压部35相比加热部34更靠下游侧设置，因此，能够在加热第二基材B2之后对其进行按压。在第一以及第二辅助衬垫膜92a、92b的粘接面具有热固性或热塑性的粘接剂的情况下，通过在加热后对其进行按压，能够促进第一基材B1和第二基材B2的接合。
冷却部36使基材接合体B3的温度降低至规定的目标温度。冷却部36构成为对基材接合体B3进行自然冷却的搬运路径。此外，冷却部36也可以具有冷风供给部，该冷风供给部向基材接合体B3吹送比通过了按压部35之后的基材接合体B3的温度低的温度的空气。另外，冷却部36也可以具有利用循环冷却水等进行冷却的冷却辊，通过使该冷却辊与基材接合体B3接触，来冷却基材接合体B3。
在粘接层921、922的粘接剂具有热塑性或热固性的树脂的情况下，通过利用冷却部36冷却由加热部34加热后的粘接剂，能够使反应停止，因此，能够使粘接剂的粘接力稳定化。
基材接合体回收辊5辊状地卷绕被冷却部36冷却后的基材接合体B3。由此，回收基材接合体B3。此外，基材接合体B3辊状地卷绕而回收并不是必须的。例如，基材接合体B3也可以通过以逐一包括膜电极接合体85的方式分切为多个片，以多个片的状态来回收。
如图24所示，基材接合体B3具有在膜电极接合体85的两面安装有第一以及第二辅助衬垫膜92a、92b的带辅助衬垫的膜电极接合体87。在该带辅助衬垫的膜电极接合体87的两侧的面分别安装有第一以及第二背片91a、91b。基材接合体B3的情况与不具有第一以及第二背片91a、91b的情况相比，带辅助衬垫的膜电极接合体87的刚性变高。因此，在膜电极接合体85、第一或第二辅助衬垫膜92a、92b中，能够抑制褶皱等变形。
图24所示的带辅助衬垫的膜电极接合体87包括第一以及第二切断部C9a、C9b。并且，第一切断部C9a以沿第一覆盖膜93a的缘部贯通第一辅助衬垫膜92a的方式设置，并且到达第一背片91a的厚度方向的中间部。另外，第二切断部C9b以沿第二覆盖膜93b的缘部贯通第二辅助衬垫膜92b的方式设置，并且到达第二背片91b的厚度方向的中间部。
也可以将两个贴付辊31、31中的至少一方作为加热搬运物的加热辊。例如，在将一方的贴付辊31作为加热辊的情况下，能够初步加热粘接层922的粘接剂。由该加热辊使基材接合体B3到达的第一目标温度也可以设定为比通过加热部34的加热使基材接合体B3到达的第二目标温度低。由此，能够抑制粘接剂被急剧地加热，并且能够通过加热部34的加热使粘接剂的温度高效地到达第二目标温度。另外，在由加热辊急剧地加热的情况下，在电解质膜的急剧的温度变化的同时，粘接层921、922会产生特性变化，由此，在基材接合体B3可能产生褶皱。因此，通过使基材接合体B3从第一目标温度阶段性地加热至第二目标温度，能够减轻基材接合体B3中的褶皱的产生。
在使用紫外线(UV)固化型的粘接剂来作为粘接层921、922的粘接剂的情况下，粘结力强化部33也可以具有照射UV的UV照射装置，以代替加热部34。通过从UV照射装置向基材接合体B3的两面照射UV，能够强化粘接层921、922的粘接力。
在本装置中制造基材接合体B3之后，如图25所示，在基材接合体B3中，第一背片91a从第一辅助衬垫膜92a剥离。于是，不需要部分即第一辅助衬垫膜92a的对应区域A91以及第一覆盖膜93a的对应区域A91与第一背片91a一起沿第一切断部C9a被剥离。因此，在电解质膜82的一侧的面能够留有与第一催化剂层83对应的对应区域A91被切除的框状的第一辅助衬垫膜92a。另外，如图25所示，在基材接合体B3中，第二背片91b从第二辅助衬垫膜92b剥离。于是，不需要部分即第二辅助衬垫膜92b的对应区域A93以及第二覆盖膜93b的对应区域A93与第二背片91b一起也沿第二切断部C9b被剥离。因此，如图25所示，在电解质膜82的另一侧的面能留有与第二催化剂层84对应的对应区域A93被切除的框状的第二辅助衬垫膜92b。
通过粘结力强化部33，能够使第一以及第二辅助衬垫膜92a、92b牢固地固定于电解质膜82，并且能够使第一以及第二辅助衬垫膜92a、92b之间牢固地粘接。因此，在从图24所示的基材接合体B3剥离第一背片91a时，能够抑制第一辅助衬垫膜92a的非对应区域A92从电解质膜82或第二辅助衬垫膜92b的非对应区域A94剥离。同样地，在从基材接合体B3剥离第二背片91b时，能够抑制第二辅助衬垫膜92b的非对应区域A94从电解质膜82或第一辅助衬垫膜92a的非对应区域A92剥离。
通过粘结力强化部33，能够使第一辅助衬垫膜92a以及第一覆盖膜93a的对应区域A91彼此以及第二辅助衬垫膜92b以及第二覆盖膜93b的对应区域A93彼此牢固地粘接。因此，在从基材接合体B3剥离第一背片91a时，能够抑制第一覆盖膜93a残留于第一催化剂层83上。同样地，在从基材接合体B3剥离第二背片91b时，能够抑制第二覆盖膜93b残留于第二催化剂层84上。
也可以通过使两个贴付辊31、31中的一方相对于另一方在轴向上移动或变更转速，来进行第二催化剂层84和第二覆盖膜93b的对应区域A93的对位。然而，在该情况下，在基材接合体B3中，在第一基材B1以及第二基材B2中的某一个上可能会产生松弛、褶皱。在衬垫附加装置100中，根据第一基材B1中的第二催化剂层84的位置，在第二辅助衬垫基材9b上设置第二切断部C9b。因此，在第二贴付机构3中，能够使第二催化剂层84的位置和第一辅助衬垫膜92a的对应区域A93的位置容易地对位。因此，在第二贴付机构3中，既能够抑制在第一以及第二辅助衬垫膜92a、92b双方上产生长边方向的剩余，又能够使第一以及第二辅助衬垫膜92a、92b贴合。因此，在基材接合体B3中，能够抑制在带辅助衬垫的膜电极接合体87上产生褶皱等变形。
特别地，在利用基材接合体回收辊5卷绕基材接合体B3的情况下，若在基材接合体B3的一部分上产生褶皱等变形，则厚度变得不均匀，从而在基材接合体B3整体上可能产生褶皱等变形。衬垫附加装置100能够抑制褶皱等变形，因此，能够良好地卷绕并回收基材接合体B3。
第一基材准备部1和第二基材准备部2一起组入衬垫附加装置100不是必须的。即，也可以在另一个装置中制作第一基材B1，并将该第一基材准备部1朝向第二贴付机构3搬运。
虽然详细地说明了本发明，但上述的说明在所有的方面都是例示，本发明不限定于此。未例示的无数变形例也应理解为不脱离本发明的范围而能够想到的变形例。在上述各实施方式以及各变形例中说明的各结构只要不相互矛盾，就能够适当组合或省略。

Claims (15)

1.一种带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法，其中，
包括：
(a)工序，准备第一基材，所述第一基材从一侧朝向另一侧依次具有第一背片、第一辅助衬垫膜、包括在一侧的面具有第一催化剂层且在另一侧的面具有第二催化剂层的电解质膜的膜电极接合体，并且在所述第一辅助衬垫膜与所述第一催化剂层之间还具有与所述第一催化剂层相对应的形状的第一覆盖膜；
(b)工序，准备第二基材，所述第二基材依次具有第二背片、第二辅助衬垫膜、与所述第二催化剂层相对应的形状的第二覆盖膜；以及
(c)工序，一边使所述第二基材的所述第二覆盖膜与所述第一基材的第二催化剂层对位，一边将所述第二基材贴付于所述第一基材来制作基材接合体。
2.如权利要求1所述的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法，其中，
所述第一基材具有第一切断部，所述第一切断部沿所述第一覆盖膜的缘部贯通所述第一辅助衬垫膜，并且从所述第一背片的一侧的表面到达厚度方向的中间部。
3.如权利要求1或2所述的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法，其中，
所述(b)工序包括：
(b1)工序，准备依次具有第二背片、第二辅助衬垫膜以及第二覆盖膜的辅助衬垫基材；
(b2)工序，在所述辅助衬垫基材上设置第二切断部，所述第二切断部为与所述第二催化剂层相对应的形状，贯通所述第二覆盖膜以及所述第二辅助衬垫膜，并且从所述第二背片的表面到达厚度方向的中间部；以及
(b3)工序，在所述(b2)工序之后，将所述第二覆盖膜沿着所述第二切断部从所述第二辅助衬垫膜剥离。
4.如权利要求3所述的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法，其中，
所述(b2)工序包括：
(b21)工序，检测所述第二催化剂层的位置；以及
(b22)工序，根据由所述(b21)工序确定的所述第二催化剂层的位置，在所述辅助衬垫基材上设置所述第二切断部。
5.如权利要求4所述的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法，其中，
所述(b22)工序包括根据由所述(b21)工序确定的所述第二催化剂层的位置，变更与所述辅助衬垫基材接触的刃的位置的工序。
6.如权利要求4或5所述的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法，其中，
在所述第一基材上沿所述第一基材的长边方向隔开间隔地设置有多个所述第二催化剂层，
所述(b22)工序是在所述辅助衬垫基材上沿所述辅助衬垫基材的长边方向隔开间隔地设置所述第二切断部的工序。
7.如权利要求1或2所述的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法，其中，
所述第一辅助衬垫膜或所述第二辅助衬垫膜中的至少一方具有热固性或热塑性的粘接剂，
所述带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法还包括在所述(c)工序之后对所述基材接合体进行加热的(d)工序。
8.如权利要求7所述的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法，其中，
所述带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法还包括在所述(d)工序之后对所述基材接合体进行冷却的(e)工序。
9.如权利要求1或2所述的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法，其中，
所述带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法还包括在所述(c)工序之后将所述第二基材按压至所述第一基材的(f)工序。
10.如权利要求7所述的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法，其中，
所述带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法还包括在所述(d)工序之后按压基材接合体的(f)工序。
11.如权利要求1或2所述的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法，其中，
所述带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法还包括在所述(c)工序之后将所述基材接合体辊状地卷绕的(g)工序。
12.一种带辅助衬垫的膜电极接合体的制造装置，其中，
具有：
贴付机构，将第一基材贴付于第二基材；
第一基材搬运机构，将所述第一基材朝向所述贴付机构搬运；以及
第二基材搬运机构，将所述第二基材朝向所述贴付机构搬运，
所述第一基材从一侧朝向另一侧依次具有第一背片、第一辅助衬垫膜、以及包括在一侧的面具有第一催化剂层且在另一侧的面具有第二催化剂层的电解质膜的膜电极接合体，
所述第一基材在所述第一辅助衬垫膜与所述第一催化剂层之间还具有与所述第一催化剂层相对应的形状的第一覆盖膜，
所述第二基材依次具有第二背片、第二辅助衬垫膜以及与所述第二催化剂层相对应的形状的第二覆盖膜。
13.一种带辅助衬垫的膜电极接合体，其中，
所述带辅助衬垫的膜电极接合体从一侧朝向另一侧依次具有第一背片、第一辅助衬垫膜、包括在一侧的面具有第一催化剂层且在另一侧的面具有第二催化剂层的电解质膜的膜电极接合体、第二辅助衬垫膜、以及第二背片，
所述带辅助衬垫的膜电极接合体还具有：
第一覆盖膜，配置在所述第一辅助衬垫膜与所述第一催化剂层之间，呈与所述第一催化剂层相对应的形状；以及
第二覆盖膜，配置在所述第二催化剂层与所述第二辅助衬垫膜之间，呈与所述第二催化剂层相对应的形状。
14.如权利要求13所述的带辅助衬垫的膜电极接合体，其中，
所述带辅助衬垫的膜电极接合体还具有第一切断部，所述第一切断部沿所述第一覆盖膜的缘部贯通所述第一辅助衬垫膜且到达所述第一背片的厚度方向的中间部。
15.如权利要求13或14所述的带辅助衬垫的膜电极接合体，其中，
所述带辅助衬垫的膜电极接合体还具有第二切断部，所述第二切断部沿所述第二覆盖膜的缘部贯通所述第二辅助衬垫膜且到达所述第二背片的厚度方向的中间部。
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