CN116454313A - 支撑膜、层叠基材、涂布装置以及涂布方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种即使在厚度较大的电解质膜溶胀的情况下,也能够抑制电解质膜从支撑膜剥离的技术。通过支撑膜(92)支撑厚度为50μm以上的电解质膜(91)。支撑膜(92)具有:基膜(921)和粘接剂层(922)。粘接剂层(922)覆盖基膜(921)的一个面。基膜(921)的厚度为50μm以上且300μm以下。另外,将被粘物设为PET膜时的、通过JISZ0237的试验方法测定的粘接剂层的粘接力为0.05N/cm以上。
Description
技术领域
本发明涉及用于支撑电解质膜的支撑膜、具有电解质膜和支撑膜的层叠基材、在电解质膜的表面涂布催化剂油墨的涂布装置、以及在电解质膜的表面涂布催化剂油墨的涂布方法。
背景技术
以往,已知有使用离子交换膜(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)。在固体高分子型燃料电池中,使用在电解质膜的表面形成催化剂层的膜-催化剂层接合体(CCM:Catalyst-coated membrane)。膜-催化剂层接合体是通过在电解质膜的表面涂布催化剂油墨而制造的。关于制造膜-催化剂层接合体的现有的装置,例如记载在专利文献1中。
如专利文件1所述,电解质膜具有因吸收水分而溶胀,并容易变形的性质。因此,在专利文献1的装置中,为了抑制电解质膜的变形,在用支撑膜支撑电解质膜的状态下进行搬送。
专利文献1:日本特开2018-1123号公报。
另外,以往,已知有通过电解水(H2O)来制造氢(H2)的、被称为固体高分子型水电解的技术。即使在固体高分子型水电解中,也使用在电解质膜的表面形成催化剂层的膜-催化剂层接合体。但是,在固体高分子型水电解中使用的电解质膜比在固体高分子型燃料电池中使用的电解质膜的厚度大。因此,在电解质膜产生溶胀时,存在电解质膜发生更大的变形的问题。
上述的专利文献1中记载的支撑膜通过支撑膜自身的范德华力与电解质膜密合。然而,仅依靠这样的基于范德华力的密合,在厚度较大的电解质膜发生溶胀时,支撑膜与电解质膜之间有可能产生剥离。
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而完成的,其目的在于提供一种即使在厚度较大的电解质膜溶胀的情况下,也能够抑制电解质膜从支撑膜剥离的技术。
为了解决上述课题,本申请的第一发明是一种用于支撑厚度为50μm以上的电解质膜的支撑膜,其中,该支撑膜具有:基膜以及覆盖所述基膜的一个面的粘接剂层,所述基膜的厚度为50μm以上且300μm以下,将被粘物设为PET膜时的、通过JISZ0237的试验方法测定的所述粘接剂层的粘接力为0.05N/cm以上。
本申请的第二发明是第一发明的支撑膜,其中,所述基膜的拉伸强度为10kg/mm2以上。
本申请的第三发明是第一发明或第二发明的支撑膜,其中,所述粘接剂层具有热塑性的粘接剂。
本申请的第四发明是第一发明至第三发明中任一项发明的支撑膜,其中,所述粘接力为35N/cm以下。
本申请的第五发明是层叠基材,其中,所述层叠基材具有:第一发明至第四发明中任一项发明的支撑膜以及粘贴于所述支撑膜的所述粘接剂层的所述电解质膜。
本申请的第六发明是涂布装置,其中,所述涂布装置具有:喷嘴,对第五发明的层叠基材的所述电解质膜的表面涂布催化剂油墨;以及搬送机构,使所述层叠基材相对于所述喷嘴相对移动。
本申请的第七发明是涂布方法,其中,一边使第五发明的层叠基材相对于喷嘴相对地移动,一边通过所述喷嘴对所述电解质膜的表面涂布催化剂油墨。
本申请的第八发明是涂布装置,其中,所述涂布装置具有:粘贴部,通过在第一发明至第四发明中任一项发明的支撑膜的所述粘接剂层上粘贴所述电解质膜,从而形成层叠基材;喷嘴,对所述层叠基材的所述电解质膜的表面涂布催化剂油墨;以及搬送机构,使所述层叠基材相对于所述喷嘴相对移动。
本申请的第九发明是涂布方法,其中,所述涂布方法具有:a)工序,通过在第一发明至第四发明中任一项发明的支撑膜的所述粘接剂层上粘贴所述电解质膜,从而形成层叠基材;b)工序,一边使所述层叠基材相对于喷嘴相对移动,一边通过所述喷嘴对所述电解质膜的表面涂布催化剂油墨。
根据第一发明~第九发明,利用具有足够的粘接力的粘接剂层将支撑膜粘贴在电解质膜上。另外,通过将基膜的厚度设为50μm以上,能够使支撑膜具有较高的刚性。由此,即使在厚度较大的电解质膜溶胀的情况下,也能够抑制电解质膜从支撑膜剥离。
尤其地,根据第二发明,能够使支撑膜具有更高的刚性。由此,即使在厚度较大的电解质膜溶胀的情况下,也能够抑制电解质膜以及支撑膜变形。
尤其地,根据第三发明,在对被支撑膜支撑的电解质膜进行加热的情况下,能够抑制粘接剂固化。
尤其地,根据第四发明,能够容易地将基膜从电解质膜剥离。
附图说明
图1是层叠基材的部分立体图。
图2是表示通过使基膜的厚度变化,来评价相对于电解质膜的密合性以及当使电解质膜溶胀时的支撑膜的变形量的结果的图。
图3是表示通过使基膜的拉伸强度变化,来评价相对于电解质膜的密合性以及当使电解质膜溶胀时的支撑膜的变形量的结果的图。
图4是表示通过使粘接剂层的粘接力变化,来评价相对于电解质膜的密合性以及当使电解质膜溶胀时的支撑膜的变形量的结果的图。
图5是表示第一实施方式的涂布装置的结构的图。
图6是表示第二实施方式的涂布装置的结构的图。
附图标记的说明:
1 涂布装置
9 层叠基材
10 搬送机构
20 涂布部
21 涂布喷嘴
30 干燥部
40 控制部
50 粘贴部
91 电解质膜
92 支撑膜
93 催化剂层
921 基膜
922 粘接剂层
923 剥离膜
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
<1.关于层叠基材>
图1是本发明的一个实施方式的层叠基材9的部分立体图。该层叠基材9是在膜-催化剂层接合体(CCM:Catalyst-coated membrane)的制造工序中使用的长条带状的基材。如图1所示,层叠基材9具有电解质膜91和支撑电解质膜91的支撑膜92。
电解质膜91是具有离子传导性的薄膜(离子交换膜)。电解质膜91使用氟系或烃系的高分子电解质膜。具体而言,作为电解质膜91,例如,使用含有全氟碳磺酸的质子交换膜。
本实施方式的电解质膜91用于通过对水(H2O)进行电解来制造氢(H2)的固体高分子型水电解。固体高分子型燃料电池用的电解质膜的厚度为5μm~30μm左右,但固体高分子型水电解用的电解质膜91比其更厚,具有50μm以上的厚度。电解质膜91的厚度例如是150μm~300μm。
如图1所示,电解质膜91具有在后述的涂布装置1中涂布催化剂油墨的第一面911以及作为第一面911的背面的第二面912。电解质膜91因大气中的湿气而溶胀,另一方面,在湿度变低时收缩。即,电解质膜91具有根据大气中的湿度而容易变形的性质。另外,电解质膜91在涂布了催化剂油墨时,由于吸收催化剂油墨中的溶剂而也溶胀。
支撑膜92是用于抑制电解质膜91的变形的膜。电解质膜91和支撑膜92彼此粘合。由此,电解质膜91被支撑于支撑膜92。并不单独地处理电解质膜91,而通过在被支撑于支撑膜92的状态下处理电解质膜91,由此能够抑制电解质膜91的变形。另外,通过使用支撑膜92,能够不使电解质膜91损伤地搬送机械强度低的电解质膜91。
如图1所示,支撑膜92具有基膜921和粘接剂层922。
基膜921是机械强度比电解质膜91高,并且形状保持功能优异的树脂制的膜。基膜921的材料使用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。但是,也可以使用PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、拉伸尼龙、拉伸硬质聚氯乙烯、OPP(定向聚丙烯)等代替PET作为基膜921的材料。
基膜921的厚度为50μm以上且300μm以下。另外,基膜921的常温下的拉伸强度为10kg/mm2以上。在电解质膜91的厚度较大的情况下,因电解质膜91的变形而产生的力也变大。然而,通过适当地设定基膜921的厚度以及拉伸强度,能够对支撑膜92赋予较高的刚性。由此,能够在抑制电解质膜91的变形的同时支撑电解质膜91。
粘接剂层922是覆盖基膜921的一个表面的粘接剂的层。电解质膜91粘贴在支撑膜92的粘接剂层922上。粘接剂层922使用热塑性的粘接剂。具体而言,能够使用环氧系、丙烯酸系、硅橡胶系的无机溶剂系粘接剂。粘接剂层922的粘接力在将被粘物设为PET膜,通过JISZ0237的试验方法测定的情况下为0.05N/cm以上。这样,通过具备具有足够的粘接力的粘接剂层922,能够使支撑膜92与电解质膜91良好地密合。
<2.实验例>
接下来,说明通过使基膜921的厚度、基膜921的拉伸强度、以及粘接剂层922的粘接力变化,来对支撑膜92的特性进行评价的结果。
<2-1.关于支撑膜的厚度>
图2是表示通过使基膜921的厚度变化,来评价相对于电解质膜91的密合性和当使电解质膜91溶胀时的支撑膜92的变形量的结果的图。在图2的实验中,将基膜921的常温下的拉伸强度固定为15kg/mm2。另外,在图2的实验中,将被粘物设为PET膜时的通过JISZ0237的试验方法测定的粘接剂层922的粘接力固定为0.25N/cm。而且,使基膜921的厚度在25μm~100μm的范围内变化。
在图2的实验中,对支撑膜92相对于电解质膜91的密合性按以下的三个阶段进行了评价。A:支撑膜92未从电解质膜91剥离。B:支撑膜92从电解质膜91稍微剥离。C:支撑膜92从电解质膜91部分地剥离。而且,在图2的实验中,对当使电解质膜91溶胀时的支撑膜92的变形量按以下的三个阶段进行了评价。A:支撑膜92不变形。B:支撑膜92稍微变形。C:支撑膜92变形。
根据图2的实验结果,在基膜921的厚度为25μm~100μm中的任一情况下,支撑膜92相对于电解质膜91的密合性良好。另外,在基膜921的厚度为25μm的情况下,在使电解质膜91溶胀时,支撑膜92发生变形。在基膜921的厚度为40μm的情况下,在使电解质膜91溶胀时,支撑膜92发生极微小的变形。然而,在基膜921的厚度为50μm以上的情况下,即使使电解质膜91溶胀,支撑膜92也几乎不发生变形。
根据这些结果可以认为,在基膜921的厚度小于50μm的情况下,与基膜921的厚度为50μm以上的情况相比,支撑膜92的刚性较低,因此在电解质膜91溶胀时,支撑膜92发生变形。因此,基膜921的厚度优选为50μm以上。另外,基膜921的厚度更优选为75μm以上。
但是,如果基膜921的厚度过大,则难以将支撑膜92或层叠基材9卷绕成卷筒状进行处理。因此,基膜921的厚度优选为300μm以下。例如,基膜921的厚度也可以为125~190μm。
<2-2.关于支撑膜的拉伸强度>
图3是表示通过使基膜921的拉伸强度变化,来评价相对于电解质膜91的密合性和当使电解质膜91溶胀时的支撑膜92的变形量的结果的图。在图3的实验中,将基膜921的厚度固定为100μm。另外,在图3的实验中,将被粘物设为PET膜时的通过JISZ0237的试验方法测定的粘接剂层922的粘接力固定在0.25N/cm。而且,使基膜921的常温下的拉伸强度在5kg/mm2~15kg/mm2的范围内变化。在图3的实验中,以与图2的实验相同的基准评价了支撑膜92相对于电解质膜91的密合性、以及在使电解质膜91溶胀时的支撑膜92的变形量。
根据图3的实验结果,在基膜921的拉伸强度为5kg/mm2~15kg/mm2中的任一情况下,支撑膜92相对于电解质膜91的密合性良好。另外,在基膜921的拉伸强度为9kg/mm2以下的情况下,在使电解质膜91溶胀时,支撑膜92发生变形。然而,在基膜921的拉伸强度为10kg/mm2以上的情况下,即使使电解质膜91溶胀,支撑膜92也几乎不发生变形。
根据这些结果可以认为,在基膜921的拉伸强度小于10kg/mm2的情况下,与基膜921的拉伸强度为10kg/mm2以上的情况相比,由于支撑膜92的刚性较低,因此在电解质膜91溶胀时,支撑膜92发生变形。因此,基膜921的常温下的拉伸强度优选为10kg/mm2以上。另外,基膜921的常温下的拉伸强度更优选为15kg/mm2以上。
但是,如果基膜921的拉伸强度过大,则难以将支撑膜92或层叠基材9卷绕成卷筒状进行处理。因此,基膜921的常温下的拉伸强度优选为50kg/mm2以下。
<2-3.关于粘接剂层的粘接力>
图4是表示通过使粘接剂层922的粘接力变化,来评价相对于电解质膜91的密合性和当使电解质膜91溶胀时的支撑膜92的变形量的结果的图。在图4的实验中,将基膜921的厚度固定为100μm。另外,在图4的实验中,将基膜921的常温下的拉伸强度固定为15kg/mm2。然后,使将被粘物设为PET膜时的通过JISZ0237的试验方法测定的粘接剂层922的粘接力在0.02N/cm~0.2N/cm的范围内变化。在图4的实验中,以与图2的实验相同的基准评价了支撑膜92相对于电解质膜91的密合性、以及当使电解质膜91溶胀时的支撑膜92的变形量。
根据图4的实验结果,粘接剂层922的粘接力为0.02N/cm~0.2N/cm中的任一情况下,在使电解质膜91溶胀时,支撑膜92几乎不发生变形。另外,在粘接剂层922的粘接力小于0.05N/cm的情况下,支撑膜92相对于电解质膜91的密合性相对较低。具体而言,确认出电解质膜91与粘接剂层922之间部分剥离。与此相对地,在粘接剂层922的粘接力为0.05N/cm以上的情况下,支撑膜92相对于电解质膜91的密合性良好。具体而言,未确认出电解质膜91从粘接剂层922剥离。
根据这些结果,为了抑制电解质膜91从支撑膜92剥离,优选地,将在将被粘物设为PET膜时的通过JISZ0237的试验方法测定的粘接剂层922的粘接力设定为0.05N/cm以上。另外,更优选地,将在将被粘物设为PET膜时的通过JISZ0237的试验方法测定的粘接剂层922的粘接力设定为0.125N/cm以上。
但是,支撑膜92最终需要从电解质膜91剥离。如果粘接剂层922的粘接力过强,则难以从电解质膜91剥离支撑膜92。因此,将被粘物设为PET膜时的通过JISZ0237的试验方法测定的粘接剂层922的粘接力例如优选为35N/cm以下。
<3.关于涂布装置>
<3-1.第一实施方式>
接下来,使用上述的层叠基材9,对在电解质膜91的第一面911涂布催化剂油墨的涂布装置1进行说明。
图5是表示第一实施方式的涂布装置1的结构的图。该涂布装置1是在用于固体高分子型水电解的膜-催化剂层接合体的制造工序中,一边沿长度方向搬送长条带状的层叠基材9,一边在电解质膜91的第一面911上形成成为电极的催化剂层93的装置。如图5所示,涂布装置1具有:搬送机构10、涂布部20、干燥部30、以及控制部40。
搬送机构10是将层叠基材9向沿着其长度方向的搬送方向搬送的机构。本实施方式的搬送机构10具有:开卷辊11、多个搬送辊12以及卷取辊13。在开卷辊11上设置有通过预先用其他装置将电解质膜91和支撑膜92贴合而形成的层叠基材9。层叠基材9从开卷辊11送出,沿着由多个搬送辊12规定的搬送路径搬送。各搬送辊12通过以水平轴为中心旋转,将层叠基材9向搬送路径的下游侧引导。搬送后的层叠基材9被回收到卷取辊13。此外,搬送辊12的位置或数量也可以不一定如图5所示。
涂布部20是用于在由搬送机构10搬送的层叠基材9的电解质膜91的第一面911涂布催化剂油墨的机构。催化剂油墨使用将含有催化剂材料(例如,铂(Pt))的粒子分散在醇等溶剂中而成的电极糊。
层叠基材9在比开卷辊11更靠搬送路径的下游侧,且比干燥部30更靠搬送路径的上游侧,由兼具有搬送辊作用的支撑辊14支撑。支撑辊14是圆柱状或者圆筒状的辊,与层叠基材9的支撑膜92接触,以水平轴为中心旋转。
涂布部20具有与由支撑辊14支撑的层叠基材9的电解质膜91的第一面911相对的涂布喷嘴21。通过支撑辊14的旋转,层叠基材9相对于涂布喷嘴21相对地移动。涂布喷嘴21例如使用具有沿着宽度方向(与层叠基材9的长度方向正交且为水平的方向)延伸的狭缝状的喷出口的所谓的狭缝喷嘴。
涂布喷嘴21经由供液配管22与催化剂油墨供给源23流路连接。另外,在供液配管22上设置有开闭阀24。因此,当打开开闭阀24时,从催化剂油墨供给源23通过供液配管22向涂布喷嘴21供给催化剂油墨。然后,从涂布喷嘴21的喷出口向由支撑辊14支撑的层叠基材9的电解质膜91的第一面911喷出催化剂油墨。由此,在电解质膜91的第一面911涂布催化剂油墨。
在本实施方式中,通过以一定的周期开闭开闭阀24,从涂布喷嘴21的喷出口断续地喷出催化剂油墨。由此,在电解质膜91的第一面911上沿搬送方向以一定的间隔间歇涂布催化剂油墨。但是,也可以连续地开放开闭阀24,在电解质膜91的第一面911上沿搬送方向无间断地涂布催化剂油墨。
此外,涂布喷嘴21也可以不一定对由支撑辊14支撑的层叠基材9喷出催化剂油墨。例如,也可以对架设在相邻的辊之间的层叠基材9的电解质膜91喷出催化剂油墨。另外,涂布喷嘴21也可以对电解质膜91以喷雾状喷射催化剂油墨。
干燥部30配置在比涂布喷嘴21更靠搬送路径的下游侧。干燥部30具有用于使催化剂油墨干燥的干燥炉31。在干燥炉31内,对由搬送机构10搬送的层叠基材9的电解质膜91喷吹加热后的气体(热风)。这样,涂布在电解质膜91的第一面911上的催化剂油墨被加热,催化剂油墨中的溶剂气化。由此,催化剂油墨干燥,在电解质膜91的第一面911上形成催化剂层93。但是,用于使催化剂油墨干燥的方法也可以不一定是供给热风。干燥部30也可以通过光照射或减压等其他的方法使催化剂油墨干燥。
这样,在该涂布装置1中,依次执行从开卷辊11送出层叠基材9、向电解质膜91的第一面911涂布催化剂油墨、利用干燥炉31进行干燥各个工序。由此,在电解质膜91的第一面911上形成催化剂层93。另外,在该涂布装置1中,电解质膜91始终由支撑膜92支撑。由此,能抑制因电解质膜91的溶胀而引起的变形。
控制部40是用于控制涂布装置1内的各部动作的机构。控制部40由具有CPU等的处理器、RAM等的存储器、以及硬盘驱动器等的存储部的计算机构成。在存储部内存储有用于执行上述的涂布/干燥处理的计算机程序。
另外,控制部40分别与搬送机构10、开闭阀24、以及干燥炉31可通信地连接。控制部40按照计算机程序,控制涂布装置1内的上述各部的动作。由此,进行涂布装置1中的涂布/干燥处理。
在上述的涂布部20中,当在电解质膜91上涂布催化剂油墨时,催化剂油墨中的溶剂渗透到电解质膜91中。由此,电解质膜91溶胀。尤其地,由于固体高分子型水电解用的电解质膜91具有50μm以上的厚度,因此容易因溶胀而发生大的变形。然而,在本实施方式中,在电解质膜91的第二面912上通过粘接剂层922粘贴厚度为50μm以上的基膜921。由此,能够抑制电解质膜91的变形。另外,即使电解质膜91因溶胀而稍微变形,也能够抑制电解质膜91从支撑膜92剥离。
另外,在固体高分子型水电解用的膜-催化剂层接合体中,需要将催化剂层93中所含的铂的担载量设为0.5mg/cm2以上。在固体高分子型燃料电池用的膜-催化剂层接合体中,催化剂层中所含的铂的担载量小于0.5mg/cm2,但在固体高分子型水电解用的膜-催化剂层接合体中,铂的担载量比其更多。具体而言,在固体高分子型水电解用的膜-催化剂层接合体中,催化剂层93中所含的铂的担载量例如为0.5mg/cm2~1.0mg/cm2。
这样,为了增加催化剂层93中所含的铂的担载量,在上述的涂布部20中,需要增加涂布在电解质膜91上的催化剂油墨的每单位面积的量。这样,由于溶剂向电解质膜91的渗透量也变多,因此电解质膜91更容易溶胀。然而,在本实施方式中,如上所述,在电解质膜91的第二面912上通过粘接剂层922粘贴厚度为50μm以上的基膜921。由此,能够抑制电解质膜91的变形。另外,即使电解质膜91因溶胀而稍微变形,也能够抑制电解质膜91从支撑膜92剥离。
另外,在上述的干燥部30中,不仅加热催化剂油墨,也加热粘接剂层922。具体而言,粘接剂层922被加热至50℃~160℃的温度。然而,在本实施方式中,在粘接剂层922中使用热塑性的粘接剂。因此,即使在干燥部30中粘接剂层922被加热,粘接剂层922也会固化,与电解质膜91的密合性不会过度变高。因此,不会产生难以从干燥处理后的电解质膜91剥离支撑膜92的问题。另外,在从电解质膜91剥离支撑膜92之后,也能抑制粘接剂残留于电解质膜91的第二面912。
<3-2.第二实施方式>
接下来,对使用上述的层叠基材9,在电解质膜91的第一面911涂布催化剂油墨的涂布装置1的第二实施方式进行说明。
图6是表示第二实施方式的涂布装置1的结构的图。在上述的第一实施方式中,在与涂布装置1不同的装置中,进行电解质膜91和支撑膜92的贴合。与此相对地,在第二实施方式中,在涂布装置1的内部进行电解质膜91和支撑膜92的贴合。
如图6所示,第二实施方式的涂布装置1具有:粘贴部50、搬送机构10、涂布部20、干燥部30、以及控制部40。搬送机构10的除开卷辊11以外的部分、涂布部20、干燥部30、以及控制部40由于与上述的第一实施方式相同,因此省略重复说明。
粘贴部50具有:电解质膜供给辊51、支撑膜供给辊52、剥离辊53、剥离膜回收辊54、以及一对贴合辊55。
在电解质膜供给辊51上设置有卷筒状的电解质膜91。电解质膜91从电解质膜供给辊51送出。在支撑膜供给辊52上设置有卷筒状的支撑膜92。在支撑膜92的粘接剂层922的表面粘贴有剥离膜923。即,设置在支撑膜供给辊52上的支撑膜92具有基膜921、粘接剂层922、以及剥离膜923这三层。
剥离辊53是用于从由支撑膜供给辊52送出的支撑膜92剥离剥离膜923的辊。在支撑膜92通过剥离辊53之后,剥离膜923被朝向剥离膜回收辊54搬送,并被回收到剥离膜回收辊54。另外,基膜921以及粘接剂层922在通过剥离辊53之后,被朝向贴合辊55搬送。
一对贴合辊55是用于使电解质膜91和剥离了剥离膜923的支撑膜92贴合的辊。一对贴合辊55中的一方由橡胶形成。一对贴合辊55中的另一方由金属形成。一对贴合辊55的外周面彼此相对,通过省略图示的加压机构向彼此接近的方向加压。
电解质膜91以及支撑膜92被导入到一对贴合辊55之间。电解质膜91的第一面911与橡胶制的贴合辊55接触。支撑膜92的基膜921与金属制的贴合辊55接触。支撑膜92的粘接剂层922和电解质膜91的第二面912在通过一对贴合辊55之间时彼此密合。由此,在粘接剂层922上粘贴电解质膜91。其结果,形成由电解质膜91和支撑膜92构成的长条带状的层叠基材9。
然后,层叠基材9通过搬送机构10向下游侧搬送。而且,与上述的第一实施方式同样地,依次执行涂布部20中的催化剂油墨的涂布和干燥炉31中的干燥处理。由此,在电解质膜91的第一面911上形成催化剂层93。
第二实施方式的涂布装置1也与第一实施方式的涂布装置1同样地,在电解质膜91的第二面912上粘贴了具有粘接剂层922的支撑膜92的状态下,进行催化剂油墨的涂布以及干燥处理。由此,能够抑制电解质膜91的变形。另外,即使电解质膜91因溶胀而稍微变形,也能够抑制电解质膜91从支撑膜92剥离。
另外,在第二实施方式的涂布装置1中,在涂布装置1内进行电解质膜91和支撑膜92的贴合。因此,不需要在多个装置之间搬送贴合后的层叠基材9。
<4.变形例>
以上,对本发明的主要的实施方式进行了说明,但本发明并不限定于上述的实施方式。
上述实施方式的涂布装置1一边搬送长条带状的层叠基材9,一边在电解质膜91上涂布催化剂油墨。然而,涂布装置也可以是将片状的层叠基材9放置在静止的工作台上,一边使涂布喷嘴相对于该层叠基材9移动,一边在电解质膜91上涂布催化剂油墨的装置。即,涂布装置1只要是一边使层叠基材9和涂布喷嘴中的任意一方相对于另一方相对移动,一边利用涂布喷嘴在电解质膜91上涂布催化剂油墨的装置即可。
另外,在上述实施方式中,对用于制造在固体高分子型水电解中使用的膜-催化剂层接合体的支撑膜92以及层叠基材9进行了说明。然而,本发明的支撑膜和层叠基材也可以用于固体高分子型水电解以外的用途。例如,本发明的支撑膜和层叠基材也可以用于制造在燃料电池中使用的膜-催化剂层接合体。
另外,本发明的支撑膜以及层叠基材也可以用于制造在有机氢化物制造装置中使用的膜-电极接合体。该有机氢化物制造装置通过将甲苯等芳香族化合物氢化来制造甲基环己烷等有机氢化物。该有机氢化物制造装置例如用于进行氢的储存和输送的LOHC(LiquidOrganicHydrogenCarrier:液态有机氢化物储氢技术)工艺。
另外,关于层叠基材和涂布装置的详细结构,也可以与本申请的各图不同。另外,也可以在不产生矛盾的范围内适当取舍选择上述实施方式或变形例中出现的各要素。
Claims (9)
1.一种支撑膜,用于支撑厚度为50μm以上的电解质膜,其中,所述支撑膜具有:
基膜;以及
粘接剂层,覆盖所述基膜的一个面,
所述基膜的厚度为50μm以上且300μm以下,
将被粘物设为PET膜时的、通过JISZ0237的试验方法测定的所述粘接剂层的粘接力为0.05N/cm以上。
2.如权利要求1所述的支撑膜,其中,
所述基膜的拉伸强度为10kg/mm2以上。
3.如权利要求1或2所述的支撑膜,其中,
所述粘接剂层具有热塑性的粘接剂。
4.如权利要求1至3中任一项所述的支撑膜,其中,
所述粘接力为35N/cm以下。
5.一种层叠基材,其中,具有:
如权利要求1至4中任一项所述的支撑膜;以及
粘贴于所述支撑膜的所述粘接剂层上的所述电解质膜。
6.一种涂布装置,其中,所述涂布装置具有:
喷嘴,对权利要求5所述的层叠基材的所述电解质膜的表面涂布催化剂油墨;以及
搬送机构,使所述层叠基材相对于所述喷嘴相对地移动。
7.一种涂布方法,其中,
一边使权利要求5所述的层叠基材相对于喷嘴相对地移动,一边通过所述喷嘴对所述电解质膜的表面涂布催化剂油墨。
8.一种涂布装置,其中,具有:
粘贴部,通过在权利要求1至4中任一项所述的支撑膜的所述粘接剂层上粘贴所述电解质膜,从而形成层叠基材;
喷嘴,对所述层叠基材的所述电解质膜的表面涂布催化剂油墨;以及
搬送机构,使所述层叠基材相对于所述喷嘴相对地移动。
9.一种涂布方法,其中,具有:
a)工序,通过在权利要求1至4中任一项所述的支撑膜的所述粘接剂层上粘贴所述电解质膜,从而形成层叠基材;以及
b)工序,一边使所述层叠基材相对于喷嘴相对地移动,一边通过所述喷嘴对所述电解质膜的表面涂布催化剂油墨。
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