DE10101058A1 - Power supply circuit for vehicle that provides electrical power to load, has battery, first converter and second converter. - Google Patents
Power supply circuit for vehicle that provides electrical power to load, has battery, first converter and second converter.Info
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät und Verfahren zur Herstellung eines Festpolymerfilms mit darauf aufgebrachtem Katalysator.The invention relates to an apparatus and method for the production of a solid polymer film with it applied catalyst.
Ein Gerät zur Herstellung eines Festpolymerfilms mit darauf aufgebrachtem Katalysator, das einen Polymerfilm und einen Katalysatorträgerfilm mittels einer Heißpresse verbindet und den Film dann davon ablöst, ist bereits bekannt (siehe z. B. JP-A-10(Hei)-6457). Dieses Gerät verbindet einen Festpolymerfilm mit Katalysatorträger filmen, indem es sie direkt heißpresst, während der Festpolymerfilm zwischen den Katalysatorträgerfilmen angeordnet ist, und dann jeden der Katalysatorträgerfilme von dem auf diese Weise erhaltenen Festpolymerfilm mit darauf aufgebrachtem Katalysator unter einem Winkel von im wesentlichen 90 Grad dazu ablöst. Der auf diese Weise hergestellte Festpolymerfilm mit darauf aufgebrachtem Katalysator wird in einer Festpolymerbrennstoffzelle als Elektrolyt (Festpolymerfilm) und Katalysatorelektrode (Katalysatorschicht) verwendet.A device for producing a solid polymer film with catalyst applied thereon, which is a polymer film and a catalyst carrier film by means of a hot press connects and then detaches the film is already known (see e.g. JP-A-10 (Hei) -6457). this device connects a solid polymer film with a catalyst carrier film by hot pressing them directly during the Solid polymer film between the catalyst support films and then each of the catalyst support films of the solid polymer film thus obtained catalyst applied thereon at an angle of essentially peels off at 90 degrees. That way manufactured solid polymer film with applied Catalyst is used in a solid polymer fuel cell Electrolyte (solid polymer film) and catalyst electrode (Catalyst layer) used.
Bei dem oben genannten Gerät gibt es jedoch Fälle, in denen sich der Katalysator nicht gut auf den Festpolymer film übertragen lässt. Der Festpolymerfilm und der Katalysator werden zwar durch das Heißpressen verbunden, jedoch ist die Bindungsfestigkeit dazwischen schwach. Infolgedessen kann sich der Katalysator in einigen Bereichen von dem Festpolymerfilm lösen, wenn der Film vom Festpolymerfilm abgelöst wird.However, with the above device, there are cases where which the catalyst does not work well on the solid polymer film can be transferred. The solid polymer film and the Although the catalyst is connected by hot pressing, however, the bond strength between them is weak. As a result, the catalyst can change in some Detach areas of the solid polymer film when the film is detached from the solid polymer film.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Herstellung eines Festpolymerfilms mit hinreichend darauf aufgebrachtem Katalysator sicherzustellen, indem ein Katalysator hinreichend auf einen Polymerfilm übertragen wird.It is an object of the invention to produce a Solid polymer film with sufficient applied Ensure catalyst by using a catalyst is sufficiently transferred to a polymer film.
Um das obige Ziel zu erreichen, ist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ein Gerät zur Herstellung eines Festpolymerfilms mit darauf aufgebrachtem Katalysator vorgesehen, das eine Heizvorrichtung zum Vorheizen des Festpolymerfilms, eine Heißpressvorrichtung zum Ausbilden eines Verbundelements durch Heizen und Zusammenpressen zumindest eines Katalysatorträger substrats, das auf einer Seite eines Übertragungs substrats einen Katalysator trägt, und des vorgeheizten Festpolymerfilms und eine Ablösevorrichtung zum Ablösen des Übertragungssubstrats von dem Verbundelement umfasst.To achieve the above goal, according to one Embodiment of the invention a device for manufacturing a solid polymer film with an applied thereon Catalyst provided that a heater for Preheat the solid polymer film, a hot press to form a composite element by heating and Pressing together at least one catalyst carrier substrate that is on one side of a transmission substrate carries a catalyst, and the preheated Solid polymer film and a stripping device for stripping of the transfer substrate from the composite member.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung eines Fest polymerfilms mit darauf aufgebrachtem Katalysator vorgesehen.According to a further embodiment of the invention, a corresponding process for the preparation of a festival polymer film with catalyst applied to it intended.
Das Vorheizen des Festpolymerfilms führt zu einer Verbesserung der Bindungsfestigkeit zwischen dem Fest polymerfilm und dem Katalysator und verhindert außerdem, dass sich der Katalysator während des Ablösevorgangs des Übertragungssubstrats von dem Festpolymerfilm löst.Preheating the solid polymer film results in one Improve the bond strength between the feast polymer film and the catalyst and also prevents that the catalyst is in the process of detaching the Transfer substrate detaches from the solid polymer film.
Darüber hinaus kann das Katalysatorträgersubstrat auch gekühlt werden, bevor es in Kontakt mit dem Festpolymer film gebracht wird. Dies ermöglicht eine noch bessere Übertragung des Katalysators auf den Festpolymerfilm.In addition, the catalyst support substrate can also be cooled before it comes in contact with the solid polymer film is brought. This enables an even better one Transfer of the catalyst to the solid polymer film.
Des weiteren kann eine Kühlvorrichtung zum Kühlen des Verbundelements vorgesehen sein. Dadurch wird ein Ablösen des Katalysators von dem Festpolymerfilm während des Übertragungssubstrat-Ablösevorgangs noch stärker unterdrückt.Furthermore, a cooling device for cooling the Composite element may be provided. This is a detachment of the catalyst from the solid polymer film during the Transfer substrate peeling even stronger suppressed.
Die Heizvorrichtung und die Heißpressvorrichtung können als eine Einheit ausgebildet sein. Dies senkt die Anzahl der Konstruktionsteile des Geräts und vereinfacht den Aufbau.The heater and the hot press device can be designed as a unit. This reduces the number of the construction parts of the device and simplifies the Construction.
Das Gerät und Verfahren gemäß dieser Ausgestaltung ermöglichen die Herstellung eines Festpolymerfilms mit hinreichend darauf aufgebrachtem Katalysator, wobei es kaum zur Katalysatorablösung kommt.The device and method according to this embodiment enable the production of a solid polymer film with sufficiently applied catalyst, it hardly comes to the catalyst detachment.
Die oben genannten und weitere Lösungen der erfindungs gemäßen Aufgabe mit ihren Merkmalen und Vorteilen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele. Es wird dabei Bezug genommen auf die folgenden Zeichnungen, die Folgendes zeigen:The above and other solutions of the invention appropriate task with its characteristics and advantages preferred from the following description Embodiments. Reference is made to the following drawings showing the following:
Fig. 1 den schematischen Aufbau eines Geräts zur Herstellung eines Festpolymerfilms mit darauf aufgebrachtem Katalysator gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; Figure 1 shows the schematic structure of an apparatus for producing a solid polymer film with a catalyst applied thereon according to an embodiment of the invention.
Fig. 2 ein Schema des Herstellungsvorgangs für den Festpolymerfilm mit darauf aufgebrachtem Katalysator; Figure 2 is a schematic of the manufacturing process for the solid polymer film with catalyst applied thereon.
Fig. 3 den schematischen Aufbau eines Geräts zur Herstellung eines Festpolymerfilms mit darauf aufgebrachtem Katalysator gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; und Fig. 3 shows the schematic constitution of an apparatus for manufacturing a solid polymer film having applied thereto a catalyst according to another embodiment; and
Fig. 4 eine Darstellung der Erscheinungsform eines Heißpresszylinders gemäß einem Ausführungsbeispiel. Fig. 4 shows the appearance of a hot press cylinder according to an embodiment.
Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Geräts zur Herstellung eines Festpolymerfilms mit darauf aufgebrachtem Katalysator, der ein erstes Ausführungs beispiel der Erfindung darstellt. Das Gerät zur Herstellung eines Festpolymerfilms mit darauf aufgebrachtem Katalysator 20 ist mit einem Abrollzylinder 22 zum Abrollen eines Festpolymerfilms 10, einem Paar Spannungsbeseitigungszylinder 24 zur Beseitigung von Spannungen des abgerollten Festpolymerfilms 10 und einem Abrollzylinder 26 zum Abrollen eines Katalysatorträger films 12 versehen, der auf einer seiner Seiten einen Katalysator trägt. Der abgerollte Katalysatorträgerfilm 12 wird durch einen Kaltzylinder 28 auf einer vorbestimmten Kühltemperatur gehalten und zusammen mit dem vorgeheizten Festpolymerfilm 10 durch ein Paar Heißpresszylinder 30A und 30B erhitzt und gepresst, um zu einem Verbundelement 14 zu werden. Das Verbundelement 14 wird dann durch einen Kühlzylinder 34 gekühlt. Ein Ablösezylinder 36 richtet sich nach dem Kühlzylinder 34, dreht sich mit diesem und löst den Film 16 von dem Verbundelement 14. Der Ablösewinkel des Films 16 wird durch einen Ablösewinkeleinstellzylinder 38 eingestellt, und der Film 16 wird von einem Aufrollzylinder 40 aufgerollt. Der Festpolymerfilm mit darauf aufgebrachtem Katalysator 18, von dem der Film 16 abgelöst worden ist, wird mit einem Aufrollzylinder 42 aufgerollt. Fig. 1 shows schematically the structure of an apparatus for producing a solid polymer film with a catalyst applied thereon, which is a first embodiment of the invention. The apparatus for producing a solid polymer film with catalyst 20 applied thereon is provided with a roll cylinder 22 for unrolling a solid polymer film 10 , a pair of stress relieving cylinders 24 for removing tensions from the unrolled solid polymer film 10 and a roll cylinder 26 for unrolling a catalyst carrier film 12 on one of them Sides carries a catalyst. The unrolled catalyst carrier film 12 is maintained at a predetermined cooling temperature by a cold cylinder 28 and heated and pressed together with the preheated solid polymer film 10 by a pair of hot press cylinders 30 A and 30 B to become a composite member 14 . The composite element 14 is then cooled by a cooling cylinder 34 . A release cylinder 36 aligns with the cooling cylinder 34 , rotates with it and releases the film 16 from the composite element 14 . The release angle of the film 16 is set by a release angle adjusting cylinder 38 , and the film 16 is rolled up by a reeling cylinder 40 . The solid polymer film with catalyst 18 applied thereon, from which the film 16 has been detached, is rolled up with a roll-up cylinder 42 .
Der Festpolymerfilm 10 ist ein dünner Film aus einem Polymermaterial, das eine gute Protonenleitfähigkeit zeigt, wenn es feucht ist. Es kann zum Beispiel ein dünner Film aus Perfluorsulfonat-Ionomeren (z. B. das DuPont-Produkt NAFION) in einer Dicke von ungefähr 10 bis 300 µm verwendet werden. Der Katalysatorträgerfilm 12 ist ebenfalls ein dünner Film, bei dem auf einer Seite eines Films 16 aus Harz ein Material aufgetragen ist, das einen Katalysator (z. B. Kohlenstoffpulver) trägt. Als Katalysator kann auch Platin oder eine Platinlegierung und ein anderes Metall verwendet werden.The solid polymer film 10 is a thin film of a polymer material that shows good proton conductivity when wet. For example, a thin film of perfluorosulfonate ionomer (e.g., DuPont product NAFION) in a thickness of approximately 10 to 300 µm can be used. The catalyst support film 12 is also a thin film having a material coated on one side of a resin film 16 that carries a catalyst (e.g., carbon powder). Platinum or a platinum alloy and another metal can also be used as the catalyst.
Der Spannungsbeseitigungszylinder 24 dreht sich entsprechend der Drehung der Heißpresszylinder 30A und 30b im Gleichlauf mit der Übertragungsgeschwindigkeit des Festpolymerfilms 10, um zu verhindern, dass auf den Festpolymerfilm 10 eine Spannung aufgebracht wird, wenn er durch die Heißpresszylinder 30A und 30B heißgepresst wird. Dies ermöglicht während des Heißpressens eine gesteuerte Verformung des Festpolymerfilms 10.The tension releasing cylinder 24 rotates in accordance with the rotation of the hot press cylinders 30 A and 30 b in synchronism with the transfer speed of the solid polymer film 10 to prevent a tension from being applied to the solid polymer film 10 when it is hot pressed by the hot press cylinders 30 A and 30 B. . This enables controlled deformation of the solid polymer film 10 during hot pressing.
Der Kaltzylinder 28 weist in sich eine Kühleinrichtung 29 auf, um die Oberfläche des Kaltzylinders 28 zu kühlen, und hält den Festpolymerfilm 12 innerhalb eines vorgesehenen Kühltemperaturbereichs (z. B. 10 bis 40°C).The cold cylinder 28 has a cooling device 29 therein to cool the surface of the cold cylinder 28 , and keeps the solid polymer film 12 within an intended cooling temperature range (e.g. 10 to 40 ° C).
Die Heißpresszylinder 30A und 30B weisen in sich eine Heizeinrichtung 31 auf, und es ist zudem eine Druck einrichtung 32 vorgesehen, um zwischen den Heißpress zylindern 30A und 30B einen Druck auszuüben. Die Heizeinrichtung 31 heizt die Oberfläche der Heißpress zylinder 30A und 30B. Die Hitze von der Heizeinrichtung 31 wird so angepasst, dass sich die vorgesehene Temperatur ergibt, die innerhalb eines Bereichs nahe der Glasübergangstemperatur (z. B. 80 bis 140°C) des zu pressenden Festpolymerfilms 10 einzustellen ist. Der durch die Druckeinrichtung 32 zwischen den Heißpress zylindern 30A und 30B auszuübende Druck wird ebenfalls angepasst, damit er sich innerhalb eines Bereichs von 10 bis 100 MPa befindet. Dabei wird die Hitze von der in dem Heißpresszylinder 30A vorgesehenen Heizeinrichtung 31 derart angepasst, dass dessen Oberflächentemperatur kleiner oder gleich der Oberflächentemperatur des Heiß presszylinders 30B ist. Auf diese Weise hält der Kalt zylinder 28 den Katalysatorträgerfilm 12 kühl und erfolgt das Erhitzen und Pressen durch die Heißpresszylinder 30A und 30B, während die Temperatur auf der Seite des Katalysatorträgerfilms 12 kleiner als auf der Seite des Festpolymerfilms 10 ist. Dies verhindert eine Erhöhung der Bindungsfestigkeit zwischen dem Film 16 und dem Katalysator, sodass das Ablösen des Films 16 von dem Verbundelement 14 verbessert werden kann.The hot press cylinders 30 A and 30 B have a heating device 31 therein, and a pressure device 32 is also provided in order to exert a pressure between the hot press cylinders 30 A and 30 B. The heater 31 heats the surface of the hot press cylinders 30 A and 30 B. The heat from the heater 31 is adjusted to give the intended temperature, which is within a range close to the glass transition temperature (e.g. 80 to 140 ° C) of the solid polymer film 10 to be pressed is to be adjusted. The pressure to be exerted by the pressure device 32 between the hot press cylinders 30 A and 30 B is also adjusted so that it is within a range from 10 to 100 MPa. The heat is adjusted by the provided in the hot press cylinder 30. A heater 31 such that the surface temperature of the surface temperature of the hot is less than or equal to the press cylinder 30 B. In this way, the cold cylinder 28 keeps the catalyst support film 12 cool and the heating and pressing is carried out by the hot press cylinders 30 A and 30 B, while the temperature on the catalyst support film 12 side is lower than on the solid polymer film 10 side. This prevents an increase in the bond strength between the film 16 and the catalyst, so that the detachment of the film 16 from the composite member 14 can be improved.
Der Kühlzylinder 34 weist in sich eine Kühleinrichtung 35 auf, um die Oberfläche des Kühlzylinders 34 zu kühlen, und kühlt das Verbundelement 14 auf einen vorgesehenen Temperaturbereich (z. B. 10 bis 50°C) ab.The cooling cylinder 34 has a cooling device 35 in it to cool the surface of the cooling cylinder 34 and cools the composite element 14 to an intended temperature range (for example 10 to 50 ° C.).
Der Ablösezylinder 36 hat einen Durchmesser von 30 mm oder weniger, um das Ablösen des Films 16 zu verbessern. Darüber hinaus ist die Position des Ablösewinkeleinstell zylinders 38 derart eingestellt, dass der Winkel zwischen dem, durch den Ablösezylinder 36 abzulösenden Film 16 und dem Festpolymerfilm mit darauf aufgebrachtem Katalysator 18 im wesentlichen 180 Grad beträgt.The release cylinder 36 has a diameter of 30 mm or less to improve the release of the film 16 . In addition, the position of the release angle adjustment cylinder 38 is set such that the angle between the film 16 to be removed by the release cylinder 36 and the solid polymer film with the catalyst 18 applied thereon is substantially 180 degrees.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 das Herstellungsverfahren für den Festpolymerfilm mit darauf aufgebrachtem Katalysator 18 beschrieben, wobei das Gerät zur Herstellung eines Festpolymerfilms mit darauf aufgebrachtem Katalysator 20 Verwendung findet.Next, the manufacturing method of the solid polymer film with the catalyst 18 applied thereon will be described with reference to FIG. 2, using the apparatus for producing a solid polymer film with the catalyst 20 applied thereon.
Die Herstellung des Festpolymerfilms mit darauf aufgebrachtem Katalysator 18 beginnt zunächst mit einem Vorgang, bei dem der Festpolymerfilm 10, in dem die Spannung nach dem Abrollen von dem Abrollzylinder 22 durch den Spannungsbeseitigungszylinder 24 beseitigt worden ist, mittels des Heißpresszylinders 30B vorgeheizt wird, während der von dem Abrollzylinder 26 abgerollte Katalysatorträgerfilm 12 mittels des Kaltzylinders 28 kühl gehalten wird (Schritt S10). Das Vorheizen erfolgt, indem der Festpolymerfilm 10 in Bezug auf den Heißpress zylinder 30B unter einem vorbestimmten Winkel zugeführt wird. Und zwar wird der Festpolymerfilm 10 vorgeheizt, indem er vor dem Pressen durch das Paar Heißpresszylinder 30A und 30B mit dem unteren Zylinder 30B in Kontakt gebracht wird. Das Vorheizen erfolgt unter Erweichung des Festpolymerfilms 10, wobei das Heißpressen des Fest polymerfilms 10 in diesem weichen Zustand die Bindungs festigkeit zwischen dem Festpolymerfilm 10 und dem Katalysator erhöht.The preparation of the solid polymer film supporting thereon the catalyst 18 begins with a process in which the solid polymer film 10 has been in the voltage after the unwinding of the pitch cylinder 22 eliminated by the strain removing cylinder 24, 30 B is preheated by the hot press cylinder, while the the catalyst carrier film 12 rolled off the roll cylinder 26 is kept cool by means of the cold cylinder 28 (step S10). The preheating is done by feeding the solid polymer film 10 with respect to the hot press cylinder 30 B at a predetermined angle. Namely, the solid polymer film 10 is pre-heated by being brought into contact prior to the pressing by the pair of hot press cylinders 30 A and 30 B to the lower cylinder 30 B. The preheating takes place by softening the solid polymer film 10 , the hot pressing of the solid polymer film 10 in this soft state increasing the bond strength between the solid polymer film 10 and the catalyst.
Als nächstes werden der vorgeheizte Festpolymerfilm 10 und der kalte Katalysatorträgerfilm 12 mit den Heißpress zylindern 30A und 30B heißgepresst und zu einem Verbund element 14 ausgebildet (Schritt S12). Die Bedingungen für das Heißpressen sind die, dass die Temperatur und der Druck entsprechend dem Material des Festpolymerfilms 10 und des Katalysatorträgerfilms 12 eingestellt sind (z. B. innerhalb eines Temperaturbereichs von 80 bis 140°C und innerhalb eines Druckbereichs von 10 bis 100 MPa).Next, the preheated solid polymer film 10 and the cold catalyst support film 12 are hot pressed with the hot press cylinders 30 A and 30 B and formed into a composite member 14 (step S12). The conditions for hot pressing are that the temperature and pressure are set according to the material of the solid polymer film 10 and the catalyst support film 12 (e.g., within a temperature range of 80 to 140 ° C and within a pressure range of 10 to 100 MPa) .
Dann wird das Verbundelement 14 mit dem Abkühlzylinder 34 gekühlt (Schritt S14) und der Film 16 mit dem Ablöse zylinder 36 von dem Verbundelement 14 abgelöst (Schritt S16), wodurch der Festpolymerfilm mit darauf aufgebrachtem Katalysator 18 fertiggestellt wird. Der fertiggestellte Festpolymerfilm mit darauf aufgebrachtem Katalysator 18 wird dann mit dem Aufrollzylinder 42 aufgerollt und der abgelöste Film 16 wird mit dem Aufrollzylinder 40 aufgerollt. Then, the composite member 14 is cooled with the cooling cylinder 34 (step S14) and the film 16 with the peeling cylinder 36 is peeled off from the composite member 14 (step S16), thereby completing the solid polymer film with the catalyst 18 applied thereon. The finished solid polymer film with catalyst 18 applied thereon is then rolled up with the roll-up cylinder 42 and the detached film 16 is rolled up with the roll-up cylinder 40 .
Bei dem vorstehend beschriebenem Gerät zur Herstellung eines Festpolymerfilms mit darauf aufgebrachtem Katalysator 20 erhöht das Vorheizen das Festpolymerfilms 10 vor dem Heißpressen die Bindungsfestigkeit zwischen dem Festpolymerfilm 10 und dem Katalysator, sodass ein Ablösen des Katalysators von dem Festpolymerfilm 10 während des Ablösens des Films 16 von dem Verbundelement 14 verhindert wird. Darüber hinaus wird dadurch, dass der Katalysatorträgerfilm 12 mit dem Kaltzylinder 28 kühl gehalten wird und bei dem Paar Heißpresszylinder 30A und 30B die Temperatur des Zylinders 30A auf der Seite des Katalysatorträgerfilms 12 kleiner als die des Zylinders 30B eingestellt ist, eine Erhöhung der Bindungsfestigkeit zwischen dem Film 16 und dem Katalysator infolge des Heißpressens unterdrückt, wodurch das Ablösen des Films 16 von dem Verbundelement 14 verbessert wird. Des weiteren wird dadurch, dass zusätzlich zur Einstellung des Winkels zwischen dem Film 16 und dem Festpolymerfilm mit darauf aufgebrachtem Katalysator 18 auf im wesentlichen 180 Grad der Durchmesser des Ablösezylinders 36 auf 30 mm oder weniger eingestellt wird, das Ablösen des Films 16 weiter verbessert. Dies ermöglicht die Herstellung eines Festpolymerfilms mit hinreichend aufgebrachtem Katalysator.In the above-described apparatus for producing a solid polymer film having a catalyst 20 thereon, preheating the solid polymer film 10 before hot pressing increases the bond strength between the solid polymer film 10 and the catalyst, so that the catalyst is peeled off from the solid polymer film 10 during the peeling of the film 16 therefrom Composite element 14 is prevented. Furthermore, the catalyst supporting film is kept cool with the cold cylinder 28 12 and wherein said pair of hot press cylinders 30 A and 30 B, 30 B is the temperature of the cylinder 30 A on the side of the catalyst carrier film 12 is smaller than the cylinder set addition, by increasing suppresses the bond strength between the film 16 and the catalyst due to the hot pressing, thereby improving the detachment of the film 16 from the composite member 14 . Furthermore, in addition to adjusting the angle between the film 16 and the solid polymer film with the catalyst 18 applied thereon to substantially 180 degrees, the diameter of the peeling cylinder 36 is set to 30 mm or less, the peeling of the film 16 is further improved. This enables the production of a solid polymer film with a sufficiently applied catalyst.
Es ist zu beachten, dass das Verbundelement 14 bei dem Gerät zur Herstellung eines Festpolymerfilms mit darauf aufgebrachtem Katalysator 20 gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel bis unmittelbar vor dem Heißpressen auf ungefähr Zimmertemperatur gehalten und der Kalt zylinder 28 weggelassen werden kann.It should be noted that the composite member 14 in the apparatus for producing a solid polymer film with the catalyst 20 applied thereon according to the above embodiment is kept at about room temperature until immediately before the hot pressing, and the cold cylinder 28 can be omitted.
Außerdem kann die Temperatur des Zylinders 30A auf der Seite des Katalysatorträgerfilms 12 die gleiche Temperatur wie die des Zylinders 30B auf der Seite des Festpolymerfilms 10 sein. Die Temperatur des Zylinders 30A kann auch leicht höher als die des Zylinders 30B sein.In addition, the temperature of the cylinder 30 A on the catalyst support film 12 side may be the same temperature as that of the cylinder 30 B on the solid polymer film 10 side. The temperature of the cylinder 30 A can also be slightly higher than that of the cylinder 30 B.
Abgesehen davon kann zwischen den Heißpresszylindern 30A und 30B und dem Kühlzylinder 34 eine Kühleinrichtung vorgesehen sein, um dadurch das Verbundelement 14 zu kühlen. Wenn der Platz zwischen den Heißpresszylindern 30A und 30B und dem Kühlzylinder 34 nicht ausreicht, muss keine Kühleinrichtung für das Verbundelement 14 vorgesehen werden.Apart from this, a cooling device can be provided between the hot press cylinders 30 A and 30 B and the cooling cylinder 34 , in order thereby to cool the composite element 14 . If the space between the hot press cylinders 30 A and 30 B and the cooling cylinder 34 is not sufficient, no cooling device has to be provided for the composite element 14 .
Davon abgesehen kann der Durchmesser des Ablösezylinders 36 abhängig von der Bindungsfestigkeit zwischen dem Katalysator und dem Film 16 und der Bindungsfestigkeit zwischen dem Katalysator und dem Festpolymerfilm 10 auch größer als 30 mm sein.That being said, depending on the bond strength between the catalyst and the film 16 and the bond strength between the catalyst and the solid polymer film 10 , the diameter of the release cylinder 36 can also be greater than 30 mm.
Darüber hinaus ist bei dem Gerät zur Herstellung eines Festpolymerfilms mit darauf aufgebrachtem Katalysator 20 der Winkel zwischen dem mit dem Ablösezylinder 36 abzulösenden Film 16 und dem Festpolymerfilm mit darauf aufgebrachtem Katalysator 18 auf im wesentlichen 180 Grad eingestellt, doch kann dieser Winkel auch einen anderen Wert als 180 Grad einnehmen.In addition, in the apparatus for producing a solid polymer film with the catalyst 20 applied thereon, the angle between the film 16 to be peeled off with the release cylinder 36 and the solid polymer film with the catalyst 18 applied thereon is set at substantially 180 degrees, but this angle may be other than Take 180 degrees.
Schließlich wird bei dem Gerät zur Herstellung eines Festpolymerfilms mit darauf aufgebrachtem Katalysator 20 der Festpolymerfilm 10 vorgeheizt, indem er unter einem vorbestimmten Winkel den Heißpresszylindern 30A und 30B zugeführt und vor dem Heißpressen mit diesen Heißpress zylindern in Kontakt gebracht wird. Es kann jedoch auch eine separate Vorheizeinrichtung vorgesehen sein. Finally, in the device for producing a solid polymer film with catalyst 20 applied thereon, the solid polymer film 10 is preheated by supplying it to the hot press cylinders 30 A and 30 B at a predetermined angle and bringing them into contact with these hot press cylinders before hot pressing. However, a separate preheating device can also be provided.
Mit dem Gerät zur Herstellung eines Festpolymerfilms mit darauf aufgebrachtem Katalysator 20 gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel lässt sich ein Fest polymerfilm mit darauf aufgebrachtem Katalysator 18 herstellen, bei dem mit genau einer Seite des Fest polymerfilms 10 ein Katalysator verbunden ist. Es kann jedoch auch ein Festpolymerfilm mit darauf aufgebrachtem Katalysator 180 hergestellt werden, bei dem mit beiden Seiten des Festpolymerfilms 10 ein Katalysator verbunden ist. Fig. 3 zeigt ein Gerät zur Herstellung eines Fest polymerfilms mit darauf aufgebrachtem Katalysator 200, das in diesem Fall Verwendung findet. Bei dem Gerät zur Herstellung eines Festpolymerfilms mit darauf aufgebrachtem Katalysator 200 wird der Festpolymerfilm 10 durch Heißpresszylinder 30A und 30B heißgepresst, während er zwischen zwei Lagen Katalysatorträgerfilm 12A und 12B angeordnet ist, die von zwei Abrollzylindern 26A und 26B abgerollt und zwischen zwei Kaltzylindern 28A und 28B kühl gehalten werden. Durch Heißpressen verbunden wird das Verbundelement 140 zu einem Festpolymerfilm mit darauf aufgebrachtem Katalysator 180, bei dem mit beiden Seiten des Festpolymerfilms 10 ein Katalysator verbunden ist, nachdem die Filme 16A und 16B mit zwei Ablöse zylindern 36A und 36B davon abgelöst worden sind. Der Festpolymerfilm mit darauf aufgebrachtem Katalysator 180 wird mit einem Aufrollzylinder 42B aufgerollt, und die zwei Lagen Film 16A und 16B werden mit einem Aufroll zylinder 40A bzw. 40B aufgerollt. Mit dem Gerät zur Herstellung eines Festpolymerfilms mit darauf aufgebrachtem Katalysator 200 gemäß diesem Ausführungs beispiel lässt sich ein Festpolymerfilm mit darauf aufgebrachtem Katalysator 180 herstellen, bei dem mit beiden Seiten des Festpolymerfilms 10 hinreichend ein Katalysator verbunden ist. With the device for producing a solid polymer film with catalyst 20 applied thereon according to the above exemplary embodiment, a solid polymer film with catalyst 18 applied thereon can be produced, in which a catalyst is connected to exactly one side of the solid polymer film 10 . However, a solid polymer film with catalyst 180 applied thereon can also be produced, in which a catalyst is connected to both sides of the solid polymer film 10 . Fig. 3 shows an apparatus for producing a solid polymer film with catalyst 200 applied thereon, which is used in this case. In the device for producing a solid polymer film with catalyst 200 applied thereon, the solid polymer film 10 is hot-pressed by hot-press cylinders 30 A and 30 B, while it is arranged between two layers of catalyst carrier film 12 A and 12 B, which rolls off two roll cylinders 26 A and 26 B and be kept cool between two cold cylinders 28 A and 28 B. The composite element 140 is connected by hot pressing to form a solid polymer film with catalyst 180 applied thereon, in which a catalyst is connected to both sides of the solid polymer film 10 after the films 16 A and 16 B have been detached therefrom with two release cylinders 36 A and 36 B. . The solid polymer film with catalyst 180 applied thereon is rolled up with a roll-up cylinder 42 B, and the two layers of film 16 A and 16 B are rolled up with a roll-up cylinder 40 A and 40 B, respectively. With the device for producing a solid polymer film with catalyst 200 applied thereon according to this embodiment, for example, a solid polymer film with catalyst 180 applied thereon can be produced in which a catalyst is adequately connected to both sides of the solid polymer film 10 .
Bei dem Gerät zur Herstellung eines Festpolymerfilms mit aufgebrachten Katalysator 20 und dem Gerät zur Herstellung eines Festpolymerfilms mit aufgebrachten Katalysator 200 wird der gesamte auf die Katalysator trägerfilme 12, 12A und 12B aufgetragene Katalysator mit dem Festpolymerfilm 10 verbunden. Der Katalysator kann jedoch auch mit dem Festpolymerfilm 10 in einem vorbestimmten Muster verbunden werden. In diesem Fall kann wie bei dem in Fig. 4 gezeigten Heißpresszylinder 30c ein Übertragungsabschnitt 30a vorgesehen sein, der von der Oberfläche des Zylinders vorragt. Die Hitze und der Druck werden bezüglich des Festpolymerfilms 10 und des Katalysatorträgerfilms 12 lediglich auf den Bereich des Übertragungsabschnitts 30a aufgebracht.In the apparatus for producing a solid polymer film with applied catalyst 20 and the apparatus for producing a solid polymer film with applied catalyst 200 , the entire catalyst applied to the catalyst carrier films 12 , 12 A and 12 B is connected to the solid polymer film 10 . However, the catalyst can also be bonded to the solid polymer film 10 in a predetermined pattern. In this case, as with the hot press cylinder 30 c shown in FIG. 4, a transmission section 30 a can be provided which projects from the surface of the cylinder. The heat and pressure are applied to the solid polymer film 10 and the catalyst support film 12 only on the area of the transfer portion 30 a.
Dementsprechend wird der Katalysator, der in dem Bereich des Films 16 getragen wird, auf dem keine Hitze und kein Druck aufgebracht wird, mit dem Film 16 abgelöst, während der Katalysator mit dem Festpolymerfilm 10 entsprechend dem Muster des Übertragungsabschnitts 30a verbunden wird.Accordingly, the catalyst, which is carried in the region of the film 16 , on which no heat and no pressure is applied, is peeled off with the film 16 , while the catalyst is connected to the solid polymer film 10 according to the pattern of the transfer section 30 a.
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, und es können im Rahmen des Schutzbereichs der Erfindung weitere Änderungen vorgenommen werden.The invention is not based on those described above Embodiments limited, and it can be in the frame the scope of the invention further changes be made.
Claims (10)
einer Heizvorrichtung (30B) zum Vorheizen des Festpolymerfilms (10);
einer Heißpressvorrichtung (30A, 305) zum Formen eines zusammenhängenden Verbundelements (14; 140) durch Heizen und Pressen eines Katalysatorträgersubstrats (12; 12A, 12B), das auf einem Übertragungssubstrat einen Katalysator trägt, und des vorgeheizten Festpolymerfilms (10), während sich der Katalysator und der Festpolymer film (10) miteinander in Kontakt befinden; und;
einer Ablösevorrichtung (36; 36A, 36B) zum Ablösen des Übertragungssubstrats (16; 16A, 16B) von dem Verbund element (14; 140).1. An apparatus for producing a solid polymer film with a catalyst ( 18 ; 180 ) applied thereon, which consists of a catalyst and a solid polymer film ( 10 ), comprising:
a heater ( 30 B) for preheating the solid polymer film ( 10 );
a hot pressing device ( 30 A, 305 ) for forming a coherent composite element ( 14 ; 140 ) by heating and pressing a catalyst support substrate ( 12 ; 12 A, 12 B) which carries a catalyst on a transfer substrate and the preheated solid polymer film ( 10 ), while the catalyst and the solid polymer film ( 10 ) are in contact; and;
a detachment device ( 36 ; 36 A, 36 B) for detaching the transfer substrate ( 16 ; 16 A, 16 B) from the composite element ( 14 ; 140 ).
Erhitzen (S10), um einen Festpolymerfilm (10) vorzuheizen;
Heißpressen (S12), um ein zusammenhängendes Verbund element (14; 140) durch Erhitzen und Pressen eines Katalysatorträgersubstrats (12; 12A, 12B), das auf einem Übertragungssubstrat einen Katalysator trägt, und des vorgeheizten Festpolymerfilms (10) auszubilden, während sich der Katalysator und der Festpolymerfilm (10) miteinander in Kontakt befinden; und
Ablösen (S16), um das Übertragungssubstrat (16; 16A, 16B) von dem Verbundelement (14; 140) abzulösen.7. A method for producing a solid polymer film with a catalyst ( 18 ; 1.80 ) applied thereon, which consists of a catalyst and a solid polymer film ( 10 ), comprising the steps:
Heating (S10) to preheat a solid polymer film ( 10 );
Hot pressing (S12) to form a cohesive composite element ( 14 ; 140 ) by heating and pressing a catalyst support substrate ( 12 ; 12 A, 12 B) carrying a catalyst on a transfer substrate and the preheated solid polymer film ( 10 ) while forming the catalyst and the solid polymer film ( 10 ) are in contact with each other; and
Peel (S16) to peel the transfer substrate ( 16 ; 16 A, 16 B) from the composite member ( 14 ; 140 ).
Kühlen (510), um das Katalysatorsubstrat (12; 12A, 12B) vor dem Heißpressen (S12) zu kühlen.8. The method according to claim 7, comprising the step of:
Cooling ( 510 ) to cool the catalyst substrate ( 12 ; 12 A, 12 B) before hot pressing (S12).
Kühlen (S14) des Verbundelements (14; 140) nach dem Heißpressen (S12).10. The method according to any one of claims 7 to 9, with the step:
Cooling (S14) of the composite element ( 14 ; 140 ) after hot pressing (S12).
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