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ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Membran-Baugruppen, umfassend zwei Rahmen und eine dazwischen angeordnete Membran, in einer bahnverarbeitenden Produktionsanlage, wobei die Membran-Baugruppe aus zumindest teilweise bahnförmigen Ausgangsmaterialien hergestellt wird.
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Das Verfahren und die Vorrichtung dienen in einer Ausgestaltung zur Herstellung einer Membran-Elektroden-Anordnung (kurz MEA) oder Teilen davon für eine Brennstoffzelle oder einen Elektrolyseur. Die MEA umfasst eine Katalysator-beschichtete Membran (engl. Catalyst Coated Membrane, kurz CCM), an welcher einseitig oder beidseitig Randverstärkungen oder Rahmen (engl. Frame oder rim) aus kostengünstigerem und widerstandsfähigerem Material vorgesehen sind.
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Das Verfahren und die Vorrichtung sind jedoch auch zur Herstellung von Membran-Baugruppen für andere Anwendungen einsetzbar, beispielsweise zur Herstellung einer Membran-Baugruppe für eine Flüssigbatterie (Redox-Flow-Batterie) oder Membran-basierte Luftbefeuchter.
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Aus
EP 1804325 A2 ist ein Verfahren zur Herstellung von Membran-Baugruppen umfassend eine Membran und zwei beidseits der Membran angeordnete Rahmen bekannt. Für die Membran wird ein bahnförmiges Verbundmaterial mit einer ionomeren Membranfolie als Mittelschicht, welche auf jeder Seite eine elektrokatalytische Schicht hat, die in Längsrichtung symmetrisch in regelmäßigen Abständen angeordnet ist, bereitgestellt. Für die Rahmen wird jeweils ein bahnförmiges Rahmenmaterial bereitgestellt, welches Öffnungen aufweist, die der Position der elektrokatalytischen Schichten des bahnförmigen Verbundmaterials entsprechen. Ein Verbinden erfolgt mittels Heißlaminierung.
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AUFGABE UND LÖSUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein Zwischenprodukt zur Herstellung einer Membran-Baugruppe umfassend eine Membran und zwei Rahmen zu schaffen, welche einen Schutz der Membran verbessern.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der Ansprüche 1, 6 und 11.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zur Herstellung einer Membran-Baugruppe umfassend einen ersten Rahmen, einen zweiten Rahmen und eine zwischen dem ersten Rahmen und dem zweiten Rahmen angeordnete Membran geschaffen, wobei für den ersten Rahmen ein Ausgangsmaterial umfassend ein bahnförmiges erstes Rahmenmaterial mit einer Klebstoffschicht und einen Schutzfilm und mit einem Konturschnitt entlang einer Innenkontur des ersten Rahmens auf einem bahnförmigen Träger bereitgestellt wird, wobei vor einem Verbinden des ersten Rahmenmaterials mit der Membran der Schutzfilm im Bereich des ersten Rahmens so entfernt wird, dass ein Rest des Schutzfilms in einem von dem ersten Rahmen eingefassten Bereich verbleibt und nach einem Verbinden des Rahmenmaterials mit der Membran der Rest des Schutzfilms einen von dem Rahmen eingefassten aktiven Bereich der Membran abdeckt.
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Die Begriffe „ein“, „einer“ etc. werden im Zusammenhang mit der Anmeldung als unbestimmte Artikel und nicht als Zählwörter verwendet. Ebenso dienen die Begriffe „erster“ und „zweiter“ in Zusammenhang mit der Anmeldung lediglich zur Unterscheidung und geben keine Reihenfolge an. Auch verlangen die Begriffe „erste“, „erster“ etc. nicht zwangsweise ein Vorhandensein von zweiten baugleichen oder ähnlichen Elementen.
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Als Rest des Schutzfilms wird dabei ein auf Ausschnitten des Rahmens verbleibendes Schutzfilm-Stück bezeichnet
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Durch das Verfahren ist bei einer Verarbeitung ein aktiver Bereich der Membran, insbesondere einer CCM für eine Brennstoffzelle, mit dem Schutzfilm, auch als Schutzfolie bezeichnet, bedeckt. Das bahnförmige Rahmenmaterial wird dabei in einer Ausgestaltung lediglich entlang der Innenkontur der Rahmen eingeschnitten und nicht an vorderen und hinteren Enden der Rahmen für ein Vereinzeln, sodass aufeinanderfolgende Rahmen bei einer Verarbeitung zur Vermeidung von Verzug miteinander verbunden bleiben.
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Ein Rest des Rahmenmaterials verbleibt dabei ebenfalls in einem von dem Rahmen eingefassten Bereich, wobei durch den Schutzfilm ein Anhaften des mit Klebstoff beschichteten Rahmenmaterials in dem durch den Rahmen eingefassten Bereich verhindert wird.
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In einer Ausgestaltung wird erst unmittelbar vor, bei oder nach einem Vereinzeln der Rahmen und/oder vor einem Folgeprozess wie einer Applikation einer Gasdiffusionslage der Rest des Schutzfilms mit dem Rest des Rahmens gemeinsam mit dem bahnförmigen Träger von der Membran entfernt
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In einer Ausgestaltung wird die Membran ebenfalls als bahnförmiges Material bereitgestellt. In anderen Ausgestaltungen wird die Membran als Zuschnitt bereitgestellt. Eine Verarbeitung der Membran als Zuschnitt ist insbesondere für zugempfindliche Membranen vorteilhaft, da ein unerwünschtes Dehnen der Membran bei einem Vorzug verhindert wird. Eine Verarbeitung der Membran als Zuschnitt ist außerdem für Membranen vorteilhaft, welche Wasserdampf, beispielsweise aus der Luft aufnehmen können, wodurch sich ein Volumen einer Membranbahn ändern kann.
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In einer Ausgestaltung wird die Membran zwischen zwei Rahmen eingebracht, wobei lediglich eine Seite der Membran, beispielsweise eine bei der Verarbeitung unten liegende Seite der Membran, welche einem Transportmittel zugewandt ist, mittels eines Schutzfilms abgedeckt wird. Ein zweiter Rahmen wird dabei in einer Ausgestaltung als Zuschnitt bereitgestellt. In einer anderen Ausgestaltung wird für den zweiten Rahmen ein bahnförmiges Rahmenmaterial bereitgestellt, welches entsprechende Ausschnitte für den zweiten Rahmen aufweist.
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In anderen Ausgestaltungen wird für den zweiten Rahmen ebenfalls ein bahnförmiges Ausgangsmaterial umfassend ein zweites Rahmenmaterial mit einer Klebstoffschicht und einen Schutzfilm und mit einem Konturschnitt entlang einer Innenkontur des Rahmens auf einem bahnförmigen Träger bereitgestellt, wobei vor einem Verbinden des zweiten Rahmenmaterials mit der Membran der Schutzfilm im Bereich des zweiten Rahmens so entfernt wird, dass Reste des Schutzfilms in einem von dem zweiten Rahmen eingefassten Bereich verbleiben und nach einem Verbinden des zweiten Rahmenmaterials mit der Membran und/oder mit dem ersten Rahmenmaterial die Reste der Schutzfilme einen von dem ersten und dem zweiten Rahmen eingefassten, aktiven Bereich der Membran beidseitig abdecken.
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Ein aktiver Bereich der Membran ist so beidseitig sicher geschützt. Eine Weiterverarbeitung des so hergestellten Zwischenprodukts ist in einer Ausgestaltung unmittelbar anschließend an die Verbindung der Membran mit den Rahmen vorgesehen. In einer anderen Ausgestaltung erfolgt eine Weiterverarbeitung örtlich und/oder zeitlich getrennt, wobei die Membran auch bei einer Zwischenlagerung mittels des Schutzfilms sicher geschützt ist.
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In einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass für den zweiten Rahmen ein bahnförmiges Ausgangsmaterial umfassend ein zweites Rahmenmaterial ohne Klebstoffschicht und ohne Schutzfilm mit einem Konturschnitt entlang einer Innenkontur des zweiten Rahmens auf einem Träger bereitgestellt wird, wobei nach einem Verbinden des zweiten Rahmenmaterials mit dem ersten Rahmenmaterial die Reste des zweiten Rahmenmaterials einen von dem zweiten Rahmen eingefassten aktiven Bereich der Membran abdecken. Das zweite Rahmenmaterial weist dabei keine Klebstoffschicht oder allenfalls eine Klebstoffschicht im Bereich des zweiten Rahmens auf. Die Klebstoffschicht wird dabei in einer Ausgestaltung unmittelbar vor dem Verbinden des zweiten Rahmenmaterials mit dem ersten Rahmenmaterial und/oder der Membran auf den zweiten Rahmen aufgebracht, wobei auf einen in dem Rahmen verbleibenden Rest des Rahmenmaterials kein Klebstoff aufgebracht wird und dieser Rest als Schutz für die Membran dient.
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In einer Ausgestaltung wird das bahnförmige Ausgangsmaterial für den ersten Rahmen als Laminat bereitgestellt. In einer anderen Ausgestaltung wird als Ausgangsmaterial das Rahmenmaterial mit dem Schutzfilm bereitgestellt und auf den Träger laminiert und in das auf den Träger laminierte Ausgangsmaterial ein Konturschnitt entlang einer Innenkontur des Rahmens eingebracht. Bei dem Konturschnitt werden dabei das Rahmenmaterial und der Schutzfilm entlang der Innenkontur des Rahmens durchtrennt, wobei durch den Träger ein Zusammenhalt und eine ausreichende Festigkeit sichergestellt ist. In einer Ausgestaltung mit zwei Rahmen sind dabei Träger aus unterschiedlichen Materialien und/oder mit unterschiedlicher Materialstärke für den ersten Rahmen und den zweiten Rahmen vorgesehen, wobei ein Träger lediglich als Stanzunterlage dient und der andere Träger zusätzlich als Transportband für einen bahnförmige Verarbeitung dient. In anderen Ausgestaltungen sind baugleiche Träger aus gleichen Materialien vorgesehen.
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Der Träger wird in einer Ausgestaltung mit dem Rest des Schutzfilms und einem Rest des Rahmenmaterials von der Membran-Baugruppe delaminiert. Eine Delamination erfolgte dabei in einer Ausgestaltung erst unmittelbar vor einer Weiterverarbeitung beispielsweise bei einem Vereinzeln der Membran-Baugruppe.
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Gemäß einem zweiten Aspekt wird eine Vorrichtung zur Herstellung einer Membran-Baugruppe umfassend einen ersten Rahmen, einen zweiten Rahmen und eine Membran geschaffen, wobei für den ersten Rahmen ein bahnförmiges Ausgangsmaterial umfassend ein Rahmenmaterial mit einer Klebstoffschicht und einen Schutzfilm und mit einem Konturschnitt entlang einer Innenkontur des Rahmens bereitgestellt ist, wobei eine erste Bearbeitungsstation zum Entfernen des Schutzfilms vorgesehen ist, wobei die erste Bearbeitungsstation eingerichtet ist, um den Schutzfilm im Bereich des Rahmens so zu entfernen, dass ein Rest des Schutzfilms in einem von dem ersten Rahmen eingefassten Bereich verbleibt, und wobei stromabwärts der ersten Bearbeitungsstation eine zweite Bearbeitungsstation zur Verbindung der Membran mit dem ersten Rahmenmaterial vorgesehen ist, wobei die zweite Bearbeitungsstation eingerichtet ist, die Membran derart mit dem freigelegten ersten Rahmenmaterials zu verbinden, dass ein von dem ersten Rahmen eingefasster aktiver Bereich der Membran mittels des Rests des Schutzfilms abgedeckt ist.
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Die erste und die zweite Bearbeitungsstation sind je nach verwendeten Materialien und/oder angestrebten Prozesszeiten durch den Fachmann geeignet auslegbar. Die Membran wird dabei in einer Ausgestaltung als Zuschnitt der zweiten Bearbeitungsstation zugeführt. In anderen Ausgestaltungen werden Zuschnitte der Membran an der Bearbeitungsstation von einem bahnförmigen Vorrat getrennt. Die zweite Bearbeitungsstation umfasst in einer Ausgestaltung zudem eine Einrichtung, die eingerichtet ist, um die Klebstoffschicht auszuhärten.
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In einer Ausgestaltung der Vorrichtung ist für den zweiten Rahmen ebenfalls ein bahnförmiges Ausgangsmaterial umfassend ein Rahmenmaterial mit einer Klebstoffschicht und einen Schutzfilm und mit einem Konturschnitt entlang einer Innenkontur des Rahmens auf einem Träger bereitgestellt, wobei stromabwärts der zweiten Bearbeitungsstation eine dritte Bearbeitungsstation vorgesehen ist, wobei an der dritten Bearbeitungsstation das zweiten Rahmenmaterial mit der Membran und/oder mit dem ersten Rahmenmaterial verbindbar ist, wobei stromaufwärts der dritten Bearbeitungsstation eine vierte Bearbeitungsstation zum Entfernen des Schutzfilm von dem zweiten Rahmenmaterial vorgesehen ist, wobei die vierte Bearbeitungsstation eingerichtet ist, um den Schutzfilm im Bereich des zweiten Rahmens so zu entfernen, dass ein Rest des Schutzfilms in einem von dem zweiten Rahmen eingefassten Bereich verbleibt, sodass nach einem Verbinden des zweiten Rahmenmaterials mit der Membran und/oder mit dem ersten Rahmenmaterial ein von den Rahmen eingefasster aktiver Bereich der Membran mittels der Reste der Schutzfilme beidseitig abdeckbar ist.
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In einer alternativen Ausgestaltung ist für den zweiten Rahmen ein bahnförmiges Ausgangsmaterial umfassend ein zweites Rahmenmaterial mit einem Konturschnitt entlang einer Innenkontur des zweiten Rahmens auf einem zweiten Träger bereitgestellt, wobei stromabwärts der zweiten Bearbeitungsstation eine dritte Bearbeitungsstation vorgesehen ist, wobei die dritte Bearbeitungsstation eingerichtet ist, um das zweiten Rahmenmaterial mit dem ersten Rahmenmaterial derart zu verbinden, dass nach einem Verbinden des zweiten Rahmenmaterials mit dem ersten Rahmenmaterial die Reste des zweiten Rahmenmaterials einen von dem zweiten Rahmen eingefassten aktiven Bereich der Membran abdecken. Das zweite Rahmenmaterial weist dabei in einer Ausgestaltung keine Klebstoffschicht auf, sodass eine Verbindung des zweiten Rahmenmaterials mit der Membran mittels des ersten Rahmenmaterials erfolgt.
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In einer Ausgestaltung sind stromaufwärts der ersten Bearbeitungsstation eine Laminierstation und eine Schneidstation vorgesehen, wobei die Laminierstation so eingerichtet ist, dass an der Laminierstation das bahnförmige Ausgangsmaterial auf einen Träger laminierbar ist, und wobei die Schneidstation so eingerichtet ist, dass an der Schneidstation in das auf den Träger laminierte Ausgangsmaterial ein Konturschnitt entlang einer Innenkontur des Rahmens einbringbar ist.
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Die Vorrichtung umfasst in einer Ausgestaltung weiter eine Delaminierstation, wobei die Delaminierstation so eingerichtet ist, dass an der Delaminierstation der Träger mit dem Rest des Schutzfilms und einem Rest des Rahmenmaterials von der Membran-Baugruppe delaminierbar ist.
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Gemäß einem dritten Aspekt wird ein Zwischenprodukt zur Herstellung einer Membran-Baugruppe umfassend einen ersten Rahmen, einen zweiten Rahmen und eine Membran geschaffen, wobei das Zwischenprodukt ein bahnförmiges Ausgangsmaterial umfassend ein erstes Rahmenmaterial mit einer Klebstoffschicht und einen Schutzfilm umfasst, wobei der Schutzfilm im Bereich der ersten Rahmen entfernt ist, wobei Reste des Schutzfilms in von den ersten Rahmen eingefassten Bereichen vorgesehen sind und wobei Membranen mit dem ersten Rahmenmaterial verbunden sind, sodass die Reste des Schutzfilms von den ersten Rahmen eingefasste, aktive Bereiche der Membranen abdecken.
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Die Membranen sind in einer Ausgestaltung als zusammenhängende Materialbahn mit dem bahnförmigen Rahmenmaterial verbunden. In vorteilhaften Ausgestaltungen sind Zuschnitte für die Membranen vorgesehen, welche in gleichmäßigen Abständen mit dem Rahmenmaterial verbunden sind. An einer von der Membran abgewandten Seite des Rahmenmaterials ist in einer Ausgestaltung ein Träger vorgesehen, mittels welchem ein Zusammenhalt des Zwischenprodukts sichergestellt ist. An einer von dem ersten Rahmenmaterial abgewandten Seite der Membran ist in einer Ausgestaltung ein Schutzfilm vorgesehen, mittels welchem die Membran sowie ein nicht von der Membran abgedeckter, mit der Klebstoffschicht versehener Bereich der ersten Rahmen vor einem Anbringen des zweiten Rahmens geschützt sind.
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In einer Ausgestaltung umfasst das Zwischenprodukt zwei bahnförmige Ausgangsmaterialien umfssend jeweils ein Rahmenmaterial mit einer Klebstoffschicht und einen Schutzfilm und zwischen den Ausgangsmaterialien angeordnete Membranen, wobei die Schutzfilme im Bereich der Rahmen entfernt sind, wobei Reste der Schutzfilme in von den Rahmen eingefassten Bereichen vorgesehen sind und wobei die Membranen mit den Rahmenmaterialien verbunden sind, sodass die Reste der Schutzfilme von den Rahmen eingefasste, aktive Bereiche der Membranen beidseitig abdecken.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind. Dabei zeigen:
- 1: schematisch ein Verfahren zur Herstellung einer Membran-Baugruppe umfassend eine Membran und zwei beidseitig der Membran angeordnete Rahmen;
- 2: ein Konturschneiden eines bahnförmigen Rahmenmaterials;
- 3: ein Abziehen eines Schutzfilms von dem bahnförmigen Rahmenmaterial, wobei ein Rest im inneren Bereich des Rahmens verbleibt;
- 4: ein Verbinden einer Membran mit einem ersten Rahmen;
- 5: ein Verbinden eines zweiten Rahmens mit dem ersten Rahmen und der damit verbundenen Membran;
- 6 eine Weiterverarbeitung der Membran-Baugruppe, wobei ein an einer Oberseite angebrachter Träger entfernt wird; und
- 7 eine Weiterverarbeitung der Membran-Baugruppe, wobei ein an einer Unterseite angebrachter Träger entfernt wird.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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1 zeigt schematisch die Herstellung einer Membran-Baugruppe umfassend eine Membran 1 und zwei beidseitig der Membran 1 angeordnete Rahmen 2, 3. Die Rahmen 2, 3 dienen dabei je nach Anwendungsfall einer Handhabung, einer Montage, einer Stabilisierung, als Anschlussstellen und/oder dergleichen für die Membran-Baugruppe.
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Für die Herstellung der Rahmen 2, 3 wird jeweils ein bahnförmiges Rahmenmaterial 20, 30 auf einer in den Figuren nicht dargestellten Rolle bereitgestellt. An einer Seite des bahnförmigen Rahmenmaterials 20, 30 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils eine Klebstoffschicht vorgesehen, wobei die Klebstoffschicht durch einen Schutzfilm 22, 32 abgedeckt ist. Die Schutzfilme 22, 32 werden von den bahnförmigen Rahmenmaterial 20, 30 abgezogen, um die Membran 1 mit den Rahmen 2, 3 zu verbinden.
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Das Rahmenmaterial 20, 30 besteht in einer Ausgestaltung aus Polyethylennaphthalat (kurz PEN). Die Klebstoffschicht ist in einer Ausgestaltung eine Schmelzkleberbeschichtung, die mit einem Schutzfilm 22, 32, beispielsweise aus Polyethylen (kurz PE) abgedeckt ist.
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Das bahnförmige Rahmenmaterial 20 wird in dem dargestellten Ausführungsbeispiel für eine Verarbeitung auf einen bahnförmigen Träger 4 laminiert. Der Träger 4 besteht in einer Ausgestaltung aus einem robusten und dehnungsfesten Material, beispielsweise Polyethylenterephthalat (kurz PET) und hat eine einseitige Kleberbeschichtung.
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Die Membran 1 wird in einer Ausgestaltung als Zuschnitt bereitgestellt. Ein Zuschnitt der Membran 1 erfolgt dabei in einer Ausgestaltung unmittelbar vor einer Weiterverarbeitung, wobei beispielsweise mittels eines rotativen Schneidverfahrens Zuschnitte von einer bahnförmigen Materialbahn getrennt werden. In anderen Ausgestaltungen sind Zuschnitte der Membran in Vorratsbehältern bevorratet und werden beispielsweise mittels eines Roboterarms auf dem Rahmenmaterial abgelegt.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das bahnförmige Rahmenmaterial 20, 30 zusammen mit dem Schutzfilm 22, 32 jeweils mittels eines Schneidverfahrens eingeschnitten und der Schutzfilm 22, 32 wird von den Bereichen, welche die Rahmen 2, 3 bilden, abgezogen. Ein innerhalb der Rahmen 2, 3 angeordneter Rest des Schutzfilms 22, 32 und des Rahmenmaterials 20, 30 wird dabei nicht abgezogen.
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Die Membran 1 wird auf den ersten Rahmen 2 aufgebracht und anschließend wird der zweite Rahmen 3 auf einen Verbund aus Rahmen 2 und Membran 1 aufgebracht. Ein durch die Rahmen 2, 3 eingefasster, aktiver Bereich der Membran 1 ist nach dem Verbinden durch den in dem Rahmen 2, 3 verbliebenen Rest der Schutzfilme 22, 32 beidseitig geschützt.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt eine bahnförmige Verarbeitung der Rahmen 2, 3, wobei aufeinanderfolgende Rahmen 2, 3 miteinander verbunden bleiben. Eine so hergestellte Membran-Baugruppe kann für eine Lagerung und eine daran anschließende Weiterverarbeitung auf eine Rolle aufgewickelt werden. Bei einer Weiterverarbeitung können die Reste des Schutzfilms 22, 32 und sofern vorhanden des Rahmenmaterials 20, 30 aus dem eingefassten Bereich der Rahmen 2, 3 entfernt werden, sodass der aktive Bereich der Membran 1 freiliegt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Rahmenmaterial 20 für eine Verarbeitung auf den Träger 4 laminiert. Für eine Weiterverarbeitung kann der Träger 4 mit dem im inneren Bereich der Rahmen 2, 3 verbliebenen Rest des Rahmenmaterials 20 und des Schutzfilms 22 von der Membran-Baugruppe abgezogen werden. Die Rahmen 2, 3 werden auch als erster Rahmen 2 und zweiter Rahmen 3 und die Rahmenmaterialien entsprechend als erstes Rahmenmaterial 20 und als zweites Rahmenmaterial 30 bezeichnet.
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2 bis 5 zeigen die einzelnen Schritte bei der Herstellung der Membran-Baugruppe gemäß 1.
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Für eine bahnförmige Verarbeitung ist das bahnförmiges Ausgangsmaterial umfassend das erste Rahmenmaterial 20 und den Schutzfilm 22 auf einem ersten Träger 4 angebracht. Das erste Rahmenmaterial 20 weist - wie oben beschrieben - an einer Seite eine Klebstoffschicht auf, welche von dem Schutzfilm 22 abgedeckt ist.
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Wie schematisch in 2 dargestellt, erfolgt in einem ersten Schritt ein Konturschneiden (engl. kiss-cut) des ersten Rahmenmaterials 20 mit dem Schutzfilm 22. Ein Schneiden erfolgt entlang einer Innenkontur 25, welche einen mittels des ersten Rahmens 2 eingefassten Bereich begrenzen. In einer Ausgestaltung ist für ein Schneiden der Innenkonturen 25 ein rotatives Schneidverfahren mittels einer Schneidwalze (nicht dargestellt) vorgesehen.
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In dem von dem ersten Rahmen 2 eingefassten Bereich verbleiben ein Rest 24 des Rahmenmaterials 20 und ein Rest 26 des Schutzfilms 22. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel bleiben aufeinanderfolgende erste Rahmen 2 zunächst miteinander verbunden und das erste Rahmenmaterial 20 wird in diesem Bereich nicht an- oder durchgeschnitten.
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Wie schematisch in 3 dargestellt, wird in einem nächsten Schritt der Schutzfilm 22 von dem ersten Rahmen 2 abgezogen. Dabei verbleiben der Rest 24 des Rahmenmaterials 20 und der Rest 26 des Schutzfilms 22 in dem von dem ersten Rahmen 2 eingefassten Bereich.
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Wie schematisch in 4 dargestellt, wird in einem nächsten Schritt die Membran 1 mit dem ersten Rahmen 2 verbunden. Ein von dem ersten Rahmen 2 eingefasster aktiver Bereich der Membran 1 wird dabei gegenüber dem Träger 4 mittels des Rests 26 des Schutzfilms 22 abgedeckt und so geschützt.
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Auf das Zwischenprodukt gemäß 4 wird in einer nicht dargestellten Ausgestaltung an einer von dem Rahmenmaterial 20 abgewandten Seite der Membran 1 ein Schutzfilm (nicht dargestellt) angebracht, mittels welchem die Membran 1 sowie ein nicht von der Membran 1 abgedeckter, mit der Klebstoffschicht versehener Bereich der ersten Rahmen 2 vor einer Weiterverarbeitung geschützt sind. Der Schutzfilm kann anschließend vor einer Weiterverarbeitung entfernt werden.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein zweiter Rahmen 3 vorgesehen, welcher an einer von dem ersten Rahmen 2 abgewandten Seite der Membran 1 angebracht wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird für die zweiten Rahmen 3 ebenfalls ein Ausgangsmaterial umfassend ein zweites Rahmenmaterial 30 mit einer Klebstoffschicht und einen Schutzfilm 32 auf einem zweiten Träger 5 bereitgestellt, wobei das zweite Rahmenmaterial 30 in ähnlicher Weise wie das ersten Rahmenmaterial 20 bearbeitet wird. Das zweite Rahmenmaterial 30 wird dabei mit dem Schutzfilm 32 entlang der Innenkontur der zweiten Rahmen 3 durchtrennt und der Schutzfilm 32 wird im Bereich der Rahmen 3 entfernt.
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Wie schematisch in 5 dargestellt, wird in einem nächsten Schritt das zweiten Rahmenmaterial 30 auf das ersten Rahmenmaterial 20 mit der Membran 1 aufgebracht, wobei in dem dargestellten Ausführungsbeispiel das zweite Rahmenmaterial 30 mit der Membran 1 und mit dem ersten Rahmenmaterial 20 verbunden wird. Ein von dem zweiten Rahmen 3 eingefasster aktiver Bereich der Membran 1 wird mittels eines Rests 36 des Schutzfilms 32 abgedeckt und so geschützt.
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Die so erzeugte, bahnförmig vorliegende Membran-Baugruppe 10 kann je nach Anwendungsfall unmittelbar weiterbearbeitet werden oder auf eine Rolle für eine zeitlich und/oder örtlich getrennte Weiterverarbeitung aufgebracht werden.
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In einem alternativen Ausführungsbeispiel wird für die zweiten Rahmen 3 ein Ausgangsmaterial umfassend ein zweites Rahmenmaterial 30 ohne Klebstoffschicht und ohne Schutzfilm auf einem zweiten Träger 5 bereitgestellt, wobei das zweite Rahmenmaterial 30 entlang der Innenkontur der zweiten Rahmen 3 durchtrennt wird und ein Rest des Rahmenmaterials in einem von dem zweiten Rahmen 3 eingefassten Bereich verbleibt, sodass nach Verbindung mit der ersten Rahmenmaterial der Rest des Rahmenmaterials die Membran 1 abgedeckt und so schützt.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird zunächst ein bei der Bearbeitung unterhalb der Membran 1 angeordnetes Rahmenmaterial 20 mit der Membran verbunden, wobei die Membran von oben auf dem Rahmenmaterial 20 abgelegt wird. In einer alternativen Ausgestaltung wird zunächst ein bei der Bearbeitung oberhalb der Membran 1 angeordnetes Rahmenmaterial 30 mit der Membran 1 verbunden, wobei die Membran 1 von unten an das Rahmenmaterial 30 angelegt wird.
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Die 6 und 7 zeigen beispielhaft eine Weiterverarbeitung, wobei in einem ersten Schritt der an einer Oberseite angebrachte Träger 5 mit dem Rest 36 des Schutzfilms 32 und dem Rest 34 des zweiten Rahmenmaterials 30 entfernt wird. Gleichzeitig mit dem Entfernen, vor dem Entfernen oder nach dem Entfernen werden die aufeinanderfolgenden Rahmen 2, 3 voneinander getrennt. Im nächsten Schritt wird der an einer Unterseite angebrachte Träger 4 mit dem Rest 26 des Schutzfilms 22 und dem Rest 24 des Rahmenmaterials 20 entfernt, sodass vereinzelte Membran-Baugruppen 10 für einen Verbau in einer Flüssigbatterie oder einem Elektrolyseur oder zur Weiterverarbeitung durch Verbinden mit Gasdiffusionslagen für eine Brennstoffzelle vorliegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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