JP2003257438A - Roll press device for catalyst layer transfer - Google Patents

Roll press device for catalyst layer transfer

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JP2003257438A
JP2003257438A JP2002058768A JP2002058768A JP2003257438A JP 2003257438 A JP2003257438 A JP 2003257438A JP 2002058768 A JP2002058768 A JP 2002058768A JP 2002058768 A JP2002058768 A JP 2002058768A JP 2003257438 A JP2003257438 A JP 2003257438A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a roll press device for catalyst layer transfer in which a catalyst layer is transferred in a shape of a transfer part to a solid polymer electrolyte membrane by using a heating and pressing roll with the transfer part and damage to the solid polymer electrolyte membrane can be reduced. <P>SOLUTION: This roll press device for catalyst layer transfer has a preventing means 100c for preventing an excess pressing force from acting on the transfer part 100a locally due to the elastic displacement of the transfer part 100a caused by a pressing force acting on the transfer part 100a by the heating and pressing roll 100 with the transfer part. More specifically, since the transfer part 100a is elastically displaced by the pressing force acting thereon, the excess pressing force can be prevented from acting on the transfer part 100a. As a result, the damage to the solid polymer electrolyte membrane by the transfer part 100a can be reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、触媒層転写用ロー
ルプレス装置に関する。更に詳しくは、固体高分子電解
質膜型燃料電池に用いられる固体高分子電解質膜に触媒
層を転写するロールプレス装置である。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a roll press device for transferring a catalyst layer. More specifically, it is a roll press device for transferring a catalyst layer onto a solid polymer electrolyte membrane used in a solid polymer electrolyte membrane fuel cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】固体高分子電解質膜型燃料電池に用いら
れる固体高分子電解質膜と触媒層とを接合して触媒層−
電解質膜接合体を形成する手法として、特開2000−
90944号公報に記載されているように、「インク状
あるいはペースト状の触媒混合物を沈降法・印刷法・ス
プレー法などの方法で触媒層形成基体上に塗布して、均
一な触媒層を形成した後、これと電解質膜とを加熱圧接
することで、触媒層と電解質膜とを一体に接合する転写
法が考案されている」(特開2000−90944号公
報、(2)頁)。この場合ホットプレス(熱間プレス)
あるいはホットロール(加熱加圧ロール)を用いて固体
高分子電解質膜と予め触媒層担持基材の上に形成した触
媒層と加熱加圧して一体的に接合することが行われる。
2. Description of the Related Art A solid polymer electrolyte membrane used in a solid polymer electrolyte membrane fuel cell is bonded to a catalyst layer to form a catalyst layer.
As a method of forming an electrolyte membrane assembly, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-
As described in Japanese Patent No. 90944, "An ink-like or paste-like catalyst mixture is applied onto a catalyst layer-forming substrate by a method such as a precipitation method, a printing method or a spray method to form a uniform catalyst layer. After that, a transfer method has been devised in which the catalyst layer and the electrolyte membrane are integrally joined by heating and press-contacting this with the electrolyte membrane "(Japanese Patent Laid-Open No. 2000-90944, page (2)). In this case hot press (hot press)
Alternatively, the solid polymer electrolyte membrane and the catalyst layer previously formed on the catalyst layer-supporting base material are heated and pressurized using a hot roll (heating and pressure roll) to be integrally bonded.

【0003】例えば特開平10−64574号公報に
は、ホットプレス(熱間プレス)を用いる手法及びホッ
トロール(加熱加圧ロール)を用いる手法がいずれも開
示されている。この公報に開示されているホットロール
を用いる手法は、図1に示すように、長尺の固体高分子
電解質膜81とその両側に配された触媒層82、83を
担持した長尺の触媒層担持基材としてのフィルム84、
85とを一緒に一対の加熱加圧ロール86で挟んで加熱
加圧することによって、固体高分子電解質膜81と触媒
層82、83とを一体的に接合して、その後触媒層8
2、83を担持しているフィルム84、85を一対の剥
離ロール87を用いて触媒層82、83から剥離すると
いう手法である。この公報にはホットプレスを用いて固
体高分子電解質膜に触媒層担持基材上に形成された触媒
層を転写する手法も開示されているが、ホットロールを
用いて転写する手法の方が固体高分子電解質膜への触媒
層の転写が連続的に行えるので、ホットプレスを用いて
転写する手法よりも生産的であると考えられる。
For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-64574 discloses both a method using a hot press (hot press) and a method using a hot roll (heating pressure roll). The method using the hot roll disclosed in this publication is, as shown in FIG. 1, a long solid polymer electrolyte membrane 81 and a long catalyst layer carrying catalyst layers 82 and 83 arranged on both sides thereof. A film 84 as a supporting substrate,
The solid polymer electrolyte membrane 81 and the catalyst layers 82 and 83 are integrally joined by sandwiching 85 and 85 with a pair of heating / pressurizing rolls 86 and heating and pressing, and then the catalyst layer 8
This is a method of peeling the films 84 and 85 carrying 2, 83 from the catalyst layers 82 and 83 using a pair of peeling rolls 87. This publication also discloses a method of transferring the catalyst layer formed on the catalyst layer-supporting substrate to the solid polymer electrolyte membrane using a hot press, but the method of transferring using a hot roll is more solid. Since the transfer of the catalyst layer to the polymer electrolyte membrane can be continuously performed, it is considered to be more productive than the transfer method using hot pressing.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ただこのように触媒層
を固体高分子電解質膜に転写する場合において、触媒層
担持基材上に形成された触媒層を全て固体高分子電解質
膜に転写して接合するのではなく、触媒層担持基材状に
形成された触媒層の所定の部分を固体高分子電解質膜に
転写したい場合がある。
However, when transferring the catalyst layer to the solid polymer electrolyte membrane in this way, all the catalyst layer formed on the catalyst layer-supporting substrate is transferred to the solid polymer electrolyte membrane. There is a case where it is desired to transfer a predetermined portion of the catalyst layer formed in the catalyst layer supporting base material to the solid polymer electrolyte membrane, instead of joining.

【0005】これは、図2に示すように、固体高分子電
解質膜Aの表面の全て触媒層Bで覆うのではなく、固体
高分子電解質膜Aの縁端部を残して触媒層Bで覆った触
媒層−電解質膜接合体C、言い換えれば固体高分子電解
質膜Aの方が触媒層Bよりも面積が広く、固体高分子電
解質膜Aが触媒層Bからはみ出した触媒層−電解質膜接
合体Cを作製するためである。
As shown in FIG. 2, this does not cover the entire surface of the solid polymer electrolyte membrane A with the catalyst layer B, but covers the solid polymer electrolyte membrane A with the catalyst layer B leaving the edge portion. The catalyst layer-electrolyte membrane assembly C, in other words, the solid polymer electrolyte membrane A has a larger area than the catalyst layer B, and the solid polymer electrolyte membrane A protrudes from the catalyst layer B. This is for producing C.

【0006】このように触媒層Bを固体高分子電解質膜
Aよりも表面積を小さくすることによって、触媒層Bに
よって覆われていない縁端部にはフッ素樹脂例えばポリ
テトラフルオロエチレン等から成るスペーサそしてスペ
ーサの上には電気的絶縁体としてシリコンゴム等を積層
して燃料ガス及び酸素ガス等が漏れないように触媒層か
らシールすることができる。その結果触媒層−電解質膜
接合体を両側から挟むように配置されているアノード側
セパレータとカソード側セパレータとの間で電気的な短
絡が生じないようにすることができる。
By thus reducing the surface area of the catalyst layer B to be smaller than that of the solid polymer electrolyte membrane A, spacers made of a fluororesin such as polytetrafluoroethylene are formed at the edges not covered with the catalyst layer B. Silicon rubber or the like may be laminated on the spacer as an electrical insulator to seal the catalyst layer so that fuel gas and oxygen gas do not leak. As a result, it is possible to prevent an electrical short circuit from occurring between the anode side separator and the cathode side separator, which are arranged so as to sandwich the catalyst layer-electrolyte membrane assembly from both sides.

【0007】このように固体高分子電解質膜に所定の形
状の触媒層を転写する場合に用いる加熱加圧ロールにつ
いて、本出願人は特開2001−196070号公報に
開示している。この加熱加圧ロール88は、図3に示す
ように、加熱加圧ロール88の外周面に所定の形状を有
する凸状の転写部88aを彫刻したロールである。この
ような凸状の転写部88aを彫刻した加熱加圧ロール8
8を用いて触媒層を担持したフィルムと固体高分子電解
質膜とを加熱加圧すると、触媒層と固体高分子電解質膜
に対する加熱と加圧は、この凸状の転写部88aの部分
に作用し、この凸状の転写部88a以外の部分には作用
しない。従ってこの転写部88aの部分に相当する触媒
層の部分が固体高分子電解質膜と接合し一体化すること
になる。そしてこの転写部以外の部分に相当する触媒層
の部分は転写部88aの部分に相当する触媒層の部分か
らフィルムと共に剥離されることになる。このように固
体高分子電解質膜に転写部88aの形状に合わせた触媒
層を転写することができる。
The applicant of the present invention discloses a heating and pressurizing roll used for transferring the catalyst layer having a predetermined shape to the solid polymer electrolyte membrane as described above in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-196070. As shown in FIG. 3, the heating / pressurizing roll 88 is a roll in which a convex transfer portion 88a having a predetermined shape is engraved on the outer peripheral surface of the heating / pressurizing roll 88. The heating and pressing roll 8 engraved with such a convex transfer portion 88a.
When the film supporting the catalyst layer and the solid polymer electrolyte membrane are heated and pressed using No. 8, heating and pressurization on the catalyst layer and the solid polymer electrolyte membrane act on this convex transfer portion 88a. , Does not act on any portion other than this convex transfer portion 88a. Therefore, the portion of the catalyst layer corresponding to the transfer portion 88a is joined and integrated with the solid polymer electrolyte membrane. Then, the portion of the catalyst layer corresponding to the portion other than the transfer portion is separated together with the film from the portion of the catalyst layer corresponding to the portion of the transfer portion 88a. In this way, the catalyst layer matching the shape of the transfer portion 88a can be transferred to the solid polymer electrolyte membrane.

【0008】しかし、このように加熱加圧ロールの外周
面に凸状の転写部を設けて、転写部の形状に合わせた触
媒層の部分を固体高分子電解質膜に転写しようとすると
次のような問題が発生することが明らかになった。
However, when the convex transfer portion is provided on the outer peripheral surface of the heating and pressing roll in this way, and the portion of the catalyst layer matching the shape of the transfer portion is transferred to the solid polymer electrolyte membrane, the following occurs. It has become clear that various problems will occur.

【0009】一方の加熱加圧ロールを外周面に凸状の転
写部を設けた転写部付き加熱加圧ロールとする一対の加
熱加圧ロールを備えるロールプレス装置を用いて、固体
高分子電解質膜に触媒層を転写する場合には、図4に示
すように、この凸状の転写部90aを設けた転写部付き
加熱加圧ロール90と凸状の転写部を設けていない通常
の加熱加圧ロール91とによって触媒層92を表面に形
成した触媒層担持基材93と固体高分子電解質膜94と
を一緒に挟んで加熱加圧して、触媒層92を固体高分子
電解質膜94に転写する。この場合どちらか一方の加熱
加圧ロール90にエアシリンダ95を取り付けて、2つ
の加熱加圧ロール90、91で荷重する圧力と2つの加
熱加圧ロール90、91間のクリアランスとを調整制御
して、固体高分子電解質膜94及び表面に触媒層92を
形成した触媒層担持基材93とを挟圧する。そしてこの
一対の加熱加圧ロールをモータ等の駆動手段(図示しな
い)を用いて回転させて、固体高分子電解質膜94に触
媒層92を連続的に転写する。図4に示す一対の加熱加
圧ロール90、91の例では、転写部付き加熱加圧ロー
ル90の方にエアシリンダ95を取り付けて、転写のた
めの圧力を制御している。
A solid polymer electrolyte membrane is prepared by using a roll pressing device having a pair of heating and pressing rolls, one heating and pressing roll being a heating and pressing roll with a transfer portion having a convex transfer portion on the outer peripheral surface. In the case of transferring the catalyst layer onto the sheet, as shown in FIG. 4, the heating / pressurizing roll 90 with a transfer portion provided with the convex transfer portion 90a and the normal heating / pressurization without the convex transfer portion are provided. The catalyst layer-supporting base material 93 having the catalyst layer 92 formed on the surface thereof by the roll 91 and the solid polymer electrolyte membrane 94 are sandwiched together and heated and pressed to transfer the catalyst layer 92 to the solid polymer electrolyte membrane 94. In this case, the air cylinder 95 is attached to one of the heating / pressurizing rolls 90 to adjust and control the pressure applied by the two heating / pressurizing rolls 90, 91 and the clearance between the two heating / pressurizing rolls 90, 91. Then, the solid polymer electrolyte membrane 94 and the catalyst layer supporting base material 93 having the catalyst layer 92 formed on the surface thereof are sandwiched. Then, the pair of heating / pressurizing rolls are rotated by using a driving means (not shown) such as a motor to continuously transfer the catalyst layer 92 to the solid polymer electrolyte membrane 94. In the example of the pair of heating / pressurizing rolls 90 and 91 shown in FIG. 4, the air cylinder 95 is attached to the heating / pressurizing roll 90 with the transfer portion to control the transfer pressure.

【0010】このようにして転写部付き加熱加圧ロール
90と通常の加熱加圧ロール91とを用いて触媒層92
を固体高分子電解質膜94に転写しようとすると、転写
部付き加熱加圧ロール90が有する凸状の転写部90a
相互の間に位置する溝部分即ち凹状部分90bに、相手
方の通常の加熱加圧ロール91によって押圧された触媒
層92、触媒層担持基材93、及び固体高分子電解質膜
94等は押し込まれて、歪み若干入り込むような形にな
る。
In this way, the catalyst layer 92 is formed by using the heating / pressurizing roll 90 with the transfer portion and the ordinary heating / pressurizing roll 91.
To transfer to the solid polymer electrolyte membrane 94, the convex transfer portion 90a of the heating / pressurizing roll 90 with the transfer portion has.
The catalyst layer 92, the catalyst layer-supporting base material 93, the solid polymer electrolyte membrane 94, etc., which are pressed by the counterpart normal heating and pressing roll 91, are pushed into the groove portions or concave portions 90b located between them. , The shape will be slightly distorted.

【0011】そして一対の加熱加圧ロール90、91は
回転しながら、順次触媒層92を担持した触媒層担持基
材93と固体高分子電解質膜94とを順次挟圧して触媒
層92を連続的に固体高分子電解質膜94に転写するこ
とから、図5に示すように、凸状の転写物90aの間に
位置する溝部分即ち凹状部分90bの側に押し込まれて
歪み若干入り込んだ触媒層92、触媒層担持基材93、
固体高分子電解質膜94等は凸状の転写部90aの端部
即ちエッジに当たり、挟圧されている固体高分子電解質
膜94や触媒層92に過大な押圧力が加わることにな
る。その結果固体高分子電解質膜94や触媒層92にダ
メージが生じるという問題が発生した。
While the pair of heating / pressurizing rolls 90 and 91 are rotating, the catalyst layer-supporting base material 93 carrying the catalyst layer 92 and the solid polymer electrolyte membrane 94 are sequentially sandwiched to continuously press the catalyst layer 92. Since it is transferred to the solid polymer electrolyte membrane 94, as shown in FIG. 5, the catalyst layer 92 is pushed into the groove portion or the concave portion 90b located between the convex transfer materials 90a and slightly distorted. A catalyst layer supporting substrate 93,
The solid polymer electrolyte membrane 94 and the like hit the end portion or the edge of the convex transfer portion 90a, and an excessive pressing force is applied to the sandwiched solid polymer electrolyte membrane 94 and catalyst layer 92. As a result, the problem that the solid polymer electrolyte membrane 94 and the catalyst layer 92 are damaged occurs.

【0012】またこのように一方の加熱加圧ロールの外
周面に凸状の転写部を設けて、触媒層を固体高分子電解
質膜に転写する場合には、相手方の加熱加圧ロールにつ
いては加圧面即ち外周面の表面をゴムで被覆したゴム被
覆加熱加圧ロールとを用いることが一般的である。この
ように一方の加熱加圧ロールの外周面にゴム被覆を施す
るのは、加熱加圧ロールやワークの面精度を吸収して転
写部の表面に加えられる面圧を均一にし、転写不良を防
止するためである。
Further, in the case where the convex transfer portion is provided on the outer peripheral surface of one of the heating and pressing rolls to transfer the catalyst layer to the solid polymer electrolyte membrane, the heating and pressing roll of the other side is added. It is common to use a rubber-coated heating and pressing roll in which the surface of the pressure surface, that is, the outer peripheral surface is coated with rubber. The rubber coating on the outer peripheral surface of one of the heating / pressurizing rolls in this way absorbs the surface accuracy of the heating / pressurizing roll and the work to make the surface pressure applied to the surface of the transfer portion uniform, thereby preventing transfer defects. This is to prevent it.

【0013】このように転写部付き加熱加圧ロールとゴ
ム被覆加熱加圧ロールとを回転させながら固体高分子電
解質膜と触媒層を担持した触媒層担持基材とを加熱加圧
して固体高分子電解質膜に転写部の形状に合わせた触媒
層を転写しようとすると、先に述べたゴム被覆がされて
いない通常の加熱加圧ロールを用いた場合によりも過大
な押圧力が凸状の転写部の端部に加わり易くなる。
As described above, the solid polymer electrolyte membrane and the catalyst layer-supporting base material carrying the catalyst layer are heated and pressurized while rotating the heating and pressure roll with the transfer portion and the rubber-coated heating and pressure roll. When trying to transfer a catalyst layer that matches the shape of the transfer part to the electrolyte membrane, an excessive pressing force is applied even when using the above-mentioned normal heating and pressing roll without rubber coating. It becomes easy to join the end part of.

【0014】即ち転写部付き加熱加圧ロールの相手方が
ゴム被覆加熱加圧ロールの場合には、凸状の転写部に間
に位置する溝部分即ち凹状部分に相手方のゴム被覆加熱
加圧ロールの外周面の表面に被覆されたゴムが押圧力に
よって変形して食い込むことになる。そのため加熱加圧
ロールの回転によってゴム被覆加熱加圧ロールに向かい
合う位置に来る転写部の端部に対して変形したゴムによ
って過大な押圧力が加えられることになる。その結果、
この転写部の端部と変形したゴムとの間に挟まれた固体
高分子電解質膜及び触媒層の部分が過剰に圧縮、変形し
て、この部分の固体高分子電解質膜及び触媒層にダメー
ジが生ずるという問題が生ずることになる。
That is, when the counterpart of the heating / pressurizing roll with the transfer portion is a rubber-coated heating / pressurizing roll, the groove portion, that is, the concave portion located between the convex transfer portions has a rubber-covered heating / pressurizing roll of the counterpart. The rubber coated on the outer peripheral surface is deformed by the pressing force and bites into it. Therefore, due to the rotation of the heating / pressurizing roll, the deformed rubber causes an excessive pressing force to be applied to the end portion of the transfer portion facing the rubber-coated heating / pressurizing roll. as a result,
The portion of the solid polymer electrolyte membrane and the catalyst layer sandwiched between the end of the transfer portion and the deformed rubber is excessively compressed and deformed, and the solid polymer electrolyte membrane and the catalyst layer in this portion are damaged. The problem arises.

【0015】そこで、本発明の目的とするところは、転
写部を有する加熱加圧ロールを用いて触媒層を転写部の
形状に固体高分子電解質膜に転写する触媒層転写用ロー
ルプレス装置において、固体高分子電解質膜へのダメー
ジを低減することができる触媒層転写用ロールプレス装
置を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a catalyst layer transfer roll press device for transferring a catalyst layer to a solid polymer electrolyte membrane in the shape of a transfer part by using a heating and pressing roll having a transfer part, It is an object of the present invention to provide a roll press device for transferring a catalyst layer, which can reduce damage to the solid polymer electrolyte membrane.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段、作用及び効果】(1)固
体高分子電解質膜へのダメージは、上述したように、転
写部付き加熱加圧ロールの凸状の転写部と凸状転写部と
の間の凹状部分に向けて、相手方の加熱加圧ロールによ
って固体高分子電解質膜や触媒層を表面に形成した触媒
層担持基材が押し込まれ、そして相手方の加熱加圧ロー
ルが加熱加圧ロールの回転によって凸状の転写部の端部
(エッジ)に過大な押圧力が作用して、その結果凹状部
分の方向に押し込まれた固体高分子電解質膜や触媒層に
過大な圧力が作用することで発生する。
[Means, Actions and Effects for Solving the Problems] (1) As described above, damage to the solid polymer electrolyte membrane is caused by the convex transfer portion and the convex transfer portion of the heating / pressurizing roll with the transfer portion. The catalyst layer-carrying base material having the solid polymer electrolyte membrane or the catalyst layer formed on the surface is pushed by the partner heating and pressing roll toward the concave portion between Rotation causes excessive pressure to act on the edge of the convex transfer part, resulting in excessive pressure on the solid polymer electrolyte membrane or catalyst layer pushed in the direction of the concave part. Occurs in.

【0017】(2)第1発明(請求項1〜請求項10) 本発明者は、この場合に、転写部付き加熱加圧ロールの
転写部が弾性的に変位するように設定することで、相手
方加熱加圧ロールからの過大な押圧力が転写部の端部に
そのまま作用することを防止することができると考え
た。
(2) First Invention (Claims 1 to 10) In this case, the present inventor sets the transfer section of the heating and pressing roll with the transfer section so as to be elastically displaced. It was thought that it is possible to prevent an excessive pressing force from the other party heating and pressing roll from directly acting on the end portion of the transfer portion.

【0018】そして、本発明者は、第1発明として、燃
料電池の固体高分子電解質膜と触媒層が表面に形成され
た触媒層担持基材とを挟圧して固体高分子電解質膜の表
面に触媒層を転写する一対の加熱加圧ロールを有し、一
対の加熱加圧ロールの少なくとも一方は、ロール状の本
体部とこの本体部の外周面に形成された凸状の転写部と
を有する転写部付き加熱加圧ロールである触媒層転写用
ロールプレス装置において、転写部付き加熱加圧ロール
は、転写部に作用する押圧力により転写部が弾性的に変
位することによって転写部に局所的に過大な押圧力が作
用することを防止する防止手段を有することを特徴とす
る触媒層転写用ロールプレス装置を発明した。
The present inventor then, as a first invention, presses the solid polymer electrolyte membrane of the fuel cell and the catalyst layer-supporting base material on which the catalyst layer is formed on the surface of the solid polymer electrolyte membrane so as to attach the solid polymer electrolyte membrane to the surface of the solid polymer electrolyte membrane. It has a pair of heating / pressurizing rolls for transferring the catalyst layer, and at least one of the pair of heating / pressurizing rolls has a roll-shaped main body and a convex transfer portion formed on the outer peripheral surface of the main body. In a roll pressing device for a catalyst layer transfer, which is a heating / pressing roll with a transfer part, the heating / pressing roll with a transfer part is locally displaced to the transfer part by elastically displacing the transfer part by the pressing force acting on the transfer part. The present invention has invented a roll-pressing device for transferring a catalyst layer, which has a preventing means for preventing an excessive pressing force from being applied to the roll pressing device.

【0019】即ちこの転写部に作用する押圧力によって
転写部が弾性的に変位するようにすれば、転写部に過大
な押圧力が作用することを防止することができる。その
結果転写部の存在による固体高分子電解質膜へのダメー
ジの発生を低減することができる。
That is, if the transfer portion is elastically displaced by the pressing force acting on the transfer portion, it is possible to prevent an excessive pressing force from acting on the transfer portion. As a result, the occurrence of damage to the solid polymer electrolyte membrane due to the presence of the transfer portion can be reduced.

【0020】この場合転写部が弾性的に変位するように
する防止手段として、相手方の加熱加圧ロールからの押
圧力を受けて、転写部自体は特に変形することなく転写
部全体が弾性的に変位するようにする手法と、転写部が
変形して転写部の表面が弾性的に変位するようにする手
法とが考えられる。
In this case, as a preventive means for elastically displacing the transfer portion, the transfer portion itself is elastically deformed without being deformed by the pressing force from the other heating / pressurizing roll. A method of displacing the transfer portion and a method of elastically displacing the surface of the transfer portion by deforming the transfer portion can be considered.

【0021】始めに転写部全体が弾性的に変位する手法
を用いた防止手段を説明する。
First, the prevention means using a method in which the entire transfer portion is elastically displaced will be described.

【0022】この防止手段は、本体部と転写部との間に
介在された弾性体とすることができる。この場合におい
て、弾性体は、高弾性率の観点からゴムを用いることが
好ましい。加熱加圧ロールのロール状の本体部と転写部
の間にゴム等の弾性体を介在させた場合には、転写部に
対して相手方の加熱加圧ロールから押圧力が加えられる
とこの弾性体が弾性的に変形し即ち圧縮されて、転写部
自体は加熱加圧ロールの中心方向に弾性的に変位して、
転写部に局所的に過大な押圧力が作用することを防止す
ることができる。
The preventing means may be an elastic body interposed between the main body portion and the transfer portion. In this case, it is preferable to use rubber for the elastic body from the viewpoint of high elastic modulus. When an elastic body such as rubber is interposed between the roll-shaped main body of the heating / pressurizing roll and the transfer portion, when the pressing force is applied to the transfer portion from the counterpart heating / pressurizing roll, this elastic body Is elastically deformed, that is, compressed, and the transfer portion itself is elastically displaced toward the center of the heating and pressing roll,
It is possible to prevent an excessive pressing force from acting locally on the transfer portion.

【0023】またこの防止手段は、本体部と転写部と間
に介在されたばねとすることができる。加熱加圧ロール
のロール状の本体部と転写部の間にばねを介在させた場
合には、転写部に対して相手方の加熱加圧ロールから押
圧力が加えられるとこのばねが圧縮されて転写部自体は
加熱加圧ロールの中心方向に弾性的に変位して、転写部
に局所的に過大な押圧力が作用することを防止すること
ができる。
Further, the preventing means may be a spring interposed between the main body portion and the transfer portion. When a spring is interposed between the roll-shaped body of the heating / pressurizing roll and the transfer part, this spring is compressed when the pressing force is applied to the transfer part from the other heating / pressurizing roll, and the transfer is performed. The portion itself is elastically displaced toward the center of the heating and pressing roll, and it is possible to prevent the transfer portion from being locally subjected to an excessive pressing force.

【0024】同様にこの防止手段は、本体部と転写部と
の間に介在されたエアシリンダとすることができる。こ
の場合も転写部に対して相手方の加熱加圧ロールから押
圧力が加えられるとこのエアシリンダが圧縮されて転写
部自体は加熱加圧ロールの中心方向に弾性的に変位し
て、転写部に局所的に過大な押圧力が作用することを防
止することができる。
Similarly, the preventing means can be an air cylinder interposed between the main body portion and the transfer portion. Also in this case, when a pressing force is applied to the transfer section from the other heating / pressurizing roll, the air cylinder is compressed and the transferring section itself is elastically displaced in the direction of the center of the heating / pressurizing roller, and is transferred to the transferring section. It is possible to prevent an excessive pressing force from acting locally.

【0025】このように防止手段を本体部と転写部との
間に介在された弾性体、ばね、エアシリンダとした場合
には、転写部の端部をテーパー面又はR形状とすること
が好ましい。このように転写部の端部の形状をテーパー
面又はR形状とすることで、転写部の端部に作用する押
圧力が一気に端部に作用するのではなく、徐々に端部に
作用するようにすることができる。その結果転写部に局
所的に過大な押圧力が作用することをより効果的に防止
することができ、その結果固体高分子電解質膜や触媒層
にダメージが発生することをより低減することができ
る。
When the preventing means is an elastic body, a spring or an air cylinder interposed between the main body portion and the transfer portion as described above, it is preferable that the end portion of the transfer portion has a tapered surface or an R shape. . By thus forming the end portion of the transfer portion into a tapered surface or an R shape, the pressing force acting on the end portion of the transfer portion does not act on the end portion at once, but gradually acts on the end portion. Can be As a result, it is possible to more effectively prevent an excessive pressing force from acting locally on the transfer portion, and as a result, it is possible to further reduce the occurrence of damage to the solid polymer electrolyte membrane or the catalyst layer. .

【0026】ここで「転写部の端部をテーパー面とす
る」とは、凸状の転写部と凸状の転写部との間の溝部分
即ち凹状部分を区画する溝区画面を半径方向に対して角
度をもたせて、転写部の溝区画面と転写部の転写面即ち
表面との角度を直角より大きくすることをいう。また
「転写部の端部をR形状とする」とは、転写部の転写面
と溝区画面とによって構成される角部分を丸くしてR形
状とすることをいう。
Here, "the end portion of the transfer portion is a taper surface" means that a groove portion screen for defining a groove portion, that is, a concave portion between the convex transfer portion and the convex transfer portion is radially formed. On the other hand, it means that the angle between the groove screen of the transfer portion and the transfer surface, that is, the surface of the transfer portion is made larger than a right angle by giving an angle. Further, "the end portion of the transfer portion has an R shape" means that a corner portion formed by the transfer surface of the transfer portion and the groove section screen is rounded to have an R shape.

【0027】なお転写部付き加熱加圧ロールの相手方と
なる加熱加圧ロールは、ロール状の本体部とこの本体部
の外周面を覆うゴム被覆部とを有する形態とすることが
できる。
The heating / pressurizing roll, which is the counterpart of the heating / pressurizing roll with the transfer portion, may be in a form having a roll-shaped main body and a rubber coating portion covering the outer peripheral surface of the main body.

【0028】また防止手段を本体部と転写部との間に介
在された弾性体、ばね、エアシリンダとした場合には、
転写部付き加熱加圧ロールの相手方の加熱加圧ロールは
ロール状の本体部とこの本体部の外周面を被覆した弾性
体からなる被覆部とを有する形態とすることが好まし
い。この場合弾性体としては、高弾性率の観点からゴム
を用いることが好ましい。このように転写部付き加熱加
圧ロールの相手方の加熱加圧ロールの外周面に弾性体か
らなる被覆を施すことで、転写部に対して均一に圧力を
加えることができ、転写不良を防止することができる。
When the preventing means is an elastic body, a spring or an air cylinder interposed between the main body portion and the transfer portion,
It is preferable that the other heating / pressurizing roll of the heating / pressurizing roll with the transfer portion has a roll-shaped main body and a cover made of an elastic body covering the outer peripheral surface of the main body. In this case, it is preferable to use rubber as the elastic body from the viewpoint of high elastic modulus. In this way, by coating the outer peripheral surface of the other heating / pressurizing roll with the transfer part with an elastic body, it is possible to uniformly apply pressure to the transfer part and prevent transfer defects. be able to.

【0029】次に転写部が変形して転写部の表面が弾性
的に変位するようにする手法を用いた防止手段を説明す
る。
Next, a description will be given of prevention means using a method of deforming the transfer portion and elastically displacing the surface of the transfer portion.

【0030】転写部が変形することで転写部の表面が弾
性的に変位するようにする手法は、具体的には、転写部
の表面に弾性体を被覆して、この弾性体が押圧力によっ
て変形することで実現することができる。
The method of elastically displacing the surface of the transfer portion due to the deformation of the transfer portion is, specifically, to cover the surface of the transfer portion with an elastic body, and the elastic body is pressed by a pressing force. It can be realized by deforming.

【0031】即ち転写部付き加熱加圧ロールの転写部が
本体部の外周面に形成された凸状の基盤と基盤の表面を
被覆する弾性体からなる表面層とを有するようにして、
防止手段は表面層として被覆された弾性体とすることが
できる。
That is, the transfer section of the heating and pressing roll with the transfer section has a convex base formed on the outer peripheral surface of the main body and a surface layer made of an elastic material covering the surface of the base,
The prevention means can be an elastic body coated as a surface layer.

【0032】転写部の表面層を弾性体とすることで、相
手方の加熱加圧ロールから押圧力が転写部に加えられる
と、この弾性体が弾性的に変形して転写部の表面が変位
する。その結果転写部の表面特に転写部の端部に過大な
押圧力が作用することを防止することができる。従って
過大な押圧力が作用することで固体高分子電解質膜にダ
メージが発生するという事態を低減することができる。
この場合弾性体としては高弾性率の観点からゴムを用い
ることが好ましい。
By making the surface layer of the transfer portion an elastic body, when a pressing force is applied to the transfer portion from the counterpart heating and pressing roll, this elastic body is elastically deformed and the surface of the transfer portion is displaced. . As a result, it is possible to prevent an excessive pressing force from acting on the surface of the transfer portion, particularly on the end portion of the transfer portion. Therefore, it is possible to reduce a situation in which the solid polymer electrolyte membrane is damaged due to an excessive pressing force.
In this case, it is preferable to use rubber as the elastic body from the viewpoint of high elastic modulus.

【0033】このように転写部に表面層を設けた場合に
は転写部付き加熱加圧ロールに対向する加熱加圧ロール
は、ゴム被覆を有しない通常の加熱加圧ロールとするこ
とも、表面がゴム被覆で覆われた形態とすることもでき
る。
In the case where the surface layer is provided on the transfer portion in this way, the heating / pressurizing roll facing the heating / pressurizing roll with the transferring portion may be a normal heating / pressurizing roll having no rubber coating, It is also possible to adopt a form in which is covered with a rubber coating.

【0034】なおこの場合には、転写部付き加熱加圧ロ
ールに対向する加熱加熱ロールはゴム被覆を有しない形
態とする方が好ましい。両方共にゴム被覆を施すより、
一方のみにゴム被覆を施した方が固体高分子電解質膜に
転写する触媒層の形状をシャープにすることができる。
In this case, it is preferable that the heating / heating roll facing the heating / pressurizing roll with the transfer portion has no rubber coating. Rather than rubber coating both
The rubber coating on only one side can make the shape of the catalyst layer transferred to the solid polymer electrolyte membrane sharper.

【0035】このように本発明の触媒層転写用ロールプ
レス装置は、転写部付き加熱加圧ロールの転写部が相手
方の加熱加圧ロールからの押圧力で弾性的に変位するこ
とで、転写部に局所的に過大な押圧力が作用することを
防止することができ、その結果触媒層が転写される固体
高分子電解質膜へのダメージの発生を低減することがで
きる。
As described above, in the roll pressing device for transferring the catalyst layer of the present invention, the transfer part of the heating / pressurizing roll with the transferring part is elastically displaced by the pressing force from the counterpart heating / pressurizing roll, so that the transferring part is transferred. It is possible to prevent an excessively large pressing force from acting locally, and as a result, it is possible to reduce the occurrence of damage to the solid polymer electrolyte membrane to which the catalyst layer is transferred.

【0036】(3)第2発明(請求項10〜請求項1
1) また本発明者は、凸状の転写部の端部(エッジ)に過大
に押圧力が作用するのは、転写部と転写部との間の溝部
分即ち凹状部分においても相手方の加熱加圧ロールから
ワーク即ち固体高分子電解質膜及び触媒層を表面に形成
した触媒層担持基材に押圧力が加えられており、この凹
状部分においても加えられていた押圧力が加熱加圧ロー
ルの回転によって、転写部の端部においてそのまま作用
するからだと考えた。従って、転写部間の凹状部分にお
いて固体高分子電解質膜及び触媒層担持基材とに加熱加
圧ロールから押圧力が加えられないようにすればよいと
考えた。
(3) Second invention (claims 10 to 1)
1) Further, the present inventor has found that the excessive pressing force acts on the end portion (edge) of the convex transfer portion even when the groove portion between the transfer portion and the transfer portion, that is, the concave portion is heated by the other party. A pressing force is applied from the pressure roll to the work, that is, the catalyst layer-supporting base material having the solid polymer electrolyte membrane and the catalyst layer formed on the surface, and the pressing force also applied to this concave portion is the rotation of the heating pressure roll. It was thought that this is because it works as it is at the end of the transfer part. Therefore, it is considered that it is sufficient to prevent the pressing force from being applied to the solid polymer electrolyte membrane and the catalyst layer supporting base material from the heating and pressing roll in the concave portion between the transfer portions.

【0037】そして、本発明者は、第2発明として、燃
料電池の固体高分子電解質膜と触媒層が表面に形成され
た触媒層担持基材とを挟圧して固体高分子電解質膜の表
面に触媒層を転写する一対の加熱加圧ロールを有する触
媒層転写用ロールプレス装置において、一対の加熱加圧
ロールは共にロール状の本体部と本体部の外周面に形成
された凸状の転写部とを有し、一方の加熱加圧ロールの
転写部と他方の加熱加圧ロールの転写部は一対の加熱加
圧ロールによって挟圧される固体高分子電解質膜を対称
面として面対称であることを特徴とする触媒層転写用ロ
ールプレス装置を発明した。
The present inventor then, as a second invention, presses the solid polymer electrolyte membrane of the fuel cell and the catalyst layer-supporting base material on which the catalyst layer is formed on the surface to press the solid polymer electrolyte membrane on the surface of the solid polymer electrolyte membrane. In a roll pressing device for transferring a catalyst layer having a pair of heating / pressurizing rolls for transferring a catalyst layer, the pair of heating / pressurizing rolls are both a roll-shaped main body part and a convex transfer part formed on the outer peripheral surface of the main body part. And the transfer part of one heating and pressing roll and the transferring part of the other heating and pressing roll are plane-symmetrical with the solid polymer electrolyte membrane sandwiched by the pair of heating and pressing rolls as a plane of symmetry. The present invention invented a roll press device for transferring a catalyst layer, which is characterized by

【0038】このように一対の加熱加圧ロールの両方
に、加熱加圧ロールで挟圧される固体高分子電解質膜を
対称面として面対称となる転写部を設けて、この一対の
加熱加圧ロールの転写部同士が対応するように一対の加
熱加圧ロールを同期して回転させることによって、転写
部と転写部との間に位置する溝部分即ち凹状部分におい
て固体高分子電解質膜と触媒層を表面に形成した触媒層
担持基材とが一対の加熱加圧ロールによって挟圧される
ことがないようにすることができる。従って転写部間の
凹状部分においては加熱加圧ロールから固体高分子電解
質膜及び触媒層を担持した触媒層担持基材とに押圧力が
加えられることがなく、転写部の端部において固体高分
子電解質膜及び触媒層を担持した触媒層担持基材とに過
大に押圧力が作用するということを避けることができ
る。その結果固体高分子電解質膜や触媒層にダメージが
発生することを低減することができる。
As described above, both of the pair of heating / pressurizing rolls are provided with the transfer portions which are plane-symmetric with respect to the solid polymer electrolyte membrane sandwiched by the heating / pressurizing rolls as planes of symmetry. By rotating a pair of heating / pressurizing rolls in synchronization so that the transfer parts of the rolls correspond to each other, the solid polymer electrolyte membrane and the catalyst layer are formed in the groove part, that is, the concave part located between the transfer parts. It is possible to prevent the catalyst layer-carrying base material formed on the surface thereof from being pinched by the pair of heating and pressing rolls. Therefore, in the concave portion between the transfer portions, no pressing force is applied from the heating / pressurizing roll to the solid polymer electrolyte membrane and the catalyst layer-supporting base material supporting the catalyst layer, and the solid polymer at the end portion of the transfer portion. It is possible to avoid an excessive pressing force acting on the catalyst layer-supporting base material supporting the electrolyte membrane and the catalyst layer. As a result, it is possible to reduce damage to the solid polymer electrolyte membrane and the catalyst layer.

【0039】なおこの場合において、転写部の端部をテ
ーパー面又はR形状とすることが好ましい。このように
転写部の端部の形状をテーパー面又はR形状とすること
で、転写部の端部において押圧力が一気に作用するので
はなく、徐々に端部に作用するようにすることができ
る。その結果転写部に局所的に過大な押圧力が作用する
ことをより防止することができ、その結果固体高分子電
解質膜や触媒層にダメージが発生することをより低減す
ることができる。
In this case, it is preferable that the end portion of the transfer portion has a tapered surface or an R shape. By thus forming the end portion of the transfer portion into the tapered surface or the R shape, the pressing force does not act at once at the end portion of the transfer portion, but can gradually act on the end portion. . As a result, it is possible to further prevent an excessive pressing force from locally acting on the transfer portion, and as a result, it is possible to further reduce damage to the solid polymer electrolyte membrane and the catalyst layer.

【0040】このように本発明の触媒層転写用ロールプ
レス装置は、転写部と転写部との間に位置する凹状部分
において、固体高分子電解質膜や触媒層に押圧力が加わ
らないので、一対の加熱加圧ロールの回転により対向す
る一対の転写部に局所的に過大な押圧力が作用すること
を防止することができ、その結果触媒層が転写される固
体高分子電解質膜へのダメージの発生を低減することが
できる。
As described above, according to the roll pressing device for transferring the catalyst layer of the present invention, the pressing force is not applied to the solid polymer electrolyte membrane and the catalyst layer in the concave portion located between the transfer portions, so It is possible to prevent an excessive pressing force from being locally applied to the pair of transfer parts opposed to each other by the rotation of the heating and pressing roll, and as a result, the damage to the solid polymer electrolyte membrane to which the catalyst layer is transferred is prevented. Occurrence can be reduced.

【0041】[0041]

【発明の実施の形態】以下本発明の触媒層転写用ロール
プレス装置の実施の形態を説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a roll pressing apparatus for transferring a catalyst layer according to the present invention will be described below.

【0042】(1)始めに本発明の触媒層転写用ロール
プレス装置の構成について説明する。
(1) First, the structure of the roll pressing apparatus for transferring the catalyst layer of the present invention will be described.

【0043】本発明の触媒層転写用ロールプレス装置
は、第1発明の触媒層転写用ロールプレス装置及び第2
発明の触媒層転写用ロールプレス装置のいずれにおいて
も、燃料電池の固体高分子電解質膜(以下「電解質膜」
と適宜略す)と触媒層が表面に形成された触媒層担持基
材とを挟圧してこの電解質膜の表面に触媒層を転写する
一対の加熱加圧ロールを有する触媒層転写用ロールプレ
ス装置である。そして第1発明の触媒層転写用ロールプ
レス装置においては、一対の加熱加圧ロールの少なくと
も一方がロール状の本体部とこの本体部の外周面に形成
された凸状の転写部とを有する転写部付き加熱加圧ロー
ルであり、第2発明の触媒層転写用ロールプレス装置に
おいては、一対の加熱加圧ロールの両者が転写部付き加
熱加圧ロールである。
The catalyst layer transfer roll pressing apparatus of the present invention comprises a catalyst layer transfer roll pressing apparatus of the first aspect and a second aspect of the present invention.
In any of the roll pressing apparatus for transferring the catalyst layer of the invention, the solid polymer electrolyte membrane of the fuel cell (hereinafter referred to as “electrolyte membrane”)
And a catalyst layer-carrying base material having a catalyst layer formed on the surface thereof are sandwiched to transfer the catalyst layer onto the surface of the electrolyte membrane. is there. In the catalyst layer transfer roll press device of the first invention, at least one of the pair of heating and pressing rolls has a roll-shaped main body and a convex transfer portion formed on the outer peripheral surface of the main body. In the catalyst layer transfer roll pressing device of the second invention, both of the pair of heat and pressure rolls are heat and pressure rolls with a transfer part.

【0044】本発明の触媒層転写用ロールプレス装置
は、一対の加熱加圧ロールの構成に特徴があることを除
けば、一対の加熱加圧ロールを用いて電解質膜に触媒層
を転写する触媒層転写用ロールプレス装置の通常の構成
を用いて実現することができる。即ち一対の加熱加圧ロ
ールの他に、加熱加圧ロールを加熱するヒータ等の加熱
装置、更に一対の加熱加圧ロールの間に圧力を作用させ
るエアシリンダ等の加圧装置、加熱加圧ロールを回転さ
せるモータ等の駆動手段等を用いて構成することができ
る。
The catalyst layer transfer roll pressing apparatus of the present invention is a catalyst for transferring a catalyst layer onto an electrolyte membrane by using a pair of heating and pressing rolls, except for the feature of the structure of a pair of heating and pressing rolls. It can be realized by using a usual structure of a layer transfer roll press machine. That is, in addition to the pair of heating / pressurizing rolls, a heating device such as a heater for heating the heating / pressurizing rolls, a pressurizing device such as an air cylinder for exerting a pressure between the pair of heating / pressurizing rolls, and the heating / pressurizing rolls. It can be configured by using a driving unit such as a motor for rotating the.

【0045】つまり本発明の触媒層転写用ロールプレス
装置は、第1発明及び第2発明のいずれにおいても、一
対の加熱加圧ロールに特徴があり、他の部分の構成につ
いては、基本的に一対の加熱加圧ロールを用いた通常の
触媒層転写用ロールプレス装置と同一の構成にして実現
することができる。
That is, the catalyst layer transfer roll pressing device of the present invention is characterized by a pair of heating and pressing rolls in both the first invention and the second invention, and the other parts are basically the same in structure. It can be realized with the same structure as a normal roll pressing device for transferring a catalyst layer using a pair of heating and pressing rolls.

【0046】(2)そこで次に第1発明の触媒層転写用
ロールプレス装置に用いることができる一対の加熱加圧
ロールの形態について説明する。
(2) Next, the form of a pair of heating and pressing rolls that can be used in the catalyst layer transfer roll pressing device of the first invention will be described.

【0047】第1発明の触媒層転写用ロールプレス装置
に用いる一対の加熱加圧ロールは、一対の加熱加圧ロー
ルの少なくとも一方は、ロール状の本体部と、この本体
部の外周面に形成された凸状の転写部とを有する転写部
付き加熱加圧ロールであって、この転写部付き加熱加圧
ロールは、転写部に作用する押圧力により該転写部が弾
性的に変位することによって該転写部に局所的に過大な
押圧力が作用することを防止する防止手段とを有してい
る。
In the pair of heating / pressurizing rolls used in the roll pressing apparatus for transferring the catalyst layer of the first invention, at least one of the pair of heating / pressurizing rolls is formed on the roll-shaped main body and the outer peripheral surface of the main body. A heating / pressurizing roll with a transfer part having a raised transfer part, wherein the heating / pressurizing roll with the transfer part is elastically displaced by the pressing force acting on the transfer part. It has a prevention means for preventing an excessive pressing force from acting locally on the transfer portion.

【0048】なおこの一対の加熱加圧ロールについて、
一方を転写部付き加熱加圧ロールとし、他方を他方を凸
状の転写部を有しない通常の加熱加圧ロールを用いた形
態とすることができる。また一方を転写部付き加熱加圧
ロールとし、他方をロール状の本体部とこの本体部の外
周面に覆うゴム被覆部とを有する加熱加圧ロールとする
ことができる。更に、いずれも転写部付き加熱加圧ロー
ルとすることもできる。この場合には、一対の加熱加圧
ロールの各転写部は、一対の加熱加圧ロールで挟圧され
る電解質膜を対称面として面対称となるように構成する
ことができる。
Regarding this pair of heating and pressing rolls,
One of them may be a heating / pressurizing roll with a transfer portion, and the other may be a normal heating / pressurizing roll having no convex transfer portion. Further, one may be a heating / pressurizing roll having a transfer portion, and the other may be a heating / pressurizing roll having a roll-shaped main body and a rubber coating portion covering the outer peripheral surface of the main body. Further, any of them may be a heating / pressurizing roll with a transfer portion. In this case, the transfer portions of the pair of heating / pressurizing rolls can be configured so as to be plane-symmetrical with the electrolyte membrane sandwiched by the pair of heating / pressurizing rolls as a plane of symmetry.

【0049】転写部の表面を弾性的に変形させること
で転写部を変位させて転写部に局所的に過大な押圧力が
作用することを防止する防止手段として、転写部付き加
熱加圧ロールの凸状の転写部を本体部の外周面に形成さ
れた凸状の基盤とこの基盤の表面を被覆する弾性体から
なる表面層とを有するようにした場合における表面層と
して被覆された弾性体を挙げることができる。
As a means for preventing the transfer portion from being displaced locally by elastically deforming the surface of the transfer portion and preventing an excessive pressing force from acting locally on the transfer portion, a heating / pressurizing roll with a transfer portion is used. The elastic body covered as the surface layer in the case where the convex transfer portion has a convex base formed on the outer peripheral surface of the main body and a surface layer made of an elastic body covering the surface of the base, Can be mentioned.

【0050】この場合弾性体として、ゴム、高弾性の合
成樹脂、熱可塑性エラストマー等を用いることができ
る。
In this case, as the elastic body, rubber, highly elastic synthetic resin, thermoplastic elastomer or the like can be used.

【0051】例えばゴムとしては、ニトリルゴム(NB
R)、アクリルゴム(ACM)、フロロシリコーンゴム
(FVMQ)、フッ素ゴム(FKM)などを用いること
ができる。また高弾性の合成樹脂としては、ポリアミド
樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フェノー
ル樹脂、セルロース樹脂、ポリイミド樹脂、ポリビニル
アルコール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン
樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリウレタン樹
脂、ポリブタジエン樹脂等の弾性の大きいものを用いる
ことができる。更に各種熱可塑性エラストマーを用いる
ことができる。この場合急激な圧力上昇を防止するとい
う観点から、ゴムを用いることが好ましい。
For example, as rubber, nitrile rubber (NB
R), acrylic rubber (ACM), fluorosilicone rubber (FVMQ), fluororubber (FKM) and the like can be used. Further, as the highly elastic synthetic resin, polyamide resin, polyacrylic resin, polyester resin, phenol resin, cellulose resin, polyimide resin, polyvinyl alcohol resin, polyvinyl chloride resin, polypropylene resin, polybenzimidazole resin, polyurethane resin, polybutadiene resin It is possible to use a material having high elasticity such as. Further, various thermoplastic elastomers can be used. In this case, it is preferable to use rubber from the viewpoint of preventing a rapid pressure increase.

【0052】この場合に弾性体からなる表面層の厚さ
は、使用する弾性体の種類によって適切な厚さに設定す
ることができるが、概ね0.1〜10mmとすることが
でき、好ましくは0.5〜5mmとすることができる。
In this case, the thickness of the surface layer made of an elastic body can be set to an appropriate thickness depending on the type of the elastic body used, but it can be set to about 0.1 to 10 mm, preferably. It can be 0.5 to 5 mm.

【0053】ここで一方が凸状の転写部100aの表面
層100aaとして転写部100aの凸状の基盤100
abの表面に被覆された弾性体を有する転写部付き加熱
加圧ロール90であり、他方が通常の加熱加圧ロール1
01である一対の加熱加圧ロールを図6に示す。なお以
下図6、図7、図8、図9及び図10における符号につ
いては、同種の部材については、同一の符号を用いた。
Here, the convex base 100 of the transfer part 100a is used as the surface layer 100aa of the transfer part 100a of which one side is convex.
A heating / pressurizing roll 90 with a transfer portion having an elastic body coated on the surface of ab, and the other is a normal heating / pressurizing roll 1
A pair of heating and pressing rolls of No. 01 is shown in FIG. In addition, about the code | symbol in FIG. 6, FIG. 7, FIG. 8, FIG. 9 and FIG. 10 below, the same code | symbol was used about the member of the same kind.

【0054】この転写部付き加熱加圧ロール100の転
写部100aを凸状の基盤100abとこの基盤100
abの表面を被覆する弾性体からなる表面層100aa
とで構成する形態においては、ロール状の本体部100
bとその表面に形成される凸状の基盤100abとを形
成し、この基盤100abの表面に弾性体を被覆して表
面層100aaを形成することで転写部付き加熱加圧ロ
ール100を作製することができる。
The transfer portion 100a of the heating / pressurizing roll 100 with the transfer portion is provided with a convex base 100ab and the base 100a.
Surface layer 100aa made of an elastic material that covers the surface of ab
In the configuration configured by and, the roll-shaped main body 100
b and a convex base 100ab formed on the surface thereof are formed, and the surface of the base 100ab is coated with an elastic body to form a surface layer 100aa, thereby producing the heating / pressurizing roll 100 with a transfer portion. You can

【0055】この場合ロール状の本体部と凸状の基盤と
は通常の加熱加圧ロールを彫刻することで一体的に成形
することができる。このようにロール状の本体部と凸状
の基盤とを一体的に成形する場合には、例えばJIS規
格G4051 S45C(以下「S45C」と略す)の
炭素鋼にHCrメッキを施したものを材料としてを用い
ることができる。
In this case, the roll-shaped main body and the convex base can be integrally formed by engraving a normal heating and pressing roll. When the roll-shaped main body and the convex base are integrally formed in this way, for example, a carbon steel of JIS standard G4051 S45C (hereinafter abbreviated as "S45C") plated with HCr is used as a material. Can be used.

【0056】また予め凸状の基盤となるようなプレート
を用意してそのプレートの表面に弾性体を被覆して表面
層を形成してから、この表面層を形成したプレートをロ
ール状の本体部に接着することもできる。この場合には
本体部を上述のS45Cの炭素鋼にHCrメッキを施し
たものを材料として用い、凸状の基盤となるプレートも
同様にS45Cの炭素鋼にHCrメッキを施したものを
材料として用い、ロール状の本体部と向かい合う面を本
体部の形状と対応させた形状にして作製することができ
る。
Further, a plate serving as a convex base is prepared in advance, the surface of the plate is covered with an elastic body to form a surface layer, and then the plate on which the surface layer is formed is rolled into a roll-shaped main body portion. It can also be glued to. In this case, the body is made of S45C carbon steel plated with HCr, and the convex base plate is also made of S45C carbon steel plated with HCr. The surface facing the roll-shaped main body can be formed in a shape corresponding to the shape of the main body.

【0057】転写部自体を弾性的に変位させることに
よって、転写部に局所的に過大な押圧力が作用すること
を防止する防止手段として、ロール状の本体部と凸状の
転写部との間に介在された弾性体、ばね、エアシリンダ
等を挙げることができる。
By elastically displacing the transfer portion itself, as a preventive means for preventing an excessively large pressing force from being locally applied to the transfer portion, the transfer portion between the roll-shaped main body portion and the convex-shaped transfer portion is used. An elastic body, a spring, an air cylinder, and the like interposed in the above can be cited.

【0058】ここでロール状の本体部100bと凸状の
転写部100aとこれらの間に介在された弾性体100
cとを有する転写部付き加熱加圧ロール100を図7に
示す。図7に示した加熱加圧ロール100は、本体部1
00bと転写部100aとの間に介在された弾性体10
0cが本体部100bの外周面全域に亘って被覆し、こ
の本体部100bの外周面を全域に亘って被覆した弾性
体100cの表面に凸状の転写部100aが形成される
という構成で作製されている。この場合転写部100a
と本体部100bとの間に弾性体100cが介在してい
るので、転写部100aは、ロール状の本体部100b
の外周面に適合した形状を有する凸状のプレートによっ
て構成することができる。この場合には、ロール状の本
体部100bの外周面を被覆した弾性体100cの表面
に凸状のプレートを接着して凸状の転写部100aを形
成することができる。
Here, the roll-shaped main body portion 100b, the convex-shaped transfer portion 100a, and the elastic body 100 interposed therebetween are provided.
FIG. 7 shows a heating / pressurizing roll 100 with a transfer portion having c. The heating / pressurizing roll 100 shown in FIG.
Elastic body 10 interposed between 00b and transfer section 100a
0c covers the entire outer peripheral surface of the main body 100b, and a convex transfer portion 100a is formed on the surface of the elastic body 100c which covers the entire outer peripheral surface of the main body 100b. ing. In this case, the transfer part 100a
Since the elastic body 100c is interposed between the main body portion 100b and the main body portion 100b, the transfer portion 100a has a roll-shaped main body portion 100b.
It can be constituted by a convex plate having a shape adapted to the outer peripheral surface of the. In this case, a convex transfer plate 100a can be formed by bonding a convex plate to the surface of the elastic body 100c that covers the outer peripheral surface of the roll-shaped main body 100b.

【0059】ここで用いる弾性体としては、先に述べた
転写部の表面層として用いられた弾性体と同様に、ゴ
ム、高弾性の合成樹脂、熱可塑性エラストマー等を用い
ることができる。
As the elastic body used here, rubber, highly elastic synthetic resin, thermoplastic elastomer and the like can be used, as in the elastic body used as the surface layer of the transfer portion described above.

【0060】即ち例えばゴムとしてはニトリルゴム(N
BR)、アクリルゴム(ACM)、フロロシリコーンゴ
ム(FVMQ)、フッ素ゴム(FKM)などを用いるこ
とができる。また高弾性の合成樹脂としては、ポリアミ
ド樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フェノ
ール樹脂、セルロース樹脂、ポリイミド樹脂、ポリビニ
ルアルコール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリプロピレ
ン樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリウレタン樹
脂、ポリブタジエン樹脂等の弾性の大きいものを用いる
ことができる。更に各種熱可塑性エラストマーを用いる
ことができる。なお急激な圧力上昇の観点から、ゴムを
用いることが好ましい。
That is, for example, as the rubber, nitrile rubber (N
BR), acrylic rubber (ACM), fluorosilicone rubber (FVMQ), fluororubber (FKM) and the like can be used. Further, as the highly elastic synthetic resin, polyamide resin, polyacrylic resin, polyester resin, phenol resin, cellulose resin, polyimide resin, polyvinyl alcohol resin, polyvinyl chloride resin, polypropylene resin, polybenzimidazole resin, polyurethane resin, polybutadiene resin It is possible to use a material having high elasticity such as. Further, various thermoplastic elastomers can be used. It is preferable to use rubber from the viewpoint of a rapid pressure increase.

【0061】この場合においてロール状の本体部の外周
面を被覆した弾性体の厚さは、使用する弾性体の種類に
応じて、適切に設定することができるが、概ね0.5〜
20mmとすることができ、好ましくは2〜5mmとす
ることができる。
In this case, the thickness of the elastic body covering the outer peripheral surface of the roll-shaped main body can be appropriately set according to the type of elastic body used, but is generally 0.5 to
It can be set to 20 mm, preferably 2 to 5 mm.

【0062】弾性体を本体部と転写部との間に介在させ
る転写部付き加熱加圧ロールは、図7で示した形態の他
に、転写部と本体部との間にだけ弾性体を介在させると
いう形態とすることもできる。即ち特に本体部の外周面
を全域に亘って弾性体を被覆しなくても、転写部に対応
する本体部の外周面に弾性体を被覆する形態とすること
ができる。
The heating / pressurizing roll with a transfer portion for interposing the elastic body between the main body portion and the transfer portion has an elastic body only between the transfer portion and the main body portion in addition to the configuration shown in FIG. It can also be in the form of allowing. That is, even if the elastic body is not covered over the entire outer peripheral surface of the main body, the outer peripheral surface of the main body corresponding to the transfer portion can be covered with the elastic body.

【0063】またロール状の本体部100bと凸状の転
写部100aとこれらの間に介在されたばね100dと
を有する加熱加圧ロールを図8に示す。この図8に示し
た加熱加圧ロールにおいては、本体部100bと転写部
100aとの間に空隙を設けておき、この本体部100
bと転写部100aとの間に介在されたばね100dに
よって転写部100a自体が半径方向に弾性的に変位す
ることができるように構成されている。即ち本体部10
0bと転写部100aとの間の介在するばね100dが
圧縮する場合に転写部100aもばね100dの圧縮に
よって転写部付き加熱加圧ロール100の半径方向を中
心に向かって変位するように設定されている。
FIG. 8 shows a heating / pressurizing roll having a roll-shaped main body portion 100b, a convex-shaped transfer portion 100a, and a spring 100d interposed therebetween. In the heating / pressurizing roll shown in FIG. 8, a gap is provided between the main body 100b and the transfer portion 100a.
The transfer portion 100a itself is elastically displaceable in the radial direction by a spring 100d interposed between b and the transfer portion 100a. That is, the main body 10
When the intervening spring 100d between 0b and the transfer portion 100a is compressed, the transfer portion 100a is also set to be displaced by the compression of the spring 100d toward the radial direction of the heating / pressurizing roll 100 with the transfer portion. There is.

【0064】ばねとしては、コイルばね、板ばね、皿ば
ね等のばねを用いることができる。この場合コイルばね
を用いることが好ましい。コイルばねは、組み付け性、
ストロークに優れ、荷重コントロールを容易に行うこと
ができる。
As the spring, a spring such as a coil spring, a leaf spring or a disc spring can be used. In this case, it is preferable to use a coil spring. The coil spring is easy to assemble,
The stroke is excellent and the load can be easily controlled.

【0065】この場合転写部は、本体部との間において
ばねを介在させた状態において、ロール状の本体部の外
周面に適合した形状を有する凸状のプレートを用いて構
成することができる。従ってこの場合において、転写部
と本体部との間にばねが介在した状態で、転写部と本体
部との結合が行われることになる。このようにばねを用
いる場合には、加熱下でばね特性が変化しないようにす
ることが好ましい。
In this case, the transfer portion can be constructed by using a convex plate having a shape adapted to the outer peripheral surface of the roll-shaped main body portion with a spring interposed between the transfer portion and the main body portion. Therefore, in this case, the transfer section and the main body section are coupled with each other with the spring interposed between the transfer section and the main body section. When the spring is used as described above, it is preferable that the spring characteristics do not change under heating.

【0066】なおこの図8で示された転写部付き加熱加
圧ロールにおいて、ばねの部分はエアシリンダとするこ
とも可能である。エアシリンダとして場合も本体部と転
写部とに間に空隙を設けておき、この本体部と転写部と
の間に介在されたエアシリンダによって転写部自体が転
写部付き加熱加圧ロールの半径方向に弾性的に変位する
ことができるように構成されている。即ち本体部と転写
部との間の介在するエアシリンダが圧縮する場合に転写
部もこの圧縮によって転写部付き加熱加圧ロールの半径
方向を中心に向かって変位するように設定されている。
In the heating / pressurizing roll with a transfer portion shown in FIG. 8, the spring portion may be an air cylinder. Even in the case of an air cylinder, a gap is provided between the main body and the transfer unit, and the transfer unit itself is arranged in the radial direction of the heating / pressurizing roll with the transfer unit by the air cylinder interposed between the main unit and the transfer unit. It is configured so that it can be elastically displaced. That is, when the air cylinder interposed between the main body portion and the transfer portion is compressed, the transfer portion is also set to be displaced by the compression around the radial direction of the heating and pressing roll with the transfer portion.

【0067】この場合も転写部は、本体部との間でエア
シリンダを介在させた状態でロール状の本体部の外周面
に適合した形状を有する凸状のプレートを用いて構成す
ることができる。この場合において、転写部と本体部と
の結合は、エアシリンダが介在して行われることにな
る。
In this case as well, the transfer portion can be constructed by using a convex plate having a shape adapted to the outer peripheral surface of the roll-shaped main body portion with the air cylinder interposed between the transfer portion and the main body portion. . In this case, the transfer portion and the main body portion are coupled with each other through the air cylinder.

【0068】なおこの場合の転写部付き加熱加圧ロール
の本体部は通常の加熱加圧ロールを構成するのに用いる
ことができる材料を用いて構成することができる。例え
ばS45Cの炭素鋼にHCrメッキを施したものを用い
ることができる。また凸状の転写部に用いられる凸状の
プレートについてもS45Cの炭素鋼にHCrメッキを
施したものを用いることができる。
In this case, the main body of the heating / pressurizing roll with the transfer portion can be made of a material that can be used for forming a normal heating / pressurizing roll. For example, carbon steel of S45C plated with HCr can be used. Further, as the convex plate used for the convex transfer portion, it is possible to use the carbon steel of S45C plated with HCr.

【0069】これらの場合凸状のプレートを用いた転写
部と本体部とは、以下のように結合させることができ
る。図9に凸状の転写部100aとロール状の本体部1
00bとの間にばね100dを介在させた転写部付き加
熱加圧ロール100を軸方向で切断したときの一部断面
図を示す。この転写部付き加熱加圧ロール100の転写
部100aの両側の端面には、転写部付き加熱加圧ロー
ル100の軸方向に延びる挿入用ピン100fが取り付
けられている。そして本体部100bの両側の端面には
それぞれ円盤状板体100gがボルト100iによって
固定されている。そしてこの円盤状板体100gには挿
入孔100hが設けられ、挿入用ピン100fが挿入さ
れるようになっている。この挿入孔100hは、転写部
付き加熱加圧ロール100の半径方向に一定の長さを有
しており、挿入用ピン100fはその挿入孔100hの
半径方向の長さの範囲内で転写部付き加熱加圧ロール1
00の半径方向に移動できるようになっている。そして
挿入用ピン100fは、転写部付き加熱加圧ロールの周
方向については固定されている。
In these cases, the transfer section using the convex plate and the main body section can be combined as follows. FIG. 9 shows a convex transfer portion 100a and a roll-shaped main body portion 1.
00b shows a partial cross-sectional view of the heating / pressurizing roll 100 with a transfer part, in which a spring 100d is interposed between the same and 00b, when cut in the axial direction. Insertion pins 100f extending in the axial direction of the transfer-applied heating and pressing roll 100 are attached to the end faces on both sides of the transfer unit 100a of the transfer-applied heating and pressing roll 100. Disc-shaped plate bodies 100g are fixed to the end surfaces on both sides of the main body portion 100b by bolts 100i. The disc-shaped plate body 100g is provided with an insertion hole 100h so that the insertion pin 100f can be inserted therein. The insertion hole 100h has a fixed length in the radial direction of the heating / pressurizing roll 100 with the transfer portion, and the insertion pin 100f has the transfer portion within the range of the radial length of the insertion hole 100h. Heat and pressure roll 1
It is possible to move in the radial direction of 00. The insertion pin 100f is fixed in the circumferential direction of the heating / pressurizing roll with a transfer portion.

【0070】このように転写部100aの端面に取り付
けられた挿入用ピン100fが本体部100bに取り付
けられた円盤状板体100gの挿入孔100hに挿入さ
れることで、転写部100aを半径方向に移動可能な状
態で本体部100bと結合することができる。凸状の転
写部100aが押圧されると、この挿入用ピン100f
が半径方向に移動できる範囲内で転写部100aが半径
方向に変位することができる。
As described above, the insertion pin 100f attached to the end surface of the transfer portion 100a is inserted into the insertion hole 100h of the disk-shaped plate body 100g attached to the main body portion 100b, whereby the transfer portion 100a is radially moved. It can be movably connected to the main body 100b. When the convex transfer portion 100a is pressed, this insertion pin 100f
The transfer portion 100a can be displaced in the radial direction within a range in which the transfer can be performed in the radial direction.

【0071】なおここでは、ばね100dを介在させた
場合を例にして説明したが、ばねでなくても、エアシリ
ンダを介在させた場合でもこのように結合することがで
きる。更にはゴム等の弾性体を介在させた場合でもこの
ように結合することが可能である。
Here, the case where the spring 100d is interposed has been described as an example, but the connection can be made in this manner even if an air cylinder is interposed instead of the spring. Further, even when an elastic body such as rubber is interposed, the connection can be made in this way.

【0072】このように一対の加熱加圧ロールの一方の
加熱加圧ロールを本体部と転写部とこれらの間に介在さ
れた弾性体、ばね又はエアシリンダとを有する形態とし
た場合においては、転写部の端部をテーパー面又はR形
状とすることが好ましい。転写部の端部をテーパー面と
した場合には転写部の溝区画面と転写部の転写面即ち表
面との角度を転写面と溝区画面との角度は100〜15
0度とすることが好ましい。
In the case where one of the pair of heating / pressurizing rolls has the main body portion, the transfer portion, and the elastic body, the spring or the air cylinder interposed between them, as described above, It is preferable that the end portion of the transfer portion has a tapered surface or an R shape. When the end portion of the transfer portion is a tapered surface, the angle between the groove section screen of the transfer section and the transfer surface of the transfer section, that is, the surface is the angle between the transfer surface and the groove section screen is 100 to 15.
It is preferably 0 degree.

【0073】また転写部の端部をR形状とした場合には
R形状の半径は概ね0.2〜1mmとすることが好まし
い。
When the end portion of the transfer portion has an R shape, the radius of the R shape is preferably approximately 0.2 to 1 mm.

【0074】また一対の加熱加圧ロールの一方の転写部
付き加熱加圧ロールを本体部と転写部とこれらの間に介
在された弾性体、ばね又はエアシリンダとを有する形態
とした場合には、他方の加熱加圧ロールは、図10に示
すように、ロール状の本体部102aとこの本体部の外
周面に被覆された弾性体からなる被覆部102bとを有
する弾性体被覆部付き加熱加圧ロール102とすること
が好ましい。この場合弾性体からなる被覆部102bの
厚さは、弾性体の種類に応じて適切な厚さとすることが
できるが、概ね0.5〜20mmとすることができ、好
ましくは2〜5mmとすることができる。
When one of the pair of heating / pressurizing rolls is provided with the transfer part, the heating / pressurizing roll has a main body part, a transfer part, and an elastic body, a spring or an air cylinder interposed therebetween. The other heating / pressurizing roll is, as shown in FIG. 10, a heating member with an elastic body covering portion having a roll-shaped main body portion 102a and a covering portion 102b made of an elastic body and covering the outer peripheral surface of the main body portion. The pressure roll 102 is preferable. In this case, the thickness of the covering portion 102b made of an elastic body can be set to an appropriate thickness depending on the type of the elastic body, but can be about 0.5 to 20 mm, preferably 2 to 5 mm. be able to.

【0075】このように相手方の加熱加圧ロールの外周
面を弾性体とすることで、転写の際に加熱加圧ロールの
転写部の面精度のばらつきを吸収して、電解質膜及びそ
の両側に位置する表面に触媒層を担持した触媒担持基材
に均一に圧力を付与することができる。その結果、転写
不良を防止することができる。
In this way, by making the outer peripheral surface of the other heating / pressurizing roll an elastic body, variations in surface accuracy of the transfer portion of the heating / pressurizing roll are absorbed at the time of transfer, so that the electrolyte membrane and both sides thereof are It is possible to uniformly apply pressure to the catalyst-supporting base material having the catalyst layer supported on the surface on which it is located. As a result, transfer failure can be prevented.

【0076】この場合においても、弾性体は、先に述べ
た転写部に表面に被覆する弾性体と同様のものを用いる
ことができる。即ちゴム、高弾性の合成樹脂、熱可塑性
エラストマー等を用いることができる。ゴムとしては、
例えばニトリルゴム(NBR)、アクリルゴム(AC
M)、フロロシリコーンゴム(FVMQ)、フッ素ゴム
(FKM)などを用いることができる。また高弾性の合
成樹脂としては、ポリアミド樹脂、ポリアクリル樹脂、
ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、セルロース樹脂、
ポリイミド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリ塩化
ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリベンゾイミダゾ
ール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリブタジエン樹脂等の
弾性の大きいものを用いることができる。更に熱可塑性
エラストマーとしては、各種熱可塑性エラストマーを用
いることができる。なお急激な圧力上昇を防止するとい
う観点から、ゴムを用いることが好ましい。
Also in this case, as the elastic body, the same elastic body as the above-mentioned elastic body for covering the surface of the transfer portion can be used. That is, rubber, highly elastic synthetic resin, thermoplastic elastomer or the like can be used. As rubber,
For example, nitrile rubber (NBR), acrylic rubber (AC
M), fluorosilicone rubber (FVMQ), fluororubber (FKM) and the like can be used. Further, as the highly elastic synthetic resin, polyamide resin, polyacrylic resin,
Polyester resin, phenol resin, cellulose resin,
Polyimide resin, polyvinyl alcohol resin, polyvinyl chloride resin, polypropylene resin, polybenzimidazole resin, polyurethane resin, polybutadiene resin or the like having a large elasticity can be used. Further, as the thermoplastic elastomer, various thermoplastic elastomers can be used. It is preferable to use rubber from the viewpoint of preventing a rapid pressure increase.

【0077】なお加熱加圧ロールの直径は特に限定はな
く、加熱加圧ロールを加熱する加熱装置、更に一対の加
熱加圧ロールの間に圧力を作用させるエアシリンダ等の
圧力装置、加熱加圧ロールを回転させるモータ等の駆動
手段等の能力を考慮して適切な大きさに設定することが
できる。
The diameter of the heating / pressurizing roll is not particularly limited, and a heating device for heating the heating / pressurizing roll, a pressure device such as an air cylinder for exerting a pressure between the pair of heating / pressurizing rolls, heating / pressurizing The size can be set to an appropriate size in consideration of the ability of a driving unit such as a motor for rotating the roll.

【0078】転写部付き加熱加圧ロールについては特に
限定はなく、適切な大きさに設定することができるが、
ロール状の本体部の直径はφ200〜300mm程度に
設定し、転写部を含めた場合の直径はφ300〜500
mm程度に設定することが好ましい。
The heating / pressurizing roll with a transfer portion is not particularly limited and can be set to an appropriate size.
The diameter of the roll-shaped main body is set to about 200 to 300 mm, and the diameter including the transfer portion is 300 to 500 mm.
It is preferably set to about mm.

【0079】(3)更に第2発明の触媒層転写用ロール
プレス装置に用いることができる一対の加熱加圧ロール
の形態について、図面を参照しつつ説明する。
(3) The form of a pair of heating and pressing rolls that can be used in the roll pressing device for transferring the catalyst layer of the second invention will be described with reference to the drawings.

【0080】第2発明の触媒層転写用ロールプレス装置
に用いる一対の加熱加圧ロールは、共にロール状の本体
部とこの本体部の外周面に形成された凸状の転写部とを
有し、一方の加熱加圧ロールの転写部と他方の加熱加圧
ロールの転写部とは、一対の加熱加圧ロールで挟圧され
る電解質膜を対称面として面対称であることを特徴とす
る。
The pair of heating / pressurizing rolls used in the roll pressing device for transferring the catalyst layer of the second invention each have a roll-shaped main body and a convex transfer portion formed on the outer peripheral surface of the main body. The transfer part of one heating and pressing roll and the transfer part of the other heating and pressing roll are plane-symmetric with respect to the electrolyte membrane sandwiched between the pair of heating and pressing rolls as a plane of symmetry.

【0081】ここでこの一対の加熱加圧ロール110、
111を図11に示す。この一対の加熱加圧ロール11
0、111は、ロール状の本体部110b、111bと
この本体部110b、111bの外周面に形成された凸
状の転写部110a、111aを有し、一方の加熱加圧
ロール110の転写部110aと他方の加熱加圧ロール
111の転写部111aは一対の加熱加圧ロール11
0、111で挟圧される電解質膜(図示しない)を対称
面として面対称であるので、一対の加熱加圧ロール11
0、111の凹状部分110e、111eにおいては、
挟圧される電解質膜に押圧力は働かない。
Here, the pair of heating / pressurizing rolls 110,
111 is shown in FIG. This pair of heating and pressing rolls 11
Reference numerals 0 and 111 include roll-shaped main body portions 110b and 111b and convex-shaped transfer portions 110a and 111a formed on the outer peripheral surfaces of the main body portions 110b and 111b. The transfer portion 111a of the other heating / pressurizing roll 111 is a pair of heating / pressurizing rolls 11
Since the electrolyte membrane (not shown) sandwiched between 0 and 111 is plane-symmetrical, the pair of heating and pressing rolls 11
In the concave portions 110e and 111e of 0 and 111,
No pressing force works on the sandwiched electrolyte membrane.

【0082】この第2発明の触媒層転写用ロールプレス
装置に用いる加熱加圧ロールは、例えばS45Cの炭素
鋼にHCrメッキを施したものからなる加熱加圧ロール
を用いて、転写したい触媒層の形状にあわせて外周面の
表面を彫刻して、転写部を形成することで、ロール状の
本体部と凸状の転写部とを一体的に成形することができ
る。
The heating / pressurizing roll used in the roll pressing device for transferring the catalyst layer of the second invention is, for example, a heating / pressurizing roll made of S45C carbon steel plated with HCr. By engraving the outer peripheral surface according to the shape and forming the transfer portion, the roll-shaped main body portion and the convex transfer portion can be integrally formed.

【0083】なお加熱加圧ロールの直径は特に限定はな
く、加熱加圧ロールを加熱する加熱装置、更に一対の加
熱加圧ロールの間に圧力を作用させるエアシリンダ等の
圧力装置、加熱加圧ロールを回転させるモータ等の駆動
手段等の能力を考慮して適切な大きさに設定することが
できる。概ね加熱加圧ロールの直径はφ300〜500
mm程度に設定することが好ましい。
The diameter of the heating / pressurizing roll is not particularly limited, and a heating device for heating the heating / pressurizing roll, a pressure device such as an air cylinder for exerting a pressure between the pair of heating / pressurizing rolls, heating / pressurizing The size can be set to an appropriate size in consideration of the ability of a driving unit such as a motor for rotating the roll. Generally, the diameter of the heating and pressing roll is φ300 to 500
It is preferably set to about mm.

【0084】なおこの場合において、転写部の端部をテ
ーパー面又はR形状とすることが好ましい。転写部の端
部をテーパー面とした場合には転写部の溝区画面と転写
部の転写面即ち表面との角度を転写面と溝区画面との角
度は100〜150度とすることが好ましい。
In this case, it is preferable that the end portion of the transfer portion has a tapered surface or an R shape. When the end portion of the transfer portion has a tapered surface, the angle between the groove section screen of the transfer section and the transfer surface of the transfer section, that is, the surface, is preferably 100 to 150 degrees between the transfer surface and the groove section screen. .

【0085】また転写部の端部をR形状とした場合には
R形状の半径は概ね0.1〜1mmとすることが好まし
い。
When the end portion of the transfer portion has an R shape, the radius of the R shape is preferably about 0.1 to 1 mm.

【0086】(4)実施例 ここで一方の加熱加圧ロールをロール状の本体部と転写
部と本体部と転写部との間に介在されたばねとを有する
加熱加圧ロールとし、他方の加熱加圧ロールをロール状
の本体部とこの本体部の外周面に被覆されたゴムからな
る被覆部とを有する加熱加圧ロールとした一対の加熱加
圧ロールを用いた触媒層転写用ロールプレス装置を用い
て、電解質膜に触媒層を転写した実施例を説明する。
(4) Example Here, one heating / pressurizing roll is a heating / pressurizing roll having a roll-shaped main body part, a transfer part, and a spring interposed between the main body part and the transfer part, and the other heating / pressurizing roll is heated. A roll pressing device for a catalyst layer transfer using a pair of heating and pressing rolls, which is a heating and pressing roll having a roll-shaped main body and a coating portion made of rubber coated on the outer peripheral surface of the main body. An example in which the catalyst layer is transferred to the electrolyte membrane will be described using.

【0087】触媒層の電解質膜への転写は、通常の場合
と同様に、電解質膜を中心に配置して、その両側にアノ
ード触媒層を表面に形成したシート及びカソード触媒層
を表面に形成したシートを積層して、触媒層を担持した
2つのシートとその間の電解質膜とを合わせて一対の加
熱加圧ロールで挟んで加熱加圧した。
In the transfer of the catalyst layer to the electrolyte membrane, as in the usual case, the electrolyte membrane was arranged at the center, and a sheet having the anode catalyst layer formed on the both sides and a cathode catalyst layer were formed on the surface. The sheets were stacked, and the two sheets carrying the catalyst layer and the electrolyte membrane between them were put together and sandwiched by a pair of heating and pressing rolls, and heated and pressed.

【0088】この実施例では、一対の加熱加圧ロール間
に作用させる圧力はエアシリンダを用いて制御し、転写
面圧が3MPaとなるようにした。更に転写部と本体部
との間に介在するばねの荷重が最大で、4MPaを超え
ないように設定した。一対の加熱加圧ロールの温度は、
棒ヒータを用いて120℃に設定した。
In this embodiment, the pressure applied between the pair of heating / pressurizing rolls is controlled by using an air cylinder so that the transfer surface pressure becomes 3 MPa. Further, the maximum load of the spring interposed between the transfer portion and the main body portion was set so as not to exceed 4 MPa. The temperature of the pair of heating and pressing rolls is
The temperature was set to 120 ° C using a bar heater.

【0089】また加熱加圧ロールの送り速度は、駆動モ
ータを用いて1m/分とした。
The feeding speed of the heating / pressurizing roll was set to 1 m / min using a drive motor.

【0090】このような条件で、アノード及びカソード
触媒層を電解質膜に転写するときの面圧挙動をロードセ
ルで計測した。なおこのとき感圧紙を用いて面当たりを
確認しながら計測した。
Under these conditions, the contact pressure behavior when transferring the anode and cathode catalyst layers to the electrolyte membrane was measured by a load cell. At this time, the pressure-sensitive paper was used to measure the surface contact.

【0091】また比較例として、ばね等の防止手段を備
えていない通常の転写部付き加熱加圧ロールとロール状
の本体部とこの本体部の外周面に被覆されたゴムからな
る被覆部とを有する加熱加圧ロールとした一対の加熱加
圧ロールを備えた触媒層転写用ロールプレス装置を用い
て電解質膜に触媒層を転写した。この比較例では「ばね
の荷重が最大で、4MPaを超えないように設定した」
という条件を除いて、同一の条件で行った。
As a comparative example, an ordinary heating / pressurizing roll with a transfer portion, which is not provided with a preventing means such as a spring, a roll-shaped main body portion, and a rubber covered portion which covers the outer peripheral surface of the main body portion. The catalyst layer was transferred to the electrolyte membrane by using a catalyst layer transfer roll pressing device provided with a pair of heat and pressure rolls. In this comparative example, "the spring load is set so as to be maximum and not exceed 4 MPa."
The conditions were the same except that

【0092】比較例では転写面圧が1MPaから5MP
aの間を推移して、従って転写面圧のばらつきが概ね±
2MPa程度と大きく、特に転写部の端部辺りでばらつ
きが顕著であった。
In the comparative example, the transfer surface pressure is from 1 MPa to 5 MP.
Therefore, the variation of the transfer surface pressure is approximately ±
It was as large as about 2 MPa, and in particular, the variation was remarkable around the edges of the transfer portion.

【0093】これに対して実施例では転写面圧が3MP
aと4MPaの間を推移し、従って転写面圧のばらつき
が±0.5MPa程度と小さく押えることができた。そ
の結果電解質膜との転写不良、密着性不良、過大面圧に
よる電解質膜のダメージが抑制され、良好な触媒層−電
解質膜接合体の製作が可能となった。
On the other hand, in the embodiment, the transfer surface pressure is 3MP.
It was possible to keep the variation between a and 4 MPa, so that the variation of the transfer surface pressure could be suppressed to about ± 0.5 MPa. As a result, transfer failure with the electrolyte membrane, poor adhesion, and damage to the electrolyte membrane due to excessive surface pressure were suppressed, making it possible to manufacture a good catalyst layer-electrolyte membrane assembly.

【0094】(5)次に触媒層転写用ロールプレス装置
を触媒層を電解質膜に転写する転写工程に用いて、触媒
層−電解質膜接合体を作製する工程を説明する。
(5) Next, a process of producing a catalyst layer-electrolyte membrane assembly by using a roll pressing device for catalyst layer transfer in a transfer process of transferring the catalyst layer to the electrolyte membrane will be described.

【0095】触媒層−電解質膜接合体を作製する工程
の概略 この触媒層−電解質膜接合体を作製する工程の概略を模
式的に図12に示す。この工程は、触媒層転写用ロール
プレス装置を用いて触媒層−電解質膜接合体を作製する
場合の一般的な工程から成っており、本発明の触媒層転
写用ロールプレス装置は、このような一般的な工程に組
み込んで使用することができる。
Outline of Process for Producing Catalyst Layer-Electrolyte Membrane Assembly The outline of the process for producing this catalyst layer-electrolyte membrane assembly is shown in FIG. This step consists of a general step in the case of producing a catalyst layer-electrolyte membrane assembly using a catalyst layer transfer roll pressing device, and the catalyst layer transfer roll pressing device of the present invention is It can be used by incorporating it into a general process.

【0096】従ってここで示す工程で用いることができ
る触媒層転写用ロールプレス装置の一対の加熱加圧ロー
ルは、第1発明の触媒層転写用ロールプレス装置におい
て用いられる一対の加熱加圧ロールを用いることも、第
2発明の触媒層転写ロールプレス装置において用いられ
る一対の加熱加圧ロールを用いることもできる。なお図
12では触媒層転写用ロールプレス装置が有する一対の
加熱加圧ロールのみを図示し、他の構成要素、部材、例
えば、加圧装置、加熱装置、駆動手段等は図示を省略し
た。
Therefore, the pair of heating / pressurizing rolls of the catalyst layer transfer roll pressing device that can be used in the steps shown here are the same as the pair of heating / pressurizing rolls used in the catalyst layer transfer roll pressing device of the first invention. It is also possible to use a pair of heating and pressing rolls used in the catalyst layer transfer roll pressing device of the second invention. Note that, in FIG. 12, only a pair of heating / pressurizing rolls included in the catalyst layer transfer roll pressing device are illustrated, and other components and members such as a pressing device, a heating device, and a driving unit are not illustrated.

【0097】この触媒層−電解質膜接合体を作製する工
程は、触媒層転写用ロールプレス装置を用いて電解質膜
に触媒層を転写する転写工程の前工程として、触媒層担
持基材の表面に触媒層を塗工して触媒層担持基材の表面
に触媒層を形成し担持させる担持工程と触媒層担持基材
の表面に形成された触媒層を乾燥する乾燥工程とを有し
ている。また触媒層転写工程の後工程として、電解質膜
に転写された触媒層を触媒層担持基材から剥離する剥離
工程を有している。
The step of producing the catalyst layer-electrolyte membrane assembly is performed on the surface of the catalyst layer-carrying substrate as a pre-step of the transfer step of transferring the catalyst layer to the electrolyte membrane by using the catalyst layer transfer roll press machine. The method includes a supporting step of applying a catalyst layer to form a catalyst layer on the surface of the catalyst layer supporting base material and supporting the catalyst layer, and a drying step of drying the catalyst layer formed on the surface of the catalyst layer supporting base material. Further, as a step subsequent to the catalyst layer transfer step, there is a peeling step of peeling the catalyst layer transferred to the electrolyte membrane from the catalyst layer supporting base material.

【0098】担持工程 担持工程は、アノード触媒層ANを表面に担持するアノ
ード用シートAS、このアノード用シートASを巻き出
すアノード用シート巻き出しロール20、カソード触媒
層CTを表面に担持するカソード用シートCS、このカ
ソード用シートCSを巻き出すカソード用シート巻き出
しロール30、またアノード用シートASの表面にアノ
ード触媒層ANを塗工するアノード触媒層塗工装置25
及びカソード用シートCSの表面にカソード触媒層CT
を塗工するカソード触媒層塗工装置35、更にアノード
用シート巻き出しロール20からアノード触媒層塗工装
置25にアノード用シートASを送り出すアノード用シ
ート第1送り出しロール21とアノード用シート第3送
り出しロール23及びカソード用シート巻き出しロール
30からカソード触媒層塗工装置35にカソード用シー
トCSを送り出すカソード用シート第1送り出しロール
31とカソード用シート第3送り出しロール33等を用
いて実行することができる。
Carrying Step In the carrying step, the anode sheet AS carrying the anode catalyst layer AN on the surface, the anode sheet unwinding roll 20 for unwinding the anode sheet AS, and the cathode carrying the cathode catalyst layer CT on the surface are used. The sheet CS, the cathode sheet unwinding roll 30 that unwinds the cathode sheet CS, and the anode catalyst layer coating device 25 that coats the anode catalyst layer AN on the surface of the anode sheet AS.
And a cathode catalyst layer CT on the surface of the cathode sheet CS
For coating the cathode catalyst layer coating device 35, and further for feeding the anode sheet AS from the anode sheet unwinding roll 20 to the anode catalyst layer coating device 25. Anode sheet first feeding roll 21 and anode sheet third feeding It can be performed by using the cathode sheet first delivery roll 31 and the cathode sheet third delivery roll 33 that deliver the cathode sheet CS from the roll 23 and the cathode sheet unwind roll 30 to the cathode catalyst layer coating device 35. it can.

【0099】なおアノード用シートASがアノード触媒
層ANを担持する触媒層担持基材であり、カソード用シ
ートCSがカソード触媒層CTを担持する触媒層担持基
材である。これらアノード用シートAS、カソード用シ
ートCSとしては、後述する触媒混合物に接触しても溶
解したり反応したりすることがなく、また後述の乾燥工
程での温度、転写工程での温度に耐える耐熱性のある材
料からなるシートを用いることができる。例えばポリテ
トラフルオロエチレン(四フッ化樹脂)等のフッ素樹脂フ
ィルム、また ポリエチレンテレフタレート(PET)
等を用いることができる。
The anode sheet AS is a catalyst layer-supporting base material that supports the anode catalyst layer AN, and the cathode sheet CS is a catalyst layer-supporting base material that supports the cathode catalyst layer CT. The anode sheet AS and the cathode sheet CS do not dissolve or react even when they come into contact with the catalyst mixture described later, and are heat-resistant to withstand the temperature in the drying step and the transfer step described later. A sheet made of an elastic material can be used. Fluorine resin film such as polytetrafluoroethylene (tetrafluoride resin), or polyethylene terephthalate (PET)
Etc. can be used.

【0100】担持工程が実行される様子を説明する。ア
ノード用シートASとカソード用シートCSはそれぞれ
アノード用シート巻き出しロール20及びカソード用シ
ート巻き出しロール30に巻かれている。そしてこのア
ノード用シート巻き出しロール20及びカソード用シー
ト巻き出しロール30から巻き出されたアノード用シー
トAS及びカソード用シートCSは、それぞれアノード
用シート第1送り出しロール21とアノード用第3送り
出しロール23及びカソード用シート第1送り出しロー
ル31とカソード用第3送り出しロール33によってア
ノード触媒層塗工装置25及びカソード触媒層塗工装置
35に送り出される。
How the carrying process is performed will be described. The anode sheet AS and the cathode sheet CS are wound around the anode sheet unwinding roll 20 and the cathode sheet unwinding roll 30, respectively. The anode sheet AS and the cathode sheet CS unwound from the anode sheet unwinding roll 20 and the cathode sheet unwinding roll 30 are respectively the anode sheet first feeding roll 21 and the anode third feeding roll 23. Then, the cathode sheet is delivered to the anode catalyst layer coating device 25 and the cathode catalyst layer coating device 35 by the first delivery roll 31 and the third delivery roll 33 for cathode.

【0101】そしてアノード触媒層塗工装置25によっ
てアノード用シートASの表面にアノード触媒層を塗工
し、カソード触媒層塗工装置35によってカソード用シ
ートCSの表面にカソード触媒層を塗工する。このよう
にしてアノード用シートASの表面にアノード触媒層を
形成し、カソード用シートCSの表面にカソード触媒層
用触媒層を形成する。
Then, the anode catalyst layer coating device 25 coats the anode catalyst layer on the surface of the anode sheet AS, and the cathode catalyst layer coating device 35 coats the cathode catalyst layer on the surface of the cathode sheet CS. In this way, the anode catalyst layer is formed on the surface of the anode sheet AS, and the cathode catalyst layer catalyst layer is formed on the surface of the cathode sheet CS.

【0102】これらの触媒層の塗工は、触媒層塗工装置
25、35として、例えばダイコータを用いて連続的に
塗工することができる。またスプレー法によって触媒層
を形成することもできる。
The coating of these catalyst layers can be performed continuously by using, for example, a die coater as the catalyst layer coating devices 25 and 35. Further, the catalyst layer can be formed by a spray method.

【0103】また触媒層として塗工される触媒インク即
ち触媒混合物は、適切に選択することができる。この触
媒混合物はインク状であって、エタノールやイソプロピ
ルアルコール(IPA)等のアルコール、水等の溶媒
に、白金その他の白金属金属或いはそれらの合金等の触
媒金属を担持したカーボン粉末、更にフッ素系イオン交
換樹脂からなる電解質溶液等を添加し、攪拌したものを
用いることができる。また触媒層の厚み、また触媒の含
有量も適切に選択することができる。
The catalyst ink or catalyst mixture applied as the catalyst layer can be appropriately selected. This catalyst mixture is in the form of ink, carbon powder in which a catalyst metal such as platinum or other white metal metal or alloys thereof is carried in an alcohol such as ethanol or isopropyl alcohol (IPA), a solvent such as water, and a fluorine-based material. It is possible to use one obtained by adding and stirring an electrolyte solution or the like made of an ion exchange resin. Further, the thickness of the catalyst layer and the content of the catalyst can be appropriately selected.

【0104】乾燥工程 乾燥工程は、アノード触媒層ANが表面に塗工されたア
ノード用シートASを平坦に延ばす位置に設置されたア
ノード用シート第3送り出しロール23、カソード触媒
層CTが表面に塗工されたカソード用シートCSを平坦
に延ばす位置に設置されたカソード用シート第3送り出
しロール33、平坦に延ばされたアノード用シートAS
の表面に担持されたアノード触媒層ANを乾燥させる温
風乾燥機(図示しない)及び平坦に延ばされたカソード
用シートCSの表面に担持されたカソード触媒層CTを
乾燥させる温風乾燥機(図示しない)等を用いて実行す
ることができる。なお乾燥工程が行われる箇所を図12
においてHで示した。
Drying Step In the drying step, the anode sheet third delivery roll 23 and the cathode catalyst layer CT are applied to the surface so that the anode sheet AS having the anode catalyst layer AN applied to the surface is flatly extended. The cathode sheet third delivery roll 33 installed at a position where the manufactured cathode sheet CS is flatly extended, and the anode sheet AS flatly extended
A warm air dryer (not shown) for drying the anode catalyst layer AN carried on the surface of the cathode and a hot air dryer for drying the cathode catalyst layer CT carried on the surface of the flattened cathode sheet CS ( (Not shown) or the like. The location where the drying process is performed is shown in FIG.
Is indicated by H.

【0105】乾燥工程が実行される様子を説明する。ア
ノード触媒層ANを表面に塗工したアノード用シートA
S及びカソード触媒層CTを表面に塗工したカソード用
シートCSは、それぞれアノード用シート第3送り出し
ロール23及びカソード用シート第3送り出しロール3
3に向かってアノード塗工装置40及びカソード塗工装
置50から送り出される。
How the drying process is performed will be described. Anode sheet A having the surface coated with the anode catalyst layer AN
The cathode sheet CS coated with S and the cathode catalyst layer CT has an anode sheet third delivery roll 23 and a cathode sheet third delivery roll 3 respectively.
3 is sent from the anode coating device 40 and the cathode coating device 50.

【0106】そしてアノード用シートAS及びカソード
用シートCSがアノード用シート第3送り出しロール2
3及びカソード用シート第3送り出しロール33に至る
過程においてそれぞれ温風乾燥機によってアノード触媒
層AS及びカソード触媒層CSを乾燥することができ
る。
The anode sheet AS and the cathode sheet CS are the anode sheet third delivery roll 2
3 and the cathode sheet third delivery roll 33, the anode catalyst layer AS and the cathode catalyst layer CS can be dried by a warm air dryer.

【0107】ここで用いる乾燥機は温風ヒータでもスチ
ームヒータでもいずれも適切なものを用いることができ
る。
The dryer used here may be either a warm air heater or a steam heater, and any suitable dryer can be used.

【0108】ここでの温度は、触媒混合物に用いられる
溶媒の種類によって適切な温度を設定することができ
る。この場合通常溶媒としては、水またはアルコール系
のものを用いるので、概ね90〜150℃とすることが
できる。この場合、段階的に温度を高くして乾燥するこ
とが好ましい。
The temperature here can be set at an appropriate temperature depending on the type of solvent used in the catalyst mixture. In this case, since a solvent such as water or alcohol is usually used, the temperature can be set to about 90 to 150 ° C. In this case, it is preferable to raise the temperature stepwise and dry.

【0109】そして表面に担持したアノード触媒層AN
を乾燥させたアノード用シートAS及び表面に担持した
カソード触媒層CTを乾燥させたカソード用シートCS
は、それぞれアノード用シート第3送り出しロール23
及びカソード用シート第3送り出しロール33によって
次の工程に送り出される。
The anode catalyst layer AN supported on the surface
Sheet AS for the anode and a sheet CS for the cathode in which the cathode catalyst layer CT carried on the surface is dried
Is the third anode sheet delivery roll 23.
Then, the cathode sheet is sent to the next step by the third sending roller 33.

【0110】転写工程 転写工程は、電解質膜MEを巻いた電解質膜巻き出しロ
ール10、電解質膜巻き出しロール10に巻かれた電解
質膜MEを送り出す電解質膜第1送り出しロール11、
送り出された電解質膜MEの両側に乾燥工程においてそ
れぞれの表面に担持した触媒層を乾燥させたアノード用
シート及びカソード用シートを重ね合わせる一対の積層
用ロール40、一対の加熱加圧ロール50、51を有す
る触媒層転写用ロールプレス装置等を用いて実行するこ
とができる。なお触媒層転写用ロールプレス装置の他の
部材、例えば、加熱装置、加圧装置、駆動手段等は図示
を省略した。
Transfer Step In the transfer step, the electrolyte membrane unwinding roll 10 around which the electrolyte membrane ME is wound, the electrolyte membrane first unwinding roll 11 through which the electrolyte membrane ME wound around the electrolyte membrane unwinding roll 10 is sent out,
A pair of laminating rolls 40 and a pair of heating / pressurizing rolls 50, 51 for stacking an anode sheet and a cathode sheet, which have dried catalyst layers supported on their respective surfaces in a drying step, on both sides of the fed electrolyte membrane ME. It can be carried out by using a roll pressing device for transferring the catalyst layer having the above. Other members of the roll pressing device for transferring the catalyst layer, such as a heating device, a pressurizing device, and a driving means, are not shown.

【0111】転写工程が実行される様子を説明する。電
解質膜MEは、電解質膜巻き出しロール10に巻かれて
いる。電解質膜巻き出しロール10に巻かれた電解質膜
MEは、電解質膜第1送り出しロール11によって電解
質膜巻き出しロール10から巻き出される。そしてこの
巻き出された電解質膜MEの両側に、アノード用シート
第3送り出しロール23から送り出されたアノード用シ
ートAS及びカソード用シート第3送り出しロール33
から送り出されたカソード用シートCSが一対の積層用
ロール40によって積層される。
How the transfer process is executed will be described. The electrolyte membrane ME is wound around the electrolyte membrane unwinding roll 10. The electrolyte membrane ME wound around the electrolyte membrane unwinding roll 10 is unwound from the electrolyte membrane unwinding roll 10 by the first electrolyte membrane unwinding roll 11. Then, on both sides of the unwound electrolyte membrane ME, the anode sheet AS and the cathode sheet third delivery roll 33 delivered from the anode sheet third delivery roll 23.
The cathode sheet CS sent out from is laminated by the pair of laminating rolls 40.

【0112】なお電解質膜MEは、市販されている商品
を用いることも、予め公知の方法、例えば押出法、キャ
スティング等の方法で製造しておくことができる。通常
市販されている商品としては、デュポン社の商品名ナフ
ィオン膜、ジャパンゴアテック社の商品名ゴアセレクト
膜を用いることができる。なお電解質膜MEの厚さは概
ね30〜50μmのものを用いた。
The electrolyte membrane ME may be a commercially available product or may be manufactured in advance by a known method such as an extrusion method or a casting method. As a commercially available product, a Nafion film under the trade name of DuPont and a Gore Select film under the trade name of Japan Gore-Tech can be used. The electrolyte membrane ME used had a thickness of approximately 30 to 50 μm.

【0113】この一対の積層用ロール40によって、積
層された電解質膜ME、アノード触媒層ANを表面担持
したアノード用シートAS及びカソード触媒層CTを表
面に担持したカソード用シートCSは、本発明の触媒層
転写用ロールプレス装置の一対の加熱加圧ロール50、
51によって加熱加圧されて、アノード触媒層AN及び
カソード触媒層CTが電解質膜MEに転写される。この
場合一対の加熱加圧ロールの一方は転写部50aを有す
る転写部付き加熱加圧ロール50であり、他方は表面が
弾性体からなる被覆部51aを有する弾性体被覆部付き
加熱加圧ロール51であり、この転写部50aの形状に
対応した形状でアノード触媒層AN及びカソード触媒層
CTが電解質膜MEに転写される。
The electrolyte membrane ME, the anode sheet AS having the anode catalyst layer AN carried on the surface thereof, and the cathode sheet CS having the cathode catalyst layer CT carried on the surface thereof are laminated by the pair of laminating rolls 40. A pair of heating / pressurizing rolls 50 of the roll pressing device for transferring the catalyst layer,
The anode catalyst layer AN and the cathode catalyst layer CT are transferred to the electrolyte membrane ME by being heated and pressed by 51. In this case, one of the pair of heating / pressurizing rolls is the heating / pressurizing roll 50 with a transfer part having the transferring part 50a, and the other is the heating / pressurizing roll 51 with an elastic body covering part having a covering part 51a whose surface is made of an elastic body. The anode catalyst layer AN and the cathode catalyst layer CT are transferred to the electrolyte membrane ME in a shape corresponding to the shape of the transfer portion 50a.

【0114】この場合、一対の加熱加圧ロール50、5
1の温度は、ヒータ、油温調整装置等の加熱装置(図示
しない)を用いて、電解質膜ME、触媒層等の材質に適
合した温度に設定することができる。この場合通常、電
解質膜MEの種類によって軟化温度が異なり、電解質膜
MEのガラス転移点温度付近の温度で電解質膜MEを軟
化させて接合することになる。概ね80〜130℃程度
とすることができる。また一対の加熱加圧ロール50、
51の間に作用させる圧力は、エアシリンダ等の加圧装
置(図示しない)を用いて、概ね1〜10MPaとする
ことができ、好ましくは概ね2〜5MPaとすることが
できる。
In this case, the pair of heating and pressing rolls 50, 5
The temperature of 1 can be set to a temperature suitable for the material of the electrolyte membrane ME, the catalyst layer and the like by using a heater (not shown) such as a heater and an oil temperature adjusting device. In this case, the softening temperature usually differs depending on the type of the electrolyte membrane ME, and the electrolyte membrane ME is softened and bonded at a temperature near the glass transition temperature of the electrolyte membrane ME. The temperature may be approximately 80 to 130 ° C. Also, a pair of heating and pressing rolls 50,
The pressure applied between 51 can be set to about 1 to 10 MPa, preferably about 2 to 5 MPa, using a pressure device (not shown) such as an air cylinder.

【0115】また一対の加熱加圧ロール50、51の送
り速度は、モータ等の駆動手段(図示しない)を用い
て、概ね0.5〜10m/分とすることができ、好まし
くは概ね1〜5m/分とすることができる。
The feeding speed of the pair of heating / pressurizing rolls 50, 51 can be set to about 0.5 to 10 m / min by using a driving means (not shown) such as a motor, and preferably about 1 to 10 m / min. It can be 5 m / min.

【0116】なお図12においては、第1発明の触媒層
転写用ロールプレス装置に用いることができる一対の加
熱加圧ロール50、51であって、一方が転写部付き加
熱加圧ロール50で、他方が弾性体からなる被覆部を表
面に有する弾性体被覆部付き加熱加圧ロール51を図示
した。即ち一方の加熱加圧ロールは、転写部付き加熱加
圧ロール50であって、転写部に作用する押圧力により
転写部が弾性的に変位することによって転写部に局所的
に過大な押圧力が作用することを防止する防止手段(特
に図示しない)を有する加熱加圧ロールである。
In FIG. 12, there is shown a pair of heating / pressurizing rolls 50 and 51 which can be used in the roll pressing device for transferring the catalyst layer of the first invention, one of which is the heating / pressurizing roll 50 with a transfer portion. The heating / pressurizing roll 51 with an elastic body coating portion, which has a coating portion made of an elastic body on the other side, is illustrated. That is, one heating / pressurizing roll is the heating / pressurizing roll 50 with the transfer portion, and the transfer portion is elastically displaced by the pressing force acting on the transfer portion, so that an excessive pressing force is locally applied to the transfer portion. It is a heating / pressurizing roll having preventive means (not particularly shown) for preventing it from acting.

【0117】この場合、防止手段は、上述したように、
転写部の表面層として被覆された弾性体であっても、加
熱加圧ロールの本体部と転写部との間に介在したばねで
あっても、弾性体であっても、エアシリンダであっても
よい。
In this case, the preventive means is, as described above,
Whether it is an elastic body coated as the surface layer of the transfer section, a spring interposed between the main body of the heating / pressurizing roll and the transfer section, an elastic body, or an air cylinder. Good.

【0118】なお図12において、第1発明の触媒層転
写用ロールプレス装置で用いられる一対の加熱加圧ロー
ルを図示したが、この転写工程で用いられる触媒層転写
用ロールプレス装置の一対の加熱加圧ロールは、第1発
明の触媒層転写用ロールプレス装置で用いられる一対の
加熱加圧ロールに限定されない。第2発明の触媒層転写
用ロールプレス装置で用いられる一対の加熱加圧ロール
を用いることもできる。
In FIG. 12, a pair of heating / pressurizing rolls used in the roll pressing apparatus for transferring the catalyst layer of the first invention is shown, but a pair of heating / pressing rolls in the roller pressing apparatus for transferring the catalyst layer used in this transfer step are shown. The pressure rolls are not limited to the pair of heating and pressure rolls used in the catalyst layer transfer roll pressing device of the first invention. It is also possible to use a pair of heating and pressing rolls used in the catalyst layer transfer roll pressing device of the second invention.

【0119】剥離工程 剥離工程は、電解質膜MEに転写されたアノード触媒層
ANからアノード用シートASを剥離し、電解質膜ME
に転写されたカソード触媒層CTからカソード用シート
CSを剥離するアノード用シート剥離装置26及びカソ
ード用シート剥離装置36、転写されたアノード触媒層
ANが剥離されたアノード用シートASを巻き取るアノ
ード用シート巻き取りロール24、転写されたカソード
触媒層CTが剥離されたカソード用シートCSを巻き取
るカソード用シート巻き取りロール34、電解質膜ME
にアノード触媒媒層AN及びカソード触媒層CTが転写
されて形成された触媒層−電解質膜接合体MEAを巻き
取る接合体巻き取りロール13、接合体巻き取りロール
13に触媒層−電解質膜接合体MEAを送り出す接合体
送り出しロール12等を用いて実行することができる。
なおシート剥離装置26、36としては押さえ板を用い
た。
Peeling Step In the peeling step, the anode sheet AS is peeled off from the anode catalyst layer AN transferred to the electrolyte membrane ME to remove the electrolyte membrane ME.
Anode sheet peeling device 26 and a cathode sheet peeling device 36 for peeling the cathode sheet CS from the cathode catalyst layer CT transferred to the anode, and an anode for winding the anode sheet AS from which the transferred anode catalyst layer AN is peeled The sheet take-up roll 24, the cathode sheet take-up roll 34 that winds up the cathode sheet CS from which the transferred cathode catalyst layer CT has been peeled off, the electrolyte membrane ME
A conjugate body winding roll 13 for winding up the catalyst layer-electrolyte membrane assembly MEA formed by transferring the anode catalyst medium layer AN and the cathode catalyst layer CT onto the joint body winding roll 13, and a catalyst layer-electrolyte membrane assembly body on the conjugate body winding roll 13. This can be performed using the bonded body delivery roll 12 or the like that delivers the MEA.
Pressing plates were used as the sheet peeling devices 26 and 36.

【0120】以下剥離工程が実行される様子を説明す
る。転写工程において、一対の加熱加圧ロール50、5
1を用いて電解質膜MEの両側にアノード触媒層AN及
びカソード触媒層CTとが転写部の形状で転写される。
そしてアノード触媒層ANとカソード触媒層CTが転写
された電解質膜MEからその両側に積層されているアノ
ード用シートCSとカソード用シートASをアノード用
シート剥離装置26及びカソード用シート剥離装置36
を用いてそれぞれ剥離して、触媒層−電解質膜接合体M
EAが形成される。
The manner in which the peeling process is executed will be described below. In the transfer step, a pair of heating and pressing rolls 50, 5
1 is used to transfer the anode catalyst layer AN and the cathode catalyst layer CT to both sides of the electrolyte membrane ME in the shape of the transfer portion.
Then, the anode sheet CS and the cathode sheet AS, which are laminated on both sides of the electrolyte membrane ME to which the anode catalyst layer AN and the cathode catalyst layer CT have been transferred, are attached to the anode sheet stripping device 26 and the cathode sheet stripping device 36.
By peeling off the catalyst layer-electrolyte membrane assembly M
EA is formed.

【0121】この場合転写部50aの形状で電解質膜M
Eに転写されたアノード触媒層AN及びカソード触媒層
CTは、それぞれアノード用シートAS及びカソード用
シートCSから剥離して電解質膜MEの側に残されて、
触媒層−電解質膜接合体MEAが形成される。また電解
質膜MEに転写されなかったアノード触媒層AN及びカ
ソード触媒層CTはアノード用シートAS及びカソード
用シートCSの表面に担持された状態で残される。
In this case, the transfer membrane 50a has the shape of the electrolyte membrane M.
The anode catalyst layer AN and the cathode catalyst layer CT transferred to E are separated from the anode sheet AS and the cathode sheet CS, respectively, and left on the electrolyte membrane ME side,
A catalyst layer-electrolyte membrane assembly MEA is formed. Further, the anode catalyst layer AN and the cathode catalyst layer CT that have not been transferred to the electrolyte membrane ME are left in a state of being carried on the surfaces of the anode sheet AS and the cathode sheet CS.

【0122】そして触媒層−電解質膜接合体MEAは、
接合体送り出しロール12によって送り出されて接合体
巻き取りロール13に巻き取られる。またアノード用シ
ートAS及びカソード用シートCSは、アノード用シー
ト巻き取りロール24及びカソード用シート巻き取りロ
ール34に巻き取られる。
The catalyst layer-electrolyte membrane assembly MEA comprises
It is sent out by the joined body feeding roll 12 and wound up by the joined body winding roll 13. The anode sheet AS and the cathode sheet CS are wound around the anode sheet winding roll 24 and the cathode sheet winding roll 34.

【0123】このようにして電解質膜MEに触媒層A
N、CTを転写した触媒層−電解質膜接合体MEAを製
造することができる。
In this way, the catalyst layer A is formed on the electrolyte membrane ME.
A catalyst layer-electrolyte membrane assembly MEA in which N and CT are transferred can be manufactured.

【0124】(6)なお本発明の触媒層転写用ロールプ
レス装置を用いることができる触媒層−電解質膜接合体
を作製する工程は、(5)において説明した工程に限定
されるものではない。
(6) The step of producing a catalyst layer-electrolyte membrane assembly which can use the catalyst layer transfer roll pressing apparatus of the present invention is not limited to the step described in (5).

【0125】例えば、アノード触媒層とカソード触媒層
の電解質膜への転写は、上述の例では、同時に行われて
いるが、別々の工程で行うことができる。この場合に
は、転写工程は、2回行われることになる。
For example, the transfer of the anode catalyst layer and the cathode catalyst layer to the electrolyte membrane is performed at the same time in the above example, but can be performed in separate steps. In this case, the transfer process will be performed twice.

【0126】また上述した触媒層−電解質膜接合体ME
Aを作製する工程では、転写工程の前の乾燥工程で、ア
ノード用シートASの表面に形成されたアノード触媒層
AN及びカソード用シートCSの表面に形成されたカソ
ード触媒層CTは、塗工された触媒層混合物を乾燥させ
て触媒層混合物中の溶媒を除去することが一般的であ
る。従って転写工程でアノード触媒層AN及びカソード
触媒層CTは乾燥した状態で電解質膜MEに転写され
る。そして剥離工程でアノード用シート及びカソード用
シートを剥離した後、触媒層−電解質膜接合体MEAは
そのまま接合体巻き取りロール13に巻き取られる。
Also, the above-mentioned catalyst layer-electrolyte membrane assembly ME
In the step of producing A, the anode catalyst layer AN formed on the surface of the anode sheet AS and the cathode catalyst layer CT formed on the surface of the cathode sheet CS are coated in the drying step before the transfer step. It is common to dry the catalyst layer mixture to remove the solvent in the catalyst layer mixture. Therefore, in the transfer process, the anode catalyst layer AN and the cathode catalyst layer CT are transferred to the electrolyte membrane ME in a dry state. Then, after the anode sheet and the cathode sheet are peeled in the peeling step, the catalyst layer-electrolyte membrane joined body MEA is wound around the joined body winding roll 13 as it is.

【0127】しかしこのようにして触媒層−電解質膜接
合体MEAを形成すると、以下のような問題が発生す
る。即ちアノード触媒層AN及びカソード触媒層CTを
完全に乾燥した状態で加熱加圧して電解質膜に転写する
ので、アノード触媒層AN及びカソード触媒層CTと電
解質膜MEとの密着性が不十分であったり、またアノー
ド触媒層ANやカソード触媒層CTが加熱加圧によって
塑性変形して潰れてしまい、3次元構造が崩れ、ガス拡
散性が阻害されて触媒反応活性が低下するという問題が
生じた。
However, when the catalyst layer-electrolyte membrane assembly MEA is formed in this manner, the following problems occur. That is, since the anode catalyst layer AN and the cathode catalyst layer CT are transferred to the electrolyte membrane by heating and pressing in a completely dried state, the adhesion between the anode catalyst layer AN and the cathode catalyst layer CT and the electrolyte membrane ME is insufficient. In addition, the anode catalyst layer AN and the cathode catalyst layer CT are plastically deformed and crushed by heating and pressurization, the three-dimensional structure is destroyed, the gas diffusibility is obstructed, and the catalytic reaction activity is lowered.

【0128】そこで乾燥工程において、触媒混合物中の
溶媒を完全に除去しないまま、いわば予備乾燥の状態に
しておいて、アノード触媒層AN及びカソード触媒層C
Tを電解質膜の転写することができる。
Therefore, in the drying step, the solvent in the catalyst mixture is not completely removed, but in a so-called pre-dried state, the anode catalyst layer AN and the cathode catalyst layer C are
T can be transferred to the electrolyte membrane.

【0129】この場合、アノード用シートAS、カソー
ド用シートCSに担持される触媒混合物に用いられ、触
媒金属を担持したカーボン粉末等の触媒担持粉末等を分
散させる溶媒として、水よりも沸点が高くかつパーフル
オロスルホン酸樹脂等の電解質樹脂と相溶性がよいプロ
ピレングリコール、エチレングリコール、プロパノール
等の高沸点溶媒を用いることができる。
In this case, the solvent used for the catalyst mixture carried on the anode sheet AS and the cathode sheet CS has a boiling point higher than that of water as a solvent for dispersing the catalyst-supporting powder such as carbon powder carrying the catalytic metal. Moreover, a high boiling point solvent such as propylene glycol, ethylene glycol, or propanol, which has good compatibility with the electrolyte resin such as perfluorosulfonic acid resin, can be used.

【0130】このような構成の触媒混合物をアノード用
シート、カソード用シートに塗工して触媒層AN、CT
を形成することで、溶媒を残留させた状態で電解質膜M
Eに触媒層AN、CTを転写することができる。
The catalyst mixture having such a constitution is applied to an anode sheet and a cathode sheet to form catalyst layers AN and CT.
To form the electrolyte membrane M in a state where the solvent remains.
The catalyst layers AN and CT can be transferred to E.

【0131】この場合で説明した乾燥工程は、溶媒を
一部残留させるために、触媒層AN、CTの予備乾燥工
程として、通常の温風乾燥よりは、スチーム乾燥とする
ことが好ましい。この場合温度は、(5)で説明した乾
燥工程の温度よりは低く、概ね80〜130℃とするこ
とができる。このようにすることで、アノード及びカソ
ード触媒層AN、CTの発熱や電解質膜MEのドライア
ップを防止することができる。
In the drying step described in this case, in order to partially leave the solvent, the preliminary drying step of the catalyst layers AN and CT is preferably steam drying rather than normal warm air drying. In this case, the temperature is lower than the temperature of the drying step described in (5), and can be approximately 80 to 130 ° C. By doing so, heat generation of the anode and cathode catalyst layers AN and CT and dry-up of the electrolyte membrane ME can be prevented.

【0132】そしてこのように高沸点溶媒を一部残留さ
せた状態で電解質膜MEにアノード及びカソード触媒層
AN、CTを転写することができる。この場合高沸点溶
媒が一部残留した状態で転写が行われることから、一対
の加熱加圧ロール50、51の間に作用させる圧力は通
常より低い圧力に設定して転写を行うことができる。例
えば1〜5MPa程度の圧力に設定することができる。
また一対の加熱加圧ロール50、51の温度も通常より
低い温度に設定して転写することができる。例えば60
〜120℃程度の温度に設定することができる。
In this way, the anode and cathode catalyst layers AN and CT can be transferred to the electrolyte membrane ME in a state in which the high boiling point solvent is partially left. In this case, since the transfer is performed in a state where the high boiling point solvent is partially left, the pressure applied between the pair of heating / pressurizing rolls 50 and 51 can be set to a lower pressure than usual to perform the transfer. For example, the pressure can be set to about 1 to 5 MPa.
Further, the temperature of the pair of heating / pressurizing rolls 50 and 51 can be set to a temperature lower than usual to transfer the image. For example 60
The temperature can be set to about 120 ° C.

【0133】このように溶媒が一部残留した状態で加熱
加圧して電解質膜にアノード及びカソード触媒層AN、
CTを転写するので、電解質膜MEとアノード及びカソ
ード触媒層AN、CTとの密着性を向上することがで
き、アノード及びカソード触媒層AN、CTの気孔率を
確保することができる。
[0133] In this manner, the solvent is partially left under heat and pressure to apply the anode and cathode catalyst layers AN to the electrolyte membrane,
Since CT is transferred, the adhesion between the electrolyte membrane ME and the anode and cathode catalyst layers AN and CT can be improved, and the porosity of the anode and cathode catalyst layers AN and CT can be secured.

【0134】また高沸点溶媒を一部残留させた状態でア
ノード及びカソード触媒層AN、CTを電解質膜MEに
転写した場合には、剥離工程において、更に触媒層中の
溶媒を完全に除去する本乾燥工程を設けることができ
る。即ちアノード用シートAS及びカソード用シートC
Sを電解質膜MEに転写されたアノード触媒層AN及び
カソード触媒層CTから剥離して、触媒層−電解質膜接
合体MEAを形成した後に、本乾燥工程を設けて、アノ
ード及びカソード触媒層AN、CTに残留している高沸
点溶媒を乾燥除去することができる。この場合この本乾
燥工程の温度は、概ね100〜150℃とすることが好
ましい。
Further, when the anode and cathode catalyst layers AN and CT are transferred to the electrolyte membrane ME with a part of the high-boiling point solvent remaining, the solvent in the catalyst layer is completely removed in the stripping step. A drying step can be provided. That is, the anode sheet AS and the cathode sheet C
After the S is separated from the anode catalyst layer AN and the cathode catalyst layer CT transferred to the electrolyte membrane ME to form the catalyst layer-electrolyte membrane assembly MEA, the main drying step is performed to provide the anode and cathode catalyst layers AN, The high boiling point solvent remaining in the CT can be removed by drying. In this case, the temperature of this main drying step is preferably about 100 to 150 ° C.

【0135】このようにアノード及びカソード触媒層を
電解質膜に転写してから、高沸点溶媒を乾燥除去するの
で、アノード及びカソード触媒層の気孔率及び3次元構
造を確保することができる。
Since the high boiling point solvent is dried and removed after transferring the anode and cathode catalyst layers to the electrolyte membrane in this manner, the porosity and three-dimensional structure of the anode and cathode catalyst layers can be secured.

【0136】以上のように本発明の触媒層転写用ロール
プレス装置を用いることによって、電解質膜にダメージ
を与えることなく、転写部の形状に合わせた触媒層を電
解質膜に連続的に転写することができる。
As described above, by using the roll pressing device for transferring the catalyst layer of the present invention, the catalyst layer adapted to the shape of the transfer portion can be continuously transferred to the electrolyte membrane without damaging the electrolyte membrane. You can

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】一対の加熱加圧ロールを用いて、触媒層を電解
質膜に転写する様子を示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing how a catalyst layer is transferred onto an electrolyte membrane by using a pair of heating and pressing rolls.

【図2】固体高分子電解質膜の面積を触媒層の面積より
も広くして触媒層−電解質膜接合体を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a catalyst layer-electrolyte membrane assembly in which the area of a solid polymer electrolyte membrane is wider than the area of a catalyst layer.

【図3】転写部付き加熱加圧ロールを示した図である。FIG. 3 is a view showing a heating / pressurizing roll with a transfer portion.

【図4】転写部付き加熱加圧ロールと転写部を有しない
加熱加圧ロールを用いて固体高分子電解質膜に触媒層を
転写する様子を示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing a state in which a catalyst layer is transferred to a solid polymer electrolyte membrane by using a heating / pressurizing roll with a transfer part and a heating / pressurizing roll having no transfer part.

【図5】加熱加圧ロールの凹状部分で触媒層、触媒層担
持基材、固体高分子電解質膜等が歪む様子を示した図で
ある。
FIG. 5 is a diagram showing how the catalyst layer, the catalyst layer-supporting base material, the solid polymer electrolyte membrane, and the like are distorted in the concave portion of the heating and pressing roll.

【図6】転写部の表面層として転写部の凸状の基盤の表
面に被覆された弾性体を有する転写部付き加熱加圧ロー
ルと通常の加熱加圧ロールとからなる一対の加熱加圧ロ
ール示した図である。
FIG. 6 is a pair of heating / pressurizing rolls including a heating / pressurizing roll with a transferring part and an ordinary heating / pressurizing roll having an elastic body coated on the surface of a convex base of the transferring part as a surface layer of the transferring part. It is the figure shown.

【図7】ロール状の本体部と凸状の転写部とこれらの間
に介在された弾性体とを有する転写部付き加熱加圧ロー
ルを示した図である。
FIG. 7 is a view showing a heating / pressurizing roll with a transfer part, which has a roll-shaped main body part, a convex-shaped transfer part, and an elastic body interposed therebetween.

【図8】ロール状の本体部と凸状の転写部とこれらの間
に介在されたばねとを有する加熱加圧ロールを示した図
である。
FIG. 8 is a diagram showing a heating / pressurizing roll having a roll-shaped main body portion, a convex-shaped transfer portion, and a spring interposed therebetween.

【図9】ばねを介在した状態で、転写部と本体部とを結
合した転写部付き加熱加圧ロールの一部断面図である。
FIG. 9 is a partial cross-sectional view of a heating / pressurizing roll with a transfer unit in which a transfer unit and a main body unit are joined with a spring interposed.

【図10】ロール状の本体部とこの本体部の外周面に被
覆された弾性体からなる被覆部とを有する弾性体被覆部
付きロールを示した図である。
FIG. 10 is a view showing a roll with an elastic body covering portion having a roll-shaped main body portion and a covering portion made of an elastic body and covering the outer peripheral surface of the main body portion.

【図11】ロール状の本体部とこの本体部の外周面に形
成された凸状の転写部とを有し、一方の加熱加圧ロール
の転写部と他方の加熱加圧ロールの転写部とは、この一
対の加熱加圧ロールで挟圧される電解質膜を対称面とし
て面対称である一対の加熱加圧ロールを示した図であ
る。
FIG. 11 includes a roll-shaped main body portion and a convex-shaped transfer portion formed on the outer peripheral surface of the main body portion, and includes a transfer portion of one heating / pressurizing roll and a transfer portion of the other heating / pressurizing roll. FIG. 4 is a diagram showing a pair of heating and pressing rolls that are plane-symmetric with respect to the electrolyte membrane sandwiched by the pair of heating and pressing rolls as a plane of symmetry.

【図12】触媒層−電解質膜接合体を作製する工程の概
略を模式的に示した図である。
FIG. 12 is a diagram schematically showing an outline of a step of producing a catalyst layer-electrolyte membrane assembly.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100:転写部付き加熱加圧ロール 100a:凸状の転写部 100aa:表面層 100ab:凸状の基盤 100b:ロール状の本体部 100c:弾性体 100d:ばね 100f:挿入用ピン 100g:円盤状板体 100h:挿入孔 100i:ボルト 101:通常の加熱加圧ロール 102:弾性体被覆部付き加熱加圧ロール 110:転写部付き加熱加圧ロール 110a:凸状の転写部 110b:ロール状の本体部 110e:凹状部分 111:転写部付き加熱加圧ロール 111a:凸状の転写部 111b:ロール状の本体部 111e:凹状部分 AN:アノード触媒層 AS:アノード用シート CT:カソード触媒層 CS:カソード用シート ME:電解質膜 MEA:触媒層−電解質膜接合体 10:電解質膜巻き出しロール 11:電解質膜第1送り出しロール 12:接合体送り出しロール 13:接合体巻き取りロール 20:アノード用シート巻き出しロール 21:アノード用シート第1送り出しロール 22:アノード用シート第2送り出しロール 23:アノード用シート第3送り出しロール 24:アノード用シート巻き取りロール 25:アノード触媒層塗工装置 26:アノード用シート剥離装置 30:カソード用シート巻き出しロール 31:カソード用シート第1送り出しロール 32:カソード用シート第2送り出しロール 33:カソード用シート第3送り出しロール 34:カソード用シート巻き取りロール 35:カソード触媒層塗工装置 36:カソード用シート剥離装置 40:一対の積層用ロール 50:転写部付き加熱加圧ロール 50a:転写部 51:弾性体被覆部付き加熱加圧ロール 51a:被覆部 100: Heat and pressure roll with transfer part 100a: Convex transfer part 100aa: surface layer 100ab: convex base 100b: Roll-shaped main body 100c: Elastic body 100d: spring 100f: Insertion pin 100 g: disk-shaped plate 100h: insertion hole 100i: bolt 101: Normal heating / pressurizing roll 102: Heating / pressurizing roll with elastic body coating 110: Heat and pressure roll with transfer part 110a: Convex transfer part 110b: Roll-shaped main body 110e: concave portion 111: Heat and pressure roll with transfer part 111a: convex transfer part 111b: Roll-shaped main body 111e: concave portion AN: Anode catalyst layer AS: Anode sheet CT: cathode catalyst layer CS: Cathode sheet ME: Electrolyte membrane MEA: Catalyst layer-electrolyte membrane assembly 10: roll for unwinding electrolyte membrane 11: Electrolyte membrane first delivery roll 12: Bonded body feeding roll 13: Bonded body winding roll 20: Sheet unwinding roll for anode 21: Anode sheet first delivery roll 22: Anode sheet second feed roll 23: Anode sheet third feed roll 24: Sheet winding roll for anode 25: Anode catalyst layer coating device 26: Anode sheet peeling device 30: Sheet unwinding roll for cathode 31: First delivery roll for cathode sheet 32: Second delivery roll for cathode sheet 33: Third delivery roll for cathode sheet 34: Sheet winding roll for cathode 35: Cathode catalyst layer coating device 36: Cathode sheet stripping device 40: a pair of laminating rolls 50: Heating / pressurizing roll with transfer part 50a: Transfer part 51: Heating / pressurizing roll with elastic coating 51a: Cover

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料電池の固体高分子電解質膜と触媒層
が表面に形成された触媒層担持基材とを挟圧して該固体
高分子電解質膜の表面に該触媒層を転写する一対の加熱
加圧ロールを有し、一対の前記加熱加圧ロールの少なく
とも一方は、ロール状の本体部と該本体部の外周面に形
成された凸状の転写部とを有する転写部付き加熱加圧ロ
ールである触媒層転写用ロールプレス装置において、 前記転写部付き加熱加圧ロールは、前記転写部に作用す
る押圧力により前記転写部が弾性的に変位することによ
って前記転写部に局所的に過大な押圧力が作用すること
を防止する防止手段を有することを特徴とする触媒層転
写用ロールプレス装置。
1. A pair of heating for transferring the catalyst layer to the surface of the solid polymer electrolyte membrane by sandwiching the solid polymer electrolyte membrane of the fuel cell and the catalyst layer-supporting substrate having the catalyst layer formed on the surface thereof. At least one of the pair of heating / pressurizing rolls has a pressing roll, and at least one of the pair of heating / pressurizing rolls has a transfer part and has a transfer part having a convex transfer part formed on the outer peripheral surface of the main part. In the roll pressing device for transferring the catalyst layer, the heating / pressurizing roll with the transfer portion is locally excessive in the transfer portion due to elastic displacement of the transfer portion due to the pressing force applied to the transfer portion. A roll pressing device for transferring a catalyst layer, comprising a preventing means for preventing a pressing force from acting.
【請求項2】 前記防止手段は、前記本体部と前記転写
部との間に介在する弾性体である請求項1記載の触媒層
転写装置。
2. The catalyst layer transfer device according to claim 1, wherein the prevention unit is an elastic body interposed between the main body section and the transfer section.
【請求項3】 前記弾性体は、ゴムである請求項2載の
触媒層転写用ロールプレス装置。
3. The roll pressing device for transferring a catalyst layer according to claim 2, wherein the elastic body is rubber.
【請求項4】 前記防止手段は、前記本体部と前記転写
部との間に介在するばねである請求項1記載の触媒層転
写用ロールプレス装置。
4. The roll pressing device for transferring a catalyst layer according to claim 1, wherein the preventing unit is a spring interposed between the main body and the transfer unit.
【請求項5】 前記防止手段は、前記本体部と前記転写
部との間に介在するエアシリンダである請求項1記載の
触媒層転写用ロールプレス装置。
5. The roll press apparatus for transferring a catalyst layer according to claim 1, wherein the preventing unit is an air cylinder interposed between the main body and the transfer unit.
【請求項6】 前記転写部の端部をテーパー面又はR形
状とした請求項2〜5記載の触媒層転写用ロールプレス
装置。
6. The roll pressing device for transferring a catalyst layer according to claim 2, wherein an end of the transfer portion has a tapered surface or an R shape.
【請求項7】 前記転写部付き加熱加圧ロールの相手方
となる加熱加圧ロールは、ロール状の本体部と該本体部
の外周面を被覆した弾性体からなる被覆部とを有する請
求項2〜6記載の触媒層転写用ロールプレス装置。
7. The heating / pressurizing roll, which is the counterpart of the heating / pressurizing roll with a transfer portion, has a roll-shaped main body and a cover made of an elastic body covering the outer peripheral surface of the main body. 6. A roll press device for transferring a catalyst layer according to any one of 6 to 6.
【請求項8】 前記弾性体は、ゴムである請求項7記載
の触媒転写用ロールプレス装置。
8. The roll pressing apparatus for catalyst transfer according to claim 7, wherein the elastic body is rubber.
【請求項9】 前記転写部は、前記本体部の外周面に形
成された凸状の基盤と該基盤の表面を被覆する弾性体か
らなる表面層とを有し、前記防止手段は該表面層として
被覆された該弾性体である請求項1記載の触媒層転写用
ロールプレス装置。
9. The transfer section has a convex base formed on the outer peripheral surface of the main body, and a surface layer made of an elastic body that covers the surface of the base, and the preventing means includes the surface layer. The roll pressing apparatus for transferring a catalyst layer according to claim 1, wherein the elastic body is covered with the elastic material.
【請求項10】 前記弾性体はゴムである請求項9記載
の触媒層転写用ロールプレス装置。
10. The roll pressing device for transferring a catalyst layer according to claim 9, wherein the elastic body is rubber.
【請求項11】 燃料電池の固体高分子電解質膜と触媒
層が表面に形成された触媒層担持基材とを挟圧して該固
体高分子電解質膜の表面に該触媒層を転写する一対の加
熱加圧ロールを有する触媒層転写用ロールプレス装置に
おいて、 一対の前記加熱加圧ロールは共にロール状の本体部と該
本体部の外周面に形成された凸状の転写部とを有し、一
方の前記加熱加圧ロールの該転写部と他方の前記加熱加
圧ロールの該転写部は一対の前記加熱加圧ロールによっ
て挟圧される前記固体高分子電解質膜を対称面として面
対称であることを特徴とする触媒層転写用ロールプレス
装置。
11. A pair of heatings for pressing a solid polymer electrolyte membrane of a fuel cell and a catalyst layer-supporting substrate having a catalyst layer formed on the surface thereof to transfer the catalyst layer to the surface of the solid polymer electrolyte membrane. In a catalyst layer transfer roll press device having a pressure roll, the pair of heating and pressure rolls each have a roll-shaped main body portion and a convex transfer portion formed on an outer peripheral surface of the main body portion. The transfer portion of the heating / pressurizing roll and the transfer portion of the other heating / pressurizing roll are plane-symmetrical with the solid polymer electrolyte membrane sandwiched by the pair of heating / pressurizing rolls as a plane of symmetry. A roll press device for transferring a catalyst layer.
【請求項12】 前記転写部の端部をテーパー面又はR
形状とした請求項11記載の触媒層転写用ロールプレス
装置。
12. The end portion of the transfer portion has a tapered surface or R
The roll press device for transferring a catalyst layer according to claim 11, which is shaped.
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