JP2006120433A - 燃料電池用電極構造体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 高分子電解質膜の一方の面に所定の電極形状に切り抜かれたマスクフィルムを設け、高分子電解質膜の他方の面に所定の電極形状に沿って弱化線が施されたマスクフィルムを設けてこれらを互いに接着する工程と、電極形状にマスクフィルムが切り抜かれた側にカソードペーストを塗布する工程と、弱化線に囲まれた領域のマスクフィルムを剥離してアノードペーストを塗布する工程と、カソードペーストおよびアノードペーストを乾燥する工程と、残存する全てのマスクフィルムを除去する工程とからなることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明の実施形態を示す模式図である。図1において符号1は、高分子電解質膜であり、高分子電解質膜1の両面は、マスクフィルム2によって挟み込まれ、熱圧着を行なうことによって積層体を形成する。高分子電解質膜1の両面のマスクフィルム2のうちの一方は、所望のカソード電極触媒層の形状に沿って切り抜かれていて、カソードペースト塗布部21を形成している。また、マスクフィルム2の他方は、所望のアノード電極触媒層の形状に沿ってミシン目やハーフカット線等の弱化線22が形成されており、アノードペースト塗布部23を囲んでいる。
1.印刷順番の検証
[実施例1]
水4重量部、気相成長炭素繊維2重量部、n−プロピルアルコール49重量部、Nafion35重量部、および触媒10重量部(C:Pt=1:1)を混錬し、カソード触媒ペーストを調製した。また、水23重量部、i−プロピルアルコール20重量部、n−プロピルアルコール15重量部、エタノール7重量部、Nafion28重量部、および触媒7.5重量部(C:Pt+Ru=7:8)を混錬し、アノード触媒ペーストを調製した。電解質膜(商品名:NR112、Dupont社製)の片面に、カソードペーストを塗布・乾燥し、続いて他方の面にアノードペーストを塗布・乾燥した。その結果、カソードペーストの乾燥後に皺が発生したが、アノードペーストの乾燥時に皺が吸収されて減少した。
実施例1とは逆に、アノードペースト、カソードペーストの順に電解質膜の両面に塗布・乾燥した。その結果、アノードペーストの印刷時には皺がわずかにしか発生していなかったが、カソードペーストの乾燥後に皺が増加した。
以上の結果、カソードペースト、アノードペーストの順に印刷を行なうことが好ましいことが明らかである。
[実施例2]
高分子電解質膜の一方の面に、タック樹脂層(SEBS−PE混合樹脂)24μm、粘着材層1μm、およびPET層75μmを積層してなる本発明のマスクフィルムをバックアップフィルムとして貼り付け、他方の面にアノードペーストを塗布・乾燥した。また、さらに別の高分子電解質膜を用意し、一方の面に同じバックアップフィルムを貼り付け、他方の面にカソードペーストを塗布・乾燥した。乾燥後の電解質膜を観察すると、いずれも皺の発生はなかった。
バックアップフィルムを貼り付けずに、一方の面にアノードペーストを塗布した高分子電解質膜、一方の面にカソードペーストを塗布した高分子電解質膜を用意した。乾燥後、アノードペーストのみを塗布した電解質膜では皺の発生がわずかに認められたが、カソードペーストのみを塗布した電解質膜では皺が著しく発生した。
以上の結果から、裏面をバックアップフィルムで支持しながらペーストを塗布・乾燥することにより皺の発生を抑制できることが明らかである。
2 マスクフィルム
21 カソードペースト塗布部
22 弱化線
23 アノードペースト塗布部
3 カソード触媒層
4 アノード触媒層
50 電解質膜供給部
51 マスクフィルム供給部
52 熱圧着手段
53 カソードペースト塗布手段
54 アノードペースト塗布手段
55,56 マスクフィルム剥離手段
57 マスクフィルム巻取ローラー
58 フィードローラー
61 フルカット手段
62 ハーフカット手段
63,64 ヒーター
65 トリミング手段
Claims (4)
- 高分子電解質膜の両面にカソード電極触媒層およびアノード電極触媒層をそれぞれ形成した燃料電池用電極構造体の製造方法であって、
上記高分子電解質膜の一方の面に所定の電極形状に切り抜かれたマスクフィルムを設け、上記高分子電解質膜の他方の面に上記所定の電極形状に沿って弱化線が施されたマスクフィルムを設けてこれらを互いに接着する工程と、
上記電極形状にマスクフィルムが切り抜かれた側にカソードペーストを塗布する工程と、
上記弱化線に囲まれた領域のマスクフィルムを剥離してアノードペーストを塗布する工程と、
上記カソードペーストおよび上記アノードペーストを乾燥する工程と、
残存する全てのマスクフィルムを除去する工程とからなることを特徴とする燃料電池用電極構造体の製造方法。 - 前記カソードペーストの塗布工程と、前記カソードペーストの乾燥工程と、前記アノードペーストの塗布工程と、前記アノードペーストの乾燥工程をこの順に行なうことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用電極構造体の製造方法。
- 前記マスクフィルムは、前記高分子電解質膜に接する側からタック樹脂層、粘着材層、およびPET樹脂層からなることを特徴とする請求項1または2に記載の燃料電池用電極構造体の製造方法。
- 前記タック樹脂は、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体およびポリエチレンからなることを特徴とする請求項3に記載の燃料電池用電極構造体の製造方法。
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