JP2013182682A - 膜電極接合体の製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】膜電極接合体製造時に基材シートの剥離によって発生する膜の弛みを抑制する。
【解決手段】電解質膜基材シートM11上に電解質膜M12が形成された帯状電解質膜シートM10、および、触媒層基材シートM21上に触媒層M22が形成された帯状触媒層転写シートM20、が送り込まれ、送り込まれた電解質膜シートの電解質膜に触媒層転写シートの触媒層を貼り合わせる。触媒層転写シートの触媒層が電解質膜シートの電解質膜に転写されて触媒層基材シート上に膜電極接合体が形成された膜電極接合体シートから、触媒層基材シートを、膜電極接合体の進行方向とは異なる方向に進行させることにより、触媒層基材シートを膜電極接合体シートから剥離する。触媒層基材シートを膜電極接合体シートから剥離する際において、触媒層基材シートが膜電極接合体の進行方向とは異なる方向に進行し始める剥離開始部分にエアー噴きつけ部62よりエアーを噴き付ける。
【選択図】図１

Description

この発明は、燃料電池に用いられる膜電極接合体の製造に関する。

固体高分子型燃料電池(以下、単に「燃料電池」とも呼ぶ)には、固体高分子電解質膜（以下、単に「電解質膜」とも呼ぶ）の両面に電極触媒層が形成された膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly ）と呼ばれる発電体が用いられている。なお、電解質膜の両面に電極触媒層（以下、単に「触媒層」とも呼ぶ）が形成されたものを、膜触媒層接合体（ＣＣＭ：Catalyst Coated Membrane）と呼び、電解質膜の両面に触媒層およびガス拡散層で構成された電極が形成されたものを膜電極接合体と呼ぶ場合もある。本願明細書の以下の説明では、ガス拡散層については特に触れられることはないので、電解質膜の両面に触媒層が形成されたものを膜電極接合体（ＭＥＡ）と呼ぶこととする。

上記膜電極接合体を製造する方法としては、例えば、特許文献１に記載の方法が開示されている。この製造方法は、電解質膜に対して、基材シート上に触媒層が形成された触媒層転写シートを加熱しながら加圧して、電解質膜に触媒層を転写した後、触媒層が転写された電解質膜を加熱しながら触媒層が転写された電解質膜から基材シートを剥離するものである。

特開２０１０−１８２５６３号公報 特開２０１０−２２５４２１号公報

上記従来の製造方法においては、触媒層と基材シートとの間の粘着力（剥離力）の適切な制御が難しく、基材シートを剥離する際に、触媒層が基材シートに引っ張られて、弛みが発生し、結果としてシワの発生を招く可能性がある。シワの発生した膜電極接合体は発電体としての性能の低下を招く。

そこで、本発明は、膜電極接合体の製造時における基材シートの剥離によって発生する膜の弛みを抑制することが可能な膜電極接合体の製造技術を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
電解質膜の少なくとも一方の面に電極触媒層が形成された膜電極接合体の製造方法であって、電解質膜基材シート上に電解質膜が形成された帯状の電解質膜シート、および、触媒層基材シート上に触媒層が形成された帯状の触媒層転写シート、が送り込まれ、送り込まれた前記電解質膜シートの前記電解質膜に前記触媒層転写シートの前記触媒層を重ねて貼り合わせる貼り合わせ工程と、前記触媒層転写シートの前記触媒層を前記電解質膜シートの前記電解質膜に転写する転写工程と、前記触媒層転写シートの前記触媒層が前記電解質膜シートの前記電解質膜に転写されて前記触媒層基材シート上に膜電極接合体が形成された膜電極接合体シートから、前記触媒層基材シートを、前記膜電極接合体の進行方向とは異なる方向に進行させることにより、前記触媒層基材シートを前記膜電極接合体シートから剥離する基材シート剥離工程と、を備え、前記基材シート剥離工程は、前記触媒層基材シートが前記膜電極接合体の進行方向とは異なる方向に進行し始める剥離開始部分にエアーを噴き付ける第１のエアー噴き付け工程を含むことを特徴とする膜電極接合体の製造方法。
この製造方法では、剥離開始部分に噴き付けるエアーによって、触媒層を電解質膜に押さえつけることが可能となり、シワ発生の要因となる触媒層の電解質膜に対する弛みを抑制しつつ触媒層基材シートを剥離することが可能となる。

［適用例２］
適用例１に記載の膜電極接合体の製造方法であって、前記第１のエアー噴き付け工程は、鋭利な先端を有し、前記熱プレス転写工程によって搬送されてくるシートの進行方向に垂直な幅方向に沿ってほぼ直線状のエアーが噴き出るノズルを、前記剥離開始部分近傍に配置し、前記ノズルから、前記剥離開始部分に対して局所的に前記幅方向に沿ったエアーを噴き付けることを特徴とする膜電極接合体の製造方法。
このようにすれば、剥離部分の幅方向に沿って局所的にエアーを噴き付けることができるので、より効果的に触媒層を電解質膜に押さえつけることが可能となり、シワ発生の要因となる触媒層の電解質膜に対する弛みを抑制しつつ触媒層基材シートを剥離することが可能となる。

［適用例３］
適用例１または適用例２に記載の膜電極接合体の製造方法であって、前記剥離開始部分に噴き付けるエアーはイオン化エアーであることを特徴とする膜電極接合体の製造方法。
このようにすれば、触媒層基材シートと触媒層との間に帯電している静電気を中和して、触媒層基材シートの剥離をより効果的に行うことが可能である。

［適用例４］
適用例１ないし適用例４のいずれか一項に記載の膜電極接合体の製造方法であって、前記貼り合わせ工程は、前記電解質膜シートの前記電解質膜に前記触媒層転写シートの前記触媒層を重ねて貼り合わせる前に、前記電解質膜シートの前記電解質膜基材シートを、前記電解質膜の進行方向とは異なる方向に進行させることにより、前記電解質膜基材シートを前記電解質膜シートから剥離する工程を含むことを特徴とする膜電極接合体の製造方法。
このようにすれば、電解質膜の搬送を容易にすることが可能である。

［適用例５］
適用例４に記載の膜電極接合体の製造方法であって、前記電解質膜シートの前記電解質は前記電解質膜基材シートとは反対側に電極触媒層が形成された電極触媒層付電解質膜であり、
前記電解質膜基材シートを前記電解質膜シートから剥離する工程は、前電解質膜基材シートが前記電極触媒層付電解質膜が異なる方向に進行し始める剥離開始部分にエアーを噴き付ける第２のエアー噴き付け工程を含むことを特徴とする膜電極接合体の製造方法。
このようにすれば、電極触媒層付電解質膜が形成された電解質膜シートから電解質膜基材シートを剥離する際に、電解質膜が弛むことを抑制することが可能である。

［適用例６］
電解質膜の少なくとも一方の面に電極触媒層が形成された膜電極接合体の製造装置であって、電解質膜基材シート上に電解質膜が形成された帯状の電解質膜シート、および、触媒層基材シート上に触媒層が形成された帯状の触媒層転写シート、が送り込まれ、送り込まれた前記電解質膜シートの前記電解質膜に前記触媒層転写シートの前記触媒層を重ねて貼り合わせる貼り合わせ部と、前記触媒層転写シートの前記触媒層を前記電解質膜シートの前記電解質膜に転写する転写部と、前記触媒層転写シートの前記触媒層が前記電解質膜シートの前記電解質膜に転写されて前記触媒層基材シート上に膜電極接合体が形成された膜電極接合体シートから、前記触媒層基材シートを、前記膜電極接合体の進行方向とは異なる方向に進行させることにより、前記触媒層基材シートを前記膜電極接合体シートから剥離する基材シート剥離部と、を備え、前記基材シート剥離部は、前記触媒層基材シートが前記膜電極接合体の進行方向とは異なる方向に進行し始める剥離開始部分にエアーを噴き付ける第１のエアー噴き付け部を含むことを特徴とする膜電極接合体の製造装置。
この製造装置によれば、上記製造方法を実現することができ、シワ発生の要因となる電極触媒層の電解質膜に対する弛みを抑制しつつ触媒層基材シートを剥離することが可能となる。

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池用の膜電極接合体の製造装置および製造方法、燃料電池の製造装置および製造方法等の種々の形態で実現することができる。

本発明の一実施形態としての膜電極接合体製造装置について示す模式図である。 基材シート剥離部を拡大して示す模式図である。 ３層の多層膜から１層の膜を剥離する場合に要求される条件について示す説明図である。 図３Ａで示した条件を満たすことができない場合における問題点について示す説明図である。 エアー噴出しノズルの変形例を示す模式図である。 エアー噴出しノズルの別の変形例を示す模式図である。

Ａ．実施例：
図１は、本発明の一実施形態としての膜電極接合体製造装置について示す模式図である。この膜電極接合体製造装置１０は、貼り合わせ部４０と、熱プレス転写部５０と、基材シート剥離部６０と、を備えている。

貼り合わせ部４０は、第１および第２の貼り合わせローラー４１ａ，４２ｂと、剥離ローラー４１ｃと、を備えている。剥離ローラー４１ｃは、第１のシート巻き出し部２０から送り込まれた第１のシートＭ００から第１のベースシートＭ１１を剥離するためのローラーである。第１および第２の貼り合わせローラー４１ａ，４１ｂは、第１のシートＭ００から第１のベースシートＭ１１が剥離された状態の第１のシートＭ１０に、第２のシート巻き出し部３０から送り込まれた第２のシートＭ２０を貼り合わせるための貼り合わせローラー対を構成する。なお、第１のシート巻き出し部２０は、ロール状に巻かれた第１のシートＭ００のロールがセットされることにより、第１のシートＭ００が巻き出される。また、第２のシート巻き出し部３０は、ロール状に巻かれた第２のシートＭ２０のロールがセットされることにより、第２のシートＭ２０が巻き出される。なお、以下では、第１のベースシートＭ１１の剥離前の第１のシートＭ００と剥離後の第１のシートＭ１０とを特に区別する場合には、剥離前の第１のシートＭ００を「剥離前第１のシートＭ００」、剥離後の第１のシートＭ１０を「剥離後第１のシートＭ１０」のように呼び、それ以外は、それぞれ、単に「第１のシートＭ００」、「第１のシートＭ１０」のように呼ぶ。

剥離前第１のシートＭ００は、帯状の第１のベースシート（「電解質基材シート」とも呼ぶ）Ｍ１１上に、帯状の触媒層付電解質膜シートが剥離後第１のシートＭ１０として形成されたシートである。触媒層付電解質膜シートは、帯状の電解質膜Ｍ１２のシート上に第１の触媒層（ここでは、「カソード側触媒層」とする）Ｍ１３が形成された複層膜である。第１の触媒層Ｍ１３は、複数の触媒層Ｍ１３ｐが一定間隔で間欠的に形成されている。第１のベースシートＭ１１としては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等のポリエステル系、ポリスチレン等の高分子フィルムが用いられている。電解質膜Ｍ１２としては、湿潤状態で良好なプロトン伝導性を示す固体高分子電解質材料が用いられている。固体高分子電解質材料としては、例えば、パーフルオロカーボンスルホン酸を備えるフッ素系樹脂（例えば、ナフィオン、デュポン社製）等を用いることができる。第１の触媒層Ｍ１３としては、発電反応を促進するための触媒として、例えば、白金、あるいは、白金合金を担持したカーボン粒子と、電解質膜を構成する高分子電解質と同様の電解質と、を備えた触媒層材料を電解質膜Ｍ１２上に塗工することにより形成することができる。

第２のシートＭ２０は、帯状の第２のベースシート（「触媒層基材シート」とも呼ぶ）Ｍ２１上に第２の触媒層（ここでは、「アノード側触媒層」とする）Ｍ２２が帯状に形成された触媒層転写シートである。この第２のベースシートＭ２１としては、第１のベースシート（電解質基材シート）Ｍ１１と同様に、例えば、ＰＥＴやＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の高分子フィルムが用いられている。ただし、後述する第１および第２の加熱ローラー５１ａ，５１ｂにおける加熱温度よりも高い耐熱性を有するフィルムが用いられる。第２の触媒層Ｍ２２としては、第１の触媒層Ｍ１３と同様に、触媒層材料を第２のベースシートＭ２１上に塗工することにより形成することができる。

第１のシート巻き出し部２０から貼り合わせ部４０に送り込まれた剥離前第１のシートＭ００は、剥離後第１のシートＭ１０が第１および第２の貼り合わせローラー４１ａ，４１ｂのニップ部に至る前の位置において、第１の貼り合わせローラー４１ａのローラー面に接触した状態で、第１のベースシートＭ１１が、剥離ローラー４１ｃによって、剥離後第１のシートＭ１０とは異なる方向に進行させるように巻き込まれて剥離される。剥離された第１のベースシートＭ１１は、第１のベースシート巻き取り部４３で巻き取られる。第１のベースシートＭ１１が剥離された第１のシートＭ１０は、第１の貼り合わせローラー４１ａのローラー面に接触したまま、ローラー面に沿って第１および第２の貼り合わせローラー４１ａ，４１ｂのニップ部で挟みこまれるように搬送される。一方、第２のシート巻き出し部３０から貼り合わせ部４０に送り込まれた第２のシートＭ２０は、第２の貼り合わせローラー４１ｂ側で第１および第２の貼り合わせローラー４１ａ，４１ｂのニップ部に挟み込まれるように搬送される。このとき、第２のシートＭ２０は、第１および第２の貼り合わせローラー４１ａ，４１ｂのニップ部で、第２のシートＭ２０の第２の触媒層Ｍ２２が第１のシートＭ１０の電解質膜Ｍ１２に接するように重ね合わされるとともに、第１および第２の貼り合わせローラー４１ａ，４１ｂのニップ部で挟み込まれることによって第１のシートＭ１０の電解質膜Ｍ１２に密着するように貼り合わされる。

ここで、第１の貼り合わせローラー４１ａには、シートを吸気によりローラー面に吸着させて搬送するサクションローラーを用いることが好ましい。サクションサクションローラーを用いれば、剥離前第１のシートＭ００から、触媒層付電解質膜である第１のシートＭ１０部分をローラー面に吸着させた状態で第１のベースシートＭ１１を剥離し、剥離後第１のシートＭ１０の電解質膜Ｍ１２に第２のシートＭ２０の第２の触媒層Ｍ２２を貼り合わせることができる。これにより、剥離や搬送によって電解質膜に弛みやタワミ、シワが発生することを抑制することが可能である。

貼り合わせ部４０で第１のシートＭ１０と第２のシートＭ２０とが貼り合わされた状態の第３のシートＭ３０は、貼り合わせ部４０から熱プレス転写部５０へ送り出される。

熱プレス転写部５０は、熱転写ローラー対を構成する第１および第２の加熱ローラー５１ａ，５１ｂｂと、帯電装置５２と、を備えている。第１および第２の加熱ローラー５１ａ，５１ｂは、貼り合わせ部４０から送り込まれた第３のシートＭ３０に含まれる第１のシートＭ１０の電解質膜Ｍ１２に、第２のシートＭ２０の第２の触媒層Ｍ２２を転写して接合させるためのローラー対である。帯電装置５２は、第３のシートＭ３０の第１の触媒層Ｍ１３側に耐熱性のキャリアシートＭ３１を貼り合わせるために、第１の触媒層Ｍ１３側を帯電させるための装置である。

貼り合わせ部４０から熱プレス転写部５０に送り込まれた第３のシートＭ３０は、第１の加熱ローラー５１ａに接触して加熱されるとともに、第１および第２の加熱ローラー５１ａ，５１ｂのニップ部で挟み込まれるように搬送される。また、キャリアシート巻き出し部５３から熱プレス転写部５０に送り込まれたキャリアシート（「合紙」とも呼ばれる）Ｍ３１は、第２の加熱ローラー５１ｂ側で第１および第２の加熱ローラー５１ａ，５１ｂニップ部で挟み込まれるように搬送される。このとき、キャリアシートＭ３１は、第３のシートの第１の触媒層Ｍ１３に重ね合わされるとともに、第１および第２の加熱ローラー５１ａ，５１ｂニップ部で挟み込まれることによって第１の触媒層Ｍ１３に密着するように貼り合わされる。第１および第２の加熱ローラー５１ａ，５１ｂで挟み込まれた第３のシートＭ３０は、第１および第２の加熱ローラー５１ａ，５１ｂによって加熱されるとともに、第２の加熱ローラー５１ｂ側から加圧される。これにより、第２のシートＭ２０の第２の触媒層Ｍ２２が第１のシートＭ１０の電解質膜Ｍ１２に転写される。この結果、電解質膜Ｍ１２に第１および第２の触媒層Ｍ１３，Ｍ１２が接合形成された膜電極接合体Ｍ４０が形成される。そして、第２のベースシートＭ２１とキャリアシートＭ３１との間に膜電極接合体Ｍ４０が形成された第４のシートＭ５０は、熱プレス転写部５０から基材シート剥離部６０へ送り出される。キャリアシートＭ３１としては、第１のベースシートＭ１１や第２のベースシートＭ２１と同様に、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等のポリエステル系、ポリスチレン等の高分子フィルムが用いられている。ただし、第１および第２の加熱ローラー５１ａ，５１ｂにおける加熱温度よりも高い耐熱性を有するフィルムが用いられる。

基材シート剥離部６０は、搬送ローラー６１ａと、剥離ローラー６１ｂと、エアー噴き付け部６２と、帯電装置６３と、除電装置６５と、を備えている。剥離ローラー６１ｂは、熱プレス転写部５０から送り込まれた第４のシート（「電極接合体シート」とも呼ぶ）Ｍ５０から、触媒層転写シートであった第２のシートＭ２０を構成していた第２のベースシートＭ２１を剥離するためのローラーである。搬送ローラー６１ａは、第４のシートＭ５０から第２のベースシートＭ２１を剥離した後の第５のシートＭ６０を送り出すためのローラーである。エアー噴き付け部６２は、第４のシートＭ５０から第２のベースシートＭ２１が剥離される剥離開始部分にエアーを噴きつけるための装置である。帯電装置６３は、第２のベースシートＭ２１の剥離前に、キャリアシートＭ３１と第４のシートＭ５０との静電気による貼り合わせ強度を高めるための装置である。除電装置６５は除電により、キャリアシートＭ３１の静電気による貼り合わせ強度を低下させて剥離しやすくするための装置である。

図２は、基材シート剥離部を拡大して示す模式図である。搬送ローラー６１ａは、シートを吸気によりローラー面に吸着させて搬送するサクションローラーによって構成されている。そして、図２（Ａ）に示すように、熱プレス転写部５０から基材シート剥離部６０に送り込まれた第４のシートＭ５０は、搬送ローラー６１ａのローラー面に接触すると吸着され、ローラー面に沿って搬送される。この際、第２のベースシートＭ２１が、剥離ローラー６１ｂによって、第５のシートＭ６０とは異なる方向に進行させるように巻き込まれて剥離される。剥離された第２のベースシートＭ２１は、第２のベースシート巻き取り部６４（図１）で巻き取られる。第２のベースシートが剥離された第５のシートＭ６０、すなわち、キャリアシートＭ３１が貼り合わされた膜電極接合体Ｍ４０のシートは、第５のシート巻き取り部６６（図１）によって巻き取られる。

ここで、第４のシートＭ５０から第２のベースシートＭ２１の剥離が開始される剥離開始部分には、エアー噴き付け部６２のエアー噴出しノズル６２ａから、イオン化された状態の圧縮エアーが噴き付けられる。このイオン化された状態の圧縮エアーは、エアーコンプレッサー６２ｂにおいて、取り込まれたエアーを圧縮するとともに、電圧印加によってイオン化することによって生成される。エアー噴出しノズル６２ａは、図２（Ｂ）に示すように、鋭利な先端形状を有しており、直線状に並ぶ複数の孔で構成されたエアー噴出し口６２ｃを有している。そして、エアー噴出しノズル６２ａは、エアー噴出し口６２ｃの複数の穴の並びが、図２（Ａ）の搬送されるシートの進行方向に垂直な幅方向（図２（Ａ）の紙面垂直方向）に沿った剥離開始部分に対向するように配置される。これにより、エアー噴出しノズル６２ａのエアー噴出し口６２ｃから噴出される圧縮エアーは、剥離開始部分に対して局所的に噴き付けられる。このエアー噴き付け部６２によって、剥離開始部分に対して局所的に圧縮エアーが噴き付けられることによって、第２のベースシートＭ２１を剥離する際において、以下で説明する効果を得ることができる。

図３Ａは、３層の多層膜から１層の膜を剥離する場合に要求される条件について示す説明図である。Ｍ１〜Ｍ３の三層の膜を搬送ローラーＲ１で搬送する過程において、剥離ローラーＲ２を介して第３の膜Ｍ３を剥離する場合において、第１および第２の膜Ｍ１，Ｍ２を搬送ローラーＲ１に密着できるか否かは、膜のテンション力と膜間の粘着力との大小関係に左右され、下記条件ａ）あるいはｂ）を満たす必要がある。
ａ）搬送出力側のテンション力（Ｔ１＋Ｔ２）を大きく設定することができ、かつ、第１の膜Ｍ１と第２の膜Ｍ２の間の粘着力（以下、「Ｍ１−Ｍ２間粘着力」ともいう）が第２の膜Ｍ２と第３の膜Ｍ３との間の粘着力（以下、「Ｍ２−Ｍ３間粘着力」ともいう）に比べて大きい。
ｂ）搬送ローラーＲ１をサクションローラーとして第１の膜Ｍ１を吸着でき、かつ、Ｍ１−Ｍ２間粘着力がＭ２−Ｍ３間粘着力に比べて大きい。

搬送出力側のテンション力（Ｔ１＋Ｔ２）を大きくすると膜自体の伸びの発生やシワの発生につながるため、テンション力（Ｔ１＋Ｔ２）を大きく設定できず上記ａ）を満足することができない場合は、以下で説明するような問題が発生する。また、搬送ローラーＲ１をサクションローラーとすることはできるが、Ｍ１−Ｍ２間粘着力をＭ２−Ｍ３間粘着力に比べて大きくすることができない場合は、同様に、以下で説明するような問題が発生する。

図３Ｂは、図３Ａで示した条件を満たすことができない場合における問題点について示す説明図である。上記のように条件ａ）あるいはｂ）を満たすことができない場合には、搬送ローラーＲ１に密着して保持できるのは、搬送ローラーＲ１に接している第１の膜Ｍ１のみとなる。このため、第２の膜Ｍ２には、Ｍ１−Ｍ２間粘着力とＭ２−Ｍ３間粘着力の大きさの差に依存して、図３Ｂ（Ａ）に示すように、剥離開始部分から弛みが発生して浮き上がる場合がある。そして、発生した弛みは、図３Ｂ（Ｂ）に示すように成長して大きくなり、図３Ｂ（Ｃ）に示すように、搬送ローラーＲ１の回転に沿って流れて行くことになる。この結果、この発生した弛み部分は後段にあるローラーで押さえ付けられて折シワを発生させることになってしまう。

これに対して、本実施例の基材シート剥離部６０では、剥離開始部分に向けて局所的に噴き付けられた圧縮エアーによって、図２（Ａ）に示したような剥離開始部分における第５のシートＭ６０が搬送ローラー６１ａに押さえ付けられる。これにより、第５のシートＭ６０の搬送ローラー６１ａのローラー面への密着効果を高めることができるので、図３Ｂ（Ｂ）に示したような剥離開始部分における膜の弛みを抑制することができる。これにより、第２のベースシートＭ２１を剥離し易くすることができる。また、剥離開始部分に局所的に噴きつけられた圧縮エアーによって、第２のベースシートＭ２１を剥離する力を補って剥離し易くすることが可能である。

また、圧縮エアーはイオン化されているので、剥離する第２のベースシートＭ２１と第２の触媒層Ｍ２２との間の静電気を中和して、静電気による膜間の接触力を弱めて剥離し易くすることが可能である。また、剥離開始部分に対して噴きつけられた空気は、剥離開始部分にぶつかって反射し、第５のシートＭ６０の表面に流れて空気層を形成することになるため、この空気層によって第５のシートＭ６０を搬送ローラー６１ａに沿って広範囲で非接触で押さえ付けることが可能となる。これにより、図３Ｂ（Ａ）に示した剥離開始部分における膜の弛みの発生および図３Ｂ（Ｂ）に示した膜の弛みの成長を抑制することが可能である。

以上のように、基材シート剥離部６０では、エアー噴き付け部６２から剥離開始部分に噴き付けられる圧縮エアーによって第５のシートＭ６０を構成する第２のベースシートＭ２１と第２の触媒層Ｍ２２との間の粘着力が第２の触媒層Ｍ２２と電解質膜Ｍ１２との間の粘着力よりも大きい場合に発生しやすい第２の触媒層Ｍ２２の弛みやシワの発生を抑制することができる。

以上説明したように、本実施例では、膜電極接合体の製造時における基材シートの剥離によって発生する膜の弛みを抑制することが可能である。

図４は、エアー噴出しノズルの変形例を示す模式図である。この変形例のエアー噴出しノズル６２ａＢは、実施例のエアー噴出しノズル６２ａの直線状に並ぶ複数の孔で構成されたエアー噴出し口６２ｃが細長いスリット状のエアー噴出し口６２ｃＢを有する構造に変更されたものである。この構成のエアー噴出しノズル６２ａＢを用いても、実施例のエアー噴出しノズル６２ａと同様に、エアー噴出し口６２ｃＢから噴出される圧縮エアーによって、剥離開始部分における膜の弛みを抑制することができ、また、膜の緩みの成長を抑制することができる。また、この変形例のエアー噴出しノズル６２ａＢのエアー噴出し口６２ｃＢは、実施例のエアー噴出しノズル６２ａのエアー噴出し口６２ｃに比べて、圧縮エアーが噴き付けられるシートに対して均等に圧縮エアーを噴き付けることが可能であり、エアーによる膜の押し付け効果を均等にすることが可能である。

図５は、エアー噴出しノズルの別の変形例を示す模式図である。この変形例のエアー噴出しノズル６２ａＣは、図５（Ｂ）に示すように、実施例のエアー噴出しノズル６２ａの先端にツバ６２ｄが設けられているものである。このツバ６２ｄによって、図５（Ａ）に示すように、エアー噴き付け部６２Ｃのエアー噴出しノズル６２ａＣから剥離開始部分に噴き付けた圧縮エアーをツバ６２ｄに沿って流れるようにすることができる。これにより、剥離開始部分に噴き付けられた圧縮エアーが第５のシートＭ６０に沿って広範囲で流れるようにすることができるので、膜に沿って空気層を効果的に形成して、膜を広範囲で押さえ付けることが可能となり、膜の弛みの発生および膜の弛みの成長を効果的に抑制することが可能である。

Ｂ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

上記実施例では、剥離開始部分に直線状に並ぶ圧縮エアーを局所的に噴き付ける場合を例に説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、剥離開始部分を含む範囲にエアーを噴き付けるようにしてもよい。この場合には、剥離開始部分に直線状に並ぶ圧縮エアーを局所的に噴き付ける場合に比べて効果は弱くなるが、膜を押さえ付けて膜の弛みを抑制することは可能である。

上記実施例では、貼り合わせ部４０では、剥離前の第１のシートＭ００から第１のベースシートＭ１１を剥離する場合において、基材シート剥離部６０のようなエアー噴き付け部を設けていない。これは、剥離後の第１のシートＭ１０を構成する電解質膜Ｍ１２と第１の触媒層（カソード側触媒層）Ｍ１３との間の粘着力が、電解質膜Ｍ１２と第１のベースシート(電解質膜基材シート)Ｍ１１との間の粘着力に比べて大きいため、綺麗に剥離が可能であるからである。ただし、電解質膜Ｍ１２と第１の触媒層（カソード側触媒層）Ｍ１３との間の粘着力が、電解質膜Ｍ１２と第１のベースシート(電解質膜基材シート)Ｍ１１との間の粘着力に比べて小さい場合には、基材シート剥離部６０と同様に、エアー噴き付け部を設けて剥離開始部分に圧縮エアーを噴き付けるようにすることが好ましい。

上記実施例では、貼り合わせ部４０の第１の貼り合わせローラー４１ａや基材シート剥離部６０の搬送ローラー６１ａをサクションローラーとして説明したが、搬送されるシートのテンション力やエアー噴き付け部からの圧縮エアーによる押さえ付け力によっては、必ずしもサクションローラーである必要はない。

上記実施例では、剥離後の第１のシートＭ１０として、帯状の触媒層付電解質膜シートを例に説明したが、剥離後の第１のシートＭ１０を、触媒層が形成されていない電解質膜のシート、すなわち、剥離前の第１のシートＭ００を第１のベースシート（電解質基材シート）Ｍ１１に電解質膜Ｍ１２が形成された電解質膜形成シートとしてもよい。

１０…膜電極接合体製造装置
２０…第１のシート巻き出し部
３０…第２のシート巻き出し部
４０…貼り合わせ部
４１ａ，４１ｂ…貼り合わせローラー
４１ｃ…剥離ローラー
４３…第１のベースシート巻き取り部
５０…熱プレス転写部
５１ａ，５１ｂ…加熱ローラー
５２…帯電装置
５３…キャリアシート巻き出し部
６０…基材シート剥離部
６１ａ…搬送ローラー
６１ｂ…剥離ローラー
６２…エアー噴き付け部
６２ａ…エアー噴出しノズル
６２ｂ…エアーコンプレッサー
６２ｃ…エアー噴出し口
６２ａＢ…エアー噴出しノズル
６２ｃＢ…エアー噴出し口
６２Ｃ…エアー噴き付け部
６２ａＣ…エアー噴出しノズル
６２ｄ…ツバ
６３…帯電装置
６４…第２のベースシート巻き取り部
６５…除電装置
６６…第５のシート巻き取り部

Claims (6)

1. 電解質膜の少なくとも一方の面に電極触媒層が形成された膜電極接合体の製造方法であって、
   電解質膜基材シート上に電解質膜が形成された帯状の電解質膜シート、および、触媒層基材シート上に触媒層が形成された帯状の触媒層転写シート、が送り込まれ、送り込まれた前記電解質膜シートの前記電解質膜に前記触媒層転写シートの前記触媒層を重ねて貼り合わせる貼り合わせ工程と、
   前記触媒層転写シートの前記触媒層を前記電解質膜シートの前記電解質膜に転写する転写工程と、
   前記触媒層転写シートの前記触媒層が前記電解質膜シートの前記電解質膜に転写されて前記触媒層基材シート上に膜電極接合体が形成された膜電極接合体シートから、前記触媒層基材シートを、前記膜電極接合体の進行方向とは異なる方向に進行させることにより、前記触媒層基材シートを前記膜電極接合体シートから剥離する基材シート剥離工程と、
   を備え、
   前記基材シート剥離工程は、前記触媒層基材シートが前記膜電極接合体の進行方向とは異なる方向に進行し始める剥離開始部分にエアーを噴き付ける第１のエアー噴き付け工程を含む
   ことを特徴とする膜電極接合体の製造方法。
2. 請求項１に記載の膜電極接合体の製造方法であって、
   前記第１のエアー噴き付け工程は、鋭利な先端を有し、前記熱プレス転写工程によって搬送されてくるシートの進行方向に垂直な幅方向に沿ってほぼ直線状のエアーが噴き出るノズルを、前記剥離開始部分近傍に配置し、前記ノズルから、前記剥離開始部分に対して局所的に前記幅方向に沿ったエアーを噴き付ける
   ことを特徴とする膜電極接合体の製造方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の膜電極接合体の製造方法であって、
   前記剥離開始部分に噴き付けるエアーはイオン化エアーであることを特徴とする膜電極接合体の製造方法。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の膜電極接合体の製造方法であって、
   前記貼り合わせ工程は、前記電解質膜シートの前記電解質膜に前記触媒層転写シートの前記触媒層を重ねて貼り合わせる前に、前記電解質膜シートの前記電解質膜基材シートを、前記電解質膜の進行方向とは異なる方向に進行させることにより、前記電解質膜基材シートを前記電解質膜シートから剥離する工程を含む
   ことを特徴とする膜電極接合体の製造方法。
5. 請求項４に記載の膜電極接合体の製造方法であって、
   前記電解質膜シートの前記電解質は前記電解質膜基材シートとは反対側に電極触媒層が形成された電極触媒層付電解質膜であり、
   前記電解質膜基材シートを前記電解質膜シートから剥離する工程は、前電解質膜基材シートが前記電極触媒層付電解質膜が異なる方向に進行し始める剥離開始部分にエアーを噴き付ける第２のエアー噴き付け工程を含む
   ことを特徴とする膜電極接合体の製造方法。
6. 電解質膜の少なくとも一方の面に電極触媒層が形成された膜電極接合体の製造装置であって、
   電解質膜基材シート上に電解質膜が形成された帯状の電解質膜シート、および、触媒層基材シート上に触媒層が形成された帯状の触媒層転写シート、が送り込まれ、送り込まれた前記電解質膜シートの前記電解質膜に前記触媒層転写シートの前記触媒層を重ねて貼り合わせる貼り合わせ部と、
   前記触媒層転写シートの前記触媒層を前記電解質膜シートの前記電解質膜に転写する転写部と、
   前記触媒層転写シートの前記触媒層が前記電解質膜シートの前記電解質膜に転写されて前記触媒層基材シート上に膜電極接合体が形成された膜電極接合体シートから、前記触媒層基材シートを、前記膜電極接合体の進行方向とは異なる方向に進行させることにより、前記触媒層基材シートを前記膜電極接合体シートから剥離する基材シート剥離部と、
   を備え、
   前記基材シート剥離部は、前記触媒層基材シートが前記膜電極接合体の進行方向とは異なる方向に進行し始める剥離開始部分にエアーを噴き付ける第１のエアー噴き付け部を含む
   ことを特徴とする膜電極接合体の製造装置。

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