JP2015076276A - 電解質膜搬送用粘着シートおよび該粘着シートを用いた燃料電池用膜/電極複合体の製造方法 - Google Patents

電解質膜搬送用粘着シートおよび該粘着シートを用いた燃料電池用膜/電極複合体の製造方法 Download PDF

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武史 仲野
Takeshi Nakano
武史 仲野
佐藤 司
Tsukasa Sato
司 佐藤
敏明 正木
Toshiaki Masaki
敏明 正木
西井 弘行
Hiroyuki Nishii
弘行 西井
松村 健
Takeshi Matsumura
健 松村
有満 幸生
Yukio Arimitsu
幸生 有満
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Nitto Denko Corp
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Abstract

【課題】膜/電極複合体(MEA)を加工する際に、高分子電解質膜の搬送時のハンドリング性の向上、ならびに高分子電解質膜の変形防止およびシワの発生防止に寄与し得る電解質膜搬送用粘着シートを提供すること。【解決手段】本発明の電解質膜搬送用粘着シートは、基材と、該基材の片面または両面に配置された粘着剤層とを備え、外部刺激により、該粘着剤層の粘着力が、低下または消失する。1つの実施形態においては、上記粘着剤層が、熱膨張性微小球を含む。【選択図】図1

Description

本発明は、電解質膜搬送用粘着シートおよび該粘着シートを用いた燃料電池用膜/電極複合体の製造方法に関する。
一般に、燃料電池の部材としての膜/電極複合体(MEA)は、高分子電解質膜、ガス拡散電極等からなる積層体である。このような積層体構造の膜/電極複合体は、生産効率、生産コスト等の観点から、連続的な方法により積層して製造することが求められている。連続的な生産方法としては、長尺状の高分子電解質膜の両面に塗工により触媒層を形成し、該触媒層上にガス拡散層を積層する方法、長尺状の高分子電解質膜の両面に触媒層を有するガス拡散電極を圧着により積層する方法、ポリテトラフルオロエチレン等から構成されるシート上に形成させた触媒層を高分子電解質膜に転写して、高分子電解質膜上に触媒層を形成し、該触媒層上にガス拡散層を積層する方法等が知られている。
近年、出力向上等を目的として、高分子電解質膜の薄膜化(例えば、30μm以下)が求められている。しかし、高分子電解質膜を薄膜化すると、連続生産におけるハンドリング性が悪くなる、加工精度が低下するという問題が生じる。このような問題を解消するため、高分子電解質膜を、粘着性を有する搬送シートに仮固定して搬送する方法が提案されている。この方法によれば、粘着性を有する搬送シートにより、搬送時には電解質膜が固定されて、ハンドリング性の向上を図ることができる。しかしながら、粘着性を有する搬送シートを用いた場合、搬送後の高分子電解質膜(実質的には、高分子電解質膜を含む膜/電極複合体)を、搬送シートから剥離する際に引っ張り応力がかかり、高分子電解質膜が変形(長手方向への延伸、幅方向の収縮、歪み)したり、高分子電解質膜にシワが生じる。これらの現象は、高速処理時に顕著となり、大量生産、高速生産の際には特に問題となる。
特開2006−339062号公報
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、膜/電極複合体(MEA)を加工する際に、高分子電解質膜の搬送時のハンドリング性の向上、ならびに高分子電解質膜の変形防止およびシワの発生防止に寄与し得る電解質膜搬送用粘着シートを提供することにある。
本発明の電解質膜搬送用粘着シートは、基材と、該基材の片面または両面に配置された粘着剤層とを備え、外部刺激により、該粘着剤層の粘着力が、低下または消失する。
1つの実施形態においては、上記粘着剤層が、熱膨張性微小球を含む。
1つの実施形態においては、上記粘着剤層が、活性エネルギー線照射により硬化する。
本発明の別の局面によれば、燃料電池用膜/複合体の製造方法が提供される、この製造方法は、上記電解質膜搬送用粘着シートを用いた燃料電池用膜/電極複合体の製造方法であって、該電解質膜搬送用粘着シートの粘着面に、高分子電解質膜を配置して、該高分子電解質膜を搬送することを含む。
1つの実施形態においては、上記電解質膜搬送用粘着シートが長尺状である。
本発明のさらに別の局面によれば、積層体が提供される。この積層体は、上記電解質膜搬送用粘着シートと、該電解質膜搬送用粘着シートの粘着剤層上に配置された高分子電解質膜とを備える。
1つの実施形態においては、上記電解質膜搬送用粘着シートが、長尺状である。
1つの実施形態においては、上記高分子電解質膜が、長尺状である。
1つの実施形態においては、上記積層体は巻回可能に形成される。
本発明によれば、外部刺激により、粘着力が低下または消失する粘着剤層を備えることにより、被着体(電解質膜)を搬送する際には十分な粘着力を有し、該電解質膜を剥離する際には粘着力が低下または消失して電解質膜の変形防止およびシワの発生の防止に寄与し得る電解質膜搬送用粘着シートを得ることができる。
本発明の1つの実施形態による電解質膜搬送用粘着シートの概略断面図である。 本発明の1つの実施形態による積層体の概略斜視断面図である。 本発明の1つの実施形態による積層体の概略平面図である。 本発明の第1の実施形態による燃料電池用膜/電極複合体の製造方法の概要を説明する図である。 本発明の第2の実施形態による燃料電池用膜/電極複合体の製造方法の概要を説明する図である。
A.粘着シートの全体構成
図1は、本発明の1つの実施形態による電解質膜搬送用粘着シートの概略断面図である。電解質膜搬送用粘着シート100は、基材110と、基材の片面または両面(図示例では片面)に配置された粘着剤層120とを備える。粘着剤層120は、外部刺激により、その粘着力が低下または消失する。このような粘着剤層は、粘着力を要する場面においては適切な粘着性を発揮し得、剥離を要する場面においては良好な剥離性を発揮し得る。本願発明の電解質膜搬送用粘着シート(以下、単に粘着シートともいう)は、例えば、燃料電池量膜/電極複合体(MEA)の製造において電解質膜を搬送する搬送材として用いられ、電解質膜と他の部材を積層していく工程においては、該電解質膜を固定、搬送してハンドリング性の向上に寄与し、その後、粘着シートから電解質膜を剥離する際には、外部刺激により粘着剤層の粘着力が消失または低下して、電解質膜にダメージを与えることを防止し得る。より具体的には、剥離する際に、電解質膜の変形(長手方向への延伸、幅方向の収縮、歪み)を防止し得、かつ、電解質膜にシワが発生することを防止し得る。さらに、本発明の粘着シートは、電解質膜の剥離性に優れることから、工程の高速化に寄与し得る。なお、本明細書において、外部刺激とは、粘着力を低下させるための刺激の総称であり、例えば、熱変化(加熱または冷却)、活性エネルギー線の照射等を意味する。
好ましくは、本発明の電解質膜搬送用粘着シートは、長尺状である。長尺状の該粘着シートは、連続生産工程に好適に用いられ得る。本発明の粘着シートは、所望の生産量等に応じて、任意の適切な長さに設定され得る。
図示していないが、本発明の粘着シートは、実用に供するまで粘着剤層を保護する保護層をさらに備え得る。本発明の粘着シートは、保護層により保護された状態で、ロール状に巻き取ることができる。保護層としては、例えば、シリコーン系剥離剤、フッ素系剥離剤、長鎖アルキルアクリレート系剥離剤等の剥離剤により表面コートされたプラスチック(例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン、ポリプロピレン)フィルム、不織布または紙などが挙げられる。
本発明の粘着シートは、例えば、保護層により保護されていない場合、粘着剤層とは反対側の最外層に、背面処理を行っていても良い。背面処理は、例えば、シリコーン系剥離剤や長鎖アルキルアクリレート系剥離剤等の剥離剤を用いて行うことができる。本発明の粘着シートは、背面処理を行うことにより、ロール状に巻き取ることができる。
本発明の電解質膜搬送用粘着シートの厚みは、好ましくは2μm〜1000μmであり、より好ましくは10μm〜600μmである。このような範囲であれば、被着体(電解質膜)剥離時の作業性に優れる。
本発明の電解質膜搬送用粘着シートのポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム)に対する初期粘着力は、好ましくは0.3N/20mm〜20N/20mmであり、より好ましくは0.5N/20mm〜10N/20mmである。このような範囲であれば、電解質膜をハンドリング性よく搬送することができる粘着シートを得ることができる。なお、初期粘着力とは、外部刺激を与える前の粘着剤層の粘着力を意味する。また、粘着力は、JIS Z 0237:2000に準じた方法(試験温度:23℃、貼り合わせ条件:2kgローラー1往復、剥離速度:300mm/min、剥離角度180°)により測定した粘着力をいう。粘着力測定用のPETフィルムとしては、例えば、東レ社製の商品名「ルミラーS10#25」が用いられ得る。
本発明の電解質膜搬送用粘着シートのポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム)に対する粘着力は、外部刺激を与えることにより、0.5N/20mm以下にまで低下することが好ましく、0.3N/20mm以下にまで低下することがより好ましい。このような粘着シートは剥離性に優れ、該粘着シートを用いれば、被着体である電解質膜を剥離する際に、該電解質膜が変形すること、および該電解質膜にシワが発生することを抑制し得る。
本発明の電解質膜搬送用粘着シートは、上記初期粘着力と、粘着力低下後の粘着力との差(初期粘着力−粘着力低下後の粘着力)が、好ましくは0.2N/20mm〜20N/20mmであり、より好ましくは5N/20mm〜20N/20mmであり、さらに好ましくは5N/20mm〜19.7N/20mmであり、特に好ましくは5N/20mm〜15N/20mmであり、最も好ましくは5N/20mm〜9.7N/20mmである。このような範囲であれば、搬送時の高粘着性と、剥離時の低粘着性(すなわち、良剥離性)とのバランスに優れ、本発明の効果が顕著となる。
1つの実施形態においては、本発明の電解質膜搬送用粘着シートは、1以上の穴またはマークを有し得る。穴またはマークを有していれば、後述のように、転写シートから触媒層を転写する際に、転写シートの位置合わせが容易となり、組み付け精度が向上する。穴またはマークの位置は、電解質膜搬送用粘着シートの幅方向の両端部近傍であることが好ましい。
B.基材
上記基材としては、例えば、樹脂シート、不織布、紙、金属箔、織布、ゴムシート、発泡シート、これらの積層体(特に、樹脂シートを含む積層体)等が挙げられる。樹脂シートを構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、ポリアミド(ナイロン)、全芳香族ポリアミド(アラミド)、ポリイミド(PI)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、フッ素系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)等が挙げられる。不織布としては、マニラ麻を含む不織布等の耐熱性を有する天然繊維による不織布;ポリプロピレン樹脂不織布、ポリエチレン樹脂不織布、エステル系樹脂不織布等の合成樹脂不織布等が挙げられる。
上記基材の厚みは、所望とする強度または柔軟性、ならびに使用目的等に応じて、任意の適切な厚みに設定され得る。基材の厚みは、好ましくは1000μm以下であり、より好ましくは1μm〜1000μmであり、さらに好ましくは1μm〜500μmである。
上記基材は、表面処理が施されていてもよい。表面処理としては、例えば、コロナ処理、クロム酸処理、オゾン暴露、火炎暴露、高圧電撃暴露、イオン化放射線処理、下塗り剤によるコーティング処理等が挙げられる。このような表面処理を行えば、粘着剤層と基材との密着性を高めることができる。特に有機コーティング材料によるコーティング処理は、密着性を高め、かつ、加熱剥離時に粘着剤層が投錨破壊しにくいことから好ましい。
C.粘着剤層
上記のとおり、本発明の電解質膜搬送用粘着シートが備える粘着剤層は、外部刺激により、粘着力が低下する。
上記粘着剤層の厚みは、好ましくは1μm〜200μmであり、より好ましくは5μm〜100μmである。
上記粘着剤層の粘着面の初期表面粗さRaは、好ましくは0μm〜1.0μmであり、より好ましくは0μm〜0.4μmである。このような範囲であれば、粘着面の凹凸が少ない粘着シートを得ることができる。このような粘着シートを用いれば、被着体である電解質膜に凹凸を生じさせることを防止し得る。また、凹凸が少ない粘着シートは、ガス拡散電極等の部材を圧着により積層する膜/電極複合体の製造において、特に有用である。なお、初期表面粗さRaとは、外部刺激を与える前の粘着剤層の表面粗さRaを意味する。表面粗さRaは、JIS B 0601:1994に準じて測定することができる。
C−1.加熱により粘着力が低下する粘着剤層
1つの実施形態においては、上記粘着剤層は、加熱により粘着力が低下または消失する。このような粘着剤層としては、例えば、熱膨張性微小球を含む粘着剤層、加熱硬化し得る粘着剤層等が挙げられる。
C−1−1.熱膨張性微小球を含む粘着剤層
上記熱膨張性微小球を含む粘着剤層は、粘着剤Aと熱膨張性微小球とを含む。該粘着剤層は、加熱されることにより熱膨張性微小球が膨張または発泡し、その結果、粘着面に凹凸が生じて粘着力が低下または消失する。
上記熱膨張性微小球を含む粘着剤層の厚みは、好ましくは5μm〜200μmであり、より好ましくは10μm〜150μmであり、さらに好ましくは15μm〜100μmである。このような範囲であれば、適度な粘着性を有し、かつ、剥離性にも優れる粘着シートを得ることができる。
上記熱膨張性微小球を含む粘着剤層の25℃における引っ張り弾性率は、好ましくは0.01MPa以上であり、より好ましくは0.05MPa〜1MPaであり、さらに好ましくは0.08MPa〜0.8MPaである。このような範囲であれば、適度な粘着性を有し、電解質膜搬送時のハンドリング性に優れ、かつ、電解質膜の位置ずれを防止し得る粘着シートを得ることができる。なお、引っ張り弾性率は、JIS K 7161:2008に準じて測定することができる。
上記熱膨張性微小球を含む粘着剤層の80℃における引っ張り弾性率は、好ましくは0.01MPa以上であり、より好ましくは0.05MPa〜1MPaであり、さらに好ましくは0.08MPa〜0.8MPaである。このような範囲であれば、剥離時の作業性に優れる粘着シートを得ることができる。また、熱膨張性微小球の膨張を拘束しないため、剥離性に優れる粘着シートを得ることができる。
上記のような物理的特性(破壊靭性値、弾性率)を有する粘着剤層は、例えば、粘着剤を構成するベースポリマーを適切に選択すること、該ベースポリマーの重量平均分子量を調整することにより得ることができる。例えば、粘着剤のベースポリマーとして、(メタ)アクリル系ポリマーを用いる場合、該ポリマーの重量平均分子量は、好ましくは5万〜200万であり、より好ましくは10万〜150万である。重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)測定(溶媒テトラヒドロフラン)により求めることができる。
(粘着剤A)
上記熱膨張性微小球を含む粘着剤層に含まれる粘着剤Aとしては、加熱時に熱膨張性微小球の膨張または発泡を拘束しないものが好ましい。該粘着剤としては、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ポリアミド系粘着剤、ウレタン系粘着剤、スチレン−ジエンブロック共重合体系粘着剤、放射線硬化型粘着剤、これらの粘着剤に融点が約200℃以下の熱溶融性樹脂を配合したクリ−プ特性改良型粘着剤等が挙げられる(例えば、特開昭56−61468号公報、特開昭63−17981号公報等参照)。なかでも好ましくは、アクリル系粘着剤またはゴム系粘着剤である。なお、上記粘着剤は、単独で、または2種以上組み合わせて用いてもよい。
上記アクリル系粘着剤としては、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステルの1種または2種以上をモノマー成分として用いた(メタ)アクリル系ポリマー(ホモポリマーまたはコポリマー)をベースポリマーとするアクリル系粘着剤等が挙げられる。(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基としては、好ましくはC1〜20の直鎖状、分枝鎖状、または環状のアルキル基、さらに好ましくはC1〜10の直鎖状、分枝鎖状、または環状のアルキル基、特に好ましくはメチル基、エチル基、ブチル基、2−エチルヘキシル基、およびオクチル基が挙げられる。上記(メタ)アクリル系ポリマーは、1種の(メタ)アクリル酸アルキルエステルのみを用いて得られる単独重合体であってもよく、2種以上の(メタ)アクリル酸アルキルエステルを用いて得られる共重合体であってもよい。なお、本明細書において、(メタ)アクリルとは、アクリルとメタクリルの双方を含む意味である。
上記(メタ)アクリル系ポリマーは、凝集力、耐熱性、架橋性等の改質を目的として、必要に応じて、上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルと共重合可能な他のモノマー成分に対応する単位を含んでいてもよい。このようなモノマー成分として、例えば、アクリル酸、メタクリル酸等のカルボキシル基含有モノマー;無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無水物モノマー;(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル等のヒドロキシル基含有モノマー;スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸等のスルホン酸基含有モノマー;(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド等の(N−置換)アミド系モノマー;(メタ)アクリル酸アミノエチル等の(メタ)アクリル酸アミノアルキル系モノマー;(メタ)アクリル酸メトキシエチル等の(メタ)アクリル酸アルコキシアルキル系モノマー;N−シクロヘキシルマレイミド等のマレイミド系モノマー;N−メチルイタコンイミド等のイタコンイミド系モノマー;N−(メタ)アクリロイルオキシメチレンスクシンイミド等のスクシンイミド系モノマー;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、N−ビニルピロリドン等のビニル系モノマー;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアノアクリレートモノマー;(メタ)アクリル酸グリシジル等のエポキシ基含有アクリル系モノマー;(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコール等のグリコール系アクリルエステルモノマー;(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、フッ素(メタ)アクリレート、シリコーン(メタ)アクリレート等の複素環、ハロゲン原子、ケイ素原子等を有するアクリル酸エステル系モノマー;ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート等の多官能モノマー;イソプレン、ブタジエン、イソブチレン等のオレフィン系モノマー;ビニルエーテル等のビニルエーテル系モノマー等が挙げられる。これらのモノマー成分は、単独で、または2種以上組み合わせて用いてもよい。
上記(メタ)アクリル系ポリマーは、上記モノマーの1種または2種以上を重合することによって得られる。重合は、溶液重合、乳化重合、塊状重合、懸濁重合等の何れの方式でも行われ得る。
上記ゴム系粘着剤としては、例えば、天然ゴム;ポリイソプレンゴム、スチレン・ブタジエン(SB)ゴム、スチレン・イソプレン(SI)ゴム、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体(SIS)ゴム、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体(SBS)ゴム、スチレン・エチレン・ブチレン・スチレンブロック共重合体(SEBS)ゴム、スチレン・エチレン・プロピレン・スチレンブロック共重合体(SEPS)ゴム、スチレン・エチレン・プロピレンブロック共重合体(SEP)ゴム、再生ゴム、ブチルゴム、ポリイソブチレン、これらの変性体等の合成ゴム;等をベースポリマーとするゴム系粘着剤が挙げられる。
上記粘着剤Aは、必要に応じて、任意の適切な添加剤を含み得る。該添加剤としては、例えば、架橋剤、粘着付与剤、可塑剤(例えば、トリメリット酸エステル系可塑剤、ピロメリット酸エステル系可塑剤)、顔料、染料、充填剤、老化防止剤、導電材、帯電防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、剥離調整剤、軟化剤、界面活性剤、難燃剤、酸化防止剤等が挙げられる。
上記粘着付与剤としては、任意の適切な粘着付与剤が用いられる。粘着付与剤としては、例えば、粘着付与樹脂が用いられる。粘着付与樹脂の具体例としては、ロジン系粘着付与樹脂(例えば、未変性ロジン、変性ロジン、ロジンフェノール系樹脂、ロジンエステル系樹脂など)、テルペン系粘着付与樹脂(例えば、テルペン系樹脂、テルペンフェノール系樹脂、スチレン変性テルペン系樹脂、芳香族変性テルペン系樹脂、水素添加テルペン系樹脂)、炭化水素系粘着付与樹脂(例えば、脂肪族系炭化水素樹脂、脂肪族系環状炭化水素樹脂、芳香族系炭化水素樹脂(例えば、スチレン系樹脂、キシレン系樹脂など)、脂肪族・芳香族系石油樹脂、脂肪族・脂環族系石油樹脂、水素添加炭化水素樹脂、クマロン系樹脂、クマロンインデン系樹脂など)、フェノール系粘着付与樹脂(例えば、アルキルフェノール系樹脂、キシレンホルムアルデヒド系樹脂、レゾール、ノボラックなど)、ケトン系粘着付与樹脂、ポリアミド系粘着付与樹脂、エポキシ系粘着付与樹脂、エラストマー系粘着付与樹脂などが挙げられる。なかでも好ましくは、ロジン系粘着付与樹脂、テルペン系粘着付与樹脂または炭化水素系粘着付与樹脂(スチレン系樹脂など)である。粘着付与剤は、単独で、または2種以上組み合わせて用いてもよい。
上記粘着付与剤の添加量は、ベースポリマー100重量部に対して、好ましくは5重量部〜100重量部であり、より好ましくは10重量部〜50重量部である。
上記架橋剤としては、例えば、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、メラミン系架橋剤、過酸化物系架橋剤の他、尿素系架橋剤、金属アルコキシド系架橋剤、金属キレート系架橋剤、金属塩系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、アジリジン系架橋剤、アミン系架橋剤などが挙げられる。なかでも好ましくは、イソシアネート系架橋剤またはエポキシ系架橋剤である。
上記イソシアネート系架橋剤の具体例としては、ブチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の低級脂肪族ポリイソシアネート類;シクロペンチレンジイソシアネート、シクロへキシレンジイソシアネート、イソホロン ジイソシアネート等の脂環族イソシアネート類;2,4−トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等の芳香族イソシアネート類;トリメチロールプロパン/トリレンジイソシアネート3量体付加物、トリメチロールプロパン/へキサメチレンジイソシアネート3量体付加物、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体等のイソシアネート付加物等が挙げられる。イソシアネート系架橋剤の含有量は、所望とする粘着力に応じて、任意の適切な量に設定され得、ベースポリマー100重量部に対して、代表的には0.1重量部〜20重量部であり、より好ましくは0.5重量部〜10重量部である。
上記エポキシ系架橋剤としては、例えば、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシレンジアミン、ジグリシジルアニリン、1,3−ビス(N,N−グリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビタンポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエステル、o−フタル酸ジグリシジルエステル、トリグリシジル−トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、レゾルシンジグリシジルエーテル、ビスフェノール−S−ジグリシジルエーテル、分子内にエポキシ基を2つ以上有するエポキシ系樹脂等が挙げられる。エポキシ系架橋剤の含有量は、所望とする粘着力に応じて、任意の適切な量に設定され得、ベースポリマー100重量部に対して、代表的には0.01重量部〜10重量部であり、より好ましくは0.03重量部〜5重量部である。
(熱膨張性微小球)
上記熱膨張性微小球としては、加熱により膨張または発泡し得る微小球である限りにおいて、任意の適切な熱膨張性微小球を用いることができる。上記熱膨張性微小球としては、例えば、加熱により容易に膨張する物質を、弾性を有する殻内に内包させた微小球が用いられ得る。このような熱膨張性微小球は、任意の適切な方法、例えば、コアセルベーション法、界面重合法等により製造できる。
加熱により容易に膨張する物質としては、例えば、プロパン、プロピレン、ブテン、ノルマルブタン、イソブタン、イソペンタン、ネオペンタン、ノルマルペンタン、ノルマルヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、オクタン、石油エーテル、メタンのハロゲン化物、テトラアルキルシラン等の低沸点液体;熱分解によりガス化するアゾジカルボンアミド;等が挙げられる。
上記殻を構成する物質としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリル、α−エトキシアクリロニトリル、フマロニトリル等のニトリルモノマー;アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸等のカルボン酸モノマー;塩化ビニリデン;酢酸ビニル;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、β−カルボキシエチルアクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル;スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン等のスチレンモノマー;アクリルアミド、置換アクリルアミド、メタクリルアミド、置換メタクリルアミド等のアミドモノマー;等から構成されるポリマーが挙げられる。これらのモノマーから構成されるポリマーは、ホモポリマーであってもよく、コポリマーであってもよい。該コポリマーとしては、例えば、塩化ビニリデン−メタクリル酸メチル−アクリロニトリル共重合体、メタクリル酸メチル−アクリロニトリル−メタクリロニトリル共重合体、メタクリル酸メチル−アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル−メタクリロニトリル−イタコン酸共重合体等が挙げられる。
上記熱膨張性微小球として、無機系発泡剤または有機系発泡剤を用いてもよい。無機系発泡剤としては、例えば、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、亜硝酸アンモニウム、水酸化ホウ素ナトリウム、各種アジド類等が挙げられる。また、有機系発泡剤としては、例えば、トリクロロモノフルオロメタン、ジクロロモノフルオロメタン等の塩フッ化アルカン系化合物;アゾビスイソブチロニトリル、アゾジカルボンアミド、バリウムアゾジカルボキシレート等のアゾ系化合物;パラトルエンスルホニルヒドラジド、ジフェニルスルホン−3,3´−ジスルホニルヒドラジド、4,4´−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)、アリルビス(スルホニルヒドラジド)等のヒドラジン系化合物;p−トルイレンスルホニルセミカルバジド、4,4´−オキシビス(ベンゼンスルホニルセミカルバジド)等のセミカルバジド系化合物;5−モルホリル−1,2,3,4−チアトリアゾール等のトリアゾール系化合物;N,N´−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、N,N´−ジメチル−N,N´−ジニトロソテレフタルアミド;等のN−ニトロソ系化合物などが挙げられる。
上記熱膨張性微小球は市販品を用いてもよい。市販品の熱膨張性微小球の具体例としては、松本油脂製薬社製の商品名「マツモトマイクロスフェアー」(グレード:F−30、F−30D、F−36D、F−36LV、F−50、F−50D、F−65、F−65D、FN−100SS、FN−100SSD、FN−180SS、FN−180SSD、F−190D、F−260D、F−2800D)、日本フィライト社製の商品名「エクスパンセル」(グレード:053−40、031−40、920−40、909−80、930−120)、呉羽化学工業社製「ダイフォーム」(グレード:H750、H850、H1100、S2320D、S2640D、M330、M430、M520)、積水化学工業社製「アドバンセル」(グレード:EML101、EMH204、EHM301、EHM302、EHM303、EM304、EHM401、EM403、EM501)等が挙げられる。
1つの実施形態においては、上記熱膨張性微小球の加熱前の粒子径は、好ましくは0.5μm〜80μmであり、より好ましくは5μm〜45μmであり、さらに好ましくは10μm〜20μmであり、特に好ましくは10μm〜15μmである。上記熱膨張性微小球の加熱前の粒子サイズを平均粒子径で言えば、好ましくは6μm〜45μmであり、より好ましくは15μm〜35μmである。粒子サイズが、このような範囲の熱膨張性微小球は分散性に優れる。なお、上記の粒子径と平均粒子径はレーザー散乱法における粒度分布測定法によって求められる値である。
別の実施形態においては、上記熱膨張性微小球の加熱前の平均粒子径は、好ましくは1μm未満であり、より好ましくは0.8μm以下であり、さらに好ましくは0.3μm〜0.8μmである。熱膨張性微小球の粒子径がこのような範囲であれば、粘着面の凹凸が少ない粘着シートを得ることができる。このような粘着シートを用いれば、被着体である電解質膜に凹凸を生じさせることを防止し得る。また、凹凸が少ない粘着シートは、ガス拡散電極等の部材を圧着により積層する膜/電極複合体の製造において、特に有用である。
上記熱膨張性微小球は、体積膨張率が好ましくは5倍以上、より好ましくは7倍以上、さらに好ましくは10倍以上となるまで破裂しない適度な強度を有することが好ましい。このような熱膨張性微小球を用いる場合、加熱処理により粘着力を効率よく低下させることができる。
上記粘着剤層における熱膨張性微小球の含有割合は、所望とする粘着力の低下性等に応じて適切に設定し得る。熱膨張性微小球の含有割合は、粘着剤Aを形成するベースポリマー100重量部に対して、例えば1重量部〜150重量部、好ましくは10重量部〜130重量部、さらに好ましくは25重量部〜100重量部である。
C−1−2.加熱硬化し得る粘着剤層
上記の加熱硬化し得る粘着剤層は、加熱硬化し得る粘着剤Bを含む。該粘着剤Bとしては、例えば、ベースポリマーと熱硬化性樹脂とを含む熱硬化型粘着剤、または、熱硬化性樹脂をベースポリマーとして含む熱硬化型粘着剤から形成され得る。粘着剤Bに用いられる熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール系樹脂、アミノ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、熱硬化性ポリイミド系樹脂等が挙げられる。また、上記熱硬化性樹脂と組み合わせて用いられるベースポリマーとしては、(メタ)アクリル系ポリマー、ゴム系ポリマー等が挙げられる。
C−1−3.加熱により粘着力が低下するその他の粘着剤層
加熱により粘着力が低下する粘着剤層としては、上記で説明した粘着剤層以外にも、本発明の効果が得られる限りにおいて、任意の適切な粘着剤層が用いられ得る。加熱により粘着力が低下するその他の粘着剤層としては、例えば、感圧性粘着剤Cと側鎖結晶性ポリマーとを含む粘着剤層が挙げられる。
感圧性粘着剤Cと側鎖結晶性ポリマーとを含む粘着剤層において、側鎖結晶性ポリマーの含有割合は、感圧性粘着剤C100重量部に対して、好ましくは4重量部〜9重量部であり、より好ましくは4重量部〜6重量部である。このような範囲であれば、加熱により粘着力が十分に低下する粘着剤層を形成することができる。
好ましくは、側鎖結晶性ポリマーと、感圧性粘着剤Cとは非相溶である。側鎖結晶性ポリマーと感圧性粘着剤Cとが相溶しなければ、感圧性粘着剤Cに側鎖結晶性ポリマーが分散した海島構造が形成され、加熱により粘着力が十分に低下する粘着剤層を形成することができる。
(感圧性粘着剤C)
上記感圧性粘着剤Cとしては、任意の適切な粘着剤が用いられ得る。感圧性粘着剤Cとしては、例えば、天然ゴム系粘着剤;合成ゴム系粘着剤;スチレン/ブタジエンラテックスベース粘着剤;ブロック共重合体型の熱可塑性ゴム;ブチルゴム系粘着剤;ポリイソブチレン系粘着剤;アクリル系粘着剤;ビニルエーテルの共重合体等が挙げられる。なかでも好ましくは、アクリル系粘着剤である。アクリル系粘着剤は、C1〜12のアクリル酸アルキルエステルおよび/またはメタクリル酸アルキルエステル由来の構成単位を有する(メタ)アクリル系ポリマーを含むことが好ましい。該(メタ)アクリル系ポリマーは、例えば、エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート等のモノマーを重合して得ることができる。
(側鎖結晶性ポリマー)
上記側鎖結晶性ポリマーは、好ましくは、温度に応じて可逆的に結晶状態と流動状態とをとり得る。具体的には、側鎖結晶性ポリマーは、該側鎖結晶性ポリマーの融点未満の温度で結晶化し、かつ、該融点以上の温度で流動性を示すのが好ましい。このような側鎖結晶性ポリマーを用いれば、融点未満の温度では適度な粘着性を有し、かつ、融点以上に加熱して側鎖結晶性ポリマーを流動化させることにより、上記感圧性粘着剤Cの粘着性を阻害して、粘着力が低下し得る粘着剤層を形成することができる。なお、本明細書において、融点とは、所定の平衡プロセスにより、秩序ある配列に整合されていたポリマーの特定部分が無秩序状態となる温度を意味する。ポリマーの融点は、示差熱走査熱量計(DSC)で、10℃/分の測定条件で測定して得られ得る。
上記側鎖結晶性ポリマーの融点は、好ましくは50℃以上であり、より好ましくは50℃〜70℃である。
上記側鎖結晶性ポリマーとしては、例えば、C18以上(好ましくは、C18〜22)の直鎖状のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、C6以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、極性モノマーとをモノマー成分として得られたポリマーが挙げられる。
上記C18以上の直鎖状のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、ステアリル(メタ)アクリレート、エイコシル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記C18以上の直鎖状のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有割合は、上記側鎖結晶性ポリマーを構成するモノマー成分100重量部に対して、好ましくは15重量部〜99重量部であり、より好ましくは25重量部〜99重量部であり、さらに好ましくは30重量部〜99重量部である。
上記C6以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記C6以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有割合は、上記側鎖結晶性ポリマーを構成するモノマー成分100重量部に対して、好ましくは70重量部未満であり、より好ましくは65重量部未満であり、さらに好ましくは40重量部未満である。
上記極性モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸等のカルボキシル基含有エチレン不飽和単量体;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート等のヒドロキシル基を有するエチレン不飽和単量体等が挙げられる。
上記極性モノマーの含有割合は、上記側鎖結晶性ポリマーを構成するモノマー成分100重量部に対して、好ましくは0.5重量部〜25重量部であり、より好ましくは1重量部〜10重量部である。
上記側鎖結晶性ポリマーの重量平均分子量は、好ましくは3,000〜30,000であり、より好ましくは5,000〜25,000である。このような範囲であれば、加熱により粘着力が十分に低下する粘着剤層を形成することができる。
C−2.活性エネルギー線照射により粘着力が低下する粘着剤層
1つの実施形態においては、上記粘着剤層は、活性エネルギー線照射により粘着力が低下または消失する。活性エネルギー線照射により粘着力が低下する粘着剤層は、活性エネルギー線を照射することにより硬化する活性エネルギー線硬化型粘着剤Dを含み得る。活性エネルギー線としては、例えば、ガンマ線、紫外線、可視光線、赤外線(熱線)、ラジオ波、アルファ線、ベータ線、電子線、プラズマ流、電離線、粒子線等が挙げられる。
上記活性エネルギー線硬化型粘着剤Dを含む粘着剤層の厚みは、好ましくは1μm〜50μmであり、より好ましくは5μm〜30μmであり、さらに好ましくは5μm〜20μmである。このような範囲であれば、適度な粘着性を有し、かつ、剥離性にも優れる粘着シートを得ることができる。
上記活性エネルギー線硬化型粘着剤Dを含む粘着剤層の25℃における初期引っ張り弾性率は、好ましくは0.01MPa以上であり、より好ましくは0.05MPa〜1.0MPaであり、さらに好ましくは0.03MPa〜0.08MPaである。このような範囲であれば、適度な粘着性を有し、電解質膜搬送時のハンドリング性に優れ、かつ、電解質膜の位置ずれを防止し得る粘着シートを得ることができる。なお、初期引っ張り弾性率とは、外部刺激(粘着剤Dを含む粘着剤層においては、活性エネルギー線照射)を与える前の粘着剤層の引っ張り弾性率を意味する。
上記活性エネルギー線硬化型粘着剤Dを含む粘着剤層の25℃における引っ張り弾性率は、活性エネルギー線を照射した後、10MPa〜800MPaとなることが好ましく、20MPa〜500MPaとなることがより好ましい。このような範囲であれば、剥離時の作業性に優れる粘着シートを得ることができる。
上記のような物理的特性(破壊靭性値、弾性率)を有する粘着剤層は、例えば、粘着剤を構成するベースポリマーを適切に選択すること、該ベースポリマーの重量平均分子量を調整することにより得ることができる。
上記活性エネルギー線硬化型粘着剤Dとしては、例えば、ベースポリマーと活性エネルギー線硬化性モノマーおよび/またはオリゴマーとを含む活性エネルギー線硬化型粘着剤(以下、「添加型活性エネルギー線硬化型粘着剤」ともいう)、重合性炭素−炭素二重結合を有するポリマーをベースポリマーとして含む活性エネルギー線硬化型粘着剤(以下、「ベースポリマー型活性エネルギー線硬化型粘着剤」ともいう)等が挙げられる。
上記添加型活性エネルギー線硬化型粘着剤に含まれるベースポリマーとしては、粘着性を発揮し得るかぎり、任意の適切なポリマーが採用され得る。ベースポリマーの具体例としては、(メタ)アクリル系ポリマー、ゴム系ポリマー等が挙げられる。好ましくは、ベースポリマーは(メタ)アクリル系ポリマーである。(メタ)アクリル系ポリマーとしては、例えば、C−1−1項で説明したポリマーが挙げられる。
上記添加型活性エネルギー線硬化型粘着剤に含まれる(メタ)アクリル系ポリマーは、重合性炭素−炭素二重結合を有していてもよい。重合性炭素−炭素二重結合を有する(メタ)アクリル系ポリマーとしては、上記ベースポリマー型活性エネルギー線硬化型粘着剤のベースポリマーとして使用され得る(メタ)アクリル系ポリマーが用いられ得る。該ポリマーについては、後述する。
上記添加型活性エネルギー線硬化型粘着剤が含む(メタ)アクリル系ポリマーの重量平均分子量は、好ましくは500,000以上、さらに好ましくは800,000〜3,000,000である。
上記活性エネルギー線硬化性モノマーまたはオリゴマーとしては、重合性炭素−炭素二重結合等の活性エネルギー線照射により架橋する官能基を有するモノマーまたはオリゴマーが採用され得る。該官能基を有するモノマーまたはオリゴマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸と多価アルコールとのエステル化物、エステルアクリレートオリゴマー、2−プロペニル−3−ブテニルシアヌレート、イソシアヌレート、イソシアヌレート化合物等が挙げられる。なかでも、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の重合性炭素−炭素二重結合を一分子中に平均6個以上含有するモノマーまたはオリゴマーが好ましい。活性エネルギー線硬化性モノマーまたはオリゴマーは、1種のみ用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、活性エネルギー線硬化性モノマーまたはオリゴマーの粘度は、特に制限されるものではない。
上記添加型活性エネルギー線硬化型粘着剤における上記活性エネルギー線硬化性モノマーおよびオリゴマーの合計配合量は、ベースポリマー100重量部に対し、好ましくは1重量部〜150重量部、さらに好ましくは1重量部〜100重量部、特に好ましくは5重量部〜50重量部、最も好ましくは10重量部〜40重量部である。該配合量が上記範囲内であれば、硬化により粘着力が十分に低下する。
一方、上記ベースポリマー型活性エネルギー線硬化型粘着剤においては、ベースポリマー自身が活性エネルギー線照射により架橋する性質を有するので、上記活性エネルギー線硬化性モノマーまたはオリゴマーの添加は、必ずしも必要とされず、任意である。低分子量である該モノマーまたはオリゴマーを含まない該粘着剤においては、これらの低分子成分が経時的に移動することがないので、安定した構造の粘着剤層を形成することができる。
上記ベースポリマー型活性エネルギー線硬化型粘着剤のベースポリマーである重合性炭素−炭素二重結合を有するポリマーとしては、重合性炭素−炭素二重結合を側鎖中、主鎖中、または主鎖末端に有するポリマーが用いられ得る。このようなポリマーとしては、上記添加型活性エネルギー線硬化型粘着剤においてベースポリマーとして用いられ得る(メタ)アクリル系ポリマーを基本骨格とし、重合性炭素−炭素二重結合が該基本骨格に導入されたポリマーが好ましい。分子設計の容易さを考慮すると、重合性炭素−炭素二重結合は、好ましくは上記(メタ)アクリル系ポリマーの側鎖に導入される。
上記重合性炭素−炭素二重結合を有するポリマー1分子あたりの重合性炭素−炭素二重結合の数は、好ましくは平均6個以上である。1分子あたりの重合性炭素−炭素二重結合の数が、平均6個以上であれば、活性エネルギー線の照射により、粘着剤が十分に硬化し、粘着力が低下する。
上記(メタ)アクリル系ポリマーに重合性炭素−炭素二重結合を導入する方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。重合性炭素−炭素二重結合を上記(メタ)アクリル系ポリマーの側鎖に導入する方法としては、例えば、官能基を有するモノマーを共重合させて側鎖に官能基を有する(メタ)アクリル系ポリマーを合成し、次いで、該官能基と反応し得る官能基および重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物を、重合性炭素−炭素二重結合の活性エネルギー線硬化性を維持したまま縮合または付加反応させる方法が挙げられる。
上記反応し得る官能基の組み合わせとしては、カルボン酸基とエポキシ基、カルボン酸基とアジリジル基、ヒドロキシル基とイソシアネート基等が挙げられる。これら官能基の組み合わせのなかでも反応追跡の容易さから、ヒドロキシル基とイソシアネート基との組み合わせが好ましい。これら官能基の組み合わせによって重合性炭素−炭素二重結合を有する(メタ)アクリル系ポリマーが得られるかぎり、各官能基は(メタ)アクリル系ポリマーと重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物のいずれの側にあってもよい。ヒドロキシル基とイソシアネート基との組み合わせにおいては、(メタ)アクリル系ポリマーがヒドロキシル基を有し、上記重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物がイソシアネート基を有することが好ましい。
上記重合性炭素−炭素二重結合を有するイソシアネート化合物としては、例えば、メタクリロイルイソシアネート、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、m−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート等が挙げられる。
側鎖にヒドロキシル基を有する(メタ)アクリル系ポリマーとしては、上記で例示したヒドロキシ基含有モノマーや、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、ジエチレングルコールモノビニルエーテル等のエーテル系化合物等を共重合して得られるポリマーが挙げられる。
上記重合性炭素−炭素二重結合を有するイソシアネート化合物と側鎖にヒドロキシル基を有する(メタ)アクリル系ポリマーとの縮合反応においては、(メタ)アクリル系ポリマーが有するヒドロキシル基100モルに対してイソシアネート化合物が有するイソシアネート基が好ましくは1モル〜90モル、さらに好ましくは5モル〜80モルとなるようにそれぞれの配合量が設定され得る。ヒドロキシル基とイソシアネート基の割合が該範囲であれば、縮合反応が効率的に進行し、十分な活性エネルギー線硬化性を有する(メタ)アクリル系ポリマーが得られ得る。
上記重合性炭素−炭素二重結合を有するポリマーの重量平均分子量は、好ましくは500,000以上、さらに好ましくは800,000〜3,000,000程度である。重量平均分子量が500,000未満であると、十分な凝集力が得られなくなり、被着体を汚染するおそれがある。
上記ベースポリマー型活性エネルギー線硬化型粘着剤は、必要に応じて、活性エネルギー線硬化性モノマーおよび/またはオリゴマーを含み得る。該活性エネルギー線硬化性モノマーおよびオリゴマーとしては、上記添加型活性エネルギー線硬化型粘着剤において用いられる活性エネルギー線硬化性モノマーおよびオリゴマーが好ましく例示され得る。
上記ベースポリマー型活性エネルギー線硬化型粘着剤における上記活性エネルギー線硬化性モノマーおよびオリゴマーの合計配合量は、ベースポリマー100重量部に対し、好ましくは1重量部〜150重量部、さらに好ましくは1重量部〜100重量部、特に好ましくは1重量部〜50重量部、最も好ましくは5重量部〜40重量部である。
上記添加型およびベースポリマー型活性エネルギー線硬化型粘着剤は、必要に応じて、外部架橋剤をさらに含み得る。粘着剤中において、ベースポリマーと外部架橋剤とが反応することにより、ベースポリマーが架橋されて、その重量平均分子量が増大し得る。外部架橋剤としては、任意の適切な架橋剤が採用され得る。外部架橋剤の具体例としては、ポリイソシアネート化合物、エポキシ化合物、アジリジン化合物、メラミン樹脂、尿素樹脂、無水化合物、ポリアミン、およびカルボキシル基含有ポリマーが挙げられる。
外部架橋剤の配合量は、架橋すべきベースポリマーとのバランス、粘着シートの用途等に応じて適切に設定され得る。一般的には、外部架橋剤の配合量は、上記ベースポリマー100重量部に対して0.1重量部〜10重量部である。
上記添加型およびベースポリマー型活性エネルギー線硬化型粘着剤は、必要に応じて、光重合開始剤をさらに含み得る。光重合開始剤は、紫外線等の光線の照射によって活性化するので、これらの粘着剤が紫外線硬化性である場合に、特に好適に用いられ得る。
上記光重合開始剤としては、例えば、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾイソプロピルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のべンゾインアルキルエーテル類;ベンジル、ベンゾイン、ベンゾフェノン、α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン類の芳香族ケトン類;ベンジルジメチルケタール等の芳香族ケタール類;ポリビニルベンゾフェノン、クロロチオキサントン、ドデシルチオキサントン、ジメチルチオキサントン、ジエチルチオキサントン等のチオキサントン類等が挙げられる。
上記光重合開始剤の配合量は、粘着剤に含まれるベースポリマー100重量部に対して、例えば0.1重量部〜20重量部、好ましくは0.5重量部〜10重量部である。
上記添加型およびベースポリマー型活性エネルギー線硬化型粘着剤は、必要に応じて、上記成分に加えて、粘着付与剤、老化防止剤、充填剤、着色剤等の任意の添加剤をさらに含み得る。
C−3.冷却により粘着力が低下する粘着剤層
1つの実施形態においては、上記粘着剤層は、冷却により粘着力が低下または消失する。該粘着剤層は、冷却により粘着力が低下する粘着剤Eを含み得る。粘着剤Eとしては、例えば、天然ゴム系粘着剤、シス−イソプレンラバー、スチレン−イソプレンラバー、ブダジエンラバー、ニトリルゴム系粘着剤、クロロプレンゴム系粘着剤、クロロスルホン化ポリエチレン系粘着剤、多硫化ゴム系粘着剤、ブチルゴム系粘着剤等が挙げられる。粘着剤Eは、アルキルフェノール−ホルムアルデヒド系樹脂、クマロン−インデン系樹脂、キシレン−ホルムアルデヒド系樹脂等の粘着付与剤を含んでいてもよい。
また、粘着剤Eとして、上記C−1−3で説明した側鎖結晶性ポリマーを用いてもよい。側鎖結晶性ポリマーを単独で、もしくは、側鎖結晶性ポリマーが主成分となるように用いることにより、冷却により粘着力が低下する粘着剤層を形成することができる。
D.粘着シートの製造方法
上記電解質膜搬送用粘着シートの製造方法としては、例えば、(1)基材上に粘着剤層形成用材料を塗工する方法、(2)基材と粘着性のフィルムとを貼り合わせる方法等が挙げられる。
上記粘着剤層形成用材料は、上記の粘着剤(粘着剤A、加熱硬化し得る粘着剤B、感圧性粘着剤C、活性エネルギー線硬化型粘着剤Dまたは粘着剤E)を含み、必要に応じて上記添加剤および/または任意の適切な溶剤を含む。
熱膨張性微小球を含む粘着剤層を形成する場合、上記粘着剤層形成用材料は、上記熱膨張性微小球を含み得る。また、粘着剤層形成用材料を塗布して塗布層を形成した後、該塗布層に熱膨張性微小球をプレス等により埋め込んで、熱膨張性微小球を含む粘着剤層を形成してもよい。
上記粘着剤層形成用材料の塗工は、任意の適切な方法にて粘着剤層形成用材料を塗布し、その後、塗布層を乾燥することにより行われ得る。塗布層の乾燥方法としては任意の適切な乾燥方法が採用され得る。粘着剤層が熱膨張性微小球を含む場合、および加熱硬化し得る粘着剤を用いる場合は、粘着剤の粘着力が低下しない程度の温度で乾燥させることが好ましい。
基材と粘着性のフィルムとを貼り合わせる方法における粘着性のフィルムは、離型フィルム上に上記粘着剤層形成用材料を塗工して形成することができる。粘着性のフィルムを、離型フィルムから基材に転写して、粘着シートが得られ得る。
E.積層体
1つの実施形態においては、上記電解質膜搬送用粘着シートと、高分子電解質膜とを備える積層体が提供される。図2は、本発明の1つの実施形態による積層体の概略斜視断面図である。なお、図2において、紙面左右方向が、積層体の幅方向である。この積層体200は、電解質膜搬送用粘着シート100と、電解質膜搬送用粘着シート100上に配置された高分子電解質膜10を備える。高分子電解質膜10は、粘着シート100の粘着剤層に貼着して配置される。該高分子電解質膜の種類は限定されず、任意の適切な高分子電解質膜が用いられ得る。高分子電解質膜は、アニオン導電性であってもよく、プロトン導電性であってもよい。上記積層体は、実用に供するまで粘着剤層および高分子電解質膜を保護する保護層をさらに備え得る。本発明の粘着シートは、保護層により保護された状態で、ロール状に巻き取ることができる。保護層としては、例えば、シリコーン系剥離剤、フッ素系剥離剤、長鎖アルキルアクリレート系剥離剤等の剥離剤により表面コートされたプラスチック(例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン、ポリプロピレン)フィルム、不織布または紙などが挙げられる。また、上記粘着シートは、例えば、保護層により保護されていない場合、粘着剤層とは反対側の最外層に、背面処理を行っていても良い。背面処理は、例えば、シリコーン系剥離剤や長鎖アルキルアクリレート系剥離剤等の剥離剤を用いて行うことができる。上記積層体は、背面処理を行うことにより、ロール状に巻き取ることができる。
好ましくは、電解質膜搬送用粘着シートは長尺状であり、すなわち、上記積層体は長尺状である。より好ましくは、上記積層体は長尺状であり、かつ、巻回可能に形成される。このような形態であれば、連続生産工程に好適な積層体を提供することができる。
1つの実施形態においては、高分子電解質膜も長尺状である。すなわち、該高分子電解質膜は、電解質膜搬送用粘着シート上で長さ方向に連続的に配置され得る。別の実施形態においては、図3(積層体の概略平面図)に示すように、高分子電解質膜10’は、電解質膜搬送用粘着シート100上で、所定の間隔をあけて配置される。該間隔は、所望とする積層体のサイズ等に応じて、任意の適切な間隔に設定され得る。
上記電解質膜搬送用粘着シートの幅は、高分子電解質膜のサイズに応じて任意の適切な幅に設定され得る。上記高分子電解質膜の幅は、電解質膜搬送用粘着シートの幅に対して、好ましくは50%〜100%であり、より好ましくは70%〜95%である。
上記高分子電解質膜の厚みは、好ましくは5μm〜300μmであり、より好ましくは10μm〜100μmである。本発明の粘着シートは、高分子電解質膜が薄型であっても、ハンドリング性よく該高分子電解質膜を搬送することができる。
F.燃料電池用膜/電極複合体の製造方法
本発明の燃料電池用膜/電極複合体は、上記電解質膜搬送用粘着シートの粘着面に、高分子電解質膜を配置して、該高分子電解質膜を搬送することを含む。
(第1の実施形態)
図4は、本発明の第1の実施形態による燃料電池用膜/電極複合体の製造方法の概要を説明する図である。この第1の実施形態においては、第1のガス拡散電極20と、高分子電解質膜10と、第2のガス拡散電極30とを備える膜/電極複合体300が製造され得る。
好ましくは、第1工程として、上記電解質膜搬送用粘着シート100と該粘着シート100上の高分子電解質膜10とを備えるE項で説明した積層体をロールの形態で準備し、該ロールから該積層体を繰り出す。
次いで、第2工程として、高分子電解質膜10の粘着シート100とは反対側の面に、第1のガス拡散電極20を積層する。本発明に用いるガス拡散電極としては、特に限定されることなく、任意の適切なガス拡散電極を用いることができる。代表的には、ガス拡散電極は、触媒層とガス拡散層とを備える。高分子電解質膜が所定の間隔をあけて配置される場合、第1のガス拡散電極の平面視面積は、高分子電解質膜1個の平面視面積に対して、例えば、60%〜90%である。
第1のガス拡散電極20を積層する方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。
第1のガス拡散電極20を積層した後、第3の工程として、電解質膜搬送用粘着シート100(実質的には、該粘着シートの粘着剤層)に外部刺激Aを与え、電解質膜搬送用粘着シート100を剥離する。
上記外部刺激Aとして、熱を用いる場合、温度、時間等の加熱条件は、粘着剤層中の熱膨張性微小球の特性または粘着剤層を構成する熱硬化性樹脂の種類等に応じて、任意の適切な条件に設定され得る。該加熱温度は、好ましくは70℃〜200℃であり、より好ましくは80℃〜150℃である。加熱温度がこのような温度であれば、上記積層体の収縮を防止することができる。
上記外部刺激Aとして、活性エネルギー線を用いる場合、波長、照射強度、照射時間等の活性エネルギー線照射条件は、粘着剤層中の活性エネルギー線硬化型粘着剤Dの特性に応じて任意の適切な条件に設定され得る。
また、第1のガス拡散電極20を積層した後、高分子電解質膜10の第1のガス拡散電極20が配置された側に、別の電解質膜搬送用粘着シート100’を配置する(第4工程)。別の電解質膜搬送用粘着シート100’を積層するタイミングは、図示例のように電解質膜搬送用粘着シート100を剥離した後であってもよく、電解質膜搬送用粘着シート100を剥離する前であってもよい、すなわち、第3工程と第4工程とは前後を入れ替えてもよい。電解質膜搬送用粘着シート100を剥離する前に、別の電解質膜搬送用粘着シート100’を積層する場合、電解質膜搬送用粘着シート100の粘着剤層と、別の電解質膜搬送用粘着シート100’の粘着剤層とは、外部刺激に対する応答性が異なることが好ましい。外部刺激に対する応答性が異なる粘着シートを用いれば、それぞれの粘着シートを適切なタイミングで剥離することができる。具体的には、両粘着シートの外部刺激に対する応答性を異なるようにすれば(より具体的には、別の電解質膜搬送用粘着シート100’が外部刺激Aによっても粘着力が低下しないようにすれば)、電解質膜搬送用粘着シート100を剥離する際に、別の電解質膜搬送用粘着シート100’が不要に剥離することを防止することができる。外部刺激に対する応答性が異なるとは、例えば、両粘着剤層の粘着力が、異なる種類の外部刺激(例えば、熱/活性エネルギー線)を起因として低下する場合、いずれの粘着剤層も加熱により粘着力が低下するが、粘着力を失う温度が異なる場合、いずれの粘着剤層も活性エネルギー線により粘着力が低下するが、粘着性を低下させるために要求される波長が異なる場合等を意味する。
電解質膜搬送用粘着シート100を剥離し、別の電解質膜搬送用粘着シート100’を積層した後、高分子電解質膜10の別の電解質膜搬送用粘着シート100’とは反対側の面に、第2のガス拡散電極30を積層する(第5工程)。第2のガス拡散電極は、第1のガス拡散電極に対応する位置に配置される。また、第2のガス拡散電極のサイズは、通常、第1の拡散電極と実質的に同じであるが、第1の拡散電極と異なるサイズであってもよい。この工程により、一対のガス拡散電極の間に高分子電解質膜が挟持された構成の膜/電極複合体構造が、別の電解質膜搬送用粘着シート100’の粘着面に複数個形成される。なお、第2のガス拡散電極30を積層する方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。
高分子電解質膜が、電解質膜搬送用粘着シート上で長さ方向に連続的に配置される場合、本発明の製造方法は、複数の膜/電極複合体構造を分離切断する前の段階として、長さ方向で隣り合うガス拡散電極の間を切断位置として、高分子電解質膜10を切断する工程を含む(第6工程)。切断方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。
高分子電解質膜10を切断した後、第7工程として、別の電解質膜搬送用粘着シート100’(実質的には、該粘着シートの粘着剤層)に外部刺激Bを与え、別の電解質膜搬送用粘着シート100’を剥離する。外部刺激Bを与えるための条件としては、粘着剤層の構成に応じて任意の適切な条件が採用され得る。
上記のようにして、電解質膜搬送用粘着シート100、100’の粘着面に高分子電解質膜10を配置して、該高分子電解質膜10を搬送しながら、膜/電極複合体が製造される。好ましくは、得られた膜/電極複合体はベルトコンベア等により搬送されて、次工程に供される。
(第2の実施形態)
図5は、本発明の第2の実施形態による燃料電池用膜/電極複合体の製造方法の概要を説明する図である。第2の実施形態においては、第1のガス拡散電極20’と、高分子電解質膜10と、第2のガス拡散電極とをこの順に備える膜/電極複合体が製造され得る。第2の実施形態においては、第1のガス拡散電極20’は、触媒層21とガス拡散層22とを、高分子電解質膜10側からこの順に備える。また、第2のガス拡散電極もまた、触媒層とガス拡散層とを備え得る。なお、図5においては、燃料電池用膜/電極複合体の製造方法において、第1のガス拡散電極20’を形成するまでの工程を図示している。
この実施形態においても、第1工程として、上記電解質膜搬送用粘着シート100と該粘着シート100上の高分子電解質膜10とを備えるE項で説明した積層体をロールの形態で準備し、該ロールから該積層体を繰り出す。
上記触媒層21は、高分子電解質膜10の粘着シート100とは反対側の面に配置される。触媒層21の形成方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。
1つの実施形態においては、触媒層は、粘着シート100上に触媒層形成用組成物を塗布し、その後乾燥させるといった塗工工程により形成され得る。
上記触媒層形成用組成物としては、任意の適切な成分を含む組成物が用いられる。触媒層形成用組成物は、例えば、炭素粒子等の導電性粒子、白金触媒等の触媒等を含む。
上記触媒層形成用組成物の塗布方法としては、例えば、バーコーター、スプレー、スクリーン印刷等を用いた塗布方法が挙げられる。
上記触媒層形成用組成物の塗布層の厚み(乾燥前の触媒層の厚み)は、好ましくは1μm〜3000μmnであり、より好ましくは30μm〜1000μmである。
上記触媒層形成用組成物の塗布層を乾燥させる方法としては、任意の適切な乾燥方法が用いられ得る。加熱乾燥する場合の加熱温度は、例えば40℃〜200℃であり、より好ましくは50℃〜150℃である。
上記触媒層の厚みは、好ましく1μm〜1000μmであり、より好ましくは10μm〜300μmである。
触媒層21の幅は、高分子電解質膜10の幅に対して、好ましくは50%〜100%であり、より好ましくは70%〜95%である。また、上記触媒層の平面視面積は、該触媒層上に積層されるガス拡散層の面積に応じて、任意の適切な面積に設定され得る。上記触媒層の平面視面積は、ガス拡散層の平面視面積に対して、好ましくは90%〜100%であり、より好ましくは95%〜100%である。特に好ましくは、触媒層の平面視面積とガス拡散層の平面視面積とは同じである。
別の実施形態においては、転写シート上に形成された触媒層を転写して、高分子電解質膜上に触媒層を形成してもよい。転写シートを構成する材料としては、良好に触媒層が形成でき、かつ、転写するのに適した粘着性を有する限り、任意の適切な材料が用いられ得る。該転写シートとして、上記基材と上記粘着剤層とから構成されるシート、すなわち、外部刺激により粘着性が低下または消失する転写シートを用いてもよい。
上記転写シートに触媒層を形成させる方法としては、例えば、転写シート上に上記触媒層形成用組成物を塗工する方法が挙げられる。塗布方法および乾燥方法は、上記で説明したとおりである。
上記転写シートは、長尺状であることが好ましい。長尺状の転写シートに複数の触媒層を形成し、連続的な触媒層の転写が可能となるからである。複数の触媒層が形成された長尺状の転写シートは、ロール形状で準備されることが好ましい。
上記転写シートは、1以上の穴またはマークを有し得る。穴またはマークを有する転写シートと、A項で説明した穴またはマークを有する電解質膜搬送用粘着シートとを組み合わせて用いることにより、転写シートの位置合わせが容易となる。なお、マークを有する転写シートの位置合わせには、任意の適切なセンサーが用いられ得る。
触媒層を形成した後、該触媒層の高分子電解質膜とは反対側の面に、ガス拡散層22を積層する。上記ガス拡散層としては、任意の適切なガス拡散層が用いられ得る。高分子電解質膜が所定の間隔をあけて配置される場合、ガス拡散層の平面視面積は、個々の高分子電解質膜の平面視面積に対して、例えば、60%〜90%である。
ガス拡散層を積層する方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。
第2の実施形態においては、上記のようにしてガス拡散電極を形成させる以外は、第1の実施形態において説明した製造方法に準じて、膜/電極複合体を製造することができる。なお、第2のガス拡散電極(触媒層およびガス拡散層)の形成方法としては、第1の拡散電極において説明した方法が採用され得る。第1の拡散電極の形成方法と、第2のガス拡散電極の形成方法とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例になんら限定されるものではない。
[実施例1]
(粘着剤層形成用材料の調製)
1L丸底セパラブルフラスコ、セパラブルカバー、分液ロート、温度計、窒素導入管、リービッヒ冷却器、バキュームシール、攪拌棒、攪拌羽が装備された重合用実験装置に、ドデシルメタクリレート(花王社製、商品名「エキセパールL−MA」)100重量部と、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(三菱レイヨン社製、商品名「アクリエステルHO」)10.2重量部と、重合開始剤としての2,2’−アゾビス−イソブチロニトリル(キシダ化学社製)0.22重量部と、トルエン55重量部とを投入し、混合物を調製した。
該混合物を撹拌しながら、常温下で丸底セパラブルフラスコ内を窒素置換した。その後、窒素流入しながら、60℃±2℃の温度下で12時間、混合物を撹拌して、側鎖に官能基(ヒドロキシル基)を有するメタアクリル系ポリマーを含む中間組成物を得た。
得られた中間組成物を室温まで冷却した。その後、該中間組成物と、メタクリル酸2−イソシアナトエチル(昭和電工社製、商品名「カレンズMOI」)9.8重量部と、ジラウリン酸ジブチルスズIV(和光純薬工業社製)とを混合し、空気雰囲気、50℃の温度下で24時間攪拌して、ベースポリマー(重合性炭素−炭素二重結合を有するポリマー)溶液を得た。
得られたベースポリマー溶液と、光重合開始剤としての1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、商品名「イルガキュア184」)と、ポリイソシアネート系架橋剤(日本ポリウレタン社製、商品名「コロネートL」)とを混合、撹拌して、活性エネルギー線硬化型粘着剤を含む粘着剤層形成用材料を得た。なお、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンの配合量は、ベースポリマー固形分100重量部に対して3重量部とした。また、ポリイソシアネート系架橋剤の配合量は、ベースポリマー固形分100重量部に対して、3重量部とした。
(粘着シートの作製)
アプリケータを用いて、得られた粘着剤層形成用材料を、シリコーン系離型処理がされたPETフィルムに塗布した。その後、乾燥機を用いて、120℃下で5分間乾燥し、厚さ10μmの粘着性のフィルムを形成させた。
基材として、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂から形成され、片面がコロナ処理されたフィルム(厚さ:100μm)を準備した。
上記粘着性のフィルムと、該基材のコロナ処理面とを、ハンドローラーにて貼り合わせて、50℃下で72時間放置し、粘着シートAを得た。
(評価)
得られた粘着シートAを50mm角に切り出し、該粘着シートAの粘着剤層上に、20mm×40mmの高分子電解質膜(Dupon社製、商品名「Nafion212CS」)を貼着したところ、該高分子電解質膜が自重により剥離しないことを確認した。
また、粘着シートAの基材側から、450mJ/cmの紫外線を照射したところ、粘着力が低下し、高分子電解質膜が自重により剥離することを確認した。
[実施例2]
1L丸底セパラブルフラスコ、セパラブルカバー、分液ロート、温度計、窒素導入管、リービッヒ冷却器、バキュームシール、攪拌棒、攪拌羽が装備された重合用実験装置に、ドデシルメタクリレート(花王社製、商品名「エキセパールL−MA」)100重量部と、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(三菱レイヨン社製、商品名「アクリエステルHO」)12.6重量部と、重合開始剤としての2,2’−アゾビス−イソブチロニトリル(キシダ化学社製)0.23重量部と、トルエン56重量部とを投入し、混合物を調製した。
該混合物を撹拌しながら、常温下で丸底セパラブルフラスコ内を窒素置換した。その後、窒素流入しながら、60℃±2℃の温度下で12時間、混合物を撹拌して、側鎖に官能基(ヒドロキシル基)を有するメタアクリル系ポリマーを含む中間組成物を得た。
得られた中間組成物を室温まで冷却した。その後、該中間組成物と、メタクリル酸2−イソシアナトエチル(昭和電工社製、商品名「カレンズMOI」)13.5重量部と、ジラウリン酸ジブチルスズIV(和光純薬工業社製)とを混合し、空気雰囲気、50℃の温度下で24時間攪拌して、ベースポリマー(重合性炭素−炭素二重結合を有するポリマー)溶液を得た。
このようにして得られたベースポリマー溶液を用いた以外は、実施例1と同様にして、粘着シートBを得た。
(評価)
得られた粘着シートBを50mm角に切り出し、該粘着シートBの粘着剤層上に、20mm×40mmの高分子電解質膜(Dupon社製、商品名「Nafion212CS」)を貼着したところ、該高分子電解質膜が自重により剥離しないことを確認した。
また、粘着シートBの基材側から、450mJ/cmの紫外線を照射したところ、粘着力が低下し、手作業にて粘着シートが容易に剥離できた。剥離の際に高分子電解質膜に伸びなどの塑性変形やシワが発生しないことを確認した。
[参考例1]
実施例1と同様にして粘着シートAを得た。
(評価)
実施例1と同様にして、粘着シートAに高分子電解質膜を貼着した。紫外線の照射をせずに、高分子電解質膜を剥離したところ、高分子電解質膜が塑性変形し、伸びおよびシワが発生した。
[参考例2]
実施例2と同様にして粘着シートBを得た。
(評価)
実施例2と同様にして、粘着シートBに高分子電解質膜を貼着した。紫外線の照射をせずに、高分子電解質膜を剥離したところ、高分子電解質膜が塑性変形し、伸びおよびシワが発生した。
10 高分子電解質膜
20 第1のガス拡散電極
30 第2のガス拡散電極
100 電解質膜搬送用粘着シート
110 基材
120 粘着剤層
200 積層体
300 膜/電極複合体

Claims (9)

  1. 基材と、該基材の片面または両面に配置された粘着剤層とを備え、
    外部刺激により、該粘着剤層の粘着力が、低下または消失する、
    電解質膜搬送用粘着シート。
  2. 前記粘着剤層が、熱膨張性微小球を含む、請求項1に記載の電解質膜搬送用粘着シート。
  3. 前記粘着剤層が、活性エネルギー線照射により硬化する、請求項1に記載の電解質膜搬送用粘着シート。
  4. 請求項1から3のいずれかに記載の電解質膜搬送用粘着シートを用いた燃料電池用膜/電極複合体の製造方法であって、
    該電解質膜搬送用粘着シートの粘着面に、高分子電解質膜を配置して、該高分子電解質膜を搬送することを含む、
    燃料電池用膜/電極複合体の製造方法。
  5. 前記電解質膜搬送用粘着シートが長尺状である、請求項4に記載の燃料電池用膜/電極複合体の製造方法。
  6. 請求項1から3のいずれかに記載の電解質膜搬送用粘着シートと、該電解質膜搬送用粘着シートの粘着剤層上に配置された高分子電解質膜とを備える、積層体。
  7. 前記電解質膜搬送用粘着シートが、長尺状である、請求項6に記載の積層体。
  8. 前記高分子電解質膜が、長尺状である、請求項7に記載の積層体。
  9. 巻回可能に形成された、請求項6から8のいずれかに記載の積層体。



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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108431062A (zh) * 2015-11-04 2018-08-21 艾利丹尼森公司 刺激响应性粘合剂
JP7149479B2 (ja) 2017-04-14 2022-10-07 株式会社スリーボンド 光硬化性樹脂組成物、それを用いた燃料電池およびシール方法
US10525406B2 (en) 2017-05-30 2020-01-07 Saudi Arabian Oil Company Polymer blended membranes for sour gas separation
CN109337597A (zh) * 2018-08-31 2019-02-15 深圳昌茂粘胶新材料有限公司 一种防震发泡型的双面胶材料及其制备方法
CN108950866B (zh) * 2018-08-31 2020-04-14 福建冠泓工业有限公司 一种防撕裂无纺布及其制备方法
JPWO2020170977A1 (ja) * 2019-02-19 2020-08-27
CN110117469B (zh) * 2019-05-24 2021-06-29 深圳市善营自动化股份有限公司 保护膜在制备燃料电池膜电极的应用及燃料电池膜电极
FR3105600A1 (fr) * 2019-12-23 2021-06-25 Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives Procédé et dispositif de fabrication d’un assemblage membrane – couches actives d’une pile à combustible ou d’un électrolyseur
CN111146450B (zh) * 2019-12-26 2020-12-22 一汽解放汽车有限公司 一种连续制备燃料电池气体扩散层的装置及方法
CN111082071B (zh) * 2019-12-31 2021-03-23 武汉理工氢电科技有限公司 燃料电池的电极组件及其制备方法
WO2021161118A1 (en) * 2020-02-12 2021-08-19 3M Innovative Properties Company Thermally expandable and thermosetting adhesive sheet
CN112048250A (zh) * 2020-08-14 2020-12-08 上海文施绿极科技有限公司 用于燃料电池的快速固化胶带及其制造方法
CN112063245A (zh) * 2020-08-28 2020-12-11 博罗冠业电子有限公司 一种用于电池的高温绝缘涂料及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002216789A (ja) * 2001-01-19 2002-08-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高分子電解質型燃料電池の製造方法
JP2004300231A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Nitto Denko Corp 熱剥離性両面粘着シート、被着体の加工方法および電子部品
JP2008266456A (ja) * 2007-04-20 2008-11-06 Nitto Denko Corp 熱剥離型両面粘着シート
JP2008266455A (ja) * 2007-04-20 2008-11-06 Nitto Denko Corp 層状珪酸塩を含む熱剥離型粘着シート及び該シートを使用する電子部品の製造方法
JP2010056004A (ja) * 2008-08-29 2010-03-11 Toyota Motor Corp 膜・電極接合体の製造方法
JP2011249317A (ja) * 2010-04-27 2011-12-08 Sumitomo Chemical Co Ltd 膜電極接合体の製造方法及び製造装置並びに膜電極接合体
JP2011249318A (ja) * 2010-04-27 2011-12-08 Sumitomo Chemical Co Ltd 膜電極接合体の製造方法及び製造装置並びに膜電極接合体

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5661468A (en) 1979-10-23 1981-05-26 Matsumoto Yushi Seiyaku Kk Releasable adhesive
JPS6317981A (ja) 1986-07-09 1988-01-25 F S K Kk 粘着シ−ト
USRE41651E1 (en) * 2001-01-19 2010-09-07 Panasonic Corporation Method for manufacturing fuel cell electrolyte film-electrode bond
JP2002322436A (ja) * 2001-04-25 2002-11-08 Nitto Denko Corp 被着物の加熱剥離方法及び被着物加熱剥離装置
JP2006339062A (ja) 2005-06-03 2006-12-14 Honda Motor Co Ltd 燃料電池用電極構造体の製造方法
JP2009275060A (ja) * 2008-05-12 2009-11-26 Nitto Denko Corp 粘着シート、その粘着シートを使用した被着体の加工方法、及び粘着シート剥離装置
JP2013147541A (ja) * 2012-01-17 2013-08-01 Nitto Denko Corp 粘着剤用ポリマー、粘着剤組成物及び熱剥離性粘着シート

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002216789A (ja) * 2001-01-19 2002-08-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高分子電解質型燃料電池の製造方法
JP2004300231A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Nitto Denko Corp 熱剥離性両面粘着シート、被着体の加工方法および電子部品
JP2008266456A (ja) * 2007-04-20 2008-11-06 Nitto Denko Corp 熱剥離型両面粘着シート
JP2008266455A (ja) * 2007-04-20 2008-11-06 Nitto Denko Corp 層状珪酸塩を含む熱剥離型粘着シート及び該シートを使用する電子部品の製造方法
JP2010056004A (ja) * 2008-08-29 2010-03-11 Toyota Motor Corp 膜・電極接合体の製造方法
JP2011249317A (ja) * 2010-04-27 2011-12-08 Sumitomo Chemical Co Ltd 膜電極接合体の製造方法及び製造装置並びに膜電極接合体
JP2011249318A (ja) * 2010-04-27 2011-12-08 Sumitomo Chemical Co Ltd 膜電極接合体の製造方法及び製造装置並びに膜電極接合体

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