JP2015096325A - 薄層転写用シート、電極触媒層付薄層転写用シート、薄層転写用シートの製造方法、および膜電極接合体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、金属薄膜または耐熱性樹脂薄膜からなる基材1と、基材1の少なくとも片面に設けられたフッ素樹脂層2と、を備えた、薄層転写用シート10を提供する。
【選択図】 図1
Description
金属薄膜または耐熱性樹脂薄膜からなる基材と、
前記基材の少なくとも片面に設けられたフッ素樹脂層と、を備えた、
薄層転写用シートを提供する。
上記の薄層転写用シートに積層された、燃料電池の膜電極接合体用の電極触媒層と、を備えた、
電極触媒層付薄層転写用シートを提供する。
金属薄膜または耐熱性樹脂薄膜からなる基材を準備する工程と、
前記基材をフッ素樹脂のディスパージョン中に浸漬する浸漬塗布工程と、
前記浸漬塗布工程後に、前記ディスパージョンの分散媒を除去するように前記フッ素樹脂で被覆された前記基材からなるシートを加熱する加熱乾燥工程と、
前記加熱乾燥工程後に、前記シートを前記フッ素樹脂の融点以上の温度で加熱する焼結工程と、を備えた、
薄層転写用シートの製造方法を提供する。
上記の薄層転写用シートに、少なくとも高分子電解質と触媒物質担持粒子とを含む電極触媒層を積層する触媒層積層工程と、
前記薄層転写用シートに積層された前記電極触媒層に電解質膜を接触させる電解質膜積層工程と、
前記電極触媒層と前記電解質膜とを加熱圧着する加熱圧着工程と、
前記薄層転写用シートを前記電極触媒層から剥離する剥離工程と、を備えた、
膜電極接合体の製造方法を提供する。
市販の乳化重合PTFE樹脂(数平均分子量:1.71×107(示差走査熱量計より求めた分子量))の水性分散物(固形分濃度60重量%、比重1.52)を準備し、この水性分散物に、前記PTFE樹脂の固形分に対してフッ素系界面活性剤(CF3(CF2)7CH2CH2−(OCH2CH2)mOH:m=3〜5)を0.67重量%添加することでフッ素樹脂ディスパージョンを調製した。このフッ素樹脂ディスパージョン中にアルミニウム箔(三菱アルミニウム(株)製:厚さ60μm)を0.7m/分でロール搬送しながら浸漬し、その後、100℃で乾燥し、350℃で焼結を行った。さらにもう1度、このアルミニウム箔を含むシートを1回目の浸漬と同一の条件で前記フッ素樹脂ディスパージョンに浸漬し、1回目の乾燥及び焼結と同一の条件で乾燥、焼結を行い、浸漬工程、乾燥工程、及び焼結工程からなる一連の工程を2回繰り返すことでアルミニウム箔をフッ素樹脂で被覆したシート(厚さ90μm)を得た。このようにして、実施例1に係る薄層転写用シートを得た。
実施例1で用いたアルミニウム箔の代わりにポリイミドシート(宇部興産社製、商品名:ユーピレックス−75S)を用いた以外は、実施例1と同様にして実施例2に係る薄層転写用シートを得た。実施例2に係る薄層転写用シートの厚さは105μmであった。
比較例1に係る薄層転写用シートとして、円柱状のPTFE樹脂のブロックを切削によりシート化したPTFE樹脂シート:No.900L−T(日東電工社製、厚さ:100μm)を準備した。
比較例1に係る薄層転写用シートとして、PFAからなる樹脂シート:ネオフロンAF−0050(ダイキン工業社製、厚さ:50μm)を準備した。
各実施例及び各比較例の薄層転写用シートの表面の算術平均粗さRaを、表面粗さ測定機サーフテストSV−2100(ミツトヨ社製)を用いて、JIS B 0601−1994準拠して測定した。測定条件は測定速度2mm/秒、測定長さ40mm、測定区間数5で測定を行い、MD方向(長さ方向)とTD方向(幅方向)での表面粗さRaを求めた。
各実施例及び各比較例の薄層転写用シートの引張強度(引張弾性率)を引張試験機AG−1(島津製作所社製)を用いて測定した。測定条件はサンプルサイズ:ダンベル3号打ち抜き品、引張速度:200mm/分で測定を行い、MD方向(長さ方向)とTD方向(幅方向)の引張強度(引張弾性率)を求めた。
2 フッ素樹脂層
3 電極触媒層
4 電解質膜(高分子電解質膜)
5 膜電極接合体
5b 膜電極接合体
10 薄層転写用シート
11 電極触媒層付薄層転写用シート
12 繰出しロール
13 回収ロール
14 加熱ロール
Claims (14)
- 金属薄膜または耐熱性樹脂薄膜からなる基材と、
前記基材の少なくとも片面に設けられたフッ素樹脂層と、を備えた、
薄層転写用シート。 - 前記フッ素樹脂層は、前記基材の両面に設けられている、請求項1に記載の薄層転写用シート。
- 前記フッ素樹脂層は、前記フッ素樹脂層のうち前記基材の両面に設けられている部分が互いに接続されるように形成されている、請求項2に記載の薄層転写用シート。
- 前記基材は、アルミニウム薄膜またはステンレス鋼薄膜である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の薄層転写用シート。
- 前記基材は、ポリイミド薄膜である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の薄層転写用シート。
- 前記フッ素樹脂層は、ポリテトラフルオロエチレンまたはテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体であるフッ素樹脂によって形成されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の薄層転写用シート。
- 前記フッ素樹脂層は、フッ素樹脂が前記基材に直接密着することによって形成されている、請求項1〜6のいずれか1項に記載の薄層転写用シート。
- 前記フッ素樹脂層によって形成された前記薄層転写用シートの表面の算術平均粗さRa(JIS B 0601−1994)が1μm以下である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の薄層転写用シート。
- 前記薄層転写用シートの引張強度が60MPa以上である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の薄層転写用シート。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の薄層転写用シートと、
前記薄層転写用シートに積層された、燃料電池の膜電極接合体用の電極触媒層と、を備えた、
電極触媒層付薄層転写用シート。 - 前記電極触媒層は、少なくとも高分子電解質と触媒物質担持粒子とを含む、請求項10に記載の電極触媒層付薄層転写用シート。
- 金属薄膜または耐熱性樹脂薄膜からなる基材を準備する工程と、
前記基材をフッ素樹脂のディスパージョン中に浸漬する浸漬塗布工程と、
前記浸漬塗布工程後に、前記ディスパージョンの分散媒を除去するように前記フッ素樹脂で被覆された前記基材からなるシートを加熱する加熱乾燥工程と、
前記加熱乾燥工程後に、前記シートを前記フッ素樹脂の融点以上の温度で加熱する焼結工程と、を備えた、
薄層転写用シートの製造方法。 - 前記浸漬塗布工程、前記加熱乾燥工程および前記焼結工程からなる一連の工程が2〜5回繰り返される、請求項12に記載の薄層転写用シートの製造方法。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の薄層転写用シートに、少なくとも高分子電解質と触媒物質担持粒子とを含む電極触媒層を積層する触媒層積層工程と、
前記薄層転写用シートに積層された前記電極触媒層に電解質膜を接触させる電解質膜積層工程と、
前記電極触媒層と前記電解質膜とを加熱圧着する加熱圧着工程と、
前記薄層転写用シートを前記電極触媒層から剥離する剥離工程と、を備えた、
膜電極接合体の製造方法。
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