JP2015164711A - Coating device and coating method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a coating fluid layer coated on a first surface of a base material sheet from deforming due to coating on a second surface of the base material sheet, with a small-sized and simple structure.SOLUTION: A coating device of the invention comprises: a backup roll supporting a base material sheet; a first coating head arranged to face the backup roll, and coating a first coating fluid on a first surface of the base material sheet in a state in which the base material sheet is supported by the backup roll; and a second coating head coating a second coating fluid on a second surface of the base material sheet at a position in a floating state at which the base material sheet is not supported, after coating the first coating fluid by the first coating head, the backup roll including a heating unit for drying the first coating fluid coated by the first coating head.

Description

本発明は、基材シートの両面に塗工液が塗布された塗工層を形成する塗工装置および塗工方法に関する。   The present invention relates to a coating apparatus and a coating method for forming a coating layer in which a coating liquid is applied to both surfaces of a base sheet.

従来の塗工装置として、例えば、特許文献1には、搬送される基材の表面にバックアップロール上で第1塗布ヘッド(ダイヘッド)によって塗液(塗工液)を塗工し、基材の裏面にバックアップロールの無いフローティングな状態で第2塗布ヘッド(ダイヘッド)によってウェブテンション方式で塗液を塗工する塗工装置及び塗工方法が開示されている。また、特許文献2には、搬送される基材の一面(表面)に塗工剤(特許文献1の塗工液に相当)を塗工する第1塗工ロール(グラビアロール)を有する第1塗工手段と、他面(裏面)に塗工剤を塗工する第2塗工ロール(グラビアロール)を有する第2塗工塗工手段との間に、塗工剤を加熱する等により乾燥させる乾燥機を配設した構成の塗工装置が開示されている。   As a conventional coating apparatus, for example, in Patent Document 1, a coating liquid (coating liquid) is applied to the surface of a substrate to be transported by a first coating head (die head) on a backup roll. A coating apparatus and a coating method for coating a coating liquid by a web tension method using a second coating head (die head) in a floating state without a backup roll on the back surface are disclosed. Patent Document 2 includes a first coating roll (gravure roll) that applies a coating agent (corresponding to the coating liquid of Patent Document 1) on one surface (front surface) of a substrate to be conveyed. It is dried by heating the coating agent between the coating unit and the second coating coating unit having a second coating roll (gravure roll) that coats the coating agent on the other surface (back surface). A coating apparatus having a configuration in which a dryer is provided is disclosed.

特開2012−086212号公報JP2012-086212A 特開2010−221204号公報JP 2010-221204 A

しかし、特許文献1に記載された塗工装置では、基材の表面塗工後に表面塗工層の乾燥が行われないため、基材の裏面塗工のために第2塗布ヘッドが基材の裏面に押し付けられた箇所の塗工層から塗液が流れ出してしまう可能性がある。塗液が流れ出した場合、その箇所の塗工層の形状は変形してしまうため、塗工層が安定に形成されないという課題がある。また、特許文献2に記載された塗工装置では、上記したように、塗工剤を加熱する等により乾燥させる乾燥機を配設しているので、塗工装置が大型化するとともに、その構造が複雑になるため、装置の簡易化や製造コストの低減等の点で不十分であり改善が望まれている。   However, in the coating apparatus described in Patent Document 1, since the surface coating layer is not dried after the surface coating of the base material, the second coating head is used for the back surface coating of the base material. There is a possibility that the coating liquid flows out from the coating layer at the place pressed against the back surface. When the coating liquid flows out, the shape of the coating layer at that location is deformed, so that there is a problem that the coating layer is not stably formed. Moreover, in the coating apparatus described in Patent Document 2, as described above, a dryer for drying the coating agent by heating or the like is disposed, so that the coating apparatus is enlarged and its structure is increased. Therefore, it is insufficient in terms of simplification of the apparatus and reduction of manufacturing cost, and improvement is desired.

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、以下の形態として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms.

(1)本発明の一形態は、連続搬送される帯状の基材シートの両面に塗工液を塗工する塗工装置である。この塗工装置は、前記基材シートを支持するバックアップロールと;前記バックアップロールに対向配置された第1の塗工ヘッドであって、前記基材シートが前記バックアップロールで支持された状態で前記基材シートの第1の面に第1の塗工液を塗工する第1の塗工ヘッドと;前記第1の塗工ヘッドによる塗工後に前記基材シートが支持されていない浮遊状態にある位置で前記基材シートの第2の面に第2の塗工液を塗工する第2の塗工ヘッドと;を備える。前記バックアップロールは、前記第1の塗工ヘッドにより塗工された前記第1の塗工液を乾燥させるための加熱部を有する。この場合、第1の塗工ヘッドによって基材シートの第1の面に第1の塗工液が塗工されると同時に、バックアップロールからの加熱により塗工された第1の塗工液の乾燥が行われるため、基材シートの第2の面に第2の塗工液を塗工する際に、基材シートの第2の面側に第2の塗工ヘッドが押し当てられても、第1の塗工液が流れ出してしまうことを抑制し、塗工液層を安定に形成することが可能である。また、独立した乾燥装置を設ける必要が無いので、装置の小型化、構造の簡易化に有利である。 (1) One form of this invention is a coating apparatus which coats a coating liquid on both surfaces of the strip | belt-shaped base material sheet | seat conveyed continuously. The coating apparatus includes a backup roll that supports the base sheet; and a first coating head that is disposed to face the backup roll, and the base sheet is supported by the backup roll. A first coating head for coating a first coating liquid on the first surface of the base sheet; and a floating state in which the base sheet is not supported after coating by the first coating head. And a second coating head that coats a second coating liquid on the second surface of the base sheet at a certain position. The said backup roll has a heating part for drying the said 1st coating liquid coated with the said 1st coating head. In this case, the first coating liquid is applied to the first surface of the base sheet by the first coating head, and at the same time, the first coating liquid applied by heating from the backup roll. Since drying is performed, when the second coating liquid is applied to the second surface of the base sheet, the second coating head is pressed against the second surface of the base sheet. The first coating liquid can be prevented from flowing out, and the coating liquid layer can be stably formed. Further, since there is no need to provide an independent drying device, it is advantageous for downsizing the device and simplifying the structure.

(2)上記形態の塗工装置において、前記バックアップロールから前記第2の塗工ヘッドまでの前記基材シートの搬送経路に、加熱部を有する搬送ベルトを備えるようにしてもよい。この場合、バックアップロールによる乾燥とともに、搬送ベルトによる乾燥を行なうことができるので、第1の塗工液の乾燥を促進することができる。また、独立した乾燥装置を設ける場合に比べて、それぞれの加熱部を小型化できるので、全体として装置の小型化、構造の簡易化に有利である。 (2) The coating apparatus of the said form WHEREIN: You may make it provide the conveyance belt which has a heating part in the conveyance path | route of the said base material sheet from the said backup roll to a said 2nd coating head. In this case, since the drying by the transport belt can be performed together with the drying by the backup roll, the drying of the first coating liquid can be promoted. Moreover, since each heating part can be reduced in size compared with the case where an independent drying apparatus is provided, it is advantageous to the downsizing of the apparatus and the simplification of the structure as a whole.

(3)本発明の他の形態は、連続搬送される帯状の基材シートの両面に塗工液を塗工する塗工方法である。この塗工方法は、(a)バックアップロールに対向配置された第1の塗工ヘッドによって、前記基材シートが前記バックアップロールで支持された状態で前記基材シートの第1の面に第1の塗工液を塗工する工程と;(b)前記第1の塗工ヘッドによる塗工後に前記基材シートが支持されていない浮遊状態にある位置で第2の塗工ヘッドによって前記基材シートの第2の面に第2の塗工液を塗工する工程と;を備え、さらに、前記第1の塗工液が塗工された前記基材シートが前記第2の塗工ヘッドの位置に搬送されるまでに、前記第1の塗工液で形成された塗工液層中の液体成分が固体成分の体積の5倍以下となるように乾燥する工程を備える。この場合、この場合、基材シートの第2の面に第2の塗工液を塗工する際に、基材シートの第2の面側に第2の塗工ヘッドが押し当てられても、第1の塗工液が流れ出してしまうことを抑制し、塗工液層を安定に形成することが可能である。 (3) Another embodiment of the present invention is a coating method in which a coating solution is applied to both sides of a continuously conveyed belt-like substrate sheet. In this coating method, (a) the first coating head disposed opposite to the backup roll is first on the first surface of the base sheet while the base sheet is supported by the backup roll. And (b) after applying by the first coating head, the base material sheet is in a floating state where the base material sheet is not supported by the second coating head. Applying a second coating liquid to the second surface of the sheet, and the base sheet coated with the first coating liquid is formed on the second coating head. A step of drying so that the liquid component in the coating liquid layer formed with the first coating liquid is 5 times or less the volume of the solid component before being transported to the position; In this case, in this case, when the second coating liquid is applied to the second surface of the base sheet, the second coating head is pressed against the second surface side of the base sheet. The first coating liquid can be prevented from flowing out, and the coating liquid layer can be stably formed.

(4)上記形態の塗工方法において、前記乾燥する工程は、前記塗工液層中の液体成分が固体成分の体積の2倍以上となるように乾燥するようにしてもよい。この場合、基材シートの第2の面に第2の塗工液を塗工する際に、基材シートの第2の面側に第2の塗工ヘッドが押し当てられても、第1の塗工液による塗工液層に割れが発生することを抑制し、塗工液層を安定に形成することが可能である。 (4) In the coating method of the above aspect, the drying step may be performed so that the liquid component in the coating liquid layer is twice or more the volume of the solid component. In this case, even when the second coating head is pressed against the second surface side of the base material sheet when the second coating liquid is applied to the second surface of the base material sheet, It is possible to suppress the occurrence of cracking in the coating liquid layer due to the coating liquid and to stably form the coating liquid layer.

本発明は、上記形態の塗工装置および塗工方法以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、塗工装置を用いた転写装置および転写方法、塗工液を触媒液として電解質膜に触媒層を形成した触媒層形成膜の製造装置および製造方法等の形態で実現することができる。   The present invention can also be realized in various forms other than the above-described coating apparatus and coating method. For example, the present invention can be realized in the form of a transfer apparatus and transfer method using a coating apparatus, a catalyst layer forming film manufacturing apparatus and a manufacturing method in which a catalyst layer is formed on an electrolyte film using a coating liquid as a catalyst liquid.

第1実施形態として電解質膜上に触媒層が形成された触媒層形成膜を製造するための製造装置の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the manufacturing apparatus for manufacturing the catalyst layer forming film in which the catalyst layer was formed on the electrolyte film as 1st Embodiment. 図1の触媒層形成膜製造装置における触媒層形成膜の製造手順を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacture procedure of the catalyst layer formation film in the catalyst layer formation film manufacturing apparatus of FIG. 第2実施形態として電解質膜上に触媒層が形成された触媒層形成膜を製造するための製造装置の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the manufacturing apparatus for manufacturing the catalyst layer forming film in which the catalyst layer was formed on the electrolyte film as 2nd Embodiment.

A.第1実施形態:
図1は、第1実施形態として電解質膜上に触媒層が形成された触媒層形成膜を製造するための製造装置の概略構成を示す説明図である。図2は、図1の触媒層形成膜製造装置における触媒層形成膜の製造手順を示す説明図である。図1に示すように、この触媒層形成膜製造装置10は、転写用触媒層形成部100と、触媒層転写部200と、を備える。転写用触媒層形成部100が本発明の塗工装置に相当する。
A. First embodiment:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a manufacturing apparatus for manufacturing a catalyst layer forming film in which a catalyst layer is formed on an electrolyte film as the first embodiment. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a manufacturing procedure of the catalyst layer forming film in the catalyst layer forming film manufacturing apparatus of FIG. As shown in FIG. 1, the catalyst layer forming film manufacturing apparatus 10 includes a transfer catalyst layer forming unit 100 and a catalyst layer transfer unit 200. The transfer catalyst layer forming unit 100 corresponds to the coating apparatus of the present invention.

転写用触媒層形成部100は、第1の塗工部110と、第2の塗工部120と、乾燥部130と、を備える。第1の塗工部110は、一般的なダイコーターであり、バックアップロール114と、バックアップロール114に対向配置された第1のダイヘッド112と、を備える。バックアップロール114は、基材シート巻き出しロールBUから連続搬送される帯状の基材シートBSを裏面で支持する。第1のダイヘッド(スロットダイ)112は、バックアップロール114で支持された位置における基材シートBSの表面(第1の面)に第1の触媒インクを塗布し、第1の触媒層CL1を形成する(図2のステップS10)。   The transfer catalyst layer forming unit 100 includes a first coating unit 110, a second coating unit 120, and a drying unit 130. The first coating unit 110 is a general die coater, and includes a backup roll 114 and a first die head 112 disposed to face the backup roll 114. The backup roll 114 supports the belt-shaped base sheet BS continuously conveyed from the base sheet unwinding roll BU on the back surface. The first die head (slot die) 112 applies the first catalyst ink to the surface (first surface) of the base sheet BS at the position supported by the backup roll 114 to form the first catalyst layer CL1. (Step S10 in FIG. 2).

基材シートBSは、耐熱性、耐酸性、および、後述する転写後における剥離性に優れ材質のシート、通常、PTFE(polytetrafluoroethylene)に代表されるフッ素系材料を用いたシートが多く利用される。触媒インクは、触媒インク粒子を溶媒に分散させた混合液であり、スラリーやペースト等の状態を含む。なお触媒インク粒子は、略球体状であり、中心部の触媒粒子と触媒粒子の回りを覆う高分子電解質とから形成されている。触媒粒子は、電子伝導性を有する担持体(例えば、カーボン粒子)に貴金属(例えば、白金あるいは白金合金等)が担持されたものである。高分子電解質は、例えば、電解質膜を構成する電解質と同質の電解質が用いられる。なお、電解質膜は、例えば、固体高分子材料、例えば、フッ素系樹脂や炭素系樹脂等により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜(PEM:Proton Exchange Membrane)である。この電解質膜としては、例えば、フッ素系樹脂の一つであるナフィオン(登録商標)により形成されたナフィオン膜(デュポン社製)が多く利用される。   As the base sheet BS, a sheet made of a material excellent in heat resistance, acid resistance, and peelability after transfer, which will be described later, usually a sheet using a fluorine-based material typified by PTFE (polytetrafluoroethylene) is often used. The catalyst ink is a mixed liquid in which catalyst ink particles are dispersed in a solvent, and includes a state such as slurry and paste. The catalyst ink particles have a substantially spherical shape, and are formed of a catalyst particle in the center and a polymer electrolyte covering the catalyst particles. The catalyst particles are those in which a noble metal (for example, platinum or a platinum alloy) is supported on a support having electron conductivity (for example, carbon particles). As the polymer electrolyte, for example, an electrolyte of the same quality as the electrolyte constituting the electrolyte membrane is used. The electrolyte membrane is, for example, a proton conductive ion exchange membrane (PEM) formed of a solid polymer material, for example, a fluorine-based resin or a carbon-based resin. As this electrolyte membrane, for example, a Nafion membrane (manufactured by DuPont) formed of Nafion (registered trademark), which is one of fluorine resins, is often used.

ここで、バックアップロール114は、ロール表面を加熱する加熱部115を備えるヒートロールであり、第1の触媒インクを塗布すると同時に、ロール表面に基材シートBSが接触している間、形成された第1の触媒層CL1を加熱して乾燥させる(図2のステップS20)。なお、加熱温度は、後述する第2の塗工部120による第2の触媒インクの塗布を開始する直前における乾燥状態として、第1の触媒層CL1中の固体成分に対する液体成分の体積が5倍以下、すなわち、0〜5倍の範囲となるように設定される。好ましくは、1〜5倍の範囲内となるように設定される。より好ましくは2〜5倍の範囲となるように設定される。本例では、2〜5倍の範囲となるように設定され、例えば、加熱温度は、80℃〜120℃に設定される。なお、乾燥状態をこのように設定する理由については後述する。   Here, the backup roll 114 is a heat roll including a heating unit 115 that heats the roll surface, and is formed while the base sheet BS is in contact with the roll surface at the same time as the first catalyst ink is applied. The first catalyst layer CL1 is heated and dried (step S20 in FIG. 2). Note that the heating temperature is 5 times the volume of the liquid component with respect to the solid component in the first catalyst layer CL1 in a dry state immediately before starting the application of the second catalyst ink by the second coating unit 120 described later. In the following, it is set to be in the range of 0 to 5 times. Preferably, it is set to be within a range of 1 to 5 times. More preferably, it is set to be in the range of 2 to 5 times. In this example, it is set to be in a range of 2 to 5 times. For example, the heating temperature is set to 80 ° C. to 120 ° C. The reason for setting the dry state in this way will be described later.

第2の塗工部120は、いわゆるキスコーターであり、第1の塗工部110から搬送されてくる基材シートBSの裏面(第2の面)側に配置されたサポートロール122および第2のダイヘッド(スロットダイ)124を備える。第2の塗工部120は、ウェブテンション方式で基材シートBSの裏面に第2の触媒インクを塗布する。具体的には、サポートロール122によって支持されて搬送される基材シートBSの裏面に、バックアップロールのないオフロール状態(フローティング状態)でヘッドの先端を押し当てることによって基材シートBSの裏面に第2の触媒インクを塗布して第2の触媒層CL2を形成する(図2ステップS30)。第2の触媒インクは、第1の触媒インクと全く同じインクであっても、異なったインクであってもよい。   The second coating unit 120 is a so-called kiss coater, and the support roll 122 and the second roll disposed on the back surface (second surface) side of the base sheet BS conveyed from the first coating unit 110. A die head (slot die) 124 is provided. The second coating unit 120 applies the second catalyst ink to the back surface of the base sheet BS by a web tension method. Specifically, the back surface of the base material sheet BS supported by the support roll 122 is conveyed to the back surface of the base material sheet BS by pressing the tip of the head in an off-roll state (floating state) without a backup roll. A second catalyst ink is applied to form a second catalyst layer CL2 (step S30 in FIG. 2). The second catalyst ink may be the same ink as the first catalyst ink or a different ink.

乾燥部130は、一般的な乾燥装置により構成されている。乾燥部130は、第2の塗工部120から連続搬送されてくる基材シートBS上に形成された第1の触媒層CL1および第2の触媒層CL2を十分に乾燥させて、転写用触媒層シートCSを作製する(ステップS40)。作製された転写用触媒層シートCSは、触媒層転写部200へ連続搬送される。   The drying unit 130 is configured by a general drying device. The drying unit 130 sufficiently dries the first catalyst layer CL1 and the second catalyst layer CL2 formed on the base sheet BS continuously conveyed from the second coating unit 120, thereby transferring the transfer catalyst. A layer sheet CS is produced (step S40). The produced transfer catalyst layer sheet CS is continuously conveyed to the catalyst layer transfer unit 200.

触媒層転写部200は、一対の転写ロール210a,210bと、一対の剥離ロール220a,220bと、を備える。一対の転写ロール210a,210bは、搬送されてくる転写用触媒層シートCSを挟みこむように対向配置されている。転写用触媒層シートCSの第1の触媒層CL1上に第1の電解質膜巻き出しロールPU1から送り出された第1の電解質膜PS1が重ね合されるとともに、第2の触媒層CL2上に第2の電解質膜巻き出しロールPU2から送り出された第2の電解質膜PS2が重ね合されて、一対の転写ロール210a,210bのニップ部で挟み込まれる。一対の転写ロール210a,210bは加熱部211a,211bを有するヒートロールであり、重ね合された転写用触媒層シートCSと第1の電解質膜PS1と第2の電解質膜PS2とをホットプレス(加熱および加圧)する。これにより、第1の電解質膜PS1に第1の触媒層CL1を転写するとともに、第2の電解質膜PS2に第2の触媒層CL2を転写する(図2のステップS50)。これにより、第1の電解質膜PS1上に第1の触媒層CL1が形成された第1の触媒層形成膜(CCM:Catalyst Coated Membrane)CM1および第2の電解質膜PS2上に第2の触媒層CL2が形成された第2の触媒層形成膜CM2が作製される。第1の電解質膜PS1および第2の電解質膜PS2は、同じ電解質膜であっても異なる電解質膜であってもよい。なお、加熱温度は、電解質膜や触媒層に含まれる電解質の熱分解温度以下の温度で、かつ、触媒の相転移温度以上の温度、例えば、130℃〜150℃程度に設定される。   The catalyst layer transfer unit 200 includes a pair of transfer rolls 210a and 210b and a pair of peeling rolls 220a and 220b. The pair of transfer rolls 210a and 210b are arranged to face each other so as to sandwich the transfer catalyst layer sheet CS being conveyed. The first electrolyte membrane PS1 fed from the first electrolyte membrane unwinding roll PU1 is overlaid on the first catalyst layer CL1 of the transfer catalyst layer sheet CS, and the second catalyst layer CL2 is overlaid with the first electrolyte membrane PS1. The second electrolyte membrane PS2 fed from the second electrolyte membrane unwinding roll PU2 is overlapped and sandwiched between the nip portions of the pair of transfer rolls 210a and 210b. The pair of transfer rolls 210a and 210b is a heat roll having heating portions 211a and 211b, and hot presses (heats) the superimposed transfer catalyst layer sheet CS, the first electrolyte film PS1, and the second electrolyte film PS2. And pressurize). Thereby, the first catalyst layer CL1 is transferred to the first electrolyte membrane PS1, and the second catalyst layer CL2 is transferred to the second electrolyte membrane PS2 (step S50 in FIG. 2). Accordingly, the second catalyst layer is formed on the first catalyst layer forming film (CCM) CM1 and the second electrolyte film PS2 in which the first catalyst layer CL1 is formed on the first electrolyte film PS1. A second catalyst layer forming film CM2 having CL2 formed thereon is produced. The first electrolyte membrane PS1 and the second electrolyte membrane PS2 may be the same electrolyte membrane or different electrolyte membranes. The heating temperature is set to a temperature not higher than the thermal decomposition temperature of the electrolyte contained in the electrolyte membrane or the catalyst layer and not lower than the phase transition temperature of the catalyst, for example, about 130 ° C. to 150 ° C.

一対の剥離ロール220a,220bは、一対の転写ロール210a,210bから搬送されてくる基材シートBSから、第1の触媒層形成膜CM1および第2の触媒層形成膜CM2を剥離する(ステップS60)。剥離後の第1の触媒層形成膜CM1および第2の触媒層形成膜CM2は第1の触媒層形成膜巻き取りロールCW1および第2の触媒層形成膜巻き取りロールCW2によって巻き取られ、基材シートBSは基材シート巻き取ロールBWによって巻き取られる。   The pair of peeling rolls 220a and 220b peels the first catalyst layer forming film CM1 and the second catalyst layer forming film CM2 from the base sheet BS conveyed from the pair of transfer rolls 210a and 210b (Step S60). ). The first catalyst layer forming film CM1 and the second catalyst layer forming film CM2 after peeling are wound up by the first catalyst layer forming film winding roll CW1 and the second catalyst layer forming film winding roll CW2, The material sheet BS is wound up by the base sheet winding roll BW.

以上説明したように、本実施形態の触媒層形成膜製造装置10では、第1の塗工部110の第1のダイヘッド112によりバックアップロール114で支持された状態の基材シートBSの表面(第1の面)に第1の触媒液を塗工(塗布)すると同時に、第1の塗工液による第1の触媒層CL1がバックアップロール114により加熱乾燥される。これにより、別途独立して乾燥装置を設けずに、第2の塗工部120の第2のダイヘッド124により基材シートBSの裏面(第2の面)に第2の塗工液を塗工(塗布)する際に、第2のダイヘッド124を基材シートBSの第2の面に押し当てても、第1の塗工液が流れ出してしまい、第1の触媒層CL1が変形してしまうことを抑制し、第1の触媒層CL1を安定な形状で形成することができる。   As described above, in the catalyst layer forming film manufacturing apparatus 10 of the present embodiment, the surface (first surface) of the base sheet BS that is supported by the backup roll 114 by the first die head 112 of the first coating unit 110. At the same time that the first catalyst liquid is applied (coated) to the first surface), the first catalyst layer CL1 of the first coating liquid is heated and dried by the backup roll 114. Accordingly, the second coating liquid is applied to the back surface (second surface) of the base sheet BS by the second die head 124 of the second coating unit 120 without providing a separate drying device. (Applying) Even if the second die head 124 is pressed against the second surface of the base sheet BS, the first coating liquid flows out and the first catalyst layer CL1 is deformed. This can be suppressed, and the first catalyst layer CL1 can be formed in a stable shape.

また、第1の塗工液および第2の塗工液を同じとし、第1の触媒層CL1および第2の触媒層CL2を同じ構成とするとともに、第1の電解質膜PS1および第2の電解質膜PS2を同じ電解質膜を用いる構成とすれば、触媒液の塗布および乾燥による触媒層の形成と電解質膜への触媒層の転写を行なって触媒層形成膜を形成する1回の製造ラインにおいて2回分の触媒層形成膜の製造が可能となるので、製造効率を2倍にできる。また、1回の製造ラインを直列に2つ並べる場合に比べて、製造ラインの長さを1/2にすることができ、並列に2つ並べる場合に比べて製造ラインの幅を1/2にすることができる。   The first coating liquid and the second coating liquid are the same, and the first catalyst layer CL1 and the second catalyst layer CL2 have the same configuration, and the first electrolyte membrane PS1 and the second electrolyte. If the membrane PS2 is configured to use the same electrolyte membrane, the catalyst layer is formed by coating and drying the catalyst solution and transferring the catalyst layer to the electrolyte membrane to form the catalyst layer forming membrane. Since the production of the catalyst layer forming film for a batch becomes possible, the production efficiency can be doubled. Also, the length of the production line can be halved compared to the case where two production lines are arranged in series, and the width of the production line is halved compared to the case where two production lines are arranged in parallel. Can be.

また、基材シートBSとして利用されるPTFEは、転写による変形により再利用が難しく、また、一般に材料費が高い。本実施形態のように基材シートBSの両面を利用すれば、基材シートBSの利用効率を高めて、製造コストを低減することが可能である。   Further, PTFE used as the base sheet BS is difficult to reuse due to deformation due to transfer, and generally has a high material cost. If both surfaces of the base sheet BS are used as in this embodiment, it is possible to increase the utilization efficiency of the base sheet BS and reduce the manufacturing cost.

また、第2の塗工部120による第2の触媒インクの塗布を開始する直前における乾燥状態を、第1の触媒層CL1中の固体成分に対する液体成分の体積が5倍以下、すなわち、0〜5倍の範囲となるようにすることにより、第1の触媒層CL1の乾燥が不十分で第1の塗工液が流れ出して第1の触媒層CL1が変形してしまうことを抑制することができる。なお、第2の触媒インクの塗布を開始する直前における乾燥状態を、第1の触媒層CL1中の固体成分に対する液体成分の体積比が1倍〜5倍の範囲内することが好ましく、2倍〜5倍の範囲内とすることがより好ましい。このようにすれば、第2のダイヘッド124が押し当てられることによって、第1の触媒層CL1に割れが発生してしまうことも抑制することができる。   In addition, the dry state immediately before starting the application of the second catalyst ink by the second coating unit 120, the volume of the liquid component with respect to the solid component in the first catalyst layer CL1 is 5 times or less, that is, 0 to 0 By limiting the range to 5 times, it is possible to suppress the first catalyst layer CL1 from being deformed due to insufficient drying of the first catalyst layer CL1 and deformation of the first catalyst layer CL1. it can. In addition, it is preferable that the volume ratio of the liquid component with respect to the solid component in the first catalyst layer CL1 is within a range of 1 to 5 times in the dry state immediately before starting the application of the second catalyst ink. It is more preferable to be within a range of ˜5 times. If it does in this way, it can also suppress that a crack generate | occur | produces in 1st catalyst layer CL1 by the 2nd die head 124 being pressed.

なお、上記説明からわかるように、第1のダイヘッド112および第2のダイヘッド124が本発明の第1の塗工ヘッドおよび第2の塗工ヘッドに相当する。   As can be seen from the above description, the first die head 112 and the second die head 124 correspond to the first coating head and the second coating head of the present invention.

B.第2実施形態:
図3は、第2実施形態として電解質膜上に触媒層が形成された触媒層形成膜を製造するための製造装置の概略構成を示す説明図である。この触媒層形成膜製造装置10Bは、第1実施形態の触媒層形成膜製造装置10(図1)の転写用触媒層形成部100を、転写用触媒層形成部100Bとした点が異なっている。転写用触媒層形成部100Bは、転写用触媒層形成部100の第2の塗工部120を、サポートロール122を省略した第2の塗工部120Bとし、第1の塗工部110と第2の塗工部120Bとの間の搬送路に搬送ベルト116を備えている。
B. Second embodiment:
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a manufacturing apparatus for manufacturing a catalyst layer forming film in which a catalyst layer is formed on an electrolyte film as a second embodiment. The catalyst layer forming film manufacturing apparatus 10B is different in that the transfer catalyst layer forming unit 100 of the catalyst layer forming film manufacturing apparatus 10 (FIG. 1) of the first embodiment is replaced with a transfer catalyst layer forming unit 100B. . The transfer catalyst layer forming unit 100B uses the second coating unit 120 of the transfer catalyst layer forming unit 100 as a second coating unit 120B in which the support roll 122 is omitted, and the first coating unit 110 and the first coating unit 120B. A conveyance belt 116 is provided on the conveyance path between the two coating units 120B.

搬送ベルト116は、加熱部117を有するヒートベルトであり、バックアップロール114による第1の触媒層CL1の加熱乾燥に加えて、第1の触媒層CL1を加熱乾燥する。加熱温度は、第1実施形態で説明したように、バックアップロール114および搬送ベルト116による乾燥によって、第2の塗工部120による第2の触媒インクの塗布を開始する直前における乾燥状態として、第1の触媒層CL1中の固体成分に対する液体成分の体積が0〜5倍の範囲内となるように設定される。好ましくは、1〜5倍の範囲内となるように設定される。より好ましくは2〜5倍の範囲となるように設定される。例えば、バックアップロール114の加熱温度を80℃、搬送ベルト116の加熱温度を110℃のように設定すればよい。   The conveyor belt 116 is a heat belt having a heating unit 117, and heat-drys the first catalyst layer CL1 in addition to heat-drying the first catalyst layer CL1 by the backup roll 114. As described in the first embodiment, the heating temperature is the dry state immediately before starting the application of the second catalyst ink by the second coating unit 120 by the drying by the backup roll 114 and the conveyor belt 116. The volume of the liquid component with respect to the solid component in one catalyst layer CL1 is set within a range of 0 to 5 times. Preferably, it is set to be within a range of 1 to 5 times. More preferably, it is set to be in the range of 2 to 5 times. For example, the heating temperature of the backup roll 114 may be set to 80 ° C., and the heating temperature of the conveyor belt 116 may be set to 110 ° C.

本実施形態においては、バックアップロール114の加熱乾燥に加えて搬送ベルトによる加熱乾燥を実行することにより、第1の触媒層CLの乾燥を促進することができる。なお、バックアップロール114および搬送ベルト116による2段階の加熱乾燥によれば、それぞれの加熱部を小型化できるので、別途独立して乾燥装置を設ける場合の装置の大型化、複雑化に比べて小型化、簡易化に有利である。   In the present embodiment, the drying of the first catalyst layer CL can be promoted by executing the heating and drying by the conveying belt in addition to the heating and drying of the backup roll 114. In addition, according to the two-stage heating and drying by the backup roll 114 and the conveyor belt 116, each heating unit can be reduced in size. It is advantageous for making it easier and easier.

C.変形例:
なお、上記実施形態では、触媒層形成膜製造装置の転写用触媒層作製部に本発明の塗工装置を適用した場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、種々の塗工液を基材シートの両面に塗布して、基材シートの両面に塗工液層を形成する塗工装置に適用することが可能である。
C. Variation:
In the above-described embodiment, the case where the coating apparatus of the present invention is applied to the transfer catalyst layer preparation unit of the catalyst layer forming film manufacturing apparatus has been described as an example. It is possible to apply the coating liquid to both sides of the base sheet, and to apply the coating liquid to form a coating liquid layer on both sides of the base sheet.

本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、前述した実施形態および各変形例における構成要素の中の、独立請求項で記載された要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, examples, and modifications, and can be realized with various configurations without departing from the spirit thereof. For example, the technical features in the embodiments, examples, and modifications corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are to solve some or all of the above-described problems, or In order to achieve part or all of the above effects, replacement or combination can be performed as appropriate. Moreover, elements other than the elements described in the independent claims among the constituent elements in the above-described embodiments and modifications are additional elements and can be omitted as appropriate.

10…触媒層形成膜製造装置
10B…触媒層形成膜製造装置
100…触媒層作製部
110…塗工部
112…ダイヘッド
114…バックアップロール
115…加熱部
116…搬送ベルト
117…加熱部
120…塗工部
122…サポートロール
124…ダイヘッド
130…乾燥部
200…触媒層転写部
210a,210b…転写ロール
211a,211b…加熱部
220a,220b…剥離ロール
BS…基材シート
CS…転写用触媒層シート
BU…基材シート巻き出しロール
BW…基材シート巻き取ロール
CL1…触媒層
CL2…触媒層
CM1…触媒層形成膜
CM2…触媒層形成膜
PS1…電解質膜
PS2…電解質膜
PU1…電解質膜巻き出しロール
PU2…電解質膜巻き出しロール
CW1…触媒層形成膜巻き取りロール
CW2…触媒層形成膜巻き取りロール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Catalyst layer forming film manufacturing apparatus 10B ... Catalyst layer forming film manufacturing apparatus 100 ... Catalyst layer preparation part 110 ... Coating part 112 ... Die head 114 ... Backup roll 115 ... Heating part 116 ... Conveying belt 117 ... Heating part 120 ... Coating Part 122 ... Support roll 124 ... Die head 130 ... Drying part 200 ... Catalyst layer transfer part 210a, 210b ... Transfer roll 211a, 211b ... Heating part 220a, 220b ... Peeling roll BS ... Base sheet CS ... Transfer catalyst layer sheet BU ... Base sheet winding roll BW ... Base sheet winding roll CL1 ... Catalyst layer CL2 ... Catalyst layer CM1 ... Catalyst layer forming film CM2 ... Catalyst layer forming film PS1 ... Electrolyte film PS2 ... Electrolyte film PU1 ... Electrolyte film unwinding roll PU2 ... electrolyte film unwinding roll CW1 ... catalyst layer forming film winding roll C 2 ... catalyst layer forming film take-up roll

Claims (4)

連続搬送される帯状の基材シートの両面に塗工液を塗工する塗工装置であって、
前記基材シートを支持するバックアップロールと、
前記バックアップロールに対向配置された第1の塗工ヘッドであって、前記基材シートが前記バックアップロールで支持された状態で前記基材シートの第1の面に第1の塗工液を塗工する第1の塗工ヘッドと、
前記第1の塗工ヘッドによる塗工後に前記基材シートが支持されていない浮遊状態にある位置で前記基材シートの第2の面に第2の塗工液を塗工する第2の塗工ヘッドと、
を備え、
前記バックアップロールは、前記第1の塗工ヘッドにより塗工された前記第1の塗工液を乾燥させるための加熱部を有する
ことを特徴とする塗工装置。
A coating apparatus that coats the coating liquid on both sides of a belt-like substrate sheet that is continuously conveyed,
A backup roll for supporting the base sheet;
A first coating head disposed opposite to the backup roll, wherein the first coating liquid is applied to the first surface of the base sheet in a state where the base sheet is supported by the backup roll. A first coating head to be worked;
A second coating for coating a second coating liquid on the second surface of the base sheet at a position where the base sheet is in a floating state where the base sheet is not supported after coating by the first coating head. Engineering head,
With
The said backup roll has a heating part for drying the said 1st coating liquid coated with the said 1st coating head. The coating device characterized by the above-mentioned.
請求項1に塗工装置であって、
前記バックアップロールから前記第2の塗工ヘッドまでの前記基材シートの搬送経路に、加熱部を有する搬送ベルトを備える
ことを特徴とする塗工装置。
A coating apparatus according to claim 1,
A coating apparatus comprising: a transport belt having a heating unit in a transport path of the base sheet from the backup roll to the second coating head.
連続搬送される帯状の基材シートの両面に塗工液を塗工する塗工方法であって、
(a)バックアップロールに対向配置された第1の塗工ヘッドによって、前記基材シートが前記バックアップロールで支持された状態で前記基材シートの第1の面に第1の塗工液を塗工する工程と、
(b)前記第1の塗工ヘッドによる塗工後に前記基材シートが支持されていない浮遊状態にある位置で第2の塗工ヘッドによって前記基材シートの第2の面に第2の塗工液を塗工する工程と、
を備え、さらに、
前記第1の塗工液が塗工された前記基材シートが前記第2の塗工ヘッドの位置に搬送されるまでに、前記第1の塗工液で形成された塗工液層中の液体成分が固体成分の体積の5倍以下となるように乾燥する工程
を備えることを特徴とする塗工方法。
It is a coating method for coating a coating liquid on both sides of a belt-like substrate sheet that is continuously conveyed,
(A) The first coating liquid is applied to the first surface of the base sheet in a state where the base sheet is supported by the backup roll by the first coating head disposed opposite to the backup roll. Process to work,
(B) A second coating is applied to the second surface of the base sheet by the second coating head in a floating state where the base sheet is not supported after coating by the first coating head. A process of applying the working fluid;
In addition,
By the time the said base material sheet | seat with which the said 1st coating liquid was coated is conveyed to the position of a said 2nd coating head, in the coating liquid layer formed with the said 1st coating liquid A coating method comprising a step of drying so that the liquid component is 5 times or less the volume of the solid component.
請求項3に記載の塗工方法であって、
前記乾燥する工程は、前記塗工液層中の液体成分が固体成分の体積の2倍以上となるように乾燥する
ことを特徴とする塗工方法。
The coating method according to claim 3,
The said drying process dries so that the liquid component in the said coating liquid layer may become 2 times or more of the volume of a solid component. The coating method characterized by the above-mentioned.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116037387A (en) * 2023-02-07 2023-05-02 无锡爱德旺斯科技有限公司 Double-sided coating mechanism

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5826977U (en) * 1981-08-12 1983-02-21 トヨタ自動車株式会社 Heat treatment equipment for strip-shaped workpieces
JP2001070863A (en) * 1999-07-02 2001-03-21 Toyota Motor Corp Liquid applying device, rotary member used for the same and its production
JP2005246194A (en) * 2004-03-03 2005-09-15 Toyota Motor Corp Double side coating apparatus
US20120103252A1 (en) * 2009-06-30 2012-05-03 Toray Engineering Co., Ltd. Conveyance device for base material having both surfaces coated with coating solution

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5826977U (en) * 1981-08-12 1983-02-21 トヨタ自動車株式会社 Heat treatment equipment for strip-shaped workpieces
JP2001070863A (en) * 1999-07-02 2001-03-21 Toyota Motor Corp Liquid applying device, rotary member used for the same and its production
JP2005246194A (en) * 2004-03-03 2005-09-15 Toyota Motor Corp Double side coating apparatus
US20120103252A1 (en) * 2009-06-30 2012-05-03 Toray Engineering Co., Ltd. Conveyance device for base material having both surfaces coated with coating solution

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116037387A (en) * 2023-02-07 2023-05-02 无锡爱德旺斯科技有限公司 Double-sided coating mechanism

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