JP2017162745A - 膜・電極層接合体の製造装置および製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】膜・電極層接合体の製造装置において、膜・触媒接合体を効果的に品質管理できる技術を提供することを目的とする。【解決手段】この膜・触媒接合体の製造装置１は、裏面に第１触媒粒子を含む第１電極層９ａが形成された長尺帯状の電解質膜９２を、その長手方向である搬送方向に搬送する複数の搬送ローラと、その外周面の一部で電解質膜９２の裏面を吸着保持するとともに、その軸心周りに回転する吸着ローラ１０と、吸着ローラ１０に吸着保持されつつ移動する電解質膜９２の表面に、第２触媒粒子を含む電極材料を供給し、第２電極層９ｂを形成する材料供給部と、電解質膜９２が吸着ローラ１０から離間した後に、少なくとも第１電極層９ａを検査する検査部と、を備える。【選択図】図１
Description
本発明は、長尺帯状の電解質膜を搬送しつつ、電解質膜の表面に電極層を形成する膜・電極層接合体の製造装置および製造方法に関する。
近年、自動車や携帯電話などの駆動電源として、燃料電池が注目されている。燃料電池は、燃料に含まれる水素（Ｈ２）と空気中の酸素（Ｏ２）との電気化学反応によって電力を作り出す発電システムである。燃料電池は、他の電池と比べて、発電効率が高く環境への負荷が小さいという特長を有する。
燃料電池には、使用する電解質によって幾つかの種類が存在する。そのうちの１つが、電解質としてイオン交換膜（電解質膜）を用いた固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ：Polymer Electrolyte Fuel Cell）である。固体高分子形燃料電池は、常温での動作および小型軽量化が可能であるため、自動車や携帯機器への適用が期待されている。
固体高分子形燃料電池は、一般的には複数のセルが積層された構造を有する。１つのセルは、膜・電極層接合体（ＭＥＡ：Membrane-Electrode-Assembly）の両側を一対のセパレータで挟み込むことにより構成される。膜・電極層接合体は、電解質膜と、電解質膜の両面に形成された一対の電極層とを有する。一対の電極層の一方はアノード電極であり、他方がカソード電極となる。アノード電極に水素を含む燃料ガスが接触するとともに、カソード電極に空気が接触すると、電気化学反応によって電力が発生する。
上記の膜・電極層接合体は、典型的には、電解質膜の表面に、白金（Ｐｔ）を含む触媒粒子をアルコールなどの溶媒中に分散させた触媒インク（電極ペースト）を塗布し、その触媒インクを乾燥させることによって作成される。従来の膜・電極層接合体の製造技術については、例えば、特許文献１に記載されている。
特許文献１の製造装置では、吸着ローラの外周面に、電解質膜が保持される。そして、吸着ローラを回転させることによって、電解質膜を搬送しつつ、塗工ノズルから電極インクを吐出することによって、電解質膜の表面に電極インクを塗布する。
電解質膜に形成された電極層は、燃料ガスおよび空気を効率よく拡散させるために、多孔質状となっている。このため、電極層は、外部からの圧力によって損傷しやすく、また、電解質膜から剥がれやすいことが知られている。したがって、膜・電極層接合体の製造時に、電解質膜に形成された電極層を検査し不良の有無を判断できる技術が、膜・電極層接合体の品質を管理する上で重要である。特に、電解質膜の裏面は吸着ローラに吸着保持される。このため、吸着ローラから離間した後に、電解質膜の裏面に形成された電極層に不良が発生していないかどうかを検査することが、膜・電極層接合体の品質を管理する上でより重要となる。
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、膜・電極層接合体の製造装置において、吸着ローラから離間した後に、電解質膜の裏面に形成された電極層に不良が発生していないかどうかを検査して、膜・触媒接合体を効果的に品質管理できる技術を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本願の第１発明は、電解質膜の裏面に第１電極層を有するとともに、前記電解質膜の表面に第２電極層を有する膜・電極層接合体の製造装置であって、裏面に第１触媒粒子を含む前記第１電極層が形成された長尺帯状の前記電解質膜を、その長手方向である搬送方向に搬送する複数の搬送ローラと、前記複数の搬送ローラにより搬送される前記電解質膜の裏面を、その外周面の一部で吸着保持するとともに、その軸心周りに回転する吸着ローラと、前記吸着ローラに吸着保持されつつ移動する前記電解質膜の表面に、第２触媒粒子を含む電極材料を供給し、第２電極層を形成する材料供給部と、前記電解質膜が前記吸着ローラから離間した後に、前記第１電極層を検査する、一つ以上の検査部と、を備える。
本願の第２発明は、第１発明の製造装置であって、前記検査部は、前記第１電極層の外観を検査する外観検査部を有する。
本願の第３発明は、第１発明または第２発明の製造装置であって、前記検査部は、前記電解質膜が前記吸着ローラから離間した後に、前記第１電極層に含まれる前記第１触媒粒子の担持量および前記第２電極層に含まれる前記第２触媒粒子の担持量を検査する合計担持量検査部と、前記合計担持量検査部により得られた合計担持量から、予め取得した前記第１電極層に含まれる前記第１触媒粒子の第１担持量を差し引くことにより、前記第２触媒粒子の担持量を求める演算部と、を有する。
本願の第４発明は、第３発明の製造装置であって、前記検査部は、前記電解質膜が前記吸着ローラに到達する前に、前記電解質膜の裏面の前記第１電極層に含まれる前記第１触媒粒子の前記第１担持量を検査する、第１担持量検査部をさらに有する。
本願の第５発明は、第３発明または第４発明の製造装置であって、前記演算部は、前記合計担持量および前記第１担持量から、前記第２触媒粒子の第２担持量を求め、前記検査部は、前記第２担持量が異常値であるか否かにより、前記第１電極層を検査する。
本願の第６発明は、第１発明から第５発明までのいずれか１つの製造装置であって、長尺帯状の多孔質基材を、前記吸着ローラと前記電解質膜との間に介在させつつ搬送する多孔質基材搬送部を、さらに備える。
本願の第７発明は、第１発明から第６発明までのいずれか１つの製造装置であって、前記複数の搬送ローラのうち、前記検査部よりも搬送方向下流側の搬送ローラは、前記電解質膜の表面側に配置される。
本願の第８発明は、第１発明から第７発明までのいずれか１つの製造装置であって、前記検査部の検査結果に基づいて不良と判断された前記第１電極層付近に、マーキングするマーキング部を、さらに有する。
本願の第９発明は、第１発明から第８発明までのいずれか１つの製造装置であって、前記電解質膜の裏面と前記第１電極層とが、露出した状態で、前記吸着ローラに吸着保持される。
本願の第１０発明は、電解質膜の裏面に第１電極層を有するとともに、前記電解質膜の表面に第２電極層を有する膜・電極層接合体の製造方法であって、ａ）第１触媒粒子を含む第１電極層が形成された長尺帯状の前記電解質膜の裏面を、吸着ローラの外周面の一部で吸着保持するとともに、前記吸着ローラをその軸心周りに回転させつつ、前記電解質膜を搬送する搬送工程と、ｂ）前記吸着ローラに吸着保持されつつ移動する前記電解質膜の表面に、第２触媒粒子を含む電極材料を供給し、前記第２電極層を形成する工程と、ｃ）前記電解質膜が前記吸着ローラから離間した後に、前記第１電極層を検査する工程と、を含む。
本願の第１１発明は、第１０発明の製造方法であって、前記工程ｃ）は、ｄ）前記第１電極層の外観を検査する工程を有する。
本願の第１２発明は、第１０発明または第１１発明の製造方法であって、前記工程ｃ）は、ｅ）前記第１電極層に含まれる前記第１触媒粒子の担持量および前記第２電極層に含まれる前記第２触媒粒子の担持量を検査する工程と、ｆ）前記工程ｅ）により得られた合計担持量から、予め取得した前記第１電極層に含まれる前記第１触媒粒子の第２担持量を差し引くことにより、前記第２触媒粒子の担持量を求める工程と、を有する。
本願の第１３発明は、第１２発明の製造方法であって、前記電解質膜が前記吸着ローラに到達する前に、前記電解質膜の裏面の前記第１電極層に含まれる前記第１触媒粒子の第１担持量を検査する工程を、さらに有し、前記工程ｆ）では、前記合計担持量から前記第１担持量を差し引くことにより、前記第２触媒粒子の前記第２担持量を求める。
本願の第１４発明は、第１２発明または第１３発明の製造方法であって、前記工程ｃ）では、前記第２担持量が異常値であるか否かにより、前記第１電極層を検査する。
本願の第１５発明は、第１０発明から第１４発明までのいずれか１つの製造方法であって、前記工程ａ）では、長尺帯状の多孔質基材を、前記吸着ローラと前記電解質膜との間に介在させつつ搬送する。
本願の第１６発明は、第１０発明から第１５発明までのいずれか１つの製造方法であって、前記工程ｃ）の後に、前記電解質膜の表面側に配置される複数の搬送ローラにより、前記電解質膜を搬送する。
本願の第１７発明は、第１０発明から第１６発明までのいずれか１つの製造方法であって、ｇ）前記工程ｃ）の検査結果に基づいて、不良と判断された前記第１電極層付近に、マーキングする工程を、さらに有する。
本願の第１８発明は、第１０発明から第１７発明までのいずれか１つの製造方法であって、前記工程ａ）では、前記電解質膜の裏面と前記第１電極層とが、露出した状態で、前記吸着ローラに吸着保持される。
本願の第１発明〜第１８発明によれば、電解質膜が吸着ローラから離間した後に、電解質膜に形成された第１電極層の、損傷や異物の付着等の不良を検出できる。これにより、膜・電極層接合体を効果的に品質管理でき、膜・電極層接合体の不良率を低減できる。また、検査結果に基づいて、次工程での処理の要否を判断することができる。このため、膜・電極層接合体の生産効率を向上できる。
特に、本願の第２発明および第１１発明によれば、電解質膜に形成された第１電極層の形状や位置精度等の不良を、検査することができる。このため、膜・電極層接合体をより効果的に品質管理することができる。
特に、本願の第３発明および第１２発明によれば、第２電極層に含まれる第２触媒粒子の担持量を検査できる。
特に、本願の第４発明および第１３発明によれば、電解質膜が吸着ローラに吸着支持される前に、第１電極層に含まれる第１触媒粒子の担持量を検査できる。
特に、本願の第５発明および第１４発明によれば、第２触媒粒子の担持量の検査結果に基づいて第１電極層を検査できる。その結果、第１電極層の欠陥をより多角的に検査できる。
特に、本願の第６発明および第１５発明によれば、電解質膜は、多孔質基材を介して吸着ローラにより吸着支持される。このため、吸着ローラに付着した異物等が、電解質膜へと転着することを抑制できる。
特に、本願の第７発明および第１６発明によれば、電解質膜が吸着ローラから離間した後は、電解質膜の裏面は搬送ローラと接触しない。このため、吸着ローラから離間した後に、第１電極層に損傷や異物の転着等の不良が発生することを防止できる。その結果、検査部による検査の信頼性を向上できる。
特に、本願の第８発明および第１７発明によれば、検査部の検査結果に基づいて、電解質膜をマーキングできる。これにより、膜・電極層接合体をより効果的に品質管理することができる。
特に、本願の第９発明および第１８発明によれば、吸着ローラに吸着保持された、電解質膜の裏面に露出した第１電極層を、電解質膜が吸着ローラから離間した後に検査できる。これにより、膜・電極層接合体をより効果的に品質管理することができる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
＜１．製造装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る膜・電極層接合体の製造装置１の構成を示した図である。この製造装置１は、長尺帯状の基材である電解質膜を、複数の搬送ローラにより長手方向（搬送方向）に搬送しつつ、電解質膜の表面に電極層を形成して、固体高分子形燃料電池用の膜・電極層接合体を製造する装置である。図１に示すように、本実施形態の膜・電極層接合体の製造装置１は、吸着ローラ１０、多孔質基材搬送部２０、電解質膜供給部３０、材料供給部４０、乾燥炉５０、接合体回収部６０、検査部７０、マーキング部７９および制御部８０を備えている。
図１は、本発明の一実施形態に係る膜・電極層接合体の製造装置１の構成を示した図である。この製造装置１は、長尺帯状の基材である電解質膜を、複数の搬送ローラにより長手方向（搬送方向）に搬送しつつ、電解質膜の表面に電極層を形成して、固体高分子形燃料電池用の膜・電極層接合体を製造する装置である。図１に示すように、本実施形態の膜・電極層接合体の製造装置１は、吸着ローラ１０、多孔質基材搬送部２０、電解質膜供給部３０、材料供給部４０、乾燥炉５０、接合体回収部６０、検査部７０、マーキング部７９および制御部８０を備えている。
吸着ローラ１０は、多孔質基材９１および複数の搬送ローラにより搬送される電解質膜９２を吸着保持しつつ回転するローラである。吸着ローラ１０は、複数の吸着孔を有する円筒状の外周面を有する。吸着ローラ１０の直径は、例えば、２００ｍｍ〜１６００ｍｍとされる。図２は、吸着ローラ１０の下部付近の拡大図である。図２中に破線で示したように、吸着ローラ１０には、モータ等の駆動源を有する回転駆動部１１が接続される。回転駆動部１１を動作させると、吸着ローラ１０は、水平に延びる軸心周りに回転する。なお、本実施形態の製造装置１では、複数の搬送ローラは、後述する、複数の積層基材搬入ローラ３２および複数の接合体搬出ローラ６４により構成される。
吸着ローラ１０の材料には、例えば、多孔質カーボンや多孔質セラミックス等の多孔質材料が用いられる。多孔質セラミックスの具体例としては、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）または炭化ケイ素（ＳｉＣ）の焼結体を挙げることができる。多孔質の吸着ローラ１０における気孔径は、例えば５μｍ以下とされ、気孔率は、例えば１５％〜５０％とされる。
なお、吸着ローラ１０の材料に、多孔質材料に代えて、金属を用いてもよい。金属の具体例としては、ＳＵＳ等のステンレスまたは鉄を挙げることができる。吸着ローラ１０の材料に金属を用いる場合には、吸着ローラ１０の外周面に、微小な吸着孔を、加工により形成すればよい。吸着孔の直径は、吸着痕の発生を防止するために、２ｍｍ以下とすることが好ましい。
吸着ローラ１０の端面には、吸引口１２が設けられている。吸引口１２は、図外の吸引機構（例えば、排気ポンプ）に接続される。吸引機構を動作させると、吸着ローラ１０の吸引口１２に負圧が生じる。そして、吸着ローラ１０内の気孔を介して、吸着ローラ１０の外周面に設けられた複数の吸着孔にも、負圧が発生する。多孔質基材９１および電解質膜９２は、当該負圧によって、吸着ローラ１０の外周面に吸着保持されつつ、吸着ローラ１０の回転によって円弧状に搬送される。
また、図２中に破線で示すように、吸着ローラ１０の内部には、複数の水冷管１３が設けられている。水冷管１３には、図外の給水機構から、所定温度に温調された冷却水が供給される。製造装置１の動作時には、吸着ローラ１０の熱が、熱媒体である冷却水に吸収される。これにより、吸着ローラ１０が冷却される。熱を吸収した冷却水は、図外の排液機構へ排出される。
なお、後述する乾燥炉５０に代えて、吸着ローラ１０の内部に、温水循環機構やヒータなどの加熱機構が設けられていてもよい。その場合、吸着ローラ１０の内部に水冷管を設けず、吸着ローラ１０の内部に設けられた加熱機構を制御することによって、吸着ローラ１０の外周面の温度を制御してもよい。
多孔質基材搬送部２０は、長尺帯状の多孔質基材９１を吸着ローラ１０へ向けて供給するとともに、使用後の多孔質基材９１を回収する部位である。多孔質基材９１は、多数の微細な気孔を有する通気可能な基材である。多孔質基材９１は、異物が発生しにくい材料で形成されていることが好ましい。図１に示すように、多孔質基材搬送部２０は、多孔質基材供給ローラ２１、複数の多孔質基材搬入ローラ２２、複数の多孔質基材搬出ローラ２３および多孔質基材回収ローラ２４を有する。多孔質基材供給ローラ２１、複数の多孔質基材搬入ローラ２２、複数の多孔質基材搬出ローラ２３および多孔質基材回収ローラ２４は、いずれも、吸着ローラ１０と平行に配置される。
供給前の多孔質基材９１は、多孔質基材供給ローラ２１に巻き付けられている。多孔質基材供給ローラ２１は、図示を省略したモータの動力により回転する。多孔質基材供給ローラ２１が回転すると、多孔質基材９１は、多孔質基材供給ローラ２１から繰り出される。繰り出された多孔質基材９１は、複数の多孔質基材搬入ローラ２２により案内されつつ、所定の搬入経路に沿って、吸着ローラ１０の外周面まで搬送される。そして、多孔質基材９１は、吸着ローラ１０の外周面に吸着保持されつつ、吸着ローラ１０の回転によって、円弧状に搬送される。なお、図２では、理解容易のため、吸着ローラ１０と、吸着ローラ１０に保持される多孔質基材９１とが、間隔を空けて図示されている。
多孔質基材９１は、吸着ローラ１０の軸心を中心として、１８０°以上、好ましくは２７０°以上搬送される。その後、多孔質基材９１は、吸着ローラ１０の外周面から離れる。吸着ローラ１０から離れた多孔質基材９１は、複数の多孔質基材搬出ローラ２３により案内されつつ、所定の搬出経路に沿って、多孔質基材回収ローラ２４まで搬送される。多孔質基材回収ローラ２４は、図示を省略したモータの動力により回転する。これにより、使用後の多孔質基材９１が、多孔質基材回収ローラ２４に巻き取られる。
電解質膜供給部３０は、電解質膜９２および第１支持フィルム９３の２層で構成される積層基材９４を、吸着ローラ１０の周囲へ供給するとともに、電解質膜９２から第１支持フィルム９３を剥離する部位である。
電解質膜９２には、例えば、フッ素系または炭化水素系の高分子電解質膜が用いられる。電解質膜９２の具体例としては、パーフルオロカーボンスルホン酸を含む高分子電解質膜（例えば、米国DuPont社製のNafion（登録商標）、旭硝子（株）製のFlemion（登録商標）、旭化成（株）製のAciplex（登録商標）、ゴア(Gore)社製のGoreselect（登録商標））を挙げることができる。電解質膜９２の膜厚は、例えば、５μｍ〜３０μｍとされる。電解質膜９２は、大気中の湿気によって膨潤する一方、湿度が低くなると収縮する。すなわち、電解質膜９２は、大気中の湿度に応じて変形しやすい性質を有する。
第１支持フィルム９３は、電解質膜９２の変形を抑制するためのフィルムである。第１支持フィルム９３の材料には、電解質膜９２よりも機械的強度が高く、形状保持機能に優れた樹脂が用いられる。第１支持フィルム９３の具体例としては、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のフィルムを挙げることができる。第１支持フィルム９３の膜厚は、例えば２５μｍ〜１００μｍとされる。
図１に示すように、電解質膜供給部３０は、積層基材供給ローラ３１（電解質膜供給ローラ）、複数の積層基材搬入ローラ３２、剥離ローラ３３、複数の第１支持フィルム搬出ローラ３４および第１支持フィルム回収ローラ３５を有する。積層基材供給ローラ３１、複数の積層基材搬入ローラ３２、剥離ローラ３３、複数の第１支持フィルム搬出ローラ３４および第１支持フィルム回収ローラ３５は、いずれも、吸着ローラ１０と平行に配置される。
供給前の積層基材９４は、第１支持フィルム９３が外側となるように、積層基材供給ローラ３１に巻き付けられている。本実施形態では、電解質膜９２の、第１支持フィルム９３とは反対側の面（以下「裏面」と称する）に、予め第１電極層９ａが形成されている。そして、第１電極層９ａには、第１触媒粒子が含まれている。第１電極層９ａは、この製造装置１とは別の装置において、第１支持フィルム９３および電解質膜９２の２層で構成される積層基材９４を、そのままロール・ツー・ロール方式で搬送しつつ、電解質膜９２の裏面に電極材料を間欠塗布し、塗布された電極材料を乾燥させることによって形成される。
積層基材供給ローラ３１は、図示を省略したモータの動力により回転する。積層基材供給ローラ３１が回転すると、積層基材９４は、積層基材供給ローラ３１から繰り出される。繰り出された積層基材９４は、搬送ローラである複数の積層基材搬入ローラ３２により案内されつつ、所定の搬入経路に沿って、剥離ローラ３３まで搬送される。電解質膜９２の裏面と第１電極層９ａとは、支持フィルムに覆われることなく露出している。
剥離ローラ３３は、電解質膜９２から第１支持フィルム９３を剥離するためのローラである。剥離ローラ３３は、吸着ローラ１０よりも径の小さい円筒状の外周面を有する。剥離ローラ３３の少なくとも外周面は、弾性体により形成される。剥離ローラ３３は、吸着ローラ１０に対する多孔質基材９１の導入位置よりも、吸着ローラ１０の回転方向のやや下流側において、吸着ローラ１０に隣接配置されている。また、剥離ローラ３３は、図示を省略したエアシリンダによって、吸着ローラ１０側へ加圧されている。
図２に示すように、複数の積層基材搬入ローラ３２により搬入される積層基材９４は、吸着ローラ１０と剥離ローラ３３との間へ導入される。このとき、電解質膜９２の裏面は、第１電極層９ａとともに、吸着ローラ１０に保持された多孔質基材９１の表面に接触し、第１支持フィルム９３は、剥離ローラ３３の外周面に接触する。また、積層基材９４は、剥離ローラ３３から受ける圧力で、吸着ローラ１０側へ押し付けられる。吸着ローラ１０に保持された多孔質基材９１の表面には、吸着ローラ１０からの吸引力によって、負圧が生じる。電解質膜９２は、当該負圧によって、多孔質基材９１の表面に吸着される。そして、電解質膜９２は、多孔質基材９１とともに吸着ローラ１０に保持されつつ、吸着ローラ１０の回転によって、円弧状に搬送される。なお、図２では、理解容易のため、吸着ローラ１０に保持される多孔質基材９１と電解質膜９２とが、間隔を空けて図示されている。
このように、本実施形態では、吸着ローラ１０の外周面と電解質膜９２との間に、多孔質基材９１を介在させる。このため、吸着ローラ１０の外周面と、電解質膜９２の裏面に形成された第１電極層９ａとは、直接接触しない。したがって、第１電極層９ａの一部が吸着ローラ１０の外周面に付着したり、吸着ローラ１０の外周面から電解質膜９２へ異物が転着したりすることを、抑制できる。
一方、吸着ローラ１０と剥離ローラ３３との間を通過した第１支持フィルム９３は、吸着ローラ１０から離れて、複数の第１支持フィルム搬出ローラ３４側へ搬送される。これにより、電解質膜９２から第１支持フィルム９３が剥離される。その結果、電解質膜９２の裏面とは反対側の面（以下「表面」と称する）が露出する。剥離された第１支持フィルム９３は、複数の第１支持フィルム搬出ローラ３４により案内されつつ、所定の搬出経路に沿って、第１支持フィルム回収ローラ３５まで搬送される。第１支持フィルム回収ローラ３５は、図示を省略したモータの動力により回転する。これにより、第１支持フィルム９３が、第１支持フィルム回収ローラ３５に巻き取られる。
材料供給部４０は、吸着ローラ１０の周囲において、電解質膜９２の表面に電極材料を塗布する機構である。電極材料には、例えば、白金（Ｐｔ）を含む第２触媒粒子をアルコールなどの溶媒中に分散させた触媒インク（電極ペースト）が用いられる。図１に示すように、材料供給部４０はノズル４１を有する。ノズル４１は、吸着ローラ１０による電解質膜９２の搬送方向において、剥離ローラ３３よりも下流側に設けられている。ノズル４１は、吸着ローラ１０の外周面に対向する吐出口４１１を有する。吐出口４１１は、吸着ローラ１０の外周面に沿って、水平に延びるスリット状の開口である。
ノズル４１は、図示を省略した電極材料供給源と接続されている。材料供給部４０を駆動させると、電極材料供給源から配管を通ってノズル４１に、電極材料が供給される。そして、ノズル４１の吐出口４１１から電解質膜９２の表面に向けて、電極材料が吐出される。これにより、電解質膜９２の表面に、電極材料が塗布される。
本実施形態では、ノズル４１に流路接続される供給用配管に介設されたバルブを一定の周期で開閉することによって、ノズル４１の吐出口４１１から、電極材料を断続的に吐出する。これにより、電解質膜９２の表面に、電極材料を搬送方向に一定の間隔で間欠塗布する。ただし、バルブを連続的に開放して、電解質膜９２の表面に、搬送方向に切れ目無く電極材料を塗布してもよい。
なお、電極材料中の触媒粒子には、高分子形燃料電池のアノードまたはカソードにおいて燃料電池反応を起こす材料が用いられる。具体的には、白金（Ｐｔ）、白金合金、白金化合物等の粒子を、触媒粒子として用いることができる。白金合金の例としては、例えば、ルテニウム（Ｒｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、イリジウム（Ｉｒ）、鉄（Ｆｅ）等からなる群から選択される少なくとも１種の金属と白金との合金を挙げることができる。一般的には、カソード用の電極材料には白金が用いられ、アノード用の電極材料には白金合金が用いられる。ノズル４１から吐出される電極材料は、カソード用であってもアノード用であってもよい。ただし、電解質膜９２の表裏に形成される電極層９ａ，９ｂには、互いに逆極性の電極材料が用いられる。
材料供給部４０のノズル４１や配管は、定期的に分解洗浄等のメンテナンスを行う必要がある。このため、この製造装置１は、材料供給部４０のメンテナンスを行うためのメンテナンススペース２を有する。本実施形態では、材料供給部４０と第１支持フィルム回収ローラ３５との間に、メンテナンススペース２が配置されている。材料供給部４０のメンテナンスを行うときには、メンテナンススペース２に設けられた足場２０１の上に作業者３が立って、材料供給部４０を構成する部品の洗浄等を行う。
乾燥炉５０は、電解質膜９２の表面に塗布された電極材料を乾燥させる部位である。本実施形態の乾燥炉５０は、吸着ローラ１０による電解質膜９２の搬送方向において、材料供給部４０よりも下流側に配置されている。また、乾燥炉５０は、吸着ローラ１０の外周面に沿って、円弧状に設けられている。乾燥炉５０は、吸着ローラ１０の周囲において、電解質膜９２の表面に、加熱された気体（熱風）を吹き付ける。そうすると、電解質膜９２の表面に塗布された電極材料が加熱され、電極材料中の溶剤が気化する。これにより、電極材料が乾燥して、電解質膜９２の表面に電極層（以下、「第２電極層９ｂ」と称する）が形成される。その結果、電解質膜９２、第１電極層９ａおよび第２電極層９ｂで構成される膜・電極層接合体９５が得られる。
接合体回収部６０は、膜・電極層接合体９５に第２支持フィルム９６を貼り付けて、膜・電極層接合体９５を回収する部位である。図１に示すように、接合体回収部６０は、第２支持フィルム供給ローラ６１、複数の第２支持フィルム搬入ローラ６２、ラミネートローラ６３、搬送ローラである複数の接合体搬出ローラ６４および接合体回収ローラ６５を有する。第２支持フィルム供給ローラ６１、複数の第２支持フィルム搬入ローラ６２、ラミネートローラ６３、複数の接合体搬出ローラ６４および接合体回収ローラ６５は、いずれも、吸着ローラ１０と平行に配置される。
供給前の第２支持フィルム９６は、第２支持フィルム供給ローラ６１に巻き付けられている。第２支持フィルム供給ローラ６１は、図示を省略したモータの動力により回転する。第２支持フィルム供給ローラ６１が回転すると、第２支持フィルム９６は、第２支持フィルム供給ローラ６１から繰り出される。繰り出された第２支持フィルム９６は、複数の第２支持フィルム搬入ローラ６２により案内されつつ、所定の搬入経路に沿って、ラミネートローラ６３まで搬送される。
第２支持フィルム９６の材料には、電解質膜９２よりも機械的強度が高く、形状保持機能に優れた樹脂が用いられる。第２支持フィルム９６の具体例としては、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のフィルムを挙げることができる。第２支持フィルム９６の膜厚は、例えば２５μｍ〜１００μｍとされる。第２支持フィルム９６は、第１支持フィルム９３と同じものであってもよい。また、第１支持フィルム回収ローラ３５に巻き取られた第１支持フィルム９３を、第２支持フィルム９６として第２支持フィルム供給ローラ６１から繰り出すようにしてもよい。
ラミネートローラ６３は、膜・電極層接合体９５に第２支持フィルム９６を貼り付けるためのローラである。ラミネートローラ６３の材料には、例えば、耐熱性の高いゴムが用いられる。ラミネートローラ６３は、吸着ローラ１０よりも径の小さい円筒状の外周面を有する。ラミネートローラ６３は、吸着ローラ１０の回転方向において、乾燥炉５０よりも下流側、かつ、吸着ローラ１０から多孔質基材９１が離れる位置よりも上流側において、吸着ローラ１０に隣接配置されている。また、ラミネートローラ６３は、図示を省略したエアシリンダによって、吸着ローラ１０側へ加圧されている。
図２に示すように、ラミネートローラ６３の内部には、通電により発熱するヒータ６３１が設けられている。ヒータ６３１には、例えば、シーズヒータが用いられる。ヒータ６３１に通電すると、ヒータ６３１から生じる熱によって、ラミネートローラ６３の外周面が、環境温度よりも高い所定の温度に温調される。なお、ラミネートローラ６３の外周面の温度を放射温度計等の温度センサを用いて測定し、その測定結果に基づいて、ラミネートローラ６３の外周面が一定の温度となるように、ヒータ６３１の出力を制御してもよい。
複数の第２支持フィルム搬入ローラ６２により搬入される第２支持フィルム９６は、図２に示すように、吸着ローラ１０の周囲において搬送される膜・電極層接合体９５とラミネートローラ６３との間へ導入される。このとき、第２支持フィルム９６は、ラミネートローラ６３からの圧力により、膜・電極層接合体９５に押し付けられるとともに、ラミネートローラ６３の熱により加熱される。その結果、電解質膜９２の表面に、第２支持フィルム９６が貼り付けられる。電解質膜９２の表面に形成された第２電極層９ｂは、電解質膜９２と第２支持フィルム９６との間に挟まれる。
吸着ローラ１０とラミネートローラ６３との間を通過した第２支持フィルム９６付きの膜・電極層接合体９５は、吸着ローラ１０から離れる方向へ搬送される。これにより、多孔質基材９１から膜・電極層接合体９５が剥離される。
また、本実施形態では、ラミネートローラ６３の近傍に、押圧ローラ６６が配置されている。押圧ローラ６６は、吸着ローラ１０とラミネートローラ６３との間の隙間よりも、膜・電極層接合体９５の搬送方向下流側において、ラミネートローラ６３に隣接配置されている。また、押圧ローラ６６は、図示を省略したエアシリンダによって、ラミネートローラ６３側へ加圧されている。多孔質基材９１から離れた第２支持フィルム９６付きの膜・電極層接合体９５は、続いて、ラミネートローラ６３と押圧ローラ６６との間を通過する。これにより、電解質膜９２の表面に対する第２支持フィルム９６の密着性が向上する。
その後、第２支持フィルム９６付きの膜・電極層接合体９５は、後述する検査部７０により検査されつつ、複数の接合体搬出ローラ６４により案内される。そして、第２支持フィルム９６付きの膜・電極層接合体９５は、所定の搬出経路に沿って、接合体回収ローラ６５まで搬送される。接合体回収ローラ６５は、図示を省略したモータの動力により回転する。これにより、第２支持フィルム９６付きの膜・電極層接合体９５が、第２支持フィルム９６が外側となるように、接合体回収ローラ６５に巻き取られる。
このように、本実施形態の製造装置１では、積層基材供給ローラ３１からの積層基材９４の繰り出し、電解質膜９２からの第１支持フィルム９３の剥離、電解質膜９２への電極材料の塗布、乾燥炉５０による乾燥、電解質膜９２への第２支持フィルム９６の貼り付け、検査部７０による検査、接合体回収ローラ６５への膜・電極層接合体９５の巻取りの各工程が、順次に実行される。これにより、固体高分子形燃料電池の電極に用いられる膜・電極層接合体９５が製造される。電解質膜９２は、第１支持フィルム９３、吸着ローラ１０、または第２支持フィルム９６に、常に保持されている。これにより、製造装置１における電解質膜９２の膨潤・収縮等の変形が抑制される。
制御部８０は、製造装置１内の各部を動作制御するための手段である。図３は、制御部８０と、製造装置１内の各部との電気的な接続関係を示したブロック図である。図３中に概念的に示したように、制御部８０は、ＣＰＵ等の演算部８１、ＲＡＭ等のメモリ８２およびハードディスクドライブ等の記憶部８３を有するコンピュータにより構成される。記憶部８３内には、膜・電極層接合体の製造処理を実行するためのコンピュータプログラムＰが、インストールされている。
また、図３に示すように、制御部８０は、上述した吸着ローラ１０の回転駆動部１１、吸着ローラ１０の吸引機構、多孔質基材供給ローラ２１のモータ、多孔質基材回収ローラ２４のモータ、積層基材供給ローラ３１のモータ、剥離ローラ３３のエアシリンダ、第１支持フィルム回収ローラ３５のモータ、材料供給部４０、乾燥炉５０、第２支持フィルム供給ローラ６１のモータ、ラミネートローラ６３のエアシリンダ、ラミネートローラ６３のヒータ６３１、押圧ローラ６６のエアシリンダ、接合体回収ローラ６５のモータ、後述する検査部７０およびマーキング部７９と、それぞれ通信可能に接続されている。
制御部８０は、記憶部８３に記憶されたコンピュータプログラムＰやデータをメモリ８２に一時的に読み出し、当該コンピュータプログラムＰに基づいて、演算部８１が演算処理を行うことにより、上記の各部を動作制御する。これにより、製造装置１における膜・電極層接合体の製造処理が進行する。
＜２．検査部およびマーキング部について＞
続いて、上述した製造装置１における、検査部７０およびマーキング部７９について、説明する。
続いて、上述した製造装置１における、検査部７０およびマーキング部７９について、説明する。
検査部７０は、電解質膜９２に形成された電極層９ａ，９ｂを検査する機構である。本実施形態の検査部７０は、第１検査部７１および第２検査部７２を有する。第１検査部７１は、ラミネートローラ６３よりも搬送方向下流側に配置され、電解質膜９２が吸着ローラ１０から離間した後に、電解質膜９２に形成された電極層９ａ，９ｂを検査する。
第１検査部７１は、外観検査部７３および合計担持量検査部７４ａを有する。外観検査部７３は、電解質膜９２に形成された電極層９ａ，９ｂの、形状や形成位置等の外観を検査する機構である。外観検査部７３は、例えば、レンズ等の光学系およびＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を有するラインセンサにより実現される。ただし、外観検査部７３は、他の手段によって実現されるものであってもよい。外観検査部７３により取得された画像は、制御部８０へ入力され画像処理がなされる。そして、制御部８０は、画像処理された画像から、電極層９ａ，９ｂについての、形成位置異常、異物の付着および損傷等の不良の有無を判断する。
図１に示すように、本実施形態の外観検査部７３は、第１電極層９ａを検査する外観検査部７３ａおよび第２電極層９ｂを検査する外観検査部７３ｂを有する。外観検査部７３ｂは、ラミネートローラ６３よりも搬送方向下流側で、かつ、膜・電極層接合体９５の表面側に配置され、第２支持フィルム９６を介して第２電極層９ｂの外観を検査する。また、外観検査部７３ａは、外観検査部７３ｂよりもさらに搬送方向下流側で、かつ、膜・電極層接合体９５の裏面側に配置され、第１電極層９ａの外観を検査する。これにより、第１電極層９ａおよび第２電極層９ｂのそれぞれについて、外観不良の有無を判断できる。また、電解質膜９２が吸着ローラ１０により吸着支持されたことによって、第１電極層９ａに生じた不良の有無も判断できる。
本実施形態の外観検査部７３ａは、搬送ローラである接合体搬出ローラ６４と当接する電解質膜９２の裏面側から、第１電極層９ａの外観を検査する。搬送中の電解質膜９２は、接合体搬出ローラ６４と当接する箇所で撓みが抑えられる。このため、外観検査部７３ｂは、当該箇所を裏面から検査することで、より精度よく第１電極層９ａの外観を検査できる。
合計担持量検査部７４ａは、電極層９ａ，９ｂ中の第１触媒粒子および第２触媒粒子の担持量を検査する。図４は、合計担持量検査部７４ａによる電極層９ａ，９ｂ中の第１触媒粒子および第２触媒粒子の検査の様子を示す図である。図５は、制御部８０により算出された、電解質膜９２の搬送距離に対する電極層９ａ，９ｂ中の第１触媒粒子および第２触媒粒子の担持量を示すグラフである。
図１および図４に示すように、本実施形態の合計担持量検査部７４ａは、Ｘ線照射部７５ａおよびＸ線検出部７６ａを有する。Ｘ線照射部７５ａは、電解質膜９２の表面側に配置される。Ｘ線検出部７６ａは、電解質膜９２の裏面側に配置される。ただし、Ｘ線照射部７５ａは、電解質膜９２の裏面側に配置され、Ｘ線検出部７６ａは、電解質膜９２の表面側に配置されてもよい。Ｘ線照射部７５ａにより照射されたＸ線は、第２支持フィルム９６、第２電極層９ｂ、電解質膜９２および第１電極層９ａを通過して、裏面側から取り出される。そして、電解質膜９２の裏面側から取り出されたＸ線は、Ｘ線検出部７６ａにより検出される。
Ｘ線照射部７５ａから照射されたＸ線の一部は、第１電極層９ａ中の第１触媒粒子および第２電極層９ｂ中の第２触媒粒子により吸収される。このため、Ｘ線検出部７６ａにより検出されるＸ線の強度は、Ｘ線照射部７５ａから照射されたＸ線の強度よりも低くなる。Ｘ線検出部７６ａは、検出したＸ線の強度を制御部８０へ入力する。制御部８０は、Ｘ線照射部７５ａから照射されたＸ線の強度と、Ｘ線検出部７６ａにより検出されたＸ線の強度の差分から、Ｘ線透過率を算出する。そして、制御部８０は、算出されたＸ線透過率、予め記憶されたデータおよびコンピュータプログラムから、第１電極層９ａ中の第１触媒粒子および第２電極層９ｂ中の第２触媒粒子の合計の担持量である合計担持量Ｄ０を算出する。
第２検査部７２は、吸着ローラ１０よりも搬送方向上流側に配置され、電解質膜９２の裏面に形成された第１電極層９ａを検査する。本実施形態の第２検査部７２は、第１担持量検査部７４ｂを有する。図６は、第１担持量検査部７４ｂによる第１電極層９ａ中の第１触媒粒子の検査の様子を示す図である。図７は、制御部８０により算出された、電解質膜９２の搬送距離に対する第１電極層９ａ中の第１触媒粒子の担持量を示すグラフである。
第１担持量検査部７４ｂは、合計担持量検査部７４ａと同様に、Ｘ線照射部７５ｂおよびＸ線検出部７６ｂを有する。Ｘ線照射部７５ｂは、電解質膜９２の表面側に配置される。Ｘ線検出部７６ｂは、電解質膜９２の裏面側に配置される。Ｘ線照射部７５ｂにより照射されたＸ線は、電解質膜９２、第１電極層９ａおよび第１支持フィルム９３を通過して、裏面側から取り出される。そして、電解質膜９２の裏面側から取り出されたＸ線は、Ｘ線検出部７６ｂにより検出される。制御部８０は、Ｘ線照射部７５ｂから照射されたＸ線の強度と、Ｘ線検出部７６ｂにより検出されたＸ線の強度の差分から、Ｘ線透過率を算出する。そして、制御部８０は、算出されたＸ線透過率および予め記憶されたデータやコンピュータプログラムから、第１電極層９ａ中の第１触媒粒子の担持量である第１担持量Ｄ１を算出する。
制御部８０内の演算部８１は、合計担持量Ｄ０と、第１担持量Ｄ１との差分から、第２触媒粒子の担持量である第２担持量を算出する。これにより、第２電極層９ｂの不良の有無を判断できる。また、第２電極層９ｂに欠損が発生する可能性が低く、第２触媒粒子の担持量を、略一定と仮定できるのであれば、合計担持量Ｄ０から、略一定と仮定した第２触媒粒子の担持量を差し引くことで、吸着ローラ１０から離間した後の第１電極層９ａ中の第１触媒粒子の担持量を算出することも可能である。その場合、演算部８１は、電解質膜９２が吸着ローラ１０に吸着支持される前の第１触媒粒子の第１担持量Ｄ１と、電解質膜９２が吸着ローラ１０から離間した後の第１触媒粒子の担持量とを比較できる。これにより、第１電極層９ａの不良の有無をより多角的に判断できる。
また、制御部８０は、算出された第２担持量が極端に変化するなどの異常値となった場合、第１電極層９ａに脱落等の不良が発生している可能性があると判断する。このように、本実施形態の検査部７０は、第２担持量が異常値であるか否かにより、第１電極層９ａを検査することができる。その結果、第１電極層９ａの欠陥をより多角的に検査できる。
マーキング部７９は、電解質膜９２または第２支持フィルム９６にマーキングする機構である。マーキング部７９によるマーキングは、例えば、マーキング用のインクをインクジェット吐出機構により吐出することで実現される。マーキング部７９は、検査部７０による検査の結果、不良と判断された電極層９ａ，９ｂ付近の、電解質膜９２または第２支持フィルム９６にマーキングを行う。
製造装置１により製造された膜・電極層接合体９５は、その後、切断され、電解質膜９２の表裏面に形成された電極層９ａ，９ｂにガス拡散膜が貼り付けられる。ここで、ガス拡散膜の貼り付け工程の前に、不良と判断された電極層９ａ，９ｂは、マーキングを目印として容易に除去することができる。このため、不良である電極層９ａ，９ｂを有する膜・電極層接合体９５が、最終製品に用いられることを防ぐことができる。その結果、製造装置１により製造された膜・電極層接合体９５を効果的に品質管理できる。
特に、この製造装置１では、膜・電極層接合体９５が吸着ローラ１０から離間した後に、予め電解質膜９２に形成されていた第１電極層９ａに、損傷や異物の付着等の不良が発生していないかどうかを検査できる。このため、吸着ローラ１０への吸着に起因する第１電極層９ａの品質低下を、製造装置１内において発見できる。これにより、膜・電極層接合体９５を効果的に品質管理でき、膜・電極層接合体９５の不良率を低減できる。また、検査部７０の検査結果に基づいて、次工程での処理の要否を判断することができる。このため、膜・電極層接合体９５の生産効率を向上できる。
また、検査部７０による検査結果に基づいて、吸着ローラ１０、複数の搬送ローラおよびノズル４１のクリーニング等のメンテナンスを行うことができる。また、塗工インク（触媒インク）の交換や、塗工インクの調合レシピの確認を行うことができる。その結果、膜・電極層接合体９５の不良率を低減でき、歩留まりを向上させることができる。
また、本実施形態では、複数の搬送ローラのうち、ラミネートローラ６３よりも搬送方向下流側の複数の接合体搬出ローラ６４は、全て電解質膜９２の表面側に配置される。すなわち、第１検査部７１により検査された後は、電解質膜９２の裏面と接合体搬出ローラ６４とは、接触しない。このため、第１検査部７１により検査された後に、第１電極層９ａが搬送ローラと接触することで、第１電極層９ａに不良が生じることを抑制できる。また、ラミネートローラ６３よりも搬送方向下流側の接合体搬出ローラ６４は、電解質膜９２の表面と、第２支持フィルム９６を介して接触する。このため、第２電極層９ｂに不良が生じることを抑制できる。その結果、検査部７０による検査の信頼性を高めることができる。
＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
上記の実施形態では、第２検査部７２は、第１担持量検査部７４ｂのみを有していた。しかしながら、第２検査部７２は、第１電極層９ａの外観を検査する外観検査部をさらに有していてもよい。そして、電解質膜９２が吸着ローラ１０に吸着支持される前の第１電極層９ａの外観と、電解質膜９２が吸着ローラ１０から離間した後の第１電極層９ａの外観とを比較してもよい。このようにすれば、電解質膜９２が吸着ローラ１０によって吸着支持されたことにより生じた、第１電極層９ａの不良の有無を、より精度よく判断することができる。
また、上記の実施形態では、第１検査部７１は、第１電極層９ａを検査する一つの外観検査部７３ａおよび第２電極層９ｂを検査する一つの外観検査部７３ｂを有していた。しかしながら、第１検査部７１は、外観検査部７３ａ，ｂを、それぞれ複数有していてもよい。また、外観検査部７３ａ，ｂのうち、いずれか一方により、第１電極層９ａおよび第２電極層９ｂの外観を検査できるのであれば、他方を省略してもよい。
また、上記の実施形態の複数の搬送ローラのうち、一部は粘着ローラであってもよい。こうすることで、搬送ローラは、電解質膜９２を搬送しつつ、電解質膜９２に付着した異物を除去することができる。
また、上記の実施形態では、電解質膜供給ローラとしての積層基材供給ローラ３１から、電解質膜９２および第１支持フィルム９３の２層で構成される積層基材９４を供給する場合について説明した。しかしながら、電解質膜供給ローラは、第１支持フィルム９３が貼り付けられていない電解質膜９２を繰り出すものであってもよい。
また、上記の実施形態では、接合体回収ローラ６５が、第２支持フィルム９６付きの電解質膜９２を巻き取る場合について説明した。しかしながら、接合体回収ローラ６５は、第２支持フィルム９６が貼り付けられていない電解質膜９２を巻き取るものであってもよい。
また、製造装置１の細部の構成については、本願の各図と相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
１，１ａ 製造装置
２ メンテナンススペース
３ 作業者
９ａ 第１電極層
９ｂ 第２電極層
１０ 吸着ローラ
２０ 多孔質基材搬送部
３０ 電解質膜供給部
４０ 材料供給部
６３ ラミネートローラ
６４ 接合体搬出ローラ
６５ 接合体回収ローラ
７０ 検査部
７１ 第１検査部
７２ 第２検査部
７３，７３ａ，７３ｂ 外観検査部
７４ａ 合計担持量検査部
７４ｂ 第１担持量検査部
７９ マーキング部
８０ 制御部
９１ 多孔質基材
９２ 電解質膜
９３ 第１支持フィルム
９４ 積層基材
９５ 膜・電極層接合体
９６ 第２支持フィルム
２ メンテナンススペース
３ 作業者
９ａ 第１電極層
９ｂ 第２電極層
１０ 吸着ローラ
２０ 多孔質基材搬送部
３０ 電解質膜供給部
４０ 材料供給部
６３ ラミネートローラ
６４ 接合体搬出ローラ
６５ 接合体回収ローラ
７０ 検査部
７１ 第１検査部
７２ 第２検査部
７３，７３ａ，７３ｂ 外観検査部
７４ａ 合計担持量検査部
７４ｂ 第１担持量検査部
７９ マーキング部
８０ 制御部
９１ 多孔質基材
９２ 電解質膜
９３ 第１支持フィルム
９４ 積層基材
９５ 膜・電極層接合体
９６ 第２支持フィルム
Claims (18)
- 電解質膜の裏面に第１電極層を有するとともに、前記電解質膜の表面に第２電極層を有する膜・電極層接合体の製造装置であって、
裏面に第１触媒粒子を含む前記第１電極層が形成された長尺帯状の前記電解質膜を、その長手方向である搬送方向に搬送する複数の搬送ローラと、
前記複数の搬送ローラにより搬送される前記電解質膜の裏面を、その外周面の一部で吸着保持するとともに、その軸心周りに回転する吸着ローラと、
前記吸着ローラに吸着保持されつつ移動する前記電解質膜の表面に、第２触媒粒子を含む電極材料を供給し、第２電極層を形成する材料供給部と、
前記電解質膜が前記吸着ローラから離間した後に、前記第１電極層を検査する、一つ以上の検査部と、
を備える製造装置。 - 請求項１に記載の製造装置であって、
前記検査部は、前記第１電極層の外観を検査する外観検査部を有する製造装置。 - 請求項１または請求項２に記載の製造装置であって、
前記検査部は、
前記電解質膜が前記吸着ローラから離間した後に、前記第１電極層に含まれる前記第１触媒粒子の担持量および前記第２電極層に含まれる前記第２触媒粒子の担持量を検査する合計担持量検査部と、
前記合計担持量検査部により得られた合計担持量から、予め取得した前記第１電極層に含まれる前記第１触媒粒子の第１担持量を差し引くことにより、前記第２触媒粒子の担持量を求める演算部と、
を有する製造装置。 - 請求項３に記載の製造装置であって、
前記検査部は、前記電解質膜が前記吸着ローラに到達する前に、前記電解質膜の裏面の前記第１電極層に含まれる前記第１触媒粒子の前記第１担持量を検査する、第１担持量検査部をさらに有する製造装置。 - 請求項３または請求項４に記載の製造装置であって、
前記演算部は、前記合計担持量および前記第１担持量から、前記第２触媒粒子の第２担持量を求め、
前記検査部は、前記第２担持量が異常値であるか否かにより、前記第１電極層を検査する製造装置。 - 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の製造装置であって、
長尺帯状の多孔質基材を、前記吸着ローラと前記電解質膜との間に介在させつつ搬送する多孔質基材搬送部を、さらに備える製造装置。 - 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の製造装置であって、
前記複数の搬送ローラのうち、前記検査部よりも搬送方向下流側の搬送ローラは、前記電解質膜の表面側に配置される製造装置。 - 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の製造装置であって、
前記検査部の検査結果に基づいて不良と判断された前記第１電極層付近に、マーキングするマーキング部を、さらに有する製造装置。 - 請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の製造装置であって、
前記電解質膜の裏面と前記第１電極層とが、露出した状態で、前記吸着ローラに吸着保持される製造装置。 - 電解質膜の裏面に第１電極層を有するとともに、前記電解質膜の表面に第２電極層を有する膜・電極層接合体の製造方法であって、
ａ）第１触媒粒子を含む第１電極層が形成された長尺帯状の前記電解質膜の裏面を、吸着ローラの外周面の一部で吸着保持するとともに、前記吸着ローラをその軸心周りに回転させつつ、前記電解質膜を搬送する搬送工程と、
ｂ）前記吸着ローラに吸着保持されつつ移動する前記電解質膜の表面に、第２触媒粒子を含む電極材料を供給し、前記第２電極層を形成する工程と、
ｃ）前記電解質膜が前記吸着ローラから離間した後に、前記第１電極層を検査する工程と、
を含む製造方法。 - 請求項１０に記載の製造方法であって、
前記工程ｃ）は、
ｄ）前記第１電極層の外観を検査する工程を有する製造方法。 - 請求項１０または請求項１１に記載の製造方法であって、
前記工程ｃ）は、
ｅ）前記第１電極層に含まれる前記第１触媒粒子の担持量および前記第２電極層に含まれる前記第２触媒粒子の担持量を検査する工程と、
ｆ）前記工程ｅ）により得られた合計担持量から、予め取得した前記第１電極層に含まれる前記第１触媒粒子の担持量を差し引くことにより、前記第２触媒粒子の第２担持量を求める工程と、
を有する製造方法。 - 請求項１２に記載の製造方法であって、
前記電解質膜が前記吸着ローラに到達する前に、前記電解質膜の裏面の前記第１電極層に含まれる前記第１触媒粒子の第１担持量を検査する工程を、さらに有し、
前記工程ｆ）では、前記合計担持量から前記第１担持量を差し引くことにより、前記第２触媒粒子の前記第２担持量を求める製造方法。 - 請求項１２または請求項１３に記載の製造方法であって、
前記工程ｃ）では、前記第２担持量が異常値であるか否かにより、前記第１電極層を検査する製造方法。 - 請求項１０から請求項１４までのいずれか１項に記載の製造方法であって、
前記工程ａ）では、長尺帯状の多孔質基材を、前記吸着ローラと前記電解質膜との間に介在させつつ搬送する製造方法。 - 請求項１０から請求項１５までのいずれか１項に記載の製造方法であって、
前記工程ｃ）の後に、前記電解質膜の表面側に配置される複数の搬送ローラにより、前記電解質膜を搬送する製造方法。 - 請求項１０から請求項１６までのいずれか１項に記載の製造方法であって、
ｇ）前記工程ｃ）の検査結果に基づいて、不良と判断された前記第１電極層付近に、マーキングする工程を、さらに有する製造方法。 - 請求項１０から請求項１７までのいずれか１項に記載の製造方法であって、
前記工程ａ）では、前記電解質膜の裏面と前記第１電極層とが、露出した状態で、前記吸着ローラに吸着保持される製造方法。
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