JP2020098736A - Manufacturing apparatus for fuel cell electrode body - Google Patents

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久野 裕彦
Hirohiko Kuno
裕彦 久野
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Abstract

To provide a manufacturing apparatus for a fuel cell electrode body, the manufacturing apparatus inhibiting a back sheet from being deformed in transferring a catalyst layer formed on the back sheet to an electrolyte film to enable the back sheet to be reused.SOLUTION: A manufacturing apparatus 10 for a fuel cell electrode body comprises: a first winding-off part 12 for winding off a back sheet W having a front surface on which a catalyst layer 4 is formed; a second winding-off part 14 for winding off a sheet-like diffusion layer 3 having a front surface on which an electrolyte film 2 is formed; a transfer part 16 for transferring the catalyst layer 4 from the front surface of the back sheet W to the electrolyte film 2 of the diffusion layer 3; a first winding part 13 for winding the back sheet W after the transfer; and a second winding part 15 for winding an electrode body 1 formed by the catalyst layer 4 transferred to the electrolyte film 2. The back sheet W is formed from porous polytetrafluoroethylene (PTFE). The transfer part 16 comprises an air nozzle 75 that ejects air from a back surface side of the back sheet W to the catalyst layer 4 on the front surface to transfer the catalyst layer 4 on the front surface to the electrolyte film 2 of the diffusion layer 3 using pressure of a jet of the ejected air.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、触媒層が電解質膜に転写されて形成される燃料電池用電極体の製造装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for manufacturing a fuel cell electrode body, which is formed by transferring a catalyst layer to an electrolyte membrane.

この種の燃料電池用電極体の製造装置として、バックシートに形成された触媒層を電解質膜に接触させ、一対の加熱ローラ間を通過させることで、触媒層を電解質膜に密着させてバックシートから触媒層を電解質膜に転写するものが開示されている(特許文献1参照)。従来の燃料電池用電極体の製造装置においては、電解質膜の片面に触媒層が接合された燃料電池用電極体が作製される。バックシートは、一対の加熱ローラによる加熱時の変質のしにくさや耐熱性などの観点から好ましい熱可塑性樹脂のシートからなり、シートの表面および裏面に多孔質層を有している。 As a manufacturing apparatus of this type of fuel cell electrode body, the catalyst layer formed on the back sheet is brought into contact with the electrolyte membrane and passed between a pair of heating rollers, thereby adhering the catalyst layer to the electrolyte membrane and back sheet. Discloses a method of transferring a catalyst layer to an electrolyte membrane (see Patent Document 1). In a conventional apparatus for manufacturing a fuel cell electrode body, a fuel cell electrode body in which a catalyst layer is bonded to one surface of an electrolyte membrane is manufactured. The back sheet is made of a thermoplastic resin sheet which is preferable in terms of resistance to deterioration when heated by a pair of heating rollers and heat resistance, and has a porous layer on the front and back surfaces of the sheet.

特開2018−89961号公報JP, 2008-89961, A

熱可塑性樹脂のシートは、一般にポリテトラフルオロエチレン(以下、PTFEという。)からなるシートが用いられている。触媒層は均一な厚みが求められるため、直接拡散層に塗工せず、図9(a)に示すように、触媒転写シート作製装置の塗工ヘッドによりバックシートに触媒層を塗工して触媒層付きのバックシートを形成している。このようなバックシートを使用する場合、バックシートに対して、触媒インクを塗工することができるインク親和性と、乾燥後に触媒層を電解質膜に転写する際に容易に剥がれる離型性という、相反する特性が求められており、インク親和性と離型性とを兼ね備えたPTFEが使用されている。 As the thermoplastic resin sheet, a sheet made of polytetrafluoroethylene (hereinafter referred to as PTFE) is generally used. Since the catalyst layer is required to have a uniform thickness, it is not directly applied to the diffusion layer, but the catalyst layer is applied to the back sheet by the application head of the catalyst transfer sheet producing apparatus as shown in FIG. 9(a). A backsheet with a catalyst layer is formed. When such a back sheet is used, the ink affinity with which the catalyst ink can be applied to the back sheet and the releasability that easily peels off when transferring the catalyst layer to the electrolyte membrane after drying, Conflicting properties are required, and PTFE having both ink affinity and releasability is used.

しかしながら、従来の燃料電池用電極体の製造装置において、バックシートをPTFEで形成した場合には、PTFEは、熱膨張が比較的に大きく高い柔軟性を有しているので、図9(b)に示すように、拡散層に形成された電解質膜に触媒層を転写する際に、一対の転写ローラの熱および圧力、或いは張力により、バックシートが伸縮し、肉痩せ等の変形が発生して、再利用することができないという問題がある。 However, in the conventional fuel cell electrode manufacturing apparatus, when the backsheet is made of PTFE, PTFE has a relatively large thermal expansion and a high flexibility, so that FIG. As shown in, when the catalyst layer is transferred to the electrolyte membrane formed in the diffusion layer, the backsheet expands and contracts due to heat and pressure or tension of the pair of transfer rollers, causing deformation such as thinning. However, there is a problem that it cannot be reused.

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、バックシートに形成された触媒層を電解質膜に転写する際にバックシートに変形が発生せず、バックシートを再利用することができる燃料電池用電極体の製造装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and the back sheet is not deformed when the catalyst layer formed on the back sheet is transferred to the electrolyte membrane, and the back sheet can be reused. An object of the present invention is to provide a manufacturing apparatus of a fuel cell electrode body capable of performing the above.

本発明に係る燃料電池用電極体の製造装置は、表面に触媒層が形成されたバックシートを巻き出す第1巻出部と、表面に電解質膜が形成されたシート状の拡散層を巻き出す第2巻出部と、前記触媒層を前記バックシートの表面から前記拡散層の電解質膜に転写させる転写部と、転写後の前記バックシートを巻き取る第1巻取部と、前記電解質膜に前記触媒層が転写されて形成された電極体を巻き取る第2巻取部と、を備えた燃料電池用電極体の製造装置であって、前記バックシートは、多孔質のポリテトラフルオロエチレン(PTFE)で形成され、前記転写部は、前記バックシートの裏面側から前記表面の触媒層に向けて空気を噴射して、該噴射された空気の圧力により、前記表面の触媒層を前記拡散層の電解質膜に転写するノズルを備えていることを特徴とする。 The apparatus for manufacturing a fuel cell electrode body according to the present invention unwinds a first unwinding part that unwinds a backsheet having a catalyst layer formed on its surface, and a sheet-like diffusion layer having an electrolyte membrane formed on its surface. A second unwinding part, a transfer part for transferring the catalyst layer from the surface of the backsheet to the electrolyte membrane of the diffusion layer, a first winding part for winding the backsheet after transfer, and the electrolyte membrane A fuel cell electrode body manufacturing apparatus, comprising: a second winding unit that winds up an electrode body formed by transferring the catalyst layer, wherein the backsheet is made of porous polytetrafluoroethylene ( The transfer section injects air from the back surface side of the back sheet toward the catalyst layer on the front surface, and the pressure of the injected air causes the transfer layer to transfer the catalyst layer on the front surface to the diffusion layer. It is characterized in that it is provided with a nozzle for transferring to the electrolyte membrane.

本発明に係る燃料電池用電極体の製造装置においては、バックシートが多孔質のPTFEで形成されており、転写部が、空気を噴射するノズルを備えている。本発明に係る燃料電池用電極体の製造装置においては、バックシートに形成された触媒層を電解質膜に転写する際に、バックシートに対してバックシートの裏面側から表面の触媒層に向けてノズルから空気が噴射される。ノズルから空気が噴射されると、噴射された空気の圧力により、表面の触媒層がバックシートから剥がれて拡散層の電解質膜に固着される。その結果、PTFEのバックシートに熱が加えられることなく転写が行われるので、バックシートに対して加熱ローラの圧力が加えられることがなくなり、バックシートに変形が発生せず、バックシートを再利用することができる。 In the fuel cell electrode assembly manufacturing apparatus according to the present invention, the back sheet is made of porous PTFE, and the transfer portion is provided with a nozzle for injecting air. In the fuel cell electrode assembly manufacturing apparatus according to the present invention, when the catalyst layer formed on the backsheet is transferred to the electrolyte membrane, the backsheet is directed from the back surface of the backsheet toward the catalyst layer on the front surface. Air is jetted from the nozzle. When air is jetted from the nozzle, the pressure of the jetted air causes the catalyst layer on the surface to be peeled off from the back sheet and fixed to the electrolyte membrane of the diffusion layer. As a result, the transfer is performed without heat being applied to the PTFE back sheet, so that the pressure of the heating roller is not applied to the back sheet, the back sheet is not deformed, and the back sheet is reused. can do.

本発明によれば、バックシートに形成された触媒層を電解質膜に転写する際にバックシートに変形が発生せず、バックシートを再利用することができる燃料電池用電極体の製造装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the present invention, there is provided an apparatus for manufacturing a fuel cell electrode body, which allows the back sheet to be reused without causing deformation in the back sheet when transferring the catalyst layer formed on the back sheet to the electrolyte membrane. can do.

本発明の実施形態に係る燃料電池用電極体の製造装置で製造される電極体の図であり、図1(a)は、電極体の分解斜視図を示し、図1(b)は、電極体の断面図を示す。It is a figure of an electrode body manufactured by a manufacturing device of a fuel cell electrode body concerning an embodiment of the present invention, Drawing 1 (a) shows an exploded perspective view of an electrode body, and Drawing 1 (b) shows an electrode. Shows a sectional view of the body. 本発明の実施形態に係る燃料電池用電極体の製造装置の構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the structure of the manufacturing apparatus of the electrode body for fuel cells which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る燃料電池用電極体の製造装置におけるバックシートに触媒層を形成する触媒転写シート作製部の斜視図。FIG. 3 is a perspective view of a catalyst transfer sheet production unit that forms a catalyst layer on a back sheet in the manufacturing apparatus for a fuel cell electrode body according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る燃料電池用電極体の製造装置におけるバックシートの表面の一部を表す部分平面図。The partial top view showing a part of surface of the back sheet in the manufacturing device of the fuel cell electrode object concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る燃料電池用電極体の製造装置の転写部の上部を示す斜視図。FIG. 3 is a perspective view showing an upper portion of a transfer portion of the manufacturing apparatus for a fuel cell electrode body according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る燃料電池用電極体の製造装置のノズルからバックシートの表面に形成された触媒層に向けて空気を噴射した状態の触媒転写シートおよび積層体シートの部分断面図。FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a catalyst transfer sheet and a laminate sheet in which air is jetted from a nozzle of a fuel cell electrode manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention toward a catalyst layer formed on a surface of a back sheet. 本発明の実施形態の変形例に係る燃料電池用電極体の製造装置の斜視図。The perspective view of the manufacturing device of the electrode object for fuel cells concerning the modification of the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の変形例に係る燃料電池用電極体の製造装置における板状体の図であり、図8(a)は、板状体の斜視図を示し、図8(b)は、図8(a)のA−Aで切断した板状体の斜視図を示す。It is a figure of the plate-like body in the manufacturing apparatus of the fuel cell electrode body which concerns on the modification of embodiment of this invention, FIG.8(a) shows the perspective view of a plate-like body, and FIG.8(b) is FIG. 9 is a perspective view of the plate-shaped body cut along AA in FIG. 従来の燃料電池用電極体の製造装置の図であり、図9(a)は、バックシートに触媒層を形成する触媒転写シート作製部の斜視図を示し、図9(b)は、加圧および加熱した状態の触媒層が塗工されたバックシートおよび電解質膜が積層された拡散層の部分断面図を示す。It is a figure of the manufacturing device of the conventional fuel cell electrode body, FIG.9(a) shows the perspective view of the catalyst transfer sheet preparation part which forms a catalyst layer in a back sheet, and FIG.9(b) shows pressurization. And a partial cross-sectional view of a diffusion layer in which a back sheet coated with a catalyst layer in a heated state and an electrolyte membrane are laminated.

本発明に係る燃料電池用電極体の製造装置を適用した実施形態に係る燃料電池用電極体の製造装置10について図面を参照して説明する。 A fuel cell electrode body manufacturing apparatus 10 according to an embodiment to which a fuel cell electrode body manufacturing apparatus according to the present invention is applied will be described with reference to the drawings.

まず、実施形態に係る燃料電池用電極体の製造装置10で製造される燃料電池用電極体(以下、単に電極体という。)1について説明する。 First, a fuel cell electrode body (hereinafter, simply referred to as an electrode body) 1 manufactured by the fuel cell electrode body manufacturing apparatus 10 according to the embodiment will be described.

電極体1は、図1に示すように、電解質膜2と、拡散層3と、触媒層4とにより構成されている。電極体1には、さらに図示しない触媒層、拡散層、一対のセパレータが積層されて燃料電池セルが製造され、その製造された燃料電池セルが複数積層されることにより、図示しない燃料電池の燃料電池スタックが製造される。 As shown in FIG. 1, the electrode body 1 is composed of an electrolyte membrane 2, a diffusion layer 3, and a catalyst layer 4. A catalyst layer, a diffusion layer, and a pair of separators (not shown) are further stacked on the electrode body 1 to manufacture a fuel cell, and a plurality of the manufactured fuel cells are stacked to form a fuel for a fuel cell (not shown). A battery stack is manufactured.

電解質膜2は、パーフルオロスルホン酸(PFSA)アイオノマーなどの固体高分子材料である高分子電解質樹脂で形成されており、イオン伝導性を有する高分子膜を電解質とするイオン交換膜からなる。電解質膜2は、電子および気体の流通を阻止するとともに、プロトンを移動させる機能を有している。 The electrolyte membrane 2 is formed of a polymer electrolyte resin that is a solid polymer material such as perfluorosulfonic acid (PFSA) ionomer, and is an ion exchange membrane using a polymer membrane having ion conductivity as an electrolyte. The electrolyte membrane 2 has the functions of blocking the flow of electrons and gas and moving protons.

拡散層3は、ガス透過性および導電性を有する材料、例えば、カーボンペーパーなどの炭素繊維や黒鉛繊維などの多孔質の繊維基材で形成されている。拡散層3は、燃料電池セル内を流通するガスを拡散させる機能を有している。 The diffusion layer 3 is formed of a material having gas permeability and conductivity, for example, a carbon fiber such as carbon paper or a porous fiber base material such as graphite fiber. The diffusion layer 3 has a function of diffusing the gas flowing in the fuel cell unit.

触媒層4は、白金や白金合金などの触媒を担持した導電性の担体からなり、例えば、触媒担持カーボン粒子などのカーボン粒子を、プロトン伝導性を有するアイオノマーで被覆して形成された電極触媒層からなる。なお、アイオノマーは、電解質膜2と同質のフッ素系樹脂などの固体高分子材料である高分子電解質樹脂からなり、イオン交換基によりプロトン伝導性を有する。 The catalyst layer 4 is made of a conductive carrier that supports a catalyst such as platinum or a platinum alloy, and is formed, for example, by coating carbon particles such as catalyst-supporting carbon particles with an ionomer having proton conductivity. Consists of. The ionomer is made of a polymer electrolyte resin which is a solid polymer material such as a fluororesin having the same quality as that of the electrolyte membrane 2 and has proton conductivity due to an ion exchange group.

次いで、実施形態に係る燃料電池用電極体の製造装置10について、図面を参照して説明する。 Next, a manufacturing apparatus 10 for a fuel cell electrode body according to an embodiment will be described with reference to the drawings.

製造装置10は、図2および図3に示すように、触媒転写シート作製部11と、図示しない積層体シート作製部と、第1巻出部12と、第1巻取部13と、第2巻出部14と、第2巻取部15と、転写部16とにより構成されている。製造装置10においては、シート状の電極体1が製造される。その後、シート状の電極体1が枚葉状に裁断されて図1に示す電極体1が形成される。 As shown in FIGS. 2 and 3, the manufacturing apparatus 10 includes a catalyst transfer sheet producing unit 11, a laminate sheet producing unit (not shown), a first unwinding unit 12, a first winding unit 13, and a second winding unit 13. The unwinding unit 14, the second winding unit 15, and the transfer unit 16 are included. In the manufacturing apparatus 10, the sheet-shaped electrode body 1 is manufactured. Then, the sheet-shaped electrode body 1 is cut into a sheet shape to form the electrode body 1 shown in FIG.

なお、実施形態に係る燃料電池用電極体の製造装置10における第1巻出部12、第1巻取部13、第2巻出部14、第2巻取部15および転写部16は、本発明に係る燃料電池用電極体の製造装置を構成する。 The first unwinding unit 12, the first unwinding unit 13, the second unwinding unit 14, the second unwinding unit 15, and the transfer unit 16 in the manufacturing apparatus 10 for a fuel cell electrode assembly according to the embodiment are the same. The manufacturing apparatus of the fuel cell electrode body according to the present invention is configured.

触媒転写シート作製部11は、図3に示すように、バックシート巻出ローラ21と、ガイドローラ22、23と、塗工ダイヘッド24と、触媒転写シート巻取ローラ25を備えている。触媒転写シート作製部11は、長尺状のバックシートWから、触媒転写シートTを作製する構成を有する。 As shown in FIG. 3, the catalyst transfer sheet production section 11 includes a back sheet unwinding roller 21, guide rollers 22 and 23, a coating die head 24, and a catalyst transfer sheet winding roller 25. The catalyst transfer sheet production unit 11 has a configuration for producing a catalyst transfer sheet T from a long back sheet W.

巻出ローラ21には、長尺状のバックシートWが巻回されている。 巻出ローラ21は、図示しない支持軸に回転可能に支持されており、バックシートWが塗工ダイヘッド24に向けて巻き出されるようになっている。 A long backsheet W is wound around the unwinding roller 21. The unwinding roller 21 is rotatably supported by a support shaft (not shown), and the backsheet W is unwound toward the coating die head 24.

バックシートWは、インク親和性と離型性とを兼ね備えた多孔質PTFEによって構成されており、所定の幅(mm)および厚み(mm)を有する長尺状のシート形状を有している。バックシートWは、空気を透しやすく、撥水性を有し水を通さない特性を備えている。この撥水性を有し水を通さない特性によってバックシートWの離型性が得られている。バックシートWは、図4に示すように、多数の細孔を有する固体物質で形成されており、優れた透気性を有するとともに優れた耐薬品性を有している。 The back sheet W is made of porous PTFE having both ink affinity and releasability, and has a long sheet shape having a predetermined width (mm) and thickness (mm). The back sheet W has a property of easily transmitting air, water repellency, and impermeability of water. The releasability of the backsheet W is obtained due to the water-repellent property and the impermeability of water. As shown in FIG. 4, the backsheet W is formed of a solid substance having a large number of pores, and has excellent air permeability and excellent chemical resistance.

バックシートWは、ガラス繊維などの補強材を多孔質PTFEのシートに貼り付けたものや、ガラス織布に多孔質PTFEを塗布したものであってよく、それらに耐搬送張力(N)を向上させたものであってもよい。また、バックシートWは、優れた透気性を有するとともに優れた耐薬品性を有するものであれば、多孔質PTFE以外の材料であってもよい。多孔質PTFE以外の材料として、例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリ塩化ビニル(PVC)などが挙げられる。 The backsheet W may be a sheet of reinforcing material such as glass fiber adhered to a sheet of porous PTFE, or a sheet of woven glass cloth coated with porous PTFE to improve the transport tension resistance (N). It may be made to be. The backsheet W may be made of a material other than porous PTFE as long as it has excellent air permeability and excellent chemical resistance. Examples of materials other than porous PTFE include polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), and the like.

ガイドローラ22は、巻出ローラ21から巻き出されたバックシートWを、矢印aで示すバックシートWの搬送方向の下流側に位置する塗工ダイヘッド24に向けて案内する構成を有している。ガイドローラ22は、図示しない支持軸に回転可能に支持されており、間にバックシートWを通過させることができるように対をなして設けられている。 The guide roller 22 is configured to guide the backsheet W unwound from the unwinding roller 21 toward the coating die head 24 located on the downstream side in the transport direction of the backsheet W indicated by the arrow a. .. The guide rollers 22 are rotatably supported by a support shaft (not shown), and are provided in pairs so that the backsheet W can pass therethrough.

ガイドローラ23は、触媒転写シートTを、バックシートWの搬送方向の下流側に位置する触媒転写シート巻取ローラ25に向けて案内する構成を有している。ガイドローラ23は、ガイドローラ22と同様、図示しない支持軸に回転可能に支持されており、間にバックシートWを通過させることができるように対をなして設けられている。 The guide roller 23 is configured to guide the catalyst transfer sheet T toward the catalyst transfer sheet take-up roller 25 located on the downstream side in the conveyance direction of the back sheet W. Like the guide roller 22, the guide roller 23 is rotatably supported by a support shaft (not shown), and is provided in a pair so that the backsheet W can pass therethrough.

塗工ダイヘッド24は、一対のガイドローラ22と一対のガイドローラ23との間に位置し、搬送中のバックシートWの表面に触媒インクを塗工する構成を有している。塗工ダイヘッド24は、バックシートWの搬送方向に直交し所定の長さ(mm)で形成され、複数の噴射口或いはスリット状の噴射口が形成されたノズルを有している。塗工ダイヘッド24は、ノズルから触媒インクをバックシートWの表面に向けて吐出し、バックシートWの表面に触媒層4を形成する。 The coating die head 24 is located between the pair of guide rollers 22 and the pair of guide rollers 23, and has a configuration for coating the surface of the backsheet W being conveyed with the catalyst ink. The coating die head 24 has a nozzle that is formed in a predetermined length (mm) orthogonal to the conveyance direction of the back sheet W and has a plurality of ejection openings or slit-shaped ejection openings. The coating die head 24 discharges the catalyst ink from the nozzle toward the surface of the back sheet W, and forms the catalyst layer 4 on the surface of the back sheet W.

塗工ダイヘッド24は、図示しない触媒インクを供給する供給部に接続されており、ノズルから触媒インクを吐出し、所定の幅(mm)、所定の長さ(mm)および所定の厚み(mm)を有する触媒層を一定の間隔で塗工する、いわゆる間欠塗工を行う。 The coating die head 24 is connected to a supply unit that supplies catalyst ink (not shown), discharges the catalyst ink from a nozzle, and has a predetermined width (mm), a predetermined length (mm) and a predetermined thickness (mm). The so-called intermittent coating, in which the catalyst layer having the above is coated at regular intervals, is performed.

触媒転写シート巻取ローラ25は、触媒転写シートTを巻き取るためのものであり、図示しない支持軸に回転可能に支持されており、支持軸は図示しない駆動部に連結されている。触媒転写シート巻取ローラ25は、駆動部により支持軸が回転されることにより、触媒転写シートTを、各触媒層がローラの軸心に対向する位置、即ち、各触媒層をローラの内側にしてロール状に巻き取ることができる。 The catalyst transfer sheet take-up roller 25 is for taking up the catalyst transfer sheet T, is rotatably supported by a support shaft (not shown), and the support shaft is connected to a drive unit (not shown). The support shaft of the catalyst transfer sheet take-up roller 25 is rotated by the drive unit so that the catalyst transfer sheet T is placed at a position where each catalyst layer faces the axis of the roller, that is, each catalyst layer is placed inside the roller. Can be wound into a roll.

積層体シート作製部は、所定の幅(mm)と厚み(mm)を有し、電解質膜2と同様の電解質膜からなる長尺状の電解質シートと、所定の幅(mm)と厚み(mm)を有し、拡散層3と同様の拡散層からなる長尺状の拡散層シートとを積層した長尺状の積層体シートSを作製する構成を有する。 The laminate sheet preparation unit has a predetermined width (mm) and a thickness (mm), and is an elongated electrolyte sheet made of an electrolyte membrane similar to the electrolyte membrane 2, and a predetermined width (mm) and thickness (mm). 2) and a long diffusion layer sheet made of the same diffusion layer as the diffusion layer 3 is laminated to produce a long laminate sheet S.

作製された積層体シートSは、例えば拡散層シートがローラの軸心に対向する位置、即ち、拡散層シートがローラの内側になるようにローラに巻き取られてロール状にされる。 The produced laminate sheet S is wound into a roll by being wound around a roller so that the diffusion layer sheet faces the axial center of the roller, that is, the diffusion layer sheet is located inside the roller.

第1巻出部12は、図2に示すように、巻出ローラ31と、巻出ローラ31を回転可能に支持する図示しない支持軸を備えている。第1巻出部12は、触媒転写シート作製部11で作製されたロール状の触媒転写シートTを巻き出して、触媒層4が重力方向の下側になるように水平方向に沿って転写部16に送るようになっている。 As shown in FIG. 2, the first unwinding unit 12 includes an unwinding roller 31 and a support shaft (not shown) that rotatably supports the unwinding roller 31. The first unwinding unit 12 unwinds the roll-shaped catalyst transfer sheet T produced by the catalyst transfer sheet producing unit 11, and transfers the catalyst layer 4 along the horizontal direction so that the catalyst layer 4 is on the lower side in the gravity direction. It is supposed to be sent to 16.

第1巻取部13は、巻取ローラ41と、巻取ローラ41を回転可能に支持する図示しない支持軸を備えている。支持軸は、図示しない駆動部に連結されており、駆動部により回転されることにより巻取ローラ41を回転させるようになっている。第1巻取部13は、転写部16を通過して転写が行われたバックシートWを巻き取ることができる。第1巻取部13により巻き取られたバックシートWは、触媒転写シート作製部11で再利用される。 The first winding unit 13 includes a winding roller 41 and a support shaft (not shown) that rotatably supports the winding roller 41. The support shaft is connected to a drive unit (not shown), and is rotated by the drive unit to rotate the take-up roller 41. The first winding unit 13 can wind up the back sheet W that has passed through the transfer unit 16 and transferred. The backsheet W wound by the first winding unit 13 is reused in the catalyst transfer sheet production unit 11.

第2巻出部14は、巻出ローラ51と、巻出ローラ51を回転可能に支持する図示しない支持軸とにより構成されている。第2巻出部14は、積層体シート作製部で作製されたロール状の積層体シートSを巻き出して、電解質膜2が重力方向の上側になるように水平方向に沿って転写部16に送るようになっている。 The second unwinding portion 14 is composed of an unwinding roller 51 and a support shaft (not shown) that rotatably supports the unwinding roller 51. The second unwinding unit 14 unwinds the roll-shaped laminate sheet S produced in the laminate sheet producing unit, and horizontally conveys it to the transfer unit 16 so that the electrolyte membrane 2 is on the upper side in the direction of gravity. I am supposed to send it.

第2巻取部15は、巻取ローラ61と、巻取ローラ61を回転可能に支持する図示しない支持軸を備えている。支持軸は、図示しない駆動部に連結されており、駆動部により回転されることによって巻取ローラ61を回転させるようになっている。第2巻取部15は、転写部16を通過して積層体シートSの電解質膜2の表面に触媒層4が転写された長尺状の電極体1を巻き取ることができる。第2巻取部15により巻き取られた長尺状の電極体1は、次工程に送られる。 The second winding unit 15 includes a winding roller 61 and a support shaft (not shown) that rotatably supports the winding roller 61. The support shaft is connected to a drive unit (not shown), and is rotated by the drive unit to rotate the take-up roller 61. The second winding unit 15 can wind up the long electrode body 1 that has passed through the transfer unit 16 and has the catalyst layer 4 transferred to the surface of the electrolyte membrane 2 of the laminate sheet S. The long electrode body 1 wound by the second winding unit 15 is sent to the next step.

転写部16は、図2および図5に示すように、第1巻出部12から巻き出された触媒転写シートTを搬送方向の下流側で案内するガイドローラ71と、ガイドローラ71に対して搬送方向の下流側に位置し、転写が行われたバックシートWの搬送を案内するガイドローラ72とを有している。 As shown in FIGS. 2 and 5, the transfer unit 16 guides the catalyst transfer sheet T unwound from the first unwinding unit 12 on the downstream side in the transport direction, and the guide roller 71. It has a guide roller 72 that is located on the downstream side in the transport direction and that guides the transport of the backsheet W on which the transfer has been performed.

また、転写部16は、第2巻出部14から巻き出された積層体シートSを搬送方向の下流側で案内するガイドローラ73と、ガイドローラ73に対して搬送方向の下流側に位置し、転写が行われ、積層体シートSの電解質膜2の表面に触媒層4が接合された長尺状の電極体1の搬送を案内するガイドローラ74とを有している。ガイドローラ71〜74は、触媒転写シートTと積層体シートSとを重ね合わせた状態となるようにガイドする。 The transfer unit 16 is located on the downstream side in the transport direction with respect to the guide roller 73 that guides the laminated sheet S unwound from the second unwinding unit 14 on the downstream side in the transport direction. The guide roller 74 that guides the conveyance of the elongated electrode body 1 having the catalyst layer 4 bonded to the surface of the electrolyte membrane 2 of the laminate sheet S that has been transferred. The guide rollers 71 to 74 guide the catalyst transfer sheet T and the laminated sheet S so that they are superposed on each other.

そして、転写部16は、触媒転写シートTの裏面側から表面の触媒層4に向けて空気を噴射して、噴射された空気の圧力により、表面の触媒層4を積層体シートSの電解質膜2に転写するエアノズル75を備えている。エアノズル75は、ガイドローラ71とガイドローラ72との間に位置し、搬送される触媒転写シートTの搬送方向に直交するとともに、触媒転写シートTの上面から離隔した位置に対向して配置されている。エアノズル75は、所定の幅(mm)および所定の長さ(mm)で形成され、複数の噴射口を有している。 Then, the transfer section 16 injects air from the back surface side of the catalyst transfer sheet T toward the catalyst layer 4 on the front surface, and the pressure of the injected air causes the catalyst layer 4 on the front surface to be the electrolyte membrane of the laminate sheet S. An air nozzle 75 for transferring to No. 2 is provided. The air nozzle 75 is located between the guide rollers 71 and 72, is orthogonal to the transport direction of the catalyst transfer sheet T to be transported, and is disposed so as to face a position separated from the upper surface of the catalyst transfer sheet T. There is. The air nozzle 75 is formed with a predetermined width (mm) and a predetermined length (mm), and has a plurality of ejection ports.

なお、本実施形態に係る燃料電池用電極体の製造装置10におけるエアノズル75は、本発明に係る燃料電池用電極体の製造装置のノズルに対応する。 The air nozzle 75 in the manufacturing apparatus 10 for a fuel cell electrode body according to the present embodiment corresponds to the nozzle of the manufacturing apparatus for a fuel cell electrode body according to the present invention.

エアノズル75は、図6に示すように、触媒転写シートTの裏面側から表面の触媒層4に向けて各噴射口から空気を勢いよく噴射し、触媒転写シートTを構成するバックシートWを透気させて、触媒転写シートTの触媒層4に空気ジェットの圧力(MPa)を加えるように構成されている。触媒転写シートTの触媒層4に空気圧(MPa)が加えられると、触媒層4は触媒転写シートTから剥離し、積層体シートSの電解質膜2の表面に接合される。 As shown in FIG. 6, the air nozzle 75 vigorously injects air from each ejection port from the back surface side of the catalyst transfer sheet T toward the catalyst layer 4 on the front surface, and transmits the back sheet W constituting the catalyst transfer sheet T through the air. It is configured so that the pressure (MPa) of the air jet is applied to the catalyst layer 4 of the catalyst transfer sheet T by allowing it to vaporize. When air pressure (MPa) is applied to the catalyst layer 4 of the catalyst transfer sheet T, the catalyst layer 4 is separated from the catalyst transfer sheet T and bonded to the surface of the electrolyte membrane 2 of the laminate sheet S.

以上のように構成された実施形態に係る燃料電池用電極体の製造装置10の動作について簡単に説明する。 The operation of the fuel cell electrode assembly manufacturing apparatus 10 according to the embodiment configured as described above will be briefly described.

まず、図3に示す触媒転写シート作製部11にバックシートWがセットされ、巻出ローラ21からバックシートWが巻き出され、矢印a方向に搬送される。搬送中のバックシートWの表面に対して塗工ダイヘッド24のノズルから触媒インクが吐出され、バックシートWの表面に触媒層4が形成された触媒転写シートTが作製され、触媒転写シート巻取ローラ25に巻き取られてロール状とされる。 First, the backsheet W is set in the catalyst transfer sheet production unit 11 shown in FIG. 3, the backsheet W is unwound from the unwinding roller 21, and is conveyed in the direction of arrow a. The catalyst ink is ejected from the nozzle of the coating die head 24 onto the surface of the back sheet W being conveyed, and the catalyst transfer sheet T having the catalyst layer 4 formed on the surface of the back sheet W is produced. It is rolled up by the roller 25 to form a roll.

また、図示しない積層体シート作製部により、図1に示す電解質膜2と同様の電解質膜からなる長尺状の電解質シートと、図1に示す拡散層3と同様の拡散層からなる長尺状の拡散層シートとが積層された長尺状の積層体シートSが作製される。 In addition, by a laminate sheet preparation unit (not shown), an elongated electrolyte sheet made of an electrolyte membrane similar to the electrolyte membrane 2 shown in FIG. 1 and an elongated electrolyte sheet made of a diffusion layer similar to the diffusion layer 3 shown in FIG. A long laminate sheet S in which the above diffusion layer sheet is laminated is produced.

作製されたロール状の触媒転写シートTは、図2に示す第1巻出部12の巻出ローラ31、転写部16のガイドローラ71、72および第1巻取部13の巻取ローラ41にセットされる。また、作製された積層体シートSは、第2巻出部14の巻出ローラ51、転写部16のガイドローラ73、74および第2巻取部15の巻取ローラ61にセットされる。 The manufactured roll-shaped catalyst transfer sheet T is applied to the unwinding roller 31 of the first unwinding unit 12, the guide rollers 71 and 72 of the transfer unit 16 and the winding roller 41 of the first winding unit 13 shown in FIG. Is set. The produced laminate sheet S is set on the unwinding roller 51 of the second unwinding unit 14, the guide rollers 73 and 74 of the transfer unit 16, and the winding roller 61 of the second winding unit 15.

第1巻取部13の巻取ローラ41が駆動され、触媒転写シートTが所定の搬送速度(m/sec)で搬送される。第1巻取部13の巻取ローラ41の駆動と同時に、第2巻取部15の巻取ローラ61が駆動され、積層体シートSが触媒転写シートTの搬送速度(m/sec)と同じ搬送速度で搬送される。 The take-up roller 41 of the first take-up unit 13 is driven, and the catalyst transfer sheet T is conveyed at a predetermined conveying speed (m/sec). Simultaneously with the driving of the take-up roller 41 of the first take-up unit 13, the take-up roller 61 of the second take-up unit 15 is driven, and the laminate sheet S has the same transport speed (m/sec) as the catalyst transfer sheet T. It is transported at the transport speed.

触媒転写シートTおよび積層体シートSが搬送されると、触媒転写シートTおよび積層体シートSの搬送中に、転写部16のエアノズル75の各噴射口から触媒転写シートTの裏面側に向けて空気が噴射される。噴射された空気は、空気ジェットとなり、図6に示すように、バックシートWを透し、触媒転写シートTの表面の触媒層4に到達し、触媒層4を加圧する。 When the catalyst transfer sheet T and the laminated sheet S are conveyed, during the conveyance of the catalyst transfer sheet T and the laminated sheet S, from the ejection ports of the air nozzles 75 of the transfer section 16 toward the back surface side of the catalyst transfer sheet T. Air is jetted. The injected air becomes an air jet, passes through the back sheet W, reaches the catalyst layer 4 on the surface of the catalyst transfer sheet T, and pressurizes the catalyst layer 4, as shown in FIG.

なお、触媒層4もポーラス、即ち、多孔質ではあるが、多孔質PTFEの方がより良く空気を透すので、触媒層4に空気の圧力を加えることができる。また、エアノズル75の各噴射口から触媒転写シートTの裏面側に向けて空気を噴射する際に、触媒転写シートTおよび積層体シートSの搬送を停止させ、または、搬送中に、エアノズル75を触媒転写シートTおよび積層体シートSの搬送の搬送方向の矢印で示す下流側から上流側に移動させるようにしてもよい。 The catalyst layer 4 is also porous, that is, porous, but porous PTFE allows air to pass through better, so that air pressure can be applied to the catalyst layer 4. Further, when the air is ejected from each ejection port of the air nozzle 75 toward the back surface side of the catalyst transfer sheet T, the conveyance of the catalyst transfer sheet T and the laminate sheet S is stopped, or the air nozzle 75 is moved during the conveyance. The catalyst transfer sheet T and the laminate sheet S may be moved from the downstream side to the upstream side indicated by the arrow in the conveying direction.

バックシートWを透した空気により触媒層4が加圧されると、触媒層4は、バックシートWから剥離し、積層体シートSの電解質膜2の表面に押圧され、触媒層4が電解質膜2に転写され接合されることにより長尺状の電極体1が作製される。 When the catalyst layer 4 is pressed by the air passing through the back sheet W, the catalyst layer 4 is peeled from the back sheet W and pressed against the surface of the electrolyte membrane 2 of the laminate sheet S, so that the catalyst layer 4 is formed. The long electrode body 1 is manufactured by transferring and bonding to 2.

作製された電極体1は、第2巻取部15の巻取ローラ61に巻き取られてロール状とされ、長尺状の触媒転写シートTおよび積層体シートSの巻き出しが終了するまで行われる。長尺状の触媒転写シートTおよび積層体シートSの巻き出しが終了した後、次の転写が必要な場合は、新たな長尺状の触媒転写シートTおよび積層体シートSによる転写が行われる。 The produced electrode body 1 is wound by the winding roller 61 of the second winding portion 15 into a roll shape, and is fed until the unwinding of the long catalyst transfer sheet T and the laminate sheet S is completed. Be seen. When the next transfer is required after the unwinding of the long catalyst transfer sheet T and the laminate sheet S is completed, the transfer is performed by the new long catalyst transfer sheet T and the laminate sheet S. ..

以上のように構成された実施形態に係る燃料電池用電極体の製造装置10の効果について説明する。 The effects of the fuel cell electrode manufacturing apparatus 10 according to the embodiment configured as described above will be described.

本実施形態に係る燃料電池用電極体の製造装置10は、バックシートWが多孔質のPTFEで形成されており、転写部16が、空気を噴射するエアノズル75を備えている。本実施形態に係る燃料電池用電極体の製造装置10においては、触媒転写シートTの触媒層4を積層体シートSの電解質膜2に転写する際に、転写部16において触媒転写シートTを構成するバックシートWの裏面側から表面の触媒層4に向けてエアノズル75から空気が噴射される。 In the fuel cell electrode assembly manufacturing apparatus 10 according to the present embodiment, the back sheet W is formed of porous PTFE, and the transfer section 16 includes the air nozzle 75 that injects air. In the fuel cell electrode assembly manufacturing apparatus 10 according to the present embodiment, when the catalyst layer 4 of the catalyst transfer sheet T is transferred to the electrolyte membrane 2 of the laminate sheet S, the catalyst transfer sheet T is configured in the transfer section 16. Air is jetted from the air nozzle 75 from the back surface side of the back sheet W toward the catalyst layer 4 on the front surface.

エアノズル75から空気が噴射されると、噴射された空気の圧力により、触媒転写シートTの表面の触媒層4が積層体シートSの電解質2に転写される。したがって、本実施形態に係る燃料電池用電極体の製造装置10は、従来の製造装置で行われていたPTFEのバックシートへの加熱がなく、転写が行われるので、バックシートWに加熱ローラの圧力が加えられることがなくなるという効果が得られる。その結果、バックシートWに変形が発生せず、バックシートWを再利用することができるという効果が得られる。バックシートWの再利用により、電極体1の生産コストを低減することができるという効果が得られる。 When air is ejected from the air nozzle 75, the pressure of the ejected air causes the catalyst layer 4 on the surface of the catalyst transfer sheet T to be transferred to the electrolyte 2 of the laminate sheet S. Therefore, in the manufacturing apparatus 10 for the fuel cell electrode assembly according to the present embodiment, the transfer is performed without heating the PTFE to the back sheet, which has been performed in the conventional manufacturing apparatus. The effect that pressure is not applied is obtained. As a result, the backsheet W is not deformed and the backsheet W can be reused. The reuse of the backsheet W has an effect of reducing the production cost of the electrode body 1.

また、本実施形態に係る燃料電池用電極体の製造装置10は、従来の製造装置で行われていた転写の際の加熱および加圧でPTFEが伸縮することによる触媒層4の寸法の変化がなくなり、電極体1の寸法の精度を向上させることができるという効果が得られる。また、バックシートが、多孔質PTFEのシートではなく無垢のPTFEのシートの場合、触媒インクを塗工する際に触媒インクが弾かれて良好な塗工ができないという問題があった。本実施形態に係る燃料電池用電極体の製造装置10は、バックシートWを、インク親和性のある多孔質PTFEのシートにすることで、このような塗工の問題を解消することができるという効果が得られる。 Further, in the fuel cell electrode body manufacturing apparatus 10 according to the present embodiment, a change in the size of the catalyst layer 4 due to expansion and contraction of PTFE due to heating and pressurization at the time of transfer performed in the conventional manufacturing apparatus is suppressed. Therefore, it is possible to obtain the effect that the dimensional accuracy of the electrode body 1 can be improved. Further, when the back sheet is not a porous PTFE sheet but a solid PTFE sheet, there is a problem that the catalyst ink is repelled when the catalyst ink is applied, and good coating cannot be performed. In the fuel cell electrode assembly manufacturing apparatus 10 according to the present embodiment, the backsheet W is made of a porous PTFE sheet having ink affinity, and thus it is possible to solve such a coating problem. The effect is obtained.

また、バックシートが、無垢のPTFEのシートの場合の塗工の問題を解決するために、無垢のPTFEのシートに多孔質PTFEのシートを貼り合わせて2層のバックシートを作製することが考えられる。しかしながら、従来の製造装置では、2層のバックシートへ加熱および加圧が行われるので、バックシートに変形が発生し、バックシートを再利用することができないという問題は解消することができない。したがって、電極体の生産コストを低減することができない。 In addition, in order to solve the coating problem when the backsheet is a solid PTFE sheet, it is possible to make a two-layer backsheet by laminating a porous PTFE sheet to a solid PTFE sheet. To be However, in the conventional manufacturing apparatus, since the two-layer backsheet is heated and pressed, the problem that the backsheet is deformed and cannot be reused cannot be solved. Therefore, the production cost of the electrode body cannot be reduced.

なお、本実施形態に係る燃料電池用電極体の製造装置10においては、長尺状のバックシートWに塗工された触媒層4を、長尺状の拡散層3に積層した電解質膜2に転写する構造で構成した場合について説明した。しかしながら、本発明に係る燃料電池用電極体の製造装置においては、長尺状のバックシートWに塗工された触媒層4を、長尺状の拡散層3に積層した電解質膜2に転写する構造と異なる構造で構成してもよい。 In the fuel cell electrode manufacturing apparatus 10 according to the present embodiment, the catalyst layer 4 coated on the elongated backsheet W is applied to the electrolyte membrane 2 laminated on the elongated diffusion layer 3. The case where the structure is configured to transfer has been described. However, in the fuel cell electrode body manufacturing apparatus according to the present invention, the catalyst layer 4 coated on the elongated backsheet W is transferred to the electrolyte membrane 2 laminated on the elongated diffusion layer 3. The structure may be different from the structure.

以下、本実施形態に係る燃料電池用電極体の製造装置における長尺状のバックシートWに塗工された触媒層4を、長尺状の拡散層3に積層した電解質膜2に転写する構造以外の構造で構成した変形例に係る燃料電池用電極体の製造装置10Aについて図面を参照して説明する。なお、変形例に係る燃料電池用電極体の製造装置10Aの構成と、実施形態に係る燃料電池用電極体の製造装置10の構成が同一の場合は、同一の符号を付し、主に異なる構成について説明する。 Hereinafter, a structure in which the catalyst layer 4 applied to the elongated backsheet W in the apparatus for manufacturing an electrode assembly for a fuel cell according to the present embodiment is transferred to the electrolyte membrane 2 laminated on the elongated diffusion layer 3. A manufacturing apparatus 10A for a fuel cell electrode body according to a modified example having a structure other than that will be described with reference to the drawings. In addition, when the structure of the manufacturing apparatus 10A of the fuel cell electrode body according to the modified example and the structure of the manufacturing apparatus 10 of the fuel cell electrode body according to the embodiment are the same, the same reference numerals are given and mainly different. The configuration will be described.

(変形例)
変形例に係る燃料電池用電極体の製造装置10Aにおいては、図7に示すように、長尺状のバックシートWに代えて、所定の厚みを有する枚葉状の板状体WBで構成される。板状体WBは、実施形態に係る燃料電池用電極体の製造装置10のバックシートWと同様に多孔質PTFEで形成される。
(Modification)
In the fuel cell electrode assembly manufacturing apparatus 10A according to the modified example, as shown in FIG. 7, a sheet-shaped plate-shaped body WB having a predetermined thickness is used instead of the elongated back sheet W. .. The plate-shaped body WB is formed of porous PTFE like the back sheet W of the manufacturing apparatus 10 for a fuel cell electrode body according to the embodiment.

燃料電池用電極体の製造装置10Aは、塗工部100と、図示しない板状体搬送部と、図示しない積層体搬送部と、図示しない転写部と、エアノズル101とを含んで構成されている。 The fuel cell electrode body manufacturing apparatus 10A includes a coating unit 100, a plate-shaped member transfer unit (not shown), a laminate transfer unit (not shown), a transfer unit (not shown), and an air nozzle 101. ..

塗工部100は、枚葉状の板状体WBの上面に触媒層4を塗工するように構成されている。板状体搬送部は、枚葉状の板状体WBおよび触媒層4が塗工された枚葉状の板状体WBを所定の速度(m/sec)で触媒層4が上側に位置する状態で水平方向に搬送するように構成されている。 The coating unit 100 is configured to coat the catalyst layer 4 on the upper surface of the sheet-shaped plate-shaped body WB. The plate-shaped body transporting unit is configured such that the sheet-shaped plate-shaped body WB and the sheet-shaped plate-shaped body WB coated with the catalyst layer 4 are positioned above the catalyst layer 4 at a predetermined speed (m/sec). It is configured to be transported in the horizontal direction.

また、板状体搬送部は、触媒層4が塗工された板状体WBを水平方向の搬送から重力方向に移動して転送部へ搬送する際は、板状体WBの触媒層4が下面になるよう反転させて搬送するように構成されている。 In addition, when the plate-shaped body transport unit moves the plate-shaped body WB coated with the catalyst layer 4 from the horizontal transport to the gravity direction and transports it to the transfer unit, the catalyst layer 4 of the plate-shaped body WB is It is configured so that it is turned upside down and conveyed.

積層体搬送部は、枚葉状の拡散層3と電解質膜2とが積層された枚葉状の積層体SAを転写部へ搬送する際に、転送部内で触媒層4が下面になった板状体WBの下側に搬送して、積層体SAが板状体WBの下側に位置するように構成されている。 The laminated body transporting unit is a plate-shaped body having the catalyst layer 4 on the lower surface in the transfer unit when transporting the single-wafer-shaped laminate SA in which the single-wafer-shaped diffusion layer 3 and the electrolyte membrane 2 are laminated to the transfer unit. The stacked body SA is transported to the lower side of the WB so that the stacked body SA is positioned below the plate-shaped body WB.

エアノズル101は、実施形態のエアノズル75と同様に、転写部において、板状体WBの下側に積層体SAが位置する状態で、複数の噴射口から空気を勢いよく噴射させ、板状体WBの上面から下面の触媒層4に向けて空気ジェットを透気させ、板状体WBの触媒層4に空気の圧力(MPa)を加えるように構成されている。板状体WBの触媒層4に空気圧(MPa)が加えられると、触媒層4は板状体WBから剥離し、積層体SAの電解質膜2の表面に転写され接合されて枚葉上の電極体1が製造される。 Similar to the air nozzle 75 of the embodiment, the air nozzle 101 vigorously ejects air from a plurality of ejection ports in a state where the stacked body SA is located below the plate-shaped body WB in the transfer portion, and the plate-shaped body WB is The air jet is made to permeate from the upper surface toward the catalyst layer 4 on the lower surface, and air pressure (MPa) is applied to the catalyst layer 4 of the plate-shaped body WB. When air pressure (MPa) is applied to the catalyst layer 4 of the plate body WB, the catalyst layer 4 is peeled from the plate body WB, transferred to the surface of the electrolyte membrane 2 of the laminated body SA and bonded to form a single-wafer electrode. Body 1 is manufactured.

転写部により転写が行われた後の板状体WBは、搬送部により水平方向に搬送され、さらに重力方向に移動して塗工部100へ搬送する際は、板状体WBを反転させて搬送される。 The plate-shaped body WB after the transfer is performed by the transfer unit is horizontally conveyed by the conveyance unit, and when further moved in the gravity direction and conveyed to the coating unit 100, the plate-shaped body WB is inverted. Be transported.

なお、板状体WBは、図8(a)および図8(b)に示すように、触媒層4として必要な大きさの触媒インクを受ける窪みを深さ80μm程度で形成するようにしてもよい。このような窪みを付けると、触媒インクの形状変動や誤差を小さく抑えることができるので、設計上の寸法誤差設定を小さくして発電面積を拡げることができる。 Note that, as shown in FIGS. 8A and 8B, the plate-shaped member WB may be formed with a recess having a depth of about 80 μm for receiving the catalyst ink of a size required for the catalyst layer 4. Good. By providing such a depression, it is possible to suppress the shape variation and error of the catalyst ink, so that it is possible to expand the power generation area by reducing the design dimensional error setting.

実施形態の変形例に係る燃料電池用電極体の製造装置10Aは、実施形態に係る燃料電池用電極体の製造装置10の効果と同様の効果が得られる。即ち、板状体WBが多孔質のPTFEで形成されており、空気を噴射するエアノズル101を備えている。本実施形態の変形例に係る燃料電池用電極体の製造装置10Aにおいては、板状体WBの触媒層4を積層体SAの電解質膜2に転写する際に、板状体WBの上面側から下面の触媒層4に向けてエアノズル101から空気が噴射されるように構成されている。 The manufacturing apparatus 10A for a fuel cell electrode body according to the modification of the embodiment has the same effects as the effects of the manufacturing apparatus 10 for a fuel cell electrode body according to the embodiment. That is, the plate-shaped member WB is made of porous PTFE and has the air nozzle 101 for injecting air. In the fuel cell electrode body manufacturing apparatus 10A according to the modified example of the present embodiment, when the catalyst layer 4 of the plate-shaped body WB is transferred to the electrolyte membrane 2 of the laminated body SA, the plate-shaped body WB is transferred from the upper surface side. Air is ejected from the air nozzle 101 toward the catalyst layer 4 on the lower surface.

エアノズル101から空気が噴射されると、噴射された空気は空気ジェットとなり、その圧力(MPa)により、板状体WBの下面の触媒層4が積層体SAの電解質2に転写される。その結果、多孔質PTFEの板状体WBに熱が加えられることなく転写が行われるので、板状体WBに加熱ローラの圧力が加えられることがなくなるという効果が得られる。その結果、板状体WBに変形が発生せず、板状体WBを再利用することができるという効果が得られる。板状体WBの再利用により、電極体1の生産コストを低減することができるという効果が得られる。 When air is jetted from the air nozzle 101, the jetted air becomes an air jet, and the pressure (MPa) thereof transfers the catalyst layer 4 on the lower surface of the plate-shaped body WB to the electrolyte 2 of the stacked body SA. As a result, since the transfer is performed without applying heat to the porous PTFE plate WB, it is possible to obtain the effect that the pressure of the heating roller is not applied to the plate WB. As a result, the plate-shaped body WB is not deformed, and the plate-shaped body WB can be reused. By reusing the plate-shaped body WB, an effect that the production cost of the electrode body 1 can be reduced can be obtained.

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various designs can be made without departing from the spirit of the present invention described in the claims. You can make changes.

1・・・電極体(燃料電池用電極体)、2・・・電解質膜、3・・・拡散層、4・・・触媒層、10,10A・・・製造装置、11・・・触媒転写シート作製部、12・・・第1巻出部、13・・・第1巻取部、14・・・第2巻出部、15・・・第2巻取部、16・・・転写部、21・・・バックシート巻出ローラ、22,23,71,72,73,74・・・ガイドローラ、24・・・塗工ダイヘッド、25・・・触媒転写シート巻取ローラ、31,51・・・巻出ローラ、41,61・・・巻取ローラ、75,101・・・エアノズル(ノズル)、100・・・塗工部、S・・・積層体シート、T・・・触媒転写シート、W・・・バックシート、WB・・・板状体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Electrode body (fuel cell electrode body), 2... Electrolyte membrane, 3... Diffusion layer, 4... Catalyst layer, 10, 10A... Manufacturing apparatus, 11... Catalyst transfer Sheet preparation unit, 12... First unwinding unit, 13... First unwinding unit, 14... Second unwinding unit, 15... Second unwinding unit, 16... Transfer unit , 21... Backsheet unwinding roller, 22, 23, 71, 72, 73, 74... Guide roller, 24... Coating die head, 25... Catalyst transfer sheet winding roller, 31, 51 ... Unwinding roller, 41, 61... Winding roller, 75, 101... Air nozzle (nozzle), 100... Coating section, S... Laminate sheet, T... Catalyst transfer Sheet, W... Backsheet, WB... Plate

Claims (1)

表面に触媒層が形成されたバックシートを巻き出す第1巻出部と、
表面に電解質膜が形成されたシート状の拡散層を巻き出す第2巻出部と、
前記触媒層を前記バックシートの表面から前記拡散層の電解質膜に転写させる転写部と、
転写後の前記バックシートを巻き取る第1巻取部と、
前記電解質膜に前記触媒層が転写されて形成された電極体を巻き取る第2巻取部と、
を備えた燃料電池用電極体の製造装置であって、
前記バックシートは、多孔質のポリテトラフルオロエチレン(PTFE)で形成され、
前記転写部は、前記バックシートの裏面側から前記表面の触媒層に向けて空気を噴射して、該噴射された空気の圧力により、前記表面の触媒層を前記拡散層の電解質膜に転写するノズルを備えていることを特徴とする燃料電池用電極体の製造装置。

A first unwinding part for unwinding a backsheet having a catalyst layer formed on its surface;
A second unwinding part for unwinding a sheet-shaped diffusion layer having an electrolyte membrane formed on the surface thereof;
A transfer portion for transferring the catalyst layer from the surface of the back sheet to the electrolyte membrane of the diffusion layer,
A first winding unit for winding the back sheet after transfer,
A second winding section for winding the electrode body formed by transferring the catalyst layer onto the electrolyte membrane;
A manufacturing apparatus of an electrode body for a fuel cell, comprising:
The back sheet is made of porous polytetrafluoroethylene (PTFE),
The transfer portion injects air from the back surface side of the back sheet toward the catalyst layer on the surface, and transfers the catalyst layer on the surface to the electrolyte membrane of the diffusion layer by the pressure of the injected air. An apparatus for manufacturing an electrode body for a fuel cell, which is equipped with a nozzle.

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