JP2023095178A - 積層体の製造装置及び積層体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高品質の膜電極接合体を、生産効率を向上させ、且つ装置コストの低減を図りながら製造する。【解決手段】膜電極積層接合体の製造装置の塗工乾燥機１は、吸着ベルトｂ１と、吸着ベルトｂ１及び帯状の積層基材フィルムｆ１を、重ねた状態で吸着ベルトｂ１側から支持する塗工ロール３２と、塗工ロール３２の下流に設けられ、塗工ロール３２と協働して吸着ベルトｂ１と積層基材フィルムｆ１とを下流方向に搬送する駆動ロール１６ａ、１６ｂと、積層基材フィルムｆ１に触媒層となる触媒インクを塗布するダイヘッド３１と、塗工ロール３２の下流に設けられ触媒インクを乾燥させる乾燥設備４と、触媒インクが積層基材フィルムｆ１に塗布される地点から触媒インクの乾燥が終了する地点までを含む区間において、積層基材フィルムｆ１を吸着ベルトｂ１に吸着させる吸着設備５と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、積層体の製造装置及び積層体の製造方法に関する。

燃料電池部材である電解質膜の両面に一対の電極触媒層（アノード極とカソード極）を有する膜電極接合体（ＭＥＡ：Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）は、典型的には白金（Ｐｔ）など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を、電解質膜上に塗工し乾燥させて触媒層を形成することによって作製される。固体高分子型燃料電池においては、電解質膜は触媒インク溶媒や雰囲気中の水分を吸収し膨潤/収縮する性質を有するため、触媒インクの塗工及び乾燥時にシワやクラックが発生する。シワやクラックは、燃料電池の性能低下に繋がることから抑制する必要がある。

シワやクラックの発生を防止する方法として、電解質膜上への触媒インクの塗布及び乾燥を行う際に、電解質膜の、触媒インクの塗工面とは逆側に支持フィルムを配置し、かつ塗工中は、支持フィルムをステージに－４０ｋＰａ以下の負圧で吸着することによって塗工及び乾燥中の電解質膜の膨潤又は収縮による変形を抑制できる。ここで、支持フィルムと塗工面の裏側とはその全面が十分に密着している必要がある。支持フィルムと塗工面の裏側とを十分に密着させる方法として、支持フィルムと塗工面の裏側とを接着することが考えられる。しかしながら、触媒層と支持フィルムとを接着することは、触媒層の破壊をもたらす。そのため、電解質膜の片面に触媒層を形成する際には、支持フィルムと塗工面の裏側とを接着することはできるが、続いてもう一方の面に触媒層を形成する際には、既に片面には触媒層が形成されているため、支持フィルムと塗工面の裏側、すなわち触媒層が形成された面とを接着することはできない。つまり、支持フィルムを利用した電解質膜の変形の抑制は実施できない。

これに対し、電解質膜の変形を抑制する方法として、搬送路全体に渡って、電解質膜の触媒層を形成した面を吸着固定した状態で、塗工から乾燥までの工程を行うことが考えられる。例えば、枚葉バッジ方式を用いて、吸着プレートに電解質膜を吸着保持した状態で触媒インクを塗工し、乾燥させて触媒層を得ることで解決することができる。しかしながら、枚葉バッジ方式では生産性の向上のために電解質膜の一枚の大きさを大きくした場合に吸着プレートも大面積化する必要があるが、研磨等により平坦性を出す際の寸法精度の担保が難しくなる。また、乾燥工程と一体化しているために乾燥機構の寸法も大きくする必要があり、装置の巨大化を招く。

また、吸着ロールに電解質膜を吸着させた状態で、触媒インクを塗工し乾燥させて触媒層を形成する、ロールｔｏロール方式の手法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第６５１７４０２号公報

特許文献１で示した膜電極接合体の製造技術は、吸着ロールに乾燥設備を設け、触媒インクの塗工面が吸着ロールを通過する間に触媒インクの塗布と乾燥を行うようにしたものである。電解質膜上に塗工した触媒インクの溶媒成分を揮発させるためにはある程度の乾燥時間が必要であるため、触媒インクを乾燥する工程の乾燥時間を確保するためには、吸着ロールの直径を大きくしたり、搬送速度を低減したりする必要がある。

しかし、吸着ロールの直径を大きくすると、装置が大型化することになり、大型化に伴って装置コストの増大や、設置場所の制約等が生じる。また、搬送速度を低減すると、生産性が低下する。

本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、触媒層にシワやクラックが発生することを防止し、高品質の膜電極接合体を、生産効率を向上させ、且つ装置コストの低減を図りながら製造することができる積層体の製造装置及び積層体の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するべく、本発明の一態様によれば、電解質膜を含む積層基材フィルムと積層基材フィルム上に積層された触媒層との積層体の製造装置であって、複数の貫通孔を有する帯状の吸着ベルトと、吸着ベルト及び帯状の積層基材フィルムを、重ねた状態で吸着ベルト側から支持する塗工ロールと、塗工ロールの下流に設けられ、塗工ロールと協働して吸着ベルトと積層基材フィルムとを重なった状態で下流方向に搬送する駆動ロールと、積層基材フィルムの、吸着ベルトを介して塗工ロールの外周と重なる領域の吸着ベルトとは逆側の面に、触媒層となる触媒インクを塗布する塗工ヘッドと、塗工ロールの下流に設けられ、積層基材フィルムに塗布された触媒インクを乾燥させる乾燥設備と、少なくとも触媒インクが積層基材フィルムに塗布される地点から触媒インクの乾燥が終了する地点までを含む区間において、積層基材フィルムを吸着ベルトに吸着させる吸着設備と、を備える、積層体の製造装置、が提供される。

本発明の他の態様によれば、電解質膜を含む帯状の積層基材フィルムに触媒インクを塗布する工程と、積層基材フィルムに塗布された触媒インクを乾燥させる工程と、を備えた、積層基材フィルムと触媒層との積層体の製造方法であって、複数の貫通孔を有する帯状の吸着ベルトと積層基材フィルムとを重ねた状態で、塗工ロールと、塗工ロールと協働する駆動ロールとにより吸着ベルト側から支持し、少なくとも積層基材フィルムに触媒インクを塗布する地点から触媒インクの乾燥が終了する地点までを含む区間において、積層基材フィルムを吸着ベルトに吸着させた状態で搬送する、積層体の製造方法、が提供される。

本発明に係る積層体の製造装置及び積層体の製造方法によれば、生産効率を向上させ装置コストの低減化を図りながら、シワやクラック等が生じていない良好な積層体を提供することができる。

燃料電池用膜電極接合体の一例を示す図である。 本発明に係る膜電極接合体の製造装置の塗工乾燥機の一例を示す概略構成図である。 触媒インクを攪拌するための機構の一例を示す概略構成図である。 塗工乾燥機の要部の一例を示す概略構成図である。

次に、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。

また、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

本実施形態に係る膜電極接合体の製造装置は、燃料電池用の膜電極接合体の製造装置に適用したものである。なお、本発明に係る膜電極接合体の製造装置は、燃料電池用の膜電極接合体に限るものではなく、例えば、水素関連電極における膜電極接合体の製造装置に適用することも可能である。

図１に示すように、燃料電池用膜電極接合体（以下、単に膜電極接合体ともいう。）１０１は、電解質膜１０２と、電解質膜１０２の一方の面（図１において、電解質膜１０２の上側の面）に積層されたアノード用の電極触媒層（以下、単に触媒層という。）１０３と、電解質膜１０２の他方の面（図１において、電解質膜１０２の下側の面）に積層されたカソード用の電極触媒層（以下、単に触媒層という。）１０３と、を備えている。

膜電極接合体１０１は、積層基材フィルムｆ１の両面それぞれに触媒層１０３となる触媒インクを塗布し、触媒インクを乾燥させた後、切断することにより形成される。
〔製造装置の構成〕

図２は、膜電極接合体の製造装置のうちの、触媒インクの塗布及びその乾燥を行う塗工乾燥機の一例を示す概略構成図、図３は、触媒インクを攪拌するための機構の一例を示す概略構成図、図４は、塗工乾燥機の要部の一例を示す概略構成図である。

図２に示すように、塗工乾燥機１は、保護フィルム剥離部２と、塗工部３と、乾燥設備４と、吸着設備５と、これら各部を制御する制御部６と、を備える。基材供給ロール１１から送り出された、高分子電解質膜を含む帯状の積層基材フィルムｆ１が、案内ロール１１ａによって、ベルト供給ロール１２から送り出された帯状の吸着ベルトｂ１と重ねられて、吸着ベルトｂ１の、積層基材フィルムｆ１とは逆側の面が、後述の塗工ロール３２及び複数の搬送ロール１５により支持されて搬送され、積層基材フィルムｆ１は、塗工ロール３２と協働する駆動ロール１６ａ及び駆動ロール１６ｂを介して塗工品巻き取りロール１３に巻き取られ、吸着ベルトｂ１は駆動ロール１６ａを介してベルト巻き取りロール１４に巻き取られるようになっている。積層基材フィルムｆ１と吸着ベルトｂ１とは同一速度で搬送され、少なくとも後述の塗工部３による積層基材フィルムｆ１への塗工が開始される地点から乾燥設備４での乾燥が終了するまでの間は、積層基材フィルムｆ１と吸着ベルトｂ１とは一体に搬送される。

吸着ベルトｂ１は、積層基材フィルムｆ１と同一又はそれ以上の幅を有する帯状を有し、多孔質ベルトからなる。吸着ベルトｂ１の吸着面表面の平均孔径は、０．５μｍ以上１２００μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以上１０μｍ以下であり、表面開口率は１０％以上８５％以下である。また、吸着ベルトｂ１は、乾燥設備４内を通過するため耐熱性を有する必要がある。乾燥設備４では、後述のように箱体４１内を８０℃程度に保つようにしているため、吸着ベルトｂ１は少なくとも８０℃程度までは耐熱性を有していることが好ましく、より好ましくは１００℃である。

吸着ベルトｂ１は、平均孔径（０．５μｍ以上１２００μｍ以下）及び耐熱性（１００℃まで）の条件を満足し、且つ厚み公差が２０μｍ以内であれば、材質は特に制限されないが、金属、不織布、紙、樹脂などが挙げられる。

保護フィルム剥離部２は、剥離ロール（剥離機構）２１を備える。積層基材フィルムｆ１は保護フィルム（保護層）ｆ２が間に挟み込まれて基材供給ロール１１に巻取られており、剥離ロール２１は、基材供給ロール１１から送り出された帯状の積層基材フィルムｆ１から、保護フィルムｆ２を剥ぎ、保護フィルムｆ２は巻き取りロール２２に巻き取られる。

塗工部３は、ダイヘッド（塗工ヘッド）３１と塗工ロール３２とを備える。ダイヘッド３１は、塗工ロール３２の外周面のうちその接線が垂直となる位置に対して、この垂直となる接線及び塗工ロール３２の回転軸と直交する方向から触媒インクを吐出する位置に配置され、且つ、触媒インクの吐出口と塗工ロール３２との隙間が予め設定した値となるように配置される。触媒インクは、例えば触媒、炭素粒子、高分子電解質、繊維状物質、及び溶媒を含んで構成される。

なお、塗工部３は、図３に示すように、触媒インク３０１を収容するインク容器３０２と、インク容器３０２内の触媒インク３０１を攪拌する攪拌部３０３と、触媒インク３０１をインク容器３０２とダイヘッド３１との間で循環させる循環部３０４と、を備えていてよい。また、図示しないが、ダイヘッド３１のスリットの上流側に減圧チャンバ等の減圧機構を備えていてもよい。

塗工ロール３２は、円柱形状を有し、塗工ロール３２の軸方向の長さは、積層基材フィルムｆ１及び吸着ベルトｂ１の幅のうちの最大幅と同一又はそれ以上である。

塗工ロール３２は、例えば、多孔質部材からなり、塗工ロール３２の回転軸中心には、吸引孔（ロール負圧室）３２ａが設けられ、吸引孔３２ａには、図示しない吸引装置（例えば排気ポンプ）によって吸引されて負圧が与えられる。塗工ロール３２は、多孔質部材で形成されているため、吸引孔３２ａに負圧が付与されると、内部の気孔を介して塗工ロール３２の外周面にも所定値の負圧（周辺雰囲気から外周面に吸引する圧力）が均一に作用することとなり、多孔質ベルトからなる吸着ベルトｂ１を通して積層基材フィルムｆ１が吸着されるようになっている。

乾燥設備４は、図４に示すように、塗工ロール３２の下流に設けられ、搬送ロール１５、積層基材フィルムｆ１及び吸着ベルトｂ１、さらに後述の吸着設備５、これら全体を収納する箱体４１と、箱体４１の天井に配置されたヒータ４２とを備える。また、箱体４１は、積層基材フィルムｆ１の搬送路に沿って設けられ、箱体４１の大きさ、ヒータ４２の温度や設置数は、積層基材フィルムｆ１を一定速度で搬送したときに積層基材フィルムｆ１に塗布された触媒インクが十分に乾燥し得る値に設定される。なお、ヒータ４２に限るものではなく、例えば、熱風、赤外線、等を利用して乾燥させてもよい。箱体４１内の温度を８０℃程度に保つことができればよい。また、箱体４１の対向する２つの側面には、図示しない開口部が形成され、この開口部を通って、積層基材フィルムｆ１及び吸着ベルトｂ１が乾燥設備４内を通過できるようになっている。

吸着設備５は、塗工ロール３２、複数の搬送ロール１５及び駆動ロール１６ａのうちの隣り合うロール間それぞれに設けられた複数の箱体（搬送路負圧室）５１を備える。箱体５１の上面には、貫通孔が形成され、箱体５１は、その上面と吸着ベルトｂ１とが対向して配置される。箱体５１に設けられた吸引孔５１ａに、図示しない吸引装置（例えば排気ポンプ）を接続して吸引し、負圧を与えることによって、箱体５１の上面の貫通孔及び吸着ベルトｂ１を介して積層基材フィルムｆ１が吸引され、その結果、積層基材フィルムｆ１が吸着ベルトｂ１に吸着されるようになっている。また、箱体５１は、その上面に吸着ベルトｆ１及び積層基材フィルムｆ１が配置された状態で、箱体５１の内部が積層基材フィルムｆ１を吸着ベルトｂ１に十分吸着することができる程度の負圧となるように形成され、さらに積層基材フィルムｆ１及び吸着ベルトｂ１を一定速度で移動させ得るように箱体５１の上面に、吸着ベルトｂ１とが摺動可能に配置されている。

また、少なくとも、乾燥設備４の箱体４１内に収納される吸着設備５の箱体５１は、耐熱性を有する部材により形成される。

制御部６は、各部を駆動制御すると共に、吸着ベルトｂ１と積層基材フィルムｆ１が一体となって搬送されるように駆動ロール１６ａ及び駆動ロール１６ｂを駆動制御する。また、制御部６は、ダイヘッド３１による触媒インクの塗布及び乾燥設備４における箱体４１内の温度調整、各種ロールの速度制御等を行う。また、乾燥設備４の出口側、具体的には吸着ベルトｂ１と積層基材フィルムｆ１の吸着が解除される前の地点に設けられたインライン検査機４ａの検査情報を入力する。インライン検査機４ａは、例えば、ＣＣＤカメラであって、制御部６は、インライン検査機４ａにより取得した画像情報に基づき、欠陥検査や目付量の測定等を行う。
〔製造装置の動作〕

ベルト供給ロール１２から送り出された帯状の吸着ベルトｂ１は、塗工ロール３２、複数の搬送ロール１５、及び駆動ロール１６ａを経てベルト巻き取りロール１４に巻き取られる。

一方、基材供給ロール１１から送り出された積層基材フィルムｆ１は、積層基材フィルムｆ１に挟み込まれている保護フィルムｆ２が剥離ロール２１によって剥離された後、案内ロール１１ａによって吸着ベルトｂ１と重ね合わせられて塗工ロール３２に供給される。剥離ロール２１で剥離された保護フィルムｆ２は、巻き取りロール２２に巻き取られる。

また、制御部６は、各部を駆動制御すると共に吸着設備５を作動させ、塗工ロール３２及び各箱体５１に対する吸引を行う。

塗工ロール３２に供給された積層基材フィルムｆ１及び吸着ベルトｂ１は、積層基材フィルムｆ１の吸着ベルトｂ１とは逆側の面に、ダイヘッド３１により触媒インクが塗布された後、乾燥設備４の箱体４１内を通過する。積層基材フィルムｆ１は、箱体４１内を通過する間、ヒータ４２によって加熱されることから、触媒インクが乾燥し触媒層が形成される。触媒インクが乾燥した後、積層基材フィルムｆ１及び吸着ベルトｂ１は、箱体４１を抜け、吸着ベルトｂ１は、駆動ロール１６ａを経てベルト巻き取りロール１４に巻き取られ、積層基材フィルムｆ１は、駆動ロール１６ａ及び１６ｂを経て塗工品巻き取りロール１３に巻き取られる。積層基材フィルムｆ１は、保護フィルムｆ２が挟み込まれて塗工品巻き取りロール１３に巻き取られる。

次に、一方の面に触媒層が形成された積層基材フィルムｆ１（以下、積層基材フィルムｆ１１という。）の他方の面に触媒インクを塗布する。

塗工品巻き取りロール１３は、基材供給ロール１１として動作し、塗工品巻き取りロール１３から積層基材フィルムｆ１１を送り出す。このとき、積層基材フィルムｆ１１の、触媒層が形成された面が吸着ベルトｂ１と接するように送り出す。

これにより、積層基材フィルムｆ１１に挟み込まれた保護フィルムｆ２が剥離ロール２１で剥離され、積層基材フィルムｆ１１は、案内ロール１１ａによって、吸着ベルトｂ１と重ねられて塗工ロール３２に供給される。一方、保護フィルムｆ２１は巻き取りロール２２に巻き取られる。塗工ロール３２に供給された積層基材フィルムｆ１１及び吸着ベルトｂ１は、積層基材フィルムｆ１１の吸着ベルトｂ１とは逆側の面に、ダイヘッド３１により触媒インクが塗布された後、箱体４１内を通過し、箱体４１内を通過する間、ヒータ４２によって加熱され、触媒インクが乾燥した後、箱体４１を抜ける。そして、吸着ベルトｂ１は、駆動ロール１６ａを経てベルト巻き取りロール１４に巻き取られ、積層基材フィルムｆ１１は、駆動ロール１６ａ及び１６ｂを経て塗工品巻き取りロール１３に巻き取られる。積層基材フィルムｆ１１は、保護フィルムｆ２が挟み込まれて塗工品巻き取りロール１３に巻き取られる。これによって、高分子電解質膜を含む積層基材フィルムｆ１の両面それぞれに、触媒層が形成された積層体、すなわち膜電極接合体が得られる。

ここで、吸着設備５は吸着機構を作動させることによって、塗工ロール３２及び各箱体５１内が負圧となる。そのため、塗工ロール３２では、積層基材フィルムｆ１、ｆ１１が吸着ベルトｂ１を介して吸引されて積層基材フィルムｆ１、ｆ１１は吸着ベルトｂ１に吸着され、さらに箱体５１部分では積層基材フィルムｆ１、ｆ１１が吸着ベルトｂ１に吸着された状態で搬送される。そして、箱体５１は、各搬送ロール１５及び駆動ロール１６ａのうちの隣り合うロール間それぞれに設けられているため、吸着ベルトｂ１が塗工ロール３２の外周に接した時点から駆動ロール１６ａに達するまでの間、すなわち、少なくとも積層基材フィルムｆ１、ｆ１１に触媒インクが塗布される時点から、乾燥設備４による乾燥が終了する時点までの間は、吸着ベルトｂ１を介して積層基材フィルムｆ１、ｆ１１は吸引されて吸着ベルトｂ１に吸着することになる。駆動ロール１６ａに達した後は、箱体５１が設けられていないため、積層基材フィルムｆ１、ｆ１１が吸着ベルトｂ１に吸着された状態が解除され、吸着ベルトｂ１はベルト巻き取りロール１４に巻き取られ、積層基材フィルムｆ１，ｆ１１は、駆動ロール１６ｂを介して塗工品巻き取りロール１３に巻き取られる。

上述のように、塗工及び乾燥が行われる間、積層基材フィルムｆ１，ｆ１１は、吸着ベルトｂ１に吸着されて一定の形状を維持したまま搬送されるため、塗工・乾燥時に触媒インクにシワやクラックが発生することを防止することができる。

また、積層基材フィルムの一方の面に触媒インクの塗布を行った後、積層基材フィルムの他方の面に触媒インクを塗布する際には、触媒インクが乾燥してなる触媒層と吸着ベルトｂ１とが接することになるが、触媒層は吸着ベルトｂ１に吸着されており、接着したものではない。

そのため、接着剤によって触媒層が破壊されることなく、積層基材フィルムｆ１，ｆ１１を吸着ベルトｂ１に吸着させることができ、触媒層にシワやクラックが発生することを抑制し、高品質な膜電極接合体を製造することができる。

また、塗工ロール３２の下流の搬送路に、乾燥設備４を設け、乾燥設備４を通過させることで乾燥を行うようにしているため、塗工ロール３２は、ダイヘッド３１による塗工を行うことができる程度の直径を有していればよく、また、乾燥設備４は少なくとも、吸着設備５と積層基材フィルムｆ１、ｆ１１及び吸着ベルトｂ１とを収納することができればよいため、塗工ロール３２に乾燥設備を設ける場合に比較して、塗工乾燥機１全体の大きさは小さくてすみ、装置コストも低い。

また、ロールｔｏロール方式で触媒層を製造することができるため、生産効率を向上させることができ、高品質な膜電極接合体の製造と共に生産効率の向上との両立を図ることができる。
〔変形例〕
（１）積層基材フィルムｆ１、ｆ１１が塗工ロール３２に供給される前に、例えば、粘着ロール等のクリーナーによって、吸着ベルトｂ１に付着した塵や汚れを除去するようにしてもよい。
（２）上記実施形態においては、吸着ベルトｂ１をベルト巻き取りロール１４に巻き取る構成としているが、吸着ベルトｂ１を塗工ロール３２と駆動ロール１６ａとの間で循環させるように構成してもよい。

ここで、吸着ベルトｂ１を、図２に示すように、ベルト巻き取りロール１４で巻き取る構成とすることによって、ベルト巻き取りロール１４で巻き取った吸着ベルトｂ１を、その都度クリーニングすることができ、新たに積層基材フィルムｆ１に触媒層を形成する場合には、常にクリーニング後の塵や汚れのない吸着ベルトｂ１によって搬送することができる。その反面、吸着ベルトｂ１を、ベルト巻き取りロール１４で巻き取っているため、ベルト供給ロール１２から吸着ベルトｂ１を全て送り出した時点、及び、基材供給ロール１１から積層基材フィルムｆ１，ｆ１１を全て送り出した時点でベルト巻き取りロール１４又は積層基材フィルムｆ１、ｆ１１を交換する必要があり、積層基材フィルムｆ１，ｆ１１の残存状況と、吸着ベルトｂ１の残存状況とを考慮して塗工乾燥機１を稼働させる必要がある。

これに対し、吸着ベルトｂ１を塗工ロール３２と駆動ロール１６ａとの間で循環させるように構成した場合、吸着ベルトｂ１を交換する必要がないため、基材供給ロール１１から積層基材フィルムｆ１、ｆ１１全てを送り出すまでは、塗工乾燥機１を停止させる必要はない。そのため、基材供給ロール１１を交換するタイミングで塗工乾燥機１を停止させればよいため、吸着ベルトｂ１の残存状況を考慮する必要がない分、塗工乾燥機１を効率よく稼働させることができる。吸着ベルトｂ１を循環させる場合には、塗工ロール３２の入り側に粘着ロール等のクリーナーを設け、吸着ベルトｂ１に付着した塵や汚れを除去するように構成してもよい。
（３）上記実施形態においては、塗工ロール３２、各搬送ロール１５及び駆動ロール１６ａのうちの隣り合うロールとの間それぞれに箱体５１を設けた場合について説明したが、これに限るものではない。箱体５１の大きさは、配管やポンプなどの吸引装置の吸引能力に応じて決定すればよく、例えば、３つの搬送ロールを一つの箱体５１に収容することも可能であり、また、塗工ロール３２の出口側から駆動ロール１６ａまでを一つの箱体５１に収容してもよい。
（４）上記実施形態において、塗工ヘッドとしてダイヘッドを用いているが、ダイヘッドに限るものではなく、大面積を定量的に塗工可能な手法、例えばコンマコーター、インクジェット、カーテンコーター等であっても適用することができる。
（５）上記実施形態においては、駆動ロール１６ａと駆動ロール１６ｂとを備えているが、これに限るものではない。例えば、駆動ロール１６ｂに替えてブライドルロールを設け、駆動ロール１６ａを経た後、吸着ベルトｂ１はベルト巻き取りロール１４で巻き取り、積層基材フィルムｆ１、ｆ１１は、ブライドルロールを介して塗工品巻き取りロール１３で巻き取るようにしてもよく、ブライドルロールにより、塗工品巻き取りロール１３における巻き取り時に張力変動が生じることを防止し、巻き取り時に積層基材フィルムｆ１、ｆ１１が変形することを防止することができる。

吸着ベルトｂ１及び積層基材フィルムｆ１、ｆ１１をそれぞれ異なる駆動ロール１６ａ、１６ｂによって駆動する場合、吸着ベルトｂ１及び積層基材フィルムｆ１、ｆ１１が一体に搬送されるように、駆動ロール１６ａ及び１６ｂを個別に駆動制御する必要があるが、一つの駆動ロール１６ａによって吸着ベルトｂ１及び積層基材フィルムｆ１、ｆ１１を搬送することによって、吸着ベルトｂ１及び積層基材フィルムｆ１、ｆ１１の搬送速度制御をより容易に行うことができる。

なお、上述した実施形態は、本発明の一例であり、本発明は、上述した実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

１ 膜電極接合体の製造装置の塗工乾燥機
２ 保護フィルム剥離部
３ 塗工部
４ 乾燥設備
５ 吸着設備
６ 制御部
１１ 基材供給ロール
１１ａ 案内ロール
１２ ベルト供給ロール
１３ 塗工品巻き取りロール
１４ ベルト巻き取りロール
１５ 搬送ロール
１６ａ、１６ｂ 駆動ロール
２１ 剥離ロール
２２ 巻き取りロール
３１ ダイヘッド
３２ 塗工ロール
ｂ１ 吸着ベルト
ｆ１，ｆ１１ 積層基材フィルム

Claims (10)

1. 電解質膜を含む積層基材フィルムと当該積層基材フィルム上に積層された触媒層との積層体の製造装置であって、
   複数の貫通孔を有する帯状の吸着ベルトと、
   前記吸着ベルト及び帯状の前記積層基材フィルムを、重ねた状態で前記吸着ベルト側から支持する塗工ロールと、
   前記塗工ロールの下流に設けられ、前記塗工ロールと協働して前記吸着ベルトと前記積層基材フィルムとを重なった状態で下流方向に搬送する駆動ロールと、
   前記積層基材フィルムの、前記吸着ベルトを介して前記塗工ロールの外周と重なる領域の前記吸着ベルトとは逆側の面に、前記触媒層となる触媒インクを塗布する塗工ヘッドと、
   前記塗工ロールの下流に設けられ、前記積層基材フィルムに塗布された前記触媒インクを乾燥させる乾燥設備と、
   少なくとも前記触媒インクが前記積層基材フィルムに塗布される地点から前記触媒インクの乾燥が終了する地点までを含む区間において、前記積層基材フィルムを前記吸着ベルトに吸着させる吸着設備と、を備えることを特徴とする積層体の製造装置。
2. 前記吸着設備は、前記吸着ベルトと接する面に貫通孔が形成され、前記吸着ベルトの前記積層基材フィルムとは逆側に設けられた負圧室と、
   当該負圧室内を負圧に維持する吸引装置と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の積層体の製造装置。
3. 前記負圧室は、前記塗工ロールに設けられたロール負圧室と、
   前記塗工ロールと前記駆動ロールとの間の搬送路に設けられた搬送路負圧室と、
   を備えることを特徴とする請求項２に記載の積層体の製造装置。
4. 前記搬送路負圧室は、前記搬送路に沿って配置された複数の箱体からなることを特徴とする請求項３に記載の積層体の製造装置。
5. 前記吸着ベルトの前記貫通孔は、孔径が０．５μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の積層体の製造装置。
6. 前記積層基材フィルムの前記吸着ベルトと逆側の面には保護層が積層されており、
   前記塗工ヘッドの上流に、前記保護層を剥離する剥離機構を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の積層体の製造装置。
7. 前記触媒インクが収容された容器内を攪拌する機構と、前記触媒インクを前記容器と前記塗工ヘッドとの間で循環させる機構と、を備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の積層体の製造装置。
8. 前記積層体は、膜電極接合体用の積層体であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の積層体の製造装置。
9. 電解質膜を含む帯状の積層基材フィルムに触媒インクを塗布する工程と、前記積層基材フィルムに塗布された触媒インクを乾燥させる工程と、を備えた、前記積層基材フィルムと触媒層との積層体の製造方法であって、
   複数の貫通孔を有する帯状の吸着ベルトと前記積層基材フィルムとを重ねた状態で、塗工ロールと、当該塗工ロールと協働する駆動ロールとにより前記吸着ベルト側から支持し、
   少なくとも前記積層基材フィルムに前記触媒インクを塗布する地点から前記触媒インクの乾燥が終了する地点までを含む区間において、前記積層基材フィルムを前記吸着ベルトに吸着させた状態で搬送することを特徴とする積層体の製造方法。
10. 前記積層体は、膜電極接合体用の積層体であることを特徴とする請求項９に記載の積層体の製造方法。

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