JP3465656B2 - 接合体製造装置および接合体製造方法 - Google Patents
接合体製造装置および接合体製造方法Info
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- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、接合体製造装置お
よび接合体製造方法に関し、詳しくは、触媒と固体高分
子膜との接合体を製造する接合体製造装置および接合体
製造方法に関する。
よび接合体製造方法に関し、詳しくは、触媒と固体高分
子膜との接合体を製造する接合体製造装置および接合体
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の接合体製造装置として
は、固体高分子膜と触媒担持フィルムをホットプレスに
より接合した後にフィルムを剥離するものが提案されて
いる（例えば、特開平１０−６４５７４号公報など）。
この装置では、固体高分子膜を触媒担持フィルムで挟持
した状態で直接ホットプレスして接合し、その後、略９
０度の角度をもって両面からフィルムを剥離している。
なお、こうして製造された固体高分子膜と触媒との接合
体は、固体高分子型燃料電池に用いられる電解質として
の固体高分子膜とその両側の触媒電極としての触媒層と
の接合体として用いられる。
は、固体高分子膜と触媒担持フィルムをホットプレスに
より接合した後にフィルムを剥離するものが提案されて
いる（例えば、特開平１０−６４５７４号公報など）。
この装置では、固体高分子膜を触媒担持フィルムで挟持
した状態で直接ホットプレスして接合し、その後、略９
０度の角度をもって両面からフィルムを剥離している。
なお、こうして製造された固体高分子膜と触媒との接合
体は、固体高分子型燃料電池に用いられる電解質として
の固体高分子膜とその両側の触媒電極としての触媒層と
の接合体として用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た接合体製造装置では、固体高分子膜への触媒の転写が
良好に行なわれない場合がある。ホットプレスにより固
体高分子膜と触媒とは接合するが、その結着強度が小さ
いためにフィルムを剥離する際に部分的に触媒が固体高
分子膜から剥がれてしまうのである。
た接合体製造装置では、固体高分子膜への触媒の転写が
良好に行なわれない場合がある。ホットプレスにより固
体高分子膜と触媒とは接合するが、その結着強度が小さ
いためにフィルムを剥離する際に部分的に触媒が固体高
分子膜から剥がれてしまうのである。
【０００４】本発明の接合体製造装置および接合体製造
方法は、固体高分子膜に触媒を良好に転写して、良好な
状態の接合体を製造することを目的とする。
方法は、固体高分子膜に触媒を良好に転写して、良好な
状態の接合体を製造することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の接合体製造装置および接合体製造方法は、上述の
目的を達成するために以下の手段を採った。
発明の接合体製造装置および接合体製造方法は、上述の
目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】本発明の接合体製造装置は、触媒と固体高
分子膜との接合体を製造する接合体製造装置であって、
前記固体高分子膜を予備加熱する予備加熱手段と、前記
触媒を転写基材の一面に担持させてなる触媒担持基材と
前記予備加熱手段により予備加熱された固体高分子膜と
を前記触媒と前記固体高分子膜とが接触する状態で加熱
および加圧して一体化した接合部材とする加熱加圧手段
と、該一体化した接合部材から前記転写基材を剥離する
剥離手段とを備えることを要旨とする。
分子膜との接合体を製造する接合体製造装置であって、
前記固体高分子膜を予備加熱する予備加熱手段と、前記
触媒を転写基材の一面に担持させてなる触媒担持基材と
前記予備加熱手段により予備加熱された固体高分子膜と
を前記触媒と前記固体高分子膜とが接触する状態で加熱
および加圧して一体化した接合部材とする加熱加圧手段
と、該一体化した接合部材から前記転写基材を剥離する
剥離手段とを備えることを要旨とする。
【０００７】この本発明の接合体製造装置では、加熱加
圧手段が、触媒を転写基材の一面に担持させてなる触媒
担持基材と予備加熱手段により予備加熱された固体高分
子膜とを触媒と固体高分子膜とが接触する状態で加熱お
よび加圧して一体化した接合部材とし、剥離手段が、こ
の一体化した接合部材から転写基材を剥離する。こうし
た本発明の接合体製造装置によれば、予備加熱手段によ
り固体高分子膜を予備加熱することにより、固体高分子
膜と触媒との結着強度を高めて転写基材を剥離する際に
固体高分子膜から触媒が剥離するのを防止することがで
きる。この結果、触媒の剥離のない良好な状態の接合体
を製造することができる。
圧手段が、触媒を転写基材の一面に担持させてなる触媒
担持基材と予備加熱手段により予備加熱された固体高分
子膜とを触媒と固体高分子膜とが接触する状態で加熱お
よび加圧して一体化した接合部材とし、剥離手段が、こ
の一体化した接合部材から転写基材を剥離する。こうし
た本発明の接合体製造装置によれば、予備加熱手段によ
り固体高分子膜を予備加熱することにより、固体高分子
膜と触媒との結着強度を高めて転写基材を剥離する際に
固体高分子膜から触媒が剥離するのを防止することがで
きる。この結果、触媒の剥離のない良好な状態の接合体
を製造することができる。
【０００８】こうした本発明の接合体製造装置におい
て、前記加熱加圧手段により一体化した接合部材とされ
る前に前記触媒担持基材を冷却する触媒担持基材冷却手
段を備えるものとすることもできる。こうすれば、転写
基材の剥離を良好に行なうことができる結果、固体高分
子膜への触媒の転写をより良好に行なうことができる。
て、前記加熱加圧手段により一体化した接合部材とされ
る前に前記触媒担持基材を冷却する触媒担持基材冷却手
段を備えるものとすることもできる。こうすれば、転写
基材の剥離を良好に行なうことができる結果、固体高分
子膜への触媒の転写をより良好に行なうことができる。
【０００９】また、本発明の接合体製造装置において、
前記剥離手段は、前記一体化した接合部材に対して略１
８０度の角度をもって前記転写基材を剥離する手段であ
るものとすることもできる。こうすれば、転写基材の剥
離の際に触媒が固体高分子膜から剥離するのを抑制する
ことができる。
前記剥離手段は、前記一体化した接合部材に対して略１
８０度の角度をもって前記転写基材を剥離する手段であ
るものとすることもできる。こうすれば、転写基材の剥
離の際に触媒が固体高分子膜から剥離するのを抑制する
ことができる。
【００１０】さらに、本発明の接合体製造装置におい
て、前記剥離手段は、前記一体化した接合部材を冷却す
る接合部材冷却手段を備えるものとすることもできる。
こうすれば、転写基材の剥離をさらに良好に行なうこと
ができる。
て、前記剥離手段は、前記一体化した接合部材を冷却す
る接合部材冷却手段を備えるものとすることもできる。
こうすれば、転写基材の剥離をさらに良好に行なうこと
ができる。
【００１１】
【００１２】また、本発明の接合体製造装置において、
前記加熱加圧手段は、前記固体高分子膜が前記触媒担持
基材で挟持された状態で加熱および加圧する手段であ
り、前記剥離手段は、前記一体化した接合部材の両面か
ら前記転写基材を剥離する手段であるものとすることも
できる。こうすれば、両面に触媒が接合された接合体を
製造することができる。
前記加熱加圧手段は、前記固体高分子膜が前記触媒担持
基材で挟持された状態で加熱および加圧する手段であ
り、前記剥離手段は、前記一体化した接合部材の両面か
ら前記転写基材を剥離する手段であるものとすることも
できる。こうすれば、両面に触媒が接合された接合体を
製造することができる。
【００１３】本発明の接合体製造方法は、触媒と固体高
分子膜との接合体を製造する接合体製造方法であって、
前記固体高分子膜を予備加熱する予備加熱工程と、前記
触媒を転写基材の一面に担持させてなる触媒担持基材と
前記予備加熱された固体高分子膜とを該触媒と該固体高
分子膜とが接触する状態で加熱および加圧して一体化し
た接合部材とする加熱加圧工程と、該一体化した接合部
材から前記転写基材を剥離する剥離工程とを備えること
を要旨とする。
分子膜との接合体を製造する接合体製造方法であって、
前記固体高分子膜を予備加熱する予備加熱工程と、前記
触媒を転写基材の一面に担持させてなる触媒担持基材と
前記予備加熱された固体高分子膜とを該触媒と該固体高
分子膜とが接触する状態で加熱および加圧して一体化し
た接合部材とする加熱加圧工程と、該一体化した接合部
材から前記転写基材を剥離する剥離工程とを備えること
を要旨とする。
【００１４】この本発明の接合体製造方法では、固体高
分子膜を予備加熱することにより、固体高分子膜と触媒
との結着強度を高めて転写基材を剥離する際に固体高分
子膜から触媒が剥離するのを防止することができる。こ
の結果、良好な状態の接合体を製造することができる。
分子膜を予備加熱することにより、固体高分子膜と触媒
との結着強度を高めて転写基材を剥離する際に固体高分
子膜から触媒が剥離するのを防止することができる。こ
の結果、良好な状態の接合体を製造することができる。
【００１５】こうした本発明の接合体製造方法におい
て、前記加熱加圧工程の前に前記触媒担持基材を冷却す
る触媒担持基材冷却工程を備えるものとすることもでき
る。こうすれば、転写基材の剥離を良好に行なうことが
できる結果、良好な状態の接合体を製造することができ
る。
て、前記加熱加圧工程の前に前記触媒担持基材を冷却す
る触媒担持基材冷却工程を備えるものとすることもでき
る。こうすれば、転写基材の剥離を良好に行なうことが
できる結果、良好な状態の接合体を製造することができ
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である
接合体製造装置２０の構成の概略を示す構成図である。
実施例の接合体製造装置２０は、固体高分子膜１０を巻
き出す巻き出しローラ２２と、巻き出された固体高分子
膜１０の張力を除去する一対の張力除去ローラ２４と、
触媒を一面に担持する触媒担持フィルム１２を巻き出す
巻き出しローラ２６と、巻き出された触媒担持フィルム
１２を所定の温度に保冷する保冷ローラ２８と、固体高
分子膜１０を予備加熱すると共に固体高分子膜１０と触
媒担持フィルム１２とを加熱および加圧して接合部材１
４とする一対の加熱加圧ローラ３０と、接合部材１４を
冷却する冷却ローラ３４と、この冷却ローラ３４と整合
して回転すると共に接合部材１４からフィルム１６を剥
離する剥離ローラ３６と、フィルム１６の剥離角度を設
定する剥離角度設定ローラ３８と、フィルム１６を巻き
取る巻き取りローラ４０と、フィルム１６が剥離されて
なる接合体１８を巻き取る巻き取りローラ４２とを備え
る。
例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である
接合体製造装置２０の構成の概略を示す構成図である。
実施例の接合体製造装置２０は、固体高分子膜１０を巻
き出す巻き出しローラ２２と、巻き出された固体高分子
膜１０の張力を除去する一対の張力除去ローラ２４と、
触媒を一面に担持する触媒担持フィルム１２を巻き出す
巻き出しローラ２６と、巻き出された触媒担持フィルム
１２を所定の温度に保冷する保冷ローラ２８と、固体高
分子膜１０を予備加熱すると共に固体高分子膜１０と触
媒担持フィルム１２とを加熱および加圧して接合部材１
４とする一対の加熱加圧ローラ３０と、接合部材１４を
冷却する冷却ローラ３４と、この冷却ローラ３４と整合
して回転すると共に接合部材１４からフィルム１６を剥
離する剥離ローラ３６と、フィルム１６の剥離角度を設
定する剥離角度設定ローラ３８と、フィルム１６を巻き
取る巻き取りローラ４０と、フィルム１６が剥離されて
なる接合体１８を巻き取る巻き取りローラ４２とを備え
る。
【００１７】固体高分子膜１０は、湿潤状態で良好なプ
ロトン導電性を示す高分子材料、例えばパーフルオロス
ルホネートイオノマー（デュポン製の商品名「ナフィオ
ン」）により厚さが１０〜３００μｍ程度に形成された
薄膜である。触媒担持フィルム１２は、白金または白金
と他の金属との合金からなる触媒を担持する粉末カーボ
ンが樹脂により形成されたフィルム１６の一面に塗布さ
れた薄膜である。
ロトン導電性を示す高分子材料、例えばパーフルオロス
ルホネートイオノマー（デュポン製の商品名「ナフィオ
ン」）により厚さが１０〜３００μｍ程度に形成された
薄膜である。触媒担持フィルム１２は、白金または白金
と他の金属との合金からなる触媒を担持する粉末カーボ
ンが樹脂により形成されたフィルム１６の一面に塗布さ
れた薄膜である。
【００１８】張力除去ローラ２４は、加熱加圧ローラ３
０の回転による固体高分子膜１０の搬送速度と同期する
よう回転し、加熱加圧ローラ３０で加熱加圧される際に
固体高分子膜１０に張力が作用しないようにする。こう
することにより、固体高分子膜１０の加熱加圧の際の変
形を抑制することができる。
０の回転による固体高分子膜１０の搬送速度と同期する
よう回転し、加熱加圧ローラ３０で加熱加圧される際に
固体高分子膜１０に張力が作用しないようにする。こう
することにより、固体高分子膜１０の加熱加圧の際の変
形を抑制することができる。
【００１９】保冷ローラ２８は、その内部に保冷ローラ
２８の表面を冷却する冷却装置２９を備えており、触媒
担持フィルム１２が１０〜４０℃の範囲内で設定された
温度に保冷されるようになっている。
２８の表面を冷却する冷却装置２９を備えており、触媒
担持フィルム１２が１０〜４０℃の範囲内で設定された
温度に保冷されるようになっている。
【００２０】加熱加圧ローラ３０は、その内部に加熱加
圧ローラ３０の表面を加熱するヒータ３１が設けられて
いると共に一対の加熱加圧ローラ３０間に圧力を作用さ
せる加圧装置３２が取り付けられている。ヒータ３１に
よる加熱は、加圧される固体高分子膜１０のガラス転移
温度近傍の８０〜１４０℃の範囲内で設定された温度と
なるように調節されている。また、加圧装置３２により
加熱加圧ローラ３０間に作用させる圧力は、１０〜１０
０ＭＰａの範囲内で設定された圧力となるよう調節され
ている。図１には、一対の加熱加圧ローラ３０のうち下
方のローラにヒータ３１を取り付けてあるが、上方のロ
ーラにもヒータが取り付けられており、加熱できるよう
になっている。ただし上方のローラに取り付けられたヒ
ータによる加熱は、上方のローラの表面温度が下方のロ
ーラの表面温度以下となるよう調節されている。このよ
うに、保冷ローラ２８により触媒担持フィルム１２を保
冷すると共に加熱加圧ローラ３０により触媒担持フィル
ム１２側の温度を低くして加熱および加圧することによ
り、フィルム１６と触媒との結着強度が増加するのを抑
制し、接合部材１４からのフィルム１６の剥離性を向上
させることができる。
圧ローラ３０の表面を加熱するヒータ３１が設けられて
いると共に一対の加熱加圧ローラ３０間に圧力を作用さ
せる加圧装置３２が取り付けられている。ヒータ３１に
よる加熱は、加圧される固体高分子膜１０のガラス転移
温度近傍の８０〜１４０℃の範囲内で設定された温度と
なるように調節されている。また、加圧装置３２により
加熱加圧ローラ３０間に作用させる圧力は、１０〜１０
０ＭＰａの範囲内で設定された圧力となるよう調節され
ている。図１には、一対の加熱加圧ローラ３０のうち下
方のローラにヒータ３１を取り付けてあるが、上方のロ
ーラにもヒータが取り付けられており、加熱できるよう
になっている。ただし上方のローラに取り付けられたヒ
ータによる加熱は、上方のローラの表面温度が下方のロ
ーラの表面温度以下となるよう調節されている。このよ
うに、保冷ローラ２８により触媒担持フィルム１２を保
冷すると共に加熱加圧ローラ３０により触媒担持フィル
ム１２側の温度を低くして加熱および加圧することによ
り、フィルム１６と触媒との結着強度が増加するのを抑
制し、接合部材１４からのフィルム１６の剥離性を向上
させることができる。
【００２１】冷却ローラ３４は、その内部に冷却ローラ
３４の表面を冷却する冷却装置３５を備えており、接合
部材１４を１０〜５０℃の範囲内で設定された温度に冷
却するようになっている。
３４の表面を冷却する冷却装置３５を備えており、接合
部材１４を１０〜５０℃の範囲内で設定された温度に冷
却するようになっている。
【００２２】剥離ローラ３６は、フィルム１６の剥離性
が向上するようその直径が３０ｍｍ以下となるよう形成
されている。また、剥離角度設定ローラ３８は、剥離ロ
ーラ３６により剥離されるフィルム１６と接合体１８と
の角度が略１８０度となるようその位置が調節されてい
る。
が向上するようその直径が３０ｍｍ以下となるよう形成
されている。また、剥離角度設定ローラ３８は、剥離ロ
ーラ３６により剥離されるフィルム１６と接合体１８と
の角度が略１８０度となるようその位置が調節されてい
る。
【００２３】次に、こうして構成された実施例の接合体
製造装置２０により接合体１８が製造される様子につい
て説明する。図２は、接合体１８の製造の様子を例示す
る製造工程図である。接合体１８の製造は、まず、巻き
出しローラ２２から巻き出され張力除去ローラ２４によ
り張力除去された固体高分子膜１０を加熱加圧ローラ３
０により予備加熱すると共に巻き出しローラ２６から巻
き出された触媒担持フィルム１２を保冷ローラ２８によ
り保冷する工程から始まる（工程Ｓ１０）。固体高分子
膜１０の予備加熱は、加熱加圧ローラ３０の一方のロー
ラ（図１中下方のローラ）に固体高分子膜１０を所定の
角度をもって搬送することによって行なう。即ち、一対
の加熱加圧ローラ３０で加圧される前に一方のローラに
固体高分子膜１０を接触させることにより予備加熱する
のである。固体高分子膜１０を予備加熱するのは、予備
加熱によって固体高分子膜１０を軟化させた状態で加熱
および加圧のホットプレスすることにより、固体高分子
膜１０と触媒との結着強度を高めるためである。保冷ロ
ーラ２８により触媒担持フィルム１２を保冷することに
よりフィルム１６の剥離性を向上させることについては
前述した。
製造装置２０により接合体１８が製造される様子につい
て説明する。図２は、接合体１８の製造の様子を例示す
る製造工程図である。接合体１８の製造は、まず、巻き
出しローラ２２から巻き出され張力除去ローラ２４によ
り張力除去された固体高分子膜１０を加熱加圧ローラ３
０により予備加熱すると共に巻き出しローラ２６から巻
き出された触媒担持フィルム１２を保冷ローラ２８によ
り保冷する工程から始まる（工程Ｓ１０）。固体高分子
膜１０の予備加熱は、加熱加圧ローラ３０の一方のロー
ラ（図１中下方のローラ）に固体高分子膜１０を所定の
角度をもって搬送することによって行なう。即ち、一対
の加熱加圧ローラ３０で加圧される前に一方のローラに
固体高分子膜１０を接触させることにより予備加熱する
のである。固体高分子膜１０を予備加熱するのは、予備
加熱によって固体高分子膜１０を軟化させた状態で加熱
および加圧のホットプレスすることにより、固体高分子
膜１０と触媒との結着強度を高めるためである。保冷ロ
ーラ２８により触媒担持フィルム１２を保冷することに
よりフィルム１６の剥離性を向上させることについては
前述した。
【００２４】次に、予備加熱された固体高分子膜１０と
保冷された触媒担持フィルム１２とを加熱加圧ローラ３
０で加熱および加圧のホットプレスして接合部材１４と
する（工程Ｓ１２）。ホットプレスの条件は、８０〜１
４０℃の範囲内で設定された温度で１０〜１００ＭＰａ
の範囲内で設定された圧力である。
保冷された触媒担持フィルム１２とを加熱加圧ローラ３
０で加熱および加圧のホットプレスして接合部材１４と
する（工程Ｓ１２）。ホットプレスの条件は、８０〜１
４０℃の範囲内で設定された温度で１０〜１００ＭＰａ
の範囲内で設定された圧力である。
【００２５】そして、冷却ローラ３４により接合部材１
４を冷却すると共に（工程Ｓ１４）、剥離ローラ３６に
より接合部材１４からフィルム１６を剥離して（工程Ｓ
１６）、接合体１８を完成する。なお完成した接合体１
８は巻き取りローラ４２に巻き取られ、剥離したフィル
ム１６は巻き取りローラ４０に巻き取られる。
４を冷却すると共に（工程Ｓ１４）、剥離ローラ３６に
より接合部材１４からフィルム１６を剥離して（工程Ｓ
１６）、接合体１８を完成する。なお完成した接合体１
８は巻き取りローラ４２に巻き取られ、剥離したフィル
ム１６は巻き取りローラ４０に巻き取られる。
【００２６】以上説明した実施例の接合体製造装置２０
によれば、固体高分子膜１０をホットプレスする前に予
備加熱をすることにより、固体高分子膜１０と触媒との
結着強度を高め、接合部材１４からフィルム１６を剥離
する際に固体高分子膜１０から触媒が剥離するのを防止
することができる。しかも、触媒担持フィルム１２を保
冷ローラ２８により保冷したり、一対の加熱加圧ローラ
３０のうち触媒担持フィルム１２側のローラの温度を低
くすることにより、ホットプレスによるフィルム１６と
触媒との結着強度が増加するのを抑制し、接合部材１４
からのフィルム１６の剥離性を向上させることができ
る。また、剥離ローラ３６を３０ｍｍ以下の直径とする
と共にフィルム１６と接合体１８とを略１８０度の角度
を持つようにしたので、フィルム１６の剥離性をさらに
向上させることができる。これらの結果、良好な状態の
接合体１８を製造することができる。
によれば、固体高分子膜１０をホットプレスする前に予
備加熱をすることにより、固体高分子膜１０と触媒との
結着強度を高め、接合部材１４からフィルム１６を剥離
する際に固体高分子膜１０から触媒が剥離するのを防止
することができる。しかも、触媒担持フィルム１２を保
冷ローラ２８により保冷したり、一対の加熱加圧ローラ
３０のうち触媒担持フィルム１２側のローラの温度を低
くすることにより、ホットプレスによるフィルム１６と
触媒との結着強度が増加するのを抑制し、接合部材１４
からのフィルム１６の剥離性を向上させることができ
る。また、剥離ローラ３６を３０ｍｍ以下の直径とする
と共にフィルム１６と接合体１８とを略１８０度の角度
を持つようにしたので、フィルム１６の剥離性をさらに
向上させることができる。これらの結果、良好な状態の
接合体１８を製造することができる。
【００２７】実施例の接合体製造装置２０では、保冷ロ
ーラ２８により触媒担持フィルム１２を保冷するものと
したが、加熱加圧ローラ３０によりホットプレスされる
直前まで触媒担持フィルム１２を室温程度に保つことが
できる装置とすれば、保冷ローラ２８により保冷しない
ものとしてもよい。また、ホットプレス直前まで接合部
材１４を室温程度に保つことができないものであって
も、保冷ローラ２８により保冷しないものとしても差し
支えない。
ーラ２８により触媒担持フィルム１２を保冷するものと
したが、加熱加圧ローラ３０によりホットプレスされる
直前まで触媒担持フィルム１２を室温程度に保つことが
できる装置とすれば、保冷ローラ２８により保冷しない
ものとしてもよい。また、ホットプレス直前まで接合部
材１４を室温程度に保つことができないものであって
も、保冷ローラ２８により保冷しないものとしても差し
支えない。
【００２８】実施例の接合体製造装置２０では、一対の
加熱加圧ローラ３０の触媒担持フィルム１２側のローラ
の温度を固体高分子膜１０側の温度以下となるようにし
たが、このようにするのが望ましいだけで、同じ温度と
したり、僅かだが触媒担持フィルム１２側のローラの温
度の方が高いものとしてもかまわない。
加熱加圧ローラ３０の触媒担持フィルム１２側のローラ
の温度を固体高分子膜１０側の温度以下となるようにし
たが、このようにするのが望ましいだけで、同じ温度と
したり、僅かだが触媒担持フィルム１２側のローラの温
度の方が高いものとしてもかまわない。
【００２９】実施例の接合体製造装置２０では、冷却ロ
ーラ３４により接合部材１４を冷却するものとしたが、
加熱加圧ローラ３０と冷却ローラ３４との間で接合部材
１４を冷却するものとしてもよいし、その間隔が十分に
ある場合は特別な冷却装置を設ける必要もない。また、
冷却しないものとしても差し支えない。
ーラ３４により接合部材１４を冷却するものとしたが、
加熱加圧ローラ３０と冷却ローラ３４との間で接合部材
１４を冷却するものとしてもよいし、その間隔が十分に
ある場合は特別な冷却装置を設ける必要もない。また、
冷却しないものとしても差し支えない。
【００３０】実施例の接合体製造装置２０では、剥離ロ
ーラ３６を直径３０ｍｍ以下としたが、触媒とフィルム
１６との結着強度と触媒と固体高分子膜１０との結着強
度との大小によっては、直径３０ｍｍより大きなものを
用いるものとしてもよい。
ーラ３６を直径３０ｍｍ以下としたが、触媒とフィルム
１６との結着強度と触媒と固体高分子膜１０との結着強
度との大小によっては、直径３０ｍｍより大きなものを
用いるものとしてもよい。
【００３１】実施例の接合体製造装置２０では、剥離ロ
ーラ３６により剥離されるフィルム１６と接合体１８と
が略１８０度の角度を持つよう調節したが、１８０度以
外の角度となるようにしても差し支えない。
ーラ３６により剥離されるフィルム１６と接合体１８と
が略１８０度の角度を持つよう調節したが、１８０度以
外の角度となるようにしても差し支えない。
【００３２】実施例の接合体製造装置２０では、固体高
分子膜１０を所定の角度をもって加熱加圧ローラ３０に
搬送し、ホットプレス前に固体高分子膜１０と加熱加圧
ローラ３０とを接触させることにより固体高分子膜１０
を予備加熱するものとしたが、固体高分子膜１０を予備
加熱する装置を設けるものとしてもよい。
分子膜１０を所定の角度をもって加熱加圧ローラ３０に
搬送し、ホットプレス前に固体高分子膜１０と加熱加圧
ローラ３０とを接触させることにより固体高分子膜１０
を予備加熱するものとしたが、固体高分子膜１０を予備
加熱する装置を設けるものとしてもよい。
【００３３】実施例の接合体製造装置２０では、固体高
分子膜１０の一方の面に触媒を接合してなる接合体１８
を製造するものとしたが、固体高分子膜１０の両面に触
媒を接合してなる接合体１８Ｂを製造するものとしても
よい。この場合の変形例の接合体製造装置２０Ｂを図３
に示す。変形例の接合体製造装置２０Ｂは、図示するよ
うに、巻き出しローラ２２から巻き出され張力除去ロー
ラ２４により張力が除去され予備加熱ヒータ２５により
予備加熱された固体高分子膜１０が二つの巻き出しロー
ラ２６Ａ，２６Ｂから巻き出され二つの保冷ローラ２８
Ａ，２８Ｂにより保冷された２枚の触媒担持フィルム１
２Ａ，１２Ｂにより挟持された状態で加熱加圧ローラ３
０Ｂによりホットプレスされる。ホットプレスにより接
合された接合部材１４Ｂは、二つの剥離ローラ３６Ａ，
３６Ｂによりフィルム１６Ａ，１６Ｂが剥離されて、固
体高分子膜１０の両面に触媒が接合された接合体１８Ｂ
とされる。なお、接合体１８Ｂは巻き取りローラ４２Ｂ
に巻き取られ、２枚のフィルム１６Ａ，１６Ｂは、それ
ぞれ巻き取りローラ４０Ａ，４０Ｂに巻き取られる。以
上説明した変形例の接合体製造装置２０Ｂによれば、固
体高分子膜１０の両面に触媒が良好な状態で接合された
接合体１８Ｂを製造することができる。
分子膜１０の一方の面に触媒を接合してなる接合体１８
を製造するものとしたが、固体高分子膜１０の両面に触
媒を接合してなる接合体１８Ｂを製造するものとしても
よい。この場合の変形例の接合体製造装置２０Ｂを図３
に示す。変形例の接合体製造装置２０Ｂは、図示するよ
うに、巻き出しローラ２２から巻き出され張力除去ロー
ラ２４により張力が除去され予備加熱ヒータ２５により
予備加熱された固体高分子膜１０が二つの巻き出しロー
ラ２６Ａ，２６Ｂから巻き出され二つの保冷ローラ２８
Ａ，２８Ｂにより保冷された２枚の触媒担持フィルム１
２Ａ，１２Ｂにより挟持された状態で加熱加圧ローラ３
０Ｂによりホットプレスされる。ホットプレスにより接
合された接合部材１４Ｂは、二つの剥離ローラ３６Ａ，
３６Ｂによりフィルム１６Ａ，１６Ｂが剥離されて、固
体高分子膜１０の両面に触媒が接合された接合体１８Ｂ
とされる。なお、接合体１８Ｂは巻き取りローラ４２Ｂ
に巻き取られ、２枚のフィルム１６Ａ，１６Ｂは、それ
ぞれ巻き取りローラ４０Ａ，４０Ｂに巻き取られる。以
上説明した変形例の接合体製造装置２０Ｂによれば、固
体高分子膜１０の両面に触媒が良好な状態で接合された
接合体１８Ｂを製造することができる。
【００３４】実施例の接合体製造装置２０や変形例の接
合体製造装置２０Ｂでは、固体高分子膜１０としてパー
フルオロスルホネートイオノマーにより厚さが１０〜３
００μｍ程度に形成された薄膜を用い、触媒担持フィル
ム１２として白金または白金と他の金属との合金からな
る触媒を担持する粉末カーボンがフィルム１６に塗布さ
れた薄膜を用いたが、固体高分子膜１０は湿潤状態で良
好なプロトン導電性を示す高分子材料であれば如何なる
ものでもよく、触媒担持フィルム１２は他の触媒を塗布
したものであってもよい。また、加熱加圧ローラ３０の
表面温度や圧力は固体高分子膜１０や触媒担持フィルム
１２の材質によって定まるものであるから、上述の８０
〜１４０℃の範囲内で設定された温度や１０〜１００Ｍ
Ｐａの範囲内で設定された圧力に限られず、固体高分子
膜１０や触媒担持フィルム１２の材質に適応する温度と
圧力とを用いればよい。
合体製造装置２０Ｂでは、固体高分子膜１０としてパー
フルオロスルホネートイオノマーにより厚さが１０〜３
００μｍ程度に形成された薄膜を用い、触媒担持フィル
ム１２として白金または白金と他の金属との合金からな
る触媒を担持する粉末カーボンがフィルム１６に塗布さ
れた薄膜を用いたが、固体高分子膜１０は湿潤状態で良
好なプロトン導電性を示す高分子材料であれば如何なる
ものでもよく、触媒担持フィルム１２は他の触媒を塗布
したものであってもよい。また、加熱加圧ローラ３０の
表面温度や圧力は固体高分子膜１０や触媒担持フィルム
１２の材質によって定まるものであるから、上述の８０
〜１４０℃の範囲内で設定された温度や１０〜１００Ｍ
Ｐａの範囲内で設定された圧力に限られず、固体高分子
膜１０や触媒担持フィルム１２の材質に適応する温度と
圧力とを用いればよい。
【００３５】実施例の接合体製造装置２０や変形例の接
合体製造装置２０Ｂでは、触媒担持フィルム１２に塗布
された触媒のすべてを固体高分子膜１０に接合するもの
としたが、触媒を所定の形状として固体高分子膜１０に
接合するものとしてもよい。この場合、図４に例示する
変形例の加熱加圧ローラ３０Ｃに例示するように、ロー
ルの表面に凸形状の転写部３０ａを彫刻すればよい。こ
うすれば、固体高分子膜１０と触媒担持フィルム１２に
対する加熱および加圧は、転写部３０ａの部分だけに作
用するから、フィルム１６を剥離する際に転写部３０ａ
以外の部分は、フィルム１６と共に剥離し、固体高分子
膜１０には転写部３０ａの形状の触媒が接合されること
になる。
合体製造装置２０Ｂでは、触媒担持フィルム１２に塗布
された触媒のすべてを固体高分子膜１０に接合するもの
としたが、触媒を所定の形状として固体高分子膜１０に
接合するものとしてもよい。この場合、図４に例示する
変形例の加熱加圧ローラ３０Ｃに例示するように、ロー
ルの表面に凸形状の転写部３０ａを彫刻すればよい。こ
うすれば、固体高分子膜１０と触媒担持フィルム１２に
対する加熱および加圧は、転写部３０ａの部分だけに作
用するから、フィルム１６を剥離する際に転写部３０ａ
以外の部分は、フィルム１６と共に剥離し、固体高分子
膜１０には転写部３０ａの形状の触媒が接合されること
になる。
【００３６】実施例の接合体製造装置２０や変形例の接
合体製造装置２０Ｂでは、一対の加熱加圧ローラ３０に
よりホットプレスするものとしたが、通常のプレス装置
のように上下の二つ部材によりバッチ的にホットプレス
するものとしても差し支えない。
合体製造装置２０Ｂでは、一対の加熱加圧ローラ３０に
よりホットプレスするものとしたが、通常のプレス装置
のように上下の二つ部材によりバッチ的にホットプレス
するものとしても差し支えない。
【００３７】以上、本発明の実施の形態について実施例
を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例である接合体製造装置２０
の構成の概略を示す構成図である。
の構成の概略を示す構成図である。
【図２】 接合体１８の製造の様子を例示する製造工程
図である。
図である。
【図３】 変形例の接合体製造装置２０Ｂの構成の概略
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図４】 変形例の加熱加圧ローラ３０Ｃの外観を例示
する外観図である。
する外観図である。
１０ 固体高分子膜、１２，１２Ａ，１２Ｂ 触媒担持
フィルム、１４，１４Ｂ 接合部材、１６，１６Ａ，１
６Ｂ フィルム、１８，１８Ｂ 接合体、２０，２０Ｂ
接合体製造装置、２２ 巻き出しローラ、２４ 張力
除去ローラ、２５ 予備加熱ヒータ、２６，２６Ａ，２
６Ｂ 巻き出しローラ、２８，２８Ａ，２８Ｂ 保冷ロ
ーラ、２９ 冷却装置、３０，３０Ｂ，３０Ｃ 加熱加
圧ローラ、３０ａ 転写部、３１ ヒータ、３２ 加圧
装置、３４ 冷却ローラ、３５冷却装置、３６，３６
Ａ，３６Ｂ 剥離ローラ、３８，３８Ａ，３８Ｂ 剥離
角度設定ローラ、４０，４０Ａ，４０Ｂ 巻き取りロー
ラ、４２，４２Ｂ 巻き取りローラ。
フィルム、１４，１４Ｂ 接合部材、１６，１６Ａ，１
６Ｂ フィルム、１８，１８Ｂ 接合体、２０，２０Ｂ
接合体製造装置、２２ 巻き出しローラ、２４ 張力
除去ローラ、２５ 予備加熱ヒータ、２６，２６Ａ，２
６Ｂ 巻き出しローラ、２８，２８Ａ，２８Ｂ 保冷ロ
ーラ、２９ 冷却装置、３０，３０Ｂ，３０Ｃ 加熱加
圧ローラ、３０ａ 転写部、３１ ヒータ、３２ 加圧
装置、３４ 冷却ローラ、３５冷却装置、３６，３６
Ａ，３６Ｂ 剥離ローラ、３８，３８Ａ，３８Ｂ 剥離
角度設定ローラ、４０，４０Ａ，４０Ｂ 巻き取りロー
ラ、４２，４２Ｂ 巻き取りローラ。
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フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平10−64574（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−203850（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−224679（ＪＰ，Ａ)
特開2000−182632（ＪＰ，Ａ)
特表 平５−507583（ＪＰ，Ａ)
特表 平10−507305（ＪＰ，Ａ)
特表 平10−513006（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01M 8/00 - 8/24
H01M 4/86 - 4/98
Claims (7)
- 【請求項１】 触媒と固体高分子膜との接合体を製造す
る接合体製造装置であって、前記固体高分子膜を予備加
熱する予備加熱手段と、前記触媒を転写基材の一面に担
持させてなる触媒担持基材と前記予備加熱手段により予
備加熱された固体高分子膜とを前記触媒と前記固体高分
子膜とが接触する状態で加熱および加圧して一体化した
接合部材とする加熱加圧手段と、該一体化した接合部材
から前記転写基材を剥離する剥離手段とを備える接合体
製造装置。 - 【請求項２】 前記加熱加圧手段により一体化した接合
部材とされる前に前記触媒担持基材を冷却する触媒担持
基材冷却手段を備える請求項１記載の接合体製造装置。 - 【請求項３】 前記剥離手段は、前記一体化した接合部
材に対して略１８０度の角度をもって前記転写基材を剥
離する手段である請求項１または２記載の接合体製造装
置。 - 【請求項４】 前記剥離手段は、前記一体化した接合部
材を冷却する接合部材冷却手段を備える請求項１ないし
３いずれか記載の接合体製造装置。 - 【請求項５】 請求項１ないし４いずれか記載の接合体
製造装置であって、前記加熱加圧手段は、前記固体高分
子膜が前記触媒担持基材で挟持された状態で加熱および
加圧する手段であり、前記剥離手段は、前記一体化した
接合部材の両面から前記転写基材を剥離する手段である
接合体製造装置。 - 【請求項６】 触媒と固体高分子膜との接合体を製造す
る接合体製造方法であって、前記固体高分子膜を予備加
熱する予備加熱工程と、前記触媒を転写基材の一面に担
持させてなる触媒担持基材と前記予備加熱された固体高
分子膜とを該触媒と該固体高分子膜とが接触する状態で
加熱および加圧して一体化した接合部材とする加熱加圧
工程と、該一体化した接合部材から前記転写基材を剥離
する剥離工程とを備える接合体製造方法。 - 【請求項７】 前記加熱加圧工程の前に前記触媒担持基
材を冷却する触媒担持基材冷却工程を備える請求項６記
載の接合体製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000003534A JP3465656B2 (ja) | 2000-01-12 | 2000-01-12 | 接合体製造装置および接合体製造方法 |
| DE10101058A DE10101058A1 (de) | 2000-01-12 | 2001-01-11 | Gerät und Verfahren zur Herstellung eines Festpolymerfilms mit darauf aufgebrachtem Katalysator |
| CA002330718A CA2330718C (en) | 2000-01-12 | 2001-01-11 | Manufacturing apparatus and manufacturing method of solid polymer film with catalyst deposited thereon |
| US09/758,241 US6712923B2 (en) | 2000-01-12 | 2001-01-12 | Manufacturing apparatus and manufacturing method of solid polymer film with catalyst deposited thereon |
| US09/758,240 US6400589B2 (en) | 2000-01-12 | 2001-01-12 | Control apparatus for a power supply circuit including plural converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000003534A JP3465656B2 (ja) | 2000-01-12 | 2000-01-12 | 接合体製造装置および接合体製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001196070A JP2001196070A (ja) | 2001-07-19 |
| JP3465656B2 true JP3465656B2 (ja) | 2003-11-10 |
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ID=18532473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000003534A Expired - Fee Related JP3465656B2 (ja) | 2000-01-12 | 2000-01-12 | 接合体製造装置および接合体製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3465656B2 (ja) |
| CA (1) | CA2330718C (ja) |
| DE (1) | DE10101058A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| KR100428975B1 (ko) * | 2001-11-14 | 2004-04-29 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 폴리머 전지용 전해질 함침장치 |
| JP4538686B2 (ja) * | 2004-06-24 | 2010-09-08 | 大日本印刷株式会社 | 電極−電解質膜接合体製造用転写シート及びその製造方法 |
| JP5049121B2 (ja) * | 2004-07-01 | 2012-10-17 | ユミコア・アクチエンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト | 集積膜電極アセンブリを製造するための積層法 |
| JP4821096B2 (ja) * | 2004-07-13 | 2011-11-24 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池の製造方法 |
| DE102004054503A1 (de) * | 2004-11-11 | 2006-05-24 | Umicore Ag & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Membran-Elektroden-Einheiten |
| JP5017776B2 (ja) * | 2004-12-28 | 2012-09-05 | 大日本印刷株式会社 | 固体高分子形燃料電池用膜・触媒層接合体の製造方法、固体高分子形燃料電池の製造方法、及び固体高分子形燃料電池用膜・触媒層接合体の製造装置 |
| JP5005214B2 (ja) * | 2005-12-19 | 2012-08-22 | 東芝燃料電池システム株式会社 | 燃料電池製造方法および燃料電池製造装置 |
| JP2008311012A (ja) * | 2007-06-13 | 2008-12-25 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用電極材料接合体の製造装置および製造方法、燃料電池 |
| JP5245440B2 (ja) * | 2008-02-08 | 2013-07-24 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用膜−電極接合体の製造方法 |
| JP5272571B2 (ja) * | 2008-08-12 | 2013-08-28 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池の製造方法、及び、燃料電池 |
| JP5077187B2 (ja) * | 2008-10-20 | 2012-11-21 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用電極材料接合体の製造装置および製造方法 |
| JP5077188B2 (ja) * | 2008-10-20 | 2012-11-21 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用電極材料接合体の製造装置および製造方法 |
| JP5282536B2 (ja) * | 2008-11-17 | 2013-09-04 | 大日本印刷株式会社 | 剥離装置、及びこれを使用した接合体の製造方法 |
| JP5352252B2 (ja) * | 2009-01-19 | 2013-11-27 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用触媒層の製造方法 |
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| JP2010198948A (ja) * | 2009-02-26 | 2010-09-09 | Toppan Printing Co Ltd | 膜電極接合体及びその製造方法並びに固体高分子形燃料電池 |
| JP5439867B2 (ja) * | 2009-03-05 | 2014-03-12 | 凸版印刷株式会社 | 膜電極接合体の製造方法及び製造装置 |
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| KR101415129B1 (ko) * | 2010-03-08 | 2014-07-04 | 도판 인사츠 가부시키가이샤 | 막-전극 접합체 제조 장치 및 막-전극 접합체의 제조 방법 |
| WO2011118244A1 (ja) | 2010-03-26 | 2011-09-29 | 凸版印刷株式会社 | 燃料電池膜電極接合体の製造方法および燃料電池膜電極接合体の製造装置 |
| JP5529067B2 (ja) * | 2011-03-31 | 2014-06-25 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | 膜電極接合体の製造方法、及び膜電極接合体製造装置 |
| JP5691873B2 (ja) * | 2011-06-20 | 2015-04-01 | トヨタ自動車株式会社 | 膜電極接合体の製造装置および製造方法 |
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| JP5924233B2 (ja) * | 2012-10-25 | 2016-05-25 | トヨタ自動車株式会社 | 接合装置および接合方法 |
| JP5699348B2 (ja) * | 2013-11-11 | 2015-04-08 | 大日本印刷株式会社 | 膜触媒層接合体の製造装置及び製造方法、並びに膜電極接合体の製造装置及び製造方法 |
| JP2016076366A (ja) * | 2014-10-06 | 2016-05-12 | 凸版印刷株式会社 | 燃料電池膜−電極接合体の製造方法及び膜−電極接合体 |
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