JP4193173B2 - 電極膜と固体高分子膜の重ね合せ方法およびその装置。 - Google Patents
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Description
本発明は、電極膜と固体高分子膜の重ね合せ方法およびその装置に係り、より詳しくは、固体高分子膜を二枚の電極膜で挟んだ後ホットプレスして固体高分子型燃料電池用の膜−電極接合体を製造するに当り、前記二枚の電極膜と前記固体高分子膜を重ね合わせるための方法およびその装置に関する。
一般に、固体高分子型燃料電池に用いる膜−電極接合体（ＭＥＡ）は、厚さ約５０μｍ程度の固体高分子膜を、厚さ約０．３〜０．４ｍ程度で対を成す２枚のカーボンシート製或はカーボンクロス製の電極膜で挟んだ後加熱するとともに圧着して製造されている。そして、固体高分子膜は、周縁部が電極膜より約５〜３０ｍｍ程度長い大きさを有していて、２枚の電極膜の間を絶縁するとともに２枚の電極膜にそれぞれ供給される酸素と水素が直接接触しないようにしており、さらに電極膜から飛出した周縁部分は環状パッキンを介して導電性のセパレータによって表裏両側から挟持されている。
ところで、二枚の電極膜と固体高分子膜の重ね合せは、従来、作業者による手作業で行われており、そのため生産性が極めて悪いなどの問題があった。
そのため、二枚の電極膜と固体高分子膜の重ね合せる方法について記載した資料は特になかった。
そのため、二枚の電極膜と固体高分子膜の重ね合せる方法について記載した資料は特になかった。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、二枚の電極膜と固体高分子膜の重ね合せを効率良く行うことができる方法およびその装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために本発明における電極膜と固体高分子膜の重ね合せ方法は、予め触媒の塗布により触媒の層が生成された固体高分子膜を二枚の電極膜で挟んだ後ホットプレスして固体高分子型燃料電池用の膜−電極接合体を製造するに当り、前記二枚の電極膜と前記固体高分子膜を重ね合わせるための方法であって、前記二枚の電極膜および前記固体高分子膜がそれぞれ巻かれた３本のロールから前記二枚の電極膜および前記固体高分子膜をそれぞれ引き出す工程と、引き出した二枚の電極膜をそれぞれ所定の形状にトリミングする工程と、引き出した固体高分子膜において前記触媒の層が中央に来るように固体高分子膜の位置決めを行った後、この固体高分子膜をトリミングする工程と、トリミングした二枚の電極膜および固体高分子膜を、それぞれ吸着手段を有する３組の搬送手段によって取り出して、吸着手段を有するテーブル上に電極膜−固体高分子膜−電極膜の順序で載置する工程と、を有することを特徴とする。
なお、本発明においてはトリミングした二枚の電極膜および固体高分子膜の取出しを吸着手段を用いて行い、吸着手段としては空気式と静電気式がある。
空気式は、通気性を有する吸着ヘッドの背面に、真空源と連数する減圧空間が設けてあって、電極膜等が吸着ヘッドに接触した時電極膜等を吸着するようになっている。また、静電気式は、電極等が接触する吸着ヘッドを有していて、電極膜等が吸着ヘッドと接触した状態で、吸着ヘッドに電流を印加すると、吸着ヘッド表面と電極膜等の表面に正・負の電荷が発生し、この電荷間に働くクーロン力によって吸着ヘッドは電極膜等を吸着するようになっている。
空気式は、通気性を有する吸着ヘッドの背面に、真空源と連数する減圧空間が設けてあって、電極膜等が吸着ヘッドに接触した時電極膜等を吸着するようになっている。また、静電気式は、電極等が接触する吸着ヘッドを有していて、電極膜等が吸着ヘッドと接触した状態で、吸着ヘッドに電流を印加すると、吸着ヘッド表面と電極膜等の表面に正・負の電荷が発生し、この電荷間に働くクーロン力によって吸着ヘッドは電極膜等を吸着するようになっている。
以上の説明から明らかなように本発明は、予め触媒の塗布により触媒の層が生成された固体高分子膜を二枚の電極膜で挟んだ後ホットプレスして固体高分子型燃料電池用の膜−電極接合体を製造するに当り、前記二枚の電極膜と前記固体高分子膜を重ね合わせるための方法であって、前記二枚の電極膜および前記固体高分子膜がそれぞれ巻かれた３本のロールから前記二枚の電極膜および前記固体高分子膜をそれぞれ引き出す工程と、引き出した二枚の電極膜をそれぞれ所定の形状にトリミングする工程と、引き出した固体高分子膜において前記触媒の層が中央に来るように固体高分子膜の位置決めを行った後、この固体高分子膜をトリミングする工程と、トリミングした二枚の電極膜および固体高分子膜を、それぞれ吸着手段を有する３組の搬送手段によって取り出して、吸着手段を有するテーブル上に電極膜−固体高分子膜−電極膜の順序で載置する工程と、を有するから、二枚の電極膜と固体高分子膜の重ね合せを効率良く行うことができるなどの優れた実用的効果を奏する。
以下、本発明を適用した電極膜と固体高分子膜の重ね合せ装置の一実施例について図１に基づき詳細に説明する。本発明の電極膜と固体高分子膜の重ね合せ装置は、図１に示すように、二枚の電極膜および固体高分子膜がそれぞれ巻かれた３本のロール１〜３から二枚の電極膜および固体高分子膜をそれぞれ引き出す３組の膜引出し手段としてのローラ機構４〜６と、引き出した二枚の電極膜をそれぞれ所定の形状にトリミングする２組の電極膜トリミング手段７・８と、引き出した固体高分子膜において予め塗布した触媒の層が中央に来るように固体高分子膜の位置決めを行う固体高分子膜の位置決め手段９と、位置決めした固体高分子膜をトリミングする固体高分子膜トリミング手段１０と、トリミングした二枚の電極膜および固体高分子膜を吸着手段としての静電気式吸着機構１１〜１３によってそれぞれ吸着して取り出す３組の取出し手段と、これら３組の取出し手段によって取り出した二枚の電極膜および固体高分子膜を、電極膜−固体高分子膜−電極膜の順序で載置させかつ吸着手段を有するテーブル１４と、で構成してある。
このように構成したものは、二枚の電極膜Ｅ・Ｅおよび前記固体高分子膜Ｐがそれぞれ巻かれた３本のロールから二枚の電極膜Ｅ・Ｅおよび固体高分子膜をローラ機構４〜６によってそれぞれ引き出し、続いて、引き出した二枚の電極膜Ｅ・Ｅをそれぞれ電極膜トリミング手段７・８によって所定の形状にトリミングする。次いで、引き出した固体高分子膜Ｐにおいて予め塗布した触媒の層が中央に来るように固体高分子膜の位置決め手段９によって固体高分子膜の位置決めを行った後、この固体高分子膜Ｐを固体高分子膜トリミング手段１０によってトリミングし、続いて、トリミングした二枚の電極膜Ｅ・Ｅおよび固体高分子膜Ｐを３組の静電気式吸着機構１１〜１３によってそれぞれ吸着して３組の取出し手段によってそれぞれ取り出し、Ｐ電極膜Ｅ−固体高分子膜Ｐ−電極膜Ｅの順序でテーブル１４上に載置する。これにより、固体高分子膜Ｐを二枚の電極膜Ｅ・Ｅで挟んだ状態でテーブル１４上に載置することができる。
１〜３ ロール
４〜６ ローラ機構
７；８ 電極膜トリミング手段
９ 固体高分子膜の位置決め手段
１０ 固体高分子膜トリミング手段
１１〜１３ 静電気式吸着機構
１４ テーブル
Claims (6)
- 予め触媒の塗布により触媒の層が生成された固体高分子膜を二枚の電極膜で挟んだ後ホットプレスして固体高分子型燃料電池用の膜−電極接合体を製造するに当り、前記二枚の電極膜と前記固体高分子膜を重ね合わせるための方法であって、
前記二枚の電極膜および前記固体高分子膜がそれぞれ巻かれた３本のロールから前記二枚の電極膜および前記固体高分子膜をそれぞれ引き出す工程と、
引き出した二枚の電極膜をそれぞれ所定の形状にトリミングする工程と、
引き出した固体高分子膜において前記触媒の層が中央に来るように固体高分子膜の位置決めを行った後、この固体高分子膜をトリミングする工程と、
トリミングした二枚の電極膜および固体高分子膜を、それぞれ吸着手段を有する３組の搬送手段によって取り出して、吸着手段を有するテーブル上に電極膜−固体高分子膜−電極膜の順序で載置する工程と、
を有することを特徴とする電極膜と固体高分子膜の重ね合せ方法。 - 請求項１に記載の電極膜と固体高分子膜の重ね合せ方法において、
トリミングした二枚の電極膜および固体高分子膜の取り出しを吸着手段を用いて行うことを特徴とする電極膜と固体高分子膜の重ね合せ方法。 - 請求項１または２に記載の電極膜と固体高分子膜の重ね合せ方法において、
前記吸着手段は静電気式であることを特徴とする電極膜と固体高分子膜の重ね合せ方法。 - 予め触媒の塗布により触媒の層が生成された固体高分子膜を二枚の電極膜で挟んだ後ホットプレスして固体高分子型燃料電池用の膜−電極接合体を製造するに当り、前記二枚の電極膜と前記固体高分子膜を重ね合わせるための装置であって、
前記二枚の電極膜および前記固体高分子膜がそれぞれ巻かれた３本のロールから前記二枚の電極膜および前記固体高分子膜をそれぞれ引き出す３組の膜引出し手段と、
引き出した二枚の電極膜をそれぞれ所定の形状にトリミングする２組の電極膜トリミング手段と、
引き出した固体高分子膜において前記触媒の層が中央に来るように固体高分子膜の位置決めを行う固体高分子膜の位置決め手段と、
位置決めした固体高分子膜をトリミングする固体高分子膜トリミング手段と、
トリミングした二枚の電極膜および固体高分子膜を吸着手段によってそれぞれ吸着して取り出す３組の取出し手段と、
これら３組の取出し手段によって取り出した二枚の電極膜および固体高分子膜を、
電極膜−固体高分子膜−電極膜の順序で載置させかつ吸着手段を有するテーブルと、
を具備することを特徴とする電極膜と固体高分子膜の重ね合せ装置。 - 請求項４に記載の電極膜と固体高分子膜の重ね合せ装置において、
トリミングした二枚の電極膜および固体高分子膜の取出しを行う取出し手段は二枚の電極膜および固体高分子膜をそれぞれ吸着する吸着手段を有することを特徴とする電極膜と固体高分子膜の重ね合せ装置。 - 請求項４または５に記載の電極膜と固体高分子膜の重ね合せ装置において、
前記吸着手段は静電気式であることを特徴とする電極膜と固体高分子膜の重ね合せ装置。
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