JP4908958B2 - Manufacturing method and apparatus for electrolyte / electrode assembly - Google Patents

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Description

本発明は、電解質膜に電極ペーストを塗布して燃料電池用の電解質・電極接合体を設ける電解質・電極接合体製造方法及びその装置に関する。   The present invention relates to an electrolyte / electrode assembly manufacturing method and an apparatus therefor, in which an electrode paste is applied to an electrolyte membrane to provide an electrolyte / electrode assembly for a fuel cell.

燃料電池を構成する単位セルは、電解質膜の各端面にアノード側電極又はカソード側電極がそれぞれ形成された電解質・電極接合体を有する。すなわち、この電解質・電極接合体が1組のセパレータ間に介装されることで単位セルが構成される。   The unit cell constituting the fuel cell has an electrolyte / electrode assembly in which an anode electrode or a cathode electrode is formed on each end face of the electrolyte membrane. That is, a unit cell is configured by interposing this electrolyte / electrode assembly between a pair of separators.

電解質膜としては、高分子フィルム等が例示される。この場合、電解質・電極接合体は、例えば、以下のようにして製造される。   Examples of the electrolyte membrane include polymer films. In this case, the electrolyte / electrode assembly is manufactured as follows, for example.

先ず、供給ローラに巻回された長尺な高分子フィルムの一端部が引き出されてサクションローラに懸架され、さらに牽引される。これにより、高分子フィルムが順次サクションローラに送り出されるとともに、該サクションローラを介して行われる吸引によって該サクションローラの側周壁に吸着される。   First, one end of a long polymer film wound around a supply roller is pulled out, suspended on a suction roller, and further pulled. As a result, the polymer film is sequentially fed to the suction roller and is attracted to the side peripheral wall of the suction roller by suction performed through the suction roller.

高分子フィルムにおいて、サクションローラの側周壁に吸着された部位には、電極ペーストが塗布される。ここで、サクションローラには加熱手段が付設されるのが一般的であり、この場合、サクションローラは、加熱手段の作用下に予め昇温されている。従って、塗布された電極ペーストは、サクションローラから伝達された熱により、速やかに乾燥して電極となる。   In the polymer film, an electrode paste is applied to a portion adsorbed on the side peripheral wall of the suction roller. Here, the suction roller is generally provided with a heating means. In this case, the suction roller is preheated under the action of the heating means. Accordingly, the applied electrode paste is quickly dried to become an electrode by the heat transmitted from the suction roller.

電極が設けられた部位は、牽引手段から牽引されることによってサクションローラから離脱する。そして、サクションローラには、高分子フィルムにおける次に塗布されるべき部位が吸着される。   The part provided with the electrode is detached from the suction roller by being pulled by the pulling means. And the site | part which should be apply | coated next in a polymer film is adsorb | sucked by a suction roller.

この作業が繰り返されることにより、高分子フィルム上に電極が間欠的に形成される。電極同士の間で高分子フィルム(電解質膜)を分離すれば、複数個の電解質・電極接合体が得られるに至る。   By repeating this operation, electrodes are intermittently formed on the polymer film. If the polymer film (electrolyte membrane) is separated between the electrodes, a plurality of electrolyte / electrode assemblies can be obtained.

このように、サクションローラ上に電解質膜を吸着しながら電極ペーストを塗布する手法は、例えば、特許文献1、2に開示されている。   Thus, the method of apply | coating an electrode paste, adsorb | sucking an electrolyte membrane on a suction roller is disclosed by patent document 1, 2, for example.

特開2004−351413公報JP 2004-351413 A 特開2001−70863号公報JP 2001-70863 A

ところで、上記したようにサクションローラ上に電解質膜を吸着して電極ペーストの塗布を行うと、該電解質膜や電極に膨潤が発生することがある。このような事態が生じると、燃料電池の運転時に電極の部位によって電流密度が異なり、このために燃料電池の内部抵抗にバラツキが発生する原因となる。また、場合によっては電極に割れが生じるので、短絡を招く懸念もある。   By the way, when the electrolyte film is adsorbed on the suction roller and the electrode paste is applied as described above, the electrolyte film or the electrode may swell. When such a situation occurs, the current density varies depending on the electrode portion during operation of the fuel cell, which causes variations in the internal resistance of the fuel cell. In some cases, the electrode is cracked, which may cause a short circuit.

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、電解質・電極接合体に膨潤が発生することを回避可能な電解質・電極接合体の製造方法及びその装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method and an apparatus for manufacturing an electrolyte / electrode assembly that can avoid the occurrence of swelling in the electrolyte / electrode assembly. .

カバーが存在しない場合、サクションローラの側周壁には、電解質膜から離間して露呈する部位が現れる。当然ながら、この部位においては、大気が無限に吸引される。すなわち、いわゆる吸引漏れ状態となっている。   When the cover is not present, a portion exposed from the electrolyte membrane appears on the side peripheral wall of the suction roller. Of course, the atmosphere is sucked infinitely at this site. That is, it is in a so-called suction leakage state.

本発明者は、このような吸引漏れが起こることに伴ってサクションローラの電解質膜に対する吸着力が小さくなり、その結果、電解質・電極接合体に膨潤が起こると推察した。そこで、吸引漏れが起こることを回避することにつき鋭意検討を行い、本発明をするに至った。   The present inventor has inferred that the suction force of the suction roller with respect to the electrolyte membrane is reduced as a result of such suction leakage, resulting in swelling of the electrolyte / electrode assembly. Therefore, intensive studies were conducted to avoid the occurrence of suction leakage, and the present invention was reached.

すなわち、本発明は、電解質膜に電極ペーストを塗布して燃料電池用の電解質・電極接合体を設ける電解質・電極接合体の製造方法であって、
供給ローラに巻回された電解質膜を牽引しながらサクションローラの側周壁に吸着させ、前記電解質膜における前記側周壁に吸着された部位に電極ペーストを塗布する際、前記側周壁における前記電解質膜と離間した部位をカバーで被覆するとともに、該側周壁と前記カバーの被覆面との間に存在する大気を、前記サクションローラを介する吸引力に比して大きな吸引力で前記カバーを介して吸引することを特徴とする。
That is, the present invention is a method for producing an electrolyte / electrode assembly in which an electrode paste is applied to an electrolyte membrane to provide an electrolyte / electrode assembly for a fuel cell,
While pulling the electrolyte membrane wound around the supply roller, it is adsorbed on the side peripheral wall of the suction roller, and when applying the electrode paste to the portion adsorbed on the side peripheral wall of the electrolyte membrane, the electrolyte membrane on the side peripheral wall and The separated part is covered with a cover, and the air existing between the side peripheral wall and the cover surface of the cover is sucked through the cover with a suction force larger than the suction force through the suction roller. It is characterized by that.

本発明において、サクションローラの側周壁は、電解質膜又はカバーのいずれかで被覆されることになる。電解質膜で覆われた部位では吸引孔が電解質膜で閉塞され、一方、カバーで覆われた部位では、カバーとサクションローラとの間の大気の大部分がカバー側に吸引される。このため、サクションローラには、大気を無限に吸引することが可能な部位が存在しなくなる。換言すれば、前記の吸引漏れが発生していない状態となる。その結果、電解質膜に対するサクションローラの吸着力が向上する。   In the present invention, the side peripheral wall of the suction roller is covered with either the electrolyte membrane or the cover. The suction hole is blocked by the electrolyte membrane at the portion covered with the electrolyte membrane, while the majority of the atmosphere between the cover and the suction roller is sucked toward the cover side at the portion covered with the cover. For this reason, the suction roller does not have a portion capable of sucking air infinitely. In other words, the suction leakage does not occur. As a result, the suction force of the suction roller to the electrolyte membrane is improved.

この状態で電極ペーストを電解質膜上に塗布すると、膨潤が著しく抑制された電解質・電極接合体を得ることができる。   When the electrode paste is applied onto the electrolyte membrane in this state, an electrolyte / electrode assembly in which swelling is remarkably suppressed can be obtained.

なお、サクションローラを加熱することで電解質膜に塗布された電極ペーストを乾燥するようにしてもよい。この場合、電極ペーストの乾燥を後工程として実施する必要がないので、電解質・電極接合体を効率的に作製することができる。   The electrode paste applied to the electrolyte film may be dried by heating the suction roller. In this case, it is not necessary to dry the electrode paste as a post process, so that the electrolyte / electrode assembly can be efficiently produced.

また、本発明は、電解質膜に電極ペーストを塗布して燃料電池用の電解質・電極接合体を設けるための電解質・電極接合体製造装置であって、
電解質膜が巻回された供給ローラと、
前記供給ローラに巻回された前記電解質膜を、該電解質膜における引き出された一端部側から牽引する牽引手段と、
前記牽引手段で牽引される前記電解質膜を側周壁に吸着するサクションローラと、
前記電解質膜における前記側周壁に吸着された部位に電極ペーストを塗布する塗布手段と、
前記側周壁における前記電解質膜から離間した部位を被覆するカバーと、
前記側周壁と前記カバーの被覆面との間に存在する大気を、前記サクションローラを介する吸引力に比して大きな吸引力で前記カバーを介して吸引することが可能な吸気手段と、
を備えることを特徴とする。
Further, the present invention is an electrolyte / electrode assembly manufacturing apparatus for applying an electrode paste to an electrolyte membrane to provide an electrolyte / electrode assembly for a fuel cell,
A supply roller around which an electrolyte membrane is wound;
Pulling means for pulling the electrolyte membrane wound around the supply roller from one end side pulled out of the electrolyte membrane;
A suction roller for adsorbing the electrolyte membrane pulled by the pulling means to a side peripheral wall;
An application means for applying an electrode paste to a portion adsorbed on the side peripheral wall of the electrolyte membrane;
A cover that covers a portion of the side peripheral wall spaced from the electrolyte membrane;
An air intake means capable of sucking the air existing between the side peripheral wall and the cover surface of the cover through the cover with a suction force larger than the suction force through the suction roller;
It is characterized by providing.

このような構成とすることにより、電解質膜をサクションローラに堅牢に吸着させた状態で電極ペーストを塗布することが可能となる。従って、膨潤が著しく抑制された電解質・電極接合体を得ることができる。   With such a configuration, the electrode paste can be applied in a state where the electrolyte membrane is firmly adsorbed to the suction roller. Therefore, it is possible to obtain an electrolyte / electrode assembly in which swelling is remarkably suppressed.

また、サクションローラを加熱する加熱手段を設けることにより、電解質膜に塗布された電極ペーストを効率よく乾燥して電極とすることで、電解質・電極接合体の生産効率を向上させることもできる。   Further, by providing a heating means for heating the suction roller, the electrode paste applied to the electrolyte membrane can be efficiently dried to form an electrode, thereby improving the production efficiency of the electrolyte / electrode assembly.

本発明においては、サクションローラの側周壁において、電解質膜から離間した部位をカバーで被覆し、且つ該カバーとサクションローラとの間の大気をカバー側から吸引するようにしているので、サクションローラに、いわゆる吸引漏れが生じることが回避される。このため、電解質膜がサクションローラの側周壁に堅牢に吸着される。この状態で該電解質膜に電極ペーストを塗布すると、膨潤が著しく抑制された電解質・電極接合体が得られる。   In the present invention, a portion of the side wall of the suction roller that is separated from the electrolyte membrane is covered with a cover, and the air between the cover and the suction roller is sucked from the cover side. The so-called suction leakage is avoided. For this reason, the electrolyte membrane is firmly adsorbed to the side peripheral wall of the suction roller. When an electrode paste is applied to the electrolyte membrane in this state, an electrolyte / electrode assembly in which swelling is remarkably suppressed is obtained.

すなわち、本発明によれば、燃料電池の内部抵抗にバラツキがほとんどなく、しかも、短絡を招く懸念を払拭した電解質・電極接合体を作製することができるという効果が得られる。   That is, according to the present invention, there is obtained an effect that an electrolyte / electrode assembly in which there is almost no variation in the internal resistance of the fuel cell and the concern of causing a short circuit can be eliminated.

以下、本発明に係る電解質・電極接合体の製造方法につき、それを実施する装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。   DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method for producing an electrolyte / electrode assembly according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings by giving preferred embodiments in relation to an apparatus for carrying out the method.

図1は、本実施の形態に係る電解質・電極接合体製造装置(以下、MEA製造装置と表記する)10の要部概略構成斜視説明図である。このMEA製造装置10は、図2に示す供給ローラ12と、サクションローラ14と、前記サクションローラ14に付設されたペースト塗布器16と、前記サクションローラ14の一部を覆うカバー18と、図示しない牽引手段とを有する。   FIG. 1 is a perspective view schematically illustrating a main part of an electrolyte / electrode assembly manufacturing apparatus (hereinafter referred to as an MEA manufacturing apparatus) 10 according to the present embodiment. The MEA manufacturing apparatus 10 includes a supply roller 12, a suction roller 14, a paste applicator 16 attached to the suction roller 14, a cover 18 that covers a part of the suction roller 14, and a not-shown illustration. Traction means.

供給ローラ12には、長尺な高分子フィルム20が巻回されている。この供給ローラ12から引き出された高分子フィルム20の一端部は、懸架ローラ22、サクションローラ14に懸架された後、前記牽引手段に保持されている。   A long polymer film 20 is wound around the supply roller 12. One end portion of the polymer film 20 drawn from the supply roller 12 is suspended by the suspension roller 22 and the suction roller 14 and then held by the pulling means.

サクションローラ14は、内部に中空部が設けられ、表面に前記中空部に連通する吸引孔24(図1参照)が多数形成された円柱形状体である。この場合、吸引孔24の設置幅、すなわち、一端に位置する吸引孔24から他端に位置する吸引孔24までの距離は、高分子フィルム20の幅方向寸法に比して若干小さく設定されている。   The suction roller 14 is a cylindrical body in which a hollow portion is provided inside and a number of suction holes 24 (see FIG. 1) communicating with the hollow portion are formed on the surface. In this case, the installation width of the suction hole 24, that is, the distance from the suction hole 24 located at one end to the suction hole 24 located at the other end is set slightly smaller than the width direction dimension of the polymer film 20. Yes.

また、サクションローラ14の表面近傍には図示しない熱媒循環通路が設けられており、該熱媒循環通路に温水等の熱媒が流通されることで、サクションローラ14の温度が上昇する。すなわち、熱媒循環通路は、加熱手段を構成する。   Further, a heat medium circulation passage (not shown) is provided in the vicinity of the surface of the suction roller 14, and the temperature of the suction roller 14 rises when a heat medium such as hot water flows through the heat medium circulation passage. That is, the heat medium circulation passage constitutes a heating means.

ここで、サクションローラ14の中空部には、図示しない第1ポンプ(吸気手段)の吸気管が接続される。すなわち、前記吸引孔24から前記中空部に進入した大気は、第1ポンプを介して吸引される。   Here, an intake pipe of a first pump (intake means) (not shown) is connected to the hollow portion of the suction roller 14. That is, the air that has entered the hollow portion from the suction hole 24 is sucked through the first pump.

ペースト塗布器16は、高分子フィルム20(電解質膜)に電極ペーストPを塗布するための塗布手段であり、その一端部には、電磁弁26が介装されたペースト供給管28が連結されている。   The paste applicator 16 is an application means for applying the electrode paste P to the polymer film 20 (electrolyte film), and a paste supply pipe 28 having an electromagnetic valve 26 interposed is connected to one end thereof. Yes.

ペースト供給管28内の電極ペーストPは、図示しないペースト加圧機構によって常時押圧されている。このため、電磁弁26が開いた場合、ペースト供給管28内の電極ペーストPがペースト塗布器16内の電極ペーストPを押し出し、その結果、電極ペーストPが高分子フィルム20に向かって導出される。一方、電磁弁26が閉止した場合、前記ペースト加圧機構による加圧力が電磁弁26で遮断されるので、電極ペーストPの導出が終了する。換言すれば、電磁弁26を開閉することに伴い、電極ペーストPの高分子フィルム20への塗布が開始又は停止される。   The electrode paste P in the paste supply pipe 28 is always pressed by a paste pressurizing mechanism (not shown). For this reason, when the electromagnetic valve 26 is opened, the electrode paste P in the paste supply pipe 28 pushes out the electrode paste P in the paste applicator 16, and as a result, the electrode paste P is led out toward the polymer film 20. . On the other hand, when the electromagnetic valve 26 is closed, the pressure applied by the paste pressurizing mechanism is blocked by the electromagnetic valve 26, so that the derivation of the electrode paste P is completed. In other words, application of the electrode paste P to the polymer film 20 is started or stopped as the electromagnetic valve 26 is opened and closed.

ペースト塗布器16において、電極ペーストPを導出する塗布部29は、先端が鋭角状に形成されている。このような形状の塗布部29では、前記電磁弁26が閉止することに追従し、電極ペーストPの導出が直ちに終了する。   In the paste applicator 16, the application part 29 for leading the electrode paste P is formed with an acute angle at the tip. The application part 29 having such a shape follows the closing of the electromagnetic valve 26, and the derivation of the electrode paste P is immediately terminated.

図1及び図2から諒解されるように、高分子フィルム20は、サクションローラ14の側周壁に、その周長の3/4程に巻回される。すなわち、サクションローラ14の側周壁には、高分子フィルム20が巻回されずに露呈する部位が存在する。   As can be understood from FIGS. 1 and 2, the polymer film 20 is wound around the side peripheral wall of the suction roller 14 to about 3/4 of its peripheral length. That is, the side peripheral wall of the suction roller 14 has a portion where the polymer film 20 is exposed without being wound.

前記カバー18は、サクションローラ14の側周壁における前記露呈部位を覆う。すなわち、カバー18は、サクションローラ14の側周壁の形状に応じて湾曲した被覆面30を有し、且つ該被覆面30の円弧長は、前記露呈部位の円弧長に略一致する。勿論、サクションローラ14における底面同士の距離(高さ)とカバー18の横方向長さも略同等である。   The cover 18 covers the exposed portion on the side peripheral wall of the suction roller 14. That is, the cover 18 has a covering surface 30 that is curved according to the shape of the side peripheral wall of the suction roller 14, and the arc length of the covering surface 30 substantially matches the arc length of the exposed portion. Of course, the distance (height) between the bottom surfaces of the suction roller 14 and the lateral length of the cover 18 are substantially the same.

そして、カバー18の内部には吸気通路(図示せず)が設けられ、且つ前記被覆面30には、この吸気通路にそれぞれ連通する小孔(図示せず)が多数設けられている。また、カバー18の上端面において、高分子フィルム20に干渉しない位置には、継手用孔部34が設けられている。   An intake passage (not shown) is provided inside the cover 18, and the covering surface 30 is provided with a number of small holes (not shown) communicating with the intake passage. A joint hole 34 is provided on the upper end surface of the cover 18 at a position that does not interfere with the polymer film 20.

この継手用孔部34には、L字型ジョイント36及び管継手38を介して吸気チューブ40の一端部が接続されている。該吸気チューブ40の他端部は図示しない第2ポンプ(吸気手段)に接続されており、従って、カバー18の被覆面30とサクションローラ14の側周壁との間のクリアランスに存在する大気は、前記第2ポンプの作用下に吸引される。   One end of an intake tube 40 is connected to the joint hole 34 via an L-shaped joint 36 and a pipe joint 38. The other end of the intake tube 40 is connected to a second pump (intake means) (not shown). Therefore, the air present in the clearance between the covering surface 30 of the cover 18 and the side peripheral wall of the suction roller 14 is Suction is performed under the action of the second pump.

なお、第2ポンプの吸引力は、前記第1ポンプに比して大きく設定することが可能である。換言すれば、第2ポンプは、前記第1ポンプと同時に付勢された場合、該第1ポンプよりも多量の大気を吸引する。   The suction force of the second pump can be set larger than that of the first pump. In other words, when the second pump is energized at the same time as the first pump, the second pump sucks a larger amount of air than the first pump.

また、カバー18は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン樹脂から設けることができる。   The cover 18 can be provided from, for example, polytetrafluoroethylene resin.

本実施の形態に係るMEA製造装置10の要部は基本的には以上のように構成されており、次に、その作用効果につき、電解質・電極接合体の製造方法との関係で説明する。   The main part of the MEA manufacturing apparatus 10 according to the present embodiment is basically configured as described above. Next, the function and effect will be described in relation to the method for manufacturing an electrolyte / electrode assembly.

供給ローラ12に巻回された高分子フィルム20は、その一端部が引き出され、懸架ローラ22及びサクションローラ14に懸架された後、図示しない前記牽引手段に保持される。   One end of the polymer film 20 wound around the supply roller 12 is pulled out, suspended on the suspension roller 22 and the suction roller 14, and then held by the traction means (not shown).

サクションローラ14は、前記熱媒循環通路に温水等の熱媒が流通されることにより予め昇温され、且つ前記第1ポンプが付勢されることにより、その側周壁の表面近傍に存在する大気が吸引孔24を介して吸引されている状態で待機している。このため、高分子フィルム20がサクションローラ14の側周壁に吸着されるとともに、高分子フィルム20におけるサクションローラ14の側周壁に吸着した部位では、該サクションローラ14から熱が伝達される。   The suction roller 14 is heated in advance when a heat medium such as hot water is circulated through the heat medium circulation passage, and the air present in the vicinity of the surface of the side peripheral wall is energized by the first pump. Is waiting in a state of being sucked through the suction hole 24. For this reason, the polymer film 20 is adsorbed on the side peripheral wall of the suction roller 14, and heat is transmitted from the suction roller 14 at a portion of the polymer film 20 adsorbed on the side peripheral wall of the suction roller 14.

また、サクションローラ14の側周壁において、高分子フィルム20が巻回されずに露呈した部位は、前記カバー18の被覆面30によって覆われる。このため、サクションローラ14の側周壁は、高分子フィルム20又はカバー18のいずれかに被覆され、露呈した部位が認められなくなる。   Further, a portion of the side peripheral wall of the suction roller 14 that is exposed without the polymer film 20 being wound is covered with the covering surface 30 of the cover 18. For this reason, the side peripheral wall of the suction roller 14 is covered with either the polymer film 20 or the cover 18, and the exposed part is not recognized.

ここで、カバー18の被覆面30はサクションローラ14の側周壁を気密に閉塞しておらず、カバー18の被覆面30とサクションローラ14の側周壁との間には、若干のクリアランスが存在する。従って、第2ポンプが付勢されると、MEA製造装置10の周囲の大気が前記クリアランスからカバー18の被覆面30とサクションローラ14の側周壁との間に進入し、前記吸気チューブ40を介して第2ポンプによって吸引される。   Here, the covering surface 30 of the cover 18 does not airtightly close the side peripheral wall of the suction roller 14, and there is a slight clearance between the covering surface 30 of the cover 18 and the side peripheral wall of the suction roller 14. . Therefore, when the second pump is energized, the atmosphere around the MEA manufacturing apparatus 10 enters between the covering surface 30 of the cover 18 and the side peripheral wall of the suction roller 14 from the clearance, and passes through the intake tube 40. And sucked by the second pump.

この状態で、前記牽引手段が高分子フィルム20の牽引を開始する。高分子フィルム20の所定長が送り出されると、図示しない制御回路からの指令によって電磁弁26が開放される。   In this state, the traction means starts to pull the polymer film 20. When a predetermined length of the polymer film 20 is sent out, the electromagnetic valve 26 is opened by a command from a control circuit (not shown).

上記したように、ペースト供給管28内の電極ペーストPは前記ペースト加圧機構によって加圧された状態にあるので、電磁弁26の開放に伴ってペースト供給管28内の電極ペーストPが流動を開始し、その結果、ペースト塗布器16内の電極ペーストPが押し出され、塗布部29を介して高分子フィルム20に向かって導出される。換言すれば、電極ペーストPが高分子フィルム20に塗布される。   As described above, since the electrode paste P in the paste supply pipe 28 is pressurized by the paste pressurizing mechanism, the electrode paste P in the paste supply pipe 28 flows as the electromagnetic valve 26 is opened. As a result, the electrode paste P in the paste applicator 16 is pushed out and led out toward the polymer film 20 through the applicator 29. In other words, the electrode paste P is applied to the polymer film 20.

塗布された電極ペーストPは、高分子フィルム20の送り出しに伴って伸展される。勿論、ペースト塗布器16内には、前記の流動によって新たな電極ペーストPが補充される。   The applied electrode paste P is extended as the polymer film 20 is delivered. Of course, a new electrode paste P is replenished in the paste applicator 16 by the flow described above.

所定量の電極ペーストPが導出されると、前記制御回路の制御作用下に前記電磁弁26が閉止される。ペースト塗布器16における塗布部29が鋭角形状に設けられているので、電極ペーストPの高分子フィルム20への塗布が直ちに終了する。このため、電極ペーストPの導出量が漸次的に減少して高分子フィルム20への塗布厚みが徐々に小さくなることが回避されるとともに、電極ペーストPが所定長以上の長さに伸展することが回避される。   When a predetermined amount of electrode paste P is derived, the electromagnetic valve 26 is closed under the control action of the control circuit. Since the application part 29 in the paste applicator 16 is provided with an acute angle shape, the application of the electrode paste P to the polymer film 20 is immediately terminated. For this reason, it is avoided that the lead-out amount of the electrode paste P is gradually reduced and the coating thickness on the polymer film 20 is gradually reduced, and the electrode paste P is extended to a length of a predetermined length or more. Is avoided.

上記したように、サクションローラ14は予め昇温されている。このため、電極ペーストPには、サクションローラ14から熱が伝達される。その結果、電極ペーストPに含まれる溶媒が揮発除去され、電極ペーストPが硬化して電極が形成される。   As described above, the suction roller 14 is heated in advance. For this reason, heat is transmitted from the suction roller 14 to the electrode paste P. As a result, the solvent contained in the electrode paste P is volatilized and removed, and the electrode paste P is cured to form an electrode.

この間、カバー18を介しての大気の吸引が続行される。第2ポンプの吸引力は第1ポンプに比して大きく設定されており、このため、カバー18が被覆された部位では、前記クリアランスに進入した大気の大部分は、第2ポンプによって吸引される。換言すれば、サクションローラ14側に吸引される大気は極めて少量である。   During this time, suction of air through the cover 18 is continued. The suction force of the second pump is set to be larger than that of the first pump. For this reason, most of the atmosphere that has entered the clearance is sucked by the second pump at the portion where the cover 18 is covered. . In other words, the amount of air sucked toward the suction roller 14 is very small.

このような吸引が起こる結果、サクションローラ14の側周壁において、カバー18によって被覆された部位は、擬似的に気密となる。上記したように、サクションローラ14側に吸引される大気が極めて少量であるからである。   As a result of this suction, the portion of the side peripheral wall of the suction roller 14 that is covered with the cover 18 becomes pseudo airtight. This is because, as described above, the amount of air sucked to the suction roller 14 side is extremely small.

サクションローラ14における他の部位には、上記したように高分子フィルム20が吸着している。このように高分子フィルム20が吸着した部位では、高分子フィルム20が吸引孔24を閉塞しており、従って、サクションローラ14側に大気が吸引されることはほとんどない。   As described above, the polymer film 20 is adsorbed to other portions of the suction roller 14. Thus, in the site | part which the polymer film 20 adsorb | sucked, the polymer film 20 obstruct | occludes the suction hole 24, Therefore, air | atmosphere is hardly attracted | sucked to the suction roller 14 side.

以上から諒解されるように、サクションローラ14には、吸引孔24を介して大気を無限に吸引することが可能な部位が存在しない。換言すれば、いわゆる吸引漏れが発生していない状態となる。その結果、高分子フィルム20に対するサクションローラ14の吸着力が向上する。   As can be understood from the above, the suction roller 14 has no portion capable of sucking the air infinitely through the suction hole 24. In other words, there is no so-called suction leakage. As a result, the suction force of the suction roller 14 to the polymer film 20 is improved.

結局、高分子フィルム20は、カバー18が設けられていない場合に比してサクションローラ14に一層堅牢に保持される。このような状態で電極ペーストPの塗布・乾燥を行うと、膨潤がほとんど認められない電解質・電極接合体が得られる。   Eventually, the polymer film 20 is held more firmly on the suction roller 14 than when the cover 18 is not provided. When the electrode paste P is applied and dried in such a state, an electrolyte / electrode assembly with almost no swelling is obtained.

すなわち、本実施の形態によれば、サクションローラ14の側周壁における高分子フィルム20から離間した部位をカバー18で被覆し、該カバー18の被覆面30とサクションローラ14の側周壁との間の大気を吸引するようにしているため、サクションローラ14に吸引漏れが生じることが回避される。このため、高分子フィルム20に対するサクションローラ14の吸着力が向上する結果、膨潤が抑制された電解質・電極接合体が得られるに至る。   That is, according to the present embodiment, a portion of the side peripheral wall of the suction roller 14 that is separated from the polymer film 20 is covered with the cover 18, and the space between the cover surface 30 of the cover 18 and the side peripheral wall of the suction roller 14 is covered. Since the atmosphere is sucked, it is possible to avoid suction leakage from the suction roller 14. For this reason, as a result of improving the suction force of the suction roller 14 to the polymer film 20, an electrolyte / electrode assembly in which swelling is suppressed is obtained.

なお、上記した実施の形態においては、サクションローラ14を熱媒で昇温するようにしているが、サクションローラ14の内部にヒータを埋設し、通電によって該ヒータを発熱させることでサクションローラ14を昇温するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the temperature of the suction roller 14 is increased with a heating medium. However, a heater is embedded in the suction roller 14 and the heater is heated by energization, whereby the suction roller 14 is heated. The temperature may be raised.

また、サクションローラ14を昇温することで電極ペーストPを乾燥することに代え、サクションローラ14近傍に熱風吹付手段を配置し、高分子フィルム20に塗布された電極ペーストPを該熱風吹付手段によって乾燥するようにしてもよい。   Further, instead of drying the electrode paste P by raising the temperature of the suction roller 14, hot air spraying means is disposed in the vicinity of the suction roller 14, and the electrode paste P applied to the polymer film 20 is applied by the hot air spraying means. You may make it dry.

さらに、電解質膜は高分子フィルム20に特に限定されるものではなく、可撓性を有し且つサクションローラ14に吸着させることが可能な燃料電池用電解質であれば如何なる材質ものであってもよい。   Further, the electrolyte membrane is not particularly limited to the polymer film 20 and may be any material as long as it is flexible and can be adsorbed to the suction roller 14. .

本実施の形態に係る電解質・電極接合体製造装置の要部概略構成斜視説明図である。It is a principal part schematic structure perspective explanatory drawing of the electrolyte electrode assembly manufacturing apparatus which concerns on this Embodiment. 図1の電解質・電極接合体製造装置の側面図である。FIG. 2 is a side view of the electrolyte / electrode assembly manufacturing apparatus of FIG. 1.

符号の説明Explanation of symbols

10…電解質・電極接合体(MEA)製造装置 12…供給ローラ
14…サクションローラ 16…ペースト塗布器
18…カバー 20…高分子フィルム
22…懸架ローラ 24…吸引孔
26…電磁弁 30…被覆面
40…吸気チューブ P…電極ペースト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electrolyte electrode assembly (MEA) manufacturing apparatus 12 ... Supply roller 14 ... Suction roller 16 ... Paste applicator 18 ... Cover 20 ... Polymer film 22 ... Suspension roller 24 ... Suction hole 26 ... Solenoid valve 30 ... Covering surface 40 … Intake tube P… Electrode paste

Claims (4)

電解質膜に電極ペーストを塗布して燃料電池用の電解質・電極接合体を設ける電解質・電極接合体の製造方法であって、
供給ローラに巻回された電解質膜を牽引しながらサクションローラの側周壁に吸着させ、前記電解質膜における前記側周壁に吸着された部位に電極ペーストを塗布する際、前記側周壁における前記電解質膜と離間した部位をカバーで被覆するとともに、該側周壁と前記カバーの被覆面との間に存在する大気を、前記サクションローラを介する吸引力に比して大きな吸引力で前記カバーを介して吸引することを特徴とする電解質・電極接合体の製造方法。
A method for producing an electrolyte / electrode assembly, in which an electrode paste is applied to an electrolyte membrane to provide an electrolyte / electrode assembly for a fuel cell,
While pulling the electrolyte membrane wound around the supply roller, it is adsorbed on the side peripheral wall of the suction roller, and when applying the electrode paste to the portion adsorbed on the side peripheral wall of the electrolyte membrane, the electrolyte membrane on the side peripheral wall and The separated part is covered with a cover, and the air existing between the side peripheral wall and the cover surface of the cover is sucked through the cover with a suction force larger than the suction force through the suction roller. A method for producing an electrolyte / electrode assembly.
請求項1記載の製造方法において、前記サクションローラを加熱することで前記電解質膜に塗布された前記電極ペーストを乾燥することを特徴とする電解質・電極接合体の製造方法。   2. The method of manufacturing an electrolyte / electrode assembly according to claim 1, wherein the electrode paste applied to the electrolyte membrane is dried by heating the suction roller. 電解質膜に電極ペーストを塗布して燃料電池用の電解質・電極接合体を設けるための電解質・電極接合体製造装置であって、
電解質膜が巻回された供給ローラと、
前記供給ローラに巻回された前記電解質膜を、該電解質膜における引き出された一端部側から牽引する牽引手段と、
前記牽引手段で牽引される前記電解質膜を側周壁に吸着するサクションローラと、
前記電解質膜における前記側周壁に吸着された部位に電極ペーストを塗布する塗布手段と、
前記側周壁における前記電解質膜から離間した部位を被覆するカバーと、
前記側周壁と前記カバーの被覆面との間に存在する大気を、前記サクションローラを介する吸引力に比して大きな吸引力で前記カバーを介して吸引することが可能な吸気手段と、
を備えることを特徴とする電解質・電極接合体製造装置。
An electrolyte / electrode assembly manufacturing apparatus for applying an electrode paste to an electrolyte membrane to provide an electrolyte / electrode assembly for a fuel cell,
A supply roller around which an electrolyte membrane is wound;
Pulling means for pulling the electrolyte membrane wound around the supply roller from one end side pulled out of the electrolyte membrane;
A suction roller for adsorbing the electrolyte membrane pulled by the pulling means to a side peripheral wall;
An application means for applying an electrode paste to a portion adsorbed on the side peripheral wall of the electrolyte membrane;
A cover that covers a portion of the side peripheral wall spaced from the electrolyte membrane;
An air intake means capable of sucking the air existing between the side peripheral wall and the cover surface of the cover through the cover with a suction force larger than the suction force through the suction roller;
An apparatus for producing an electrolyte / electrode assembly, comprising:
請求項3記載の製造装置において、前記サクションローラを加熱する加熱手段をさらに有することを特徴とする電解質・電極接合体製造装置。   4. The manufacturing apparatus according to claim 3, further comprising heating means for heating the suction roller.
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