JP5979100B2 - Manufacturing method of membrane electrode assembly and electrolyte membrane winding roller - Google Patents

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Description

本発明は、膜電極接合体の製造方法と電解質膜巻取ローラーに関する。   The present invention relates to a method for producing a membrane electrode assembly and an electrolyte membrane winding roller.

燃料電池に用いられる膜電極接合体（Membrane Electrode Assembly／ＭＥＡ）は、電解質膜の両膜面に、燃料電池反応を促進させるための触媒を担持させたアノードおよびカソードの電極触媒層を接合させている。この膜電極接合体の製造方法としては、長尺状の電解質膜シートと電極触媒層を形成済みの支持シートとを重ね合わせて、電極触媒層を電解質膜面に接合させ、転写ローラーにて転写する手法が提案されている（例えば、特許文献１）。   A membrane electrode assembly (MEA) used in a fuel cell is obtained by joining an electrode catalyst layer of an anode and a cathode carrying a catalyst for promoting a fuel cell reaction on both membrane surfaces of an electrolyte membrane. Yes. As a method for producing this membrane / electrode assembly, a long electrolyte membrane sheet and a support sheet on which an electrode catalyst layer has been formed are overlapped, the electrode catalyst layer is joined to the electrolyte membrane surface, and transferred by a transfer roller. A technique to do this has been proposed (for example, Patent Document 1).

特開２０１０−７３６３９号公報JP 2010-73639 A

電解質膜シートは、通常、膜支持シートの一方のシート面に形成された状態で膜支持シートと共に電解質膜巻取ローラーに巻き取られて、転写ローラーに送り出される。電極触媒層の送り出しと転写が繰り返されて膜電極接合体の製造が進むと、電解質膜シートは、電解質膜巻取ローラーごと交換される。そして、このローラー交換の都度、電解質膜シートの送り出しが終わった電解質膜巻取ローラー（以下、旧ローラーと称する）の電解質膜シート末端と、交換される電解質膜巻取ローラー（以下、新ローラーと称する）の電解質膜シート先端とを継ぐ必要がある。こうしたシート継ぎ作業では、旧ローラーの電解質膜シート末端と新ローラーの電解質膜シート先端の電解質膜シートに作業員の指先が触れたり継ぎ治具が触れたりするため、電解質膜シートにしわや折れを招きかねない。電解質膜シートのしわや折れは、完成品としての燃料電池の発電運転中に繰り返される電解質膜の膨潤と収縮を受けることで、膜損傷の起点となりかねない。こうしたことから、旧ローラーと新ローラーの交換時のシート継ぎ作業では、電解質膜シートのしわや折れが起き得る領域を狭くすることが望ましい。ところが、電解質膜シート末端と電解質膜シート先端とは、共に電解質膜シートが膜支持シートに形成済みであることから、電解質膜シート末端の側だけ、或いは電解質膜シート先端の側だけしか指先等が触れないようにすることは難しく、電解質膜シートのしわや折れが起き得る領域を狭くできないのが実情である。特に、上記した継ぎ作業を、膜支持シートから電解質膜シートを剥がして、膜支持シートごとにおよび電解質膜シートごとに行う場合、膜支持シートから剥がされた電解質膜シートは吸湿によりシート自体がしわになりやすいので、電解質膜シートのしわや折れが顕著となることも懸念される。この他、シートの継ぎ作業の簡略化や、膜電極接合体の製造コストの低減を可能とすることも要請されている。   The electrolyte membrane sheet is usually wound on an electrolyte membrane take-up roller together with the membrane support sheet in a state where it is formed on one surface of the membrane support sheet, and sent out to a transfer roller. When the delivery and transfer of the electrode catalyst layer are repeated to manufacture the membrane electrode assembly, the electrolyte membrane sheet is replaced with the electrolyte membrane winding roller. Each time this roller is exchanged, the electrolyte membrane sheet winding roller (hereinafter referred to as the old roller) where the electrolyte membrane sheet has been delivered is terminated, and the electrolyte membrane winding roller to be replaced (hereinafter referred to as the new roller). The electrolyte membrane sheet tip). In such sheet splicing work, the fingertips of workers and the splicing jig touch the electrolyte membrane sheet at the end of the electrolyte membrane sheet of the old roller and the tip of the electrolyte membrane sheet of the new roller. I could invite you. The wrinkles and folds of the electrolyte membrane sheet may be the starting point of membrane damage due to repeated swelling and shrinkage of the electrolyte membrane during the power generation operation of the finished fuel cell. For these reasons, it is desirable to narrow an area where the electrolyte membrane sheet can be wrinkled or broken in the sheet joining operation when the old roller and the new roller are replaced. However, both the end of the electrolyte membrane sheet and the tip of the electrolyte membrane sheet are already formed on the membrane support sheet, so the fingertips etc. are only on the end side of the electrolyte membrane sheet or only on the end side of the electrolyte membrane sheet. It is difficult to avoid touching, and the actual situation is that the region where the wrinkles and folds of the electrolyte membrane sheet can occur cannot be narrowed. In particular, when the above-mentioned joining operation is performed for each membrane support sheet and each electrolyte membrane sheet by peeling the electrolyte membrane sheet from the membrane support sheet, the electrolyte membrane sheet peeled off from the membrane support sheet is wrinkled by moisture absorption. Therefore, wrinkles and breakage of the electrolyte membrane sheet may be remarkable. In addition, it is also required to simplify the sheet joining operation and to reduce the manufacturing cost of the membrane electrode assembly.

上記した課題の少なくとも一部を達成するために、本発明は、以下の形態として実施することができる。   In order to achieve at least a part of the problems described above, the present invention can be implemented as the following forms.

（１）本発明の一形態によれば、燃料電池用の膜電極接合体を製造する製造方法が提供される。この膜電極接合体の製造方法は、長尺状の電解質膜シートを膜支持シートの一方のシート面に形成した状態で前記膜支持シートと共に巻き取った電解質膜巻取ローラーを準備する工程（１）と、前記膜電極接合体を構成する電極触媒層と前記電解質膜巻取ローラーに巻き取られた前記電解質膜シートとを、対向して回転する一対の転写ローラーに送り出す工程（２）と、該送り出された前記電解質膜シートに、前記転写ローラーにより前記電極触媒層を転写して前記膜電極接合体を形成する工程（３）とを備える。そして、前記工程（１）で準備した前記電解質膜巻取ローラーは、前記電解質膜シートが形成済みの前記膜支持シートと連続するダミーシートを巻取コアに巻き取り済みであり、前記工程（２）では、前記電解質膜巻取ローラーから、前記電解質膜シートを前記膜支持シートと共に前記転写ローラーに送り出し、前記ダミーシートを前記膜支持シートに続いて送り出す。   (1) According to one form of this invention, the manufacturing method which manufactures the membrane electrode assembly for fuel cells is provided. The manufacturing method of this membrane electrode assembly is a process of preparing an electrolyte membrane winding roller in which a long electrolyte membrane sheet is wound together with the membrane support sheet in a state where one sheet surface of the membrane support sheet is formed (1) And a step (2) of feeding the electrode catalyst layer constituting the membrane electrode assembly and the electrolyte membrane sheet wound around the electrolyte membrane winding roller to a pair of opposing transfer rollers, And (3) forming the membrane / electrode assembly by transferring the electrode catalyst layer to the fed electrolyte membrane sheet by the transfer roller. And the said electrolyte membrane winding roller prepared at the said process (1) has wound up the dummy sheet | seat continuous with the said membrane support sheet | seat with which the said electrolyte membrane sheet | seat was already formed around the winding core, The said process (2 ), The electrolyte membrane sheet is sent out from the electrolyte membrane winding roller to the transfer roller together with the membrane support sheet, and the dummy sheet is sent out following the membrane support sheet.

上記の形態の膜電極接合体の製造方法は、旧ローラーと新ローラーの電解質膜巻取ローラーの交換時のシート継ぎ作業の際に、旧ローラー側ではダミーシートをシート末端とするので、新ローラーの側の電解質膜シート先端の側だけでしか、電解質膜シートに指先等が触れないようにする。この結果、上記の形態の膜電極接合体の製造方法によれば、新旧のローラー交換に伴うシート継ぎ作業において、電解質膜シートのしわや折れが起き得る領域を狭くできる。   The manufacturing method of the membrane electrode assembly of the above form is that the new roller uses the dummy sheet as the sheet end on the old roller side during the sheet joining operation when replacing the electrolyte membrane winding roller of the old roller and the new roller. The fingertip or the like is prevented from touching the electrolyte membrane sheet only at the tip side of the electrolyte membrane sheet. As a result, according to the manufacturing method of the membrane electrode assembly of the above aspect, the area where the wrinkling or folding of the electrolyte membrane sheet can occur can be narrowed in the sheet splicing operation accompanying the replacement of the old and new rollers.

（２）上記形態の膜電極接合体の製造方法において、前記ダミーシートのシート長さは、前記電解質膜シートに前記電極触媒層が転写済みのシート状の前記膜電極接合体を巻き取る膜電極接合体巻取ローラーに前記電解質膜巻取ローラーから到るシート搬送経路長以上とされているようにしてもよい。こうすれば、次の利点がある。   (2) In the method of manufacturing a membrane electrode assembly according to the above aspect, the dummy sheet has a sheet length in which the membrane electrode assembly is wound around the electrolyte membrane sheet in which the electrode catalyst layer has been transferred. You may make it be more than the sheet conveyance path | route length which arrives at a conjugate | zygote winding roller from the said electrolyte membrane winding roller. This has the following advantages.

新旧のローラー交換に伴うシート継ぎ作業は、電解質膜巻取ローラーと膜電極接合体巻取ローラーを備える膜電極接合体の製造ラインにおいて、最上流の電解質膜巻取ローラーの近傍でなされる。そうすると、電解質膜巻取ローラーから膜電極接合体巻取ローラーに到るシート搬送経路では、膜支持シートに接合してはいるものの、電極触媒層が未転写の電解質膜シートと電極触媒層が転写済みの電解質膜シートとが残存する。よって、シート継ぎ作業に時間が要すると、電極触媒層が未転写の電解質膜シートのシート表面の乾きにより、シート継ぎ作業完了後に行われる電極触媒層の転写において転写不良が起きることも危惧される。また、シート継ぎ作業の開始時点でシート搬送経路にある電解質膜シートの領域は、シート継ぎ作業完了後に電極転写を受けて膜電極接合体巻取ローラーに巻き取られるものの、シート継ぎ作業の開始時点で既に膜電極接合体巻取ローラーに巻き取り済みの電解質膜シートの領域と異なる環境に置かれるので、膜電極接合体としての均質化が損なわれる可能性がある。しかしながら、上記形態の膜電極接合体の製造方法によれば、シート継ぎ作業において、シート搬送経路にはダミーシートしか残さず、電極触媒層が転写済みの電解質膜シートの領域を全て膜電極接合体巻取ローラーに巻き取り済みとするので、膜電極接合体としての均質化を図ることができる。   The sheet joining operation associated with the replacement of the old and new rollers is performed in the vicinity of the most upstream electrolyte membrane winding roller in the production line of the membrane electrode assembly including the electrolyte membrane winding roller and the membrane electrode assembly winding roller. Then, in the sheet conveyance path from the electrolyte membrane take-up roller to the membrane electrode assembly take-up roller, the electrolyte membrane sheet and the electrode catalyst layer to which the electrode catalyst layer has not been transferred are transferred while being joined to the membrane support sheet. The used electrolyte membrane sheet remains. Therefore, if time is required for the sheet splicing operation, there is a concern that a transfer failure may occur in the transfer of the electrode catalyst layer performed after completion of the sheet splicing operation due to drying of the surface of the electrolyte membrane sheet on which the electrode catalyst layer has not been transferred. In addition, the electrolyte membrane sheet region in the sheet conveyance path at the start of the sheet splicing operation is subjected to electrode transfer after the completion of the sheet splicing operation and is wound around the membrane electrode assembly take-up roller. In this case, the membrane electrode assembly is wound in a different environment from the region of the electrolyte membrane sheet that has already been wound around the membrane electrode assembly winding roller, which may impair homogenization as a membrane electrode assembly. However, according to the method for manufacturing a membrane electrode assembly of the above aspect, in the sheet splicing operation, only the dummy sheet remains in the sheet conveyance path, and the entire area of the electrolyte membrane sheet to which the electrode catalyst layer has been transferred is entirely membrane electrode assembly. Since it has already been wound on the winding roller, homogenization as a membrane electrode assembly can be achieved.

（３）上記のいずれかの形態の膜電極接合体の製造方法において、前記ダミーシートを、前記膜支持シートに継ぐダミー支持シートに前記電解質膜シートに継ぐダミー膜シートを積層した層状シートとしたり、前記膜支持シートの端部側であって、前記電解質膜シートの形成されていない前記膜支持シートの前記シート面に、前記電解質膜シートに継ぐダミー膜シートを積層した層状シートとしてもよい。こうすれば、ダミーシートがシート搬送経路に沿って搬送される間におけるシート送り状態を、膜支持シートに接合した電解質膜シートの送り状態からさほど変える必要がない。よって、上記形態の膜電極接合体の製造方法によれば、シート送り状態を調整するいわゆる段取り作業の不要化もしくは簡便化が可能となり、低コスト化に寄与できる。   (3) In the method for manufacturing a membrane electrode assembly according to any one of the above forms, the dummy sheet may be a layered sheet in which a dummy support sheet joined to the membrane support sheet is laminated with a dummy film sheet joined to the electrolyte membrane sheet. In addition, a layered sheet may be formed by stacking a dummy membrane sheet that is joined to the electrolyte membrane sheet on the sheet surface of the membrane support sheet on which the electrolyte membrane sheet is not formed, on the end side of the membrane support sheet. In this way, it is not necessary to change the sheet feeding state while the dummy sheet is conveyed along the sheet conveying path from the feeding state of the electrolyte membrane sheet joined to the membrane support sheet. Therefore, according to the manufacturing method of the membrane electrode assembly of the said form, the so-called setup operation | work which adjusts a sheet | seat feeding state can be made unnecessary or simplification, and it can contribute to cost reduction.

（４）本発明の他の形態によれば、電解質膜巻取ローラーが提供される。この電解質膜巻取ローラーは、燃料電池用の膜電極接合体を製造するための長尺状の電解質膜シートを巻き取った電解質膜巻取ローラーであって、前記電解質膜シートが一方のシート面に形成された膜支持シートと連続するダミーシートを、巻取コアに巻き取って備え、該ダミーシートに続いて、前記電解質膜シートを前記膜支持シートと共に巻き取って備える。この形態の電解質膜巻取ローラーは、巻き取り済みの電解質膜シートを膜支持シートと共に、先に送り出し、ダミーシートを膜支持シートに続いて送り出す。   (4) According to another aspect of the present invention, an electrolyte membrane winding roller is provided. The electrolyte membrane take-up roller is an electrolyte membrane take-up roller obtained by winding a long electrolyte membrane sheet for manufacturing a membrane electrode assembly for a fuel cell, and the electrolyte membrane sheet is on one sheet surface. A dummy sheet continuous with the film support sheet formed in the above is wound around a winding core and the electrolyte sheet is wound around the dummy sheet together with the film support sheet. In this form of the electrolyte membrane winding roller, the wound electrolyte membrane sheet is sent out together with the membrane support sheet first, and the dummy sheet is sent out following the membrane support sheet.

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、膜電極接合体の製造装置、或いは、膜電極接合体を有する燃料電池の製造装置や製造方法等の形態で実現することができる。   The present invention can be realized in various forms, for example, in the form of a manufacturing apparatus for a membrane electrode assembly or a manufacturing apparatus or a manufacturing method for a fuel cell having a membrane electrode assembly. be able to.

本発明の実施形態としての燃料電池１０を構成する単セル１５を断面視して概略的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematically the cross section of the single cell 15 which comprises the fuel cell 10 as embodiment of this invention. ＭＥＡの構成部材の接合の様子をその寸法状態と合わせて模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the mode of joining of the structural member of MEA together with the dimension state. 燃料電池１０の製造手順を示す説明図である。4 is an explanatory diagram showing a manufacturing procedure of the fuel cell 10. FIG. 電解質膜シート２０Ｓとこれを巻き取り済みの電解質膜シートロール２０Ｒの準備の形態を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the form of preparation of electrolyte membrane sheet 20S and the electrolyte membrane sheet roll 20R which has wound this. アノード支持シートＡｓとこれを巻き取り済みのアノード支持シートロールＡＲの準備の形態を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the form of preparation of the anode support sheet As and the anode support sheet roll AR by which this was wound up. カソード支持シートＣｓとこれを巻き取り済みのカソード支持シートロールＣＲの準備の形態を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the form of preparation of the cathode support sheet Cs and the cathode support sheet roll CR which has wound this. ＭＥＡ製造装置１００の概略構成をローラー交換前後でのシート継ぎの様子と合わせて模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the schematic structure of the MEA manufacturing apparatus 100 together with the state of sheet joining before and after roller replacement. 電解質膜シートロール２０ＲからＭＥＡ巻取ローラー１２３に到るシート搬送経路に沿って延在するダミーシートＤＳの状況を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the condition of the dummy sheet | seat DS extended along the sheet | seat conveyance path from the electrolyte membrane sheet roll 20R to the MEA winding roller 123. FIG. ＭＥＧＡ製造装置３００の概略構成をダミー膜シートＤ２０Ｓの搬送の様子と合わせて模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the schematic structure of the MEGA manufacturing apparatus 300 with the mode of conveyance of the dummy film sheet | seat D20S. 他の実施形態において準備する電解質膜シート２０Ｓとこれを巻き取り済みの電解質膜シートロール２０Ｒの準備の形態を模式的に示すである。The electrolyte membrane sheet 20S prepared in other embodiment and the form of preparation of the electrolyte membrane sheet roll 20R which has wound up this are shown typically.

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。図１は本発明の実施形態としての燃料電池１０を構成する単セル１５を断面視して概略的に示す説明図、図２はＭＥＡの構成部材の接合の様子をその寸法状態と合わせて模式的に示す説明図である。本実施形態の燃料電池１０は、図１に示す構成の単セル１５を対向するセパレーター２５、２６で挟持して、この単セル１５を複数積層したスタック構造の固体高分子型燃料電池である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a single cell 15 constituting a fuel cell 10 as an embodiment of the present invention in a cross-sectional view, and FIG. 2 is a schematic diagram showing the joining state of MEA constituent members together with their dimensions. FIG. The fuel cell 10 of the present embodiment is a solid polymer fuel cell having a stack structure in which a single cell 15 having the configuration shown in FIG. 1 is sandwiched between opposing separators 25 and 26 and a plurality of the single cells 15 are stacked.

単セル１５は、電解質膜２０の両側にアノード２１とカソード２２の両電極を備える。電解質膜２０は、固体高分子材料、例えばフッ素系樹脂により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜であり、湿潤状態で良好な電気伝導性を示す。アノード２１およびカソード２２は、例えば白金、あるいは白金合金等の触媒を担持した導電性の担体、例えばカーボン粒子（以下、触媒担持カーボン粒子と称する）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であり、電解質膜２０の両膜面に接合され電解質膜２０と共に膜電極接合体（ＭＥＡ）を形成する。通常、アイオノマーは、電解質膜２０と同質の固体高分子材料である高分子電解質樹脂（例えばフッ素系樹脂）であり、その有するイオン交換基によりプロトン伝導性を有する。   The single cell 15 includes both electrodes of an anode 21 and a cathode 22 on both sides of the electrolyte membrane 20. The electrolyte membrane 20 is a proton conductive ion exchange membrane formed of a solid polymer material, for example, a fluorine-based resin, and exhibits good electrical conductivity in a wet state. The anode 21 and the cathode 22 are formed by coating a conductive carrier carrying a catalyst such as platinum or a platinum alloy, for example, carbon particles (hereinafter referred to as catalyst-carrying carbon particles) with an ionomer having proton conductivity. The electrode catalyst layer is bonded to both membrane surfaces of the electrolyte membrane 20 and forms a membrane electrode assembly (MEA) together with the electrolyte membrane 20. Usually, the ionomer is a polymer electrolyte resin (for example, a fluorine-based resin) that is a solid polymer material of the same quality as the electrolyte membrane 20, and has proton conductivity due to the ion exchange group that the ionomer has.

この他、単セル１５は、電極形成済みの電解質膜２０を両側から挟持するアノード側ガス拡散層２３とカソード側ガス拡散層２４とセパレーター２５，２６を備え、両ガス拡散層は、対応する電極（アノード２１またはカソード２２）に接合されている。アノード側ガス拡散層２３とカソード側ガス拡散層２４は、ガス透過性を有する導電性部材、例えば、カーボンペーパやカーボンクロス等のカーボン多孔質体や、金属メッシュや発泡金属等の金属多孔質体によって形成される。本実施形態では、電解質膜２０とアノード２１およびカソード２２で形成されるＭＥＡを、アノード側ガス拡散層２３とカソード側ガス拡散層２４で挟持した状態で単セル１５の基幹部位を製造する。よって、ＭＥＡに上記の両ガス拡散層を含めた物をＭＥＧＡ（Membrane-Electrode＆Gas. Diffusion Layer Assembly）と、適宜、称する。   In addition, the single cell 15 includes an anode-side gas diffusion layer 23, a cathode-side gas diffusion layer 24, and separators 25 and 26 that sandwich the electrode-formed electrolyte membrane 20 from both sides. (Anode 21 or cathode 22). The anode side gas diffusion layer 23 and the cathode side gas diffusion layer 24 are conductive members having gas permeability, for example, a carbon porous body such as carbon paper or carbon cloth, or a metal porous body such as metal mesh or foam metal. Formed by. In the present embodiment, the basic part of the single cell 15 is manufactured in a state where the MEA formed by the electrolyte membrane 20, the anode 21 and the cathode 22 is sandwiched between the anode side gas diffusion layer 23 and the cathode side gas diffusion layer 24. Therefore, the MEA including both the gas diffusion layers is appropriately referred to as MEGA (Membrane-Electrode & Gas. Diffusion Layer Assembly).

図２に示すように、アノード２１は、電解質膜２０とほぼ同寸法の矩形形状とされ、カソード２２は、アノード２１より縦横とも短くされている。アノード側ガス拡散層２３とカソード側ガス拡散層２４は、ほぼ同寸法の矩形形状とされ、アノード側ガス拡散層２３は、アノード２１より縦横とも同寸もしくはやや短くされている。カソード側ガス拡散層２４は、アノード側ガス拡散層２３とほぼ同寸法とされている。アノード２１、アノード側ガス拡散層２３等は上記のようにその寸法が相違するが、単セル１５としての組み付け状態では、これらはその周囲において図示しないシール部材にて気密にシールされる。なお、アノード２１の図２において上下に延びる短辺を電解質膜２０の幅より広くしてもよく、こうするには、後述のアノードシート２１Ｓの幅を電解質膜シート２０Ｓより広くして、矩形形状に裁断すればよい。   As shown in FIG. 2, the anode 21 is a rectangular shape having substantially the same dimensions as the electrolyte membrane 20, and the cathode 22 is shorter than the anode 21 both vertically and horizontally. The anode-side gas diffusion layer 23 and the cathode-side gas diffusion layer 24 have a rectangular shape with substantially the same dimensions, and the anode-side gas diffusion layer 23 is the same size or slightly shorter than the anode 21 both vertically and horizontally. The cathode side gas diffusion layer 24 has substantially the same dimensions as the anode side gas diffusion layer 23. Although the dimensions of the anode 21 and the anode-side gas diffusion layer 23 and the like are different as described above, in the assembled state as the single cell 15, they are hermetically sealed around them by a sealing member (not shown). Note that the short side of the anode 21 extending in the vertical direction in FIG. 2 may be made wider than the width of the electrolyte membrane 20, and in order to do this, the anode sheet 21S described later is made wider than the electrolyte membrane sheet 20S to form a rectangular shape. You just cut into.

セパレーター２５は、アノード側ガス拡散層２３の側に、水素を含有する燃料ガスを流すセル内燃料ガス流路４７を備える。セパレーター２６は、カソード側ガス拡散層２４の側に、酸素を含有する酸化ガス（本実施形態では、空気）を流すセル内酸化ガス流路４８を備える。なお、図には記載していないが、隣り合う単セル１５間には、例えば、冷媒が流れるセル間冷媒流路を形成することができる。これらセパレーター２５，２６は、ガス不透過な導電性部材、例えば、カーボンを圧縮してガス不透過とした緻密質カーボンや、焼成カーボン、あるいはステンレス鋼などの金属材料により形成されている。   The separator 25 is provided with an in-cell fuel gas flow channel 47 for flowing a fuel gas containing hydrogen on the anode side gas diffusion layer 23 side. The separator 26 includes an in-cell oxidizing gas flow channel 48 through which an oxidizing gas containing oxygen (air in the present embodiment) flows, on the cathode side gas diffusion layer 24 side. Although not shown in the figure, an inter-cell refrigerant flow path through which a refrigerant flows can be formed between adjacent single cells 15, for example. The separators 25 and 26 are made of a gas-impermeable conductive member, for example, a dense carbon that has been made gas impermeable by compressing carbon, baked carbon, or a metal material such as stainless steel.

図１では図示していないが、セパレーター２５，２６の外周近傍の所定の位置には、複数の孔部が形成されている。これらの複数の孔部は、セパレーター２５，２６が他の部材と共に積層されて燃料電池１０が組み立てられたときに互いに重なって、燃料電池１０内を積層方向に貫通する流路を形成する。すなわち、上記したセル内燃料ガス流路４７やセル内酸化ガス流路４８、あるいはセル間冷媒流路に対して、燃料ガスや酸化ガス、あるいは冷媒を給排するためのマニホールドを形成する。   Although not shown in FIG. 1, a plurality of holes are formed at predetermined positions near the outer peripheries of the separators 25 and 26. The plurality of holes overlap each other when the separators 25 and 26 are laminated together with other members and the fuel cell 10 is assembled to form a flow path that penetrates the fuel cell 10 in the laminating direction. That is, a manifold for supplying and discharging fuel gas, oxidizing gas, or refrigerant is formed with respect to the in-cell fuel gas channel 47, the in-cell oxidizing gas channel 48, or the inter-cell refrigerant channel.

本実施形態の燃料電池１０は、セパレーター２５のセル内燃料ガス流路４７からの水素ガスを、アノード側ガス拡散層２３で拡散ししつつ、アノード２１に供給する。空気については、セパレーター２６のセル内酸化ガス流路４８からの空気を、カソード側ガス拡散層２４で拡散ししつつカソード２２に供給する。こうしたガス供給を受けて、燃料電池１０は、発電し、その発電電力を外部の負荷に与える。   The fuel cell 10 of the present embodiment supplies the hydrogen gas from the in-cell fuel gas channel 47 of the separator 25 to the anode 21 while diffusing in the anode gas diffusion layer 23. As for the air, the air from the in-cell oxidizing gas channel 48 of the separator 26 is supplied to the cathode 22 while being diffused by the cathode side gas diffusion layer 24. Receiving such gas supply, the fuel cell 10 generates power and applies the generated power to an external load.

次に、燃料電池１０の製造方法について説明する。図３は燃料電池１０の製造手順を示す説明図である。図示するように、燃料電池１０を製造するに当たっては、まず、その構成単位である単セル１５を作製する。   Next, a method for manufacturing the fuel cell 10 will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the manufacturing procedure of the fuel cell 10. As shown in the figure, when the fuel cell 10 is manufactured, first, a single cell 15 as a structural unit is manufactured.

単セル１５の作製に当たり、その構成部材を巻き取り済みの電解質膜シートロール２０Ｒとアノード支持シートロールＡＲとカソード支持シートロールＣＲを準備する（ステップＳ１００）。図４は電解質膜シート２０Ｓとこれを巻き取り済みの電解質膜シートロール２０Ｒの準備の形態を模式的に示す説明図、図５はアノード支持シートＡｓとこれを巻き取り済みのアノード支持シートロールＡＲの準備の形態を模式的に示す説明図、図６はカソード支持シートＣｓとこれを巻き取り済みのカソード支持シートロールＣＲの準備の形態を模式的に示す説明図である。   In producing the single cell 15, an electrolyte membrane sheet roll 20R, an anode support sheet roll AR, and a cathode support sheet roll CR, on which the constituent members have been wound, are prepared (step S100). FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing a preparation form of the electrolyte membrane sheet 20S and the electrolyte membrane sheet roll 20R after winding the electrolyte membrane sheet 20S, and FIG. 5 is an anode support sheet As and the anode support sheet roll AR after winding the anode support sheet As. FIG. 6 is an explanatory view schematically showing a preparation form of the cathode support sheet Cs and the cathode support sheet roll CR that has been wound up.

図４に示すように、電解質膜シート２０Ｓは、電解質膜２０の上記の高分子電解質樹脂を用いて、電解質膜形成装置２０Ｍにて、バックシートＢｓのシート面に長尺状に形成される。バックシートＢｓは、電解質膜シート２０Ｓから剥離可能とされ、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＥＴＦＥ（4フッ化エチレン・エチレン共重合樹脂）等のポリエステル系、ポリスチレン等の高分子シートによって、電解質膜シート２０Ｓとほぼ同じ幅で形成される。その後、電解質膜シート２０Ｓが形成済みのバックシートＢｓにダミーシートＤＳを継ぎ、その継ぎ箇所表裏面をテープＴにて接着する。この継ぎ作業は、電解質膜形成装置２０Ｍから得られた電解質膜シート２０Ｓの先端を、バックシートＢｓに接合した状態で図示しない作業台で支持し、ダミーシートＤＳの端部に継ぐことで済む。よって、テープＴによる継ぎ箇所の接着に当たり、電解質膜シート２０Ｓを不用意に指や治具にて触れないようにできる。また、電解質膜シート２０Ｓの先端をバックシートＢｓから剥がすことも無用なため、テープＴによる継ぎ箇所の接着に当たり、電解質膜シート２０Ｓの先端周辺でのしわや折れが起き難い。   As shown in FIG. 4, the electrolyte membrane sheet 20 </ b> S is formed in an elongated shape on the sheet surface of the back sheet Bs by the electrolyte membrane forming apparatus 20 </ b> M using the polymer electrolyte resin of the electrolyte membrane 20. The back sheet Bs can be peeled from the electrolyte membrane sheet 20S. For example, polyester (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate), ETFE (tetrafluoroethylene / ethylene copolymer resin), polystyrene, etc. The polymer sheet is formed with substantially the same width as the electrolyte membrane sheet 20S. After that, the dummy sheet DS is joined to the back sheet Bs on which the electrolyte membrane sheet 20S has been formed, and the joining portion front and back surfaces are bonded with the tape T. This splicing operation can be performed by supporting the tip of the electrolyte membrane sheet 20S obtained from the electrolyte membrane forming apparatus 20M on a work table (not shown) in a state of being joined to the back sheet Bs and joining the end of the dummy sheet DS. Therefore, the adhesive film sheet 20 </ b> S can be prevented from being inadvertently touched with a finger or a jig when the joint portion is adhered by the tape T. In addition, since it is unnecessary to peel off the tip of the electrolyte membrane sheet 20S from the back sheet Bs, when the joint portion is adhered by the tape T, wrinkles or breaks around the tip of the electrolyte membrane sheet 20S hardly occur.

ダミーシートＤＳは、ダミー支持シートＤＢｓとダミー膜シートＤ２０Ｓを積層した層状シートとされ、ダミー支持シートＤＢｓはバックシートＢｓに継がれ、ダミー膜シートＤ２０Ｓは電解質膜シート２０Ｓに継がれる。ダミー支持シートＤＢｓは、バックシートＢｓと同じ厚みもしくは当該シートより若干薄いＰＥＮ製の高分子シートであり、バックシートＢｓと同じ幅とされている。ダミー膜シートＤ２０Ｓは、電解質膜シート２０Ｓと同じ厚みもしくは当該シートより若干薄いＰＥＴ製の高分子シートであり、電解質膜シート２０Ｓと同じ幅とされている。ダミー支持シートＤＢｓとダミー膜シートＤ２０Ｓは、その界面に、接着剤層Ｄｂとセパレーター層Ｄｓとを介在させて積層される。接着剤層Ｄｂは、アクリル系の接着剤からなり、日本工業規格JIS Z0237に準じた剥離強度試験にて規定される２Ｎ程度の粘着力を備える。セパレーター層Ｄｓは、アクリル系、フッ素系の樹脂粉からなり、接着剤層Ｄｂと協働して、ダミー支持シートＤＢｓとダミー膜シートＤ２０Ｓとの接着維持および剥離性確保を図る。これにより、ダミーシートＤＳは、電解質膜シート２０ＳおよびバックシートＢｓに続いて後述のＭＥＡ製造装置１００に送り出される際、電解質膜シート２０Ｓが形成済みのバックシートＢｓの挙動を再現する。具体的には、ダミーシートＤＳは、電解質膜シート２０Ｓが形成済みのバックシートＢｓとほぼ同じ軌跡でＭＥＡ製造装置１００において搬送され、ダミー膜シートＤ２０Ｓからのダミー支持シートＤＢｓの剥離についても、これを、電解質膜シート２０ＳからのバックシートＢｓの剥離とほぼ同じように起こす。なお、接着剤層Ｄｂをダミー支持シートＤＢｓの側に、セパレーター層Ｄｓをダミー膜シートＤ２０Ｓの側としてもよい。   The dummy sheet DS is a layered sheet in which a dummy support sheet DBs and a dummy film sheet D20S are laminated. The dummy support sheet DBs is joined to the back sheet Bs, and the dummy film sheet D20S is joined to the electrolyte membrane sheet 20S. The dummy support sheet DBs is a polymer sheet made of PEN having the same thickness as the back sheet Bs or slightly thinner than the sheet, and has the same width as the back sheet Bs. The dummy membrane sheet D20S is a polymer sheet made of PET having the same thickness as or slightly thinner than the electrolyte membrane sheet 20S, and has the same width as the electrolyte membrane sheet 20S. The dummy support sheet DBs and the dummy film sheet D20S are laminated at the interface with the adhesive layer Db and the separator layer Ds interposed therebetween. The adhesive layer Db is made of an acrylic adhesive and has an adhesive strength of about 2N defined by a peel strength test according to Japanese Industrial Standard JIS Z0237. The separator layer Ds is made of acrylic resin or fluorine resin powder, and in cooperation with the adhesive layer Db, maintains the adhesion between the dummy support sheet DBs and the dummy film sheet D20S and ensures releasability. Thereby, when the dummy sheet DS is sent to the MEA manufacturing apparatus 100 described later following the electrolyte membrane sheet 20S and the backsheet Bs, the dummy sheet DS reproduces the behavior of the backsheet Bs on which the electrolyte membrane sheet 20S has been formed. Specifically, the dummy sheet DS is transported in the MEA manufacturing apparatus 100 along substantially the same locus as the back sheet Bs on which the electrolyte membrane sheet 20S has been formed, and this also applies to the separation of the dummy support sheet DBs from the dummy membrane sheet D20S. Is caused in substantially the same manner as the peeling of the back sheet Bs from the electrolyte membrane sheet 20S. The adhesive layer Db may be on the dummy support sheet DBs side, and the separator layer Ds may be on the dummy film sheet D20S side.

上記のダミーシートＤＳは、ＭＥＡ製造装置１００における電解質膜シートロール２０Ｒから後述のＭＥＡ巻取ローラー１２３に到るまでの電解質膜シート２０Ｓのシート搬送経路長２０ＦＬより長いシート長ＳＬで準備され、既述したように電解質膜シート２０ＳおよびバックシートＢｓに継がれる。そして、電解質膜シートロール２０Ｒの巻取コア２０Ｒｃを回転させて、既述したように継がれたダミーシートＤＳを最初に巻き取る。次いで、巻取コア２０Ｒｃの回転を継続することで、ダミーシートＤＳに継がれた電解質膜シート２０ＳをバックシートＢｓと共に巻き取ることで、電解質膜シートロール２０Ｒが準備される。この電解質膜シートロール２０Ｒは、電解質膜シート２０Ｓが形成済みのバックシートＢｓに続いて、ダミーシートＤＳを送り出す。   The dummy sheet DS is prepared with a sheet length SL longer than the sheet conveyance path length 20FL of the electrolyte membrane sheet 20S from the electrolyte membrane sheet roll 20R in the MEA manufacturing apparatus 100 to the MEA winding roller 123 described later. As described above, the electrolyte membrane sheet 20S and the back sheet Bs are succeeded. Then, the winding core 20Rc of the electrolyte membrane sheet roll 20R is rotated to wind up the dummy sheet DS that has been joined as described above. Next, by continuing the rotation of the winding core 20Rc, the electrolyte membrane sheet roll 20R is prepared by winding up the electrolyte membrane sheet 20S that has been joined to the dummy sheet DS together with the back sheet Bs. The electrolyte membrane sheet roll 20R sends out a dummy sheet DS following the back sheet Bs on which the electrolyte membrane sheet 20S has been formed.

図５に示すように、アノード支持シートＡｓは、触媒担持カーボン粒子とアイオノマーとを分散させた触媒インクを適宜な塗工機器にてシート表面に連続的に塗工される。その後の乾燥を経て、長尺状のアノードシート２１Ｓがアノード支持シートＡｓに形成される。アノードシート２１Ｓは、図中の側面断面視に示すように、アノード支持シートＡｓのシート幅より狭くされ、上記した寸法関係で形成される。アノード支持シートＡｓは、シート状に連続形成済みのアノードシート２１Ｓに対して剥離可能であり、アノードシート２１Ｓが未形成の領域をダミーアノード支持シートＤＡｓとする。アノード支持シートＡｓおよびダミーアノード支持シートＤＡｓは、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＥＴＦＥ等のポリエステル系、ポリスチレン等の高分子シートによって、電解質膜シートロール２０ＲにおけるダミーシートＤＳとほぼ同寸に形成され、ダミーアノード支持シートＤＡｓは、シート搬送経路長２０ＦＬを超えるシート長ＳＬを有する。そして、アノード支持シートロールＡＲの巻取コアＡＲｃを回転させて、ダミーアノード支持シートＤＡｓを最初に巻き取る。次いで、巻取コアＡＲｃの回転を継続することで、ダミーアノード支持シートＤＡｓに継がれたアノード支持シートＡｓをアノードシート２１Ｓと共に巻き取ることで、アノード支持シートロールＡＲが準備される。このアノード支持シートロールＡＲは、アノードシート２１Ｓが形成済みのアノード支持シートＡｓに続いて、ダミーアノード支持シートＤＡｓを送り出す。   As shown in FIG. 5, the anode support sheet As is continuously coated on the sheet surface with a catalyst ink in which catalyst-supported carbon particles and ionomers are dispersed by an appropriate coating device. After the subsequent drying, the long anode sheet 21S is formed on the anode support sheet As. As shown in the side sectional view in the drawing, the anode sheet 21S is narrower than the sheet width of the anode support sheet As and is formed in the above-described dimensional relationship. The anode support sheet As can be peeled off from the anode sheet 21S that has been continuously formed in a sheet shape, and a region in which the anode sheet 21S is not formed is referred to as a dummy anode support sheet DAs. The anode support sheet As and the dummy anode support sheet DAs are substantially the same as the dummy sheet DS in the electrolyte membrane sheet roll 20R by a polyester sheet such as PTFE (polytetrafluoroethylene), PET, PEN, ETFE, or a polymer sheet such as polystyrene. The dummy anode support sheet DAs has a sheet length SL exceeding the sheet conveyance path length 20FL. Then, the winding core ARc of the anode support sheet roll AR is rotated to wind up the dummy anode support sheet DAs first. Next, the anode support sheet roll AR is prepared by continuing the rotation of the winding core ARc to wind up the anode support sheet As continued to the dummy anode support sheet DAs together with the anode sheet 21S. The anode support sheet roll AR sends out the dummy anode support sheet DAs following the anode support sheet As on which the anode sheet 21S has been formed.

図６に示すように、カソード支持シートＣｓは、一方のシート面に、カソード２２を点在させて備え、カソード２２の点在形成済みの状態でロール状に巻き取られ、カソード支持シートロールＣＲとして準備される。カソード２２は、上記の触媒インクを適宜な塗工機器にてカソード支持シートＣｓに間欠的に塗工し、その後の乾燥を経て形成される。カソード２２の点在形成に当たっては、図示するようにマスクＭを用いて、カソード２２の矩形形状を確定する。カソード支持シートＣｓは、点在形成済みのカソード２２に対して剥離可能であり、カソード２２が未形成の領域をダミーカソード支持シートＤＣｓとする。カソード支持シートＣｓおよびダミーカソード支持シートＤＣｓは、ＰＴＦＥ、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＥＴＦＥ等のポリエステル系、ポリスチレン等の高分子シートによって、電解質膜シートロール２０ＲにおけるダミーシートＤＳとほぼ同寸に形成され、ダミーカソード支持シートＤＣｓは、シート搬送経路長２０ＦＬを超えるシート長ＳＬを有する。そして、カソード支持シートロールＣＲの巻取コアＣＲｃを回転させて、ダミーカソード支持シートＤＣｓを最初に巻き取る。次いで、巻取コアＣＲｃの回転を継続することで、ダミーカソード支持シートＤＣｓに継がれたカソード支持シートＣｓをカソード２２と共に巻き取ることで、カソード支持シートロールＣＲが準備される。このカソード支持シートロールＣＲは、カソード２２が点在形成済みのカソード支持シートＣｓに続いて、ダミーカソード支持シートＤＣｓを送り出す。なお、カソード２２の形成対象は、後に剥離除去されるカソード支持シートＣｓであることから、マスクＭの使用に伴う表面損傷はＭＥＡに影響を与えない。カソード２２にあっても、図中の側面断面視に示すように、カソード支持シートＣｓのシート幅より狭くされ、上記した寸法関係で形成される。また、カソード支持シートＣｓおよびアノード支持シートＡｓにあっては、ダミーカソード支持シートＤＣｓやダミーアノード支持シートＤＡｓを有しない形態とすることもできる。   As shown in FIG. 6, the cathode support sheet Cs is provided with the cathode 22 interspersed on one sheet surface, and is wound in a roll shape with the cathode 22 interspersed with the cathode support sheet roll CR. Prepared as. The cathode 22 is formed by intermittently applying the above-described catalyst ink to the cathode support sheet Cs with an appropriate application device, followed by drying. In forming the cathodes 22 in a dotted manner, the rectangular shape of the cathodes 22 is determined using a mask M as shown. The cathode support sheet Cs can be peeled from the scattered cathodes 22, and a region where the cathode 22 is not formed is used as a dummy cathode support sheet DCs. The cathode support sheet Cs and the dummy cathode support sheet DCs are formed to be approximately the same size as the dummy sheet DS in the electrolyte membrane sheet roll 20R by using a polyester sheet such as PTFE, PET, PEN, or ETFE, or a polymer sheet such as polystyrene. The cathode support sheet DCs has a sheet length SL exceeding the sheet conveyance path length 20FL. Then, the winding core CRc of the cathode support sheet roll CR is rotated to wind up the dummy cathode support sheet DCs first. Next, the cathode support sheet roll CR is prepared by continuing the rotation of the winding core CRc to wind up the cathode support sheet Cs continued to the dummy cathode support sheet DCs together with the cathode 22. The cathode support sheet roll CR sends out the dummy cathode support sheet DCs following the cathode support sheet Cs on which the cathodes 22 are formed. Since the cathode 22 is formed on the cathode support sheet Cs that is peeled and removed later, the surface damage caused by the use of the mask M does not affect the MEA. Even in the cathode 22, as shown in the side sectional view in the figure, the cathode support sheet Cs is made narrower than the sheet width and formed in the above-described dimensional relationship. Further, the cathode support sheet Cs and the anode support sheet As can be configured to have no dummy cathode support sheet DCs or dummy anode support sheet DAs.

このように電解質膜シート２０Ｓやアノードシート２１Ｓ或いはカソード２２を形成しながら上記の各シートロールを準備するほか、電解質膜シート２０Ｓが形成済みでロール状に巻き取られた電解質膜シートロール２０Ｒや、アノード支持シートロールＡＲおよびカソード支持シートロールＣＲを購入準備し、各ローラーに対応したダミーシートを継いだ上で、ダミーシートから巻き直すようにしてもよい。なお、アノード側およびカソード側の拡散層については、導電性で多孔質の基材、例えばカーボンクロスを上記の矩形サイズで一枚ずつ準備される（図示略）。セパレーター２５、２６については、それぞれセル内燃料ガス流路４７、４８を有する形態で準備される（図示略）。   In addition to preparing each of the above sheet rolls while forming the electrolyte membrane sheet 20S, the anode sheet 21S, or the cathode 22 in this way, the electrolyte membrane sheet roll 20R in which the electrolyte membrane sheet 20S has been formed and wound into a roll shape, The anode support sheet roll AR and the cathode support sheet roll CR may be prepared for purchase, and the dummy sheets corresponding to the respective rollers may be joined, and then rewound from the dummy sheets. For the anode-side and cathode-side diffusion layers, a conductive and porous base material, such as carbon cloth, is prepared one by one in the above rectangular size (not shown). The separators 25 and 26 are prepared in a form having in-cell fuel gas flow paths 47 and 48 (not shown).

上記のステップＳ１００に続いて、電解質膜シート２０Ｓが形成済みのバックシートＢｓと、アノードシート２１Ｓが形成済みのアノード支持シートＡｓおよびカソード２２が間欠形成済みの積層済みカソード支持シートＣｓとを転写対象シートとして、ＭＥＡを作製する（ステップＳ１１０）。本実施形態では、シート状のＭＥＡを作製すべく、ＭＥＡ製造装置１００を用いた。図７はＭＥＡ製造装置１００の概略構成をローラー交換前後でのシート継ぎの様子と合わせて模式的に示す説明図である。このＭＥＡ製造装置１００は、アノード転写機構部１１０と、カソード転写機構部１２０と、制御装置２００とを備える。なお、電解質膜シート２０Ｓは、バックシートＢｓに形成済みであるが、図７では、電解質膜シート２０ＳとバックシートＢｓとを、図示の都合から、離間させている。他のシートについても同様である。   Subsequent to step S100, the back sheet Bs on which the electrolyte membrane sheet 20S has been formed, the anode support sheet As on which the anode sheet 21S has been formed, and the laminated cathode support sheet Cs on which the cathode 22 has been intermittently formed are transferred. An MEA is produced as a sheet (step S110). In this embodiment, the MEA manufacturing apparatus 100 is used to produce a sheet-like MEA. FIG. 7 is an explanatory view schematically showing a schematic configuration of the MEA manufacturing apparatus 100 together with sheet joining before and after roller replacement. The MEA manufacturing apparatus 100 includes an anode transfer mechanism unit 110, a cathode transfer mechanism unit 120, and a control device 200. The electrolyte membrane sheet 20S is already formed on the back sheet Bs, but in FIG. 7, the electrolyte membrane sheet 20S and the back sheet Bs are separated from each other for the convenience of illustration. The same applies to other sheets.

アノード転写機構部１１０は、その上流側から、電解質膜シートロール２０Ｒと、アノード支持シートロールＡＲと、第１転写ローラー１１２と、第１剥離ローラー１１３と、第２剥離ローラー１１４とを備える。電解質膜シートロール２０Ｒは、制御装置２００の制御を受けて回転し、図示しないローラー下流の案内ローラーおよび駆動ローラーと協働して、電解質膜シートロール２０ＲをバックシートＢｓと共に第１転写ローラー１１２に送り出す。アノード支持シートロールＡＲは、制御装置２００の制御を受けて回転し、図示しないローラー下流の案内ローラーおよび駆動ローラーと協働して、アノードシート２１Ｓをアノード支持シートＡｓと共に第１転写ローラー１１２に送り出す。こうしたシート送り出しの際、電解質膜シートロール２０Ｒとアノード支持シートロールＡＲは、既述した案内ローラーによるシート案内により、電解質膜シート２０Ｓとアノードシート２１Ｓとが接合するよう、バックシートＢｓとアノード支持シートＡｓとを第１転写ローラー１１２に送り出す。   The anode transfer mechanism 110 includes an electrolyte membrane sheet roll 20R, an anode support sheet roll AR, a first transfer roller 112, a first peeling roller 113, and a second peeling roller 114 from the upstream side. The electrolyte membrane sheet roll 20R rotates under the control of the control device 200, and cooperates with a guide roller and a drive roller downstream of a roller (not shown) to move the electrolyte membrane sheet roll 20R together with the back sheet Bs to the first transfer roller 112. Send it out. The anode support sheet roll AR rotates under the control of the control device 200, and sends the anode sheet 21S together with the anode support sheet As and the first transfer roller 112 in cooperation with a guide roller and a drive roller downstream of the roller (not shown). . During such sheet feeding, the electrolyte membrane sheet roll 20R and the anode support sheet roll AR are connected to the back sheet Bs and the anode support sheet so that the electrolyte membrane sheet 20S and the anode sheet 21S are joined by the sheet guidance by the guide roller described above. As is sent to the first transfer roller 112.

第１転写ローラー１１２は、対向して回転する一対の転写ローラーとして構成されて両ローラーの接合箇所を転写圧着箇所とし、一方の転写ローラーにて押圧力を付与する。第１転写ローラー１１２を構成する両ローラーは、制御装置２００の制御を受けて逆向きに回転し、バックシートＢｓとアノード支持シートＡｓとを、電解質膜シート２０Ｓとアノードシート２１Ｓとが接合した状態のまま転写圧着箇所に引き込んで、電解質膜シート２０Ｓにアノードシート２１Ｓを転写し、下流に搬送する。押圧力を付与する側のローラーは、良伝熱性の金属製のローラー、例えばニッケル系の金属ローラーとして構成され、図示しない熱源からの熱を受けて発熱する。そして、この押圧力付与ローラーは、バックシートＢｓから電解質膜シート２０Ｓおよびこれに接合したアノードシート２１Ｓを加熱しつつ、他方の転写ローラー（押圧案内ローラー）の側に向けて転写押圧力を付与する。押圧力付与ローラーの発熱状況や付与する転写押圧力は、制御装置２００により制御される。押圧案内ローラーは、軽量な金属製のコアローラーの表面を耐熱性のゴム表皮層で被覆して構成され、押圧力付与ローラーの及ぼす転写押圧力を受け止める。   The first transfer roller 112 is configured as a pair of transfer rollers that rotate in opposition to each other, and a joining portion between both rollers is used as a transfer pressure bonding portion, and a pressing force is applied by one transfer roller. Both rollers constituting the first transfer roller 112 rotate in the reverse direction under the control of the control device 200, and the electrolyte membrane sheet 20S and the anode sheet 21S are joined to the back sheet Bs and the anode support sheet As. The anode sheet 21S is transferred to the electrolyte membrane sheet 20S and conveyed downstream by being drawn into the transfer pressure bonding portion as it is. The roller on the side to which the pressing force is applied is configured as a highly heat conductive metal roller, for example, a nickel metal roller, and generates heat upon receiving heat from a heat source (not shown). The pressing force applying roller applies a transfer pressing force toward the other transfer roller (pressing guide roller) while heating the electrolyte membrane sheet 20S and the anode sheet 21S bonded thereto from the back sheet Bs. . The heat generation state of the pressing force application roller and the transfer pressing force to be applied are controlled by the control device 200. The pressure guide roller is configured by covering the surface of a lightweight metal core roller with a heat-resistant rubber skin layer, and receives the transfer pressing force exerted by the pressing force applying roller.

第１剥離ローラー１１３は、制御装置２００の制御を受けて回転し、アノードシート２１Ｓを電解質膜シート２０Ｓに転写済みの積層状シートからアノード支持シートＡｓを剥離して、当該支持シートを図示しない回収ローラーに送り出す。第２剥離ローラー１１４は、制御装置２００の制御を受けて回転し、積層状シートからバックシートＢｓを剥離して、このバックシートを図示しない回収ローラーに送り出す。このため、アノード転写機構部１１０は、電解質膜シート２０Ｓとアノードシート２１Ｓとが積層しただけの積層状シート（以下、アノード転写済みシートＡｓと称する）を、カソード転写機構部１２０に送り出す。なお、上記した各剥離ローラーの前後には、テンションを掛けつつ積層シートを下流側に搬送する図示しない搬送ローラーが適宜、配設されている。   The first peeling roller 113 rotates under the control of the control device 200, peels the anode support sheet As from the laminated sheet having the anode sheet 21S transferred to the electrolyte membrane sheet 20S, and collects the support sheet (not shown). Send to the roller. The second peeling roller 114 rotates under the control of the control device 200, peels the back sheet Bs from the laminated sheet, and sends the back sheet to a collection roller (not shown). For this reason, the anode transfer mechanism unit 110 sends a laminated sheet (hereinafter referred to as an anode-transferred sheet As) in which the electrolyte membrane sheet 20S and the anode sheet 21S are stacked to the cathode transfer mechanism unit 120. In addition, before and after each of the above-described peeling rollers, a transport roller (not shown) that transports the laminated sheet to the downstream side while applying tension is appropriately disposed.

カソード転写機構部１２０は、アノード転写機構部１１０の下流側に配設され、カソード支持シートロールＣＲと、第２転写ローラー１２２と、ＭＥＡ巻取ローラー１２３とを備え、当該巻取ローラーに到るシート搬送経路の適宜箇所に、テンションを掛けつつ積層シートを下流側に搬送する図示しない搬送ローラーを有する。カソード支持シートロールＣＲは、制御装置２００の制御を受けて回転し、カソード２２をカソード支持シートＣｓと共に第２転写ローラー１２２に送り出す。こうしたシート送り出しの際、カソード支持シートロールＣＲは、カソード支持シートＣｓが第２転写ローラー１２２の図における上方側の押圧案内ローラーの表面に接合し、カソード２２が露出するよう、カソード支持シートＣｓを第２転写ローラー１２２に送り出す。そして、カソード２２は、第２転写ローラー１２２における転写圧着箇所の手前で、積層状シートの電解質膜シート２０Ｓと接合し、その状態のまま、第２転写ローラー１２２に引き込まれる。   The cathode transfer mechanism unit 120 is disposed on the downstream side of the anode transfer mechanism unit 110 and includes a cathode support sheet roll CR, a second transfer roller 122, and an MEA winding roller 123, and reaches the winding roller. A transport roller (not shown) that transports the laminated sheet to the downstream side while applying tension is provided at an appropriate position in the sheet transport path. The cathode support sheet roll CR rotates under the control of the control device 200 and sends the cathode 22 to the second transfer roller 122 together with the cathode support sheet Cs. During such sheet feeding, the cathode support sheet roll CR is bonded to the surface of the upper pressure guide roller in the drawing of the second transfer roller 122 so that the cathode 22 is exposed so that the cathode 22 is exposed. It is sent out to the second transfer roller 122. Then, the cathode 22 is joined to the electrolyte membrane sheet 20 </ b> S of the laminated sheet before the transfer pressure bonding portion in the second transfer roller 122, and is drawn into the second transfer roller 122 in that state.

第２転写ローラー１２２は、既述した第１転写ローラー１１２と同様、一方を押圧力付与ローラーとし、他方を押圧案内ローラーとして両ローラーを対向して備え、この両ローラーの接合箇所を転写圧着箇所とする。押圧力付与ローラーと押圧案内ローラーの両ローラーは、制御装置２００の制御を受けて逆向きに回転し、カソード支持シートロールＣＲからのカソード支持シートＣｓとアノード転写済みシートＡｓとを、カソード２２が電解質膜シート２０Ｓに接合した状態のまま転写圧着箇所に引き込んで、電解質膜シート２０Ｓにカソード２２を転写する。このカソード転写により、電解質膜２０の表裏面にアノード２１（詳しくは、アノードシート２１Ｓ）とカソード２２とを接合したシート状のＭＥＡが得られる。第２転写ローラー１２２によるこうしたシート引き込みと転写は、第１転写ローラー１１２と同様になされ、アノードシート２１Ｓが押圧力付与ローラーのローラー表面の側に位置し、カソード支持シートＣｓが押圧案内ローラーのローラー表面の側に位置するようにして行われる。この場合、図における下方側の押圧力付与ローラーは、第１転写ローラー１１２における押圧力付与ローラーと同様、アノードシート２１Ｓから電解質膜シート２０Ｓおよびこれに接合したカソード２２を加熱しつつ、押圧案内ローラーの側に向けて転写押圧力を付与する。押圧力付与ローラーの発熱状況や付与する転写押圧力は、制御装置２００により制御される。本実施形態では、アノード転写機構部１１０とカソード転写機構部１２０とにおける電極転写に当たり、転写温度を１００〜１８０℃とし、押圧力付与に基づく転写圧力を面圧換算で０．１〜１０ＭＰａとした。ダミーシートＤＳのダミー膜シートＤ２０Ｓおよびダミー支持シートＤＢｓは、こうした熱転写に対して耐性を有する。   Similar to the first transfer roller 112 described above, the second transfer roller 122 includes one roller serving as a pressing force application roller and the other serving as a pressure guide roller. The two transfer rollers are opposed to each other. And Both the pressing force applying roller and the pressing guide roller rotate in the opposite directions under the control of the control device 200, and the cathode 22 receives the cathode supporting sheet Cs and the anode transferred sheet As from the cathode supporting sheet roll CR. The cathode 22 is transferred to the electrolyte membrane sheet 20 </ b> S by being drawn into the transfer pressure bonding portion while being joined to the electrolyte membrane sheet 20 </ b> S. By this cathode transfer, a sheet-like MEA in which the anode 21 (specifically, the anode sheet 21S) and the cathode 22 are joined to the front and back surfaces of the electrolyte membrane 20 is obtained. Such sheet pull-in and transfer by the second transfer roller 122 is performed in the same manner as the first transfer roller 112, the anode sheet 21S is positioned on the roller surface side of the pressing force application roller, and the cathode support sheet Cs is the roller of the pressing guide roller. It is performed so that it is located on the side of the surface. In this case, the pressing force applying roller on the lower side in the drawing is the same as the pressing force applying roller in the first transfer roller 112, while pressing the electrolyte membrane sheet 20S from the anode sheet 21S and the cathode 22 bonded thereto, while pressing the guide roller A transfer pressing force is applied toward this side. The heat generation state of the pressing force application roller and the transfer pressing force to be applied are controlled by the control device 200. In the present embodiment, the transfer temperature is set to 100 to 180 ° C. and the transfer pressure based on the pressing force is set to 0.1 to 10 MPa in terms of surface pressure when performing electrode transfer in the anode transfer mechanism unit 110 and the cathode transfer mechanism unit 120. . The dummy film sheet D20S and the dummy support sheet DBs of the dummy sheet DS are resistant to such thermal transfer.

第２転写ローラー１２２は、カソード２２を転写済みのシート状のＭＥＡを、ＭＥＡ巻取ローラー１２３に搬送し、ＭＥＡ巻取ローラー１２３は、シート状のＭＥＡを巻き取る。こうして巻き取られたシート状のＭＥＡは、図２に示す矩形形状に裁断したＭＥＡとしてＭＥＧＡの作製に用いられるほか、シート形態のままＭＥＧＡの作製に用いることもできる。また、ＭＥＡ巻取ローラー１２３に巻き取った半製品のシート状のＭＥＡとして、燃料電池製造ラインに出荷することもできる。   The second transfer roller 122 conveys the sheet-like MEA to which the cathode 22 has been transferred to the MEA take-up roller 123, and the MEA take-up roller 123 takes up the sheet-like MEA. The sheet-like MEA wound up in this way can be used for the production of MEGA as an MEA cut into a rectangular shape shown in FIG. 2, and can also be used for the production of MEGA in the form of a sheet. Moreover, it can also ship to a fuel cell manufacturing line as the sheet-like MEA of the semi-finished product wound up by the MEA winding roller 123. FIG.

制御装置２００は、論理演算を実行するＣＰＵや、ＲＯＭ、ＲＡＭを有するコンピューターとして構成され、図示しない各種スイッチやセンサーの入力を受けつつ、既述した各ローラーの回転速度を調整制御するほか、第１転写ローラー１１２と第２転写ローラー１２２における押圧力付与ローラーの発熱状態についても、これを制御する。   The control device 200 is configured as a computer having a CPU that executes logical operations, a ROM, and a RAM, and adjusts and controls the rotation speed of each roller described above while receiving inputs from various switches and sensors (not shown). This also controls the heat generation state of the pressing force applying rollers in the first transfer roller 112 and the second transfer roller 122.

上記機器構成のＭＥＡ製造装置１００にて、一つの電解質膜シートロール２０Ｒに巻き取り済みの電解質膜シート２０Ｓに対してのアノードシート２１Ｓおよびカソード２２の転写が終了する転写終盤では、電解質膜シートロール２０Ｒは、電解質膜シート２０Ｓが形成済みのバックシートＢｓに続いてダミーシートＤＳを送り出す。このダミーシートＤＳの送り出し開始時では、図７のＪ１に示すように、テープＴにて電解質膜シート２０ＳとバックシートＢｓに継がれたダミーシートＤＳが、電解質膜シート２０Ｓの搬送経路に沿って下流に送り出される。アノード支持シートロールＡＲは、ダミーシートＤＳの送り出しとほぼ同じタイミングで、アノードシート２１Ｓが形成済みのアノード転写済みシートＡｓに続いてダミーアノード支持シートＤＡｓ（図５参照）を送り出す。   In the MEA manufacturing apparatus 100 having the above-described apparatus configuration, at the end of transfer in which the transfer of the anode sheet 21S and the cathode 22 to the electrolyte membrane sheet 20S wound up around one electrolyte membrane sheet roll 20R is completed, the electrolyte membrane sheet roll 20R sends out the dummy sheet DS following the back sheet Bs on which the electrolyte membrane sheet 20S has been formed. At the start of sending out the dummy sheet DS, as shown in J1 of FIG. 7, the dummy sheet DS joined to the electrolyte membrane sheet 20S and the back sheet Bs by the tape T is along the conveyance path of the electrolyte membrane sheet 20S. Sent downstream. The anode support sheet roll AR sends out the dummy anode support sheet DAs (see FIG. 5) following the anode transferred sheet As on which the anode sheet 21S has been formed at substantially the same timing as the sending of the dummy sheet DS.

電解質膜シート２０Ｓが形成済みのバックシートＢｓとダミーシートＤＳの送り出しが継続すると、電解質膜シート２０Ｓが形成済みのバックシートＢｓについては、カソード２２の転写を経てシート状のＭＥＡとしてＭＥＡ巻取ローラー１２３に巻き取られる。ダミーシートＤＳは、カソード転写機構部１２０を通過した後に、図７のＪ２に示すように、シート状のＭＥＡに続いてＭＥＡ巻取ローラー１２３に巻き取られ、電解質膜シートロール２０ＲからＭＥＡ巻取ローラー１２３に到るシート搬送経路に沿って延在する。カソード支持シートロールＣＲは、ダミーシートＤＳがカソード転写機構部１２０の第２転写ローラー１２２に到達するタイミングで、カソード２２が間欠形成済みのカソード支持シートＣｓに続いてダミーカソード支持シートＤＣｓ（図６参照）を第２転写ローラー１２２に送り出す。   When the feeding of the back sheet Bs on which the electrolyte membrane sheet 20S has been formed and the dummy sheet DS continues, the back sheet Bs on which the electrolyte membrane sheet 20S has been formed is transferred to the cathode 22 and transferred to the MEA winding roller as a sheet-like MEA. 123 is wound up. After passing through the cathode transfer mechanism 120, the dummy sheet DS is wound around the MEA winding roller 123 subsequent to the sheet-shaped MEA, as shown by J2 in FIG. 7, and the MEA winding from the electrolyte membrane sheet roll 20R. It extends along the sheet conveyance path to the roller 123. The cathode support sheet roll CR is a timing at which the dummy sheet DS reaches the second transfer roller 122 of the cathode transfer mechanism unit 120, and then the cathode support sheet Cs on which the cathode 22 is intermittently formed, followed by the dummy cathode support sheet DCs (FIG. 6). (See) is sent to the second transfer roller 122.

図８は電解質膜シートロール２０ＲからＭＥＡ巻取ローラー１２３に到るシート搬送経路に沿って延在するダミーシートＤＳの状況を模式的に示す説明図である。この図８は、シート搬送とシート接合、並びにシート形態の様子を模式的に示しており、実際のダミーシートＤＳやダミーカソード支持シートＤＣｓ等の厚みや縦横サイズを反映したものではない。図示するように、電解質膜シートロール２０Ｒの下流では、ダミーシートＤＳは単独で搬送されつつあり、第１転写ローラー１１２の下流では、ダミーシートＤＳは、そのダミー支持シートＤＢｓにダミーアノード支持シートＤＡｓが重なった状態で搬送される。アノード支持シートロールＡＲは、既述したように電解質膜シートロール２０ＲからのダミーシートＤＳの送り出しとほぼ同じタイミングで、アノードシート２１Ｓ未形成のダミーアノード支持シートＤＡｓ（図５参照）を送り出すので、ダミーシートＤＳには、第１転写ローラー１１２でアノードシート２１Ｓが転写されない。なお、アノード支持シートＡｓがダミーアノード支持シートＤＡｓを有しない形態であれば、ダミーシートＤＳにアノードシート２１Ｓが転写されるが、ダミーシートＤＳの送り出しに支障は無い。   FIG. 8 is an explanatory diagram schematically showing the situation of the dummy sheet DS extending along the sheet conveyance path from the electrolyte membrane sheet roll 20R to the MEA take-up roller 123. FIG. 8 schematically shows the state of sheet conveyance, sheet bonding, and sheet form, and does not reflect the thickness and vertical / horizontal size of the actual dummy sheet DS, dummy cathode support sheet DCs, and the like. As shown in the drawing, the dummy sheet DS is being conveyed alone downstream of the electrolyte membrane sheet roll 20R, and the dummy sheet DS is placed on the dummy support sheet DBs and the dummy anode support sheet DAs downstream of the first transfer roller 112. Are transported in a state of overlapping. As described above, the anode support sheet roll AR sends out the dummy anode support sheet DAs (see FIG. 5) in which the anode sheet 21S is not formed at substantially the same timing as the delivery of the dummy sheet DS from the electrolyte membrane sheet roll 20R. The anode sheet 21 </ b> S is not transferred to the dummy sheet DS by the first transfer roller 112. If the anode support sheet As does not have the dummy anode support sheet DAs, the anode sheet 21S is transferred to the dummy sheet DS, but there is no problem in feeding the dummy sheet DS.

ダミーシートＤＳは、第１剥離ローラー１１３にてダミーアノード支持シートＤＡｓが剥離されて、第２剥離ローラー１１４に搬送され、第２剥離ローラー１１４にてダミー支持シートＤＢｓが剥離される。よって、第２剥離ローラー１１４の下流では、ダミー膜シートＤ２０Ｓ単独となり、シート面の接着剤層Ｄｂをダミーカソード支持シートＤＣｓの側に向けて、第２転写ローラー１２２に搬送される。そして、第２転写ローラー１２２の下流では、ダミーシートＤＳにおけるダミー膜シートＤ２０Ｓにダミーカソード支持シートＤＣｓが接着剤層Ｄｂにて接着して重なった状態で搬送される。カソード支持シートロールＣＲは、既述したように第２転写ローラー１２２へのダミーシートＤＳの到達タイミングで、カソード２２未形成のダミーカソード支持シートＤＣｓ（図６参照）を送り出すので、ダミーシートＤＳのダミー膜シートＤ２０Ｓには、第２転写ローラー１２２でカソード２２が転写されない。なお、カソード支持シートＣｓがダミーカソード支持シートＤＣｓを有しない形態であれば、ダミー膜シートＤ２０Ｓにカソード２２が間欠転写されるが、ダミー膜シートＤ２０Ｓの送り出しに支障は無い。   The dummy sheet DS is peeled off from the dummy anode supporting sheet DAs by the first peeling roller 113 and conveyed to the second peeling roller 114, and the dummy supporting sheet DBs is peeled off by the second peeling roller 114. Accordingly, downstream of the second peeling roller 114, the dummy film sheet D20S becomes a single sheet, and is conveyed to the second transfer roller 122 with the adhesive layer Db on the sheet surface facing the dummy cathode support sheet DCs. Then, downstream of the second transfer roller 122, the dummy cathode support sheet DCs is transported in a state where the dummy cathode support sheet DCs is adhered and overlapped with the dummy film sheet D20S of the dummy sheet DS by the adhesive layer Db. As described above, the cathode support sheet roll CR sends out the dummy cathode support sheet DCs (see FIG. 6) in which the cathode 22 is not formed at the arrival timing of the dummy sheet DS to the second transfer roller 122. The cathode 22 is not transferred to the dummy film sheet D20S by the second transfer roller 122. If the cathode support sheet Cs does not have the dummy cathode support sheet DCs, the cathode 22 is intermittently transferred to the dummy film sheet D20S, but there is no problem in feeding the dummy film sheet D20S.

上記の様にしてシート搬送経路に沿って延在するダミーシートＤＳは、やがてダミーシート末端が巻取コア２０Ｒｃの外周に位置するようになるまで送り出され、この時点で、図７のＪ３に示すように、新旧の電解質膜シートロール２０Ｒの交換タイミングとなる。この交換タイミングでは、新たな電解質膜シートロール２０ＲがＭＥＡ製造装置１００にセットされ、この新たな電解質膜シートロール２０Ｒの最外周の電解質膜シート２０ＳおよびバックシートＢｓが、作業者により、ダミーシートＤＳの末端とテープＴにて継がれる。これにより、新たな電解質膜シートロール２０Ｒは、ダミーシートＤＳに続いて、これと継がれた電解質膜シート２０ＳをバックシートＢｓと共にアノード転写機構部１１０に向けて送り出す。こうして送り出された電解質膜シート２０Ｓは、アノード転写機構部１１０とカソード転写機構部１２０とでの電極触媒層の転写を経てシート状のＭＥＡとされ、図７のＪ４に示すように、ダミーシートＤＳ、詳しくは、ダミー膜シートＤ２０Ｓとダミーカソード支持シートＤＣｓに続いてＭＥＡ巻取ローラー１２３に巻き取られる。   The dummy sheet DS extending along the sheet conveying path as described above is sent out until the end of the dummy sheet is positioned on the outer periphery of the winding core 20Rc, and at this point, it is indicated by J3 in FIG. Thus, it becomes the replacement timing of the old and new electrolyte membrane sheet roll 20R. At this replacement timing, a new electrolyte membrane sheet roll 20R is set in the MEA manufacturing apparatus 100, and the electrolyte membrane sheet 20S and the back sheet Bs at the outermost periphery of the new electrolyte membrane sheet roll 20R are set by the operator to the dummy sheet DS. And the tape T. As a result, the new electrolyte membrane sheet roll 20R sends the electrolyte membrane sheet 20S, which is continued to the dummy sheet DS, to the anode transfer mechanism 110 together with the back sheet Bs. The electrolyte membrane sheet 20S sent out in this way is made into a sheet-like MEA through the transfer of the electrode catalyst layer by the anode transfer mechanism part 110 and the cathode transfer mechanism part 120. As shown in J4 of FIG. Specifically, the film is wound around the MEA winding roller 123 following the dummy film sheet D20S and the dummy cathode support sheet DCs.

既述したように、アノード転写機構部１１０とカソード転写機構部１２０とでの電極触媒層の転写を経てシート状のＭＥＡが得られると、図３のステップＳ１２０にて、シート状のＭＥＧＡを作製する。本実施形態では、シート状のＭＥＧＡを作製すべく、ＭＥＧＡ製造装置３００を用いた。図９はＭＥＧＡ製造装置３００の概略構成をダミー膜シートＤ２０Ｓの搬送の様子と合わせて模式的に示す説明図である。このＭＥＧＡ製造装置３００は、シート剥離機構部３１０と、拡散層接合機構部３２０と、制御装置４００とを備える。   As described above, when the sheet-like MEA is obtained through the transfer of the electrode catalyst layer by the anode transfer mechanism unit 110 and the cathode transfer mechanism unit 120, a sheet-like MEGA is produced in step S120 of FIG. To do. In this embodiment, the MEGA manufacturing apparatus 300 is used to produce a sheet-like MEGA. FIG. 9 is an explanatory view schematically showing the schematic configuration of the MEGA manufacturing apparatus 300 together with the state of conveyance of the dummy film sheet D20S. The MEGA manufacturing apparatus 300 includes a sheet peeling mechanism unit 310, a diffusion layer bonding mechanism unit 320, and a control device 400.

シート剥離機構部３１０は、その上流側から、ＭＥＡ巻取ローラー１２３と、シート巻取回収ローラー３１１と、搬送ローラー３１２と、剥離案内ローラー３１３と、回収案内ローラー３１４と、剥離ローラー３１５とを備える。ＭＥＡ巻取ローラー１２３は、既述したＭＥＡ製造装置１００から搬入される。このため、ＭＥＡ巻取ローラー１２３は、カソード支持シートＣｓに接合済みのシート状のＭＥＡおよびこれに継がれたダミーカソード支持シートＤＣｓに接合済みのダミー膜シートＤ２０Ｓを交互に巻き取り済みである。そして、このＭＥＡ巻取ローラー１２３は、搬送ローラー３１２および剥離案内ローラー３１３と共に制御装置４００の制御を受けて回転して、剥離案内ローラー３１３に、カソード支持シートＣｓに接合済みのシート状のＭＥＡおよびこれに継がれたダミーカソード支持シートＤＣｓに接合済みのダミー膜シートＤ２０Ｓを送り出す。剥離ローラー３１５は、制御装置４００の制御を受けて回転し、剥離案内ローラー３１３と協働して、シート状のＭＥＡからカソード支持シートＣｓを、ダミー膜シートＤ２０Ｓからダミーカソード支持シートＤＣｓを剥離する。シート巻取回収ローラー３１１は、制御装置４００の制御を受けて回転し、剥離ローラー３１５が剥離したカソード支持シートＣｓおよびこれに続くダミーカソード支持シートＤＣｓを、回収案内ローラー３１４と協働して、巻き取る。これにより、シート剥離機構部３１０は、シート状のＭＥＡおよびこのＭＥＡの電解質膜シート２０Ｓに継がれたダミー膜シートＤ２０Ｓを単独で拡散層接合機構部３２０に送り出す。   The sheet peeling mechanism unit 310 includes an MEA winding roller 123, a sheet winding recovery roller 311, a conveyance roller 312, a peeling guide roller 313, a recovery guide roller 314, and a peeling roller 315 from the upstream side. . The MEA take-up roller 123 is carried in from the MEA manufacturing apparatus 100 described above. Therefore, the MEA winding roller 123 has alternately wound the sheet-like MEA bonded to the cathode support sheet Cs and the dummy film sheet D20S bonded to the dummy cathode support sheet DCs succeeded thereto. The MEA take-up roller 123 rotates together with the transport roller 312 and the peeling guide roller 313 under the control of the control device 400, and the sheet-like MEA bonded to the cathode support sheet Cs and the peeling guide roller 313 The dummy film sheet D20S that has been joined is sent out to the dummy cathode support sheet DCs that has been succeeded. The peeling roller 315 rotates under the control of the control device 400 and cooperates with the peeling guide roller 313 to peel the cathode support sheet Cs from the sheet-like MEA and the dummy cathode support sheet DCs from the dummy film sheet D20S. . The sheet winding / recovery roller 311 rotates under the control of the control device 400, and the cathode support sheet Cs separated by the separation roller 315 and the subsequent dummy cathode support sheet DCs cooperate with the collection guide roller 314, Wind up. Thereby, the sheet peeling mechanism part 310 sends out the sheet-like MEA and the dummy membrane sheet D20S succeeded to the electrolyte membrane sheet 20S of this MEA independently to the diffusion layer joining mechanism part 320.

拡散層接合機構部３２０は、シート剥離機構部３１０の側から、第１案内ローラー３２１と、第２案内ローラー３２２と、拡散層接合ローラー３２３と、ＭＥＧＡ巻取回収ローラー３２４と備える。第１案内ローラー３２１と第２案内ローラー３２２は、カソード支持シートＣｓが剥離済みのシート状のＭＥＡおよびこのＭＥＡの電解質膜シート２０Ｓに継がれたダミー膜シートＤ２０Ｓを、テンションを掛けつつ拡散層接合ローラー３２３に搬送する。拡散層接合ローラー３２３は、例えば、対向して回転する一対の接合ローラー対として構成され、ローラー上流において、アノード側ガス拡散層２３とカソード側ガス拡散層２４の供給を受ける。そして、この拡散層接合ローラー３２３は、供給を受けたアノード側ガス拡散層２３とカソード側ガス拡散層２４とを、シート状のＭＥＡの表裏面に接合してシート状のＭＥＧＡを作成し、当該ＭＥＧＡをＭＥＧＡ巻取回収ローラー３２４に送り出す。拡散層接合ローラー３２３でのガス拡散層の接合は、両ローラーを加熱した上で押圧するホットプレス等の手法でなされる。ＭＥＧＡ巻取回収ローラー３２４は、送り出されたシート状のＭＥＧＡを巻き取る。こうして巻き取られたシート状のＭＥＧＡは、図２に示す矩形形状に裁断したＭＥＧＡの作製に用いられるほか、ＭＥＧＡ巻取回収ローラー３２４に巻き取った半製品のシート状のＭＥＧＡとして、燃料電池製造ラインに出荷することもできる。   The diffusion layer bonding mechanism unit 320 includes a first guide roller 321, a second guide roller 322, a diffusion layer bonding roller 323, and a MEGA take-up recovery roller 324 from the sheet peeling mechanism unit 310 side. The first guide roller 321 and the second guide roller 322 are bonded to the diffusion layer while applying tension to the sheet-like MEA from which the cathode support sheet Cs has been peeled off and the dummy membrane sheet D20S joined to the electrolyte membrane sheet 20S of this MEA. Transport to roller 323. The diffusion layer bonding roller 323 is configured as, for example, a pair of bonding rollers that rotate opposite to each other, and receives supply of the anode side gas diffusion layer 23 and the cathode side gas diffusion layer 24 upstream of the rollers. The diffusion layer joining roller 323 joins the supplied anode-side gas diffusion layer 23 and cathode-side gas diffusion layer 24 to the front and back surfaces of the sheet-like MEA to create a sheet-like MEGA. MEGA is sent out to the MEGA take-up and recovery roller 324. The gas diffusion layer is bonded by the diffusion layer bonding roller 323 by a technique such as hot pressing in which both rollers are heated and pressed. The MEGA take-up and recovery roller 324 takes up the sheet-like MEGA that has been sent out. The sheet-like MEGA wound up in this way is used for the production of MEGA cut into a rectangular shape as shown in FIG. 2, and as a semi-finished sheet-like MEGA wound around the MEGA take-up recovery roller 324, a fuel cell is manufactured. It can also be shipped to the line.

制御装置４００は、論理演算を実行するＣＰＵや、ＲＯＭ、ＲＡＭを有するコンピューターとして構成され、図示しない各種スイッチやセンサーの入力を受けつつ、既述した各ローラーの回転速度を調整制御するほか、拡散層接合ローラー３２３における発熱状態や押圧状態についても、これを制御する。この場合、制御装置４００は、図示しない光学センサー等にて、拡散層接合ローラー３２３へのカソード２２の到達状況を把握し、カソード２２が拡散層接合ローラー３２３を通過する際に限って、拡散層接合ローラー３２３へのガス拡散層の供給を行う。これにより、ダミー膜シートＤ２０Ｓが拡散層接合ローラー３２３を通過する際には、拡散層接合ローラー３２３へのガス拡散層の供給は行われない。   The control device 400 is configured as a computer having a CPU, a ROM, and a RAM for executing logical operations, and adjusts and controls the rotational speed of each roller described above while receiving inputs from various switches and sensors not shown. This also controls the heat generation state and the pressing state of the layer bonding roller 323. In this case, the control device 400 grasps the arrival state of the cathode 22 to the diffusion layer bonding roller 323 with an optical sensor or the like (not shown), and only when the cathode 22 passes through the diffusion layer bonding roller 323, the diffusion layer. The gas diffusion layer is supplied to the joining roller 323. Thereby, when the dummy film sheet D20S passes the diffusion layer bonding roller 323, the gas diffusion layer is not supplied to the diffusion layer bonding roller 323.

上記したＭＥＧＡ製造装置３００により得られたシート状のＭＥＧＡは、ガス拡散層の矩形形状に倣って切断され、ＭＥＡをその両側でアノード側ガス拡散層２３とカソード側ガス拡散層２４で挟持した矩形状のＭＥＧＡとされる。なお、シート状のＭＥＧＡを切断しないまま、或いは切断した状態のＭＥＧＡを、燃料電池製造ラインに出荷することもできる。   The sheet-like MEGA obtained by the MEGA manufacturing apparatus 300 is cut along the rectangular shape of the gas diffusion layer, and the rectangular MEA is sandwiched between the anode side gas diffusion layer 23 and the cathode side gas diffusion layer 24 on both sides thereof. The shape is a MEGA. Note that the MEGA in a state where the sheet-like MEGA is not cut or is cut can be shipped to the fuel cell production line.

次いで、このＭＥＧＡをセパレーター２５とセパレーター２６とで挟持して単セル１５を作製し（ステップＳ１３０）、所定数の単セル１５を積層してスタック状に組み立て、これを積層方向に締結する（ステップＳ１４０）。これにより、図１に示した燃料電池１０が得られる。   Next, the MEGA is sandwiched between the separator 25 and the separator 26 to produce a single cell 15 (step S130), a predetermined number of single cells 15 are stacked and assembled into a stack, and are fastened in the stacking direction (step S130). S140). Thereby, the fuel cell 10 shown in FIG. 1 is obtained.

以上説明した構成を備える本実施形態のＭＥＡ製造装置１００は、電解質膜シート２０ＳをバックシートＢｓと共に巻き取り済みの新旧の電解質膜シートロール２０Ｒの交換時において、ＭＥＡ作製のためにアノード転写機構部１１０以降に電解質膜シート２０Ｓを搬送済みの旧の電解質膜シートロール２０Ｒの側では、電解質膜シート２０ＳとバックシートＢｓに継がれたダミーシートＤＳをシート末端とする。これにより、新たな電解質膜シートロール２０Ｒのシート先端である電解質膜シート２０ＳとバックシートＢｓの継ぎ対象は、旧の電解質膜シートロール２０Ｒのシート末端のダミーシートＤＳとなる。よって、新たな電解質膜シートロール２０Ｒの側の電解質膜シート２０Ｓの先端の側だけでしか、電解質膜シート２０Ｓに指先や治具が触れないようにできる。この結果、本実施形態のＭＥＡ製造装置１００によれば、新旧の電解質膜シートロール２０Ｒの交換に伴うシート継ぎ作業において、電解質膜シート２０Ｓのしわや折れが起き得る領域を狭くできる。このことは、電解質膜シート２０Ｓを無駄なくＭＥＡ作製に用いることができることを意味するので、歩留まりを向上できる。   The MEA manufacturing apparatus 100 of the present embodiment having the above-described configuration is an anode transfer mechanism unit for manufacturing MEAs when replacing the old and new electrolyte membrane sheet rolls 20R in which the electrolyte membrane sheet 20S is wound together with the back sheet Bs. On the side of the old electrolyte membrane sheet roll 20R that has already transported the electrolyte membrane sheet 20S after 110, the dummy sheet DS joined to the electrolyte membrane sheet 20S and the back sheet Bs is used as the sheet end. Thereby, the joining target of the electrolyte membrane sheet 20S and the back sheet Bs, which are the sheet tips of the new electrolyte membrane sheet roll 20R, becomes the dummy sheet DS at the sheet end of the old electrolyte membrane sheet roll 20R. Therefore, the fingertip and the jig can be prevented from touching the electrolyte membrane sheet 20S only at the tip side of the electrolyte membrane sheet 20S on the new electrolyte membrane sheet roll 20R side. As a result, according to the MEA manufacturing apparatus 100 of the present embodiment, it is possible to narrow a region in which the wrinkling or folding of the electrolyte membrane sheet 20S can occur in the sheet joining operation accompanying the replacement of the old and new electrolyte membrane sheet roll 20R. This means that the electrolyte membrane sheet 20S can be used for MEA production without waste, so that the yield can be improved.

本実施形態のＭＥＡ製造装置１００は、電解質膜シート２０ＳおよびバックシートＢｓに継がれるダミーシートＤＳのシート長ＳＬ（図４参照）を、シート搬送経路長２０ＦＬ（図８参照）を超える長さとした。このシート搬送経路長２０ＦＬは、電解質膜シート２０Ｓの表裏面にアノードシート２１Ｓとカソード２２とが転写済みのシート状のＭＥＡを巻き取るＭＥＡ巻取ローラー１２３に電解質膜シート２０Ｓが電解質膜シートロール２０Ｒから到る経路長である。よって、次の利点がある。   In the MEA manufacturing apparatus 100 of the present embodiment, the sheet length SL (see FIG. 4) of the dummy sheet DS that is joined to the electrolyte membrane sheet 20S and the back sheet Bs is longer than the sheet conveyance path length 20FL (see FIG. 8). . The sheet conveyance path length 20FL is such that the electrolyte membrane sheet 20S is placed on the electrolyte membrane sheet roll 20R on the MEA winding roller 123 that winds the sheet-like MEA onto which the anode sheet 21S and the cathode 22 have been transferred onto the front and back surfaces of the electrolyte membrane sheet 20S. Is the path length from Therefore, there are the following advantages.

新旧の電解質膜シートロール２０Ｒの交換に伴うシート継ぎ作業は、電解質膜シートロール２０ＲとＭＥＡ巻取ローラー１２３を備えるＭＥＡ製造装置１００の製造ラインにおいて、最上流の電解質膜シートロール２０Ｒの近傍でなされる。そうすると、電解質膜シートロール２０ＲからＭＥＡ巻取ローラー１２３に到るシート搬送経路では、バックシートＢｓに接合してはいるものの、アノードシート２１Ｓとカソード２２の両電極触媒層または一方の電極触媒層が未転写の電解質膜シート２０Ｓと、電極触媒層が転写済みの電解質膜シート２０Ｓとが残存する。具体的には、第１転写ローラー１１２より上流側のシート搬送経路では、両電極触媒層とも未転写の電解質膜シート２０Ｓが残存し、第１転写ローラー１１２と第２転写ローラー１２２との間のシート搬送経路では、カソード２２の未転写の電解質膜シート２０Ｓが残存し、第２転写ローラー１２２より下流のシート搬送経路では、両電極触媒層とも転写済みの電解質膜シート２０Ｓが残存する。よって、シート継ぎ作業に時間が要すると、電極触媒層が未転写の電解質膜シート２０Ｓのシート表面の乾きにより、シート継ぎ作業完了後に行われる電極触媒層の転写において転写不良が起きることが危惧される。また、シート継ぎ作業の開始時点でシート搬送経路にある電解質膜シート２０Ｓの領域は、シート継ぎ作業完了後に電極転写を受けてＭＥＡ巻取ローラー１２３に巻き取られるものの、シート継ぎ作業の開始時点で既にＭＥＡ巻取ローラー１２３に巻き取り済みの電解質膜シート２０Ｓの領域と異なる環境に置かれるので、ＭＥＡとしての均質化が損なわれる可能性がある。しかしながら、本実施形態のＭＥＡ製造装置１００によれば、シート継ぎ作業において、シート搬送経路にはダミーシートＤＳしか残さず、電極触媒層が転写済みの電解質膜シート２０Ｓの領域を全てＭＥＡ巻取ローラー１２３に巻き取り済みとするので、ＭＥＡとしての均質化を図ることができる。   The sheet splicing operation associated with the replacement of the old and new electrolyte membrane sheet roll 20R is performed in the vicinity of the most upstream electrolyte membrane sheet roll 20R in the production line of the MEA manufacturing apparatus 100 including the electrolyte membrane sheet roll 20R and the MEA winding roller 123. The Then, in the sheet conveyance path from the electrolyte membrane sheet roll 20R to the MEA take-up roller 123, both the electrode catalyst layers of the anode sheet 21S and the cathode 22 or one of the electrode catalyst layers is bonded to the back sheet Bs. The untransferred electrolyte membrane sheet 20S and the electrolyte membrane sheet 20S to which the electrode catalyst layer has been transferred remain. Specifically, in the sheet conveyance path upstream of the first transfer roller 112, the untransferred electrolyte membrane sheet 20S remains in both electrode catalyst layers, and the gap between the first transfer roller 112 and the second transfer roller 122 remains. In the sheet conveyance path, the untransferred electrolyte membrane sheet 20S of the cathode 22 remains, and in the sheet conveyance path downstream of the second transfer roller 122, the transferred electrolyte membrane sheet 20S remains in both electrode catalyst layers. Therefore, if time is required for the sheet joining operation, there is a concern that a transfer failure may occur in the transfer of the electrode catalyst layer performed after completion of the sheet joining operation due to drying of the sheet surface of the electrolyte membrane sheet 20S where the electrode catalyst layer has not been transferred. . Further, the region of the electrolyte membrane sheet 20S in the sheet conveyance path at the start of the sheet splicing operation is subjected to electrode transfer after the completion of the sheet splicing operation and is wound around the MEA take-up roller 123, but at the start of the sheet splicing operation. Since it is placed in an environment different from the region of the electrolyte membrane sheet 20S that has already been wound around the MEA winding roller 123, homogenization as the MEA may be impaired. However, according to the MEA manufacturing apparatus 100 of the present embodiment, in the sheet splicing operation, only the dummy sheet DS remains in the sheet conveyance path, and the entire area of the electrolyte membrane sheet 20S to which the electrode catalyst layer has been transferred is entirely MEA winding roller. Since it has already been wound around 123, homogenization as MEA can be achieved.

本実施形態のＭＥＡ製造装置１００は、ダミーシートＤＳを、バックシートＢｓに継ぐダミー支持シートＤＢｓに電解質膜シート２０Ｓに継ぐダミー膜シートＤ２０Ｓを積層した層状シートとした。よって、本実施形態のＭＥＡ製造装置１００では、ダミーシートＤＳが電解質膜シート２０Ｓのシート搬送経路に沿って搬送される間におけるシート送り状態を、バックシートＢｓに接合した電解質膜シート２０Ｓの送り状態、具体的には電解質膜シートロール２０Ｒ等の各ローラーの回転速度をさほど変える必要がない。よって、本実施形態のＭＥＡ製造装置１００によれば、シート送り状態を調整するいわゆる段取り作業の不要化もしくは簡便化が可能となり、コスト低減を図ることができる。   In the MEA manufacturing apparatus 100 of the present embodiment, the dummy sheet DS is a layered sheet in which the dummy membrane sheet D20S joined to the electrolyte membrane sheet 20S is laminated on the dummy support sheet DBs joined to the backsheet Bs. Therefore, in the MEA manufacturing apparatus 100 of the present embodiment, the sheet feeding state while the dummy sheet DS is conveyed along the sheet conveying path of the electrolyte membrane sheet 20S is changed to the feeding state of the electrolyte membrane sheet 20S joined to the back sheet Bs. Specifically, it is not necessary to change the rotation speed of each roller such as the electrolyte membrane sheet roll 20R so much. Therefore, according to the MEA manufacturing apparatus 100 of the present embodiment, the so-called setup operation for adjusting the sheet feeding state can be made unnecessary or simplified, and the cost can be reduced.

本実施形態のＭＥＡ製造装置１００では、ダミーシートＤＳを上記の様に層状シートとするに当たり、ダミー支持シートＤＢｓを、バックシートＢｓと同じ厚みもしくは当該シートより若干薄いＰＥＮ製の高分子シートとし、ダミー膜シートＤ２０Ｓを、電解質膜シート２０Ｓと同じ厚みもしくは当該シートより若干薄いＰＥＴ製の高分子シートとした。その上で、ダミー支持シートＤＢｓとダミー膜シートＤ２０Ｓの界面に、接着剤層Ｄｂとセパレーター層Ｄｓとを介在させて、ダミー膜シートＤ２０Ｓからのダミー支持シートＤＢｓの剥離についても、これを、電解質膜シート２０ＳからのバックシートＢｓの剥離とほぼ同じように起こすようにした。よって、ダミーシートＤＳが電解質膜シート２０Ｓのシート搬送経路に沿って搬送される間におけるシート送り状態は、バックシートＢｓに接合した電解質膜シート２０Ｓの送り状態により近似する。このことは、段取り作業の不要化もしくは簡便化に寄与する。   In the MEA manufacturing apparatus 100 of the present embodiment, when the dummy sheet DS is a layered sheet as described above, the dummy support sheet DBs is a polymer sheet made of PEN having the same thickness as the back sheet Bs or slightly thinner than the sheet, The dummy membrane sheet D20S was a polymer sheet made of PET having the same thickness as the electrolyte membrane sheet 20S or slightly thinner than the sheet. Then, the dummy support sheet DBs is peeled off from the dummy film sheet D20S by interposing the adhesive layer Db and the separator layer Ds at the interface between the dummy support sheet DBs and the dummy film sheet D20S. The back sheet Bs was peeled off from the membrane sheet 20S in substantially the same manner. Therefore, the sheet feeding state while the dummy sheet DS is conveyed along the sheet conveying path of the electrolyte membrane sheet 20S is approximated by the feeding state of the electrolyte membrane sheet 20S bonded to the back sheet Bs. This contributes to unnecessary or simplified setup work.

本実施形態のＭＥＡ製造装置１００では、ダミーシートＤＳのダミー支持シートＤＢｓをＰＥＮ製の高分子シートとしたので、このダミー支持シートＤＢｓの硬さをバックシートＢｓと同程度とし、ダミー支持シートＤＢｓを不用意に硬くしない。また、ダミー膜シートＤ２０ＳをＰＥＴ製の高分子シートとしたので、このダミー膜シートＤ２０Ｓについても、これを電解質膜シート２０Ｓに比して柔らかくしない。よって、本実施形態のＭＥＡ製造装置１００によれば、上記したシート搬送経路におけるダミーシートＤＳの搬送や、電解質膜シートロール２０Ｒの巻取コア２０ＲｃへのダミーシートＤＳの巻取に、特段の支障はない。   In the MEA manufacturing apparatus 100 of the present embodiment, since the dummy support sheet DBs of the dummy sheet DS is a polymer sheet made of PEN, the dummy support sheet DBs has the same hardness as the back sheet Bs, and the dummy support sheet DBs. Do not harden carelessly. Further, since the dummy film sheet D20S is a polymer sheet made of PET, the dummy film sheet D20S is not made softer than the electrolyte film sheet 20S. Therefore, according to the MEA manufacturing apparatus 100 of the present embodiment, there is a particular hindrance to the conveyance of the dummy sheet DS in the above-described sheet conveyance path and the winding of the dummy sheet DS onto the winding core 20Rc of the electrolyte membrane sheet roll 20R. There is no.

本実施形態のＭＥＡ製造装置１００では、アノードシート２１Ｓが形成されるアノード支持シートＡｓと、カソード２２が間欠形成されるカソード支持シートＣｓについても、これらにダミーアノード支持シートＤＡｓ、ダミーカソード支持シートＤＣｓを継ぎ、そのシート長ＳＬを電解質膜シート２０Ｓのシート搬送経路長２０ＦＬを超える長さとした（図５、図６参照）。よって、ダミーシートＤＳが搬送される間において、このダミーシートＤＳにアノードシート２１Ｓやカソード２２を転写しないので、本実施形態のＭＥＡ製造装置１００によれば、アノードシート２１Ｓやカソード２２を電解質膜シート２０Ｓに無駄なく転写できる。   In the MEA manufacturing apparatus 100 of this embodiment, the anode support sheet As on which the anode sheet 21S is formed and the cathode support sheet Cs on which the cathode 22 is intermittently formed also include the dummy anode support sheet DAs and the dummy cathode support sheet DCs. The sheet length SL is set to be longer than the sheet conveyance path length 20FL of the electrolyte membrane sheet 20S (see FIGS. 5 and 6). Therefore, since the anode sheet 21S and the cathode 22 are not transferred to the dummy sheet DS while the dummy sheet DS is conveyed, according to the MEA manufacturing apparatus 100 of the present embodiment, the anode sheet 21S and the cathode 22 are used as the electrolyte membrane sheet. Transfer to 20S without waste.

本実施形態のＭＥＧＡ製造装置３００では、アノード側ガス拡散層２３とカソード側ガス拡散層２４をＭＥＡの表裏面に接合する拡散層接合機構部３２０において、ダミー膜シートＤ２０Ｓが拡散層接合ローラー３２３を通過する際には、拡散層接合ローラー３２３へのガス拡散層を供給しない。よって、本実施形態のＭＥＧＡ製造装置３００によれば、アノード側ガス拡散層２３とカソード側ガス拡散層２４をＭＥＡに無駄なく接合できる。   In the MEGA manufacturing apparatus 300 of the present embodiment, in the diffusion layer bonding mechanism unit 320 that bonds the anode side gas diffusion layer 23 and the cathode side gas diffusion layer 24 to the front and back surfaces of the MEA, the dummy film sheet D20S has the diffusion layer bonding roller 323. When passing, the gas diffusion layer to the diffusion layer bonding roller 323 is not supplied. Therefore, according to the MEGA manufacturing apparatus 300 of the present embodiment, the anode side gas diffusion layer 23 and the cathode side gas diffusion layer 24 can be joined to the MEA without waste.

次に、他の実施形態について説明する。図１０は他の実施形態において準備する電解質膜シート２０Ｓとこれを巻き取り済みの電解質膜シートロール２０Ｒの準備の形態を模式的に示すである。   Next, another embodiment will be described. FIG. 10 schematically shows a form of preparation of the electrolyte membrane sheet 20S prepared in another embodiment and the electrolyte membrane sheet roll 20R that has been wound up.

図示するように、この実施形態では、ダミーシートＤＳを、電解質膜シート２０Ｓの形成されていないバックシートＢｓのシート面に、ダミー膜シートＤ２０Ｓを電解質膜シート２０Ｓに継いでダミー膜シートＤ２０Ｓを積層した層状シートとした。つまり、電解質膜形成装置２０Ｍは、ダミーシートＤＳのシート長ＳＬに相当する範囲に亘って、電解質膜シート２０Ｓを形成しないままバックシートＢｓを送り出す。そして、この送り出されたバックシートＢｓに、接着剤層Ｄｂを有するダミー膜シートＤ２０Ｓを積層し、ダミー膜シートＤ２０Ｓを電解質膜シート２０Ｓに継いで、その継ぎ箇所をテープＴにて接着する。この実施形態によっても、既述した効果を奏することができる。   As shown in the figure, in this embodiment, the dummy sheet DS is laminated on the sheet surface of the back sheet Bs on which the electrolyte membrane sheet 20S is not formed, and the dummy membrane sheet D20S is laminated by joining the dummy membrane sheet D20S to the electrolyte membrane sheet 20S. A layered sheet was obtained. That is, the electrolyte membrane forming apparatus 20M sends out the back sheet Bs without forming the electrolyte membrane sheet 20S over a range corresponding to the sheet length SL of the dummy sheet DS. Then, a dummy film sheet D20S having an adhesive layer Db is laminated on the fed back sheet Bs, the dummy film sheet D20S is joined to the electrolyte membrane sheet 20S, and the joint portion is bonded with the tape T. This embodiment can also achieve the effects described above.

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、或いは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be realized with various configurations without departing from the spirit of the present invention. For example, the technical features of the embodiments corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are intended to solve part or all of the above-described problems, or part of the above-described effects. Or, in order to achieve the whole, it is possible to replace or combine as appropriate. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be deleted as appropriate.

上記した実施形態では、電解質膜シート２０ＳをバックシートＢｓと共にダミーシートＤＳに継いだ上で電解質膜シートロール２０Ｒに巻き取ったが、これに限らない。つまり、電解質膜形成装置２０ＭにてバックシートＢｓに形成済みの電解質膜シート２０Ｓの一方のシート面に、既述した触媒インクを適宜な塗工機器にて電解質膜シート２０Ｓにカソード２２を間欠的に塗工し、その後の乾燥を経てカソード２２を形成する。こうして、アノード２１が間欠形成済みの電解質膜シート２０Ｓを、ダミーシートＤＳに継いだ上で、バックシートＢｓと共に電解質膜シートロール２０Ｒに巻き取るようにしてもよい。或いは、電解質膜シート２０Ｓに長尺状のアノードシート２１Ｓを連続形成し、アノードシート２１Ｓが形成済みの電解質膜シート２０Ｓを、ダミーシートＤＳに継いだ上で、バックシートＢｓと共に電解質膜シートロール２０Ｒに巻き取るようにしてもよい。こうすれば、ＭＥＡ製造装置１００では、アノード転写機構部１１０或いはカソード転写機構部１２０のいずれかを省略できる。   In the above-described embodiment, the electrolyte membrane sheet 20S and the back sheet Bs are joined to the dummy sheet DS and then wound around the electrolyte membrane sheet roll 20R. However, the present invention is not limited to this. That is, the cathode 22 is intermittently applied to the electrolyte membrane sheet 20S with an appropriate coating device on one sheet surface of the electrolyte membrane sheet 20S already formed on the back sheet Bs by the electrolyte membrane forming apparatus 20M. The cathode 22 is formed through subsequent drying. In this way, the electrolyte membrane sheet 20S in which the anode 21 has been intermittently formed may be joined to the dummy sheet DS and then wound around the electrolyte membrane sheet roll 20R together with the back sheet Bs. Alternatively, an elongated anode sheet 21S is continuously formed on the electrolyte membrane sheet 20S, the electrolyte membrane sheet 20S on which the anode sheet 21S has been formed is joined to the dummy sheet DS, and then the electrolyte membrane sheet roll 20R together with the back sheet Bs. You may make it wind up. In this way, in the MEA manufacturing apparatus 100, either the anode transfer mechanism unit 110 or the cathode transfer mechanism unit 120 can be omitted.

この他、ダミーシートＤＳを巻取コアＣＲｃの側に巻き取った上で、これに続いて巻き取られた電解質膜シート２０Ｓの巻き取り側末端、即ちシート送り出し側先端に、更に、ダミーシートＤＳを継ぐようにしてもよい。こうすれば、ローラー交換に際しては、ダミーシートＤＳとダミーシートＤＳとの継ぎ作業を行えばよいので、継ぎ作業に際しては電解質膜シート２０Ｓに指等を触れないようにできる。   In addition, after the dummy sheet DS is wound on the winding core CRc side, the dummy sheet DS is further provided at the winding side end of the electrolyte membrane sheet 20S wound up subsequently, that is, on the sheet feeding side tip. You may make it succeed. In this way, when the roller is replaced, the dummy sheet DS and the dummy sheet DS need only be joined, so that the finger or the like can be prevented from touching the electrolyte membrane sheet 20S during the joining operation.

１０…燃料電池
１５…単セル
２０…電解質膜
２０Ｍ…電解質膜形成装置
２０Ｒ…電解質膜シートロール
２０Ｓ…電解質膜シート
２０ＦＬ…シート搬送経路長
２０Ｒｃ…巻取コア
２１…アノード
２１Ｓ…アノードシート
２２…カソード
２３…アノード側ガス拡散層
２４…カソード側ガス拡散層
２５…セパレーター
２６…セパレーター
４７…セル内燃料ガス流路
４８…セル内酸化ガス流路
１００…ＭＥＡ製造装置
１１０…アノード転写機構部
１１２…第１転写ローラー
１１３…第１剥離ローラー
１１４…第２剥離ローラー
１２０…カソード転写機構部
１２２…第２転写ローラー
１２３…ＭＥＡ巻取ローラー
２００…制御装置
３００…ＭＥＧＡ製造装置
３１０…シート剥離機構部
３１１…シート巻取回収ローラー
３１２…搬送ローラー
３１３…剥離案内ローラー
３１４…回収案内ローラー
３１５…剥離ローラー
３２０…拡散層接合機構部
３２１…第１案内ローラー
３２２…第２案内ローラー
３２３…拡散層接合ローラー
３２４…ＭＥＧＡ巻取回収ローラー
４００…制御装置
Ｄ２０Ｓ…ダミー膜シート
ＡＲｃ…巻取コア
Ｍ…マスク
ＳＬ…シート長
ＣＲ…カソード支持シートロール
ＤＳ…ダミーシート
Ｄｂ…接着剤層
Ａｓ…アノード支持シート
Ｃｓ…カソード支持シート
Ｂｓ…バックシート
Ｄｓ…セパレーター層
ＤＡｓ…ダミーアノード支持シート
ＤＢｓ…ダミー支持シート
ＣＲｃ…巻取コア
ＤＣｓ…ダミーカソード支持シート DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fuel cell 15 ... Single cell 20 ... Electrolyte membrane 20M ... Electrolyte membrane formation apparatus 20R ... Electrolyte membrane sheet roll 20S ... Electrolyte membrane sheet 20FL ... Sheet conveyance path length 20Rc ... Winding core 21 ... Anode 21S ... Anode sheet 22 ... Cathode DESCRIPTION OF SYMBOLS 23 ... Anode side gas diffusion layer 24 ... Cathode side gas diffusion layer 25 ... Separator 26 ... Separator 47 ... In-cell fuel gas flow path 48 ... In-cell oxidation gas flow path 100 ... MEA manufacturing apparatus 110 ... Anode transfer mechanism part 112 ... 1st DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 transfer roller 113 ... 1st peeling roller 114 ... 2nd peeling roller 120 ... Cathode transfer mechanism part 122 ... 2nd transfer roller 123 ... MEA winding roller 200 ... Control apparatus 300 ... MEGA manufacturing apparatus 310 ... Sheet peeling mechanism part 311 ... Sheet take-up and recovery roller 312 ... Conveyance Roller 313 ... Peeling guide roller 314 ... Recovery guide roller 315 ... Peeling roller 320 ... Diffusion layer joining mechanism 321 ... First guide roller 322 ... Second guide roller 323 ... Diffusion layer joining roller 324 ... MEGA winding and collecting roller 400 ... Control Equipment D20S ... Dummy film sheet ARc ... Winding core M ... Mask SL ... Sheet length CR ... Cathode support sheet roll DS ... Dummy sheet Db ... Adhesive layer As ... Anode support sheet Cs ... Cathode support sheet Bs ... Back sheet Ds ... Separator Layer DAs ... Dummy anode support sheet DBs ... Dummy support sheet CRc ... Winding core DCs ... Dummy cathode support sheet

Claims (4)

燃料電池用の膜電極接合体を製造する製造方法であって、
長尺状の電解質膜シートを膜支持シートの一方のシート面に形成した状態で前記膜支持シートと共に巻き取った電解質膜巻取ローラーを準備する工程（１）と、
前記膜電極接合体を構成する電極触媒層と前記電解質膜巻取ローラーに巻き取られた前記電解質膜シートとを、対向して回転する一対の転写ローラーに送り出す工程（２）と、
該送り出された前記電解質膜シートに、前記転写ローラーにより前記電極触媒層を転写して前記膜電極接合体を形成する工程（３）とを備え、
前記工程（１）で準備した前記電解質膜巻取ローラーは、前記電解質膜シートが形成済みの前記膜支持シートと連続するダミーシートを巻取コアに巻き取り済みであり、
前記工程（２）では、前記電解質膜巻取ローラーから、前記電解質膜シートを前記膜支持シートと共に前記転写ローラーに送り出し、前記ダミーシートを前記膜支持シートに続いて送り出し、
前記ダミーシートのシート長さは、前記電解質膜シートに前記電極触媒層が転写済みのシート状の前記膜電極接合体を巻き取る膜電極接合体巻取ローラーに前記電解質膜巻取ローラーから到るシート搬送経路長以上とされている
膜電極接合体の製造方法。 A manufacturing method for manufacturing a membrane electrode assembly for a fuel cell, comprising:
A step (1) of preparing an electrolyte membrane winding roller wound together with the membrane support sheet in a state where a long electrolyte membrane sheet is formed on one sheet surface of the membrane support sheet;
A step (2) of feeding the electrode catalyst layer constituting the membrane electrode assembly and the electrolyte membrane sheet wound around the electrolyte membrane winding roller to a pair of transfer rollers rotating opposite to each other;
A step (3) of forming the membrane electrode assembly by transferring the electrode catalyst layer to the sent electrolyte membrane sheet by the transfer roller;
The electrolyte membrane winding roller prepared in the step (1) has been wound around a winding core with a dummy sheet continuous with the membrane support sheet on which the electrolyte membrane sheet has been formed,
In the step (2), wherein the electrolyte Makumakito roller, feed to the transfer roller to the electrolyte membrane sheet together with the membrane support sheet, the dummy sheet out feed following the film support sheet,
The dummy sheet has a sheet length from the electrolyte membrane winding roller to a membrane electrode assembly winding roller that winds up the sheet electrode membrane layer having the electrode catalyst layer transferred to the electrolyte membrane sheet. The manufacturing method of the membrane electrode assembly made into the sheet conveyance path length or more . 前記ダミーシートは、前記膜支持シートに継ぐダミー支持シートに前記電解質膜シートに継ぐダミー膜シートを積層した層状シートとされている請求項１に記載の膜電極接合体の製造方法。 2. The method for producing a membrane electrode assembly according to claim 1, wherein the dummy sheet is a layered sheet in which a dummy support sheet that is joined to the membrane support sheet is laminated with a dummy film sheet that is joined to the electrolyte membrane sheet. 前記ダミーシートは、前記膜支持シートの端部側であって、前記電解質膜シートの形成されていない領域の前記膜支持シートの前記一方のシート面に、前記電解質膜シートに継ぐダミー膜シートを積層した層状シートとされている請求項１に記載の膜電極接合体の製造方法。 The dummy sheet is an end portion side of the film support sheet, the sheet over up surface before Symbol One prior Kimaku support sheet of the electrolyte membrane sheet had regions are formed of, on the electrolyte membrane sheet method for producing the membrane electrode assembly of claim 1, the dummy film sheet is a laminated layered sheet splicing. 燃料電池用の膜電極接合体を製造するための長尺状の電解質膜シートを巻き取った電解質膜巻取ローラーであって、
前記電解質膜シートが一方のシート面に形成された膜支持シートと連続するダミーシートを、前記電解質膜シートに電極触媒層が転写済みのシート状の前記膜電極接合体を巻き取る膜電極接合体巻取ローラーに前記電解質膜巻取ローラーから到るシート搬送経路長以上の長さで、巻取コアに巻き取って備え、
該ダミーシートに続いて、前記電解質膜シートを前記膜支持シートと共に巻き取って備える
電解質膜巻取ローラー。 An electrolyte membrane winding roller that winds a long electrolyte membrane sheet for producing a membrane electrode assembly for a fuel cell,
A membrane / electrode assembly in which the electrolyte membrane sheet is wound on a dummy sheet continuous with a membrane support sheet formed on one sheet surface, and the sheet-like membrane / electrode assembly having an electrode catalyst layer transferred onto the electrolyte membrane sheet wherein the winding roller in the electrolyte Makumakito sheet conveying path length or longer extending from roller comprises wound around the winding core,
Following the dummy sheet, the electrolyte membrane sheet is wound together with the membrane support sheet. An electrolyte membrane winding roller.
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