JP7070312B2 - ガス拡散層用シートの製造方法 - Google Patents

Description

導電性を有した帯状の基材をロールツーロール方式で搬送しながら、基材に、導電性粒子を含む多孔質層を成形する燃料電池のガス拡散層用シートの製造方法に関する。

従来から、基材をロールツーロール方式で搬送しながら、基材の表面に塗工液または塗工ペースト材を塗工する方法が提案されている。たとえば、特許文献１の技術では、ロール状に巻かれた帯状の基材を巻出す巻出しロールと、巻出した基材を巻取る巻取りロールを設け、基材をロールツーロール方式で搬送しており、搬送経路を通過する基材にペースト材を塗工し、これを加熱することにより乾燥させている。

このように、基材を搬送する際には、例えば、特許文献２に示すように、巻出し始めの部分となる基材の搬送方向の先端に、接着テープなどによりフィルムを接着することがある。基材を搬送する際には、基材に接着されたフィルムを巻取りロールまで搬送することにより、帯状の基材を搬送しつつ、搬送された基材を巻取りロールまで誘導することができる。

特開２００７－９８１８６号公報 特開２０１６－１１５４９３号公報

しかしながら、特許文献２に示すフィルムを用いて、特許文献１に示すような塗工方法を実施した場合、フィルムおよび基材は、ロールツーロール方式で搬送されるため、これらの張力が作用するばかりでなく、フィルムと基材の接合部分にも、張力が作用する。ここで、基材に塗工後のペースト材は乾燥すべく加熱されるが、搬送時に、フィルムと基材との接合部分にも張力が作用した状態で加熱されることになり、接合部分のフィルムと基材とが位置ずれすることがある。

本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、フィルムと基材との接合強度を高めた状態で、これらをロールツーロール方式で搬送しながら、燃料電池のガス拡散層用シートを製造する製造方法を提供することにある。

前記課題を鑑みて、本発明に係るガス拡散層用シートの製造方法は、導電性を有した帯状の基材をロールツーロール方式で搬送しながら、前記基材に、導電性粒子を含む多孔質層を成形する燃料電池のガス拡散層用シートの製造方法であって、前記製造方法は、ロール状に巻かれた前記基材の巻出し始めの部分となる、前記基材の搬送方向の前方端部に、搬送用の第１フィルムを接合する工程と、前記第１フィルムを前記ロールツーロール方式で搬送することにより、前記基材を搬送しながら誘導し、前記基材の表面に少なくとも導電性粒子を含むペースト材を塗工する工程と、前記ペースト材が塗工された前記基材を、連続して搬送しながら、塗布された前記ペースト材を加熱することにより、前記多孔質層を成形し、前記ガス拡散層用シートを製造する工程と、前記基材の巻出し終わりの部分となる、前記搬送方向の後方端部に、搬送用の第２フィルムを接合する工程と、を含み、前記第１フィルムの巻取り後、前記第１フィルムに接合された前記ガス拡散層用シートを巻取り、さらに、前記ガス拡散層用シートに接合された前記第２フィルムを巻取るものであり、前記第１フィルムを接合する工程において、前記第１フィルムと前記基材とを重ね合せた第１重なり部分に第１接合材を貫通させることで、前記第１接合材を介して前記第１フィルムと前記基材とを物理的に接合し、前記第２フィルムを接合する工程において、前記基材と前記第２フィルムとを重ね合せた第２重なり部分に第２接合材を貫通させることで、前記第２接合材を介して前記基材と前記第２フィルムとを物理的に接合することを特徴とする。

本発明によれば、ロール状に巻かれた基材の巻出し始めの部分となる、基材の搬送方向の前方端部に、搬送用の第１フィルムを接合する。この際に、第１フィルムと基材とを重ね合せた第１重なり部分に第１接合材を貫通させることで、第１接合材を介して第１フィルムと基材とを物理的に接合する。これにより、第１フィルムと基材との接合強度を、接着テープまたは粘着テープ等のみで第１フィルムと基材とを接合した場合よりも、高めることができる。

同様に、基材の巻出し終わりの部分となる、基材の搬送方向の後方端部に、搬送用の第２フィルムを接合する。この際に、基材と第２フィルムとを重ね合わせた第２重なり部分に、第２接合材を貫通させることで、第２接合材を介して第２フィルムと基材とを物理的に接合する。これにより、基材と第２フィルムとの接合強度を、接着テープまたは粘着テープ等のみで基材と第２フィルムとを接合した場合よりも、高めることができる。

この結果、第１フィルムと基材との接合部分、および基材と第２フィルムとの接合部分に張力が作用した状態で、接合部分が加熱されたとしても、これらが位置ずれすることを防止することができる。このようにして、搬送された基材へのペースト材の塗工、および塗工されたペースト材の乾燥を安定して行うことができる。

ここで、基材と第１フィルムとを位置ずれすることなく接合することができ、基材と第２フィルムとを位置ずれすることなく接合することができるのであれば、これらを、上述した物理的な接合のみで接合してもよい。しかしながら、より好ましい態様としては、前記第１フィルムを接合する工程において、前記第１フィルムと前記基材とを重ね合せる際に、第１接着剤を介して前記第１フィルムと前記基材とを接着し、前記第２フィルムを接合する工程において、前記基材と前記第２フィルムとを重ね合せる際に、第２接着剤を介して前記基材と前記第２フィルムとを接着する。

この態様によれば、第１フィルムと基材とを重ね合わせる際に、これらが第１接着剤を介して接着されるので、第１フィルムと基材とを適正な位置に保持した状態で、第１接合材でこれらを物理的に接合することができる。同様に、基材と第２フィルムとを重ね合わせる際に、これらが第２接着剤を介して接着されるので、基材と第２フィルムとを適正な位置に保持した状態で、第２接合材でこれらを物理的に接合することができる。

さらに、第１接着剤は、第１フィルムと基材とを重ね合わせた状態で接着することができ、第２接着剤は、基材と第２フィルムを重ね合わせた状態で接着することができるのであれば、第１接着剤および第２接着剤がそのまま塗布されてもよく、その接着状態は特に限定されるものでない。しかしながら、より好ましい態様としては、前記第１フィルムを接合する工程において、前記第１フィルムと前記基材とを重ね合せる際に、前記第１接着剤が両面に塗布された第１接着シートを介して前記第１フィルムと前記基材とを接着し、前記第１接着シートと共に、前記第１重なり部分に前記第１接合材を貫通させて、前記第１フィルムと前記基材を接合し、前記第２フィルムを接合する工程において、前記基材と前記第２フィルムとを重ね合せる際に、前記第２接着剤が両面に塗布された第２接着シートを介して前記基材と前記第２フィルムとを接着し、前記第２接着シートと共に、前記第２重なり部分に前記第２接合材を貫通させて、前記第２フィルムと前記基材を接合する。

この態様によれば、両面に接着剤が塗布された第１接着シートと共に、第１重なり部分に第１接合材を貫通させて、第１フィルムと基材を接合するので、第１接合材で貫通した基材および第１フィルムの部分を第１接着シートで補強することができる。両面に接着剤が塗布された第２接着シートと共に、第２重なり部分に第２接合材を貫通させて、基材と第２フィルムを接合するので、第２接合材で貫通した基材および第２フィルムの部分を第２接着シートで補強することができる。なお、本発明でいう、接着シートは、シート材に粘着剤が塗布された粘着シートも含む。

本発明によれば、第１フィルムと基材との接合強度、および、基材と第２フィルムとの接合強度を高めた状態で、これらをロールツーロール方式で搬送しながら、燃料電池のガス拡散層用シートを製造することができる。

本実施形態に係る燃料電池用のガス拡散層用シートの製造装置の模式図である。 本実施形態に係るガス拡散層用シートの断面図である。 ガス拡散層用シートの製造方法のフロー図である 第１フィルムと基材との接合を説明するための図である。 図４ＡのＡ－Ａ線の矢視方向の断面図である。 第２フィルムと基材との接合を説明するための図である。 図５ＡのＢ－Ｂ線の矢視方向の断面図である。 変形例に係る第１フィルムと基材との接合を説明するための図である。 図６ＡのＣ－Ｃ線の矢視方向の断面図である。 変形例に係る第２フィルムと基材との接合を説明するための図である。 図７ＡのＤ－Ｄ線の矢視方向の断面図である。 別の変形例に係る第２フィルムと基材との接合を説明するための図である 図８ＡのＧ－Ｇ線の矢視方向の断面図である。 触媒層が形成された電解質シートとガス拡散層用シートとの接合を説明するための図である。 実施例１、２、および比較例１に係る試験材の加熱温度と破断時間との関係を示したグラフである。

以下に、図１～図８Ｂを参照しながら、本発明の実施形態に係る燃料電池用のガス拡散層用シートの製造方法について説明する。

１．ガス拡散層用シート１０について
図２に示すように、本実施形態に係るガス拡散層用シート１０は、基材１１に多孔質層（マイクロポーラス層）１２が形成されたシート材であり、燃料電池の単セルを構成する膜電極接合体（図示せず）の両面に、積層されるガス拡散層となるものである。

ガス拡散層は、膜電極接合体の両面に積層されたのち、積層された積層体を一対のセパレータにより挟持することにより、燃料電池用セルを構成し、燃料電池の発電部の機能を果たす。膜電極接合体は、イオン透過性の電解質膜と、該電解質膜を挟持するアノード側触媒層（電極層）およびカソード側触媒層（電極層）とからなる。電解質膜は、固体高分子材料で形成されたプロトン伝導性を有したイオン交換膜であり、各触媒層は、白金などの触媒をカーボン粒子に担持した、アイオノマで結合された多孔質層である。

一方側のガス拡散層は、アノード側触媒層に接合されている。他方側のガス拡散層は、カソード側触媒層に接合されている。ガス拡散層の基材は、たとえばカーボンペーパーまたはカーボンクロス等のカーボン多孔質材によって形成されている。ガス拡散層の基材には、上述した、導電性粒子を含む多孔質層が形成されている。この多孔質層は、触媒層に接合されている。

ここで、一方側のガス拡散層には、セパレータから水素ガスなどの燃料ガスが供給され、他方側のガス拡散層には、セパレータから大気などの酸化剤ガスが供給される。燃料ガスと酸化剤ガスの供給により、ＭＥＡ内において、電気化学反応が生じ、燃料電池が発電する。

２．ガス拡散層用シート１０の製造装置３０について
本実施形態では、このような燃料電池のガス拡散層に用いられるガス拡散層用シート１０を、以下の製造装置３０を用いて製造する。具体的には、図１に示すように、製造装置３０は、ロール状に巻かれた基材１１を巻出す巻出しロール３１と、多孔質層１２が成形された基材１１（すなわち、ガス拡散層用シート１０）を、ロール状に巻取る巻取りロール３２を備えており、これらの搬送経路には、複数の搬送ロール３３が配置されている。

巻取りロール３２の巻取りにより、基材１１に所定の張力を付与しつつ、基材１１をロールツーロール方式で搬送することができる。なお、巻取りロール３２では、合紙ロール３９から巻出された合紙が、ガス拡散層用シート１０と共に巻取られる。

製造装置３０は、基材１１にペースト材を塗工する塗工部３４と、基材１１に塗工されたペースト材を乾燥および焼成することにより、基材１１に多孔質層１２を成形する乾燥・焼成部３５と、多孔質層１２が成形された基材１１（ガス拡散層用シート１０）を検査する検査部３６とを備えている。

塗工部３４は、巻出しロール３１から巻出された基材１１に、ペースト材を塗工する塗工装置３４ａが配置されており、基材１１を挟んで塗工装置３４ａの反対側には、基材１１に対してペースト材の浸み込み状態を確認する検査カメラ３４ｂが配置されている。さらに、塗工部３４には、室内の空気を排気する排気部３４ｃが設けられている。

乾燥・焼成部３５は、塗工部３４で塗布されたペースト材を基材１１とともに加熱すべく、基材１１に熱風を吹き付ける複数のノズル３５ａと、基材１１等の温度を測定する複数の放射温度計３５ｂを備えている。複数のノズル３５ａは、基材１１の両面から熱風を吹き付けるように、基材１１の搬送方向に沿って配列されており、各ノズル３５ａの近傍に放射温度計３５ｂが配置されている。

検査部３６は、基材１１に成形された多孔質層１２を検査する検査カメラ３６ａと、基材１１の裏面を検査する検査カメラ３６ｂと、これらの検査カメラ３６ａ、３６ｂの結果から、不良部分を基材１１に印字する印字装置３６ｃとを備えている。さらに、検査部３６には、室内の空気を排気する排気部３６ｄが設けられている。

さらに、巻出しロール３１と塗工部３４との間には、後述する第１フィルム２１Ａと基材１１との接合、および基材１１と第２フィルム２２Ｂとの接合を行う接合装置３７が配置されている。さらに、接合装置３７と塗工部３４との間には、基材１１等に付着した異物を集塵する集塵機３８が配置されている。

３．ガス拡散層用シート１０の製造方法について
本実施形態では、導電性を有した帯状の基材１１をロールツーロール方式で搬送しながら、基材１１に、導電性粒子を含む多孔質層１２を成形することにより、燃料電池のガス拡散層用シート１０を製造する。具体的には、図３に示すフロー図と、図４Ａ、図４Ｂを参照しながら、ガス拡散層用シート１０を製造する。

本実施形態では、まず、ステップＳ１で、搬送用の第１フィルム２１Ａを準備し、第１フィルム２１Ａを製造装置３０の搬送経路に沿って配置する。ここで、第１フィルム２１Ａは、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂などの樹脂製のフィルムである。帯状の第１フィルム２１Ａの搬送方向Ｆの前方端部を、塗工部３４、乾燥・焼成部３５、および検査部３６の順に、通過させた後、巻取りロール３２で一部巻取り、第１フィルム２１Ａの搬送方向Ｆの後方端部が、接合装置３７に位置するまで、巻取りロール３２で第１フィルム２１Ａを巻取る。

次に、ステップＳ２に示すように、第１フィルム２１Ａと基材１１とを接合する。基材１１は、たとえばカーボンペーパーまたはカーボンクロス等のカーボン多孔質材である。具体的には、図４Ａ、図４Ｂに示すように、ロール状に巻かれた基材１１の巻出し始めの部分となる、基材１１の搬送方向Ｆの前方端部１１ａに、搬送用の第１フィルム２１Ａの後方端部２１ａを接合する。

本実施形態では、まず、第１フィルム２１Ａと基材１１とを重ね合せる際に、第１接着剤を介して第１フィルム２１Ａと基材１１とを接着する。具体的には、第１フィルム２１Ａと基材１１とを重ね合せる際に、第１接着剤が両面に塗布された第１接着シート１８Ａを介して第１フィルム２１Ａと基材１１とを接着する。これにより、後述するステープル１５Ａによる接合前に、第１フィルム２１Ａと基材１１とを精度良く重ね合せることができる。

ここで、第１接着シート１８Ａとは、可撓性を有し、第１接着剤とによる接着性が損なわれるものでなければ、特にその材料は限定されるものではなく、たとえば、第１接着シート１８Ａの材料としては、熱可塑性樹脂からなる樹脂シート、アルミニウムなどの金属シートなどを挙げることができ、第１接着剤としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの熱可塑性樹脂からなる接着剤または粘着剤などを挙げることができる。

次に、第１接着シート１８Ａと共に、第１フィルム２１Ａと基材１１とを重ね合せた第１重なり部分１３Ａにステープル１５Ａ（第１接合材）を貫通させることで、ステープル１５Ａを介して第１フィルム２１Ａと基材１１とを物理的に接合する。これにより、基材１１および第１フィルム２１Ａのうちステープル１５Ａで貫通した部分を、第１接着シート１８Ａで補強することができる。

さらに、本実施形態では、複数のステープル１５Ａによる貫通部分が、搬送方向に沿って配列されるように、複数のステープル１５Ａを、第１重なり部分１３Ａの両側に、複数固定する。なお、ステープル１５Ａは、後述するペースト材の乾燥・焼成において耐熱性を有し、かつ、耐食性を有した金属材料からなり、例えば、アルミニウムなどからなる。

このように、ステープル１５Ａを介して、第１フィルム２１Ａと基材１１とを接合するので、これらの接合強度を、接着テープまたは粘着テープ等のみで第１フィルム２１Ａと基材１１とを接合した場合よりも、高めることができる。この結果、第１フィルム２１Ａと基材１１との接合部分に張力が作用した状態で、乾燥・焼成部３５で接合部分が加熱されたとしても、これらが位置ずれすることを防止することができる。このようにして、後述する搬送された基材１１へのペースト材の塗工、および塗工されたペースト材の乾燥・焼成を安定して行うことができる。

次に、ステップＳ３において、基材１１の巻出しと、第１フィルム２１Ａの巻取りを開始する。巻出された基材１１は、第１フィルム２１Ａに誘導されて、集塵機３８を通過し、塗工部３４に搬送される。

ステップＳ４において、塗工部３４では、塗工装置３４ａから吐出されたペースト材を、基材１１に塗工する。ペースト材は、導電性粒子を含むペースト材であればよい。ペースト材としては、たとえば、カーボンブラックなどのカーボン粒子（導電性粒子）と、ＰＴＦＥなどの撥水性を有した樹脂粒子と、界面活性剤を混合し、ペースト状にしたものを挙げることができる。ペースト材が塗工された基材１１は、検査カメラ３４ｂにより、その塗工状態（ペースト材の浸み込み状態）が検査される。

次に、ステップＳ５において、搬送された基材１１は、乾燥・焼成部３５に搬送される。乾燥・焼成部３５では、ペースト材が塗工された基材１１を、連続して搬送しながら、塗布されたペースト材を加熱する。具体的には、放射温度計３５ｂで測定された温度に基づいて、ノズル３５ａから吹き付けられる熱風の温度を調整することにより、ペースト材を加熱する。これにより、ペースト材を乾燥し、さらにこれを焼成することで、多孔質層１２を成形する。このようにして、ガス拡散層用シート１０が製造される。なお、このステップＳ５が、本発明でいう「ガス拡散層用シートを製造する工程」に相当する。

次に、ステップＳ６において、製造されたガス拡散層用シート１０は、検査部３６に搬送される。検査部３６では、検査カメラ３６ａ、３６ｂによる検査結果から、不良部分がある場合には、印字装置３６ｃで、基材１１に印字する。

以上のステップＳ４～ステップＳ６の工程を、ガス拡散層用シート１０を巻取りロール３２で連続して巻取ながら、搬送される基材１１に対して、連続して行う。基材１１の巻出し終わりの部分である、基材１１の搬送方向Ｆの後方端部１１ｂが、接合装置３７に位置した時点で、ステップＳ７において、基材１１と第２フィルム２１Ｂとの接合を行う。

具体的には、図５Ａ、図５Ｂに示すように、ロール状に巻かれた基材１１の巻出し終わりの部分となる、基材１１の搬送方向Ｆの後方端部１１ｂに、搬送用の第２フィルム２１Ｂの前方端部２１ｂを接合する。

本実施形態では、まず、ステップＳ２に示した場合と同様に、基材１１と第２フィルム２１Ｂとを重ね合せる際に、第２接着剤を介して基材１１と第２フィルム２１Ｂとを接着する。具体的には、基材１１と第２フィルム２１Ｂを重ね合せる際に、第２接着剤が両面に塗布された第２接着シート１８Ｂを介して基材１１と第２フィルム２１Ｂとを接着する。ここで、第２接着シート１８Ｂと第２接着剤は、第１接着シート１８Ａと第１接着剤で例示したものと同様の材料である。

次に、第２接着シート１８Ｂと共に、基材１１と第２フィルム２１Ｂとを重ね合せた第２重なり部分１３Ｂにステープル１５Ｂ（第２接合材）を貫通させることで、ステープル１５Ｂを介して基材１１と、第２フィルム２１Ｂとを物理的に接合する。これにより、基材１１および第２フィルム２１Ｂのうちステープル１５Ｂで貫通した部分を、第２接着シート１８Ｂで補強することができる。

さらに、本実施形態では、複数のステープル１５Ｂによる貫通部分が、搬送方向に沿って配列されるように、複数のステープル１５Ｂを、第２重なり部分１３Ｂの両側に、複数固定する。ステープル１５Ｂは、ステープル１５Ａで例示したものと同様の材料である。

このように、基材１１と第２フィルム２１Ｂとを重ね合わせた第２重なり部分１３Ｂに、ステープル１５Ｂを貫通させることで、ステープル１５Ｂを介して第２フィルム２１Ｂと基材１１とを物理的に接合する。これにより、基材１１と第２フィルム２１Ｂとの接合強度を、接着テープまたは粘着テープ等のみで基材１１と第２フィルム２１Ｂとを接合した場合よりも高めることができる。

この結果、基材１１と第２フィルム２１Ｂとの接合部分に張力が作用した状態で、乾燥・焼成部３５で接合部分が加熱されたとしても、これらが位置ずれすることを防止することができる。このため、基材１１と第２フィルム２１Ｂとが接合された接合部分よりも、前方側の基材１１の部分に対して、ペースト材の塗工、および塗工されたペースト材の乾燥を安定して行うことができる。

このようにして、ロールツーロール方式で、第１フィルム２１Ａの巻取り後、第１フィルム２１Ａに接合されたガス拡散層用シート１０を巻取り、さらに、ガス拡散層用シート１０に接合された第２フィルム２１Ｂを巻取る。これにより、一連の巻取りが完了する（ステップＳ８）。

本実施形態では、ステープル１５Ａ、１５Ｂにより、第１フィルム２１Ａと基材１１とを接合し、基材１１と第２フィルム２１Ｂとを接合した。しかしながら、例えば、図６Ａ～図７Ｂの変形例に示すように、カーボン繊維などの連続繊維１５Ｃ、１５Ｄにより、第１フィルム２１Ａと基材１１とを縫着し、基材１１と第２フィルム２１Ｂとを縫着してもよい。

具体的には、上述した、ステップＳ２において、図６Ａ、図６Ｂに示すように、搬送用の第１フィルム２１Ａの後方端部２１ａと、基材１１の搬送方向Ｆの前方端部１１ａとを、第１接着剤が両面に塗布された第１接着シート１８Ａを介して接着する。

次に、第１接着シート１８Ａと共に、第１フィルム２１Ａと基材１１とを重ね合せた第１重なり部分１３Ａに、連続繊維１５Ｃ（第１接合材）を所定のピッチで貫通させることで、連続繊維１５Ｃを介して第１フィルム２１Ａと基材１１とを物理的に接合する。本実施形態では、連続繊維１５Ｃによる貫通部分が、搬送方向Ｆに沿って配列されるように、連続繊維１５Ｃで、第１重なり部分１３Ａの両側を縫着する。

さらに、ステップＳ７と同様に、図７Ａ、図７Ｂに示すように、基材１１の搬送方向Ｆの後方端部１１ｂと、搬送用の第２フィルム２１Ｂの前方端部２１ｂとを、第２接着剤が両面に塗布された第２接着シート１８Ｂを介して接着する。

次に、第２接着シート１８Ｂと共に、基材１１と第２フィルム２１Ｂとを重ね合せた第２重なり部分１３Ｂに、連続繊維１５Ｄ（第２接合材）を所定のピッチで貫通させることで、連続繊維１５Ｄを介して第２フィルム２１Ｂと基材１１とを物理的に接合する。本実施形態では、連続繊維１５Ｃによる貫通部分が、搬送方向Ｆに沿って配列されるように、連続繊維１５Ｄで、第２重なり部分１３Ｂの両側を縫着する。

本実施形態では、基材１１と第２フィルム２１Ｂとを接合した後、第２フィルム２１Ｂを巻取った。しかしながら、例えば、図８Ａおよび図８Ｂの変形例に示すように、第２フィルム２１Ｂに連結するための基材１１’を準備し、基材１１’の搬送方向Ｆの前方先端と、第２フィルム２１Ｂとを、ステップＳ２で示した方法と同じ方法で接合してもよい。

このようにして得られたガス拡散層用シート１０により、図９に示す、接合装置５を用いて、複合シート１０Ｂを製造する。巻出し始めの第２フィルム２１Ｂを、接合装置５の搬送経路に通過させ、ガス拡散層用シート１０の多孔質層と、燃料電池の電解質膜となる電解質シート６０に形成されたアノード側触媒層とを、熱圧ロール５１、５１で、熱圧することで、接合する。

さらに、搬送ロール５２を通過した複合シート１０Ａは、剥離バー５３を通過し、剥離バー５３で、複合シート１０Ａから、電解質シート６０の裏面に貼り付けられたバックシート５８を剥離する。バックシート５８は、搬送ロール５５を通過し、ロール状に巻取られる。一方、バックシート５８を剥離した複合シート１０Ｂは、搬送ロール５４を通過し、ロール状に巻取られる。

その後、ロール状に巻取られた複合シート１０Ｂは、第１フィルムから順に巻出されて、電解質シートにカソード側触媒層がさらに成形され、その後、所定の形状に裁断される。この際、第１および第２フィルム２１Ａ、２１Ｂは、基材１１の接合部分とともに裁断され、廃棄される。

以下に、本発明の実施例を説明する。

（実施例１）
まず、幅３００ｍｍの基材（カーボンペーパー）と、同じ幅の第１フィルム（カプトンテープ（登録商標）：東レ・デュポン社））を準備し、両面に接着剤が塗布された第１接着シート（幅２５０ｍｍ、長さ１００ｍｍ）を介して、基材と第１フィルムを重ね合わせて、これらを接着した。

次に、両側の先端の距離が１０ｍｍとなるアルミニウム製のステープルを、図４Ａ、４Ｂに示すように、第１接着シートとともに、基材と第１フィルムとを貫通するように、第１重なり部分に、１５ｍｍ間隔で、片側で４カ所ずつ、両側で合計８カ所固定した。これにより、実施例１に係る試験材を作製した。

（実施例２）
実施例１と同じようにして、試験材を作製した。実施例１と相違する点は、図６Ａ、図６Ｂに示すように、ステープルの代わりに、炭素繊維により、第１接着シートとともに、基材と第１フィルムとを貫通するように、これらを、搬送方向に沿って１０ｍｍピッチ、長さ８０ｍｍで両側を縫着した。

（比較例１）
実施例１と同じようにして、試験材を作製した。実施例１と相違する点は、ステープルによる接合は行っていない点である。

（強度試験）
実施例１、２、および比較例１の試験材に対して、基材と第１フィルムとが離れる方向に、張力を作用した状態で、炉内において加熱し、試験材が破断するまでの時間を測定した。この結果を、図１０に示す。

この結果、実施例１および２の試験材は、ペースト材の乾燥温度に合わせた目標温度領域、３５０℃～３７０℃において、比較例１の試験材よりも、破断するまでの時間が、長いことがわかった。実施例１および２の試験材に比べて、比較例１の試験材の破断時間が短いのは、この温度領域では、接着剤により接着力（粘着力）が低下したことに起因すると考えられる。

以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。

１０：ガス拡散層用シート、１１：基材、１３Ａ：第１重なり部分、１３Ｂ：第２重なり部分、１５Ａ：ステープル（第１接合材）、１５Ｂ：ステープル（第２接合材）、１５Ｃ：連続繊維（第１接合材）、１５Ｄ：連続繊維（第２接合材）、１８Ａ：第１接着シート、１８Ｂ：第２接着シート、２１Ａ：第１フィルム、２１Ｂ：第２フィルム

Claims (1)

1. 導電性を有した帯状の基材をロールツーロール方式で搬送しながら、前記基材に、導電性粒子を含む多孔質層を成形する燃料電池のガス拡散層用シートの製造方法であって、
   前記製造方法は、
   ロール状に巻かれた前記基材の巻出し始めの部分となる、前記基材の搬送方向の前方端部に、搬送用の第１フィルムを接合する工程と、
   前記第１フィルムを前記ロールツーロール方式で搬送することにより、前記基材を搬送しながら誘導し、前記基材の表面に少なくとも導電性粒子を含むペースト材を塗工する工程と、
   前記ペースト材が塗工された前記基材を、連続して搬送しながら、塗布された前記ペースト材を加熱することにより、前記多孔質層を成形し、前記ガス拡散層用シートを製造する工程と、
   前記基材の巻出し終わりの部分となる、前記搬送方向の後方端部に、搬送用の第２フィルムを接合する工程と、を含み、
   前記第１フィルムの巻取り後、前記第１フィルムに接合された前記ガス拡散層用シートを巻取り、さらに、前記ガス拡散層用シートに接合された前記第２フィルムを巻取るものであり、
   前記第１フィルムを接合する工程において、前記第１フィルムと前記基材とを重ね合せる際に、第１接着剤が両面に塗布された第１接着シートを介して前記第１フィルムと前記基材とを接着し、前記第１接着シートと共に前記第１フィルムと前記基材とを重ね合せた第１重なり部分に第１接合材を貫通させることで、前記第１フィルムと前記基材とを接合し、
   前記第２フィルムを接合する工程において、前記基材と前記第２フィルムとを重ね合せる際に、第２接着剤が両面に塗布された第２接着シートを介して前記基材と前記第２フィルムとを接着し、前記第２接着シートと共に前記基材と前記第２フィルムとを重ね合せた第２重なり部分に第２接合材を貫通させることで、前記基材と前記第２フィルムとを接合することを特徴とするガス拡散層用シートの製造方法。

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