KR101711764B1 - 막전극 접합체의 제조 방법 및 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

품질이 높은 막전극 접합체를 제조하기 위한 기술을 제공한다.
막전극 접합체의 제조 방법은, 전해질막에 있어서의 전해질막 지지 기재 시트가 형성되어 있지 않은 면에, 제1 촉매층 시트에 있어서의 제1 촉매층을 접합하고, 제1 촉매층 지지 기재 시트를 제1 촉매층으로부터 박리하고, 전해질막 지지 기재 시트를 전해질막으로부터 박리하고, 전해질막에 있어서의 전해질막 지지 기재 시트가 박리된 면에, 제2 촉매층 시트에 있어서의 제2 촉매층을 접합한다. 막전극 접합체의 제조 방법은, 전해질막에 있어서의, 제1 촉매층의 접합 개시 부분보다도 먼저 송출된 부분에, 제2 촉매층 지지 기재 시트 상에 형성된 제2 촉매층, 또는 제2 촉매층 지지 기재 시트를 접합하는 예비 공정을 더 구비한다.

Description

막전극 접합체의 제조 방법 및 제조 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING MEMBRANE ELECTRODE ASSEMBLY}
본 발명은 막전극 접합체의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다.
연료 전지로서 고체 고분자형 연료 전지가 알려져 있다. 고체 고분자형 연료 전지는, 고체 고분자 전해질막의 양면에 촉매층이 형성된 막전극 접합체(MEA : Membrane Electrode Assembly)를 그 구성으로서 갖는다.
막전극 접합체를 웹 핸들링에 의해 제조하기 위해서는, 먼저 롤로부터 권출된 고체 고분자 전해질막의 한쪽 면에 대하여 제1 촉매층을 접합한 후, 고체 고분자 전해질막의 지지 기재와, 제1 촉매층의 지지 기재를 박리한다. 그 후, 고체 고분자 전해질막의 다른 쪽 면에 제2 촉매층을 접합한다. 특허문헌 1에는, 막전극 접합체의 제조 방법이 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2010-182563호 공보
막전극 접합체의 상기 종래의 제조 방법에서는, 고체 고분자 전해질막의 지지 기재와 제1 촉매층의 지지 기재를 박리함으로써 부재가 고체 고분자 전해질막 및 제1 촉매층만의 상태로 되었을 때에, 열에 의해 고체 고분자 전해질막이 수축됨으로써 인장 응력이 발생해 고체 고분자 전해질막이 만곡해 버리는 경우가 있다. 이렇게 만곡한 상태의 고체 고분자 전해질막에 대하여 제2 촉매층을 접합하려고 하면, 정상적으로 접합할 수 없어, 제조된 막전극 접합체의 품질 저하를 초래하는 경우가 있다.
본 발명은 상기에 비추어 이루어진 것이다. 그 과제는, 품질이 높은 막전극 접합체를 제조하기 위한 기술을 제공하는 데 있다.
본 발명에 관한 막전극 접합체의 제조 방법은, 전해질막 지지 기재 시트 상에 전해질막이 형성된 전해질막 시트와, 제1 촉매층 지지 기재 시트 상에 제1 촉매층이 형성된 제1 촉매층 시트와, 제2 촉매층 지지 기재 시트 상에 제2 촉매층이 형성된 제2 촉매층 시트를 송출하는 송출 공정과, 상기 전해질막에 있어서의 상기 전해질막 지지 기재 시트가 형성되어 있지 않은 면에, 상기 제1 촉매층 시트에 있어서의 상기 제1 촉매층을 접합하는 제1 접합 공정과, 상기 제1 촉매층 지지 기재 시트를 상기 제1 촉매층으로부터 박리하는 제1 박리 공정과, 상기 전해질막 지지 기재 시트를 상기 전해질막으로부터 박리하는 제2 박리 공정과, 상기 전해질막에 있어서의 상기 전해질막 지지 기재 시트가 박리된 면에, 상기 제2 촉매층 시트에 있어서의 상기 제2 촉매층을 접합하는 제2 접합 공정을 구비하고, 상기 전해질막에 있어서의, 상기 제1 접합 공정에 의한 상기 제1 촉매층의 접합 개시 부분보다도 먼저 송출된 부분에, 상기 제2 촉매층 지지 기재 시트 상에 형성된 상기 제2 촉매층, 또는 상기 제2 촉매층 지지 기재 시트를 접합하는 예비 공정을 더 구비한다.
본 발명에 관한 막전극 접합체의 제조 장치는, 전해질막 지지 기재 시트 상에 전해질막이 형성된 전해질막 시트를 송출하는 전해질막 시트 송출부와, 제1 촉매층 지지 기재 시트 상에 제1 촉매층이 형성된 제1 촉매층 시트를 송출하는 제1 촉매층 시트 송출부와, 제2 촉매층 지지 기재 시트 상에 제2 촉매층이 형성된 제2 촉매층 시트를 송출하는 제2 촉매층 시트 송출부와, 상기 전해질막에 있어서의 상기 전해질막 지지 기재 시트가 형성되어 있지 않은 면에, 상기 제1 촉매층 시트에 있어서의 상기 제1 촉매층을 접합하는 제1 접합부와, 상기 제1 촉매층 지지 기재 시트를 상기 제1 촉매층으로부터 박리하는 제1 박리부와, 상기 전해질막 지지 기재 시트를 상기 전해질막으로부터 박리하는 제2 박리부와, 상기 전해질막에 있어서의 상기 전해질막 지지 기재 시트가 박리된 면에, 상기 제2 촉매층 시트에 있어서의 상기 제2 촉매층을 접합하는 제2 접합부를 구비하고, 상기 제2 접합부는, 예비 처리로서 상기 전해질막에 있어서의, 상기 제1 접합부에 의한 상기 제1 촉매층의 접합 개시 부분보다도 먼저 송출된 부분에, 상기 제2 촉매층 지지 기재 시트 상에 형성된 상기 제2 촉매층, 또는 상기 제2 촉매층 지지 기재 시트를 접합 가능한, 막전극 접합체의 제조 장치이다.
본 발명에 따르면, 품질이 높은 막전극 접합체를 제조하기 위한 기술을 제공할 수 있다.
도 1은 일실시 형태에 있어서의 막전극 접합체의 제조 장치의 개략 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 일실시 형태에 있어서의 막전극 접합체의 제조 방법의 예비 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일실시 형태에 있어서의 막전극 접합체의 제조 방법의 예비 공정을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 단, 발명의 범위를 이들에 한정하는 것은 아니다.
[제조 장치의 구성]
도 1을 참조하여, 웹 핸들링에 의해 막전극 접합체를 제조하기 위한 일실시 형태에 있어서의 제조 장치의 구성을 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 제조 장치(1)는, 전해질막 시트 송출부(10), 제1 촉매층 시트 송출부(20), 제1 접합부(30), 제1 박리부(40), 제2 박리부(50), 제2 촉매층 시트 송출부(60), 제2 접합부(70) 및 권취부(80)를 구비한다. 또한, 도 1에는, 제조 장치(1) 내를 반송되고 있는 부재에 대한 반송 위치 A로부터 I에 있어서의 단면도가 도시되어 있다. 이들 단면도는, 부재의 반송 방향에 대하여 수직으로 교차되는 면에 의한 단면도이다. 이후에 설명하는 그 밖의 도면에 나타낸 단면도에 대해서도 마찬가지이다.
전해질막 시트 송출부(10)는, 롤 형상으로 감긴 띠 형상의 전해질막 시트(M10)를 보유 지지하고, 당해 전해질막 시트(M10)를 송출한다(권출함). 전해질막 시트(M10)는, 띠 형상의 전해질막 지지 기재 시트(M11)의 한쪽 면 위에 전해질막(M12)이 형성된 시트이다. 전해질막(M12)은, 습윤 상태에서 양호한 프로톤 전도성을 나타내는 고체 고분자 전해질 재료가 사용되고 있다. 고체 고분자 전해질 재료로서는, 예를 들어 퍼플루오로카본술폰산을 구비하는 불소계 수지(예를 들어, 나피온, 듀퐁샤 제조) 등을 사용할 수 있다. 전해질막 지지 기재 시트(M11)로서는, 예를 들어 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), PEN(폴리에틸렌나프탈레이트) 등의 폴리에스테르계, 폴리스티렌 등의 고분자 필름이 사용되고 있다.
제1 촉매층 시트 송출부(20)는, 롤 형상으로 감긴 띠 형상의 제1 촉매층 시트(M20)를 보유 지지하고, 당해 제1 촉매층 시트(M20)를 송출한다. 제1 촉매층 시트(M20)는, 띠 형상의 제1 촉매층 지지 기재 시트(M21)의 한쪽 면 상에 제1 촉매층(M22)이 형성된 시트이다. 제1 촉매층(M22)은, 본 실시 형태에 있어서는 애노드 촉매층으로 한다. 예를 들어, 제1 촉매층(M22)은 발전 반응을 촉진하기 위한 촉매로서, 백금 또는 백금 합금을 담지한 카본 입자와, 전해질을 구비한 촉매층 재료를 사용해서 형성할 수 있다. 제1 촉매층 지지 기재 시트(M21)로서는, 예를 들어 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), PEN(폴리에틸렌나프탈레이트) 등의 폴리에스테르계, 폴리스티렌 등의 고분자 필름이 사용되고 있다.
제1 접합부(30)는, 접합 롤러(31, 32)를 구비한다. 제1 접합부(30)는 전해질막 시트 송출부(10)로부터 송출된 전해질막 시트(M10)와, 제1 촉매층 시트 송출부(20)로부터 송출된 제1 촉매층 시트(M20)를, 회전하는 접합 롤러(31, 32)의 닙부 사이에 끼워넣도록 반송한다. 이때, 접합 롤러(31, 32)의 닙부에 있어서, 전해질막 시트(M10)의 전해질막(M12)에 있어서의 전해질막 지지 기재 시트(M11)가 형성되어 있지 않은 면에, 제1 촉매층 시트(M20)의 제1 촉매층(M22)에 있어서의 제1 촉매층 지지 기재 시트(M21)가 형성되어 있지 않은 면이 중첩됨으로써, 전해질막(M12)에 제1 촉매층(M22)이 접합된다.
제1 박리부(40)는 권취부(41) 및 박리 롤러(42)를 구비한다. 제1 박리부(40)는 전해질막(M12)에 접합된 상태에서 제1 접합부(30)로부터 반송되어 온 제1 촉매층(M22)으로부터, 제1 촉매층 지지 기재 시트(M21)를 박리하고, 권취한다. 구체적으로는, 제1 박리부(40)에 있어서, 박리 롤러(42)에 의해 제1 촉매층(M22)으로부터 제1 촉매층 지지 기재 시트(M21)가 박리되고, 박리된 제1 촉매층 지지 기재 시트(M21)는 권취부(41)에 의해 권취된다.
제2 박리부(50)는, 권취부(51) 및 박리 롤러(52)를 구비한다. 제2 박리부(50)는, 제1 촉매층(M22)에 접합된 상태에서 제1 박리부(40)로부터 반송되어 온 전해질막(M12)으로부터, 전해질막 지지 기재 시트(M11)를 박리하고, 권취한다. 구체적으로는, 제2 박리부(50)에 있어서, 박리 롤러(52)에 의해 전해질막(M12)으로부터 전해질막 지지 기재 시트(M11)가 박리되고, 박리된 전해질막 지지 기재 시트(M11)는 권취부(51)에 의해 권취된다.
제2 촉매층 시트 송출부(60)는, 롤 형상으로 감긴 띠 형상의 제2 촉매층 시트(M60)를 보유 지지하고, 당해 제2 촉매층 시트(M60)를 송출한다. 제2 촉매층 시트(M60)는, 띠 형상의 제2 촉매층 지지 기재 시트(M61)의 한쪽 면 상에 제2 촉매층(M62)이 형성된 시트이다. 제2 촉매층(M62)은, 본 실시 형태에 있어서는, 캐소드 촉매층으로 한다. 제2 촉매층(M62)은, 일정 간격으로 간헐적으로 형성된 복수의 촉매층에 의해 형성된다. 제2 촉매층 지지 기재 시트(M61)는, 예를 들어 PET, PEN 등의 폴리에스테르계, 폴리스티렌 등의 고분자 필름이 사용되고 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 제1 촉매층(M22)을 애노드 촉매층으로 하고, 제2 촉매층(M62)을 캐소드 촉매층으로 하여 구성하고 있지만 이에 한정되지 않는다. 제1 촉매층(M22)을 캐소드 촉매층으로 하고, 제2 촉매층(M62)을 애노드 촉매층으로 하여 구성해도 된다.
제2 접합부(70)는 접합 롤러(71, 72)를 구비한다. 제2 접합부(70)는, 제2 박리부(50)로부터 반송된 전해질막(M12) 및 제1 촉매층(M22)과, 제2 촉매층 시트 송출부(60)로부터 송출된 제2 촉매층 시트(M60)를, 회전하는 접합 롤러(71, 72)의 닙부 사이에 끼워넣도록 반송한다. 이때, 접합 롤러(71, 72)의 닙부에 있어서, 전해질막(M12)에 있어서의 전해질막 지지 기재 시트(M11)가 박리된 면에, 제2 촉매층 시트(M60)의 제2 촉매층(M62)에 있어서의 제2 촉매층 지지 기재 시트(M61)가 형성되어 있지 않은 면이 중첩됨으로써, 전해질막(M12)에 제2 촉매층(M62)이 접합된다. 이 결과, 전해질막(M12)에 제1 촉매층(M22)과 제2 촉매층(M62)이 접합된 막전극 접합체(M80)가 형성된다. 이때, 막전극 접합체(M80)에 있어서의 제2 촉매층(M62)에는, 제2 촉매층 지지 기재 시트(M61)가 형성된 그대로이다.
권취부(80)는 제2 접합부(70)에 의해 형성되고, 반송된 막전극 접합체(M80)를 권취한다. 이와 같이, 막전극 접합체(M80)는 제2 촉매층 지지 기재 시트(M61)가 형성된 상태에서 권취부(80)에 의해 권취된다. 막전극 접합체(M80)는 매우 얇으므로(예를 들어, 20 마이크로미터) 변형(예를 들어, 만곡)이나 손상이 발생하기 쉽다. 막전극 접합체(M80)의 제2 촉매층(M62)의 면 상에 형성되어 있는 제2 촉매층 지지 기재 시트(M61)의 존재에 의해, 예를 들어 막전극 접합체(M80)가 만곡된 상태에서 권취되거나, 막전극 접합체(M80)에 주름 및 흠집이 생기는 것을 억제할 수 있다.
[제조 개시의 순서]
이어서, 웹 핸들링에 의해 제조 장치(1)에서 막전극 접합체(M80)의 제조를 개시하기 위한 예비 공정을 포함하는 순서에 대해서 설명한다.
막전극 접합체(M80)의 상기에서 설명한 바와 같은 제조에 있어서, 제2 박리부(50)로부터 반송되는 부재는, 전해질막(M12) 및 제1 촉매층(M22)뿐이며, 지지 기재가 설치되어 있지 않다. 그로 인해, 제조 장치(1)에 있어서의 제2 박리부(50)로부터 제2 접합부(70) 사이에서, 전해질막(M12)이 열에 의해 수축됨으로써 인장 응력이 발생하고, 전해질막(M12)이 만곡되어 버리는 경우가 있다. 이하에 설명하는 막전극 접합체(M80)의 제조를 개시하기 위한 예비 공정을 포함하는 순서는, 이러한 만곡을 방지하기 위한 것이다.
막전극 접합체(M80)의 제조를 개시하기 전의 예비 공정에 있어서, 전해질막 시트 송출부(10)로부터는, 막전극 접합체(M80)의 전술한 제조 공정과 마찬가지로, 전해질막 시트(M10)가 송출된다.
또한, 당해 예비 공정에 있어서, 제1 촉매층 시트 송출부(20)로부터는, 제1 촉매층 시트(M20) 대신에 소정의 길이만큼 필름이 송출되고, 그 후, 제1 촉매층 시트(M20)가 송출된다. 필름은 임의의 소재에 의해 형성되고, 예를 들어 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트)이나 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 등의 고분자에 의해 형성되어 있다. 제1 촉매층 시트 송출부(20)로부터 송출된 필름은, 제1 박리부(40)에 의해 권취된다.
또한, 당해 예비 공정에 있어서, 제2 촉매층 시트 송출부(60)로부터는, 제2 촉매층 시트(M60) 대신에, 소정의 길이만큼 제2 촉매층 지지 기재 시트(M61)가 송출되고, 그 후, 제2 촉매층 시트(M60)가 송출된다.
도 2를 참조하여, 예비 공정에 있어서 제2 접합부(70)에 의해 최초로 행하여지는 접합 처리에 대해서 설명한다. 도 2에 도시한 바와 같이, G의 위치에서는 전해질막(M12)만이 반송되고 있다. 즉, 전술한 바와 같이, 예비 공정에 있어서는, 제1 촉매층 시트 송출부(20)로부터는, 제1 촉매층 시트(M20) 대신에 소정의 길이만큼 필름이 송출되고, 그 후, 제1 촉매층 시트(M20)가 송출된다. 그로 인해, 예비 공정의 초기에 있어서는 G의 위치까지 반송된 전해질막(M12) 상에는, 제1 촉매층(M22)은 형성되어 있지 않다. 따라서, G의 위치에 있어서는 전해질막(M12)과 제1 촉매층(M22) 사이의 인장 강도의 차이가 발생하는 일이 없으므로, 당해 인장 강도에 기인하는 전해질막(M12)의 만곡은 발생하고 있지 않다.
또한, 도 2에 있어서의 H의 위치에서는, 제2 촉매층 지지 기재 시트(M61)만이 반송되고 있다. 즉, 전술한 바와 같이, 예비 공정에 있어서는, 제2 촉매층 시트 송출부(60)로부터는, 제2 촉매층 시트(M60) 대신에 소정의 길이만큼 제2 촉매층 지지 기재 시트(M61)가 송출된다. 그로 인해, 예비 공정의 초기에 있어서는 H의 위치까지 반송된 제2 촉매층 지지 기재 시트(M61)에는, 제2 촉매층(M62)은 형성되어 있지 않다.
제2 접합부(70)에서는, 제2 박리부(50)로부터 반송된 전해질막(M12)과, 제2 촉매층 시트 송출부(60)로부터 반송된 제2 촉매층 지지 기재 시트(M61)가 접합된다. 즉, 제2 접합부(70)에서는, 전해질막(M12)에 있어서의, 제1 접합부(30)에 의한 제1 촉매층(M22)의 접합이 개시된 부분보다도 먼저 송출된(반송된) 부분에, 제2 촉매층 지지 기재 시트(M61)를 접합한다. 당해 접합 후, 반송되고 있는 부재의 단면도는 I의 위치의 단면도로서 도 2에 도시되고 있는 바와 같다.
그 후, 도 3에 도시한 바와 같이, 제2 박리부(50)로부터는 전해질막 지지 기재 시트(M11)가 박리되어서, 전해질막(M12) 및 제1 촉매층(M22)이 서로 접합된 상태에서 부재가 반송되어 온다. 제2 접합부(70)에서는, 제2 박리부(50)로부터 반송되어 오는 전해질막(M12) 및 제1 촉매층(M22)에 있어서의 전해질막(M12)의 면[전해질막 지지 기재 시트(M11)가 박리된 면]에 대하여, 제2 촉매층 시트 송출부(60)로부터 반송되어 오는 제2 촉매층 지지 기재 시트(M61)가 접합된다. 당해 접합 후, 반송되고 있는 부재의 단면도는 I의 위치의 단면도로서 도 3에 도시되고 있는 바와 같다.
그 후, 제2 촉매층 시트 송출부(60)로부터 송출된 제2 촉매층 시트(M60)는, 제2 접합부(70)로 반송되고, 제2 박리부(50)로부터의 전해질막(M12) 및 제1 촉매층(M22)과 접합함으로써, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같은 막전극 접합체(M80)의 제조가 실시된다.
이상과 같이 본 실시 형태에 따르면, 상기한 예비 공정으로부터 막전극 접합체(M80)의 제조 개시까지의 사이에, 제2 접합부(70)에서는 다음과 같은 처리가 행하여진다. 즉, 먼저, 제2 접합부(70)는 제2 박리부(50)로부터 반송된 전해질막(M12)에 있어서의, 제1 접합부(30)에 의한 제1 촉매층(M22)의 접합 개시 부분보다도 먼저 반송된 부분에, 제2 촉매층 지지 기재 시트(M61)를 접합한다(도 2의 I의 단면도를 참조).
이어서, 제2 접합부(70)에서는 제2 박리부(50)로부터 반송되어 오는 전해질막(M12) 및 제1 촉매층(M22)에 있어서의 전해질막(M12)의 면[전해질막 지지 기재 시트(M11)가 박리된 면]에 대하여, 제2 촉매층 시트 송출부(60)로부터 반송되어 오는 제2 촉매층 지지 기재 시트(M61)가 접합된다(도 3의 I의 단면도를 참조). 즉, 제1 촉매층 시트 송출부(20)로부터 「소정의 길이만큼」 송출되는 전술한 필름과, 제2 촉매층 시트 송출부(60)로부터 「소정의 길이만큼」 송출되는 전술한 제2 촉매층 지지 기재 시트(M61)는, 도 3을 참조하여 설명한 제2 접합부(70)에 있어서의 접합이 실시 가능한 길이가 되도록 구성된다.
그 후, 제2 접합부(70)에서는, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 전해질막(M12)에 있어서의 전해질막 지지 기재 시트(M11)가 박리된 면[즉, 전해질막(M12)에 있어서의 제1 촉매층(M22)이 접합되어 있지 않은 면]에, 제2 촉매층(M62)이 접합되고, 완성된 막전극 접합체(M80)가 반송된다(도 1의 I의 단면도를 참조).
이와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 막전극 접합체(M80)의 제조에 있어서, 제2 접합부(70)는 제2 박리부(50)로부터 반송된 전해질막(M12)에 있어서의, 제1 접합부(30)에 의한 제1 촉매층(M22)의 접합 개시 부분보다도 먼저 반송된 부분에, 제2 촉매층 지지 기재 시트(M61)를 접합하는 예비 공정을 실시한다. 그 결과, 이하에 설명하는 이유에 의해, 전해질막(M12)과 제1 촉매층(M22) 사이의 인장 강도의 차이에 의해 발생할 수 있는 전해질막(M12) 및 제1 촉매층(M22)의 만곡을 억제(또는 교정)할 수 있다.
즉, 제2 접합부(70)에 있어서, 전해질막(M12)에 있어서의 제1 촉매층(M22)이 접합되어 있지 않은 부분에 제2 촉매층 지지 기재 시트(M61)를 접합함으로써, 당해 부분에 있어서, 제2 촉매층 지지 기재 시트(M61)에 의한 전해질막(M12)에 대한 구속력이 발생한다. 이러한 구속력이 한번 발생하면, 그 후는 그 구속력이 연속해서 작용한다. 따라서, 가령 만곡이 발생한 상태에서 전해질막(M12) 및 제1 촉매층(M22)이 제2 접합부(70)로 반송되어 온 경우에도, 제2 접합부(70)에서 이미 발생하고 있는 구속력에 의해 당해 만곡은 교정된다. 그 결과, 품질이 높은 막전극 접합체(M80)를 제조할 수 있게 된다.
또한, 상기와 같은 예비 공정을 행하지 않고, 제2 접합부(70)에 있어서, 전해질막(M12)에 있어서의 부위 중, 제1 촉매층(M22)이 이미 접합되어 있고, 또한 만곡이 발생하고 있는 부분으로부터 제2 촉매층 지지 기재 시트(M61)의 접합을 개시한 경우, 당해 만곡을 교정할 수는 없다. 제2 접합부(70)에 있어서 제2 촉매층 지지 기재 시트(M61)에 의한 전해질막(M12)에 대한 구속력을 발생시키기 전에, 만곡한 전해질막(M12)이 제2 접합부(70)로 반송되어 오고 있기 때문이다.
[변형예]
상기한 실시 형태에 있어서의 예비 공정에서는, 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 제2 접합부(70)에서는, 전해질막(M12)에 있어서의, 제1 접합부(30)에 의한 제1 촉매층(M22)의 접합이 개시된 부분보다도 먼저 송출된(반송된) 부분에, 제2 촉매층 지지 기재 시트(M61)를 접합한다.
그러나, 이 방법에 한정되지 않고, 제2 접합부(70)에 있어서, 전해질막(M12)에 있어서의, 제1 접합부(30)에 의한 제1 촉매층(M22)의 접합이 개시된 부분보다도 먼저 반송된 부분에, 제2 촉매층 지지 기재 시트(M61) 상에 형성된 제2 촉매층(M62)[즉, 제2 촉매층 시트(M60)에 있어서의 제2 촉매층(M62)]을 접합해도 된다. 이와 같이 제2 촉매층 지지 기재 시트(M61) 대신에 제2 촉매층 시트(M60)에 있어서의 제2 촉매층(M62)을 접합함으로써도, 제2 접합부(70)에 있어서 전해질막(M12)에 대하여 구속력을 발생시킬 수 있다.
또한, 전해질막(M12)에 대하여 만곡의 발생을 억제하기 위해서, 전해질막(M12)에 있어서의 제1 접합부(30)에 의한 제1 촉매층(M22)의 접합이 개시되는 부분에 테이프를 붙일 수 있다. 이러한 테이프로서, 내열성, 내염성이 높은 소재에 의해 형성된 테이프[예를 들어, 캡톤(등록 상표) 테이프]가 사용된다. 전해질막(M12)에 있어서의 당해 테이프가 붙여진 부분은, 테이프가 붙여져 있음으로써, 만곡이 발생하지 않는다. 따라서, 제2 접합부(70)에 있어서, 만곡이 발생하고 있지 않은 상태에서 전해질막(M12)에 있어서의 당해 테이프가 붙여진 부분에 대하여 제2 촉매층(M62)을 접합할 수 있고, 그 결과, 후속 전해질막(M12)에 있어서 발생하고 있는 만곡을 교정하면서 제2 촉매층(M62)을 접합할 수 있다.
1 : 제조 장치
10 : 전해질막 시트 송출부
20 : 제1 촉매층 시트 송출부
30 : 제1 접합부
40 : 제1 박리부
50 : 제2 박리부
60 : 제2 촉매층 시트 송출부
70 : 제2 접합부
80 : 권취부
M10 : 전해질막 시트
M11 : 전해질막 지지 기재 시트
M12 : 전해질막
M20 : 제1 촉매층 시트
M21 : 제1 촉매층 지지 기재 시트
M22 : 제1 촉매층
M60 : 제2 촉매층 시트
M61 : 제2 촉매층 지지 기재 시트
M62 : 제2 촉매층

Claims (5)

  1. 전해질막 지지 기재 시트 상에 전해질막이 형성된 전해질막 시트와, 제1 촉매층 지지 기재 시트 상에 제1 촉매층이 형성된 제1 촉매층 시트와, 제2 촉매층 지지 기재 시트 상에 제2 촉매층이 형성된 제2 촉매층 시트를 송출하는 송출 공정과,
    상기 전해질막에 있어서의 상기 전해질막 지지 기재 시트가 형성되어 있지 않은 면에, 상기 제1 촉매층 시트에 있어서의 상기 제1 촉매층을 접합하는 제1 접합 공정과,
    상기 제1 촉매층 지지 기재 시트를 상기 제1 촉매층으로부터 박리하는 제1 박리 공정과,
    상기 전해질막 지지 기재 시트를 상기 전해질막으로부터 박리하는 제2 박리 공정과,
    상기 전해질막에 있어서의 상기 전해질막 지지 기재 시트가 박리된 면에, 상기 제2 촉매층 시트에 있어서의 상기 제2 촉매층을 접합하는 제2 접합 공정을 구비하고,
    상기 전해질막에 있어서의, 상기 제1 접합 공정에 의한 상기 제1 촉매층의 접합 개시 부분보다도 먼저 송출된 부분에, 상기 제2 촉매층 지지 기재 시트 상에 형성된 상기 제2 촉매층, 또는 상기 제2 촉매층 지지 기재 시트를 접합하는 예비 공정을 더 구비하는, 막전극 접합체의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 예비 공정은, 상기 전해질막에 있어서의 상기 전해질막 지지 기재 시트가 박리된 면에, 상기 제2 촉매층 지지 기재 시트를 접합하는, 막전극 접합체의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 촉매층과, 상기 제2 촉매층 지지 기재 시트 상에 형성된 상기 제2 촉매층이 접합된 상기 전해질막을 권취하는 권취 공정을 구비하는, 막전극 접합체의 제조 방법.
  4. 전해질막 지지 기재 시트 상에 전해질막이 형성된 전해질막 시트를 송출하는 전해질막 시트 송출부와,
    제1 촉매층 지지 기재 시트 상에 제1 촉매층이 형성된 제1 촉매층 시트를 송출하는 제1 촉매층 시트 송출부와,
    제2 촉매층 지지 기재 시트 상에 제2 촉매층이 형성된 제2 촉매층 시트를 송출하는 제2 촉매층 시트 송출부와,
    상기 전해질막에 있어서의 상기 전해질막 지지 기재 시트가 형성되어 있지 않은 면에, 상기 제1 촉매층 시트에 있어서의 상기 제1 촉매층을 접합하는 제1 접합부와,
    상기 제1 촉매층 지지 기재 시트를 상기 제1 촉매층으로부터 박리하는 제1 박리부와,
    상기 전해질막 지지 기재 시트를 상기 전해질막으로부터 박리하는 제2 박리부와,
    상기 전해질막에 있어서의 상기 전해질막 지지 기재 시트가 박리된 면에, 상기 제2 촉매층 시트에 있어서의 상기 제2 촉매층을 접합하는 제2 접합부를 구비하고,
    상기 제2 접합부는, 예비 처리로서 상기 전해질막에 있어서의, 상기 제1 접합부에 의한 상기 제1 촉매층의 접합 개시 부분보다도 먼저 송출된 부분에, 상기 제2 촉매층 지지 기재 시트 상에 형성된 상기 제2 촉매층, 또는 상기 제2 촉매층 지지 기재 시트를 접합 가능한, 막전극 접합체의 제조 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 촉매층 시트 송출부는, 상기 제2 접합부에 의한 상기 예비 처리가 가능하도록, 상기 제1 촉매층 시트를 송출하기 전에, 소정 길이의 필름을 송출하는, 막전극 접합체의 제조 장치.
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