KR102038886B1 - Apparatus for Fabricating the Membrane-Electrode Assembly of Fuel Cell - Google Patents

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KR102038886B1 KR1020170178466A KR20170178466A KR102038886B1 KR 102038886 B1 KR102038886 B1 KR 102038886B1 KR 1020170178466 A KR1020170178466 A KR 1020170178466A KR 20170178466 A KR20170178466 A KR 20170178466A KR 102038886 B1 KR102038886 B1 KR 102038886B1
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Abstract

연료전지용 막전극 접합체 제조장치를 제공한다.
본 발명은 일면에 제1전극이 일정간격을 두고 연속하여 형성된 제1시트를 일방향으로 풀림진행시키는 제1풀림롤과, 일면에 제2전극이 일정간격을 두고 연속하여 형성된 제2시트를 일방향으로 풀림진행시키는 제2풀림롤 및 멤브레인 시트를 일방향으로 풀림진행시키는 제3풀림롤 및 상기 제1,2전극이 양면에 전사된 멤브레인 시트를 권취하는 권취롤을 포함하고, 상기 제1시트와 제2시트사이에 멤브레인 시트가 개재된 시트적층체를 압착가열하여 상기 멤브레인 시트의 양면에 상기 제1,2시트의 제1,2전극을 전사하는 열라미부를 포함하며, 상기 열라미부는 상기 시트적층체의 진행방향으로 연속하여 배치되는 제1열라미부와 제2열라미부를 포함하고, 상기 제1열라미부는 상기 제1시트의 타면과 접하는 제1상부가열롤과, 상기 제2시트의 타면과 접하는 제1하부가열롤을 포함하여 상기 제1시트와 제2시트사이에 멤브레인 시트가 개재된 시트 적층체를 형성하면서 상기 시트 적층체를 1차로 압착가열하고, 상기 제2열라미부는 상기 시트적층체의 타면과 접하는 제2상부가열롤과, 상기 시트적층체의 타면과 접하는 제2하부가열롤을 포함하여 상기 시트 적층체를 2차로 압착가열하여 상기 멤브레인 시트의 양면에 제1,2전극이 일대일로 대응하도록 전사할 수 있다. Provided is a membrane electrode assembly manufacturing apparatus for a fuel cell.
The present invention provides a first unwinding roll for unwinding a first sheet continuously formed at a predetermined interval on one surface in one direction, and a second sheet continuously formed at a predetermined interval on a second surface in one direction. A second unrolling roll for unwinding and a third unrolling roll for unwinding the membrane sheet in one direction, and a winding roll for winding the membrane sheet transferred on both sides of the first sheet, and the first sheet and the second sheet; Compressing and heating a sheet laminate having a membrane sheet interposed between sheets to transfer the first and second electrodes of the first and second sheets to both surfaces of the membrane sheet, wherein the thermal lamination portion is the sheet laminate. A first row lamination part and a second row lamination part disposed successively in the advancing direction of the first row lamination part, wherein the first upper lamination roll is in contact with the other surface of the first sheet, and in contact with the other surface of the second sheet. First Compression heating of the sheet laminate is primarily performed by forming a sheet laminate including a membrane sheet interposed between the first sheet and the second sheet, including an additional heat roll, and the second thermal lamination part is formed on the other surface of the sheet laminate. A second upper heating roll in contact with each other, and a second lower heating roll in contact with the other surface of the sheet laminate to compress and heat the sheet laminate to have a second one-to-one correspondence on both sides of the membrane sheet. Can be killed.

Figure R1020170178466
Figure R1020170178466

Description

연료전지용 막전극 접합체 제조장치{Apparatus for Fabricating the Membrane-Electrode Assembly of Fuel Cell}Apparatus for Fabricating the Membrane-Electrode Assembly of Fuel Cell}

본 발명은 연료전지의 막전극 접합체를 롤투롤 방식으로 연속하여 제조하는 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for continuously manufacturing a membrane electrode assembly of a fuel cell in a roll-to-roll manner.

일반적으로 연료전지(fuel cell)는 일반적으로 연료전지는 수소와 산소가 가지고 있는 화학에너지를 전기화학반응에 의하여 전기에너지로 변환시키는 발전 시스템이다. Generally, a fuel cell is a power generation system that converts chemical energy of hydrogen and oxygen into electrical energy by an electrochemical reaction.

즉, 연료의 산화로 인해 생기는 화학 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 것으로, 공기극(Cathode)에서는 산소의 환원반응이, 연료극(Anode)에서는 수소의 산화반응이 전기화학적으로 진행된다. In other words, by directly converting the chemical energy generated by the oxidation of the fuel into electrical energy, the reduction reaction of oxygen in the cathode (Cathode), the oxidation reaction of hydrogen proceeds electrochemically in the anode (Anode).

전체적인 연료전지의 반응은 물의 전기분해 역반응으로서, 이 과정에서 전기를 비롯하여, 열, 물이라는 세가지 생산물이 생성된다.The overall fuel cell reaction is the reverse electrolysis of water, which produces three products: electricity, heat and water.

그리고 이러한 연료전지는, 고분자 전해질막과 전극(연료극, 공기극), 가스확산층(GDL: Gas Diffusion Layer),분리판(Separator)을 포함하는 구성으로 이루어진다. The fuel cell includes a polymer electrolyte membrane, an electrode (a fuel electrode, an air electrode), a gas diffusion layer (GDL), and a separator.

한편, 전기에너지로의 변환은 막전극 접합체에서 이루어지므로 막전극 접합체는 연료전지의 성능을 좌우하는 핵심부품이다. On the other hand, since the conversion into electrical energy is made in the membrane electrode assembly, the membrane electrode assembly is a key component that determines the performance of the fuel cell.

고분자 전해질 연료전지의 스택 내부 구조는 전해질막 및 상기 전해질막의 양면 각각에 형성되는 전극재인 한쌍의 전극 촉매층으로 구성된 막전극 접합체를 포함한다. The stack internal structure of the polymer electrolyte fuel cell includes an electrolyte membrane and a membrane electrode assembly composed of a pair of electrode catalyst layers, which are electrode materials formed on both surfaces of the electrolyte membrane.

이러한 막전극 접합체의 양면 각각에는, 한쌍의 가스확산층(gas diffusion layer: GDL)이 막전극 접합체를 지지하도록 배치되며, 가스확산층의 바깥쪽 부분에는 연료 및 공기를 전달하고 생성된 물을 배출하는 유로(flow field)가 형성된 한쌍의 분리판(seperator)이 배치된다. On each of both sides of the membrane electrode assembly, a pair of gas diffusion layers (GDLs) are arranged to support the membrane electrode assembly, and an outer portion of the gas diffusion layer delivers fuel and air and discharges the generated water. A pair of separators in which a flow field is formed are arranged.

따라서, 단위 연료전지는 1장의 막전극 접합체와 2장의 가스확산층 및 2장의 분리판(sepeator)으로 구성되며, 이러한 단위전지가 적층됨으로써 스택전지를 형성한다.Therefore, the unit fuel cell is composed of one membrane electrode assembly, two gas diffusion layers, and two separators, and the unit cells are stacked to form a stack battery.

(특허문헌 1) KR10-2007-0019171 A (Patent Document 1) KR10-2007-0019171 A

특허문헌 1에는 롤투롤 설비를 이용하여 데칼방식으로 막전극 접합체를 제조하는 연료전지용 막전극 접합체의 제조방법 및 제조 시스템을 개시하고 있다. Patent Document 1 discloses a method and a manufacturing system for a fuel cell membrane electrode assembly for producing a membrane electrode assembly by a decal method using a roll-to-roll facility.

그러나 이러한 한쌍의 가열롤사이로 멤브레인 시트와 더불어 한쌍의 전극재 필름을 통과시키면서 열을 가함으로써 멤브레인 시트의 양측면에 전극재 필름의 전극재를 각각 전사한 다음, 상기 전극재 필름을 멤브레인 시트로부터 분리하는 과정에서 멤브레인 시트의 양측면에 전극재를 정확히 일대일 대응시키는 것이 곤란하였다.However, the electrode material of the electrode material film is transferred to both sides of the membrane sheet by applying heat while passing a pair of electrode material films together with the membrane sheet between the pair of heating rolls, and then separating the electrode material film from the membrane sheet. In the process, it was difficult to correspond the electrode material to one side of the membrane sheet exactly one to one.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 멤브레인 시트의 양면에 제1,2시트를 적층한 시트적층체를 롤투롤 방식으로 일방향으로 진행하는 과정에서 상,하부가열롤 사이로 순차적으로 통과하는 시트적적층체를 압착가열하여 멤브레인 시트의 양면에 전극을 정확히 일대일 대응시키면서 전사할 수 있는 연료전지용 막전극 접합체 제조장치를 제공하고자 한다. Accordingly, the present invention is to solve the problems described above, the object is the top and bottom heating in the process of proceeding in one direction the sheet laminated body laminated the first and second sheets on both sides of the membrane sheet in a roll-to-roll manner The present invention provides a fuel cell membrane electrode assembly manufacturing apparatus capable of transferring a sheet laminate laminated in a sequential manner between rolls by pressurizing and heating the sheet laminated body with one-to-one correspondence on both sides of the membrane sheet.

또한, 본 발명의 다른 목적은 멤브레인 시트의 양면에 제1,2가스켓시트를 적층한 접합체를 롤투롤 방식으로 일방향으로 진행하는 과정에서 상,하부가열롤 사이로 순차적으로 통과하는 접합체를 압착가열하여 멤브레인 시트의 양면에 전사된 전극을 개구부를 통해 노출시키도록 가스켓시트를 접합할 수 있는 연료전지용 막전극 접합체 제조장치를 제공하고자 한다. In addition, another object of the present invention in the process of proceeding in one direction by the roll-to-roll method of the laminated body laminated the first and second gasket sheet on both sides of the membrane sheet by pressing and heating the joint sequentially passing between the upper and lower heating roll membrane The present invention provides a fuel cell membrane electrode assembly manufacturing apparatus capable of bonding a gasket sheet to expose electrodes transferred on both sides of a sheet through an opening.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned above will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. Could be.

상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명의 제1실시예는, 일면에 제1전극이 일정간격을 두고 연속하여 형성된 제1시트를 일방향으로 풀림진행시키는 제1풀림롤과, 일면에 제2전극이 일정간격을 두고 연속하여 형성된 제2시트를 일방향으로 풀림진행시키는 제2풀림롤 및 멤브레인 시트를 일방향으로 풀림진행시키는 제3풀림롤 및 상기 제1,2전극이 양면에 전사된 멤브레인 시트를 권취하는 권취롤을 포함하고, 상기 제1시트와 제2시트사이에 멤브레인 시트가 개재된 시트적층체를 압착가열하여 상기 멤브레인 시트의 양면에 상기 제1,2시트의 제1,2전극을 전사하는 열라미부를 포함하며, 상기 열라미부는 상기 시트적층체의 진행방향으로 연속하여 배치되는 제1열라미부와 제2열라미부를 포함하고, 상기 제1열라미부는 상기 제1시트의 타면과 접하는 제1상부가열롤과, 상기 제2시트의 타면과 접하는 제1하부가열롤을 포함하여 상기 제1시트와 제2시트사이에 멤브레인 시트가 개재된 시트 적층체를 형성하면서 상기 시트 적층체를 1차로 압착가열하고, 상기 제2열라미부는 상기 시트적층체의 타면과 접하는 제2상부가열롤과, 상기 시트적층체의 타면과 접하는 제2하부가열롤을 포함하여 상기 시트 적층체를 2차로 압착가열하여 상기 멤브레인 시트의 양면에 제1,2전극이 일대일로 대응하도록 전사하고, 상기 제1상부가열롤과 제1하부가열롤사이의 간격과 상기 제2상부가열롤과 제2하부가열롤사이의 간격을 측정하는 변위센서부를 포함하고, 상기 변위센서부는 상기 제1,2상부가열롤의 양단을 지지하는 제1,2상부롤브라켓에 구비되는 감지센서와, 상기 제1,2하부가열롤의 양단을 지지하는 제1,2하부롤브라켓에 구비되고, 상기 감지센서의 단부인 감지단과 마주하여 접하는 접촉단의 상하위치를 조절하는 손잡이를 포함하고, 상기 제1상부가열롤과 제1하부가열롤사이에 형성되는 간격과, 상기 제2상부가열롤과 제2하부가열롤사이에 형성되는 간격은 상기 제1하부가열롤의 롤축 양단을 지지하는 간격조절용 엑추에이터와, 상기 제2하부가열롤의 롤축 양단을 지지하는 간격조절용 엑추에이터에 의해서 상기 시트적층체의 두께에 맞추어 조절되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극 접합체 제조장치를 제공한다. As a specific means for achieving the above object, the first embodiment of the present invention, the first unrolling roll for unwinding the first sheet formed in succession in one direction the first electrode formed on a surface at a predetermined interval, and the first surface A second unrolling roll for unwinding the second sheet continuously formed at a predetermined distance from the second electrode in one direction, a third unrolling roll for unwinding the membrane sheet in one direction, and a membrane sheet transferred on both sides of the first and second electrodes; And a winding roll for winding the sheet laminated body including a membrane sheet interposed between the first sheet and the second sheet to heat the first and second electrodes of the first and second sheets on both sides of the membrane sheet. And a thermal lamination portion to be transferred, wherein the thermal lamination portion includes a first thermal lamination portion and a second thermal lamination portion that are continuously disposed in the advancing direction of the sheet laminate, and the first thermal lamination portion is formed by the other of the first sheet. The sheet laminate including a first upper heating roll in contact with the first sheet and a first lower heating roll in contact with the other surface of the second sheet to form a sheet laminate having a membrane sheet interposed between the first sheet and the second sheet. Is pressed and heated first, and the second thermal lamination part includes a second upper heating roll in contact with the other surface of the sheet laminate, and a second lower heating roll in contact with the other surface of the sheet laminate. After pressing and heating, the first and second electrodes are transferred one-to-one on both sides of the membrane sheet, and the gap between the first upper heating roll and the first lower heating roll and the second upper heating roll and the second lower heating A displacement sensor unit for measuring a gap between the rolls, wherein the displacement sensor unit includes a first and second upper roll brackets for detecting both ends of the first and second upper roll rolls, and the first and second lower rollers; First and second supporting both ends of the heating roll A gap provided between the first upper heating roll and the first lower heating roll, the handle being provided on the outer roll bracket and including a handle for adjusting a vertical position of the contact end facing and facing the sensing end of the sensing sensor; The gap formed between the second upper heating roll and the second lower heating roll may include a gap adjusting actuator for supporting both ends of the roll shaft of the first lower heating roll, and an interval adjusting actuator for supporting both ends of the roll shaft of the second lower heating roll. It provides a fuel cell membrane electrode assembly manufacturing apparatus characterized in that it is adjusted according to the thickness of the sheet laminate.

또한, 본 발명의 제2실시예는, 제1개구부가 일정간격을 두고 연속하여 관통형성된 제1가스켓시트를 일방향으로 풀림진행시키는 제1풀림롤과, 제2개구부가 일정간격을 두고 연속하여 관통형성된 제2가스켓시트를 일방향으로 풀림진행시키는 제2풀림롤과, 양면에 제1,2전극이 일대일로 전사된 멤브레인 시트를 일방향으로 풀림진행시키는 제3풀림롤 및 상기 제1,2전극에 제1,2개구부가 일대일 대응배치되도록 상기 멤브레인 시트의 양면에 제1,2가스켓시트가 적층되는 접합체를 권취하는 권취롤을 포함하고, 상기 제1가스켓시트와 제2가스켓시트사이에 멤브레인시트가 개재된 접합체를 압착가열하여 상기 멤브레인시트의 양면에 상기 제1,2가스켓시트를 일체화하는 열라미부를 포함하며, 상기 열라미부는 상기 접합체의 진행방향으로 연속하여 배치되는 제1열라미부와 제2열라미부를 포함하고, 상기 제1열라미부는 상기 제1가스켓시트와 접하는 제1상부가열롤과, 상기 제2가스켓시트와 접하는 제1하부가열롤을 포함하여 상기 제1가스켓시트와 제2가스켓시트사이에 멤브레인시트가 개재된 접합체를 형성하면서 상기 접합체를 1차로 압착예열하고, 상기 제2열라미부는 상기 접합체와 접하는 제2상부가열롤과, 상기 접합체와 접하는 제2하부가열롤을 포함하여 상기 접합체를 2차로 압착가열하여 상기 제1,2전극을 외부노출시키는 제1,2개구부를 갖는 제1,2가스켓시트를 상기 멤브레인 시트의 양면에 일체로 접합고정하고, 상기 제1상부가열롤과 제1하부가열롤사이의 간격과 상기 제2상부가열롤과 제2하부가열롤사이의 간격을 측정하는 변위센서부를 포함하고, 상기 변위센서부는 상기 제1,2상부가열롤의 양단을 지지하는 제1,2상부롤브라켓에 구비되는 감지센서와, 상기 제1,2하부가열롤의 양단을 지지하는 제1,2하부롤브라켓에 구비되고, 상기 감지센서의 단부인 감지단과 마주하여 접하는 접촉단의 상하위치를 조절하는 손잡이를 포함하고, 상기 제1상부가열롤과 제1하부가열롤사이에 형성되는 간격과, 상기 제2상부가열롤과 제2하부가열롤사이에 형성되는 간격은 상기 제1하부가열롤의 롤축 양단을 지지하는 간격조절용 엑추에이터와, 상기 제2하부가열롤의 롤축 양단을 지지하는 간격조절용 엑추에이터에 의해서 상기 접합체의 두께에 맞추어 조절되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극 접합체 제조장치를 제공한다. In addition, in the second embodiment of the present invention, the first unwinding roll for unwinding the first gasket sheet continuously formed through the first opening at a predetermined interval in one direction, and the second opening is continuously penetrated at the predetermined interval. A second unrolling roll for unwinding the formed second gasket sheet in one direction, a third unrolling roll for unwinding the membrane sheet in which the first and second electrodes are transferred one-to-one on both sides, and a first unrolling roll on the first and second electrodes; And a winding roll for winding the joint body in which the first and second gasket sheets are laminated on both sides of the membrane sheet so that one or two openings are disposed one-to-one correspondingly, and a membrane sheet is interposed between the first gasket sheet and the second gasket sheet. Compressing and heating the bonded assembly, wherein the first and second gasket sheets are integrally formed on both surfaces of the membrane sheet, wherein the thermal lamination parts are continuously disposed in the advancing direction of the assembly. A first row lamination part and a first row lamination part, wherein the first row lamination part includes a first upper heating roll in contact with the first gasket sheet and a first lower heating roll in contact with the second gasket sheet. The preliminary compression preheating of the bonded body is performed while forming a bonded body having a membrane sheet interposed between the gasket sheet and the second gasket sheet. A first and second gasket sheet including a first heating roll and a first opening and a second opening for externally exposing the first and second electrodes may be integrally bonded to both surfaces of the membrane sheet including a lower heating roll. And a displacement sensor unit configured to measure a distance between the first upper heating roll and the first lower heating roll and a distance between the second upper heating roll and the second lower heating roll, wherein the displacement sensor unit includes the first and second upper heating rolls. Both ends of the heating roll Underground sensing sensors provided on the first and second upper roll brackets, and first and second lower roll brackets supporting both ends of the first and second lower roll rolls, facing the sensing end which is an end of the sensing sensor. A handle for adjusting an up and down position of the contact end in contact, wherein a gap is formed between the first upper heating roll and the first lower heating roll, and a gap formed between the second upper heating roll and the second lower heating roll. The fuel cell membrane is adjusted to the thickness of the assembly by the gap adjusting actuator for supporting both ends of the roll shaft of the first lower heating roll and the gap adjustment actuator for supporting both ends of the roll shaft of the second lower heating roll. Provided is an electrode assembly manufacturing apparatus.

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바람직하게, 상기 제1,2상부가열롤의 양단을 지지하는 제1,2상부롤브라켓의 하부에는 상부스토퍼를 구비하고, 상기 제1,2하부가열롤의 양단을 지지하는 제1,2하부롤브라켓의 상부에는 상기 상부스토퍼와 마주하는 하부스토퍼를 구비하여 상,하부롤간의 충돌을 방지할 수 있다. Preferably, an upper stopper is provided at a lower portion of the first and second upper roll brackets supporting both ends of the first and second upper heating rolls, and first and second lower portions supporting both ends of the first and second lower heating rolls. The upper part of the roll bracket is provided with a lower stopper facing the upper stopper to prevent a collision between the upper and lower rolls.

바람직하게, 상기 제1,2개구부에 잔류하는 이물질을 흡착하여 제거하는 흡착제거부를 포함하고, 상기 흡착제거부는 상기 제1,2개구부를 관통형성한 제1,2가스켓시트와 외접하는 안내롤과, 상기 안내롤의 양단을 회전가능하게 지지하면서 상기 안내롤과 접하여 일방향 진행하는 제1가스켓시트 측으로 흡입력을 제공하는 흡입구를 갖는 흡입챔버를 포함할 수 있다. Preferably, the first and second openings include an adsorption removal unit for adsorbing and removing foreign matter remaining in the openings, wherein the adsorption removal unit is a guide roll for external contact with the first and second gasket sheets formed through the first and second openings; It may include a suction chamber having a suction port for rotatably supporting both ends of the guide roll to provide a suction force toward the first gasket sheet in contact with the guide roll in one direction.

바람직하게 상기 제1상,하부가열롤의 외주 근방에는 시트에 덮여진 박리지를 분리하면서 상기 시트의 타면을 제1상,하부가열롤의 외주면에 밀착시키는 밀착력을 제공하는 박리롤을 포함할 수 있다. Preferably, near the outer circumference of the first upper and lower heating rolls, a peeling roll may be provided to separate the release paper covered from the sheet and provide adhesion to closely contact the outer surface of the first upper and lower heating rolls. .

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention as described above has the following advantages.

멤브레인 시트의 양면에 제1,2시트가 적층된 시트적층체를 제1,2열라미부의 상,하부가열롤에 의해서 순차적으로 압착가열함으로써 멤브레인 시트의 양면에 전사되는 제1,2전극을 정확히 일대일 대응시킬 수 있기 때문에 롤투롤 방식으로 막전극 접합체를 제조하는 공정에서의 제품불량을 현저히 줄일 수 있고, 제품수율을 높일 수 있다. The first and second electrodes that are transferred to both sides of the membrane sheet can be accurately obtained by pressing and heating the sheet laminate in which the first and second sheets are laminated on both sides of the membrane sheet by the upper and lower heating rolls of the first and second row laminations. Since one-to-one correspondence can be achieved, the product defects in the process of manufacturing the membrane electrode assembly by the roll-to-roll method can be significantly reduced, and the product yield can be increased.

또한, 본 발명의 다른 목적은 제1,2전극이 전사된 멤브레인 시트의 양면에 제1,2개구부를 관통형성한 제1,2가스켓시트를 적층한 시트접합체를 제1,2열라미부의 상,하부가열롤에 의해서 순차적으로 압착가열함으로써 멤브레인 시트의 양면에 전사된 전극을 개구부를 통해 정확히 노출시키면서 제1,2가스켓시트를 접합할 수 있기 때문에 롤투롤 방식으로 막전극 접합체를 제조하는 공정에서의 제품불량을 현저히 줄일 수 있고, 제품수율을 높일 수 있다. In addition, another object of the present invention is a sheet assembly in which the first and second gasket sheets having the first and second openings formed therethrough are formed on both surfaces of the membrane sheet to which the first and second electrodes are transferred. In the process of manufacturing a membrane electrode assembly in a roll-to-roll manner, since the first and second gasket sheets can be bonded while the electrodes transferred to both sides of the membrane sheet are exposed by the opening by pressing and heating sequentially by a lower heating roll. It can significantly reduce product defects and increase product yield.

도 1은 일반적인 연료전지용 막전극 접합체 제조공정을 도시한 공정도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 연료전지용 막전극 접합체 제조장치를 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따른 연료전지용 막전극 접합체 제조장치를 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제1,2실시예에 따른 연료전지용 막전극 접합체 제조장치에 적용되는 변위센서부를 도시한 상세도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 연료전지용 막전극 접합체 제조장치에 적용되는 흡착제거부를 도시한 상세도이다.
도 6은 본 발명의 제1,2실시예에 따른 연료전지용 막전극 접합체 제조장치에 적용되는 박리롤을 도시한 상세도이다. 1 is a process chart showing a general manufacturing process of a membrane electrode assembly for a fuel cell.
2 is a block diagram illustrating an apparatus for manufacturing a membrane electrode assembly for a fuel cell according to a first embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a fuel cell membrane electrode assembly manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
4 is a detailed view showing a displacement sensor unit applied to the membrane electrode assembly manufacturing apparatus for fuel cells according to the first and second embodiments of the present invention.
FIG. 5 is a detailed view illustrating an adsorption removing unit applied to an apparatus for manufacturing a membrane electrode assembly for a fuel cell according to a second embodiment of the present invention.
6 is a detailed view showing a peeling roll applied to the membrane electrode assembly manufacturing apparatus for fuel cells according to the first and second embodiments of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 구조 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. However, in describing in detail the structural principle of the preferred embodiment of the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.In addition, the same reference numerals are used for parts having similar functions and functions throughout the drawings.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a part is 'connected' to another part, it is not only 'directly connected' but also 'indirectly connected' with another element in between. Include. In addition, the term 'comprising' a certain component, unless specifically stated otherwise, means that other components may be included, but may further include other components.

도 1a 내지 도 1e 는 연료전지에 적용되는 막전극 접합체를 제조하는 전체적인 공정 순서도로서, 코팅공정, 전사공정, 가스켓 접합공정, 핫프레스공정, 커팅공정 및 가스확산층 접합공정에 의해서 막전극 접합체를 제조하게 된다. 1A to 1E are overall process flowcharts of manufacturing a membrane electrode assembly applied to a fuel cell. The membrane electrode assembly is manufactured by a coating process, a transfer process, a gasket bonding process, a hot press process, a cutting process, and a gas diffusion layer bonding process. Done.

상기 코팅공정은 도 1a 에 도시한 바와 같이, 미도시된 코팅장치에 의해서 제1,2시트(11,12)의 일면에 전도성소재인 페이스트가 코팅처리된 제1,2전극(13,14)을 각각 일정간격을 두고 연속하여 형성하는 것이다. As shown in FIG. 1A, the coating process includes first and second electrodes 13 and 14 coated with a paste, which is a conductive material, on one surface of the first and second sheets 11 and 12 by an unillustrated coating apparatus. It is to form a continuous with a predetermined interval each.

이때, 상기 제1,2전극이 형성되는 제1,2시트의 각 일면에는 보호지를 덮어 전사공정 전까지 제1,2전극을 보호할 수 있다. In this case, each surface of the first and second sheets on which the first and second electrodes are formed may be covered with protective paper to protect the first and second electrodes until the transfer process.

상기 전사공정은 도 1b 에 도시한 바와 같이, 후술하는 열라미부에 의해서 상기 제1,2시트(11,12)사이에 멤브레인 시트(15)를 개재한 시트적층체(10)를 압착가열한 다음 상기 제1,2시트를 멤브레인 시트로부터 분리함으로써 상기 멤브레인 시트의 양면에 상기 제1,2전극을 서로 일대일 대응하여 형성하도록 전사하는 것이다. In the transfer process, as shown in FIG. 1B, the sheet laminate 10 is pressed and heated through the membrane sheet 15 between the first and second sheets 11 and 12 by a thermal lamination unit described later. By separating the first and second sheets from the membrane sheet, the first and second electrodes are transferred to form one-to-one correspondence with each other on both sides of the membrane sheet.

상기 가스켓 접합공정은 도 1c 에 도시한 바와 같이, 후술하는 열라미부에 의해서 제1,2전극(13,14)과 대응하는 제1,2개구부(23,24)를 관통형성한 제1,2가스켓시트(21,22)를 멤브레인 시트(15)에 적층한 접합체(20)를 압착가열함으로써 제1,2개구부를 통하여 제1,2전극이 외부노출되도록 멤브레인 시트의 양면에 제1,2가스켓시트를 접합고정하는 것이다. In the gasket bonding process, as illustrated in FIG. 1C, the first and second openings 23 and 24 corresponding to the first and second electrodes 13 and 14 are formed through the thermal lamination parts described later. First and second gaskets are formed on both sides of the membrane sheet so that the first and second electrodes are externally exposed through the first and second openings by pressing and heating the bonded body 20 in which the gasket sheets 21 and 22 are laminated on the membrane sheet 15. Bonding sheets is fixed.

상기 핫프레스공정은 도 1d 에 도시한 바와 같이, 멤브레인 시트(15)의 양면에 제1,2전극을 외부노출시키는 제1,2개구부를 관통형성한 제1,2가스켓시트(21,22)를 접합한 접합체(20)와 대응하는 상,하부 금형(31,32)을 배치하고, 이들 사이에서 접합체를 가열압착하여 상기 멤브레인시트와 제1,2가스켓시트를 완전히 일체화하는 것이다. In the hot pressing process, as illustrated in FIG. 1D, first and second gasket sheets 21 and 22 formed through the first and second openings for exposing the first and second electrodes to both surfaces of the membrane sheet 15 are externally exposed. The upper and lower molds 31 and 32 corresponding to the bonded body 20 to which the metal sheet is bonded are disposed, and the bonded body is heated and pressed between them to completely integrate the membrane sheet and the first and second gasket sheets.

그리고, 상기 커팅공정 및 가스확산층 접합공정은 도 1e 와 도 1f 에 도시한 바와 같이, 미도시된 타발기에 의해서 상기 제1,2전극(13,14)을 포함하는 멤브레인시트(15)와 제1,2가스켓시트(21,22)를 대략 사각형상으로 타발하여 단위별로 막전극 접합체(50)를 분리한 다음, 타발된 막전극 접합체의 양면에 다른 공정에서 일정크기로 절단된 제1,2가스확산시트(41,42)를 적층하여 접착제를 매개로 접착함으로써 최종적으로 연료전지용 막전극 접합체를 제조완성하게 된다.In addition, the cutting process and the gas diffusion layer bonding process, as shown in Figures 1e and 1f, the membrane sheet 15 including the first and second electrodes 13 and 14 by a punching machine not shown The first and second gasket sheets 21 and 22 are punched in a substantially rectangular shape to separate the membrane electrode assembly 50 for each unit, and then the first and second parts are cut to a predetermined size in different processes on both sides of the punched membrane electrode assembly. By laminating the gas diffusion sheets 41 and 42 and adhering them through an adhesive, the membrane electrode assembly for fuel cell is finally manufactured.

도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 연료전지용 막전극 접합체 제조장치(100)를 도시한 구성도로서, 도 2에 도시한 바와 같이, 일면에 제1전극(13)이 일정간격을 두고 연속하여 형성된 제1시트(11)를 두루마리형태로 권취한 상태에서 일방향으로 풀림진행시키는 제1풀림롤(111)을 포함하고, 일면에 제2전극(14)이 일정간격을 두고 연속하여 형성된 제2시트(12)를 두루마리형태로 권취한 상태에서 일방향으로 풀림진행시키는 제2풀림롤(112)을 포함할 수 있다. FIG. 2 is a block diagram illustrating an apparatus 100 for manufacturing a membrane electrode assembly for a fuel cell according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the first electrode 13 is disposed on a surface at a predetermined interval. A first unwinding roll 111 for unwinding in one direction in a state in which the first sheet 11 formed in a continuous manner is wound in a roll form, and the second electrode 14 is continuously formed on one surface at a predetermined interval; The second sheet 12 may include a second unrolling roll 112 for advancing in one direction while being wound in a roll form.

그리고, 일정길이의 멤브레인 시트(15)를 두루마리형태로 권취한 상태에서 상기 멤브레인 시트(15)를 일방향으로 풀림진행시키는 제3풀림롤(113)을 포함하고, 상기 제1,2시트의 제1,2전극이 양면에 전사된 멤브레인 시트(15)를 두루마리형태로 권취하는 권취롤(114)을 포함할 수 있다. And a third unwinding roll 113 for unwinding the membrane sheet 15 in one direction in a state in which the membrane sheet 15 of a predetermined length is wound in a roll form, and the first sheet of the first and second sheets is provided. The second electrode may include a winding roll 114 for winding the membrane sheet 15 transferred on both sides in a roll form.

이때, 상기 권취롤의 회전속도 및 상기 제1,2 및 3풀림롤의 회전속도는 상기 제1,2시트 및 멤브레인 시트의 풀림속도와 상기 제1,2전극이 양면에 전사된 멤브레인 시트의 권취속도가 동일하게 이루어지도록 서로 동기화하도록 제어되는 것이 바람직하다.At this time, the rotational speed of the take-up rolls and the rotational speeds of the first, second and third unwinding rolls are the unwinding speed of the first, second sheet and the membrane sheet and the winding of the membrane sheet transferred to both sides of the first and second electrodes. It is desirable to be controlled to synchronize with each other so that the speed is the same.

상기 제3풀림롤(113)과 권취롤(114)사이에는 상기 제1시트와 제2시트사이에 멤브레인 시트가 개재된 시트적층체를 압착가열함으로써 상기 멤브레인 시트의 양면에 상기 제1,2시트(11,12)의 제1,2전극을 일대일로 대응하여 전사하는 열라미부를 포함할 수 있다. The first and second sheets are formed on both sides of the membrane sheet by pressing and heating a sheet laminate having a membrane sheet interposed between the first sheet and the second sheet between the third unrolling roll 113 and the winding roll 114. It may include a thermal lamination unit for transferring the first and second electrodes of (11, 12) in one-to-one correspondence.

이러한 열라미부(120)는 상기 시트적층체의 진행방향으로 연속하여 배치되어 상기 시트적층체를 순차적을 압착가열하는 제1열라미부(120a)와 제2열라미부(120b)를 포함할 수 있다. The thermal lamination unit 120 may include a first thermal lamination unit 120a and a second thermal lamination unit 120b which are continuously disposed in the advancing direction of the sheet laminate to compressively heat the sheet laminate sequentially.

상기 제1열라미부(120a)는 제1전극을 덮는 제1박리지(11a)가 분리된 제1시트의 타면과 외주면이 접해져 가압력과 열을 전달하는 제1상부가열롤(121)을 포함하고, 제2전극을 덮는 제2박리지(12a)가 분리된 제2시트(12)의 타면과 외주면이 접해져 가압력과 열을 전달하는 제1하부가열롤(122)을 포함함으로써, 서로 맞물리는 방향으로 회전되는 제1상,하부 가열롤사이로 제1,2전극을 서로 마주하도록 제1시트와 제2시트를 감김진행하면서 상기 제1,2시트사이로 멤브레인 시트가 개재되어 시트 적층체(10)를 형성하면서 상기 시트 적층체를 일정크기의 압착력과 일정온도의 열로서 1차로 압착예열하게 된다.The first thermal lamination unit 120a includes a first upper heating roll 121 which contacts the other surface and the outer circumferential surface of the first sheet in which the first paper covering 11a covering the first electrode is separated to transmit pressure and heat. In addition, the other surface and the outer circumferential surface of the second sheet 12 in which the second release 12a covering the second electrode 12 are brought into contact with each other include a first lower heating roll 122 which transmits a pressing force and heat, thereby fitting each other. While the first sheet and the second sheet are wound to face each other between the first and second heating rolls rotated in the biting direction, the membrane sheet is interposed between the first and second sheets to form a sheet laminate 10. ), The sheet laminate is preliminarily compressed and preheated by heat of a predetermined size and a predetermined temperature.

이때, 상기 제1시트(11)로부터 분리되는 제1박리지(11a)와 상기 제2시트(12)로부터 분리되는 제2박리지(12a)는 각각 제1,2감김롤(111a,112a)에 각각 두루마리형태로 감겨진다. In this case, the first and second rolls 11a separated from the first sheet 11 and the second and second rolls 12a separated from the second sheet 12 are first and second winding rolls 111a and 112a, respectively. Each rolled up in the form of a roll.

상기 제2열라미부(120b)는 상기 시트적층체(10)의 타면인 제1시트의 타면과 외주면이 접해져 가압력과 열을 전달하는 제2상부가열롤(123)을 포함하고, 상기 시트적층체(10)의 타면인 제2시트의 타면과 외주면이 접해져 가압력과 열을 전달하는 제2하부가열롤(124)을 포함함으로써 서로 맞물리는 방향으로 회전되는 제2상,하부가열롤사이로 시트 적층체를 통과시키면서 2차로 압착가열하여 상기 멤브레인 시트(15)의 양면에 제1,2전극이 일대일로 대응하도록 전사하는 전사공정을 수행하게 된다. The second thermal lamination unit 120b includes a second upper heating roll 123 which is in contact with the other surface and the outer circumferential surface of the first sheet, which is the other surface of the sheet laminated body 10, and transmits a pressing force and heat. Including the second lower heating roll 124 which is in contact with the other surface and the outer peripheral surface of the second sheet, which is the other surface of the sieve 10, and transmits the pressing force and heat, the sheet is rotated between the second upper and lower heating rolls rotated in engagement with each other. While passing through the laminate, pressing and heating are performed in a second manner to transfer the first and second electrodes one-to-one on both sides of the membrane sheet 15.

이때, 상기 제2상,하부가열롤사이를 통과하면서 상기 시트적층체의 양면인 제1,2시트는 1차 및 2차에 걸친 압착가열공정에 의해서 상기 멤브레인 시트의 양면에 제1,2전극을 서로 일대일 대응하여 전사한 다음, 상기 멤브레인 시트로부터 분리되어 제1,2권취롤(115,116)에 각각 두루마리형태로 감겨진다. At this time, the first and second sheets, which are both surfaces of the sheet laminate while passing between the second upper and lower heating rolls, have first and second electrodes on both sides of the membrane sheet by pressing and heating the first and second sheets. Are transferred one-to-one corresponding to each other, and then separated from the membrane sheet and wound on the first and second winding rolls 115 and 116, respectively.

여기서, 상기 제1상부가열롤(121)과 제1하부가열롤(122)사이에 형성되는 간격과 상기 제2상부가열롤(123)과 제2하부가열롤(124)사이에 형성되는 간격은 상기 제1하부가열롤(122)의 롤축 양단을 지지하는 간격조절용 엑추에이터(125)와 상기 제2하부가열롤(124)의 롤축 양단을 지지하는 간격조절용 엑추에이터(126)에 의해서 압착가열하고자 하는 시트적층체와 접합체의 두께에 맞추어 적절히 조절될 수 있다.Here, the interval formed between the first upper heating roll 121 and the first lower heating roll 122 and the interval formed between the second upper heating roll 123 and the second lower heating roll 124 are The sheet to be press-heated by the gap adjusting actuator 125 supporting both ends of the roll shaft of the first lower heating roll 122 and the gap adjusting actuator 126 supporting both ends of the roll shaft of the second lower heating roll 124. It can be suitably adjusted according to the thickness of the laminate and the joined body.

그리고, 상기 제1상부가열롤(121)과 제1하부가열롤(122)사이에 형성되는 간격과 상기 제2상부가열롤(123)과 제2하부가열롤(124)사이에 형성되는 간격을 측정하는 변위센서부(127,128)를 포함하고, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 변위센서부는 상기 제1,2상부가열롤의 양단을 지지하는 제1,2상부롤브라켓(121a,123a)에 구비되는 감지센서(127a,128a)를 포함하고, 상기 제1,2하부가열롤의 양단을 지지하는 제1,2하부롤브라켓(122a,124a)에 구비되고, 상기 감지센서의 단부인 감지단과 마주하여 접하는 접촉단(127b,128b)의 상하위치를 조절하는 손잡이(127c,128c)를 포함할 수 있다.  In addition, an interval formed between the first upper heating roll 121 and the first lower heating roll 122 and an interval formed between the second upper heating roll 123 and the second lower heating roll 124 are determined. And displacement sensors 127 and 128 for measuring, and as shown in FIG. 4, the displacement sensors are provided on the first and second upper roll brackets 121a and 123a supporting both ends of the first and second upper rolls. A detection stage provided on the first and second lower roll brackets 122a and 124a for supporting both ends of the first and second lower heating rolls, the sensing end being an end of the detection sensor; It may include a handle (127c, 128c) for adjusting the vertical position of the contact end (127b, 128b) facing each other.

또한, 상기 제1,2상부가열롤(121,123)의 양단을 지지하는 제1,2상부롤브라켓(121a,123a)의 하부에는 상부스토퍼(129a)를 구비하고, 상기 제1,2하부가열롤(122,124)의 양단을 지지하는 제1,2하부롤브라켓(122a,124a)의 상부에는 하부스토퍼(129b)를 구비함으로써 상하배치된 가열롤간의 간격변화시 상기 상,하부스토퍼간의 접촉에 의해서 상,하부롤간의 충돌을 방지하여 롤표면의 손상을 방지할 수 있다. In addition, an upper stopper 129a is provided below the first and second upper roll brackets 121a and 123a to support both ends of the first and second upper rolls 121 and 123, and the first and second lower rolls are provided. A lower stopper 129b is provided on the upper portions of the first and second lower roll brackets 122a and 124a for supporting both ends of the upper and lower lower roll brackets. The surface of the roll can be prevented from being damaged by the collision between the lower rolls.

도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따른 연료전지용 막전극 접합체 제조장치(100)를 도시한 구성도로서, 도 3에 도시한 바와 같이, 대략 사각형상의 제1개구부(23)가 일정간격을 두고 연속하여 관통형성된 제1가스켓시트(21)를 두루마리형태로 권취한 상태에서 일방향으로 풀림진행시키는 제1풀림롤(111)을 포함하고, 대략 사각형상의 제2개구부(24)가 일정간격을 두고 연속하여 형성된 제2가스켓시트(22)를 두루마리형태로 권취한 상태에서 일방향으로 풀림진행시키는 제2풀림롤(112)을 포함할 수 있다. FIG. 3 is a block diagram illustrating a membrane electrode assembly manufacturing apparatus 100 for a fuel cell according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the first opening 23 having a substantially rectangular shape has a predetermined interval. And a first unwinding roll 111 for unwinding in one direction in a state in which the first gasket sheet 21 continuously formed therethrough is wound in a roll form, and the second opening 24 having a substantially rectangular shape has a predetermined interval. It may include a second unrolling roll 112 for unwinding in one direction in a state in which the second gasket sheet 22 continuously formed is wound in a roll form.

그리고, 양면에 제1,2전극이 서로 일대일 대응하도록 전사된 멤브레인 시트(15)를 두루마리형태로 권취한 상태에서 상기 멤브레인 시트(15)를 일방향으로 풀림진행시키는 제3풀림롤(113)을 포함하고, 상기 제1,2전극에 제1,2개구부가 일대일 대응배치되도록 상기 멤브레인 시트(15)의 양면에 제1,2가스켓시트가 적층된 접합체(20)를 권취하는 권취롤(114)을 포함할 수 있다. And a third unwinding roll 113 for unwinding the membrane sheet 15 in one direction in a state in which the first and second electrodes are wound in a rolled form to transfer the membrane sheet 15 to one-to-one correspondence with each other. The winding roll 114 winding the assembly 20 in which the first and second gasket sheets are laminated on both surfaces of the membrane sheet 15 so as to correspond to the first and second openings in a one-to-one correspondence. It may include.

이때, 상기 권취롤의 회전속도 및 상기 제1,2 및 3풀림롤의 회전속도는 상기 제1,2가스켓시트 및 멤브레인 시트의 풀림속도와 상기 접합체의 권취속도가 동일하게 이루어지도록 서로 동기화하도록 제어되는 것이 바람직하다.At this time, the rotational speed of the take-up rolls and the rotational speeds of the first, second and third unwinding rolls are controlled to be synchronized with each other so that the unwinding speeds of the first, second gasket sheets and the membrane sheet and the take-up speed of the assembly are the same. It is desirable to be.

상기 제3풀림롤(113)과 권취롤(114)사이에는 상기 제1가스켓시트와 제2가스켓시트사이에 멤브레인 시트가 개재된 접합체를 압착가열함으로써 상기 멤브레인 시트의 양면에 상기 제1,2가스켓시트(21,22)의 개구부를 통해 제1,2전극이 외부노출되도록 제1,2가스켓시트를 일체로 접합하는 것이다. The first and second gaskets are formed on both sides of the membrane sheet by pressing and heating the bonded body in which the membrane sheet is interposed between the first unwinding roll 113 and the winding roll 114. The first and second gasket sheets are integrally bonded so that the first and second electrodes are externally exposed through the openings of the sheets 21 and 22.

이러한 열라미부(120)는 상기 접합체의 진행방향으로 연속하여 배치되어 상기 접합체를 순차적으로 압착가열하는 제1열라미부(120a)와 제2열라미부(120b)를 포함할 수 있다. The thermal lamination unit 120 may include a first thermal lamination unit 120a and a second thermal lamination unit 120b which are continuously disposed in the advancing direction of the assembly to sequentially compress and heat the assembly.

상기 제1열라미부(120a)는 제1박리지(21a)가 분리된 제1가스켓시트(21)의 타면과 외주면이 접해져 가압력과 열을 전달하는 제1상부가열롤(121)을 포함하고, 제2박리지(22a)가 분리된 제2가스켓시트(22)의 타면과 외부면이 접해져 가압력과 열을 전달하는 제1하부가열롤(122)을 포함함으로써, 서로 맞물리는 방향으로 회전되는 제1상,하부 가열롤사이로 제1,2개구부를 서로 마주하도록 제1가스켓시트와 제2가스켓시트를 감김진행하면서 상기 제1,2가스켓시트에 관통형성된 제1,2개구부에 멤브레인 시트의 양면에 전사된 제1,2전극이 위치된 접합체(20)를 형성하고, 이와 동시에 상기 접합체를 일정크기의 압착력과 일정온도의 열로서 1차로 압착하면서 예열하게 된다.The first thermal lamination unit 120a includes a first upper heating roll 121 which is in contact with the other surface and the outer circumferential surface of the first gasket sheet 21 from which the first paper cartridge 21a is separated to transmit pressing force and heat. In addition, the other side and the outer surface of the second gasket sheet 22, in which the second release 22a is separated, includes a first lower heating roll 122 which transmits pressing force and heat, thereby rotating in an interlocking direction. The first and second openings are wound between the first and second heating rolls so as to face the first and second openings, and the first and second openings penetrate the first and second gasket sheets. A junction 20 having the first and second electrodes transferred on both sides is formed, and at the same time, the assembly is preheated while being primarily compressed with a predetermined size of pressing force and a predetermined temperature.

이때, 상기 제1가스켓시트(21)로부터 분리되는 제1박리지(21a)와 상기 제2가스켓시트(22)로부터 분리되는 제2박리지(22a)는 각각 제1,2감김롤(111a,112a)에 각각 두루마리형태로 감겨진다. In this case, the first and second winding sheets 21a and 22a separated from the second gasket sheet 22 are separated from the first and second gasket sheets 21, respectively. Each wound in the form of a roll.

상기 제2열라미부(120b)는 상기 접합체(20)의 일면과 외주면이 접해져 가압력과 열을 전달하는 제2상부가열롤(123)을 포함하고, 상기 접합체(20)의 타면과 외주면이 접해져 가압력과 열을 전달하는 제2하부가열롤(124)을 포함함으로써 서로 맞물리는 방향으로 회전되는 제2상,하부가열롤사이로 접합체를 통과시키면서 2차로 압착가열하여 상기 멤브레인 시트(15)의 양면에 전사된 제1,2전극이 제1,2가스켓시트의 제1,2개구부와 일대일로 대응하면서 외부로 노출되도록 상기 제1,2가스켓시트사이에 멤브레인 시트를 적층한 상태에서 일체로 접합하는 것이다. The second thermal lamination unit 120b includes a second upper heating roll 123 which is in contact with one surface and the outer circumferential surface of the joined body 20 to transmit a pressing force and heat, and the other surface and the outer circumferential surface of the joined body 20 come into contact with each other. And a second lower portion heating roll 124 which transmits pressing force and heat, thereby compressing and heating the second lower portion while passing the joint between the second upper and lower portion heating rolls rotated in engagement with each other, so that both surfaces of the membrane sheet 15 are heated. Integrally bonded in a state in which a membrane sheet is laminated between the first and second gasket sheets so that the first and second electrodes transferred to the first and second gasket sheets correspond to the first and second openings of the first and second gasket sheets in one-to-one correspondence. will be.

또한, 상기 접합공정을 위해서 제1상부가열롤로 진입되는 제1가스켓시트(21)는 도 5에 도시한 바와 같이, 제1박리지와 더불어 제1개구부를 관통형성하는 과정에서 상기 제1개구부에 잔류하는 이물질을 흡착하여 제거할 수 있도록 흡착제거부(150)를 포함할 수 있다. In addition, the first gasket sheet 21 entering the first upper heating roll for the joining process, as shown in FIG. 5, is formed in the first opening in the process of forming the first opening along with the first release. Adsorption removal unit 150 may be included to adsorb and remove the remaining foreign matter.

상기 흡착제거부(150)는 상기 제1개구부를 관통형성한 제1가스켓시트와 외접하는 안내롤(151)을 포함하고, 상기 안내롤의 양단을 회전가능하게 지지하면서 상기 안내롤과 접하여 일방향 진행하는 제1가스켓시트 측으로 흡입력을 제공하는 흡입구(152)를 갖는 흡입챔버(153)를 포함함으로써 상기 흡입구를 통하여 발생되는 흡입력에 의해서 제1개구부의 형성시 발생되는 이물질이나 제1가스켓시트에 잔류하는 이물질을 흡입하여 제거할 수 있기 때문에 제1가스켓시트와 멤브레인시트간의 접합공정에서 이물질에 기인하는 접합불량을 방지할 수 있다. The adsorption removal unit 150 includes a guide roll 151 which is external to the first gasket sheet through which the first opening is formed. The adsorption removal unit 150 is rotatably supported in contact with the guide roll while supporting both ends of the guide roll. Including a suction chamber 153 having a suction port 152 to provide a suction force to the first gasket sheet side, foreign matter generated in the formation of the first opening by the suction force generated through the suction port or foreign matter remaining in the first gasket sheet Since it can be removed by suction, it is possible to prevent the bonding failure due to foreign matter in the bonding process between the first gasket sheet and the membrane sheet.

이때, 상기 흡착제거부(150)는 제2박리지와 더불어 제2개구부를 관통형성한 제2가스켓시트에도 동일하게 적용하는 것이 바람직하다.At this time, the adsorption removal unit 150 is preferably applied to the second gasket sheet formed through the second opening as well as the second release.

한편, 상기 제1시트(11) 또는 제1가스켓시트(21)가 일방향으로 진입되어 감기는 제1상부가열롤(121)의 외주 근방에는 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 제1시트의 일면에 코팅된 제1전극을 보호하도록 덮어지는 제1박리지를 분리하거나 상기 제1개구부를 관통형성한 제1가스켓시트의 일면을 덮는 제1박리지를 분리하면서 상기 제1시트 또는 제1가스켓시트의 각 타면을 제1상부가열롤의 외주면에 밀착시키는 밀착력을 제공하는 박리롤(160)을 포함할 수 있다. Meanwhile, as illustrated in FIG. 6, the first sheet 11 or the first gasket sheet 21 enters in one direction and is wound around the outer circumference of the first upper heating roll 121. Each of the first sheet or the first gasket sheet is separated while separating the first sheet covered to protect the first electrode coated on the first sheet or the first sheet covering the one surface of the first gasket sheet formed through the first opening. It may include a peeling roll 160 for providing an adhesive force for contacting the other surface to the outer peripheral surface of the first upper heating roll.

상기 박리롤(160)은 고무소재의 롤부재로 이루어지며, 상기 제1상부가열롤측으로 이동가능하게 배치되어 상기 제1시트와 제1가스켓시트의 각 타면이 제1상부가열롤의 외주면에 밀착되도록 한다. The release roll 160 is formed of a roll member made of a rubber material, and the first upper portion is disposed to be movable toward the heat roll side, and the other surfaces of the first sheet and the first gasket sheet are in close contact with the outer circumferential surface of the first upper portion heat roll. Be sure to

이때, 상기 박리롤은 상기 제2시트 또는 제2가스켓시트가 일방향으로 진입되어 감기는 제1하부가열롤의 외주 근방에 동일하게 적용하는 것이 바람직하다. At this time, it is preferable that the peeling roll is equally applied to the outer circumference of the first lower heating roll to which the second sheet or the second gasket sheet enters and winds in one direction.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be evident to those who have knowledge of.

11,12 : 제1,2시트
13,14 : 제1,2전극
20 : 접합체
21,22 : 제1,2가스켓시트
23,24 : 제1,2개구부
31,32 : 상,하부금형
111,112,113 : 제1,2 및 3풀림롤
114 : 권취롤
120 : 열라미부
120a,120b : 제1,2열라미부
11,12: 1st, 2nd sheet
13,14: 1st, 2nd electrode
20: conjugate
21,22: 1st, 2nd gasket sheet
23,24: 1st, 2nd opening
31,32: upper and lower molds
111,112,113: 1st, 2nd and 3rd unrolling roll
114: winding roll
120: hot Lamibu
120a, 120b: 1st and 2nd row laminator

Claims (6)

일면에 제1전극이 일정간격을 두고 연속하여 형성된 제1시트를 일방향으로 풀림진행시키는 제1풀림롤과, 일면에 제2전극이 일정간격을 두고 연속하여 형성된 제2시트를 일방향으로 풀림진행시키는 제2풀림롤 및 멤브레인 시트를 일방향으로 풀림진행시키는 제3풀림롤 및 상기 제1,2전극이 양면에 전사된 멤브레인 시트를 권취하는 권취롤을 포함하고,
상기 제1시트와 제2시트사이에 멤브레인 시트가 개재된 시트적층체를 압착가열하여 상기 멤브레인 시트의 양면에 상기 제1,2시트의 제1,2전극을 전사하는 열라미부를 포함하며,
상기 열라미부는 상기 시트적층체의 진행방향으로 연속하여 배치되는 제1열라미부와 제2열라미부를 포함하고,
상기 제1열라미부는 상기 제1시트의 타면과 접하는 제1상부가열롤과, 상기 제2시트의 타면과 접하는 제1하부가열롤을 포함하여 상기 제1시트와 제2시트사이에 멤브레인 시트가 개재된 시트 적층체를 형성하면서 상기 시트 적층체를 1차로 압착가열하고,
상기 제2열라미부는 상기 시트적층체의 타면과 접하는 제2상부가열롤과, 상기 시트적층체의 타면과 접하는 제2하부가열롤을 포함하여 상기 시트 적층체를 2차로 압착가열하여 상기 멤브레인 시트의 양면에 제1,2전극이 일대일로 대응하도록 전사하고,
상기 제1상부가열롤과 제1하부가열롤사이의 간격과 상기 제2상부가열롤과 제2하부가열롤사이의 간격을 측정하는 변위센서부를 포함하고,
상기 변위센서부는 상기 제1,2상부가열롤의 양단을 지지하는 제1,2상부롤브라켓에 구비되는 감지센서와, 상기 제1,2하부가열롤의 양단을 지지하는 제1,2하부롤브라켓에 구비되고, 상기 감지센서의 단부인 감지단과 마주하여 접하는 접촉단의 상하위치를 조절하는 손잡이를 포함하고,
상기 제1상부가열롤과 제1하부가열롤사이에 형성되는 간격과, 상기 제2상부가열롤과 제2하부가열롤사이에 형성되는 간격은 상기 제1하부가열롤의 롤축 양단을 지지하는 간격조절용 엑추에이터와, 상기 제2하부가열롤의 롤축 양단을 지지하는 간격조절용 엑추에이터에 의해서 상기 시트적층체의 두께에 맞추어 조절되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극 접합체 제조장치. A first unrolling roll for unwinding the first sheet continuously formed at a predetermined interval on one surface in one direction, and unwinding the second sheet continuously formed at a predetermined interval with the second electrode on one surface in one direction; A third unrolling roll for unwinding the second unrolling roll and the membrane sheet in one direction and a winding roll for winding the membrane sheet transferred on both surfaces thereof;
A thermal lamination unit for compressing and heating a sheet laminate having a membrane sheet interposed between the first sheet and the second sheet to transfer the first and second electrodes of the first and second sheets to both sides of the membrane sheet,
The thermal lamination part includes a first thermal lamination part and a second thermal lamination part which are continuously disposed in the advancing direction of the sheet laminate,
The first thermal lamination part includes a first upper heating roll in contact with the other surface of the first sheet and a first lower heating roll in contact with the other surface of the second sheet, wherein the membrane sheet is disposed between the first sheet and the second sheet. The sheet laminate is primarily pressed and heated while forming the interposed sheet laminate,
The second thermal lamination part includes a second upper heating roll in contact with the other surface of the sheet laminate, and a second lower heating roll in contact with the other surface of the sheet laminate. The first and second electrodes are transferred one-to-one on both sides of the
A displacement sensor unit for measuring a distance between the first upper heating roll and the first lower heating roll and a distance between the second upper heating roll and the second lower heating roll;
The displacement sensor unit includes a sensing sensor provided in the first and second upper roll brackets supporting both ends of the first and second upper rolls, and the first and second lower rolls supporting both ends of the first and second lower rolls. It is provided on the bracket, and includes a handle for adjusting the vertical position of the contact end facing the sensing end that is the end of the detection sensor,
An interval formed between the first upper heating roll and the first lower heating roll, and an interval formed between the second upper heating roll and the second lower heating roll are a gap supporting both ends of the roll shaft of the first lower heating roll. An apparatus for manufacturing a fuel cell membrane electrode assembly for controlling a fuel cell, characterized in that it is adjusted in accordance with the thickness of the sheet laminate by an actuator for adjustment and an interval adjusting actuator for supporting both ends of the roll shaft of the second lower heating roll. 제1개구부가 일정간격을 두고 연속하여 관통형성된 제1가스켓시트를 일방향으로 풀림진행시키는 제1풀림롤과, 제2개구부가 일정간격을 두고 연속하여 관통형성된 제2가스켓시트를 일방향으로 풀림진행시키는 제2풀림롤과, 양면에 제1,2전극이 일대일로 전사된 멤브레인 시트를 일방향으로 풀림진행시키는 제3풀림롤 및 상기 제1,2전극에 제1,2개구부가 일대일 대응배치되도록 상기 멤브레인 시트의 양면에 제1,2가스켓시트가 적층되는 접합체를 권취하는 권취롤을 포함하고,
상기 제1가스켓시트와 제2가스켓시트사이에 멤브레인시트가 개재된 접합체를 압착가열하여 상기 멤브레인시트의 양면에 상기 제1,2가스켓시트를 일체화하는 열라미부를 포함하며,
상기 열라미부는 상기 접합체의 진행방향으로 연속하여 배치되는 제1열라미부와 제2열라미부를 포함하고,
상기 제1열라미부는 상기 제1가스켓시트와 접하는 제1상부가열롤과, 상기 제2가스켓시트와 접하는 제1하부가열롤을 포함하여 상기 제1가스켓시트와 제2가스켓시트사이에 멤브레인시트가 개재된 접합체를 형성하면서 상기 접합체를 1차로 압착예열하고,
상기 제2열라미부는 상기 접합체와 접하는 제2상부가열롤과, 상기 접합체와 접하는 제2하부가열롤을 포함하여 상기 접합체를 2차로 압착가열하여 상기 제1,2전극을 외부노출시키는 제1,2개구부를 갖는 제1,2가스켓시트를 상기 멤브레인 시트의 양면에 일체로 접합고정하고,
상기 제1상부가열롤과 제1하부가열롤사이의 간격과 상기 제2상부가열롤과 제2하부가열롤사이의 간격을 측정하는 변위센서부를 포함하고,
상기 변위센서부는 상기 제1,2상부가열롤의 양단을 지지하는 제1,2상부롤브라켓에 구비되는 감지센서와, 상기 제1,2하부가열롤의 양단을 지지하는 제1,2하부롤브라켓에 구비되고, 상기 감지센서의 단부인 감지단과 마주하여 접하는 접촉단의 상하위치를 조절하는 손잡이를 포함하고,
상기 제1상부가열롤과 제1하부가열롤사이에 형성되는 간격과, 상기 제2상부가열롤과 제2하부가열롤사이에 형성되는 간격은 상기 제1하부가열롤의 롤축 양단을 지지하는 간격조절용 엑추에이터와, 상기 제2하부가열롤의 롤축 양단을 지지하는 간격조절용 엑추에이터에 의해서 상기 접합체의 두께에 맞추어 조절되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극 접합체 제조장치.A first unrolling roll for unwinding the first gasket sheet continuously penetrating at a predetermined interval in one direction and for unwinding the second gasket sheet continuously penetrating at a predetermined interval in one direction; A second unrolling roll, a third unrolling roll for unwinding the membrane sheet in which the first and second electrodes are transferred one-to-one on both sides in one direction, and the membrane so that the first and second openings are disposed in a one-to-one correspondence with the first and second electrodes; A winding roll for winding up a joined body on which first and second gasket sheets are laminated on both sides of the sheet,
A thermal lamination unit for compressing and heating a bonded body having a membrane sheet interposed between the first gasket sheet and the second gasket sheet to integrate the first and second gasket sheets on both sides of the membrane sheet,
The thermal lamination part includes a first row lamination part and a second row lamination part continuously disposed in the advancing direction of the joined body,
The first thermal lamination part includes a first upper heating roll in contact with the first gasket sheet and a first lower heating roll in contact with the second gasket sheet, wherein the membrane sheet is disposed between the first gasket sheet and the second gasket sheet. The preliminary compression preheating of the bonded body while forming the interposed bonded body,
The second thermal lamination part includes a second upper heating roll in contact with the bonding body and a second lower heating roll in contact with the bonding body. First and second gasket sheets having two openings are integrally bonded to both sides of the membrane sheet,
A displacement sensor unit for measuring a distance between the first upper heating roll and the first lower heating roll and a distance between the second upper heating roll and the second lower heating roll;
The displacement sensor unit includes a sensing sensor provided in the first and second upper roll brackets supporting both ends of the first and second upper rolls, and the first and second lower rolls supporting both ends of the first and second lower rolls. It is provided on the bracket, and includes a handle for adjusting the vertical position of the contact end facing the sensing end that is the end of the detection sensor,
An interval formed between the first upper heating roll and the first lower heating roll, and an interval formed between the second upper heating roll and the second lower heating roll are a gap supporting both ends of the roll shaft of the first lower heating roll. An apparatus for manufacturing a fuel electrode membrane electrode assembly for fuel cell, characterized in that it is adjusted in accordance with the thickness of the assembly by an actuator for adjustment and an interval adjusting actuator for supporting both ends of the roll shaft of the second lower heating roll. 삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1,2상부가열롤의 양단을 지지하는 제1,2상부롤브라켓의 하부에는 상부스토퍼를 구비하고, 상기 제1,2하부가열롤의 양단을 지지하는 제1,2하부롤브라켓의 상부에는 상기 상부스토퍼와 마주하는 하부스토퍼를 구비하여 상,하부롤간의 충돌을 방지하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극 접합체 제조장치. The method according to claim 1 or 2,
An upper stopper is provided at a lower portion of the first and second upper roll brackets supporting both ends of the first and second upper heating rolls, and the first and second lower roll brackets support both ends of the first and second lower heating rolls. The upper part is provided with a lower stopper facing the upper stopper, the membrane electrode assembly manufacturing apparatus for a fuel cell, characterized in that to prevent the collision between the upper and lower rolls. 제2항에 있어서,
상기 제1,2개구부에 잔류하는 이물질을 흡착하여 제거하는 흡착제거부를 포함하고,
상기 흡착제거부는 상기 제1,2개구부를 관통형성한 제1,2가스켓시트와 외접하는 안내롤과, 상기 안내롤의 양단을 회전가능하게 지지하면서 상기 안내롤과 접하여 일방향 진행하는 제1가스켓시트 측으로 흡입력을 제공하는 흡입구를 갖는 흡입챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극 접합체 제조장치. The method of claim 2,
And an adsorption removal unit for adsorbing and removing foreign substances remaining in the first and second openings.
The adsorption removal part includes a guide roll externally contacting the first and second gasket sheets through which the first and second openings are formed, and a first gasket sheet which is in one direction in contact with the guide roll while rotatably supporting both ends of the guide roll. Membrane electrode assembly manufacturing apparatus for a fuel cell comprising a suction chamber having a suction port for providing a suction force to the side. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1상,하부가열롤의 외주 근방에는 시트에 덮여진 박리지를 분리하면서 상기 시트의 타면을 제1상,하부가열롤의 외주면에 밀착시키는 밀착력을 제공하는 박리롤을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극 접합체 제조장치. The method according to claim 1 or 2,
And a peeling roll provided near the outer circumference of the first upper and lower heating rolls to provide an adhesive force for contacting the other surface of the sheet to the outer circumferential surfaces of the first upper and lower heating rolls while separating the release paper covered on the sheet. Membrane electrode assembly manufacturing device for fuel cell.
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