KR102129217B1 - 도공 장치 및 필름 회수 방법 - Google Patents

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Abstract

지지 필름 (93) 의 회수 경로 상에, 지지 필름 (93) 에 접촉하는 플레이트 (381) 와, 지지 필름 (93) 을 파지하는 파지부 (382) 를 형성한다. 이와 같이 하면, 전해질막 (92) 으로부터 박리된 지지 필름 (93) 을, 플레이트 (381) 및 파지부 (382) 에 의해 유지할 수 있다. 또, 플레이트 (381) 및 파지부 (382) 에 의해 유지된 지지 필름 (93) 과, 후속하는 지지 필름 (93) 을, 플레이트 (381) 상에서 접속시킬 수 있다. 따라서, 단층의 더미 기재 (81) 를 사용하여 기재의 비용을 저감시키고, 또한, 불연속인 지지 필름 (93) 을 일련의 기재로서 회수할 수 있다.

Description

도공 장치 및 필름 회수 방법
본 발명은, 박막 및 지지 필름의 2 층을 갖는 적층 기재를 반송하면서, 박막의 표면에 도막을 형성하는 도공 장치와, 박막으로부터 지지 필름을 박리시켜 회수하는 필름 회수 방법에 관한 것이다.
최근, 자동차 또는 휴대 전화 등의 구동 전원으로서, 연료 전지가 주목받고 있다. 연료 전지는, 연료에 함유되는 수소 (H2) 와 공기 중의 산소 (O2) 의 전기 화학 반응에 의해 전력을 만들어 내는 발전 시스템이다. 연료 전지는, 다른 전지와 비교하여, 발전 효율이 높고 환경에 대한 부하가 작다는 특장을 갖는다.
연료 전지에는, 사용하는 전해질에 따라 몇 가지 종류가 존재한다. 그 중 하나가, 전해질로서 이온 교환막 (전해질막) 을 사용한 고체 고분자형 연료 전지 (PEFC : Polymer Electrolyte Fuel Cell) 이다. 고체 고분자형 연료 전지는, 상온에서의 동작 및 소형 경량화가 가능하기 때문에, 자동차 또는 휴대 기기로의 적용이 기대되고 있다.
고체 고분자형 연료 전지는, 일반적으로는 복수의 셀이 적층된 구조를 갖는다. 1 개의 셀은, 막·전극 접합체 (MEA : Membrane-Electrode-Assembly) 의 양측을 1 쌍의 세퍼레이터로 끼워 넣음으로써 구성된다. 막·전극 접합체는, 전해질막과, 전해질막의 양면에 형성된 1 쌍의 전극층을 갖는다. 1 쌍의 전극층의 일방은 애노드 전극이고, 타방이 캐소드 전극이 된다. 애노드 전극에 수소를 함유하는 연료 가스가 접촉함과 함께, 캐소드 전극에 공기가 접촉하면, 전기 화학 반응에 의해 전력이 발생한다.
상기 막·전극 접합체의 제조시에는, 복수의 흡착공을 갖는 흡착 롤러의 외주면에, 띠상의 박막인 전해질막이 흡착 유지된다. 그리고, 흡착 롤러에 유지된 전해질막의 표면에, 백금 (Pt) 을 함유하는 촉매 입자를 알코올 등의 용매 중에 분산시킨 촉매 잉크 (전극 페이스트) 가 도포된다. 그 후, 촉매 잉크를 건조시킴으로써, 전극층이 형성된다.
종래의 막·전극 접합체의 제조 기술에 대해서는, 예를 들어, 특허문헌 1 에 기재되어 있다.
일본 공개특허공보 2014-229370호
고체 고분자형 연료 전지에 사용되는 전해질막은, 대기 중의 습도에 따라 변형되기 쉬운 성질을 갖는다. 이 때문에, 막·전극 접합체의 제조시에는, 전해질막이, 시트상의 지지 필름에 붙여진 상태에서 공급된다. 특허문헌 1 의 장치에서는, 지지 필름 (백 시트) 과 전해질막이 적층된 장척 띠상의 기재를, 권출 롤러로부터 조출하고, 전해질막으로부터 지지 필름을 박리시킴으로써 노출된 전해질막의 표면에 촉매 잉크를 도공하고 있다. 그리고, 도공 후의 전해질막을 권취 롤러에 회수하고 있다.
그러나, 이 종류의 제조 장치에 있어서, 막·전극 접합체의 제조를 개시할 때에는, 먼저, 권출부에서 권취부까지의 반송 경로에 기재를 걸쳐 놓을 필요가 있다. 이 때, 도공부보다 반송 방향의 하류측에 걸쳐 놓인 전해질막에는 촉매 잉크를 도공할 수 없다. 따라서, 전해질막의 반송 방향의 선단부 부근에 재료 로스가 발생한다. 또, 촉매 잉크의 도공이 완료된 후에는, 권출부에서 권취부까지의 반송 경로로부터 기재를 회수할 필요가 있다. 이 때, 도공부보다 반송 방향의 상류측에 위치하는 전해질막에는 촉매 잉크를 도공할 수 없다. 따라서, 전해질막의 반송 방향의 후단부 부근에도 재료 로스가 발생한다.
이와 같은 재료 로스를 저감시키기 위한 방법으로서, 예를 들어, 전해질막 및 지지 필름의 2 층으로 구성되는 기재의 전후에, 염가의 더미 기재를 접속시켜 반송하는 것을 생각할 수 있다. 단, 더미 기재를, 전해질막에 접속되는 제 1 층과, 지지 필름에 접속되는 제 2 층의 2 층 구조로 하면, 더미 기재에 드는 비용이 증대된다. 한편, 지지 필름에 접속되는 제 2 층을 생략하면, 더미 기재 자체의 비용은 저감시킬 수 있다. 그러나, 그 경우에는, 지지 필름이 반송 방향으로 불연속이 된다. 이 때문에, 전해질막으로부터 박리된 지지 필름을, 일련의 기재로서 회수하는 것이 곤란해진다.
본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 더미 기재에 드는 비용을 저감시키고, 또한, 불연속인 지지 필름을 일련의 기재로서 회수할 수 있는 도공 장치 및 필름 회수 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본원의 제 1 발명은, 박막 및 지지 필름의 2 층을 갖는 장척 띠상의 적층 기재와 상기 박막에 접속된 장척 띠상의 단층의 더미 기재를 포함하는 연결 기재를, 그 길이 방향으로 반송하면서, 상기 박막의 표면에 도막을 형성하는 도공 장치로서, 상기 박막 및 상기 더미 기재를, 원통상의 외주면에 유지하면서, 축심을 중심으로 하여 회전하는 백업 롤러와, 상기 백업 롤러에 유지된 상기 박막의 표면을 향하여 도공액을 토출하는 노즐과, 상기 백업 롤러의 상기 외주면을 향하여 상기 연결 기재를 반입하는 반입부와, 상기 백업 롤러의 상기 외주면에 유지된 상기 박막으로부터, 상기 지지 필름을 박리시키는 박리부와, 상기 박리부에 의해 박리된 상기 지지 필름을 회수하는 회수부와, 상기 회수부에 있어서의 상기 지지 필름의 회수 경로 상에 있어서, 상기 지지 필름의 일방의 면에 접촉하는 플레이트와, 상기 플레이트에 접촉된 상기 지지 필름을 파지하는 파지부를 구비한다.
본원의 제 2 발명은, 제 1 발명의 도공 장치로서, 상기 반입부에 있어서의 상기 연결 기재의 반입 경로 상에 있어서, 상기 적층 기재와 상기 더미 기재의 접속 지점을 검출하는 센서와, 상기 센서로부터 얻어지는 검출 신호에 기초하여, 상기 백업 롤러 및 상기 회수부의 동작을 제어하는 제어부를 추가로 구비한다.
본원의 제 3 발명은, 제 2 발명의 도공 장치로서, 상기 제어부는, 상기 검출 신호에 기초하여, 상기 파지부의 동작을 추가로 제어한다.
본원의 제 4 발명은, 제 1 발명 내지 제 3 발명 중 어느 하나의 발명의 도공 장치로서, 상기 플레이트는, 상기 지지 필름의 상기 일방의 면에 접촉하는 유지면과, 상기 유지면에 형성되고, 상기 지지 필름의 폭 방향과 평행하게 연장되는 절단 기준 홈을 갖는다.
본원의 제 5 발명은, 제 4 발명의 도공 장치로서, 상기 파지부는, 상기 플레이트의 상기 유지면과 상기 유지면에 대향하는 클램프 부재 사이에, 상기 지지 필름을 파지한다.
본원의 제 6 발명은, 제 1 발명 내지 제 5 발명 중 어느 하나의 발명의 도공 장치로서, 상기 회수부는, 상기 박막으로부터 박리된 지지 필름을, 복수의 롤러에 의해 반송하고, 상기 플레이트 및 상기 파지부는, 상기 박리부와, 상기 복수의 롤러 중 상기 지지 필름이 최초로 접촉하는 롤러 사이에 위치한다.
본원의 제 7 발명은, 제 1 발명 내지 제 6 발명 중 어느 하나의 발명의 도공 장치로서, 상기 박막은, 전해질막이다.
본원의 제 8 발명은, 박막 및 지지 필름의 2 층을 갖는 장척 띠상의 적층 기재와 상기 박막에 접속된 장척 띠상의 단층의 더미 기재를 포함하는 연결 기재를, 백업 롤러의 원통상의 외주면을 향하여 반입하면서, 상기 백업 롤러의 상기 외주면에 유지된 상기 박막으로부터, 상기 지지 필름을 박리시켜 회수하는 필름 회수 방법으로서, a) 상기 박막으로부터 박리된 상기 지지 필름의 일방의 면을, 회수 경로 상에 형성된 플레이트에 접촉시키면서, 상기 지지 필름을 파지하는 공정과, b) 상기 플레이트에 접촉된 상기 지지 필름을 절단하는 공정과, c) 상기 공정 b) 에 의해 절단된 상기 지지 필름의 단편 (端片) 을 제거하는 공정과, d) 상기 플레이트 상에 있어서, 절단 후의 상기 지지 필름의 후단부에, 후속하는 상기 지지 필름의 전단부를 접속시키는 공정을 갖는다.
본원의 제 9 발명은, 제 8 발명의 필름 회수 방법으로서, 상기 공정 a) 전에, 상기 반입 경로 상에 형성된 센서로부터 얻어지는 검출 신호에 기초하여, 상기 박막, 상기 지지 필름 및 상기 더미 기재의 반송을 정지시킨다.
본원의 제 10 발명은, 제 9 발명의 필름 회수 방법으로서, 상기 공정 a) 의 완료로부터 상기 공정 d) 의 개시까지의 동안에, 상기 박막 및 상기 더미 기재의 반송을 재개하고, 그 후, 상기 공정 d) 전에, 상기 센서로부터 얻어지는 검출 신호에 기초하여, 상기 박막, 상기 더미 기재 및 후속하는 지지 필름의 반송을 정지시킨다.
본원의 제 11 발명은, 제 8 발명의 필름 회수 방법으로서, 상기 공정 a) 전에, 상기 박막 및 상기 더미 기재의 반송을 정지시키지 않고, 상기 회수 경로에 있어서의 상기 지지 필름의 반송을 정지시킨다.
본원의 제 12 발명은, 제 8 발명 내지 제 11 발명 중 어느 하나의 발명의 필름 회수 방법으로서, 상기 공정 b) 에서는, 상기 플레이트의 유지면에 상기 지지 필름의 상기 일방의 면을 접촉시키면서, 상기 유지면에 형성된 절단 기준 홈을 따라 상기 지지 필름을 폭 방향으로 절단한다.
본원의 제 13 발명은, 제 12 발명의 필름 회수 방법으로서, 상기 공정 a) 에서는, 상기 플레이트의 상기 유지면과 상기 유지면에 대향하는 클램프 부재 사이에, 상기 지지 필름을 파지한다.
본원의 제 14 발명은, 제 8 발명 내지 제 13 발명 중 어느 하나의 발명의 필름 회수 방법으로서, 상기 공정 a) 에서는, 상기 박막으로부터 상기 지지 필름을 박리시키는 위치와, 박리된 지지 필름이 최초로 접촉하는 롤러 사이의 위치에 있어서, 상기 지지 필름이 플레이트에 접촉하면서 파지된다.
본원의 제 15 발명은, 제 8 발명 내지 제 14 발명 중 어느 하나의 발명의 필름 회수 방법으로서, 상기 박막은, 전해질막이다.
본원의 제 1 발명 ∼ 제 7 발명에 의하면, 박막으로부터 박리된 지지 필름을, 회수 경로 상에 형성된 플레이트 및 파지부에 의해 유지할 수 있다. 또, 플레이트 및 파지부에 의해 유지된 지지 필름과, 후속하는 지지 필름을, 플레이트 상에서 접속시킬 수 있다. 이로써, 단층의 더미 기재를 사용하여 기재의 비용을 저감시키고, 또한, 불연속인 지지 필름을 일련의 기재로서 회수할 수 있다.
특히, 본원의 제 2 발명에 의하면, 적층 기재 및 더미 기재의 반입의 타이밍에 맞추어, 백업 롤러 및 회수부를, 자동적으로 정지시킬 수 있다. 이로써, 기재 전체의 반송을 정지시켜, 박리된 지지 필름의 유지, 절단, 접속 등의 작업을 실시할 수 있다.
특히, 본원의 제 3 발명에 의하면, 적층 기재 및 더미 기재의 반입의 타이밍에 맞추어, 박리된 지지 필름의 파지를 자동적으로 실시할 수 있다.
특히, 본원의 제 4 발명에 의하면, 지지 필름을 유지면에 접촉시키면서, 절단 기준 홈을 따라 지지 필름을 폭 방향으로 절단할 수 있다. 이로써, 지지 필름의 후단부와, 후속하는 지지 필름의 전단부를, 플레이트의 유지면 상에 있어서, 용이하게 접속시킬 수 있다.
특히, 본원의 제 5 발명에 의하면, 절단 후의 지지 필름의 후단부의 위치를 안정시킬 수 있다.
특히, 본원의 제 6 발명에 의하면, 플레이트 및 파지부에 의해 유지된 지지 필름과, 후속하는 지지 필름의 접속 작업을 용이하게 실시할 수 있다.
특히, 본원의 제 7 발명에 의하면, 전해질막은, 대기 중의 습도에 따라 변형되기 쉬운 성질을 갖기 때문에, 백업 롤러까지의 반입 경로에 있어서는, 지지 필름과 함께 반송할 필요가 있다. 따라서, 본 발명이 특히 유용하다.
또, 본원의 제 8 발명 ∼ 제 15 발명에 의하면, 단층의 더미 기재를 사용하여 기재의 비용을 저감시키고, 또한, 불연속인 지지 필름을 일련의 기재로서 회수할 수 있다.
특히, 본원의 제 9 발명에 의하면, 기재 전체의 반송을 정지시켜, 박리된 지지 필름의 유지, 절단 및 접속의 작업을 실시할 수 있다.
특히, 본원의 제 11 발명에 의하면, 박막 및 더미 기재를 정지시키지 않고, 지지 필름의 회수만을 정지시켜, 박리된 지지 필름의 유지, 절단 및 접속의 작업을 실시할 수 있다. 이로써, 박막에 대한 처리가 정지하는 타임 로스를 줄여, 장치의 생산성을 높일 수 있다.
특히, 본원의 제 13 발명에 의하면, 절단 후의 지지 필름의 후단부의 위치를, 안정시킬 수 있다.
특히, 본원의 제 15 발명에 의하면, 전해질막은, 대기 중의 습도에 따라 변형되기 쉬운 성질을 갖기 때문에, 백업 롤러까지의 반입 경로에 있어서는, 지지 필름과 함께 반송할 필요가 있다. 따라서, 본 발명이 특히 유용하다.
도 1 은, 막·전극 접합체의 제조 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2 는, 흡착 롤러의 하부 부근의 확대도이다.
도 3 은, 제어부와 각 부의 접속을 나타낸 블록도이다.
도 4 는, 적층 기재 및 더미 기재의 부분 단면도이다.
도 5 는, 필름 접속부 부근의 확대도이다.
도 6 은, 필름 접속부의 평면도이다.
도 7 은, 제 1 지지 필름의 회수 동작의 흐름을 나타낸 플로 차트이다.
도 8 은, 제 1 지지 필름을 파지하였을 때의, 필름 접속부 부근의 확대도이다.
도 9 는, 제 1 지지 필름을 절단하였을 때의, 필름 접속부 부근의 확대도이다.
도 10 은, 단편을 플레이트에 고정시켰을 때의, 필름 접속부 부근의 확대도이다.
도 11 은, 단편이 모두 박리되었을 때의, 필름 접속부 부근의 확대도이다.
도 12 는, 단편을 제거하였을 때의, 필름 접속부 부근의 확대도이다.
도 13 은, 후속하는 제 1 지지 필름을 박리시키기 전의, 필름 접속부 부근의 확대도이다.
도 14 는, 제 1 지지 필름을 접속시켰을 때의, 필름 접속부 부근의 확대도이다.
도 15 는, 제 1 지지 필름의 파지를 해제하였을 때의, 필름 접속부 부근의 확대도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다.
<1. 제 1 실시형태>
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 도공 장치를 포함하는 막·전극 접합체의 제조 장치 (1) 의 구성을 나타낸 도면이다. 이 제조 장치 (1) 는, 장척 띠상의 박막인 전해질막의 표면에, 전극층을 형성하여, 고체 고분자형 연료 전지용의 막·전극 접합체를 제조하는 장치이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 막·전극 접합체의 제조 장치 (1) 는, 흡착 롤러 (10), 다공질 기재 공급 회수부 (20), 전해질막 공급부 (30), 도포부 (40), 건조로 (50), 접합체 회수부 (60) 및 제어부 (70) 를 구비하고 있다.
흡착 롤러 (10) 는, 다공질 기재 (91) 및 전해질막 (92) 을 흡착 유지하면서 회전하는 롤러이다. 흡착 롤러 (10) 는, 본 발명에 있어서의 백업 롤러의 일례가 된다. 흡착 롤러 (10) 는, 복수의 흡착공을 갖는 원통상의 외주면을 갖는다. 흡착 롤러 (10) 의 직경은, 예를 들어, 30 ㎜ ∼ 1600 ㎜ 가 된다. 도 2 는, 흡착 롤러 (10) 의 하부 부근의 확대도이다. 도 2 중에 파선으로 나타낸 바와 같이, 흡착 롤러 (10) 에는, 모터 등의 구동원을 갖는 회전 구동부 (11) 가 접속된다. 회전 구동부 (11) 를 동작시키면, 흡착 롤러 (10) 는, 수평하게 연장되는 축심 둘레로 회전한다.
흡착 롤러 (10) 의 재료에는, 예를 들어, 다공질 카본 또는 다공질 세라믹스 등의 다공질 재료가 사용된다. 다공질 세라믹스의 구체예로는, 알루미나 (Al2O3) 또는 탄화규소 (SiC) 의 소결체를 들 수 있다. 다공질의 흡착 롤러 (10) 에 있어서의 기공경은, 예를 들어 5 ㎛ 이하가 되고, 기공률은, 예를 들어 15 % ∼ 50 % 가 된다.
또한, 흡착 롤러 (10) 의 재료에, 다공질 재료를 대신하여, 금속을 사용해도 된다. 금속의 구체예로는, SUS 등의 스테인리스 또는 철을 들 수 있다. 흡착 롤러 (10) 의 재료에 금속을 사용하는 경우에는, 흡착 롤러 (10) 의 외주면에, 미소한 흡착공을 가공에 의해 형성하면 된다. 흡착흔의 발생을 방지하기 위해, 흡착공의 직경은 2 ㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다.
흡착 롤러 (10) 의 단면에는, 흡인구 (12) 가 형성되어 있다. 흡인구 (12) 는, 도면 밖의 흡인 기구 (예를 들어, 배기 펌프) 에 접속된다. 흡인 기구를 동작시키면, 흡착 롤러 (10) 의 흡인구 (12) 에 부압이 발생한다. 그리고, 흡착 롤러 (10) 내의 기공을 통하여, 흡착 롤러 (10) 의 외주면에 형성된 복수의 흡착공에도 부압이 발생한다. 다공질 기재 (91) 및 전해질막 (92) 은, 당해 부압에 의해, 흡착 롤러 (10) 의 외주면에 흡착 유지되면서, 흡착 롤러 (10) 의 회전에 의해 원호상으로 반송된다. 또한, 도 1 및 도 2 의 예에서는, 다공질 기재 (91) 및 전해질막 (92) 이, 흡착 롤러 (10) 의 외주면에 흡착 유지되면서 반송되는 각도 범위는, 흡착 롤러 (10) 의 축심을 중심으로 하는 약 270 °의 범위로 되어 있다.
또, 도 2 중에 파선으로 나타내는 바와 같이, 흡착 롤러 (10) 의 내부에는, 복수의 가열 유로 (13) 가 형성되어 있다. 가열 유로 (13) 에는, 도면 밖의 열매체 공급 기구로부터, 고온의 열매체가 공급된다. 열매체에는, 예를 들어, 환경 온도보다 높은 온도로 가열된 물 또는 기름이 사용된다. 제조 장치 (1) 의 동작시에는, 가열 유로 (13) 를 흐르는 열매체로부터, 흡착 롤러 (10) 의 외주면 및 다공질 기재 (91) 를 통하여 전해질막 (92) 에 열이 전도된다. 그 결과, 전해질막 (92) 의 표면에 있어서, 후술하는 전극 재료가 가열된다.
다공질 기재 공급 회수부 (20) 는, 장척 띠상의 다공질 기재 (91) 를 흡착 롤러 (10) 를 향하여 공급함과 함께, 사용 후의 다공질 기재 (91) 를 회수하는 부위이다. 다공질 기재 (91) 는, 다수의 미세한 기공을 갖는 통기 가능한 기재이다. 다공질 기재 (91) 는, 분진이 발생하기 어려운 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 다공질 기재 공급 회수부 (20) 는, 다공질 기재 공급 롤러 (21), 복수의 다공질 기재 반입 롤러 (22), 복수의 다공질 기재 반출 롤러 (23) 및 다공질 기재 회수 롤러 (24) 를 갖는다. 다공질 기재 공급 롤러 (21), 복수의 다공질 기재 반입 롤러 (22), 복수의 다공질 기재 반출 롤러 (23) 및 다공질 기재 회수 롤러 (24) 는, 모두 흡착 롤러 (10) 와 평행하게 배치된다.
공급 전의 다공질 기재 (91) 는, 다공질 기재 공급 롤러 (21) 에 감겨 있다. 다공질 기재 공급 롤러 (21) 는, 도시를 생략한 모터의 동력에 의해 회전한다. 다공질 기재 공급 롤러 (21) 가 회전하면, 다공질 기재 (91) 는, 다공질 기재 공급 롤러 (21) 로부터 조출된다. 조출된 다공질 기재 (91) 는, 복수의 다공질 기재 반입 롤러 (22) 에 의해 안내되면서, 소정의 반입 경로를 따라 흡착 롤러 (10) 의 외주면까지 반송된다. 그리고, 다공질 기재 (91) 는, 흡착 롤러 (10) 의 외주면에 흡착 유지되면서, 흡착 롤러 (10) 의 회전에 의해, 원호상으로 반송된다. 또한, 도 2 에서는, 이해를 용이하게 하기 위해, 흡착 롤러 (10) 와, 흡착 롤러 (10) 에 유지되는 다공질 기재 (91) 가 간격을 두고 도시되어 있다.
다공질 기재 (91) 는, 흡착 롤러 (10) 의 축심을 중심으로 하여 180 °이상, 바람직하게는 270 °이상 반송된다. 그 후, 다공질 기재 (91) 는, 흡착 롤러 (10) 의 외주면으로부터 멀어진다. 흡착 롤러 (10) 로부터 멀어진 다공질 기재 (91) 는, 복수의 다공질 기재 반출 롤러 (23) 에 의해 안내되면서, 소정의 반출 경로를 따라 다공질 기재 회수 롤러 (24) 까지 반송된다. 다공질 기재 회수 롤러 (24) 는, 도시를 생략한 모터의 동력에 의해 회전한다. 이로써, 사용 후의 다공질 기재 (91) 가, 다공질 기재 회수 롤러 (24) 에 권취된다.
전해질막 공급부 (30) 는, 전해질막 (92) 및 제 1 지지 필름 (93) 의 2 층으로 구성되는 장척 띠상의 적층 기재 (94) 를, 흡착 롤러 (10) 의 주위에 공급함과 함께, 전해질막 (92) 으로부터 제 1 지지 필름 (93) 을 박리시키는 부위이다.
전해질막 (92) 에는, 예를 들어, 불소계 또는 탄화수소계의 고분자 전해질막이 사용된다. 전해질막 (92) 의 구체예로는, 퍼플루오로카본술폰산을 함유하는 고분자 전해질막 (예를 들어, 미국 DuPont 사 제조의 Nafion (등록상표), 아사히 가라스 (주) 제조의 Flemion (등록상표), 아사히 카세이 (주) 제조의 Aciplex (등록상표), 고어 (Gore) 사 제조의 Goreselect (등록상표)) 을 들 수 있다. 전해질막 (92) 의 막 두께는, 예를 들어, 5 ㎛ ∼ 30 ㎛ 가 된다. 전해질막 (92) 은, 대기 중의 습기에 의해 팽윤되는 한편, 습도가 낮아지면 수축된다. 즉, 전해질막 (92) 은, 대기 중의 습도에 따라 변형되기 쉬운 성질을 갖는다.
제 1 지지 필름 (93) 은, 전해질막 (92) 의 변형을 억제하기 위한 필름이다. 제 1 지지 필름 (93) 의 재료에는, 전해질막 (92) 보다 기계적 강도가 높고, 형상 유지 기능이 우수한 수지가 사용된다. 제 1 지지 필름 (93) 의 구체예로는, PEN (폴리에틸렌나프탈레이트) 또는 PET (폴리에틸렌테레프탈레이트) 의 필름을 들 수 있다. 제 1 지지 필름 (93) 의 막 두께는, 예를 들어 25 ㎛ ∼ 100 ㎛ 가 된다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 전해질막 공급부 (30) 는, 적층 기재 공급 롤러 (31) (전해질막 공급 롤러), 복수의 적층 기재 반입 롤러 (32), 박리 롤러 (33), 복수의 제 1 지지 필름 반출 롤러 (34) 및 제 1 지지 필름 회수 롤러 (35) 를 갖는다. 적층 기재 공급 롤러 (31), 복수의 적층 기재 반입 롤러 (32), 박리 롤러 (33), 복수의 제 1 지지 필름 반출 롤러 (34) 및 제 1 지지 필름 회수 롤러 (35) 는, 모두 흡착 롤러 (10) 와 평행하게 배치된다.
공급 전의 적층 기재 (94) 는, 제 1 지지 필름 (93) 이 내측이 되도록, 적층 기재 공급 롤러 (31) 에 감겨 있다. 본 실시형태에서는, 전해질막 (92) 의, 제 1 지지 필름 (93) 과는 반대측의 면 (이하,「제 1 면」이라고 칭한다) 에, 미리 전극층 (이하,「제 1 전극층 (9a)」이라고 칭한다) 이 형성되어 있다. 제 1 전극층 (9a) 은, 이 제조 장치 (1) 와는 다른 장치에 있어서, 제 1 지지 필름 (93) 및 전해질막 (92) 의 2 층으로 구성되는 적층 기재 (94) 를, 그대로 롤·투·롤 방식으로 반송하면서, 전해질막 (92) 의 제 1 면에 전극 재료를 간헐 도포하고, 도포된 전극 재료를 건조시킴으로써 형성된다.
적층 기재 공급 롤러 (31) 는, 도시를 생략한 모터의 동력에 의해 회전한다. 적층 기재 공급 롤러 (31) 가 회전하면, 적층 기재 (94) 는, 적층 기재 공급 롤러 (31) 로부터 조출된다. 조출된 적층 기재 (94) 는, 복수의 적층 기재 반입 롤러 (32) 에 의해 안내되면서, 소정의 반입 경로를 따라 박리 롤러 (33) 까지 반송된다. 즉, 본 실시형태에서는, 적층 기재 공급 롤러 (31) 및 적층 기재 반입 롤러 (32) 가, 흡착 롤러 (10) 의 외주면을 향하여 적층 기재 (94) 를 반입하는 반입부를 구성한다.
박리 롤러 (박리부) (33) 는, 전해질막 (92) 으로부터 제 1 지지 필름 (93) 을 박리시키기 위한 롤러이다. 박리 롤러 (33) 는, 흡착 롤러 (10) 보다 직경이 작은 원통상의 외주면을 갖는다. 박리 롤러 (33) 의 적어도 외주면은, 탄성체에 의해 형성된다. 박리 롤러 (33) 는, 흡착 롤러 (10) 에 대한 다공질 기재 (91) 의 도입 위치보다, 흡착 롤러 (10) 의 회전 방향의 약간 하류측에 있어서, 흡착 롤러 (10) 에 인접 배치되어 있다. 또, 박리 롤러 (33) 는, 도시를 생략한 에어 실린더에 의해, 흡착 롤러 (10) 측으로 가압되어 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 복수의 적층 기재 반입 롤러 (32) 에 의해 반입되는 적층 기재 (94) 는, 흡착 롤러 (10) 와 박리 롤러 (33) 사이에 도입된다. 이 때, 전해질막 (92) 의 제 1 면은, 제 1 전극층 (9a) 과 함께, 흡착 롤러 (10) 에 유지된 다공질 기재 (91) 의 표면에 접촉하고, 제 1 지지 필름 (93) 은, 박리 롤러 (33) 의 외주면에 접촉한다. 또, 적층 기재 (94) 는, 박리 롤러 (33) 로부터 받는 압력에 의해, 흡착 롤러 (10) 측으로 눌린다. 흡착 롤러 (10) 에 유지된 다공질 기재 (91) 의 표면에는, 흡착 롤러 (10) 로부터의 흡인력에 의해, 부압이 발생한다. 전해질막 (92) 은, 당해 부압에 의해, 다공질 기재 (91) 의 표면에 흡착된다. 그리고, 전해질막 (92) 은, 다공질 기재 (91) 와 함께 흡착 롤러 (10) 에 유지되면서, 흡착 롤러 (10) 의 회전에 의해, 원호상으로 반송된다. 또한, 도 2 에서는, 이해를 용이하게 하기 위해, 흡착 롤러 (10) 에 유지되는 다공질 기재 (91) 와, 전해질막 (92) 및 제 1 전극층 (9a) 이 간격을 두고 도시되어 있다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 흡착 롤러 (10) 의 외주면과 전해질막 (92) 사이에, 다공질 기재 (91) 를 개재시킨다. 이 때문에, 흡착 롤러 (10) 의 외주면과, 전해질막 (92) 의 제 1 면에 형성된 제 1 전극층 (9a) 은, 직접 접촉하지 않는다. 따라서, 제 1 전극층 (9a) 의 일부가 흡착 롤러 (10) 의 외주면에 부착되거나, 흡착 롤러 (10) 의 외주면으로부터 전해질막 (92) 에 이물질이 전재되거나 하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 흡착 롤러 (10) 와 박리 롤러 (33) 사이를 통과한 제 1 지지 필름 (93) 은, 흡착 롤러 (10) 로부터 멀어져, 복수의 제 1 지지 필름 반출 롤러 (34) 측에 반송된다. 이로써, 전해질막 (92) 으로부터 제 1 지지 필름 (93) 이 박리된다. 그 결과, 전해질막 (92) 의 제 1 면과는 반대측의 면 (이하,「제 2 면」이라고 칭한다) 이 노출된다. 박리된 제 1 지지 필름 (93) 은, 복수의 제 1 지지 필름 반출 롤러 (34) 에 의해 안내되면서, 소정의 반출 경로를 따라 제 1 지지 필름 회수 롤러 (35) 까지 반송된다. 제 1 지지 필름 회수 롤러 (35) 는, 도시를 생략한 모터의 동력에 의해 회전한다. 이로써, 제 1 지지 필름 (93) 이, 제 1 지지 필름 회수 롤러 (35) 에 권취된다.
즉, 본 실시형태에서는, 복수의 제 1 지지 필름 반출 롤러 (34) 및 제 1 지지 필름 회수 롤러 (35) 가, 제 1 지지 필름 (93) 을 회수하는 회수부를 구성한다.
도포부 (40) 는, 흡착 롤러 (10) 의 주위에 있어서, 전해질막 (92) 의 표면에 전극 재료 (도공액) 를 도포하는 기구이다. 전극 재료에는, 예를 들어, 백금 (Pt) 을 함유하는 촉매 입자를 알코올 등의 용매 중에 분산시킨 촉매 잉크가 사용된다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 도포부 (40) 는 도공 노즐 (41) 을 갖는다. 도공 노즐 (41) 은, 흡착 롤러 (10) 에 의한 전해질막 (92) 의 반송 방향에 있어서, 박리 롤러 (33) 보다 하류측에 형성되어 있다. 도공 노즐 (41) 은, 흡착 롤러 (10) 의 외주면에 대향하는 토출구 (411) 를 갖는다. 토출구 (411) 는, 흡착 롤러 (10) 에 유지되는 전해질막 (92) 의 폭 방향을 따라 수평하게 연장되는 슬릿상의 개구이다.
도공 노즐 (41) 은, 도시를 생략한 전극 재료 공급원과 접속되어 있다. 도포부 (40) 를 구동시키면, 전극 재료 공급원으로부터 배관을 지나 도공 노즐 (41) 에 전극 재료가 공급된다. 그리고, 도공 노즐 (41) 의 토출구 (411) 로부터 전해질막 (92) 의 제 2 면을 향하여 전극 재료가 토출된다. 이로써, 전해질막 (92) 의 제 2 면에 전극 재료가 도포된다.
본 실시형태에서는, 도공 노즐 (41) 에 접속되는 밸브를 일정한 주기로 개폐함으로써, 도공 노즐 (41) 의 토출구 (411) 로부터, 전극 재료를 단속적으로 토출한다. 이로써, 전해질막 (92) 의 제 2 면에, 전극 재료의 도막이 반송 방향으로 일정한 간격으로 형성된다. 단, 밸브를 연속적으로 개방하여, 전해질막 (92) 의 제 2 면에, 반송 방향으로 끊어진 곳 없이 도막을 형성해도 된다.
또한, 전극 재료 중의 촉매 입자에는, 고분자형 연료 전지의 애노드 또는 캐소드에 있어서 연료 전지 반응을 일으키는 재료가 사용된다. 구체적으로는, 백금 (Pt), 백금 합금, 백금 화합물 등의 입자를, 촉매 입자로서 사용할 수 있다. 백금 합금의 예로는, 예를 들어, 루테늄 (Ru), 팔라듐 (Pd), 니켈 (Ni), 몰리브덴 (Mo), 이리듐 (Ir), 철 (Fe) 등으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 금속과 백금의 합금을 들 수 있다. 일반적으로는, 캐소드용의 전극 재료에는 백금이 사용되고, 애노드용의 전극 재료에는 백금 합금이 사용된다. 도공 노즐 (41) 로부터 토출되는 전극 재료는, 캐소드용이어도 되고 애노드용이어도 된다. 단, 전해질막 (92) 의 표리에 형성되는 전극층 (9a, 9b) 에는, 서로 역극성의 전극 재료가 사용된다.
도포부 (40) 의 도공 노즐 (41) 또는 배관은, 정기적으로 분해 세정 등의 메인터넌스를 실시할 필요가 있다. 이 때문에, 이 제조 장치 (1) 는, 도포부 (40) 의 메인터넌스를 실시하기 위한 메인터넌스 스페이스 (42) 를 갖는다. 본 실시형태에서는, 도포부 (40) 와 제 1 지지 필름 회수 롤러 (35) 사이에, 메인터넌스 스페이스 (42) 가 배치되어 있다. 도포부 (40) 의 메인터넌스를 실시할 때에는, 메인터넌스 스페이스 (42) 에 형성된 족장 (足場) (801) 상에 작업자 (89) 가 서서, 도포부 (40) 를 구성하는 부품의 세정 등을 실시한다.
건조로 (50) 는, 전해질막 (92) 의 제 2 면에 가열된 기체 (열풍) 를 분사하는 부위이다. 본 실시형태의 건조로 (50) 는, 흡착 롤러 (10) 에 의한 전해질막 (92) 의 반송 방향에 있어서, 도포부 (40) 보다 하류측에 배치되어 있다. 또, 건조로 (50) 는, 흡착 롤러 (10) 의 외주면을 따라 원호상으로 형성되어 있다. 건조로 (50) 는, 흡착 롤러 (10) 와 대향하는 면에 형성된 분출구로부터, 전해질막 (92) 의 제 2 면을 향하여 열풍을 분사한다.
이 제조 장치 (1) 에서는, 전해질막 (92) 이 도포부 (40) 를 통과한 후, 전해질막 (92) 의 제 2 면에 도포된 전극 재료가, 가열 유로 (13) 로부터 전도되는 열에 의해 가열된다. 이로써, 전극 재료 중의 용매가 기화되어, 전극 재료가 건조된다. 또, 건조로 (50) 는, 열풍을 분사함으로써, 전극 재료를 보조적으로 가열한다. 이로써, 전극 재료의 건조가 보다 촉진된다. 전해질막 (92) 의 제 2 면에 도포된 전극 재료는, 건조시킴으로써 전극층 (이하,「제 2 전극층 (9b)」이라고 칭한다) 이 된다. 그 결과, 전해질막 (92), 제 1 전극층 (9a) 및 제 2 전극층 (9b) 으로 구성되는 막·전극 접합체 (95) 가 얻어진다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 흡착 롤러 (10) 의 내부에 형성된 가열 유로 (13) 와, 건조로 (50) 가, 전해질막 (92) 의 제 2 면에 도포된 전극 재료를 가열하는 가열부를 구성한다. 단, 가열 유로 (13) 및 건조로 (50) 중 어느 일방이 생략되어 있어도 된다. 또, 가열 유로 (13) 를 대신하여, 흡착 롤러 (10) 의 내부에, 통전에 의해 발열하는 히터가 가열부로서 형성되어 있어도 된다.
접합체 회수부 (60) 는, 막·전극 접합체 (95) 에 제 2 지지 필름 (96) 을 첩부하여, 막·전극 접합체 (95) 를 회수하는 부위이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 접합체 회수부 (60) 는, 제 2 지지 필름 공급 롤러 (61), 복수의 제 2 지지 필름 반입 롤러 (62), 라미네이트 롤러 (63), 복수의 접합체 반출 롤러 (64) 및 접합체 회수 롤러 (65) 를 갖는다. 제 2 지지 필름 공급 롤러 (61), 복수의 제 2 지지 필름 반입 롤러 (62), 라미네이트 롤러 (63), 복수의 접합체 반출 롤러 (64) 및 접합체 회수 롤러 (65) 는, 모두 흡착 롤러 (10) 와 평행하게 배치된다.
공급 전의 제 2 지지 필름 (96) 은, 제 2 지지 필름 공급 롤러 (61) 에 감겨 있다. 제 2 지지 필름 공급 롤러 (61) 는, 도시를 생략한 모터의 동력에 의해 회전한다. 제 2 지지 필름 공급 롤러 (61) 가 회전하면, 제 2 지지 필름 (96) 은, 제 2 지지 필름 공급 롤러 (61) 로부터 조출된다. 조출된 제 2 지지 필름 (96) 은, 복수의 제 2 지지 필름 반입 롤러 (62) 에 의해 안내되면서, 소정의 반입 경로를 따라 라미네이트 롤러 (63) 까지 반송된다.
제 2 지지 필름 (96) 의 재료에는, 전해질막 (92) 보다 기계적 강도가 높고, 형상 유지 기능이 우수한 수지가 사용된다. 제 2 지지 필름 (96) 의 구체예로는, PEN (폴리에틸렌나프탈레이트) 또는 PET (폴리에틸렌테레프탈레이트) 의 필름을 들 수 있다. 제 2 지지 필름 (96) 의 막 두께는, 예를 들어 25 ㎛ ∼ 100 ㎛ 가 된다. 제 2 지지 필름 (96) 은, 제 1 지지 필름 (93) 과 동일한 것이어도 된다. 또, 제 1 지지 필름 회수 롤러 (35) 에 권취된 제 1 지지 필름 (93) 을, 제 2 지지 필름 (96) 으로 하여 제 2 지지 필름 공급 롤러 (61) 로부터 조출하도록 해도 된다.
라미네이트 롤러 (63) 는, 막·전극 접합체 (95) 에 제 2 지지 필름 (96) 을 첩부하기 위한 롤러이다. 라미네이트 롤러 (63) 의 재료에는, 예를 들어, 내열성이 높은 고무가 사용된다. 라미네이트 롤러 (63) 는, 흡착 롤러 (10) 보다 직경이 작은 원통상의 외주면을 갖는다. 라미네이트 롤러 (63) 는, 흡착 롤러 (10) 의 회전 방향에 있어서, 건조로 (50) 보다 하류측, 또한, 흡착 롤러 (10) 로부터 다공질 기재 (91) 가 멀어지는 위치보다 상류측에 있어서, 흡착 롤러 (10) 에 인접 배치되어 있다. 또, 라미네이트 롤러 (63) 는, 도시를 생략한 에어 실린더에 의해, 흡착 롤러 (10) 측으로 가압되어 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 라미네이트 롤러 (63) 의 내부에는, 통전에 의해 발열하는 히터 (631) 가 형성되어 있다. 히터 (631) 에는, 예를 들어, 시즈 히터가 사용된다. 히터 (631) 에 통전하면, 히터 (631) 로부터 발생되는 열에 의해, 라미네이트 롤러 (63) 의 외주면이, 환경 온도보다 높은 소정의 온도로 온조된다. 또한, 라미네이트 롤러 (63) 의 외주면의 온도를 방사 온도계 등의 온도 센서를 사용하여 측정하고, 그 측정 결과에 기초하여, 라미네이트 롤러 (63) 의 외주면이 일정한 온도가 되도록, 히터 (631) 의 출력을 제어해도 된다.
복수의 제 2 지지 필름 반입 롤러 (62) 에 의해 반입되는 제 2 지지 필름 (96) 은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 흡착 롤러 (10) 의 주위에 있어서 반송되는 막·전극 접합체 (95) 와 라미네이트 롤러 (63) 사이에 도입된다. 이 때, 제 2 지지 필름 (96) 은, 라미네이트 롤러 (63) 로부터의 압력에 의해, 막·전극 접합체 (95) 에 눌림과 함께, 라미네이트 롤러 (63) 의 열에 의해 가열된다. 그 결과, 전해질막 (92) 의 제 2 면에, 제 2 지지 필름 (96) 이 첩부된다. 전해질막 (92) 의 제 2 면에 형성된 제 2 전극층 (9b) 은, 전해질막 (92) 과 제 2 지지 필름 (96) 사이에 끼워진다.
흡착 롤러 (10) 와 라미네이트 롤러 (63) 사이를 통과한 제 2 지지 필름 (96) 이 부착된 막·전극 접합체 (95) 는, 흡착 롤러 (10) 로부터 멀어지는 방향으로 반송된다. 이로써, 다공질 기재 (91) 로부터 막·전극 접합체 (95) 가 박리된다.
또, 본 실시형태에서는, 라미네이트 롤러 (63) 의 근방에, 압압 (押壓) 롤러 (632) 가 배치되어 있다. 압압 롤러 (632) 는, 흡착 롤러 (10) 와 라미네이트 롤러 (63) 사이의 간극보다, 막·전극 접합체 (95) 의 반송 방향 하류측에 있어서, 라미네이트 롤러 (63) 에 인접 배치되어 있다. 또, 압압 롤러 (632) 는, 도시를 생략한 에어 실린더에 의해, 라미네이트 롤러 (63) 측으로 가압되어 있다. 다공질 기재 (91) 로부터 멀어진 제 2 지지 필름 (96) 이 부착된 막·전극 접합체 (95) 는, 계속해서, 라미네이트 롤러 (63) 와 압압 롤러 (632) 사이를 통과한다. 이로써, 전해질막 (92) 의 제 2 면에 대한 제 2 지지 필름 (96) 의 밀착성이 향상된다.
그 후, 제 2 지지 필름 (96) 이 부착된 막·전극 접합체 (95) 는, 복수의 접합체 반출 롤러 (64) 에 의해 안내되면서, 소정의 반출 경로를 따라 접합체 회수 롤러 (65) 까지 반송된다. 접합체 회수 롤러 (65) 는, 도시를 생략한 모터의 동력에 의해 회전한다. 이로써, 제 2 지지 필름 (96) 이 부착된 막·전극 접합체 (95) 가, 제 2 지지 필름 (96) 이 외측이 되도록, 접합체 회수 롤러 (65) 에 권취된다.
이와 같이, 본 실시형태의 제조 장치 (1) 에서는, 전해질막 (92) 을 길이 방향으로 반송하면서, 전해질막 (92) 으로부터의 제 1 지지 필름 (93) 의 박리, 전해질막 (92) 에 대한 전극 재료의 도포, 전극 재료의 건조 및 전해질막 (92) 에 대한 제 2 지지 필름 (96) 의 첩부의 각 공정이, 순차적으로 실행된다. 이로써, 고체 고분자형 연료 전지의 전극에 사용되는 막·전극 접합체 (95) 가 제조된다. 전해질막 (92) 은, 제 1 지지 필름 (93), 흡착 롤러 (10) 또는 제 2 지지 필름 (96) 에 항상 유지되어 있다. 이로써, 제조 장치 (1) 에 있어서의 전해질막 (92) 의 팽윤·수축 등의 변형이 억제된다.
제어부 (70) 는, 제조 장치 (1) 내의 각 부를 동작 제어하기 위한 수단이다. 도 3 은, 제어부 (70) 와, 제조 장치 (1) 내의 각 부의 접속을 나타낸 블록도이다. 도 3 중에 개념적으로 나타낸 바와 같이, 제어부 (70) 는, CPU 등의 연산 처리부 (71), RAM 등의 메모리 (72) 및 하드 디스크 드라이브 등의 기억부 (73) 를 갖는 컴퓨터에 의해 구성된다. 기억부 (73) 내에는, 막·전극 접합체의 제조 처리를 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램 (P) 이 인스톨되어 있다.
또, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제어부 (70) 는, 상기 서술한 흡착 롤러 (10) 의 회전 구동부 (11), 흡착 롤러 (10) 의 흡인 기구, 가열 유로 (13) 에 대한 열매체 공급 기구, 다공질 기재 공급 롤러 (21) 의 모터, 다공질 기재 회수 롤러 (24) 의 모터, 적층 기재 공급 롤러 (31) 의 모터, 박리 롤러 (33) 의 에어 실린더, 제 1 지지 필름 회수 롤러 (35) 의 모터, 도포부 (40), 건조로 (50), 제 2 지지 필름 공급 롤러 (61) 의 모터, 라미네이트 롤러 (63) 의 에어 실린더, 라미네이트 롤러 (63) 의 히터 (631), 압압 롤러 (632) 의 에어 실린더 및 접합체 회수 롤러 (65) 의 모터와 각각 통신 가능하게 접속되어 있다. 또, 제어부 (70) 는, 후술하는 기재 센서 (37) 및 이동 기구 (382b) 와도 통신 가능하게 접속되어 있다.
제어부 (70) 는, 기억부 (73) 에 기억된 컴퓨터 프로그램 (P) 또는 데이터를 메모리 (72) 에 일시적으로 판독 출력하고, 당해 컴퓨터 프로그램 (P) 에 기초하여, 연산 처리부 (71) 가 연산 처리를 실시함으로써, 상기 각 부를 동작 제어한다. 이로써, 제조 장치 (1) 에 있어서의 막·전극 접합체의 제조 처리가 진행한다.
<2. 더미 기재에 대해>
이 제조 장치 (1) 에서는, 전해질막 (92) 을 전단부에서 후단부까지 낭비 없이 이용하기 위해, 먼저 반송되는 적층 기재 (94) 와, 다음에 반송되는 적층 기재 (94) 사이에, 단층의 더미 기재 (81) 를 접속시킨다. 도 4 는, 적층 기재 (94) 및 더미 기재 (81) 의 부분 단면도이다. 도 4 에서는, 더미 기재 (81) 에 해칭이 실시되어 있다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 적층 기재 (94) 를 구성하는 2 층 중 1 층인 전해질막 (92) 과, 더미 기재 (81) 는, 테이프 (T1, T2) 에 의해 접속된다. 구체적으로는, 전해질막 (92) 의 후단부와 더미 기재 (81) 의 전단부 사이에, 이들을 걸치도록 제 1 테이프 (T1) 가 첩부된다. 또, 전해질막 (92) 의 전단부와 더미 기재 (81) 의 후단부 사이에, 이들을 걸치도록 제 2 테이프 (T2) 가 첩부된다. 이로써, 일렬로 연결된 연결 기재 (80) 가 형성된다.
적층 기재 공급 롤러 (31) 에 세트되는 적층 기재 (94) 의 후단부에는, 미리 제 1 테이프 (T1) 에 의해 더미 기재 (81) 가 접속되어 있다. 또, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 적층 기재 (94) 의 반송 경로 상에는, 더미 기재 접속부 (36) 가 형성되어 있다. 적층 기재 공급 롤러 (31) 로부터 조출된 더미 기재 (81) 의 후단부와, 그 다음에 적층 기재 공급 롤러 (31) 에 세트되는 적층 기재 (94) 의 전단부는, 더미 기재 접속부 (36) 에 있어서, 제 2 테이프 (T2) 에 의해 접속된다.
더미 기재 (81) 는, 전해질막 (92) 과 대략 동일한 두께를 갖는다. 더미 기재 (81) 의 재료에는, 예를 들어, PET (폴리에틸렌테레프탈레이트) 등의 수지제의 필름을 사용할 수 있다. 상기 서술한 바와 같이, 더미 기재 (81) 는, 적층 기재 (94) 를 구성하는 전해질막 (92) 및 제 1 지지 필름 (93) 중, 전해질막 (92) 에만 접속된다. 이와 같이, 단상의 더미 기재 (81) 를 사용함으로써, 다층 구조의 더미 기재를 사용하는 경우보다, 더미 기재 (81) 에 드는 비용을 저감시킬 수 있다.
더미 기재 (81) 는, 제 1 지지 필름 (93) 에는 접속되지 않는다. 이 때문에, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 먼저 반송되는 적층 기재 (94) 의 제 1 지지 필름 (93) 과, 나중에 반송되는 적층 기재 (94) 의 제 1 지지 필름 (93) 사이에는, 간극 (S) 이 생성된다. 즉, 연결 기재 (80) 에 있어서, 제 1 지지 필름 (93) 은, 반송 방향으로 불연속이 된다.
또, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 이 제조 장치 (1) 는, 기재 센서 (37) 를 갖는다. 기재 센서 (37) 는, 복수의 적층 기재 반입 롤러 (32) 에 의한 연결 기재 (80) 의 반송 경로 상에 형성되어 있다. 기재 센서 (37) 에는, 예를 들어, 광 센서 등의 비접촉식의 센서가 사용된다. 기재 센서 (37) 는, 반송 경로 상의 검출 위치 (D) 에 있어서의 적층 기재 (94) 의 유무 또는 더미 기재 (81) 의 유무를 검출한다. 기재 센서 (37) 로부터 출력되는 검출 신호는, 제어부 (70) 에 송신된다. 제어부 (70) 는, 얻어진 검출 신호에 기초하여, 적층 기재 (94) 와 더미 기재 (81) 의 접속 지점이, 검출 위치 (D) 를 통과한 것을 인식한다.
또한, 기재 센서 (37) 는, 연결 기재 (80) 의 두께, 또는 테이프 (T1, T2) 의 유무를 검출하는 것이어도 된다.
또, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 이 제조 장치 (1) 는, 필름 접속부 (38) 를 갖는다. 필름 접속부 (38) 는, 불연속인 제 1 지지 필름 (93) 을, 회수를 위해 일련의 기재로 하기 위해, 제 1 지지 필름 (93) 끼리를 접속시키는 부위이다. 필름 접속부 (38) 는, 박리 롤러 (33) 와, 복수의 제 1 지지 필름 반출 롤러 (34) 중, 제 1 지지 필름 (93) 이 최초로 접촉하는 제 1 지지 필름 반출 롤러 (34a) 사이에 위치한다.
도 5 는, 필름 접속부 (38) 부근의 확대도이다. 도 6 은, 도 5 중의 흰색 화살표 V 의 방향에서 본 필름 접속부 (38) 의 평면도이다. 또한, 도 5 이후의 각 도면에서는, 도면의 번잡화를 피하기 위해, 제 1 테이프 (T1) 및 제 2 테이프 (T2) 의 도시를 생략하고 있다. 도 5 및 도 6 에 나타내는 바와 같이, 필름 접속부 (38) 는, 플레이트 (381) 와 파지부 (382) 를 갖는다.
플레이트 (381) 는, 박리 롤러 (33) 와 제 1 지지 필름 반출 롤러 (34a) 사이에서 반송되는 제 1 지지 필름 (93) 의 일방의 면에 대향하는 유지면 (381a) 을 갖는다. 도 5 및 도 6 에 나타내는 바와 같이, 플레이트 (381) 의 유지면 (381a) 에는, 절단 기준 홈 (381b) 이 형성되어 있다. 절단 기준 홈 (381b) 은, 제 1 지지 필름 (93) 의 폭 방향 (반송 방향에 대해 수직 또한 수평인 방향) 에 대해 평행하게 연장되는, 직선상의 홈이다. 후술하는 제 1 지지 필름 (93) 의 접속시에는, 제 1 지지 필름 (93) 이, 플레이트 (381) 의 절단 기준 홈 (381b) 을 따라 절단된다.
파지부 (382) 는, 박리 롤러 (33) 와 제 1 지지 필름 반출 롤러 (34a) 사이에 있어서, 제 1 지지 필름 (93) 을 파지하는 기구이다. 본 실시형태의 파지부 (382) 는, 클램프 부재 (382a) 와 이동 기구 (382b) 를 갖는다. 클램프 부재 (382a) 는, 플레이트 (381) 의 유지면 (381a) 중, 절단 기준 홈 (381b) 보다 반송 방향 하류측의 면과 대향하는 위치에 배치된다. 이동 기구 (382b) 는, 플레이트 (381) 의 유지면 (381a) 에 대해 수직인 방향으로, 클램프 부재 (382a) 를 이동시키는 기구이다. 이동 기구 (382b) 에는, 예를 들어, 에어 실린더가 사용된다. 이동 기구 (382b) 를 동작시키면, 클램프 부재 (382a) 는, 접촉 위치 (도 5 중의 이점 쇄선의 위치) 와 퇴피 위치 (도 5 중의 실선의 위치) 사이에서 이동한다.
제 1 지지 필름 (93) 을 고정시킬 때에는, 클램프 부재 (382a) 를 접촉 위치에 이동시킨다. 그렇게 하면, 플레이트 (381) 의 유지면 (381a) 과 클램프 부재 (382a) 사이에, 제 1 지지 필름 (93) 이 파지된다. 즉, 제 1 지지 필름 (93) 의 일방의 면은 유지면 (381a) 에 접촉하고, 제 1 지지 필름 (93) 의 타방의 면은 클램프 부재 (382a) 에 접촉한다. 이로써, 제 1 지지 필름 (93) 이 고정된다. 한편, 제 1 지지 필름 (93) 의 고정을 해제할 때에는, 클램프 부재 (382a) 를 퇴피 위치에 이동시킨다.
<3. 제 1 지지 필름의 회수에 대해>
상기 서술한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 적층 기재 (94) 와 더미 기재 (81) 를 포함하는 연결 기재 (80) 가, 흡착 롤러 (10) 의 외주면을 향하여 반입된다. 그리고, 흡착 롤러 (10) 의 외주면에 유지된 전해질막 (92) 으로부터, 제 1 지지 필름 (93) 을 박리시켜 회수한다. 그 때, 제 1 지지 필름 (93) 은, 더미 기재 (81) 의 위치에 있어서 도중에 끊어지기 때문에, 그대로는 제 1 지지 필름 회수 롤러 (35) 에 연속적으로 회수할 수 없다. 이 때문에, 이 제조 장치 (1) 에서는, 제 1 지지 필름 (93) 끼리를, 필름 접속부 (38) 에 있어서 접속시키는 작업이 실시된다. 이하에서는, 이와 같은 제 1 지지 필름 (93) 의 회수 동작에 대해, 도 7 의 플로 차트를 참조하면서 설명한다.
제어부 (70) 는, 연결 기재 (80) 의 반송을 실시하면서, 기재 센서 (37) 로부터의 검출 신호를 항상 감시한다 (스텝 S1). 그리고, 검출 신호에 기초하여, 검출 위치 (D) 에 더미 기재 (81) 가 다다랐다고 판단하면, 제어부 (70) 는, 그 시점으로부터 소정의 시간만큼 연결 기재 (80) 를 반송하여, 흡착 롤러 (10) 및 제 1 지지 필름 회수 롤러 (35) 의 회전을 정지시킨다 (스텝 S2, 도 5 의 상태). 이로써, 더미 기재 (81) 가 흡착 롤러 (10) 와 박리 롤러 (33) 사이에 반입되기 직전의 타이밍에, 연결 기재 (80) 의 반송이 정지된다.
다음으로, 제어부 (70) 는, 이동 기구 (382b) 를 동작시켜, 클램프 부재 (382a) 를 접촉 위치에 이동시킨다. 이로써, 전해질막 (92) 으로부터 박리된 제 1 지지 필름 (93) 이 클램프 부재 (382a) 에 눌리고, 제 1 지지 필름 (93) 의 일방의 면이 플레이트 (381) 의 유지면 (381a) 에 접촉한다. 그리고, 유지면 (381a) 과 클램프 부재 (382a) 사이에, 제 1 지지 필름 (93) 이 파지된다 (스텝 S3, 도 8 의 상태).
계속해서, 플레이트 (381) 의 절단 기준 홈 (381b) 을 따라 제 1 지지 필름 (93) 을 폭 방향으로 절단한다 (스텝 S4, 도 9 의 상태). 이 절단 작업은, 예를 들어, 작업자가 커터를 사용하여 실시한다. 절단이 완료되면, 제 1 지지 필름 (93) 중, 절단 기준 홈 (381b) 보다 반송 방향의 상류측에 위치하는 부분 (이하,「제 1 지지 필름 (93) 의 단편 (931)」이라고 칭한다) 의 전단부를, 플레이트 (381) 의 유지면 (381a) 에 제 3 테이프 (T3) 로 고정시킨다 (스텝 S5, 도 10 의 상태).
다음으로, 제어부 (70) 는, 제 1 지지 필름 회수 롤러 (35) 의 회전을 재개시키지 않고, 흡착 롤러 (10) 의 회전을 재개시킨다 (스텝 S6). 그러면, 제 1 지지 필름 (93) 의 단편 (931) 전체가, 흡착 롤러 (10) 와 박리 롤러 (33) 사이를 통과하여, 전해질막 (92) 으로부터 박리된다 (도 11 의 상태). 작업자는, 제 3 테이프 (T3) 를 벗김으로써, 플레이트 (381) 로부터 단편 (931) 을 제거한다 (스텝 S7, 도 12 의 상태).
그 후, 제어부 (70) 는, 연결 기재 (80) 를 추가로 반송하면서, 기재 센서 (37) 로부터의 검출 신호를 감시한다 (스텝 S8). 그리고, 검출 신호에 기초하여, 검출 위치 (D) 에 적층 기재 (94) 가 다다랐다고 판단하면, 제어부 (70) 는, 그 시점으로부터 소정의 시간만큼 연결 기재 (80) 를 반송하여, 흡착 롤러 (10) 의 회전을 정지시킨다 (스텝 S9). 이로써, 후속하는 적층 기재 (94) 의 전단부가, 흡착 롤러 (10) 와 박리 롤러 (33) 사이를 통과하고, 그 후에 연결 기재 (80) 의 반송이 정지된다 (도 13 의 상태).
작업자는, 당해 적층 기재 (94) 의 전해질막 (92) 으로부터, 제 1 지지 필름 (93) 의 전단부를 박리시킨다. 그리고, 박리된 제 1 지지 필름 (93) 의 전단부와, 플레이트 (381) 에 유지된 제 1 지지 필름 (93) 의 후단부를, 제 4 테이프 (T4) 에 의해 접속시킨다 (스텝 S10, 도 14 의 상태). 제 1 지지 필름 (93) 의 접속이 완료되면, 제어부 (70) 는, 이동 기구 (382b) 를 동작시켜, 클램프 부재 (382a) 를 퇴피 위치에 이동시킨다. 이로써, 플레이트 (381) 및 클램프 부재 (382a) 에 의한 제 1 지지 필름 (93) 의 파지가 해제된다 (스텝 S11, 도 15 의 상태).
그 후, 제어부 (70) 는, 흡착 롤러 (10) 및 제 1 지지 필름 회수 롤러 (35) 의 회전을 재개시킨다. 이로써, 접속된 제 1 지지 필름 (93) 을, 제 1 지지 필름 회수 롤러 (35) 에 권취하여 회수한다 (스텝 S12).
이상과 같이, 이 제조 장치 (1) 는, 전해질막 (92) 으로부터 박리된 제 1 지지 필름 (93) 을, 제 1 지지 필름 (93) 의 회수 경로 상에 형성된 플레이트 (381) 및 파지부 (382) 에 의해 유지할 수 있다. 또, 플레이트 (381) 및 파지부 (382) 에 의해 유지된 제 1 지지 필름 (93) 과, 후속하는 제 1 지지 필름 (93) 을, 플레이트 (381) 상에서 접속시킬 수 있다. 이로써, 단층의 더미 기재 (81) 를 사용하여 기재의 비용을 저감시키고, 또한, 불연속인 제 1 지지 필름 (93) 을 일련의 기재로서 회수할 수 있다.
특히, 이 제조 장치 (1) 에서는, 필름 접속부 (38) 가, 박리 롤러 (33) 의 바로 뒤에 배치되어 있다. 이와 같이, 박리 롤러 (33) 에서 필름 접속부 (38) 까지의 거리를 짧게 하면, 스텝 S10 에 있어서, 후속하는 제 1 지지 필름 (93) 의 전단부를, 전해질막 (92) 으로부터 박리시켜, 플레이트 (381) 에 유지된 제 1 지지 필름 (93) 의 후단부에 접속시키는 작업을 용이하게 실시할 수 있다.
<4. 변형예>
이상, 본 발명의 일 실시형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은, 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
상기 실시형태의 파지부 (382) 는, 클램프 부재 (382a) 와 플레이트 (381) 의 유지면 (381a) 사이에, 제 1 지지 필름 (93) 을 파지하고 있었다. 그러나, 파지부 (382) 는, 플레이트 (381) 의 하류측에 배치된 1 쌍의 클램프 부재 사이에, 제 1 지지 필름 (93) 을 파지하는 구성이어도 된다. 단, 상기 실시형태와 같이, 제 1 지지 필름 (93) 을 플레이트 (381) 상에서 파지한 편이, 절단 후의 제 1 지지 필름 (93) 의 후단부의 위치를 안정시킬 수 있다.
또, 상기 실시형태에서는, 검출 위치 (D) 에 더미 기재 (81) 가 다다랐다고 판단하면, 제어부 (70) 는, 흡착 롤러 (10) 및 제 1 지지 필름 회수 롤러 (35) 의 회전을 정지시켜, 연결 기재 (80) 의 반송과, 제 1 지지 필름 (93) 의 회수의 쌍방을 일단 정지시키고 있었다 (스텝 S2). 그러나, 흡착 롤러 (10) 의 회전은 정지하지 않아도 된다. 즉, 전해질막 (92) 및 더미 기재 (81) 의 반송을 정지시키지 않고, 제 1 지지 필름 회수 롤러 (35) 의 회전을 정지시켜, 제 1 지지 필름 (93) 의 회수 경로에 있어서의 반송만을 정지시켜도 된다. 그와 같이 하면, 전해질막 (92) 에 대한 처리가 정지하는 시간을 단축시켜, 장치의 생산성을 보다 높일 수 있다.
또, 상기 실시형태에서는, 제어부 (70) 가, 기재 센서 (37) 의 검출 신호에 기초하여, 파지부 (382) 의 동작을 제어하고 있었다. 그러나, 파지부 (382) 는, 작업자의 조작 입력에 기초하여 동작하는 것이어도 된다.
또, 상기 실시형태에서는, 필름 접속부 (38) 에 커터가 탑재되어 있지 않았다. 이 때문에, 플레이트 (381) 에 유지된 제 1 지지 필름 (93) 을, 작업자가 커터로 절단하고 있었다. 그러나, 필름 접속부 (38) 자체에 커터를 탑재해도 된다. 예를 들어, 절단 기준 홈 (381b) 을 따라 진퇴 가능한 커터를 형성하고, 당해 커터를, 모터의 동력에 의해 폭 방향으로 진퇴시킴으로써, 제 1 지지 필름 (93) 을 절단하도록 해도 된다.
또, 상기 실시형태에서는, 테이프 (T3, T4) 를 첩부하는 작업도 작업자가 실시하고 있었다. 그러나, 필름 접속부 (38) 는, 테이프 (T3, T4) 를 자동적으로 첩부하는 기구를 구비하고 있어도 된다.
또, 상기 실시형태에서는, 흡착 롤러 (10) 의 외주면에, 다공질 기재 (91) 를 개재하여, 전해질막 (92) 및 더미 기재 (81) 가 유지되고 있었다. 그러나, 다공질 기재 (91) 를 생략하고, 흡착 롤러 (10) 의 외주면에, 전해질막 (92) 및 더미 기재 (81) 를 직접 유지해도 된다.
또, 상기 실시형태에서는, 일방의 면에 미리 제 1 전극층 (9a) 이 형성된 전해질막 (92) 의 타방의 면에, 제 2 전극층 (9b) 을 형성하는 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명의 장치는, 표리 중 어느 면에도 전극층이 형성되어 있지 않은 전해질막에 대해, 전극층을 형성하는 것이어도 된다.
또, 상기 실시형태에서는, 장척 띠상의 박막인 전해질막의 표면에, 도막으로서 전극층을 형성하는 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명의 도공 장치는, 전해질막 이외의 장척 띠상의 박막의 표면에, 전극층 이외의 도막을 도포하는 것이어도 된다. 또, 본 발명의 도공 장치는, 고체 고분자형 연료 전지용의 막·전극 접합체 이외의 제품을 제조하기 위한 장치여도 된다.
또, 도공 장치의 세부의 구성에 대해서는, 본원의 각 도면과 상이해도 된다. 또, 상기 실시형태 또는 변형예에 등장한 각 요소를, 모순이 발생하지 않는 범위에서 적절히 조합해도 된다.
1 : 제조 장치
9a, 9b : 전극층
10 : 흡착 롤러
20 : 다공질 기재 공급 회수부
30 : 전해질막 공급부
33 : 박리 롤러
34 : 제 1 지지 필름 반출 롤러
35 : 제 1 지지 필름 회수 롤러
36 : 더미 기재 접속부
37 : 기재 센서
38 : 필름 접속부
40 : 도포부
50 : 건조로
60 : 접합체 회수부
70 : 제어부
80 : 연결 기재
81 : 더미 기재
92 : 전해질막
93 : 제 1 지지 필름
94 : 적층 기재
381 : 플레이트
381a : 유지면
381b : 절단 기준 홈
382 : 파지부
382a : 클램프 부재
382b : 이동 기구
T1 : 제 1 테이프
T2 : 제 2 테이프
T3 : 제 3 테이프
T4 : 제 4 테이프

Claims (15)

  1. 박막 및 지지 필름의 2 층을 갖는 장척 띠상의 적층 기재와 상기 박막에 접속된 장척 띠상의 단층의 더미 기재를 포함하는 연결 기재를, 그 길이 방향으로 반송하면서, 상기 박막의 표면에 도막을 형성하는 도공 장치로서,
    상기 박막 및 상기 더미 기재를, 원통상의 외주면에 유지하면서, 축심을 중심으로 회전하는 백업 롤러와,
    상기 백업 롤러에 유지된 상기 박막의 표면을 향하여 도공액을 토출하는 노즐과,
    상기 백업 롤러의 상기 외주면을 향하여 상기 연결 기재를 반입하는 반입부와,
    상기 백업 롤러의 상기 외주면에 유지된 상기 박막으로부터, 상기 지지 필름을 박리시키는 박리부와,
    상기 박리부에 의해 박리된 상기 지지 필름을 회수하는 회수부와,
    상기 회수부에 있어서의 상기 지지 필름의 회수 경로 상에 있어서, 상기 지지 필름의 일방의 면에 접촉하는 플레이트와,
    상기 플레이트에 접촉된 상기 지지 필름을 파지하는 파지부를 구비하는, 도공 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반입부에 있어서의 상기 연결 기재의 반입 경로 상에 있어서, 상기 적층 기재와 상기 더미 기재의 접속 지점을 검출하는 센서와,
    상기 센서로부터 얻어지는 검출 신호에 기초하여, 상기 백업 롤러 및 상기 회수부의 동작을 제어하는 제어부를 추가로 구비하는, 도공 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 검출 신호에 기초하여, 상기 파지부의 동작을 추가로 제어하는, 도공 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플레이트는,
    상기 지지 필름의 상기 일방의 면에 접촉하는 유지면과,
    상기 유지면에 형성되고, 상기 지지 필름의 폭 방향과 평행하게 연장되는 절단 기준 홈을 갖는, 도공 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 파지부는, 상기 플레이트의 상기 유지면과 상기 유지면에 대향하는 클램프 부재 사이에, 상기 지지 필름을 파지하는, 도공 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회수부는, 상기 박막으로부터 박리된 지지 필름을, 복수의 롤러에 의해 반송하고,
    상기 플레이트 및 상기 파지부는, 상기 박리부와, 상기 복수의 롤러 중 상기 지지 필름이 최초로 접촉하는 롤러와의 사이에 위치하는, 도공 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 박막은 전해질막인, 도공 장치.
  8. 박막 및 지지 필름의 2 층을 갖는 장척 띠상의 적층 기재와 상기 박막에 접속된 장척 띠상의 단층의 더미 기재를 포함하는 연결 기재를, 백업 롤러의 원통상의 외주면을 향하여 반입하면서, 상기 백업 롤러의 상기 외주면에 유지된 상기 박막으로부터, 상기 지지 필름을 박리시켜 회수하는 필름 회수 방법으로서,
    a) 상기 박막으로부터 박리된 상기 지지 필름의 일방의 면을, 회수 경로 상에 형성된 플레이트에 접촉시키면서, 상기 지지 필름을 파지하는 공정과,
    b) 상기 플레이트에 접촉된 상기 지지 필름을 절단하는 공정과,
    c) 상기 공정 b) 에 의해 절단된 상기 지지 필름의 단편을 제거하는 공정과,
    d) 상기 플레이트 상에 있어서, 절단 후의 상기 지지 필름의 후단부에, 후속하는 상기 지지 필름의 전단부를 접속시키는 공정을 갖는, 필름 회수 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 공정 a) 전에, 상기 연결 기재의 반입 경로 상에 형성된 센서로부터 얻어지는 검출 신호에 기초하여, 상기 박막, 상기 지지 필름 및 상기 더미 기재의 반송을 정지시키는, 필름 회수 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 공정 a) 의 완료로부터 상기 공정 d) 의 개시까지의 동안에, 상기 박막 및 상기 더미 기재의 반송을 재개하고, 그 후,
    상기 공정 d) 전에, 상기 센서로부터 얻어지는 검출 신호에 기초하여, 상기 박막, 상기 더미 기재 및 후속하는 지지 필름의 반송을 정지시키는, 필름 회수 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 공정 a) 전에, 상기 박막 및 상기 더미 기재의 반송을 정지시키지 않고, 상기 회수 경로에 있어서의 상기 지지 필름의 반송을 정지시키는, 필름 회수 방법.
  12. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공정 b) 에서는, 상기 플레이트의 유지면에 상기 지지 필름의 상기 일방의 면을 접촉시키면서, 상기 유지면에 형성된 절단 기준 홈을 따라 상기 지지 필름을 폭 방향으로 절단하는, 필름 회수 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 공정 a) 에서는, 상기 플레이트의 상기 유지면과 상기 유지면에 대향하는 클램프 부재 사이에, 상기 지지 필름을 파지하는, 필름 회수 방법.
  14. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공정 a) 에서는, 상기 박막으로부터 상기 지지 필름을 박리시키는 위치와, 박리된 지지 필름이 최초로 접촉하는 롤러와의 사이의 위치에 있어서, 상기 지지 필름이 플레이트에 접촉하면서 파지되는, 필름 회수 방법.
  15. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 박막은 전해질막인, 필름 회수 방법.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7106312B2 (ja) * 2018-03-19 2022-07-26 株式会社Screenホールディングス 支持フィルム、貼り付け方法、膜・電極接合体の製造方法および製造装置
JP7096717B2 (ja) * 2018-07-04 2022-07-06 東レエンジニアリング株式会社 電極シートの製造方法および電極シートの製造装置
JP2021177444A (ja) * 2018-07-23 2021-11-11 昭和電工マテリアルズ株式会社 二次電池の製造装置、及び二次電池の製造方法
JP7279930B2 (ja) * 2019-03-27 2023-05-23 株式会社シンク・ラボラトリー インクジェットプリンタ
JP6892894B2 (ja) * 2019-05-28 2021-06-23 本田技研工業株式会社 シート貼付装置および方法
CN110328085A (zh) * 2019-08-09 2019-10-15 深圳市浩能科技有限公司 一种用于超薄膜涂布的涂布机
CN112599795B (zh) * 2020-12-14 2022-05-20 中国科学院大连化学物理研究所 Ccm制备用卷对卷连续涂布机及卷材衔接方法
CN113517447B (zh) * 2021-07-14 2022-06-21 辽宁分子流科技有限公司 一种燃料电池膜电极的制备方法
CN113517448B (zh) * 2021-07-14 2022-10-04 辽宁分子流科技有限公司 一种用于制备膜电极的卷绕设备
KR102355900B1 (ko) * 2021-07-30 2022-02-08 주식회사 시너스 수소 연료전지 전극용 카본필름 박리장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003001648A (ja) 2001-06-22 2003-01-08 Mitsui Chemicals Inc ポリウレタンシートの製造方法および製造装置
JP2010023986A (ja) 2008-07-18 2010-02-04 Hirano Tecseed Co Ltd ウェブのスプライス装置
JP2016046091A (ja) 2014-08-22 2016-04-04 株式会社Screenホールディングス 塗工装置および塗工方法、並びに、膜・触媒層接合体の製造装置および製造方法
JP2016049535A (ja) 2014-08-29 2016-04-11 日産自動車株式会社 塗膜を形成したシート材の製造装置、および塗膜を形成したシート材の製造方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4796673B2 (ja) * 2005-06-14 2011-10-19 日本メクトロン株式会社 長尺フィルム基材の裁断装置
KR20090031156A (ko) * 2007-09-21 2009-03-25 삼성에스디아이 주식회사 연료전지용 멤브레인 제조 방법 및 장치
US9005391B2 (en) * 2009-06-12 2015-04-14 Hazen Paper Company Method and apparatus for transfer lamination
CN104081515B (zh) * 2012-03-01 2017-05-10 东京应化工业株式会社 粘贴装置
JP6088187B2 (ja) * 2012-09-26 2017-03-01 日東電工株式会社 光学表示パネルの連続製造方法及び光学表示パネルの連続製造システム
JP2014229370A (ja) 2013-05-20 2014-12-08 大日本スクリーン製造株式会社 複合膜の製造装置および製造方法
JP5692284B2 (ja) * 2013-05-21 2015-04-01 トヨタ自動車株式会社 補強型電解質膜の製造方法およびその製造装置
JP5979100B2 (ja) * 2013-08-21 2016-08-24 トヨタ自動車株式会社 膜電極接合体の製造方法と電解質膜巻取ローラー
CN203439807U (zh) * 2013-09-13 2014-02-19 成都中节能反光材料有限公司 复合剥离装置
JP6118225B2 (ja) * 2013-10-09 2017-04-19 本田技研工業株式会社 燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体
JP2015122181A (ja) * 2013-12-24 2015-07-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 電解質膜の接続方法及び接続装置
JP6352727B2 (ja) * 2014-08-11 2018-07-04 株式会社Screenホールディングス 膜・触媒層接合体の製造装置および製造方法
JP6352730B2 (ja) * 2014-08-27 2018-07-04 株式会社Screenホールディングス 膜・触媒層接合体の製造装置および製造方法
CN204750705U (zh) * 2015-06-23 2015-11-11 山东天振药业有限公司 一种自动充填包装机的薄膜放卷机构
JP2017016866A (ja) * 2015-06-30 2017-01-19 エリーパワー株式会社 シート部材の塗工システム
CN105161738B (zh) * 2015-10-08 2017-06-06 四川理工学院 钒电池用复合膜及其连续化生产的方法和用途
CN205522234U (zh) * 2016-03-17 2016-08-31 现代精密塑胶模具(深圳)有限公司 一种膜片的剥离装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003001648A (ja) 2001-06-22 2003-01-08 Mitsui Chemicals Inc ポリウレタンシートの製造方法および製造装置
JP2010023986A (ja) 2008-07-18 2010-02-04 Hirano Tecseed Co Ltd ウェブのスプライス装置
JP2016046091A (ja) 2014-08-22 2016-04-04 株式会社Screenホールディングス 塗工装置および塗工方法、並びに、膜・触媒層接合体の製造装置および製造方法
JP2016049535A (ja) 2014-08-29 2016-04-11 日産自動車株式会社 塗膜を形成したシート材の製造装置、および塗膜を形成したシート材の製造方法

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