KR102283352B1

KR102283352B1 - 연료전지용 막 전극접합체 롤투롤 제조장치 및 방법

Info

Publication number: KR102283352B1
Application number: KR1020200168386A
Authority: KR
Inventors: 김진현
Original assignee: (주)아이메카
Priority date: 2020-12-04
Filing date: 2020-12-04
Publication date: 2021-07-29

Abstract

본 발명은 연료전지에 사용되는 막 전극접합체를 제조하는 롤투롤 장치와 그 방법에 관한 것으로, 롤투롤 공정을 이용하여 연료전지용 막 전극조립체를 연속적으로 생산할 수 있어 생산성이 향상될 뿐만 아니라, 전해질 막 표면에 설계된 패턴대로 정확한 위치에 전극층을 전사시킬 수 있어 전사위치 불량으로 인한 제품 결함을 방지할 수 있다.

Description

연료전지용 막 전극접합체 롤투롤 제조장치 및 방법{Apparatus and method of manufacturing membrane electrode assembly for fuel cell using roll-to-roll}

본 발명은 연료전지에 사용되는 막 전극접합체를 제조하는 롤투롤 장치와 그 방법에 관한 것이다.

전 세계적으로 석유와 같은 화석연료 사용에 따른 환경 및 에너지 문제가 이슈가 됨에 따라 최근 환경 친화적인 에너지를 이용하는 기술이 주목을 받고 있는데, 연료전지도 그 중 하나이다.

연료전지는 연료의 산화에 의해서 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 전지로, 수소가스에 의한 화학반응으로 전기에너지를 생산한다. 연료전지에서 화학반응이 일어나는 핵심구성인 막 전극접합체(Membrane Electrode Assembly)는 수소 양이온 전도체인 고분자 전해질 막의 양면에 수소와 산소가 반응할 수 있는 전극층인 애노드(Anode)와 캐소드(Cathode)가 각각 형성되어 있다.

연료전지는 산화극인 애노드(Anode)에 공급된 수소가 수소 이온과 전자로 분리된 후, 수소 이온이 고분자 전해질 막을 통해 환원극인 캐소드쪽으로 이동하고, 전자는 외부 회로를 통해 캐소드로 이동하게 되는데, 이와 같이 캐소드에서 산소 분자, 수소 이온 및 전자가 함께 반응하여 전기가 생성된다.

이와 같은 막 전극접합체를 생산하는 방법으로, 전해질 막의 양면에 전극층을 열과 압력으로 전사하는 데칼(decal) 방식이 사용되고 있는데, 대한민국 특허등록 제10-0659133호에는 전해질 막을 개재하여 표면에 전극층이 형성된 전극시트를 적층시켜 평판 핫 프레스 공정으로 전해질 막의 양면에 전극층을 전사하는 기술이 개시되어 있다.

이와 같은 평판 핫 프레스 방식은 전극층과 전해질 막의 계면 접합력이 우수한 장점은 있으나, 하나의 막 전극접합체의 제조를 위하여 전극층과 전해질 막을 개별로 프레스 함에 따라 공정 속도가 저하됨에 따라 생산성이 좋지 못하다.

다른 방식으로, 대한민국 공개특허 제10-2018-0126670호에 한 쌍의 열 전사롤러를 이용하여 전해질 막과 전극시트를 가압하여 막 전극접합체를 제조하는 롤 프레스 방식의 제조장치가 개시되어 있다. 이와 같은 특허기술은 회전하는 한 쌍의 롤이 연속적으로 전해질 막과 전극시트를 열 가압할 수 있어 생산성이 우수하다.

그런데, 막 전극접합체가 우수한 효율로 전기를 생산하기 위해서는, 전해질 막 상에 설계된 패턴대로 전극층이 전사되어야 한다. 하지만, 전해질 막은 두께가 수십 ㎛에 불과한 얇고 수지재질의 연질 막으로, 이송 시 늘어나거나 표면이 주름져 굴곡이 발생하면 정확한 위치에 전극층이 전사되지 않는다.

게다가, 한 쌍의 전극시트도 이송과정에서 전해질 막의 양면에 서로 어긋나게 적층되어 열 전사되는 경우도 많아, 전술한 특허기술로는 설계된 패턴대로 전극층을 전사하기 어려워 우수한 품질의 막 전극접합체를 제조하는데 한계가 있다.

대한민국 특허등록 제10-0659133호 (발명의 명칭: 촉매 코팅 전해질막, 이를 포함하는 연료전지 및 상기 촉매코팅 전해질막의 제조방법) 대한민국 공개특허 제10-2018-0126670호 (발명의 명칭: 연료전지용 막-전극 어셈블리의 제조장치 및 방법)

본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하고자 창안된 것으로서, 본 발명은 연료전지용 막 전극조립체를 연속적으로 생산하면서도 전해질 막 표면에 설계된 패턴대로 정확한 위치에 전극층을 전사시킬 수 있는 연료전지용 막 전극접합체의 제조장치와 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

이와 같은 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 보호시트에 제1 전극층이 형성된 제1 전극시트를 일 방향으로 이송하는 제1 전극시트 공급롤러, 제2 보호시트에 제2 전극층이 형성된 제2 전극시트를 일 방향으로 이송하는 제2 전극시트 공급롤러, 전해질 막에 지지시트가 합지된 전해질 시트를 제1 시트와 제2 전극시트 사이로 이송하는 전해질 시트 공급롤러, 이송되는 제1 전극시트와 제2 전극시트를 상기 전해질 막의 양면에 열 가압하여 제1 전극층과 제2 전극층을 각각 전사하는 한 쌍의 열 전사롤러 및, 전해질 시트의 이송경로에 구비되어, 전해질 시트로부터 지지시트를 박리하고 남겨진 전해질 막에 상기 제1 전극시트 또는 제2 전극시트 중 어느 하나를 합지하여 보강하는 전해질 막 합지롤러를 구비하는 연료전지용 막 전극접합체 제조장치가 제공된다.

본 발명에 있어서, 전해질 막 합지롤러는, 열 전사롤러로 이송되는 상기 제1 전극시트 또는 제2 전극시트 중 어느 하나의 시트 이송경로와 교차되는 전해질 시트의 이송경로에 구비된다.

본 발명에 있어서, 전해질 막 합지롤러는, 한 쌍의 열 전사롤러 중 어느 하나의 열 전사롤러에 인접하여 구동되는 피동롤러이다.

본 발명에 있어서, 전해질 막 합지롤러에 인접하는 열 전사롤러의 타측에 인접하게 구비되어, 보호시트가 박리된 제1 전극층 또는 제2 전극층의 어느 하나의 표면에 보강시트 를 합지시키는 보강시트 합지롤러를 더 구비한다.

또한, 본 발명은 다른 측면에 따르면, 제1 전극층과 제2 전극층이 형성된 제1 전극시트와 제2 전극시트를 한 쌍의 열 전사롤러 사이로 각각 이송하는 단계, 제1 전극시트와 제2 전극시트 간에, 전해질 막에 지지시트가 합지된 전해질 시트를 한 쌍의 열 전사롤러 사이로 이송하는 단계, 이송되는 전해질 시트로부터 지지시트를 박리하고, 남겨진 전해질 막에 제1 전극시트와 제2 전극시트 중 어느 하나의 시트를 합지 보강하여 전해질 막 합지층을 형성하는 단계 및, 전해질 막 합지층과 전해질 막과 합지되지 않은 다른 전극시트를 열 전사롤러로 열 가압하여 전해질 막의 양면에 제1 전극층과 제2 전극층을 전사하는 단계를 구비하는 연료전지용 막 전극접합체 제조방법이 제공된다.

본 발명에 있어서, 전해질 막 합지층을 형성하는 단계는, 한 쌍의 열 전사롤러 중 어느 하나의 열 전사롤러와, 이에 인접한 전해질 막 합지롤러 사이에 박리된 전해질 막과 상기 제1 전극시트 또는 제2 전극시트 중 어느 하나를 가압 합지하여 형성한다.

본 발명에 있어서, 전해질 막의 양면에 제1 전극층과 제2 전극층을 전사하는 단계 이후에, 전해질 막 합지롤러에 인접한 열 전사롤러의 타측에 인접하게 구비되어, 보호시트가 박리된 제1 전극층 또는 제2 전극층의 어느 하나의 표면에 보강시트 를 합지시키는 보강시트 합지단계를 더 구비한다.

그리고, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면 제1 전극층이 형성된 제1 전극시트를 일 방향으로 이송하는 제1 전극시트 공급롤러, 제2 전극층이 형성된 제2 전극시트를 일 방향으로 이송하는 제2 전극시트 공급롤러, 전해질 막에 지지시트가 합지된 전해질 시트를 제1 전극시트와 제2 전극시트 사이로 이송하는 전해질 시트 공급롤러, 이송되는 제1 전극시트와 제2 전극시트를 전해질 막의 양면에 열 가압하여 제1 전극층과 제2 전극층을 각각 전사하는 한 쌍의 열 전사롤러, 열 전사롤러로 향하는 제1 전극시트와 제2 전극시트의 이송경로 상에 구비되어, 제1 전극층과 제2 전극층이 서로 동기되어 이송되는지를 감지하는 전극층 동기감지부 및, 전극층 동기감지부로부터 수신한 전극층 동기신호에 따라 이송되는 상기 제1 전극시트 또는 제2 전극시트를 상대 이동시키는 전극시트 편차 제어부를 구비하는 연료전지용 막 전극접합체 제조장치가 제공된다.

본 발명에 있어서, 전극층 동기감지부는 열 전사롤러로부터 동일한 거리에 이격되게 설치되는 한 쌍의 센서로, 이송되는 제1 전극시트와 제2 전극시트와 접촉되지 않는 광전센서 또는 초음파 센서일 수 있다.

본 발명에 있어서, 제1 전극시트와 제2 전극시트가 합지된 막 전극접합체의 이송경로에 구비되어, 막 전극접합체의 양면에 전사된 제1 전극층과 제2 전극층의 동기가 일치하는지 동기영상을 촬영하는 비전센서를 더 구비한다.

본 발명에 있어서, 전극시트 편차 제어부는, 비전센서로부터 수신된 동기영상에 따라 전극층의 이송되는 제1 전극시트 또는 제2 전극시트를 상대 이동시킨다.

본 발명에 있어서, 전극시트 편차 제어부는 전극층 동기신호가 제1 전극층과 제2 전극층이 동기되지 않은 신호이면, 제1 전극층과 제2 전극층 간의 편차거리를 산출한다.

본 발명에 있어서, 전극시트 편차 제어부에 의해 상기 편차거리 만큼 제1 전극시트 또는 제2 전극시트를 상대 이동시키도록, 상기 한 쌍의 열 전사롤러 중 어느 하나의 열 전사롤러에 인접하여 구동되는 피동롤러인 편차조절 피동롤러를 더 구비한다.

본 발명에 있어서, 편차거리 만큼 제1 전극시트 또는 제2 전극시트를 상대 이동시키도록 전극시트 편차 제어부에 의해 제어되며, 한 쌍의 열 전사롤러 중 어느 하나의 열 전사롤러에 인접하여 구동되는 피동롤러인 편차조절 피동롤러를 더 구비한다.

본 발명에 있어서, 편차조절 피동롤러는 한 쌍의 열 전사롤러 중 어느 하나의 열 전사롤러에 인접 또는 이격되도록 전극시트 편차 제어부에 의해 제어된다.

그리고, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면 제1 전극층과 제2 전극층이 형성된 제1 전극시트와 제2 전극시트를 한 쌍의 열 전사롤러 사이로 각각 이송하는 단계, 이송되는 제1 전극시트와 제2 전극시트 간에, 전해질 막에 지지시트가 합지된 전해질 시트를 열 전사롤러 사이로 이송하는 단계, 전해질 막의 양면에 제1 전극시트와 제2 전극시트를 열 전사롤러로 가압하여 제1 전극층과 제2 전극층을 전사하는 단계;를 구비하되, 열 전사롤러로 이송되는 제1 전극층과 제2 전극층을 각각 감지하여 동기가 일치하는지 판단하고, 동기가 일치하지 않으면 제1 전극시트와 제2 전극시트를 상대 이동시켜 동기를 일치시킨 후 이송하는 연료전지용 막 전극접합체 제조방법이 제공된다.

본 발명에 있어서, 제1 전극시트와 제2 전극시트가 합지된 막 전극접합체의 양면에 전사된 제1 전극층과 제2 전극층의 촬영된 영상으로부터 동기가 일치되는지를 판단한다.

본 발명에 있어서, 제1 전극층과 제2 전극층의 동기가 일치하지 않으면, 제1 전극층과 제2 전극층 간의 편차거리를 산출하고, 제1 전극시트 또는 제2 전극시트를 편차거리 만큼 일 방향으로 상대 이동시킨다.

본 발명에 있어서, 한 쌍의 열 전사롤러 중 어느 하나의 열 전사롤러에 인접하게 편차조절 피동롤러를 이동시킨 후, 인접한 열 전사롤러를 구동시켜 편차조절 피동롤러 사이로 제1 전극시트 또는 제2 전극시트를 일 방향으로 상대 이동시킨다.

본 발명에 따르면, 롤투롤 공정을 이용하여 연료전지용 막 전극조립체를 연속적으로 생산할 수 있어 생산성이 향상될 뿐만 아니라, 전해질 막 표면에 설계된 패턴대로 정확한 위치에 전극층을 전사시킬 수 있어 전사위치 불량으로 인한 제품 결함을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료전지용 막 전극접합체 제조장치를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 따른 각 공정을 순차적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 전해질 막 합지롤러의 주위를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 A 부분을 확대 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 막 전극접합체 제조방법의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연료전지용 막 전극접합체 제조장치를 도시한 도면이다.
도 7은 표면에 동일한 패턴의 전극층이 형성되는 제1 전극시트와 제2 전극시트의 단면도이다.
8(a),(b),(c)는 전극시트 편차 제어부에 의한 전극시트의 상대이동 동작과정을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 막 전극접합체 제조방법의 순서도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로서, 도면에서의 요소의 형상, 요소의 크기, 요소간의 간격 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되거나 축소되어 표현될 수 있다.

또한, 실시예를 설명하는데 있어서 원칙적으로 관련된 공지의 기능이나 공지의 구성과 같이 이미 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 기술적 특징을 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 연료전지용 막 전극접합체 제조장치는, 표면에 일측에서 전극층이 형성된 제1 전극시트, 제2 전극시트, 및 전해질 시트를 일 방향으로 연속적으로 이송하면서 전해질 시트 표면에 전극층을 열 전사하여 연료전지용 막 전극접합체를 제조하는 롤투롤(Roll-to-Roll) 장치이다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 연료전지용 막 전극접합체 제조장치(100)를 도시한 도면이고, 도 1에 따른 각 공정을 순차적으로 도시한 도면이다.

본 발명은 제1 전극시트 공급롤러(110), 제2 전극시트 공급롤러(120), 전해질 시트 공급롤러(130), 전해질 막 합지롤러(140), 열 전사롤러(150a,150b), 보호시트 제거부(160), 보강시트 합지롤러(170), 막 전극접합체 권취롤러(180)로 이루어진다.

제1 전극시트 공급롤러(110)는 권취된 제1 전극시트(10)가 풀림되는 제1 전극시트 풀림롤러(111)와, 제1 전극시트 풀림롤러(111)로부터 풀림되는 제1 전극시트(10)가 이송경로 상에서 장력을 유지하면서 이송시키는 제1 안내롤러(112)로 이루어진다. 여기서, 이송되는 제1 전극시트(10)의 장력을 유지하기 위하여 이송경로 상에 복수의 안내롤러(112)가 구비될 수도 있다. 제1 전극시트 공급롤러(110)에 의해 이송되는 제1 전극시트(10)는 한 쌍의 열 전사롤러(150a,150b) 사이로 공급된다.

여기서, 이송되는 제1 전극시트(10)는 도 2(a)에 도시된 바와 같이, 일 방향으로 이어진 띠 형상으로, 제1 보호시트(11)의 표면에 제1 전극층(12)이 돌출되게 형성되어 있다. 제1 보호시트(11)는 이송과정에서 표면에 접촉되는 롤러로부터 제1 전극층(12)을 보호하도록 구비되는 얇은 두께를 가지는 필름으로, 제1 전극시트 풀림롤러(111)에 권취 시 이웃하게 권취되는 제1 전극층(12)을 상호 격리시켜 보호하고, 이송 시에도 제1 안내롤러(112)에 접촉되어 제1 전극층(12)을 보호한다.

제1 보호시트(11)는 후속하는 열 전사이후 제1 전극층(12)으로부터 박리가 용이한 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리이미드(PI)와 같은 고분자 필름으로 형성된다.

제2 전극시트 공급롤러(120)는 이송 대상이 제2 전극시트(20)이라는 것 이외에는 전술한 제1 전극시트 공급롤러(110)와 동일하다. 즉, 제2 전극시트 풀림롤러(121)와 제2 안내롤러(122)는 각각 제1 전극시트 풀림롤러(111)와 제1 안내롤러(112)와 동일하다.

여기서, 제2 전극시트 공급롤러(120)에 이송되는 제2 전극시트(20)는, 도 2(b)에 도시되는 바와 같이 제2 보호시트(21)의 표면에 제2 전극층(22)이 돌출되게 형성되는데, 제2 보호시트(21) 역시 제2 전극층(22)을 보호한다는 것 이외에는 전술한 제1 보호시트(11)와 동일하다. 이때, 제2 전극층(22)은 제1 전극층(12)에 대응되는 전극층으로, 애노드(Anode)와 캐소드(Cathode)로 각각 형성된다. 제2 전극시트 공급롤러(120)에 의해 제2 전극시트(20)는 열 전사롤러(150a,150b)로 공급된다.

전해질 시트 공급롤러(130)는 제1 전극층(12)과 제2 전극층(22)이 양면에 전사되는 전해질 시트(30)를 제1 전극시트(10)와 제2 전극시트(20)간을 경유하여 열 전사롤러(150a,150b) 사이로 공급하는 롤러로, 전해질 시트 풀림롤러(131)와, 전해질 시트 풀림롤러(131)로부터 풀림되는 전해질 시트(30)를 소정의 장력으로 이송시키는 전해질 시트 안내롤러(132)로 이루어진다.

전해질 시트 공급롤러(130)에 의해 이송되는 전해질 시트(30)는 도 2(c)에 도시된 바와 같이 전해질 막(31)과 지지시트(32)가 합지되어 있다. 여기서, 전해질 막(31)은 이온전도성 멤브레인으로, 비닐리덴플루오라이드(vinylidene fluoride), 트리플루오로에틸렌(trifluoroethylene), 테트라플루오로에틸렌 (tetrafluoroethylene), 헥사플루오로프로필렌(hexafluoropropylene)의 중합체로 이루어지는 연질의 고분자가 재질로 사용된다.

전해질 막(31)은 이와 같은 연질의 고분자로 두께가 수십 ㎛에 불과한 얇은 막으로 형성됨에 따라, 이송 시 얇은 형태가 유지되기 어려워, 경질 필름인 지지시트(32)가 합지되어 있다. 이와 같은 지지시트(32)는 이송되는 전해질 막(31)을 지지하여 형태를 유지시키는데, 열 전사롤러(150a,150b)에 의해 전극층(12,22)이 전사되기 이전에 제거되어야 한다.

전극층(12,22)의 전사를 위하여 지지시트(32)가 제거된 전해질 막(31)이 단독으로 이송되면, 형태가 유지되기 어려워 연질의 얇은 막 표면이 주름지거나 전해질 시트 공급롤러(130)에 의한 장력으로 신장되게 된다.

이와 같이 표면이 주름져 평탄하지 않거나 신장된 전해질 막(31)상에 전극층(12,22)이 전사되면, 설계된 패턴대로 정확한 위치에 형성되지 않아 제품의 불량을 초래한다. 이와 같은 전극층(12,22) 위치 오 정렬에 따른 불량은 비록 짧은 구간이더라도 연속적인 롤투롤 공정의 특성 상 상당한 구간의 불량이 발생하게 된다.

이를 해결하기 위하여, 본 발명은 전극층(12,22)이 전사되기 이전까지 전해질 막(31)의 형태가 안전하게 유지되게 이송하는 전해질 막 합지롤러(140)를 구비한다. 도 3은 본 발명에 따른 전해질 막 합지롤러(140)의 주위를 도시한 도면으로, 전해질 막 합지롤러(140)는 한 쌍의 열 전사롤러(150a,150b) 사이로 이송되는 제1 전극시트(10)의 이송경로와 교차하는 전해질 시트의 이송경로 상에 한 쌍의 열 전사롤러(150a,150b) 중 상부 열 전사롤러(150a)에 인접하게 설치된다.

이와 같은 전해질 막 합지롤러(140)는 인접한 상부 열 전사롤러(150a)에 의해 피동되는 롤러로, 구동력을 가지는 상부 열 전사롤러(250a)와 서로 다른 방향으로 회전한다. 따라서, 도 3의 A 부분을 확대 도시한 도 4에서와 같이, 전해질 막 합지롤러(140)는 상부 열 전사롤러(150a) 사이로 이송되는 전해질 시트(30)로부터 지지시트(32)를 박리함과 동시에, 지지시트(32)가 박리된 전해질 막(31)과 상부로부터 인입되는 제1 전극시트(10)를 가압하여 전해질 막 합지시트(40. 도 2(d))를 형성한다. 박리된 지지시트(32)는 지지시트 안내롤러(141)를 거쳐 지지시트 권취롤러(142)에 권취된다.

따라서, 전해질 막 합지롤러(140)는 전극층(12,22)의 전사를 위하여 전해질 시트(30)로부터 지지시트(32)를 제거함과 동시에, 지지시트(32)가 제거된 연질의 얇은 전해질 막(31)에 제1 전극시트(10)를 합지하여 보강한다. 결국, 후속되는 전사를 위하여 합지된 지지시트(32)가 제거되더라도, 제1 전극시트(10)에 의해 보강된 전해질 막(31)은 형태변형 없이 온전하게 열 전사롤러(150a,150b)로 지지되어 이송될 수 있어 표면의 정확한 위치에 전극층(12,22)이 전사될 수 있다.

이상에서는 전해질 막 합지롤러(140)가 전해질 막(31)과 제1 전극시트(20)와 합지하는 예를 설명하였으나, 전해질 막 합지롤러(140)를 하부 열 전사롤러(150b)에 인접하게 설치하여 전해질 막(31)과 제2 전극시트(20)와 합지할 수도 있다.

열 전사롤러(150a,150b)는 한 쌍으로 이루어져, 모터 등에 의해 제어되어, 인접한 롤러(140, 170) 사이로 각종 시트(10,20,30,70)를 이송하거나, 지지시트(32)나 보호시트(11,21)를 박리시키는 구동력을 제공한다. 이와 함께, 열 전사롤러(150a,150b)는 그 사이에 전해질 막 합지시트(40)와 제2 전극시트(20)를 열과 압력을 가하여 전해질 막(31)의 양면에 제1 전극층(11)과 제2 전극층(21)을 전사시켜 전극층 전사시트(50. 도 2(e))를 형성한다.

그리고, 전극층 전사시트(50)의 양면에 구비된 보호시트(11,21)는 서로 다른 방향으로 회전하는 한 쌍의 열 전사롤러(150a,150b)에 의해 각각 박리되어 보호시트 안내롤러(161)에 의해 보호시트 권취롤러(160)에 각각 권취되어 제거된다. 보호시트(11,21)가 제거된 전극층 전사 박리시트(60)가 도 2(f)에 도시되어 있다.

보강시트 합지롤러(170)는 전해질 막 합지롤러(140)에 인접하는 열 전사롤러(150a)의 타측에 인접하게 구비되며, 상부 열 전사롤러(150a)에 의해 피동되는 롤러이다. 보강시트 합지롤러(170)는 양면으로부터 보호시트(11,21)가 제거되어 형태 안전성이 취약해진 전극층 전사 박리시트(60)에 보강시트 공급롤러(171)로부터 보강시트 안내롤러(172)를 거쳐 공급되는 보강시트(70)를 합지하여 보강한다. 도 2(g)에는 일면에 보강시트(70)가 합지된 연료전지용 막 전극접합체(70)가 도시되어 있다.

따라서, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같이 전극층(12,22)의 전사를 위하여 지지시트(32)가 박리된 전해질 막(31)을 제1 전극시트(10)로 보강하여 전사한 후, 보호시트(11,21)가 제거되어 이송되는 시트의 형태 안정성이 취약해지면 다시 보강시트(70)로 합지하여 보강함으로써, 이송 과정에서 발생하는 전해질 막(31)의 형태를 보다 안정하게 유지시킬 수 있다.

이와 같이 완성된 연료전지용 막 전극접합체(70)는 막 전극접합체 권취롤러(180)에 권취되는데, 보강시트(70)는 또한 이웃하는 전극층(12,22)을 서로 격리시켜 보호한다.

이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 막 전극접합체 제조방법을 설명한다.

도 5는 이의 순서도로, 본 발명은 보호시트에 서로 대응되는 제1,2전극층(12,22)이 형성된 제1 전극시트(10)와 제2 전극시트(20)를 한 쌍의 열 전사롤러(150a,150b) 사이로 각각 이송한다(S110). 이와 동시에, 제1 전극시트(10)와 제2 전극시트(20) 간에 전해질 막(31)과 지지시트(32)가 합지된 전해질 시트(30)를 한 쌍의 열 전사롤러(150a,150b) 사이로 이송한다(S120).

다음으로, 이송되는 전해질 시트(30)로부터 지지시트(32)를 박리하고, 남겨진 전해질 막(31)과 제1 전극시트(10)와 제2 전극시트(20) 중 어느 하나를 합지하여 전해질 막 합지층(40)을 형성한다(S130). 이때, 지지시트(32)는 한 쌍의 열 전사롤러(150a,150b)사이로 향하는 제1 전극시트(10)의 이송경로(L1)와 교차하는 전해질 시트의 이송경로(L2) 상에서 박리되며, 지지시트(32)가 박리된 전해질 막(31)은 한 쌍의 열 전사롤러(150a,150b) 중 어느 하나의 열 전사롤러와, 이에 접하는 전해질 막 합지롤러(140)에 의해 가압 합지하여 전해질 막 합지층(40)을 형성한다.

그 다음으로, 전해질 막 합지층(40)과 이에 합지되지 않고 타측에서 이송되는 전극시트를 열 가압하여 전해질 막(31)에 전극층(12,22)을 전사하여 전극층 전사시트(50)를 형성한다(S140). 그 다음으로, 전극층 전사시트(50)로부터 보호시트를 제거한 후, 보강시트(70)와 합지하여 연료전지 막 전극접합체(70)를 완성한다(S150).

도 6에는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연료전지용 막 전극접합체 제조장치(200)가 도시되어 있는데, 전술한 도 1의 실시 예와 비교하여 제1 전극시트 공급롤러(110), 제2 전극시트 공급롤러(120), 전해질 시트 공급롤러(130), 열 전사롤러(150a,150b), 보호시트 권취롤러(160), 보강시트 합지롤러(170), 막 전극접합체 권취롤러(180)는 동일하고, 전극층 동기감지부(210a, 210b), 전극시트 편차 제어부(220), 및 비전센서(230)가 더 구비되어 있다.

연료전지 막 전극접합체는 전해질 막(31)의 양면에 전극층(12,22)이 전사되는데, 막 전극접합체가 우수한 효율로 전기에너지를 생산하기 위해서는 전극층(12,22)은 전해질 막(31)의 양면에 대칭되게 전사된다.

전극층(12,22)을 도시한 도 7(a),(b)을 참조하면, 제1,2전극시트(10,20) 표면에는 블랭크 구간(T2) 사이에 제1 전극층(12)과 제2 전극층(22)이 전극층 구간(T1)을 형성하며 동일한 패턴으로 돌출되는데, 이와 같이 동일한 패턴의 전극층(12,22)은 동기 되게 이송되어야 전해질 막(31)에 대칭되게 전사될 수 있다.

전극층 동기감지부(210a, 210b)는 제1 전극층(12)과 제2 전극층(22)이 서로 동기되어 이송되는지를 감지하는데, 열 전사롤러(150a,150b)로 향하는 제1 전극시트(10)와 제2 전극시트(20) 각각의 이송경로 상에 구비된다.

전극층 동기감지부(240a, 240b)는 도 6에 도시되는 바와 같이, 열 전사롤러(150a,150b)로부터 동일한 거리(d)에 이격 설치되어 전극층 구간(T1)과 블랭크 구간(T2)을 감지하는 센서로, 전극시트(10,20)의 이송을 방해하지 않는 광전 센서나 초음파 센서와 같은 비접촉 센서가 사용된다. 이와 같은 전극층 동기감지부(210a, 210b)에 의해 감지된 전극층 동기신호는 전극시트 편차 제어부(220)로 전송된다.

전극시트 편차 제어부(220)는 수신된 전극층 동기신호로부터 전극층(12,22)이 동기되어 이송되는지 여부를 판단하여, 도 7에 도시되는 바와 같이 동기 되지 않고 전극층(12,22)이 어긋나면 이송되는 각종 시트(10,20,30,70) 이송을 정지시킨 후, 전극층 동기신호로부터 수평방향으로 어긋난 편차거리(D)를 산출한다. 그리고, 편차거리(D)가 산출되면, 제1 전극시트(10) 또는 제2 전극시트(20) 중 어느 하나를 일 방향으로 상대 이동시켜 편차거리(D)를 상쇄하여 어긋난 전극층(12,22)을 일치시킨다.

이와 같은 전극시트 편차 제어부(220)에 의한 제2 전극시트(20)의 상대이동 동작과정이 도 8(a),(b),(c)에 도시되어 있는데, 편차거리(D)가 발생하면 전극시트 편차 제어부(220)는 한 쌍의 열 전사롤러(150a,150b) 구동력을 제어하여 이송되는 시트(10,20,30)를 정지시키고, 도 8(a)와 같이 한 쌍의 열 전사롤러(150a,150b) 사이를 이격시켜 제2 전극시트(20)의 이동 공간을 마련한다.

그런 다음, 전극시트 편차 제어부(220)는 도 8(b)와 같이 하부 열 전사롤러(201b)에 인접하게 구비된 편차조정 피동롤러(240)를 하부 열 전사롤러(210b)에 인접하게 이동시킨 후, 하부 열 전사롤러(201b)를 편차거리(D)가 상쇄되도록 계산된 속도와 방향으로 구동시키면, 이에 의해 피동되는 편차조정 피동롤러(240) 사이에서 제2 전극시트(20)가 제1 전극시트(10)에 대하여 상대 이동되어 어긋난 전극층(12,22)이 일치된다.

전극층(12,22)이 일치되면, 도 8(c)와 같이 편차조정 피동롤러(240)를 하부 열 전사롤러(201b)와 이격시키는 한편, 하부 열 전사롤러(201b)는 상부 열 전사롤러(150a)에 인접하게 원 위치로 복귀시킨 후 구동시켜, 제1 전극시트(10)와 제2 전극시트(20), 및 전해질 시트(30)를 다시 이송하여 막 전극접합체(70)를 연속적으로 제조한다.

또한, 보강시트(70)가 합지되어 완성된 막 전극접합체(70)의 이송경로에 비전센서(230)도 설치되는데, 비전센서(230)는 전해질 막(31)의 양면에 전사된 전극층(12,22)을 촬영하기 위한 카메라로, 촬영된 영상은 전극시트 편차 제어부(220)에 전송된다. 전송된 전극층(12,22) 영상 데이터는 영상처리를 통하여 인식된 전극층(12,22) 사이의 편차거리(D)가 있으면 이를 계산하여, 전술한 바와 같이 편차거리(D)를 상쇄한다.

이와 같은 본 발명은 전극층(12,22)이 전해질 막(31)으로 전사되기 이전에 동기가 어긋나는지 여부를 판단함에 따라, 전극층(12,22)의 동기 어긋남으로 인한 전사불량을 사전에 방지할 수 있으며, 또한 어긋난 동기를 즉시 교정하여 일치시킬 수 있어 생산성도 향상되는데, 막 전극접합체(70)가 완성된 후단에서도 전극층(12,22)의 정렬 여부가 다시 측정됨으로써, 보다 완벽하고 정밀한 전극층(12,22)의 정렬 검사가 이루어진다.

이하, 본 발명의 다른 실시 예 따른 막 전극접합체 제조방법을 설명한다.

도 9는 이의 순서도로, 대응되는 제1,2 전극층(12,22)이 형성된 제1 전극시트(10)와 제2 전극시트(20)를 한 쌍의 열 전사롤러(150a,150b) 사이로 각각 이송한다(S210). 이와 동시에, 제1 전극시트(10)와 제2 전극시트(20) 간에 전해질 막(31)에 지지시트(32)가 합지된 전해질 시트(30)를 한 쌍의 열 전사롤러(150a,150b) 사이로 이송한다(S220).

이때, 이송되는 제1 전극시트(10)와 제2 전극시트(20) 상에 각각 형성된 제1 전극층(12)과 제2 전극층(22)의 동기가 일치하는지 판단한다(S230). 만일 전극층(12,22)의 동기가 일치하지 않으면, 이송되는 각종 시트(10,20,30,70) 이송을 정지시키고, 한 쌍의 열 전사롤러(150a,150b) 사이를 이격시켜 제2 전극시트(20)의 이동 공간을 마련한다(S240). 그리고, 전극층(12,22)이 어긋난 편차거리(D)를 산출한 다음(S250), 하부 편차조정 롤러(240)를 하부 열 전사롤러(210b)에 근접하게 이동시킨다(S260).

다음으로, 편차거리(D)가 상쇄되도록 편차조정 피동롤러(240)에 근접한 하부 열 전사롤러(201b)를 소정의 속도와 방향으로 구동하여, 편차조절 피동롤러(240) 사이로 제2 전극시트(20)를 제1 전극시트(10)에 대하여 상대 이동시켜 어긋난 전극층(12,22)을 일치시킨다(S270).

전극층(12,22)의 동기가 일치되면, 편차조정 피동롤러(240)를 하부 열 전사롤러(201b)와 이격시키고, 하부 열 전사롤러(201b)는 상부 열 전사롤러(150a)에 인접하게 원 위치로 복귀시킨 후, 구동하여 제1 전극시트(10)와 제2 전극시트(20), 및 전해질 시트(30)를 다시 이송하여 막 전극접합체(70)를 연속적으로 제조한다(S280).

또한, 이와 같이 전극층(12,22)의 동기가 교정되어 이송되는 막 전극접합체(70)의 양면에 제1 전극층(12)과 제2 전극층(22)을 촬영하여 획득한 영상으로부터 동기가 일치되는지를 다시 판단한다(S290). 동기가 일치하면 제조된 막 전극접합체(70)를 계속적으로 이송하고(S300), 만일 동기가 일치하지 않으면 전술한 S240 단계로 복귀하여 다시 전극층(12,22)의 동기를 일치시킨 후 이송한다.

이와 같이 본 발명은 막 전극접합체(70)의 이송경로 상에 복수로 전극층(12,22)의 동기일치 여부를 감지함에 따라 생산되는 막 전극접합체(70)의 불량을 방지할 수 있어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 롤투롤 공정을 이용하여 연료전지용 막 전극조립체를 연속적으로 생산할 수 있어 생산성이 향상될 뿐만 아니라, 전해질 막 표면에 설계된 패턴대로 정확한 위치에 전극층을 전사시킬 수 있어 전극층의 전사 위치 불량으로 인한 제품 결함을 방지할 수 있다.

이상 설명한 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형 예 또는 수정 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10 : 제1 전극시트 11 : 제1 보호시트
12 : 제1 전극층 20 : 제2 전극시트
21 : 제2 보호시트 22 : 제2 전극층
30 : 전해질 시트 31 : 전해질 막
32 : 지지시트 40 : 전해질 막 합지시트
50 : 전극층 전사시트 60 : 전극층 전사 박리시트
70 : 보강시트
100, 200 : 막 전극접합체 제조장치 110 : 제1 전극시트 공급롤러
111 : 제1 전극시트 풀림롤러 112 : 제1 안내롤러
120 : 제2 전극시트 공급롤러 121 : 제1 전극시트 풀림롤러
122 : 제2 안내롤러 130 : 전해질 시트 공급롤러
131 : 전해질 시트 풀림롤러 132 : 전해질 시트 안내롤러
140 : 전해질 막 합지롤러 141 : 지지시트 안내롤러
142 : 지지시트 권취롤러 150a : 상부 열 전사롤러
150b : 하부 열 전사롤러 160 : 보호시트 권취롤러
170 : 보강시트 합지롤러 171 : 보강시트 공급롤러
172 : 보강시트 안내롤러 180 : 전극접합체 권취롤러
230 : 비전센서 240 : 편차조정 피동롤러

Claims

연료전지용 막 전극접합체를 제조하는 장치에 있어서,
제1 보호시트에 제1 전극층이 형성된 제1 전극시트를 일 방향으로 이송하는 제1 전극시트 공급롤러;
제2 보호시트에 제2 전극층이 형성된 제2 전극시트를 일 방향으로 이송하는 제2 전극시트 공급롤러;
전해질 막에 지지시트가 합지된 전해질 시트를 상기 제1 전극시트와 제2 전극시트 사이로 이송하는 전해질 시트 공급롤러;
이송되는 상기 제1 전극시트와 제2 전극시트를 상기 전해질 막의 양면에 열 가압하여 상기 제1 전극층과 제2 전극층을 각각 전사하는 한 쌍으로 된 상부 열 전사롤러와 하부 열 전사롤러; 및
상기 전해질 시트의 이송경로에 구비되어, 상기 상부 열 전사롤러의 일측에 위치되어 상기 전해질 시트로부터 지지시트를 박리함과 동시에, 상기 전해질 막을 상기 상부 열 전사롤러를 따라 이송되는 상기 제1 전극시트와 합지하여 보강하는 전해질 막 합지롤러;를 포함하며,
상기 제1 전극시트 공급롤러는 상기 상부 열 전사롤러의 상부에 위치되어 상기 상부 열 전사롤러에 제1 전극시트를 공급하고,
상기 제2 전극시트 공급롤러는 상기 하부 열 전사롤러의 하부에 위치되어 상기 하부 열 전사롤러에 제2 전극시트를 공급하며,
상기 전해질 막에 상기 제1 전극층 및 상기 제2전극층이 전사되면 상기 제1 보호시트 및 상기 제2 보호시트를 각각 권취하여 박리시키는 보호시트 권취롤러;를 더 포함하며,
상기 상부 열 전사롤러의 타측에 형성되어, 상기 제2 보호시트가 박리된 제2 전극층의 표면에 상기 전해질 막의 형태를 안정적으로 유지시키기 위한 보강시트를 합지시키는 보강시트 합지롤러;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막 전극접합체 제조장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 전해질 막 합지롤러는,
상기 상부 열 전사롤러에 인접하여 구동되는 피동롤러인 것을 특징으로 하는 연료전지용 막 전극접합체 제조장치.
삭제
연료전지용 막 전극접합체를 제조하는 방법에 있어서,
제1 보호시트에 제1 전극층이 형성된 제1 전극시트와, 제2 보호시트에 제2 전극층이 형성된 제2 전극시트를 한 쌍으로 된 상부 열 전사롤러와 하부 열 전사롤러 사이로 각각 이송하는 단계;
상기 제1 전극시트와 상기 제2 전극시트 사이에 전해질 막과 지지시트가 합지된 전해질 시트를 한 쌍으로 된 상부 열 전사롤러와 하부 열 전사롤러 사이로 이송하는 단계;
이송되는 상기 전해질 시트로부터 상기 지지시트를 박리하고, 남겨진 상기 전해질 막의 일면에 상기 제1 전극시트를 합지하여 전해질 막 합지층을 형성하는 단계; 및,
상기 전해질 막의 타면에 상기 제2 전극시트를 상기 열 전사롤러로 열 가압하여 상기 전해질 막의 양면에 제1 전극층과 제2 전극층을 전사하는 단계;를 포함하며,
상기 제1 전극시트와 상기 제2 전극시트를 이송하는 단계는,
상기 상부 열 전사롤러의 상부에 위치된 제1 전극시트 공급롤러를 이용하여 상기 상부 열 전사롤러에 상기 제1 전극시트를 공급하고,
상기 하부 열 전사롤러의 하부에 위치된 제2 전극시트 공급롤러를 이용하여 상기 하부 열 전사롤러에 상기 제2 전극시트를 공급하며,
상기 상부 열 전사롤러의 일측에 위치된 전해질 막 합지롤러를 이용하여 상기 전해질 시트로부터 상기 지지시트를 박리함과 동시에, 상기 전해질 막을 상기 상부 열 전사롤러를 따라 이송되는 상기 제1 전극시트와 합지하여 보강하고,
상기 전해질 막의 양면에 제1 전극층과 제2 전극층을 전사하는 단계 이후에,
상기 제1보호시트와 상기 제2보호시트는 보호시트 권취롤러에 의해 각각 상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층으로부터 박리되며,
상기 상부 열 전사롤러의 타측에 형성된 보강시트 합지롤러를 통해, 상기 제2보호시트가 박리된 제2 전극층의 표면에 상기 전해질 막의 형태를 안정적으로 유지시키기 위한 보강시트를 합지시키는 보강시트 합지단계;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막 전극접합체 제조방법.
삭제
삭제
연료전지용 막 전극접합체를 제조하는 장치에 있어서,
제1 보호시트에 제1 전극층이 형성된 제1 전극시트를 일 방향으로 이송하는 제1 전극시트 공급롤러;
제2 보호시트에 제2 전극층이 형성된 제2 전극시트를 일 방향으로 이송하는 제2 전극시트 공급롤러;
전해질 막에 지지시트가 합지된 전해질 시트를 상기 제1 전극시트와 제2 전극시트 사이로 이송하는 전해질 시트 공급롤러;
이송되는 상기 제1 전극시트와 제2 전극시트를 상기 전해질 막의 양면에 열 가압하여 상기 제1 전극층과 제2 전극층을 각각 전사하는 한 쌍으로 된 상부 열 전사롤러와 하부 열 전사롤러;
상기 상부 열 전사롤러 및 하부 열 전사롤러로 향하는 제1 전극시트와 제2 전극시트의 이송경로 상에 구비되어, 상기 제1 전극층과 제2 전극층이 서로 동기되어 이송되는지를 감지하는 전극층 동기감지부; 및
상기 전극층 동기감지부로부터 수신한 전극층 동기신호에 따라 이송되는 상기 제1 전극시트 또는 제2 전극시트를 상대 이동시키는 전극시트 편차 제어부;를 포함하며,
상기 전해질 시트의 이송경로에 구비되어, 상기 상부 열 전사롤러의 일측에 위치되어 상기 전해질 시트로부터 상기 지지시트를 박리함과 동시에, 상기 전해질 막을 상기 상부 열 전사롤러를 따라 이송되는 상기 제1 전극시트와 합지하여 보강하는 전해질 막 합지롤러;를 포함하며,
상기 제1 전극시트 공급롤러는 상기 상부 열 전사롤러의 상부에 위치되어 상기 상부 열 전사롤러에 제1 전극시트를 공급하고,
상기 제2 전극시트 공급롤러는 상기 하부 열 전사롤러의 하부에 위치되어 상기 하부 열 전사롤러에 제2 전극시트를 공급하며,
상기 전해질 막에 상기 제1 전극층 및 상기 제2전극층이 전사되면 상기 제1 보호시트 및 상기 제2 보호시트를 각각 권취하여 박리시키는 보호시트 권취롤러;를 더 포함하며,
상기 상부 열 전사롤러의 타측에 형성되어, 상기 제2 보호시트가 박리된 제2 전극층의 표면에 상기 전해질 막의 형태를 안정적으로 유지시키기 위한 보강시트를 합지시키는 보강시트 합지롤러;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막 전극접합체 제조장치.
제8항에 있어서,
상기 전극층 동기감지부는,
상기 상부 열 전사롤러 및 상기 하부 열 전사롤러로부터 동일한 거리에 이격되게 설치되는 한 쌍의 센서인 것을 특징으로 하는 연료전지용 막 전극접합체 제조장치.
제9항에 있어서,
상기 전극층 동기감지부는,
이송되는 상기 제1 전극시트 및 제2 전극시트와 접촉되지 않는 광전센서 또는 초음파 센서인 것을 특징으로 하는 연료전지용 막 전극접합체 제조장치.
제8항에 있어서,
상기 제1 전극시트와 제2 전극시트가 합지된 막 전극접합체의 이송경로에 구비되어, 상기 막 전극접합체의 양면에 전사된 제1 전극층과 제2 전극층의 동기가 일치하는지 동기영상을 촬영하는 비전센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막 전극접합체 제조장치.
제11항에 있어서,
상기 전극시트 편차 제어부는,
상기 비전센서로부터 수신된 동기영상에 따라 전극층의 이송되는 상기 제1 전극시트 또는 제2 전극시트를 상대 이동시키는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막 전극접합체 제조장치.
제9항 또는 제11항에 있어서,
상기 전극시트 편차 제어부는,
상기 전극층 동기신호 또는 동기영상이 제1 전극층과 제2 전극층이 동기되지 않은 신호이면, 제1 전극층과 제2 전극층 간의 편차거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막 전극접합체 제조장치.
제13항에 있어서,
상기 편차거리 만큼 제1 전극시트 또는 제2 전극시트를 상대 이동시키도록 상기 전극시트 편차 제어부에 의해 제어되며, 상기 상부 열 전사롤러 또는 상기 하부 열 전사롤러에 인접하여 구동되는 편차조절 피동롤러를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막 전극접합체 제조장치.
제14항에 있어서,
상기 편차조절 피동롤러는 상기 상부 열 전사롤러 또는 상기 하부 열 전사롤러에 인접 또는 이격되도록 상기 전극시트 편차 제어부에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막 전극접합체 제조장치.
연료전지용 막 전극접합체를 제조하는 방법에 있어서,
제1 보호시트에 제1 전극층이 형성된 제1 전극시트와, 제2 보호시트에 제2 전극층이 형성된 제2 전극시트를 한 쌍으로 된 상부 열 전사롤러와 하부 열 전사롤러 사이로 각각 이송하는 단계;
상기 제1 전극시트와 상기 제2 전극시트 사이에 전해질 막과 지지시트가 합지된 전해질 시트를 한 쌍으로 된 상부 열 전사롤러와 하부 열 전사롤러 사이로 이송하는 단계;
이송되는 상기 전해질 시트로부터 상기 지지시트를 박리하고, 남겨진 상기 전해질 막의 일면에 상기 제1 전극시트를 합지하여 전해질 막 합지층을 형성하는 단계;
상기 전해질 막의 양면에 상기 제1 전극시트와 제2 전극시트를 상기 상부 열 전사롤러와 상기 하부 열 전사롤러로 가압하여 제1 전극층과 제2 전극층을 전사하는 단계;를 구비하되,
상기 상부 열 전사롤러와 상기 하부 열 전사롤러로 이송되는 상기 제1 전극층과 제2 전극층을 각각 감지하여 동기가 일치하는지 판단하고, 상기 동기가 일치하지 않으면 상기 제1 전극시트와 제2 전극시트를 상대 이동시켜 동기를 일치시킨 후 이송하며,
상기 제1 전극시트와 상기 제2 전극시트를 이송하는 단계는,
상기 상부 열 전사롤러의 상부에 위치된 제1 전극시트 공급롤러를 이용하여 상기 상부 열 전사롤러에 상기 제1 전극시트를 공급하고,
상기 하부 열 전사롤러의 하부에 위치된 제2 전극시트 공급롤러를 이용하여 상기 하부 열 전사롤러에 상기 제2 전극시트를 공급하며,
상기 상부 열 전사롤러의 일측에 위치된 전해질 막 합지롤러를 이용하여 상기 전해질 시트로부터 지지시트를 박리함과 동시에, 상기 전해질 막을 상기 상부 열 전사롤러를 따라 이송되는 상기 제1 전극시트와 합지하여 보강하고,
상기 전해질 막의 양면에 제1 전극층과 제2 전극층을 전사하는 단계 이후에,
상기 제1보호시트와 상기 제2보호시트는 보호시트 권취롤러에 의해 각각 상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층으로부터 박리되며,
상기 상부 열 전사롤러의 타측에 형성된 보강시트 합지롤러를 통해, 상기 제2보호시트가 박리된 제2 전극층의 표면에 상기 전해질 막의 형태를 안정적으로 유지시키기 위한 보강시트를 합지시키는 보강시트 합지단계;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막 전극접합체 제조방법.
제16항에 있어서,
상기 제1 전극시트와 제2 전극시트가 합지된 막 전극접합체의 양면에 전사된 제1 전극층과 제2 전극층의 촬영된 영상으로부터 동기가 일치되는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막 전극접합체 제조방법.
제16항에 있어서,
상기 제1 전극층과 제2 전극층의 동기가 일치하지 않으면, 제1 전극층과 제2 전극층 간의 편차거리를 산출하고, 상기 제1 전극시트 또는 제2 전극시트를 상기 편차거리 만큼 일 방향으로 상대 이동시키는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막 전극접합체 제조방법.
제18항에 있어서,
상기 상부 열 전사롤러 또는 상기 하부 열 전사롤러에 인접하게 편차조절 피동롤러를 이동시킨 후, 인접한 상기 열 전사롤러를 구동시켜 상기 편차조절 피동롤러 사이로 상기 제1 전극시트 또는 제2 전극시트를 일 방향으로 상대 이동시키는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막 전극접합체 제조방법.