KR20160131748A - 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조 장치 - Google Patents

연료전지의 막-전극 어셈블리 제조 장치 Download PDF

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Abstract

연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치가 개시된다. 개시된 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치는 ⅰ)롤 형태로 감긴 제1 서브 가스켓 시트를 이송라인으로 풀어서 공급하는 제1 서브 가스켓 피딩부와, ⅱ)전해질막의 양면에 전극 촉매층을 형성하고 있는 전극막 시트를 제1 서브 가스켓 시트에 구비된 전극창으로 로딩하는 전극막 로딩부와, ⅲ)롤 형태로 감긴 제2 서브 가스켓 시트를 풀어서 전극막 시트 측으로 공급하는 제2 서브 가스켓 피딩부와, ⅳ)제1 서브 가스켓 시트의 전극창 및 제2 서브 가스켓 시트에 구비된 전극창 사이에 전극막 시트를 두고 이송라인을 따라 이송되는 접합 대상물의 외측에 설치되며, 전극막 시트의 전해질막 가장자리 부분과 제1 및 제2 서브 가스켓 시트를 가 접합하는 가 접합부와, ⅴ)가 접합부에 의해 가 접합된 제1 서브 가스켓 시트, 전극막 시트 및 제2 서브 가스켓 시트를 한 쌍의 핫 롤러 사이로 통과시키며 접합하는 MEA 접합부를 포함할 수 있다.

Description

연료전지의 막-전극 어셈블리 제조 장치 {DEVICE FOR MANUFACTURING MEMBRANE-ELECTRODE ASSEMBLY OF FUEL CELL}
본 발명의 실시예는 연료전지 스택 부품 제조 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료전지의 막-전극 어셈블리(MEA: Membrane-Electrode Assembly)를 제조하는 막-전극 어셈블리 제조장치에 관한 것이다.
알려진 바와 같이, 연료전지(Fuel Cell)는 수소와 산소의 전기 화학적인 반응에 의하여 전기를 생산한다. 이러한 연료전지는 별도의 충전 과정 없이도 외부에서 화학 반응물을 공급받아 지속적인 발전이 가능하다는 특징이 있다.
연료전지는 막-전극 어셈블리(MEA: Membrane-Electrode Assembly)를 사이에 두고 이의 양측에 세퍼레이터(분리판 또는 바이폴라 플레이트)를 배치하여 구성될 수 있다. 이러한 연료전지는 다수 매로서 연속적으로 배열되며 연료전지 스택으로 구성될 수 있다.
도 1에서와 같이 연료전지의 핵심부품인 일 예에 따른 막-전극 어셈블리(1)는 수소이온이 이동하는 전해질막(3)(membrane)을 중심으로 이의 양쪽에 전극 촉매층(5)(electrode)으로서의 수소극과 공기극을 형성한다. 그리고 막-전극 어셈블리(1)는 전극 촉매층(5) 및 전해질막(3)을 보호하고, 연료전지의 조립성을 확보하기 위한 서브 가스켓(7)을 구비하고 있다.
상기와 같은 막-전극 어셈블리(1)의 제조 과정은 전해질막(3)의 양면에 전극 촉매층(5)이 전사된 전극막 시트(6)를 제조하고, 롤 형태로 감긴 서브 가스켓(7)을 풀어 전극막 시트(6)의 양면으로 위치시킨 상태에서, 이들을 핫 롤러 사이로 통과시키며 전극막 시트(6)의 가장자리와 서브 가스켓(7)을 접합한 막-전극 어셈블리 시트를 제조한다.
여기서, 서브 가스켓(7)은 전극 촉매층(5)을 개방하는 전극창 및 매니폴드 창이 컷팅된 상태로, 전극막 시트(6)의 양면으로 진입하며 그 전극막 시트(6)의 전극 촉매층(5) 및 전해질막(3)의 가장자리 양면에 접합될 수 있다.
이와 같은 과정을 거치고 난 후, 롤 형태로 감긴 상기한 막-전극 어셈블리 시트를 풀어내매 그 막-전극 어셈블리 시트를 전극 촉매층(5)을 포함하는 단위 형태로 절단하게 되면, 도 1에서와 같은 막-전극 어셈블리(1)를 제조할 수 있다.
그러나, 종래 기술에서는 전극막 시트(6)의 양면에 서브 가스켓(7)을 위치시킨 접합 대상물을 핫 롤러로 통과시키며 전극막 시트(6)의 가장자리와 서브 가스켓(7)을 접합하는 과정에, 핫 롤러의 가공 편차 및 접합 대상물의 피딩 편차에 의해 전극막 시트(6)와 서브 가스켓(7)의 정 위치가 틀어질 수 있다.
따라서, 종래 기술에서는 전극막 시트(6)와 서브 가스켓(7)의 정 위치가 틀어짐으로 인해 전극막 시트(6)와 서브 가스켓(7)의 접합 불량이 발생할 수 있고, 결과적으로는 막-전극 어셈블리(1)의 품질 저하를 야기시킬 수 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 접합 대상물의 전극막 시트와 서브 가스켓을 핫 롤러로 접합하기 전에 전극막 시트의 전해질막과 서브 가스켓을 가 접합함으로써 핫 롤러의 가공 편차 및 접합 대상물의 피딩 편차에 따른 전극막 시트와 서브 가스켓의 접합 불량을 방지할 수 있도록 한 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치는, ⅰ)롤 형태로 감긴 제1 서브 가스켓 시트를 이송라인으로 풀어서 공급하는 제1 서브 가스켓 피딩부와, ⅱ)전해질막의 양면에 전극 촉매층을 형성하고 있는 전극막 시트를 상기 제1 서브 가스켓 시트에 구비된 전극창으로 로딩하는 전극막 로딩부와, ⅲ)롤 형태로 감긴 제2 서브 가스켓 시트를 풀어서 상기 전극막 시트 측으로 공급하는 제2 서브 가스켓 피딩부와, ⅳ)상기 제1 서브 가스켓 시트의 전극창 및 상기 제2 서브 가스켓 시트에 구비된 전극창 사이에 전극막 시트를 두고 이송라인을 따라 이송되는 접합 대상물의 외측에 설치되며, 상기 전극막 시트의 전해질막 가장자리 부분과 상기 제1 및 제2 서브 가스켓 시트를 가 접합하는 가 접합부와, ⅴ)상기 가 접합부에 의해 가 접합된 제1 서브 가스켓 시트, 전극막 시트 및 제2 서브 가스켓 시트를 한 쌍의 핫 롤러 사이로 통과시키며 접합하는 MEA 접합부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치에 있어서, 상기 가 접합부는 상기 전극막 시트의 전해질막 가장자리 부분과 상기 제1 및 제2 서브 가스켓 시트를 초음파 진동으로서 가 접합할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치에 있어서, 상기 가 접합부는 상기 이송라인의 하측에 설치되며 상기 접합 대상물을 지지하는 엔빌(anvil)과, 상기 이송라인의 상측에서 상기 엔빌에 대응하여 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되며 상기 접합 대상물의 전해질막 가장자리 부분과 제1 및 제2 서브 가스켓 시트를 가압하는 혼(horn)과, 상기 혼에 연결되며, 상기 혼으로 초음파 진동을 제공하는 초음파 진동원을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치에 있어서, 상기 엔빌은 상기 이송라인을 따라 주행하는 상기 접합 대상물과 접촉하며 회전되는 지지롤러를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치에 있어서, 상기 혼은 상기 전극막 시트의 전해질막 가장자리 부분과 상기 제1 및 제2 서브 가스켓 시트를 가압원을 통해 150~250kPa의 가압력으로 가압할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치에 있어서, 상기 초음파 진동원은 상기 혼에 연결되는 부스터(booster)와, 상기 부스터에 연결되는 컨버터(converter)로 구성되며, 100~200J의 초음파 진동을 상기 혼에 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치에 있어서, 상기 혼은 상기 접합 대상물의 주행 방향으로 일정 구간 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치에 있어서, 상기 전극막 로딩부는 상기 전극막 시트를 진공 흡착하는 한 쌍의 그리퍼를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치에 있어서, 상기 그리퍼는 상기 전극막 시트의 양측 단부를 진공 흡착하고, 상측을 향해 상호 반대 방향으로 틸팅 가능하게 설치되며, 상기 전극막 시트에 장력을 부여할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치는, 상기 제1 서브 가스켓 피딩부 측에 설치되며 상기 제1 서브 가스켓 피딩부를 통해 피딩되는 상기 제1 서브 가스켓 시트에 상기 전극창을 일정 간격 이격되게 연속적으로 형성하는 제1 컷팅부와, 상기 제2 서브 가스켓 피딩부 측에 설치되며 상기 제2 서브 가스켓 피딩부를 통해 피딩되는 상기 제2 서브 가스켓 시트에 상기 전극창을 일정 간격 이격되게 연속적으로 형성하는 제2 컷팅부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치는, 상기 MEA 접합부의 후방 측에 설치되며, 상기 MEA 접합부에 의해 상기 제1 서브 가스켓 시트 상에 전극막 시트 및 제2 서브 가스켓 시트가 접합된 MEA 시트를 롤 형태로 감는 MEA 리와인더를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치는, 상기 제1 서브 가스켓 피딩부 측에 설치되며 상기 제1 서브 가스켓 시트의 보호 필름을 회수하여 롤 형태로 감는 제1 필름 리와인더와, 상기 제2 서브 가스켓 피딩부 측에 설치되며 상기 제2 서브 가스켓 시트의 보호 필름을 회수하여 롤 형태로 감는 제2 필름 리와인더와, 상기 MEA 리와인더 측에 설치되며 상기 MEA 시트 상으로 롤 형태의 보호 필름을 풀어서 공급하는 필름 언와인더를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 전극막 시트의 전해질막 가장자리와 제1 및 제2 서브 가스켓 시트를 가 접합부를 통해 가 접합 상태로 MEA 접합부의 핫 롤러 사이로 통과시키며 접합함에 따라, 핫 롤러의 가공 편차 및 접합 대상물의 피딩 편차 등에 따른 전극막 시트와 제1 및 제2 서브 가스켓 시트의 접합 불량을 방지할 수 있으며, 결과적으로는 막-전극 어셈블리의 품질을 향상시킬 수 있다.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 일반적인 막-전극 어셈블리의 일 예를 개략적으로 도시한 단면 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치에 적용되는 전극막 로딩부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치에 적용되는 가접합 유닛을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치에 의한 접합 대상물의 가 접합 부위를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치를 개략적으로 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치(100)는 연료전지 스택을 구성하는 단위 연료전지들의 부품을 자동으로 연속 제조하는 자동화 시스템에 적용될 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치(100)는 연료전지의 핵심 부품으로서, 전해질막(3)의 양면에 전극 촉매층(5)을 각각 형성하고, 각 전극 촉매층(5)의 가장자리 측에 서브 가스켓(7)을 형성하고 있는 막-전극 어셈블리(1)를 제조하기 위한 것이다(이하 도 1 참조).
여기서, 상기 전해질막(3)은 수소이온이 이동하는 것이며, 서브 가스켓(7)은 전극 촉매층(5) 및 전해질막(3)을 보호하고, 연료전지의 조립성을 확보하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치(100)는 전해질막(3)의 양면에 전극 촉매층(5)이 형성된 전극막 시트(6)를 제공하고, 서브 가스켓(7)을 전극막 시트(6)의 양면으로 위치시킨 상태에서, 이들을 핫 롤러 사이로 통과시키며 전극막 시트(6)의 가장자리와 서브 가스켓(7)을 접합한 막-전극 어셈블리 시트를 제조할 수 있다.
이 경우, 상기 서브 가스켓(7)은 전극 촉매층(5)을 개방하는 전극창 및 매니폴드 창이 컷팅된 상태로, 전극막 시트(6)의 양면으로 진입하며 그 전극막 시트(6)의 전극 촉매층(5) 및 전해질막(3)의 가장자리 양면에 접합될 수 있다.
그리고 본 발명의 실시예에서는 상기한 막-전극 어셈블리 시트를 전극 촉매층(5)을 포함하는 단위 형태로 절단하게 되면, 도 1에서와 같은 막-전극 어셈블리(1)를 제조할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치(100)는 접합 대상물인 전극막 시트(6)와 서브 가스켓(7)을 핫 롤러로 접합하기 전에 전극막 시트(6)의 전해질막(3) 가장자리와 서브 가스켓(7)을 가 접합할 수 있는 구조로 이루어진다.
즉, 본 발명의 실시예에서는 전극막 시트(6)의 전해질막(3) 가장자리와 서브 가스켓(7)을 가 접합함으로써 핫 롤러의 가공 편차 및 접합 대상물의 피딩 편차에 따른 전극막 시트(6)와 서브 가스켓(7)의 접합 불량을 방지할 수 있는 막-전극 어셈블리 제조장치(100)를 제공한다.
이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치(100)는 기본적으로, 제1 서브 가스켓 피딩부(110), 제1 컷팅부(120), 전극막 로딩부(130), 제2 서브 가스켓 피딩부(140), 제2 컷팅부(150), 가 접합부(160) 그리고 MEA 접합부(180)를 포함하고 있다.
이하에서 설명될 상기 구성 요소들은 하나의 프레임 또는 둘 이상으로 구획된 프레임(도면에 도시되지 않음)에 구성될 수 있다. 상기 프레임에는 구성 요소들을 지지하기 위한 각종 브라켓, 바아, 로드, 플레이트, 하우징, 케이스, 블록, 격벽, 리브, 레일, 칼라 등과 같은 각종 부속요소들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제1 서브 가스켓 피딩부(110)는 롤 형태로 감긴 제1 서브 가스켓 시트(101)를 이송라인(105)으로 풀어서 공급하기 위한 것이다. 상기 제1 서브 가스켓 시트(101)는 가공 전 상태의 박막 필름 시트로서 구비된다.
여기서, 상기 이송라인(105)은 막-전극 어셈블리(1)를 제조하기 위한 각종 부품을 이송시키기 위한 것으로, 프레임(미도시)에 설치되는 컨베이어(106)를 포함할 수 있다.
상기 컨베이어(106)는 컨베이어 롤러(107)를 통해 무한궤도 상으로 주행하는 컨베이어 벨트(108)를 포함하는 바, 이러한 컨베이어(106)는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 컨베이어 장치로서 이루어지므로 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기에서 제1 서브 가스켓 피딩부(110)는 이송라인(105)의 진입 측에 설치되며, 롤 형태로 감긴 제1 서브 가스켓 시트(101)를 이송라인(105)으로 풀어내는 제1 서브 가스켓 롤러(111)를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제1 컷팅부(120)는 제1 서브 가스켓 피딩부(110)를 통해 피딩되는 제1 서브 가스켓 시트(101)에 제1 전극창(101a)을 일정 간격 이격되게 연속적으로 형성하기 위한 것이다.
그리고, 상기 제1 컷팅부(120)는 제1 서브 가스켓 시트(101)에 세퍼레이터의 입구 매니폴드 및 출구 매니폴드에 대응하는 매니폴드 창(도면에 도시되지 않음)을 형성할 수도 있음은 당연하다 할 것이다.
상기 제1 컷팅부(120)는 제1 서브 가스켓 피딩부(110) 측에 설치되는 바, 제1 서브 가스켓 시트(101)의 이송경로 상하 측에 구비되는 제1 컷팅 롤러(121) 및 제1 지지롤러(123)를 포함한다.
상기 제1 컷팅 롤러(121)는 제1 서브 가스켓 시트(101)에 제1 전극창(101a)을 일정 간격 이격되게 연속적으로 형성하기 위한 컷터를 구비하고 있다. 상기 제1 지지롤러(123)는 제1 서브 가스켓 시트(101)와 제1 컷팅 롤러(121)를 지지한다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 제1 서브 가스켓 시트(101)에 부착된 제1 보호 필름(211)을 회수하여 롤 형태로 감는 제1 필름 리와인더(210)를 더 포함하고 있다. 상기 제1 필름 리와인더(210)는 제1 서브 가스켓 피딩부(110) 측에서 제1 컷팅부(120)의 후방에 설치될 수 있다.
상기 제1 필름 리와인더(210)는 제1 보호 필름(211)을 롤 형태로 감아내는 제1 리와인딩 롤러(213)와, 제1 서브 가스켓 시트(101)로부터 벗겨진 제1 보호 필름(211)을 제1 리와인딩 롤러(213)로 안내하는 제1 안내 롤러(215)를 포함한다.
다른 한편으로, 본 발명의 실시예에서 상기 이송라인(105)에는 제1 서브 가스켓 시트(101)를 진공 흡착하기 위한 진공 흡착부(220)가 설치된다. 이러한 진공 흡착부(220)는 진공 압력으로서 제1 서브 가스켓 시트(101)를 컨베이어(106)의 컨베이어 벨트(108) 상으로 흡착할 수 있는 구조로 이루어진다.
이 경우, 상기 제1 서브 가스켓 시트(101)를 진공 흡착하기 위해 진공 흡착부(220)에는 공기를 흡입하는 다수의 흡입홀들이 형성되며, 컨베이어 벨트(108)에는 진공 흡착부(220)의 흡입홀들과 연결되는 다수의 연결홀들이 형성됨은 당연하다 할 것이다.
본 발명의 실시예에서, 상기 전극막 로딩부(130)는 전해질막(3)의 양면(도면에서의 상하면)에 전극 촉매층(5)을 각각 형성하며 단위 형태로 절단된 전극막 시트(6)를 픽업하고 그 전극막 시트(6)를 제1 서브 가스켓 시트(101)의 제1 전극창(101a)으로 로딩하기 위한 것이다.
여기서, 상기 전극막 시트(6)는 롤 형태로 감긴 전해질막 시트를 풀어내며 그 전해질막 시트의 양면에 전극 촉매층(5)을 일정 간격 이격되게 연속적으로 형성한 상태에서 전극 촉매층(5) 사이의 전해질막 시트를 컷팅하는 방식으로 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 전해질막 시트는 전극 촉매층(5)의 가장자리 외측으로 소정 피치의 여유를 두고 컷팅될 수 있다. 즉 상기 전극막 시트(6)는 전극 촉매층(5)의 가장자리 외측에 소정 피치의 여유를 두고 있는 전해질막(3)을 포함하고 있다.
이러한 전극막 로딩부(130)는 이송라인(105)의 상측에 설치되며, 전극막 시트(6)를 픽업하고 그 전극막 시트(6)를 제1 서브 가스켓 시트(101)의 제1 전극창(101a)으로 로딩할 수 있다.
이를 위해 상기 전극막 로딩부(130)는 이송라인(105)의 상측에 설치되는 로봇 그리퍼로서 구비되는 바, 도 3에서와 같이 전극막 시트(6)를 진공 흡착하는 한 쌍의 그리퍼(131)를 포함한다. 상기 한 쌍의 그리퍼(131)는 전극막 시트(6)의 양측 단부를 진공 흡착할 수 있다.
상기 한 쌍의 그리퍼(131)는 전극막 시트(6)에 장력을 부여하기 위해 그 전극막 시트(6)의 양측 단부를 진공 흡착한 상태에서 상측을 향해 상호 반대 방향으로 틸팅 가능하게 설치될 수 있다.
즉, 상기 한 쌍의 그리퍼(131)는 진공 흡착한 전극막 시트(6)의 양측 단부를 일정 각도로 꺾어 전극막 시트(6)에 장력을 부여한 상태로, 그 전극막 시트(6)를 제1 서브 가스켓 시트(101)의 제1 전극창(101a)으로 로딩할 수 있다.
여기서, 상기한 바와 같은 그리퍼(131)의 틸팅은 예를 들면, 공지 기술의 작동 실린더(도면에 도시되지 않음)를 통해 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 전극막 시트(6)는 그리퍼(131)에 의해 제1 서브 가스켓 시트(101)의 제1 전극창(101a)에 로딩되며, 위에서 언급한 바 있는 진공 흡착부(220)에 의해 컨베이어(106)의 컨베이어 벨트(108) 상으로 진공 흡착될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에서 상기 제2 서브 가스켓 피딩부(140)는 롤 형태로 감긴 제2 서브 가스켓 시트(102)를 풀어서 전극막 시트(6) 상으로 피딩하기 위한 것이다. 여기서 상기 제2 서브 가스켓 시트(102)는 가공 전 상태의 박막 필름 시트로서 구비된다.
이러한 제2 서브 가스켓 피딩부(140)는 이송라인(105)의 외측에 설치되며, 롤 형태로 감긴 제2 서브 가스켓 시트(102)를 풀어내는 제2 서브 가스켓 롤러(141)를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제2 컷팅부(150)는 제2 서브 가스켓 피딩부(140)를 통해 피딩되는 제2 서브 가스켓 시트(102)에 제2 전극창(102a)을 일정 간격 이격되게 연속적으로 형성하기 위한 것이다.
그리고, 상기 제2 컷팅부(150)는 제2 서브 가스켓 시트(102)에 세퍼레이터의 입구 매니폴드 및 출구 매니폴드에 대응하는 매니폴드 창(도면에 도시되지 않음)을 형성할 수도 있음은 당연하다 할 것이다.
상기 제2 컷팅부(150)는 제2 서브 가스켓 피딩부(140) 측에 설치되는 바, 제2 서브 가스켓 시트(102)의 이송경로 양측에 구비되는 제2 컷팅 롤러(151) 및 제2 지지롤러(153)를 포함한다.
상기 제2 컷팅 롤러(151)는 제2 서브 가스켓 시트(102)에 제2 전극창(102a)을 일정 간격 이격되게 연속적으로 형성하기 위한 컷터를 구비하고 있다. 상기 제2 지지롤러(153)는 제2 서브 가스켓 시트(102)와 제2 컷팅 롤러(151)를 지지한다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 상기 제2 서브 가스켓 시트(102)에 부착된 제2 보호 필름(231)을 회수하여 롤 형태로 감는 제2 필름 리와인더(230)를 더 포함하고 있다. 상기 제2 필름 리와인더(230)는 제2 서브 가스켓 피딩부(140) 측에서 제2 컷팅부(150)의 후방에 설치될 수 있다.
이러한 제2 필름 리와인더(230)는 제2 보호 필름(231)을 롤 형태로 감아내는 제2 리와인딩 롤러(233)와, 제2 서브 가스켓 시트(102)로부터 벗겨진 제2 보호 필름(231)을 제2 리와인딩 롤러(233)로 안내하는 제2 안내 롤러(235)를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 가 접합부(160)는 제1 서브 가스켓 시트(101)의 제1 전극창(101a) 및 제2 서브 가스켓 시트(102)의 제2 전극창(102a) 사이에 전극막 시트(6)를 두고 이송라인(105)을 따라 이송되는 접합 대상물(161)을 가 접합하기 위한 것이다.
즉, 상기 가 접합부(160)는 접합 대상물(161)에 대해 전극막 시트(6)의 전해질막(3) 가장자리 부분과 제1 및 제2 서브 가스켓 시트(101, 102)를 가 접합하기 위한 것이다.
상기 가 접합부(160)는 이송라인(105)을 따라 이송되는 접합 대상물(161)의 외측에 설치되며, 전극막 시트(6)의 전해질막(3) 가장자리 부분과 제1 및 제2 서브 가스켓 시트(101, 102)를 초음파 진동으로서 가 접합할 수 있는 구조로 이루어진다.
여기서, 상기 가 접합부(160)는 제1 및 제2 서브 가스켓 시트(101, 102)의 길이 방향에 따른 전극막 시트(6)의 전해질막(3) 가장자리 부분과 상기한 제1 및 제2 서브 가스켓 시트(101, 102)를 초음파 진동으로서 가 접합할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치에 적용되는 가접합 유닛을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 상기 가 접합부(160)는 엔빌(anvil)(163), 혼(horn)(165) 및 초음파 진동원(171)을 포함한다.
상기 엔빌(163)은 제1 서브 가스켓 시트(101)의 제1 전극창(101a) 및 제2 서브 가스켓 시트(102)의 제2 전극창(102a) 사이에 전극막 시트(6)를 두고 이송라인(105)을 따라 이송되는 접합 대상물(161)을 지지하기 위한 것이다.
상기 엔빌(163)은 이송라인(105)의 하측에 설치되는 바, 그 이송라인(105)을 따라 주행하는 접합 대상물(161)과 접촉하며 그 접합 대상물(161)의 주행 방향으로 회전되는 지지롤러(164)를 포함한다.
상기 혼(165)은 접합 대상물(161)에 있어 전극막 시트(6)의 전해질막(3) 가장자리 부분과 제1 및 제2 서브 가스켓 시트(101, 102)를 가압하며, 뒤에서 더욱 설명될 초음파 진동원(171)으로부터 제공되는 초음파 진동을 그 접합 대상물(161)의 가압 부위로 전달하는 기능을 하게 된다.
상기 혼(165)은 이송라인(105)의 상측에서 엔빌(163)에 대응하여 상하 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되며, 접합 대상물(161)의 전해질막(3) 가장자리 부분과 제1 및 제2 서브 가스켓 시트(101, 102)를 가압할 수 있다.
여기서, 상기 혼(165)은 가압원(167)을 통해 전극막 시트(6)의 전해질막(3) 가장자리 부분과 제1 및 제2 서브 가스켓 시트(101, 102)를 가압하는 바, 그 가압원(167)은 공지 기술의 공압 실린더 또는 서보 모터를 포함할 수 있다.
즉, 상기 혼(165)은 엔빌(163)에 대응하여 가압원(167)에 의해 상하 방향으로 왕복 이동하며 전극막 시트(6)의 전해질막(3) 가장자리 부분과 제1 및 제2 서브 가스켓 시트(101, 102)를 가압할 수 있다.
이 경우, 상기 혼(165)은 가압원(167)에 의해 대략 150~250kPa의 가압력으로서 전극막 시트(6)의 전해질막(3) 가장자리 부분과 제1 및 제2 서브 가스켓 시트(101, 102)를 가압할 수 있다.
그리고, 상기 초음파 진동원(171)은 혼(165)으로 초음파 진동을 제공하기 위한 것으로, 혼(165)에 연결되는 부스터(booster)(173)와, 부스터(173)에 연결되는 컨버터(converter)(175)를 포함한다.
상기 컨버터(175)는 전원으로부터 인가되는 전기적인 신호를 기계적인 초음파 신호로 변환하는 기능을 하게 되며, 상기 부스터(173)는 컨버터(175)로부터 발진되는 초음파 신호를 증폭시켜 소정의 진동력을 발생시키고 이 진동력을 혼(165)에 제공하는 기능을 하게 된다. 이러한 초음파 진동원(171)은 예를 들어 대략 100~200J의 초음파 진동을 혼(165)에 제공할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서 상기한 바와 같은 혼(165)은 엔빌(163)의 지지롤러(164)에 지지된 상태로 접합 대상물(161)의 주행 방향을 따라 일정 구간 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다.
이와 같이 상기 혼(165)을 접합 대상물(161)의 주행 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 설치하는 이유는 혼(165)이 이송라인(105)을 따라 주행하는 접합 대상물(161)을 가압할 때, 그 혼(165)을 접합 대상물(161)의 주행 방향으로 이동시킴으로써 혼(165)에 의한 접합 대상물(161)의 피딩 불량을 방지하기 위함이다.
여기서, 상기 혼(165)은 공지 기술의 공압 실린더 또는 서보 모터를 포함하는 구동원(177)에 의해 접합 대상물(161)의 주행 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다.
따라서, 상기 혼(165)은 가압원(167)에 의해 하측 방향으로 이동되며, 접합 대상물(161)의 전해질막(3) 가장자리 부분과 제1 및 제2 서브 가스켓 시트(101, 102)를 가압함과 동시에, 구동원(177)에 의해 접합 대상물(161)의 주행 방향을 따라 이동될 수 있다. 이러는 과정에 상기 혼(165)은 초음파 진동원(171)으로부터 초음파 진동을 제공받아 전극막 시트(6)의 전해질막(3) 가장자리 부분과 제1 및 제2 서브 가스켓 시트(101, 102)를 가 접합할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에서 상기 MEA 접합부(180)는 가 접합부(160)에 의해 가 접합된 접합 대상물(161)의 제1 서브 가스켓 시트(101), 전극막 시트(6) 및 제2 서브 가스켓 시트(102)를 한 쌍의 핫 롤러(181) 사이로 통과시키며 열 압착 식으로 접합하기 위한 것이다.
상기 MEA 접합부(180)는 이송라인(105)의 외측에서 그 이송라인(105)의 연장 선 상에 설치된다. 상기 MEA 접합부(180)는 가 접합된 제1 서브 가스켓 시트(101), 전극막 시트(6) 및 제2 서브 가스켓 시트(102)를 한 쌍의 핫 롤러(181) 사이로 통과시키며 이들이 일체로 접합된 MEA 시트(183)를 형성할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서 상기 MEA 접합부(180)의 후방 측에는 상기와 같이 MEA 접합부(180)에 의해 제1 서브 가스켓 시트(101) 상에 전극막 시트(6) 및 제2 서브 가스켓 시트(102)가 접합된 MEA 시트(183)를 롤 형태로 감는 MEA 리와인더(240)가 설치된다.
상기 MEA 리와인더(240)는 MEA 시트(183)를 롤 형태로 감아내는 MEA 리와인딩 롤러(241)를 포함한다.
다른 한편으로, 본 발명의 실시예에서 상기 MEA 리와인더(240) 측에는 MEA 시트(183) 상으로 롤 형태의 제3 보호 필름(253)을 풀어서 공급하는 필름 언와인더(250)가 설치된다. 즉 상기 필름 언와인더(250)는 제3 보호 필름(253)을 MEA 시트(183) 상에 부착하기 위한 것이다.
이러한 필름 언와인더(250)는 롤 형태로 감겨 있는 제3 보호 필름(253)을 풀어내는 언와인딩 롤러(251)와, 제3 보호 필름(253)을 MEA 시트(183) 상으로 안내하며 가압하는 제3 안내 롤러(252)를 포함한다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치(100)의 작동을 앞서 개시한 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.
우선, 본 발명의 실시예에서는 제1 서브 가스켓 피딩부(110)의 제1 서브 가스켓 롤러(111)에 롤 형태로 감겨있는 제1 서브 가스켓 시트(101)를 풀어 이송라인(105)으로 피딩한다.
이러는 과정에, 제1 컷팅부(120)는 제1 컷팅 롤러(121) 및 제1 지지롤러(123)를 통해 제1 서브 가스켓 시트(101)에 제1 전극창(101a)을 일정 간격 이격되게 연속적으로 형성한다.
여기서, 제1 필름 리와인더(210)의 제1 리와인딩 롤러(213)는 제1 서브 가스켓 시트(101)에 부착된 제1 보호 필름(211)을 벗겨내며 롤 형태로 감는데, 제1 필름 리와인더(210)의 제1 안내 롤러(215)는 제1 서브 가스켓 시트(101)로부터 벗겨진 제1 보호 필름(211)을 제1 리와인딩 롤러(213)로 안내한다.
이와 같이 상기 제1 컷팅부(120)에 의해 제1 전극창(101a)이 형성된 제1 서브 가스켓 시트(101)는 이송라인(105)을 따라 이송되는데, 진공 흡착부(220)에 의해 진공 흡착된 상태로 이송라인(105)을 따라 이송될 수 있다.
그리고 나서, 전극막 로딩부(130)는 전해질막(3)의 양면에 전극 촉매층(5)을 각각 형성하며 단위 형태로 절단된 전극막 시트(6)의 양측 단부를 한 쌍의 그리퍼(131)를 통해 진공 흡착 식으로 픽업한다.
이 때, 상기 한 쌍의 그리퍼(131)는 진공 흡착한 전극막 시트(6)의 양측 단부를 일정 각도로 꺾어 그 전극막 시트(6)에 장력을 부여한 상태에 있다.
이 후, 상기 전극막 로딩부(130)는 이송라인(105)을 따라 트래킹 하며 전극막 시트(6)를 제1 서브 가스켓 시트(101)의 제1 전극창(101a)으로 로딩한다.
여기서, 상기 전극막 시트(6)는 전극막 로딩부(130)에 의해 제1 서브 가스켓 시트(101)의 제1 전극창(101a)에 로딩되며, 진공 흡착부(220)에 의해 진공 흡착된 상태로 제1 서브 가스켓 시트(101)와 함께 이송라인(105)을 따라 이송될 수 있다.
상기와 같이 제1 서브 가스켓 시트(101)의 제1 전극창(101a)에 전극막 시트(6)를 로딩한 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 제2 서브 가스켓 피딩부(140)의 제2 서브 가스켓 롤러(141)에 롤 형태로 감겨있는 제2 서브 가스켓 시트(102)를 풀어 전극막 시트(6) 상으로 피딩한다.
이러는 과정에, 제2 컷팅부(150)는 제2 컷팅 롤러(151) 및 제2 지지롤러(153)를 통해 제2 서브 가스켓 시트(102)에 제2 전극창(102a)을 일정 간격 이격되게 연속적으로 형성한다.
여기서, 제2 필름 리와인더(230)의 제2 리와인딩 롤러(233)는 제2 서브 가스켓 시트(102) 상에 부착된 제2 보호 필름(231)을 벗겨내며 롤 형태로 감는데, 제2 필름 리와인더(230)의 제2 안내 롤러(235)는 제2 서브 가스켓 시트(102)로부터 벗겨진 제2 보호 필름(231)을 제2 리와인딩 롤러(233)로 안내한다.
이와 같은 과정을 거친 후, 본 발명의 실시예에서는 제1 서브 가스켓 시트(101)의 제1 전극창(101a) 및 제2 서브 가스켓 시트(102)의 제2 전극창(102a) 사이에 전극막 시트(6)를 두고 이송라인(105)을 따라 이송되는 접합 대상물(161)을 가 접합부(160)를 통해 가 접합한다.
이 과정에서는 엔빌(163)의 지지롤러(164)가 이송라인(105)의 하측에서 접합 대상물(161)을 지지하는데, 그 지지롤러(164)는 이송라인(105)을 따라 주행하는 접합 대상물(161)과 접촉하며 그 접합 대상물(161)의 주행 방향으로 회전하고 있다.
이 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 혼(165)을 이송라인(105)의 상측에서 가압원(167)을 통해 하측 방향으로 이동시킨다. 그러면, 혼(165)은 가압원(167)을 통해 전극막 시트(6)의 전해질막(3) 가장자리 부분과 제1 및 제2 서브 가스켓 시트(101, 102)를 가압한다. 이 때, 상기 혼(165)은 가압원(167)에 의해 대략 150~250kPa의 가압력으로서 전극막 시트(6)의 전해질막(3) 가장자리 부분과 제1 및 제2 서브 가스켓 시트(101, 102)를 가압할 수 있다.
그리고 나서, 본 발명의 실시예에서는 혼(165)이 전극막 시트(6)의 전해질막(3) 가장자리 부분과 제1 및 제2 서브 가스켓 시트(101, 102)를 가압 함과 동시에, 초음파 진동원(171)을 통해 초음파 진동을 혼(165)에 제공한다.
즉, 초음파 진동원(171)의 컨버터(175)는 전원으로부터 인가되는 전기적인 신호를 기계적인 초음파 신호로 변환하게 되고, 부스터(173)는 컨버터(175)로부터 발진되는 초음파 신호를 증폭시켜 100~200J의 초음파 진동을 발생시킨다.
이에 상기 혼(165)은 부스터(173)로부터 초음파 진동력을 제공받아 그 초음파 진동력을 통해 전극막 시트(6)의 전해질막(3) 가장자리 부분과 제1 및 제2 서브 가스켓 시트(101, 102)를 가 접합한다.
이 때, 상기 혼(165)은 구동원(177)에 의해 접합 대상물(161)의 주행 방향을 따라 이동되며, 초음파 진동원(171)으로부터 초음파 진동을 제공받아 전극막 시트(6)의 전해질막(3) 가장자리 부분과 제1 및 제2 서브 가스켓 시트(101, 102)를 가 접합할 수 있다.
여기서, 상기 가 접합부(160)는 제1 및 제2 서브 가스켓 시트(101, 102)의 길이 방향에 따른 전극막 시트(6)의 전해질막(3) 가장자리 부분과 상기한 제1 및 제2 서브 가스켓 시트(101, 102)를 초음파 진동으로서 가 접합할 수 있다.
이에, 본 발명의 실시예에서는 도 5에서와 같이 제1 및 제2 서브 가스켓 시트(101, 102)의 길이 방향에 따른 전극막 시트(6)의 전해질막(3) 가장자리 부분과 제1 및 제2 서브 가스켓 시트(101, 102)가 가 접합된 가 접합 부위(B)를 형성할 수 있다.
이어서, 본 발명의 실시예에서는 상기와 같이 가 접합부(160)에 의해 가 접합된 접합 대상물(161)의 제1 서브 가스켓 시트(101), 전극막 시트(6) 및 제2 서브 가스켓 시트(102)를 MEA 접합부(180)의 핫 롤러(181) 사이로 통과시킨다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 가 접합된 접합 대상물(161)의 제1 서브 가스켓 시트(101), 전극막 시트(6) 및 제2 서브 가스켓 시트(102)를를 한 쌍의 핫 롤러(181) 사이로 통과시키며 이들을 일체로 접합한 MEA 시트(183)를 형성할 수 있다.
이러한 MEA 시트(183)는 MEA 리와인더(240) 측으로 이송되는데, 그 MEA 리와인더(240)의 MEA 리와인딩 롤러(241)는 MEA 시트(183)를 롤 형태로 감는다.
상기와 같이 MEA 리와인더(240)의 MEA 리와인딩 롤러(241)를 통해 MEA 시트(183)를 감는 과정에, 본 발명의 실시예에서는 필름 언와인더(250)의 언와인딩 롤러(251)에 롤 형태로 감겨 있는 제3 보호 필름(253)을 풀어낸다.
그리고 상기 필름 언와인더(250)의 제3 안내 롤러(252)는 제3 보호 필름(253)을 MEA 시트(183) 상으로 안내하며 그 제3 보호 필름(253)을 MEA 시트(183) 상으로 가압함으로써 MEA 시트(183) 상에 부착시킨다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 상술한 바와 같은 일련의 공정을 통해 MEA 시트(183)를 제조한 상태에서, 롤 형태로 감겨있는 MEA 시트(183)를 풀어내며 전극 촉매층(5)을 포함하고 있는 단위 형태로 MEA 시트(183)를 절단하게 되면, 도 1에서와 같은 연료전지용 막-전극 어셈블리(1)를 제조할 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치(100)에 의하면, 전극막 시트(6)와 제1 및 제2 서브 가스켓 시트(101, 102)를 MEA 접합부(180)의 핫 롤러(181)로 접합하기 전에 전극막 시트(6)의 전해질막(3) 가장자리와 제1 및 제2 서브 가스켓 시트(101, 102)를 가 접합부(160)를 통해 가 접합할 수 있다.
이로써, 본 발명의 실시예에서는 전극막 시트(6)의 전해질막(3) 가장자리와 제1 및 제2 서브 가스켓 시트(101, 102)를 가 접합 상태로 MEA 접합부(180)의 핫 롤러(181) 사이로 통과시키며 접합함에 따라, 핫 롤러(181)의 가공 편차 및 접합 대상물의 피딩 편차 등에 따른 전극막 시트(6)와 제1 및 제2 서브 가스켓 시트(101, 102)의 접합 불량을 방지할 수 있으며, 결과적으로는 막-전극 어셈블리(1)의 품질을 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.
1... 막-전극 어셈블리 3... 전해질막
5... 전극 촉매층 6... 전극막 시트
7... 서브 가스켓 100... 제조장치
101... 제1 서브 가스켓 시트 101a... 제1 전극창
102... 제2 서브 가스켓 시트 102a... 제2 전극창
105... 이송라인 106... 컨베이어
107... 컨베이어 롤러 108... 컨베이어 벨트
110... 제1 서브 가스켓 피딩부 111... 제1 서브 가스켓 롤러
120... 제1 컷팅부 121... 제1 컷팅 롤러
123... 제1 지지롤러 130... 전극막 로딩부
131... 그리퍼 140... 제2 서브 가스켓 피딩부
141... 제2 서브 가스켓 롤러 150... 제2 컷팅부
151... 제2 컷팅 롤러 153... 제2 지지롤러
160... 가 접합부 161... 접합 대상물
163... 엔빌 164... 지지롤러
165... 혼 167... 가압원
171... 초음파 진동원 173... 부스터
175... 컨버터 177... 구동원
180... MEA 접합부 181... 핫 롤러
183... MEA 시트 210... 제1 필름 리와인더
211... 제1 보호 필름 213... 제1 리와인딩 롤러
215... 제1 안내 롤러 220... 진공 흡착부
230... 제2 필름 리와인더 231... 제2 보호 필름
233... 제2 리와인딩 롤러 235... 제2 안내 롤러
240... MEA 리와인더 241... MEA 리와인딩 롤러
250... 필름 언와인더 251... 언와인딩 롤러
252... 제3 안내 롤러 253... 제3 보호 필름
B... 가 접합 부위

Claims (11)

  1. 롤 형태로 감긴 제1 서브 가스켓 시트를 이송라인으로 풀어서 공급하는 제1 서브 가스켓 피딩부;
    전해질막의 양면에 전극 촉매층을 형성하고 있는 전극막 시트를 상기 제1 서브 가스켓 시트에 구비된 전극창으로 로딩하는 전극막 로딩부;
    롤 형태로 감긴 제2 서브 가스켓 시트를 풀어서 상기 전극막 시트 측으로 공급하는 제2 서브 가스켓 피딩부;
    상기 제1 서브 가스켓 시트의 전극창 및 상기 제2 서브 가스켓 시트에 구비된 전극창 사이에 전극막 시트를 두고 이송라인을 따라 이송되는 접합 대상물의 외측에 설치되며, 상기 전극막 시트의 전해질막 가장자리 부분과 상기 제1 및 제2 서브 가스켓 시트를 가 접합하는 가 접합부; 및
    상기 가 접합부에 의해 가 접합된 제1 서브 가스켓 시트, 전극막 시트 및 제2 서브 가스켓 시트를 한 쌍의 핫 롤러 사이로 통과시키며 접합하는 MEA 접합부;
    를 포함하는 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 가 접합부는,
    상기 전극막 시트의 전해질막 가장자리 부분과 상기 제1 및 제2 서브 가스켓 시트를 초음파 진동으로서 가 접합하는 것을 특징으로 하는 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 가 접합부는,
    상기 이송라인의 하측에 설치되며, 상기 접합 대상물을 지지하는 엔빌(anvil)과,
    상기 이송라인의 상측에서 상기 엔빌에 대응하여 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 접합 대상물의 전해질막 가장자리 부분과 제1 및 제2 서브 가스켓 시트를 가압하는 혼(horn)과,
    상기 혼에 연결되며, 상기 혼으로 초음파 진동을 제공하는 초음파 진동원
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 엔빌은,
    상기 이송라인을 따라 주행하는 상기 접합 대상물과 접촉하며 회전되는 지지롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 혼은,
    상기 전극막 시트의 전해질막 가장자리 부분과 상기 제1 및 제2 서브 가스켓 시트를 가압원을 통해 150~250kPa의 가압력으로 가압하는 것을 특징으로 하는 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 초음파 진동원은,
    상기 혼에 연결되는 부스터(booster)와, 상기 부스터에 연결되는 컨버터(converter)로 구성되며, 100~200J의 초음파 진동을 상기 혼에 제공하는 것을 특징으로 하는 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치.
  7. 제3 항에 있어서,
    상기 혼은,
    상기 접합 대상물의 주행 방향으로 일정 구간 왕복 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 전극막 로딩부는 상기 전극막 시트를 진공 흡착하는 한 쌍의 그리퍼를 포함하되,
    상기 그리퍼는 상기 전극막 시트의 양측 단부를 진공 흡착하고, 상측을 향해 상호 반대 방향으로 틸팅 가능하게 설치되며, 상기 전극막 시트에 장력을 부여하는 것을 특징으로 하는 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 서브 가스켓 피딩부 측에 설치되며, 상기 제1 서브 가스켓 피딩부를 통해 피딩되는 상기 제1 서브 가스켓 시트에 상기 전극창을 일정 간격 이격되게 연속적으로 형성하는 제1 컷팅부와,
    상기 제2 서브 가스켓 피딩부 측에 설치되며, 상기 제2 서브 가스켓 피딩부를 통해 피딩되는 상기 제2 서브 가스켓 시트에 상기 전극창을 일정 간격 이격되게 연속적으로 형성하는 제2 컷팅부
    를 포함하는 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 MEA 접합부의 후방 측에 설치되며, 상기 MEA 접합부에 의해 상기 제1 서브 가스켓 시트 상에 전극막 시트 및 제2 서브 가스켓 시트가 접합된 MEA 시트를 롤 형태로 감는 MEA 리와인더
    를 포함하는 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 서브 가스켓 피딩부 측에 설치되며, 상기 제1 서브 가스켓 시트의 보호 필름을 회수하여 롤 형태로 감는 제1 필름 리와인더와,
    상기 제2 서브 가스켓 피딩부 측에 설치되며, 상기 제2 서브 가스켓 시트의 보호 필름을 회수하여 롤 형태로 감는 제2 필름 리와인더와,
    상기 MEA 리와인더 측에 설치되며, 상기 MEA 시트 상으로 롤 형태의 보호 필름을 풀어서 공급하는 필름 언와인더
    를 포함하는 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조장치.
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