KR20180068796A - Mea 제조시 가스켓 커팅시점의 설정방법, 및 설정시스템 - Google Patents

Mea 제조시 가스켓 커팅시점의 설정방법, 및 설정시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 MEA 제조시 가스켓 커팅시점의 설정방법은 전극층이 전해질막에 설정된 간격을 두고 형성된 반응시트를 일방향으로 이동시키는 단계, 고정된 비전을 이용하여 이동하는 상기 반응시트에서 상기 전해질막과 상기 전극층 사이의 경계영역을 촬영하는 단계, 상기 경계영역에서 상기 전극층의 형태에서 최선단과 최후단 사이에서 선단 기준선과 후단 기준선을 설정하는 단계, 상기 선단 기준선의 앞부분과 상기 후단 기준선의 뒷부분을 제외하고, 상기 선단 기준선과 상기 후단 기준선 사이에서 트리거 기준선을 연산하는 단계, 및 상기 트리거 기준선을 기준으로 상기 전해질막과 상기 전해질막의 경계부위에 부착될 가스켓의 커팅시점을 연산하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

MEA 제조시 가스켓 커팅시점의 설정방법, 및 설정시스템{SETTING METHOD OF GASKET CUTTING TIMING WHEN MANUFACUTRUING MEA, AND THE SETTING SYSTEM THEREOF}
본 발명은 전해질막에 전극층이 설정된 간격을 두고 배열되고, 전해질막과 전극층의 경계영역에 가스켓을 부착하기 위한 MEA 제조시 가스켓 커팅시점의 설정방법, 및 제조시스템에 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 가능하다.
연료전지는 막-전극 어셈블리(MEA: Membrane-Electrode Assembly)를 사이에 두고 이의 양측에 세퍼레이터(분리판)를 배치하여 구성될 수 있다. 이러한 연료전지는 다수 매로서 연속적으로 배열되며 연료전지 스택으로 구성될 수 있다.
연료전지의 핵심부품인 막-전극 어셈블리는 수소이온이 이동하는 전해질막(membrane)을 중심으로 양쪽에 전극층(electrode)으로서의 수소극과 공기극을 형성한다. 그리고 막-전극 어셈블리는 전극층 및 전해질막을 보호하고, 연료전지의 조립성을 확보하기 위한 서브 가스켓을 구비하고 있다.
상기 막-전극 어셈블리의 제조 과정에서, 롤 형태로 감긴 전해질막을 풀고, 그 전해질막의 양면에 전극층을 일정 간격(대략 150mm 피치) 이격되게 연속적으로 전사시키는 데칼(decal) 방식으로 전극시트를 제조한다.
그리고, 후 공정으로는 롤 형태로 감긴 전극시트를 풀어 이송시키며, 롤 형태의 서브 가스켓을 풀어 전극시트의 양면으로 위치시키고, 이들을 핫 롤러 사이로 통과시키며 전극시트의 양면에 서브 가스켓을 접합하는 롤-투-롤(roll-to-roll) 방식으로 막-전극 어셈블리 시트를 제조한다.
아울러, 막전극 어셈블리(MEA: membrane-electrode)와 가스확산시트(GDL: gas diffusion layer)를 서로 높은 온도로 접합하고, 이와 같이 접합된 접합체를 분리판과 교대로 적층하여 연료전지 셀을 제조한다.
한편, 전해질막에 전극층이 형성된 상태에서, 전극층과 전해질막의 경계영역에 상기 가스켓을 접합하는 과정에서, 반응영역에서 전해질막이 노출될 수 있으며, 전체적인 연료전지의 성능이 저하될 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 목적은 전해질막에 전극층이 형성되고, 이러한 전극층과 전해질막 사이의 경계영역의 정확한 위치에 가스켓을 부착하여, 전극층의 반응면에서 전해질막이 노출되는 것을 방지하여 전체적인 연료전지의 성능을 저하시키지 않는 MEA 제조시 가스켓 커팅시점의 설정방법, 및 설정시스템을 제공하는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 MEA 제조시 가스켓 커팅시점의 설정방법은 전극층이 전해질막에 설정된 간격을 두고 형성된 반응시트를 일방향으로 이동시키는 단계, 고정된 비전을 이용하여 이동하는 상기 반응시트에서 상기 전해질막과 상기 전극층 사이의 경계영역을 촬영하는 단계, 상기 경계영역에서 상기 전극층의 형태에서 최선단과 최후단 사이에서 선단 기준선과 후단 기준선을 설정하는 단계, 상기 선단 기준선의 앞부분과 상기 후단 기준선의 뒷부분을 제외하고, 상기 선단 기준선과 상기 후단 기준선 사이에서 트리거 기준선을 연산하는 단계, 및 상기 트리거 기준선을 기준으로 상기 전해질막과 상기 전해질막의 경계부위에 부착될 가스켓의 커팅시점을 연산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 선단 기준선과 상기 후단 기준선은 상기 최선단과 상기 최후단 사이에서 미리 설정된 지점일 수 있다.
상기 트리거 기준선은 상기 후단 기준선과 상기 선단 기준선 사이에서 상기 전극층 면적수치를 평균화하여 연산될 수 있다.
상기 반응시트의 제1이동속도를 감지하는 단계, 상기 트리거 기준선으로부터 상기 가스켓이 상기 반응시트에 압착되는 가압 기준선까지의 제1이동거리를 연산 또는 선택하는 단계, 상기 제1이동거리와 상기 제1이동속도에 따라서 상기 트리거 기준선이 상기 가압 기준선까지 도달하는 제1도달시간을 연산하는 단계, 및 상기 제1도달시간을 기준으로 커터가 상기 가스켓을 커팅하는 커팅시점을 연산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 커터로부터 상기 가압 기준선으로 이동하는 가스켓의 제2이동속도를 감지하는 단계, 상기 가스켓이 상기 커터로부터 상기 가압 기준선까지의 제2이동거리를 연산 또는 선택하는 단계, 상기 제2이동거리와 상기 제2이동속도에 따라서 상기 커터로부터 상기 가압 기준선까지 도달하는 제2도달시간을 연산하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1도달시간과 상기 제2도달시간을 기준으로 상기 커터가 상기 가스켓을 커팅하는 커팅시점을 연산할 수 있다.
상기 커팅시점은 상기 반응시트와 상기 가스켓의 장력 또는 운행조건에 따라서 오프셋값에 의해서 증감되도록 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 MEA 제조시 가스켓 커팅시점의 설정시스템은 전극층이 전해질막에 설정된 간격을 두고 배열되는 반응시트를 연속적으로 공급하도록 배치되는 메인 공급롤러, 상기 공급롤러와 설정된 거리를 두고 배치되고, 상기 공급롤러에서 풀린 반응시트를 말아 회수하도록 배치되는 메인 회수롤러, 상기 반응시트의 이동선상과 설정된 거리를 두고 배치되고, 가스켓이 말려있는 가스켓 공급롤러, 상기 가스켓 공급롤러에서 풀려서 이동하는 가스켓의 설정된 위치를 설정된 형태를 갖도록 커팅하도록 배치되는 가스켓 커터, 상기 메인 공급롤러에서 공급되는 반응시트에 상기 가스켓 커터에서 커팅된 가스켓을 부착하도록 상기 가스켓을 상기 반응시트에 가압하도록 배치되는 가스켓 가압롤러, 상기 메인 공급롤러와 상기 가스켓 가압롤러 사이에 배치되어 상기 반응시트에서 상기 전해질막과 상기 전극층 사이의 경계영역을 촬영하도록 배치되는 비전, 및 상기 비전에서 촬영된 상기 경계영역에서 상기 전극층의 형태에서 최선단과 최후단 사이에서 선단 기준선과 후단 기준선을 설정하고, 상기 선단 기준선의 앞부분과 상기 후단 기준선의 뒷부분을 제외하고, 상기 선단 기준선과 상기 후단 기준선 사이에서 트리거 기준선을 연산하며, 상기 트리거 기준선을 기준으로 상기 전해질막과 상기 전해질막의 경계부위에 부착될 상기 가스켓을 커팅하기 위한 상기 가스켓의 커팅시점을 연산하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 선단 기준선과 상기 후단 기준선은 상기 최선단과 상기 최후단 사이에서 미리 설정된 지점일 수 있다.
상기 트리거 기준선은 상기 후단 기준선과 상기 선단 기준선 사이에서 상기 전극층의 면적수치를 평균화하여 연산될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 반응시트의 제1이동속도를 감지하고, 상기 트리거 기준선으로부터 상기 가스켓이 상기 반응시트에 압착되는 가압 기준선까지의 제1이동거리를 연산 또는 선택하며, 상기 제1이동거리와 상기 제1이동속도에 따라서 상기 트리거 기준선이 상기 가압 기준선까지 도달하는 제1도달시간을 연산하며, 상기 제1도달시간을 기준으로 상기 가스켓을 커팅하는 커팅시점을 연산할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 커터로부터 상기 가압 기준선으로 이동하는 가스켓의 제2이동속도를 감지하고, 상기 가스켓이 상기 커터로부터 상기 가압 기준선까지의 제2이동거리를 연산 또는 선택하며, 상기 제2이동거리와 상기 제2이동속도에 따라서 상기 커터로부터 상기 가압 기준선까지 도달하는 제2도달시간을 연산하고, 상기 제1도달시간과 상기 제2도달시간을 기준으로 상기 커터가 상기 가스켓을 커팅하는 커팅시점을 연산할 수 있다.
상기 커팅시점은 상기 반응시트 및 상기 가스켓의 장력 또는 운행조건에 따라서 오프셋값에 의해서 증감되도록 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 가스켓 가압롤러와 상기 메인 회수롤러 사이에 배치되어 상기 반응시트에 상기 가스켓을 설정온도 이상에서 가압하는 핫롤러를 더 포함할 수 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따라서, 전해질막과 전극층의 경계부위를 비전으로 촬영하고, 가스켓을 커팅하기 위한 트리거 기준선을 연산하여, 보다 정확한 타이밍에 가스켓을 커팅하고 공급함으로써, 보다 정확한 위치에 가스켓을 부착할 수 있다.
따라서, 전극층의 반응면에서 전해질막이 노출되는 것을 방지하여 전체적인 연료전지의 성능을 향상시킬 수 있다.
즉, 비전이 전극의 가장자리 형태에 따라서 설정된 트리거 기준선을 연산하고, 상기 트리거 기준선을 기준으로 가스켓 커터가 적절한 시기에 가스켓을 커팅한다.
따라서, 상기 가스켓이 상기 전극층의 가장자리를 모두 커버하여, 상기 가스켓의 안쪽에 반응면에 상기 전극층이 노출되지 않아서, 전체적인 성능이 안정적으로 유지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스켓을 커팅하는 MEA 제조시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전해질막과 전극층의 일부 상세 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전해질막과 전극층에 가스켓이 부착된 상태를 보여주는 일부 상세 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전해질막과 전극층의 경계영역을 촬영한 일부 상세 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전해질막과 전극층의 경계영역에서 선단기준선과 후단기준선을 보여주는 일부 상세 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전해질막과 전극층의 경계영역에서 트리거 기준선을 보여주는 일부 상세 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 트리거 기준선, 가압 기준선, 및 커터기준선 사이의 관계를 보여주는 표이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 커터작동시점을 설정하기 위한 인자들을 보여주는 수식이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 MEA 제조시 가스켓 커팅시점의 설정방법을 보여주는 플로우차트이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 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.
단, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다.
하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스켓을 커팅하는 MEA 제조시스템의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, MEA 제조시스템은 메인 공급롤러(102), 메인 회수롤러(103), 전해질막(100), 전극층(105), 비전(110), 가스켓(115), 가스켓 커터(120), 가스켓 공급롤러(122), 가스켓 가압롤러(130), 핫롤러(125), 및 제어부(150)를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 전해질막(100)에 상기 전극층(105)이 설정된 간격을 두고 형성되고, 편의상 상기 전해질막(100)과 상기 전극층(105)을 하나의 반응시트이라고 지칭할 수 있다.
상기 반응시트는 상기 메인 공급롤러(102)에 감겨있고, 반응시트는 순차적으로 상기 가스켓 가압롤러(130), 및 상기 핫롤러(125)를 지나고, 상기 메인 회수롤러(103)에 다시 감긴다. 상기 가스켓 가압롤러에서 커팅된 가스켓이 부착되고, 상기 핫롤러(125)는 이를 설정된 온도에서 다시 가압한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 가스켓(115)은 보호시트 위에 부착되어 있고, 이들은 상기 가스켓 공급롤러(122)에 말려있다. 아울러, 상기 가스켓 공급롤러(122)는 가스켓과 보호시트를 함께 연속적으로 공급한다.
상기 가스켓 커터(120)는 보호시트 위의 가스켓을 상기 전극층과 대응하는 네모난 창 형태로 커팅하도록 배치되고, 커팅된 상기 가스켓(115)은 상기 가스켓 가압롤러(130)의 가압면에 부착된 상태에서 상기 반응시트에 가압되어 부착된다.
상기 핫롤러(125)는 상기 가스켓(115), 상기 전해질막(100), 및 상기 전극층(105)을 설정된 온도에서 가압하며, 완성된 MEA는 상기 메인 회수롤러(103)에 감긴다.
상기 가스켓 커터(120)에 의해서 커팅된 가스켓(115)은 보호필름에 부착된 상태로 이동하며, 커팅된 상기 가스켓(115)은 상기 가스켓 가압롤러(130)의 외주면에 부착되고, 보호필름은 회수롤러에 의해서 회수된다.
상기 제어부(150)는 상기 비전(110)을 통해서 전해질막(100)과 전극층(105)의 위치를 감지하고, 상기 가스켓 커터(120)를 작동시켜, 상기 가스켓(115)을 커팅한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제어부(150)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 마이크로 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 후술하는 본 발명의 실시예에 따른 방법을 수행하기 위한 일련의 명령을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전해질막과 전극층의 일부 상세 평면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 비전(110)이 상기 전해질막(100)과 상기 전극층(105) 사이의 경계영역을 촬영하고, 상기 전극층(105)이 잘려진 부분에는 산과 골(crest and root)의 구조를 가지며, 산과 대응하여 최선단 라인(210)이 형성되고, 골과 대응하여 최후단 라인이 형성된다.
상기 최선단 라인(210)과 상기 최후단 라인(200) 사이에는 상기 비전(110)에 대응하는 비전 센터라인(220)이 형성된다.
만약에, 상기 비전(110)이 상기 최선단 라인(210)을 감지하면, 상기 전극층(105)의 위치가 앞쪽으로 설정되어, 상기 가스켓 커터(120)가 설정된 시간보다 빠르게 커팅되고, 상기 가스켓(115)이 상기 전극층(105)의 가장자리를 모두 커버하지 못하고, 상기 가스켓(115)의 안쪽에 반응면에 상기 전극층(105)이 노출되어 전체적인 성능이 저하될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전해질막과 전극층에 가스켓이 부착된 상태를 보여주는 일부 상세 평면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에서는 상기 비전(110)이 상기 최선단 라인(210)과 상기 최후단 라인(200) 사이의 상기 전극층(105)의 가장자리 형태에 따라서 설정된 트리거 기준선(600)을 연산하고, 상기 트리거 기준선(600)을 기준으로 상기 가스켓 커터(120)가 작동되어 적절한 시기에 가스켓(115)을 커팅한다.
따라서, 상기 가스켓(115)이 상기 전극층(105)의 가장자리를 모두 커버하여, 상기 가스켓(115)의 반응면에 상기 전극층(105)이 노출되지 않아서, 전체적인 성능이 안정적으로 유지될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전해질막과 전극층의 경계영역을 촬영한 일부 상세 평면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 비전(110)에 의해서 감지된 화면을 기준으로, 전해질막(100)과 전극층(105)이 형성되고, 이들 경계영역의 중심부에 비전 센터라인(220)이 형성된다. 상기 비전 센터라인(220)은 설명의 편의를 위해서 미리 설정될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전해질막과 전극층의 경계영역에서 선단기준선과 후단기준선을 보여주는 일부 상세 평면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 최선단 라인(210)과 상기 최후단 라인(200) 사이에서 선단 기준선(500)과 후단 기준선(505)이 제어부(150)에 의해서 설정된다. 상기 선단 기준선(500)과 상기 후단 기준선(505)은 미리 설정된 비율로 제어부(150)에 의해서 설정될 수 있다. 여기서, 상기 비전 센터라인(220)은 상기 선단 기준선(500)과 상기 후단 기준선(505) 사이에 위치한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전해질막과 전극층의 경계영역에서 트리거 기준선을 보여주는 일부 상세 평면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 제어부(150)는 상기 선단 기준선(500)의 외측과 상기 후단 기준선(505)의 외측은 제외하고, 상기 선단 기준선(500)과 상기 후단 기준선(505) 사이에서 상기 전극층(105)의 면적을 연산하고, 상기 제어부(150)는 상기 전극층(105)의 면적을 평균화하여 트리거 기준선(600)을 연산한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제어부(150)는 상기 트리거 기준선(600)을 기준으로 상기 가스켓 커터(120)의 작동시점을 연산하여, 보장 정확한 위치에 상기 가스켓(115)이 상기 전극층(105)과 상기 전해질막(100)의 경계영역에 부착되어, 상기 전해질막(100)이 반응영역 안에서 노출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 트리거 기준선, 가압 기준선, 및 커터기준선 사이의 관계를 보여주는 표이다.
도 7을 참조하면, 트리거 기준선(600)과 가압 기준선(700)이 형성된다. 상기 가압 기준선(700)은 상기 가스켓 가압롤러(130)가 가스켓(115)을 상기 반응시트를 가압하는 위치이며, 이는 미리 설정될 수 있다.
아울러, 상기 트리거 기준선(600)은 상기 비전(110)과 상기 제어부(150)에 의해서 도 4, 5, 및 6에 의해서 설명된 내용을 기초로 연산된다.
상기 트리거 기준선(600)과 상기 가스켓 가압롤러(130) 사이의 거리와 상기 반응시트의 이동속도에 따라서 제1도달시간이 연산된다.
마찬가지로, 상기 가스켓 커터(120)가 상기 가스켓(115)을 커팅하는 커팅 기준선(710)과 가압 기준선(700) 사이에 거리와 상기 가스켓(115)의 이동속도에 따라서 제2도달시간이 연산된다.
따라서, 본 발명의 실시예에서, 상기 트리거 기준선(600)을 기준으로 상기 커팅 기준선(710)은 0.1분 이후에 설정된다. 즉, 상기 트리거 기준선(600)을 기준으로 0.1분 이후에 상기 가스켓 커터(120)가 작동되어 상기 가스켓(115)을 설정된 형태로 커팅함으로써 정확한 위치에 가스켓(115)이 반응시트 상에 부착될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 커터작동시점을 설정하기 위한 인자들을 보여주는 수식이다.
도 8을 참조하면, 상기 가스켓 커터(120)의 커팅기준시점(710)은 트리거 기준선(600), 반응시트와 가스켓(115)의 이동속도, 상기 트리거 기준선(600)과 가압 기준선(700) 사이의 거리, 상기 가스켓(115)과 가압 기준선(700) 사이의 거리, 및 오프셋값에 의해서 연산될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 이동속도는 속도감지부에 의해서 실시간으로 감지될 수 있고, 상기 트리거 기준선(600)은 상기 제어부(150)에 의해서 연산되며, 거리는 미리 설정되고, 상기 오프셋값은 반응시트와 가스켓(115)의 장력과 기계적/전기적 오차, 설계사양, 운전조건, 및 외부조건에 따라서 미리 설정되거나, 작업 중 작업자에 의해서 임의로 보정될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 MEA 제조시 가스켓 커팅시점의 설정방법을 보여주는 플로우차트이다.
도 9를 참조하면, 상기 제어부(150)는 S900에서 상기 비전(110)을 통해서 상기 전해질막(100)과 상기 전극층(105) 사이의 경계영역을 촬영한다.
다음, S910에서, 상기 제어부(150)는 상기 전극층(105)의 최선단과 최후단 사이에서 선단 기준선(500)과 후단 기준선(505)을 연산 또는 선택한다.
다음, S920에서 상기 제어부(150)는 상기 선단 기준선(500)과 상기 후단 기준선(505)의 외부를 제외하고, 상기 선단 기준선(500)과 상기 후단 기준선(505) 사이의 영역에서, 트리거 기준선(600)을 연산한다. 여기서, 상기 트리거 기준선(600)은 상기 전극층(105)의 면적을 평균화하여 연산될 수 있다.
다음, S930에서 상기 제어부(150)는 연산된 상기 트리거 기준선(600)과 가압시점 사이의 거리, 및 반응시트의 이동속도를 이용하여 제1도달시간을 연산하고, S940에서 가스켓 커터(120)와 가압 기준선(700) 사이의 거리 및 가스켓(115)의 이동속도를 이용하여 제2도달시간을 연산한다.
그리고, 상기 제어부(150)는 상기 제1,2도달시간과, 오프셋값을 이용하여 상기 가스켓 커터(120)의 작동시점을 연산하고, 상기 가스켓 커터(120)를 작동시킨다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100: 전해질막 102: 메인 공급롤러
103: 메인 회수롤러 105: 전극층
100, 105: 반응시트 110: 비전
115: 가스켓 122: 가스켓 공급롤러
120: 가스켓 커터 125: 핫롤러
130: 가스켓 가압롤러 150: 제어부
200: 최후단 라인 210: 최선단 라인
220: 비전 센터라인 500: 선단 기준선
505: 후단 기준선 600: 트리거 기준선
700: 가압 기준선 710: 커팅 기준선

Claims (13)

  1. 전극층이 전해질막에 설정된 간격을 두고 형성된 반응시트를 일방향으로 이동시키는 단계;
    고정된 비전을 이용하여 이동하는 상기 반응시트에서 상기 전해질막과 상기 전극층 사이의 경계영역을 촬영하는 단계;
    상기 경계영역에서 상기 전극층의 형태에서 최선단과 최후단 사이에서 선단 기준선과 후단 기준선을 설정하는 단계;
    상기 선단 기준선의 앞부분과 상기 후단 기준선의 뒷부분을 제외하고, 상기 선단 기준선과 상기 후단 기준선 사이에서 트리거 기준선을 연산하는 단계; 및
    상기 트리거 기준선을 기준으로 상기 전해질막과 상기 전해질막의 경계부위에 부착될 가스켓의 커팅시점을 연산하는 단계;
    를 포함하는 MEA 제조시 가스켓 커팅시점의 설정방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 선단 기준선과 상기 후단 기준선은 상기 최선단과 상기 최후단 사이에서 미리 설정된 지점인 것을 특징으로 하는 MEA 제조시 가스켓 커팅시점의 설정방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 트리거 기준선은 상기 후단 기준선과 상기 선단 기준선 사이에서 상기 전극층 면적수치를 평균화하여 연산된 것을 특징으로 하는 MEA 제조시 가스켓 커팅시점의 설정방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 반응시트의 제1이동속도를 감지하는 단계;
    상기 트리거 기준선으로부터 상기 가스켓이 상기 반응시트에 압착되는 가압 기준선까지의 제1이동거리를 연산 또는 선택하는 단계;
    상기 제1이동거리와 상기 제1이동속도에 따라서 상기 트리거 기준선이 상기 가압 기준선까지 도달하는 제1도달시간을 연산하는 단계; 및
    상기 제1도달시간을 기준으로 커터가 상기 가스켓을 커팅하는 커팅시점을 연산하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 MEA 제조시 가스켓 커팅시점의 설정방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 커터로부터 상기 가압 기준선으로 이동하는 가스켓의 제2이동속도를 감지하는 단계;
    상기 가스켓이 상기 커터로부터 상기 가압 기준선까지의 제2이동거리를 연산 또는 선택하는 단계;
    상기 제2이동거리와 상기 제2이동속도에 따라서 상기 커터로부터 상기 가압 기준선까지 도달하는 제2도달시간을 연산하는 단계; 를 더 포함하고,
    상기 제1도달시간과 상기 제2도달시간을 기준으로 상기 커터가 상기 가스켓을 커팅하는 커팅시점을 연산하는 것을 특징으로 하는 MEA 제조시 가스켓 커팅시점의 설정방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 커팅시점은 상기 반응시트와 상기 가스켓의 장력 또는 운행조건에 따라서 오프셋값에 의해서 증감되도록 보정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 MEA 제조시 가스켓 커팅시점의 설정방법.
  7. 전극층이 전해질막에 설정된 간격을 두고 배열되는 반응시트를 연속적으로 공급하도록 배치되는 메인 공급롤러;
    상기 공급롤러와 설정된 거리를 두고 배치되고, 상기 공급롤러에서 풀린 반응시트를 말아 회수하도록 배치되는 메인 회수롤러;
    상기 반응시트의 이동선상과 설정된 거리를 두고 배치되고, 가스켓이 말려있는 가스켓 공급롤러;
    상기 가스켓 공급롤러에서 풀려서 이동하는 가스켓의 설정된 위치를 설정된 형태를 갖도록 커팅하도록 배치되는 가스켓 커터;
    상기 메인 공급롤러에서 공급되는 반응시트에 상기 가스켓 커터에서 커팅된 가스켓을 부착하도록 상기 가스켓을 상기 반응시트에 가압하도록 배치되는 가스켓 가압롤러;
    상기 메인 공급롤러와 상기 가스켓 가압롤러 사이에 배치되어 상기 반응시트에서 상기 전해질막과 상기 전극층 사이의 경계영역을 촬영하도록 배치되는 비전; 및
    상기 비전에서 촬영된 상기 경계영역에서 상기 전극층의 형태에서 최선단과 최후단 사이에서 선단 기준선과 후단 기준선을 설정하고, 상기 선단 기준선의 앞부분과 상기 후단 기준선의 뒷부분을 제외하고, 상기 선단 기준선과 상기 후단 기준선 사이에서 트리거 기준선을 연산하며, 상기 트리거 기준선을 기준으로 상기 전해질막과 상기 전해질막의 경계부위에 부착될 상기 가스켓을 커팅하기 위한 상기 가스켓의 커팅시점을 연산하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 MEA 제조시 가스켓 커팅시점의 설정시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 선단 기준선과 상기 후단 기준선은 상기 최선단과 상기 최후단 사이에서 미리 설정된 지점인 것을 특징으로 하는 MEA 제조시 가스켓 커팅시점의 설정시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 트리거 기준선은 상기 후단 기준선과 상기 선단 기준선 사이에서 상기 전극층의 면적수치를 평균화하여 연산된 것을 특징으로 하는 MEA 제조시 가스켓 커팅시점의 설정시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 반응시트의 제1이동속도를 감지하고, 상기 트리거 기준선으로부터 상기 가스켓이 상기 반응시트에 압착되는 가압 기준선까지의 제1이동거리를 연산 또는 선택하며, 상기 제1이동거리와 상기 제1이동속도에 따라서 상기 트리거 기준선이 상기 가압 기준선까지 도달하는 제1도달시간을 연산하며, 상기 제1도달시간을 기준으로 상기 가스켓을 커팅하는 커팅시점을 연산하는 것을 특징으로 하는 MEA 제조시 가스켓 커팅시점의 설정시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 커터로부터 상기 가압 기준선으로 이동하는 가스켓의 제2이동속도를 감지하고, 상기 가스켓이 상기 커터로부터 상기 가압 기준선까지의 제2이동거리를 연산 또는 선택하며, 상기 제2이동거리와 상기 제2이동속도에 따라서 상기 커터로부터 상기 가압 기준선까지 도달하는 제2도달시간을 연산하고, 상기 제1도달시간과 상기 제2도달시간을 기준으로 상기 커터가 상기 가스켓을 커팅하는 커팅시점을 연산하는 것을 특징으로 하는 MEA 제조시 가스켓 커팅시점의 설정시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 커팅시점은 상기 반응시트 및 상기 가스켓의 장력 또는 운행조건에 따라서 오프셋값에 의해서 증감되도록 보정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 MEA 제조시 가스켓 커팅시점의 설정시스템.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 가스켓 가압롤러와 상기 메인 회수롤러 사이에 배치되어 상기 반응시트에 상기 가스켓을 설정온도 이상에서 가압하는 핫롤러;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MEA 제조시 가스켓 커팅시점의 설정시스템.
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