KR20210046959A - 막-가스켓 어셈블리의 제조방법 및 제조장치 - Google Patents

막-가스켓 어셈블리의 제조방법 및 제조장치 Download PDF

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Abstract

전해질막에 주름이나 기포가 발생하는 것을 방지하여 제품의 불량률을 낮출 수 있을 뿐만 아니라 고가의 전해질막이 낭비되는 것을 방지하여 제조비용을 절감할 수 있는 연료전지용 막-가스켓 어셈블리를 연속적으로 제조할 수 있는 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 방법은 점착성 캐리어 필름을 공급하는 단계; 소정 간격으로 이격되어 있는 다수의 제1 전극 윈도우들을 갖는 제1 서브 가스켓 필름을 공급하는 단계; 상기 점착성 캐리어 필름 상에 상기 제1 서브 가스켓 필름을 라미네이팅하는 단계; 상기 다수의 제1 전극 윈도우들을 그에 대응하는 각각의 전해질막들로 덮는 단계; 소정 간격으로 이격되어 있는 다수의 제2 전극 윈도우들을 갖는 제2 서브 가스켓 필름을 공급하는 단계; 및 상기 다수의 제1 전극 윈도우들 각각이 그에 대응하는 전해질막으로 덮여 있는 상기 제1 서브 가스켓 필름 상에 상기 제2 서브 가스켓 필름을 라미네이팅하는 단계를 포함한다.

Description

막-가스켓 어셈블리의 제조방법 및 제조장치{Method and Apparatus for Manufacturing Membrane-Gasket Assembly}
본 발명은 막-가스켓 어셈블리의 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 전해질막에 주름이나 기포가 발생하는 것을 방지하여 제품의 불량률을 낮출 수 있을 뿐만 아니라 고가의 전해질막이 낭비되는 것을 방지하여 제조비용을 절감할 수 있는 연료전지용 막-가스켓 어셈블리를 연속적으로 제조할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.
막 전극 어셈블리(Membrane Electrode Assembly: MEA)와 세퍼레이터(separator)['바이폴라 플레이트(bipolar plate)'라고 지칭되기도 함]로 이루어진 단위 셀(unit cell)들의 적층 구조를 이용하여 전기를 발생시키는 고분자 전해질막 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell: PEMFC)는 높은 에너지 효율성과 친환경적 특징으로 인해 화석 에너지를 대체할 수 있는 차세대 에너지원으로 주목 받고 있다.
상기 막 전극 어셈블리는 일반적으로 산화극(anode)('연료극'이라고도 지칭됨), 환원극(cathode)('공기극'이라고도 지칭됨), 및 이들 사이의 고분자 전해질막(polymer electrolyte membrane)을 포함한다.
수소 가스와 같은 연료가 산화극에 공급되면, 산화극에서는 수소의 산화반응에 의해 수소 이온(H+)과 전자(e-)가 생성된다. 생성된 수소 이온은 고분자 전해질막을 통해 환원극으로 전달되고, 생성된 전자는 외부 회로를 통해 환원극에 전달된다. 환원극에 공급되는 산소가 상기 수소이온 및 상기 전자와 결합하여 환원됨으로써 물이 생성된다.
일반적으로, 산화극을 노출시키는 전극 윈도우(electrode window)를 갖는 제1 서브 가스켓 및 환원극을 노출시키는 전극 윈도우를 갖는 제2 서브 가스켓이 상기 고분자 전해질막의 제1 면 및 그 반대편의 제2 면에 각각 제공된다.
상기 제1 및 제2 서브 가스켓들은 (i) 연료전지 운전 중에 상기 고분자 전해질막이 팽윤 및 수축을 반복함에 따라 고분자 전해질막의 에지 부분에 파손이 야기되는 것을 방지하고, (ii) 극도로 얇은 고분자 전해질막 및/또는 막-전극 어셈블리(산화극:전해질막:환원극의 3층 구조)의 취급성(handling)을 향상시키며, (iii) 수소 가스 및 산소 가스의 누출을 방지하기 위한 구성요소들이다.
막-전극 어셈블리의 생산성을 향상시키기 위하여 롤-투-롤(roll-to-roll) 방식의 연속 공정을 채택할 필요가 있다.
통상적으로, 연속 필름 형태로 제공되는 고분자 전해질막의 양 면들 상에 산화극들 및 환원극들을 각각 소정 간격으로 연속적으로 형성하고, 이렇게 얻어지는 CCM(Catalyst Coated Membrane)을 와인딩 롤러(winding roller)에 감는다. 이어서, 상기 CCM의 양 면들 상에 상기 제1 및 제2 서브 가스켓들을 각각 접합하기 위한 장소로 상기 와인딩 롤러를 옮긴다. 상기 와인딩 롤러의 CCM을 언와인딩(unwinding)함으로써 연속 필름 형태로 제공되는 CCM의 양 면들 상에, 전극 윈도우들이 소정 간격으로 각각 형성되어 있는 제1 및 제2 서브 가스켓 필름들을 각각 라미네이팅하며, 이렇게 얻어진 적층체를 절단하여 개별 막-전극 어셈블리들을 형성한다.
그러나, 상기 고분자 전해질막은 온도 및 습도에 따른 형태 변형에 취약할 뿐만 아니라, 상기 CCM 제조 공정 중에 상기 고분자 전해질막의 적어도 일 면 상에 부착되어 있던 보호 필름을 박리하여야 하는데 이 과정에서 상기 고분자 전해질막에 주름 및/또는 기포가 유발되고, 이것은 막-전극 어셈블리의 불량률을 증가시킨다.
더욱이, 막-전극 어셈블리의 원가의 상당 부분을 차지하는 고분자 전해질막이 연속 필름 형태로 제공되기 때문에 전기 발생에 아무런 기여를 하지 않는 영역(즉, 전극들과 중첩되지 않은'비활성 영역')이 상당 부분 존재하게 되어 막-전극 어셈블리의 제조비용 상승을 유발한다.
따라서, 본 발명은 위와 같은 관련 기술의 제한 및 단점들에 기인한 문제점들을 방지할 수 있는 연료전지용 막-가스켓 어셈블리의 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 관점은, 전해질막에 주름이나 기포가 발생하는 것을 방지하여 제품의 불량률을 낮출 수 있을 뿐만 아니라 고가의 전해질막이 낭비되는 것을 방지하여 제조비용을 절감할 수 있는 막-가스켓 어셈블리를 연속적으로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 관점은, 전해질막에 주름이나 기포가 발생하는 것을 방지하여 제품의 불량률을 낮출 수 있을 뿐만 아니라 고가의 전해질막이 낭비되는 것을 방지하여 제조비용을 절감할 수 있는 막-가스켓 어셈블리를 연속적으로 제조할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
위에서 언급된 본 발명의 관점 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 설명되거나, 그러한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
위와 같은 본 발명의 일 관점에 따라, 점착성 캐리어 필름을 공급하는 단계; 소정 간격으로 이격되어 있는 다수의 제1 전극 윈도우들을 갖는 제1 서브 가스켓 필름을 공급하는 단계; 상기 점착성 캐리어 필름 상에 상기 제1 서브 가스켓 필름을 라미네이팅하는 단계; 상기 다수의 제1 전극 윈도우들을 그에 대응하는 각각의 전해질막들로 덮는 단계; 소정 간격으로 이격되어 있는 다수의 제2 전극 윈도우들을 갖는 제2 서브 가스켓 필름을 공급하는 단계; 및 상기 다수의 제1 전극 윈도우들 각각이 그에 대응하는 전해질막으로 덮여 있는 상기 제1 서브 가스켓 필름 상에 상기 제2 서브 가스켓 필름을 라미네이팅하는 단계를 포함하는, 막-가스켓 어셈블리의 제조방법이 제공된다.
상기 점착성 캐리어 필름 공급 단계는, 캐리어층(carrier layer), 상기 캐리어층 상의 점착층(adhesive layer), 및 상기 점착층 상의 이형 라이너(release liner)를 포함하는 초기 캐리어 필름(initial carrier film)을 공급하는 단계; 및 상기 이형 라이너를 박리(peel)하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 서브 가스켓 필름 공급 단계는, 제1 가스켓층(gasket layer), 상기 제1 가스켓층 상의 제1 점착층, 및 상기 제1 점착층 상의 제1 이형 라이너를 포함하는 제1 초기 가스켓 필름을 공급하는 단계; 상기 제1 전극 윈도우들을 형성하는 단계; 및 상기 제1 이형 라이너를 박리하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 전극 윈도우들은 상기 제1 초기 가스켓 필름의 이동 방향을 따라 소정 간격을 두고 순차적으로 형성될 수 있다.
상기 제1 전극 윈도우들 형성 단계는, 상기 제1 전극 윈도우들 각각의 윤곽을 따라 상기 제1 가스켓층 및 상기 제1 점착층을 절단하는 단계; 및 상기 제1 전극 윈도우들 각각에 대응하는 상기 제1 가스켓층과 상기 제1 점착층의 부분들을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 가스켓층과 상기 제1 점착층의 부분들 제거 단계는 상기 제1 이형 라이너 박리 단계와 동시에 수행될 수 있다.
상기 제조방법은 상기 제1 초기 가스켓 필름에 제공되어 있는 기준 위치 지표(reference position indicator)를 센싱하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 제1 가스켓층 및 상기 제1 점착층 절단 단계는 상기 기준 위치 지표 센싱 결과에 기초하여 수행될 수 있다.
상기 기준 위치 지표는 상기 제1 가스켓층 상의 아이 마크(eye mark)이거나 상기 제1 초기 가스켓 필름에 형성되어 있는 천공(perforation)일 수 있다.
상기 제1 전극 윈도우들을 그에 대응하는 각각의 전해질막들로 덮는 단계는, 상기 전해질막 및 상기 전해질막 상의 보호 필름을 포함하며 상기 제1 전극 윈도우에 대응하는 형태를 갖는 초기 전해질막을 준비하는 단계; 상기 초기 전해질막을 그에 대응하는 상기 제1 전극 윈도우와 정렬(align)시키는 단계; 상기 제1 전극 윈도우에 의해 노출된 상기 점착성 캐리어 필름의 부분에 상기 전해질막의 중심부가 부착되고 상기 제1 전극 윈도우를 둘러싸는 상기 제1 서브 가스켓 필름의 부분에 상기 전해질막의 가장자리부가 부착되도록, 상기 초기 전해질막을 상기 점착성 캐리어 필름 및 상기 제1 서브 가스켓 필름 상에 라미네이팅하는 단계; 및 이어서, 상기 보호 필름을 박리하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제조방법은 상기 제1 서브 가스켓 필름에 제공되어 있는 기준 위치 지표를 센싱하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 초기 전해질막은 상기 기준 위치 지표 센싱 결과에 기초하여 상기 제1 전극 윈도우와 정렬될 수 있다.
상기 제2 서브 가스켓 필름 공급 단계는, 제2 가스켓층, 상기 제2 가스켓층 상의 제2 점착층, 및 상기 제2 점착층 상의 제2 이형 라이너를 포함하는 제2 초기 가스켓 필름을 공급하는 단계; 상기 제2 전극 윈도우들을 형성하는 단계; 및 상기 제2 이형 라이너를 박리하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 전극 윈도우들은 상기 제2 초기 가스켓 필름의 이동 방향을 따라 소정 간격을 두고 순차적으로 형성될 수 있다.
상기 제2 전극 윈도우들 형성 단계는, 상기 제2 전극 윈도우들 각각의 윤곽을 따라 상기 제2 가스켓층 및 상기 제2 점착층을 절단하는 단계; 및 상기 제2 전극 윈도우들 각각에 대응하는 상기 제2 가스켓층과 상기 제2 점착층의 부분들을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 가스켓층과 상기 제2 점착층의 부분들 제거 단계는 상기 제2 이형 라이너 박리 단계와 동시에 수행될 수 있다.
상기 제조방법은 상기 제1 서브 가스켓 필름에 제공되어 있는 기준 위치 지표를 센싱하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 제2 가스켓층 및 상기 제2 점착층 절단 단계는 상기 기준 위치 지표 센싱 결과에 기초하여 수행될 수 있다.
상기 제조방법은 상기 제1 전극 윈도우들 각각을 덮고 있는 상기 전해질막의 에지부를 센싱하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 제2 가스켓층 및 상기 제2 점착층 절단 단계는 상기 에지부 센싱 결과에 기초하여 수행될 수 있다.
상기 에지부 센싱 단계는 상기 제1 서브 가스켓 필름과 상기 전해질막의 색상 차이 또는 광 투과도 차이에 기초하여 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따라, 제1 서브 가스켓 필름이 라미네이팅되어 있는 점착성 캐리어 필름을 지지할 수 있도록 구성된 베이스 플레이트(base plate); 상기 제1 서브 가스켓 필름의 제1 전극 윈도우가 덮이도록 초기 전해질막을 상기 점착성 캐리어 필름 및 상기 제1 서브 가스켓 필름 상에 접합시키기 위한 라미네이터 - 상기 초기 전해질막은 전해질막 및 상기 전해질막 상의 보호 필름을 포함함 -; 및 상기 보호 필름을 상기 초기 전해질막으로부터 제거하기 위한 수단을 포함하는, 막-가스켓 어셈블리의 제조장치가 제공된다.
상기 베이스 플레이트는 연속적으로 공급되는 상기 점착성 캐리어 필름 및 상기 제1 서브 가스켓 필름이 상기 베이스 플레이트 위를 지나가도록 배치되어 있고, 상기 라미네이터는, 상기 점착성 캐리어 필름 및 상기 제1 서브 가스켓 필름의 이동 방향에 대하여 상기 제1 전극 윈도우의 전방에 위치한 상기 제1 서브 가스켓 필름의 일부 상에 상기 초기 전해질막의 일단을 부착시킨 후, 상기 점착성 캐리어 필름 및 상기 제1 서브 가스켓 필름이 연속적으로 이동함에 따라 상기 초기 전해질막을 연속적으로 릴리스(release)할 수 있도록 구성된 홀딩 플레이트(holding plate); 및 상기 홀딩 프레이트로부터 릴리스되는 상기 초기 전해질막의 부분을 상기 베이스 플레이트를 향해 가압함으로써 상기 제1 전극 윈도우에 의해 노출되어 있는 상기 점착성 캐리어 필름의 노출부 상에 접합시킬 수 있도록 구성된 라미네이팅 롤러(laminating roller)를 포함할 수 있다.
대안적으로, 상기 라미네이터는, 상기 초기 전해질막의 일단 및 그 반대편의 타단을 상기 제1 서브 가스켓 필름 상에 부착할 수 있도록 구성된 홀더; 및 상기 초기 전해질막의 상기 일단 및 상기 타단 사이의 중앙부의 적어도 일부를 상기 제1 전극 윈도우에 의해 노출되어 있는 상기 점착성 캐리어 필름의 노출부 상에 부착시킬 수 있도록 구성된 라미네이팅 롤러를 포함할 수도 있다.
상기 홀더는, 상기 초기 전해질막의 상기 일단을 상기 제1 서브 가스켓 필름 상에 부착할 수 있도록 구성된 제1 암(arm); 및 상기 초기 전해질막의 상기 타단을 상기 제1 서브 가스켓 필름 상에 부착할 수 있도록 구성된 제2 암을 포함할 수 있고, 상기 초기 전해질막의 상기 일단이 상기 제1 암에 의해 상기 제1 서브 가스켓 필름 상에 부착된 후에 상기 초기 전해질막의 상기 타단이 상기 제2 암에 의해 상기 제1 서브 가스켓 필름 상에 부착될 수 있고, 상기 초기 전해질막의 상기 일단이 상기 제1 암에 의해 상기 제1 서브 가스켓 필름 상에 부착된 후에, 그러나 상기 초기 전해질막의 상기 타단이 상기 제2 암에 의해 상기 제1 서브 가스켓 필름 상에 부착되기 전에, 상기 초기 전해질막의 상기 중앙부의 적어도 일부가 상기 점착성 캐리어 필름의 노출부 상에 부착될 수 있다.
상기 보호 필름 제거 수단은, 점착성 밴드를 연속적으로 공급할 수 있도록 구성된 밴드 공급 롤러(band-supplying roller); 및 상기 점착성 밴드를 상기 보호 필름 상에 부착시킨 후 상기 보호 필름과 함께 상기 제1 서브 가스켓 필름 및 상기 전해질막으로부터 분리시킬 수 있도록 구성된 한 쌍의 본딩 롤러들(bonding rollers)을 포함할 수 있다.
위와 같은 본 발명에 대한 일반적 서술은 본 발명을 예시하거나 설명하기 위한 것일 뿐으로서, 본 발명의 권리범위를 제한하지 않는다.
본 발명에 의하면, 연료전지용 막-가스켓 어셈블리를 롤-투-롤 공정을 통해 연속적으로 제조함에 있어서, 온도 및 습도에 따른 형태 변형에 취약한 전해질막에 주름 또는 기포가 유발되는 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 막-전극 어셈블리의 불량률을 감소시킬 수 있다.
또한, 롤-투-롤 공정을 통해 높은 생산성으로 막-가스켓 어셈블리를 제조함에도 불구하고, 전기 발생에 기여하지 않는 비활성 영역이 전해질막에 존재하지 않도록 하거나 최소한도로 존재하도록 함으로써 그 제조비용을 획기적으로 절감할 수 있다.
첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕고 본 명세서의 일부를 구성하기 위한 것으로서, 본 발명의 실시예들을 예시하며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 점착성 캐리어 필름 상에 제1 서브 가스켓 필름을 라미네이팅하는 공정 및 장치를 개략적으로 보여주고,
도 2는 제1 전극 윈도우를 그에 대응하는 초기 전해질막으로 덮기 위한 본 발명의 2가지 선택적(alternative) 실시예들의 공정들 및 장치들을 개략적으로 보여주며,
도 3은 상기 초기 전해질막으로부터 보호 필름을 제거하고 제2 서브 가스켓 필름을 라미네이팅하는 공정 및 장치를 개략적으로 보여준다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명한다. 다만, 아래에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 명확한 이해를 돕기 위한 예시적 목적으로 제시되는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
본 발명의 막-가스켓 어셈블리 제조방법은, 점착성 캐리어 필름을 공급하는 단계, 소정 간격으로 이격되어 있는 다수의 제1 전극 윈도우들을 갖는 제1 서브 가스켓 필름을 공급하는 단계, 상기 점착성 캐리어 필름 상에 상기 제1 서브 가스켓 필름을 라미네이팅하는 단계, 상기 다수의 제1 전극 윈도우들을 그에 대응하는 각각의 전해질막들로 덮는 단계, 소정 간격으로 이격되어 있는 다수의 제2 전극 윈도우들을 갖는 제2 서브 가스켓 필름을 공급하는 단계, 및 상기 다수의 제1 전극 윈도우들 각각이 그에 대응하는 전해질막으로 덮여 있는 상기 제1 서브 가스켓 필름 상에 상기 제2 서브 가스켓 필름을 라미네이팅하는 단계를 포함한다.
이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 막-가스켓 어셈블리 제조방법 및 제조장치를 구체적으로 설명한다.
먼저, 점착성 캐리어 필름(110)이 공급된다.
예를 들어, 도 1에 예시된 바와 같이, 캐리어층(carrier layer)(111), 상기 캐리어층(111) 상의 점착층(adhesive layer)(112), 및 상기 점착층(112) 상의 이형 라이너(release liner)(120)를 포함하는 초기 캐리어 필름(initial carrier film)(100)이 ISF 공급 롤러(10)에 의해 연속적으로 공급되고, RL 박리 롤러(11)에 의해 상기 이형 라이너(120)가 박리(peel)되며, 상기 캐리어층(111)과 상기 점착층(112)만으로 이루어진 점착성 캐리어 필름(110)이 후속 공정을 위해 연속적으로 이동한다.
소정 간격으로 이격되어 있는 다수의 제1 전극 윈도우들(EW1)을 갖는 제1 서브 가스켓 필름(210')이 공급된다. 상기 제1 서브 가스켓 필름(210') 공급 단계는 상술한 점착성 캐리어 필름(110) 공급 단계와 별도로 그러나 동시에 수행될 수 있다.
예를 들어, 도 1에 예시된 바와 같이, 제1 가스켓층(gasket layer)(211), 상기 제1 가스켓층(211) 상의 제1 점착층(212), 및 상기 제1 점착층(212) 상의 제1 이형 라이너(220)를 포함하는 제1 초기 가스켓 필름(200)이 제1 IGF 공급 롤러(20)에 의해 연속적으로 공급되고, 상기 제1 전극 윈도우들(EW1) 형성 공정 및 상기 제1 이형 라이너(220) 박리 공정이 수행된다.
상기 제1 전극 윈도우들(EW1)은 상기 제1 초기 가스켓 필름(200)의 이동 방향을 따라 소정 간격을 두고 순차적으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 1에 예시된 바와 같이, 상기 제1 IGF 공급 롤러(20)에 의해 연속적으로 공급되는 상기 제1 초기 가스켓 필름(200)이 제1 커팅 롤러(21)를 통과할 때 상기 제1 전극 윈도우들(EW1) 각각의 윤곽을 따라 상기 제1 가스켓층(211) 및 상기 제1 점착층(212)이 절단된다. 이때, 최상층에 위치한 상기 제1 이형 라이너(220)도 상기 윤곽을 따라 절단됨은 물론이다.
이어서, 제1 박리 롤러(22)에 의해 상기 제1 이형 라이너(220)가 박리되고, 이때, 상기 제1 전극 윈도우들(EW1) 각각에 대응하는 상기 제1 가스켓층(211)과 상기 제1 점착층(212)의 부분들(210”)이 상기 제1 이형 라이너(220)과 함께 제거된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제1 가스켓층(211)과 상기 제1 점착층(212)의 부분들(220”) 제거 단계는 상기 제1 이형 라이너(220) 박리 단계와 동시에 수행될 수 있다.
상기 제1 전극 윈도우들(EW1)이 각각 형성된, 상기 제1 가스켓층(211') 및 제1 점착층(212')만으로 이루어진 제1 서브 가스켓 필름(210')이 후속 공정을 위해 연속적으로 이동한다.
선택적으로(optionally), 상기 제1 초기 가스켓 필름(200)에 제공되어 있는 기준 위치 지표(reference position indicator)를 센싱하고 그 결과에 기초하여 상기 절단 단계를 수행함으로써 의도한 위치에 상기 제1 전극 윈도우들(EW1)을 정확히 형성할 수 있다. 상기 기준 위치 지표는 상기 제1 가스켓층(211) 상의 아이 마크(eye mark)이거나 상기 제1 초기 가스켓 필름(200)에 형성되어 있는 천공(perforation)일 수 있고, 상기 센싱 단계는 비전 센서(vision sensor) 및/또는 투수광 센서(through-beam sensor)에 의해 수행될 수 있다.
예를 들어, 제어부(미도시)가 상기 기준 위치 지표 센싱 결과에 기초하여 상기 제1 IGF 공급 롤러(10)의 회전 속도 및/또는 상기 제1 커팅 롤러(21)의 회전 속도를 조절함으로써 상기 제1 전극 윈도우(EW1) 형성을 위한 절단 타이밍을 제어할 수 있다.
이어서, 도 1에 예시된 바와 같이, 한 쌍의 제1 가압 롤러들(30)에 의해 상기 제1 서브 가스켓 필름(210')이 상기 점착성 캐리어 필름(110) 상에 연속적으로 라미네이팅된다. 상기 라미테이팅은 상기 제1 서브 가스켓 필름(210')의 제1 가스켓층(211')이 상기 점착성 캐리어 필름(110)의 점착층(112)에 직접 접촉하는 방식으로 수행된다.
이어서, 상기 제1 서브 가스켓 필름(210')의 다수의 제1 전극 윈도우들(EW1)이 그에 대응하는 각각의 전해질막들(310)로 덮힌다. 본 명세서에서 “전해질막”이란 용어는 단일막(single membrane) 타입의 고분자 전해질막(Polymer Electrolyte Membrane: PEM)은 물론이고 강화막(reinforced membrane) 타입의 복합 고분자 전해질막(composite PEM)을 모두 포함하는 용어이다.
예를 들어, (i) 전해질막(310) 및 상기 전해질막(310) 상의 보호 필름(320)을 포함하며 상기 제1 전극 윈도우(EW1)에 대응하는 형태를 갖는 초기 전해질막(300)이 준비되고, (ii) 상기 초기 전해질막(300)이 그에 대응하는 상기 제1 전극 윈도우(EW1)와 정렬되고, (iii) 상기 제1 전극 윈도우(EW1)에 의해 노출된 상기 점착성 캐리어 필름(110)의 부분에 상기 전해질막(310)의 중심부가 부착되고 상기 제1 전극 윈도우(EW1)를 둘러싸는 상기 제1 서브 가스켓 필름(210')의 부분에 상기 전해질막(310)의 가장자리부가 부착되도록, 상기 초기 전해질막(300)이 상기 점착성 캐리어 필름(110) 및 상기 제1 서브 가스켓 필름(210') 상에 라미네이팅되며, (iv) 이어서, 상기 보호 필름(320)이 박리된다.
본 발명에 의하면, 상기 초기 전해질막(300)의 전해질막(310)이 상기 점착성 캐리어 필름(110)의 노출부 상에 점착된 상태에서 후속의 보호 필름(320) 제거 공정이 수행되기 때문에 전해질막(310)에 주름 또는 기포가 유발되는 방지할 수 있음은 물론이고 그로 인한 불량률을 감소시킬 수 있다. 또한, 롤-투-롤 공정을 통해 높은 생산성으로 막-가스켓 어셈블리를 제조함에도 불구하고, 전기 발생에 기여하지 않는 비활성 영역이 전해질막(310)에 존재하지 않도록 하거나 최소한도로 존재하도록 함으로써 전해질막(310)의 낭비를 막아 제조비용을 획기적으로 절감할 수 있다.
상기 제1 전극 윈도우들(EW1)에 각각 대응하는 다수의 상기 초기 전해질막들(300)이 카세트(미도시)에 미리 마련되어 있을 수 있다. 대안적으로, 언와인딩 공정 및 절단 공정을 통해 상기 초기 전해질막들(300)이 실질적으로 연속적으로 공급될 수 있다.
도 2는 상기 초기 전해질막(300) 라미네이팅을 위한 본 발명의 2가지 선택적(alternative) 실시예들에 따른 공정들 및 장치들을 개략적으로 보여준다.
도 2에 예시된 바와 같이, 본 발명의 첫 번째 실시예의 장치는 (i) 제1 서브 가스켓 필름(210')이 라미네이팅되어 있는 점착성 캐리어 필름(110)을 지지할 수 있도록 구성된 베이스 플레이트(43) 및 (ii) 상기 제1 전극 윈도우(EW1)가 덮이도록 상기 초기 전해질막(300)을 상기 점착성 캐리어 필름(110) 및 상기 제1 서브 가스켓 필름(210') 상에 접합시키기 위한 라미네이터(40)를 포함한다.
상기 베이스 플레이트(43)는 연속적으로 공급되는 상기 점착성 캐리어 필름(110) 및 상기 제1 서브 가스켓 필름(210')의 이동 경로에 배치됨으로써 이들이 그 위를 지나갈 수 있도록 한다.
상기 라미네이터(40)는 홀딩 플레이트(41) 및 라미네이팅 롤러(42)를 포함한다.
상기 홀딩 플레이트(41)는 진공흡착 또는 정전기력 등을 이용하여 상기 초기 전해질막(300)을 픽업한 후 상기 라미네이팅을 위한 공간[즉, 상기 베이스 플레이트(43)의 상부]으로 옮긴다. 이어서, 제1 서브 가스켓 필름(210')이 라미네이팅되어 있는 점착성 캐리어 필름(110)이 이동함에 따라 상기 초기 전해질막(300)이 그에 대응하는 상기 제1 전극 윈도우(EW1)와 정렬될 때, 상기 홀딩 플레이트(41)는 상기 제1 전극 윈도우(EW1)의 전방에 위치한 상기 제1 서브 가스켓 필름(210')의 일부 상에 상기 초기 전해질막(300)의 일단을 부착시킨다. 여기서, “제1 전극 윈도우(EW1)의 전방”은 상기 점착성 캐리어 필름(110) 및 상기 제1 서브 가스켓 필름(210')의 이동 방향에 대한 전방을 의미한다. 이어서, 상기 홀딩 플레이트(41)는 상기 점착성 캐리어 필름(110) 및 상기 제1 서브 가스켓 필름(210')의 이동 속도에 맞추어 상기 초기 전해질막(300)을 연속적으로 릴리스한다.
상기 라미네이팅 롤러(42)는 상기 홀딩 프레이트(41)로부터 릴리스되는 상기 초기 전해질막(300)의 부분을 상기 베이스 플레이트(43)를 향해 가압함으로써 상기 제1 전극 윈도우(EW1)에 의해 노출되어 있는 상기 점착성 캐리어 필름(110)의 노출부 상에 접합시킨다.
본 발명의 두 번째 실시예의 장치는, 도 2에 예시된 바와 같이, (i) 제1 서브 가스켓 필름(210')이 라미네이팅되어 있는 점착성 캐리어 필름(110)을 지지할 수 있도록 구성된 베이스 플레이트(53) 및 (ii) 상기 제1 전극 윈도우(EW1)가 덮이도록 상기 초기 전해질막(300)을 상기 점착성 캐리어 필름(110) 및 상기 제1 서브 가스켓 필름(210') 상에 접합시키기 위한 라미네이터(50)를 포함한다.
상기 베이스 플레이트(53)는 연속적으로 공급되는 상기 점착성 캐리어 필름(110) 및 상기 제1 서브 가스켓 필름(210')의 이동 경로에 배치된다. 각각의 제1 전극 윈도우(EW1)가 베이스 플레이트(53) 상에 정렬되는 순간, 상기 초기 전해질막(300) 라미네이팅을 위해 상기 점착성 캐리어 필름(110) 및 상기 제1 서브 가스켓 필름(210')의 이동이 일시적으로 중단되었다가 상기 라미네이팅이 완료된 후 다시 이동할 수 있다.
상기 라미네이터(50)는 홀더(51) 및 라미네이팅 롤러(52)를 포함한다.
상기 홀더(51)는 상기 초기 전해질막(300)의 일단 및 그 반대편의 타단을 상기 제1 서브 가스켓 필름(210') 상에 부착할 수 있도록 구성된다. 구체적으로, 상기 홀더(51)는, 상기 초기 전해질막(300)의 상기 일단을 상기 제1 서브 가스켓 필름(210') 상에 부착할 수 있도록 구성된 제1 암(51a) 및 상기 초기 전해질막(300)의 상기 타단을 상기 제1 서브 가스켓 필름(210') 상에 부착할 수 있도록 구성된 제2 암(51b)을 포함한다.
상기 라미네이팅 롤러(52)는 상기 초기 전해질막(300)의 상기 일단 및 상기 타단 사이의 중앙부의 적어도 일부를 상기 제1 전극 윈도우(EW1)에 의해 노출되어 있는 상기 점착성 캐리어 필름(110)의 노출부 상에 부착시킬 수 있도록 구성된다.
상기 초기 전해질막(300)의 상기 일단이 상기 제1 암(51a)에 의해 상기 제1 서브 가스켓 필름(210') 상에 부착된 후에 상기 초기 전해질막(300)의 상기 타단이 상기 제2 암(51b)에 의해 상기 제1 서브 가스켓 필름(210') 상에 부착된다. 또한, 상기 초기 전해질막(300)의 상기 일단이 상기 제1 암(51a)에 의해 상기 제1 서브 가스켓 필름(210') 상에 부착된 후에, 그러나 상기 초기 전해질막(300)의 상기 타단이 상기 제2 암(51b)에 의해 상기 제1 서브 가스켓 필름(210') 상에 부착되기 전에, 상기 초기 전해질막(300)의 상기 중앙부의 적어도 일부가 상기 점착성 캐리어 필름(110)의 노출부 상에 부착된다.
선택적으로(optionally), 전술한 2가지 실시예들 모두에 있어서, 상기 제1 서브 가스켓 필름(210')에 제공되어 있는 기준 위치 지표를 센싱하고 그 결과 기초하여 상기 초기 전해질막(300)이 상기 제1 전극 윈도우(EW1)와 정렬될 수 있다. 즉, 상기 센싱 결과에 기초하여 상기 초기 전해질막(300)의 라미네이팅 타이밍이 결정될 수 있다.
상기 기준 위치 지표는 상기 제1 가스켓층(211) 상의 아이 마크이거나 상기 제1 서브 가스켓 필름(210')에 형성되어 있는 천공일 수 있고, 상기 센싱 단계는 비전 센서 및/또는 투수광 센서에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 제어부(미도시)가 상기 기준 위치 지표 센싱 결과에 기초하여 라미네이터(40, 50)를 제어함으로써 상기 초기 전해질막(300)이 상기 제1 전극 윈도우(EW1)에 맞춰 정확한 위치에 라미네이팅될 수 있다.
상기 초기 전해질막(300)의 라미네이팅 후에, 상기 보호 필름(320)을 상기 초기 전해질막(300)으로부터 제거하기 위한 수단에 의해 상기 보호 필름(320)이 박리된다.
상기 보호 필름(320) 제거 수단은, 도 3에 예시된 바와 같이, 밴드 공급 롤러(band-supplying roller)(60) 및 한 쌍의 본딩 롤러들(bonding rollers)(62)을 포함할 수 있다.
상기 밴드 공급 롤러(60)는 점착성 밴드(61)를 연속적으로 공급할 수 있도록 구성된다.
상기 한 쌍의 본딩 롤러들(62)은 연속적으로 공급되는 상기 점착성 밴드(61)에 상기 보호 필름들(320)을 순차적으로 부착시킨다. 상기 본딩 롤러들(62)을 통과한 후 상기 점착성 밴드(61)의 이동 경로를 상기 점착성 캐리어 필름(110) 및 제1 서브 가스켓 필름(210')의 이동 경로와 다르게 함으로써, 상기 점착성 밴드(61)에 본딩되어 있는 상기 보호 필름(320)이 상기 초기 전해질막(300)으로부터 제거될 수 있다.
이어서, 소정 간격으로 이격되어 있는 다수의 제2 전극 윈도우들(EW2)을 갖는 제2 서브 가스켓 필름(410')이 연속적으로 공급되고, 상기 다수의 제1 전극 윈도우들(EW1) 각각이 그에 대응하는 전해질막(310)으로 덮여 있는 상기 제1 서브 가스켓 필름(210') 상에 상기 제2 서브 가스켓 필름(410')이 라미네이팅된다.
예를 들어, 도 3에 예시된 바와 같이, 제2 가스켓층(411), 상기 제2 가스켓층(411) 상의 제2 점착층(412), 및 상기 제2 점착층(412) 상의 제2 이형 라이너(420)를 포함하는 제2 초기 가스켓 필름(400)이 제2 IGF 공급 롤러(70)에 의해 연속적으로 공급되고, 상기 제2 전극 윈도우들(EW2) 형성 공정 및 상기 제2 이형 라이너(220) 박리 공정이 수행된다.
상기 제2 전극 윈도우들(EW2)은 상기 제2 초기 가스켓 필름(400)의 이동 방향을 따라 소정 간격을 두고 순차적으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 3에 예시된 바와 같이, 상기 제2 IGF 공급 롤러(70)에 의해 연속적으로 공급되는 상기 제2 초기 가스켓 필름(400)이 제2 커팅 롤러(71)를 통과할 때 상기 제2 전극 윈도우들(EW2) 각각의 윤곽을 따라 상기 제2 가스켓층(411) 및 상기 제2 점착층(412)이 절단된다. 이때, 최상층에 위치한 상기 제2 이형 라이너(420)도 상기 윤곽을 따라 절단됨은 물론이다.
이어서, 제2 박리 롤러(72)에 의해 상기 제2 이형 라이너(420)가 박리되고, 이때, 상기 제2 전극 윈도우들(EW2) 각각에 대응하는 상기 제2 가스켓층(411)과 상기 제2 점착층(412)의 부분들(410”)이 상기 제2 이형 라이너(420)과 함께 제거된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제2 가스켓층(411)과 상기 제2 점착층(412)의 부분들(420”) 제거 단계는 상기 제2 이형 라이너(420) 박리 단계와 동시에 수행될 수 있다.
상기 제2 전극 윈도우들(EW2)이 각각 형성된, 상기 제2 가스켓층(411') 및 제2 점착층(412')만으로 이루어진 제2 서브 가스켓 필름(410')이 후속 공정을 위해 연속적으로 이동한다.
이어서, 도 3에 예시된 바와 같이, 한 쌍의 제2 가압 롤러들(80)에 의해 상기 제2 서브 가스켓 필름(410')의 연속적으로 라미네이팅이 수행된다. 즉, 상기 다수의 제1 전극 윈도우들(EW1) 각각이 그에 대응하는 전해질막(310)으로 덮여 있는 상기 제1 서브 가스켓 필름(210') 상에 상기 제2 서브 가스켓 필름(410')이 연속적으로 라미네이팅된다. 상기 라미테이팅은 상기 제2 서브 가스켓 필름(410')의 제2 점착층(412')이 상기 제1 서브 가스켓 필름(210')의 제1 점착층(212')에 대향하도록 수행된다.
선택적으로(optionally), 상기 제1 서브 가스켓 필름(210')에 제공되어 있는 기준 위치 지표를 센싱하고 그 결과에 기초하여 상기 제2 가스켓층(411) 및 상기 제2 점착층(412) 절단 단계가 수행될 수 있다. 예를 들어, 제어부(미도시)가 상기 기준 위치 지표 센싱 결과에 기초하여 상기 제2 IGF 공급 롤러(70)의 회전 속도 및/또는 상기 제2 커팅 롤러(71)의 회전 속도를 조절함으로써 상기 제2 전극 윈도우(EW2) 형성을 위한 절단 타이밍을 제어할 수 있다. 이와 같은 절단 타이밍 제어를 통해 사기 제2 전극 윈도우들(EW2)이 그에 대응하는 전해질막들(310) 및 제1 전극 윈도우들(EW1)에 정확히 정렬될 수 있다. 상기 기준 위치 지표는 상기 제1 가스켓층(211) 상의 아이 마크이거나 상기 제1 서브 가스켓 필름(210')에 형성되어 있는 천공일 수 있고, 상기 센싱 단계는 비전 센서 및/또는 투수광 센서에 의해 수행될 수 있다.
상기 기준 위치 지표를 센싱 대신에, 상기 제1 전극 윈도우들(EW1) 각각을 덮고 있는 상기 전해질막(310)의 에지부를 센싱할 수도 있다. 상기 에지부 센싱은 상기 제1 서브 가스켓 필름(210')과 상기 전해질막(310)의 색상 차이 또는 광 투과도 차이에 기초하여 비전 센서 및/또는 투수광 센서에 의해 수행될 수 있다.
본 명세서에 설명되어 있는 모든 개시된 방법들 및 절차들(특히, 상기 제어부에 의한 제어]은, 적어도 부분적으로, 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 또는 구성요소를 사용하여 구현될 수 있다. 이 구성요소는 RAM, ROM, 플래시 메모리, 자기 또는 광학 디스크, 광메모리, 또는 그 밖의 저장매체와 같은 휘발성 및 비휘발성 메모리를 포함하는 임의의 통상적 컴퓨터 판독 가능한 매체 또는 기계 판독 가능한 매체를 통해 일련의 컴퓨터 지시어들로서 제공될 수 있다. 상기 지시어들은 소프트웨어 또는 펌웨어로서 제공될 수 있으며, 전체적 또는 부분적으로, ASICs, FPGAs, DSPs, 또는 그 밖의 다른 임의의 유사 소자와 같은 하드웨어 구성에 구현될 수도 있다. 상기 지시어들은 하나 이상의 프로세서 또는 다른 하드웨어 구성에 의해 실행되도록 구성될 수 있는데, 상기 프로세서 또는 다른 하드웨어 구성은 상기 일련의 컴퓨터 지시어들을 실행할 때 본 명세서에 개시된 상기 방법들 및 절차들의 모두 또는 일부를 수행하거나 수행될 수 있도록 한다.
10: ISF 공급 롤러 11: RL 박리 롤러
20, 70: 제1 및 제2 IGF 공급 롤러 21, 71: 제1 및 제2 커팅 롤러
22, 72: 제1 및 제2 박리 롤러 30, 80: 제1 및 제2 가압 롤러
40, 50: 라미네이터 43, 53: 베이스 플레이트
41: 홀딩 플레이트 51: 홀더
51a, 51b: 제1 및 제2 암 42, 52: 라미네이팅 롤러
60: 밴드 공급 롤러 61: 점착성 밴드
100: 초기 전해질막 110: 점착성 캐리어 필름
111: 캐리어층 112: 점착층
113: 이형 라이너
200, 400: 제1 및 제2 초기 가스켓 필름
211, 411: 제1 및 제2 가스켓층 212, 412: 제1 및 제2 점착층
210', 410': 제1 및 제2 서브 가스켓 필름
300: 초기 전해질막 310: 전해질막
320: 보호 필름

Claims (22)

  1. 점착성 캐리어 필름을 공급하는 단계;
    소정 간격으로 이격되어 있는 다수의 제1 전극 윈도우들을 갖는 제1 서브 가스켓 필름을 공급하는 단계;
    상기 점착성 캐리어 필름 상에 상기 제1 서브 가스켓 필름을 라미네이팅하는 단계;
    상기 다수의 제1 전극 윈도우들을 그에 대응하는 각각의 전해질막들로 덮는 단계;
    소정 간격으로 이격되어 있는 다수의 제2 전극 윈도우들을 갖는 제2 서브 가스켓 필름을 공급하는 단계; 및
    상기 다수의 제1 전극 윈도우들 각각이 그에 대응하는 전해질막으로 덮여 있는 상기 제1 서브 가스켓 필름 상에 상기 제2 서브 가스켓 필름을 라미네이팅하는 단계
    를 포함하는,
    막-가스켓 어셈블리의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 점착성 캐리어 필름 공급 단계는,
    캐리어층(carrier layer), 상기 캐리어층 상의 점착층(adhesive layer), 및 상기 점착층 상의 이형 라이너(release liner)를 포함하는 초기 캐리어 필름(initial carrier film)을 공급하는 단계; 및
    상기 이형 라이너를 박리(peel)하는 단계
    를 포함하는,
    막-가스켓 어셈블리의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 서브 가스켓 필름 공급 단계는,
    제1 가스켓층(gasket layer), 상기 제1 가스켓층 상의 제1 점착층, 및 상기 제1 점착층 상의 제1 이형 라이너를 포함하는 제1 초기 가스켓 필름을 공급하는 단계;
    상기 제1 전극 윈도우들을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 이형 라이너를 박리하는 단계
    를 포함하는,
    막-가스켓 어셈블리의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 전극 윈도우들은 상기 제1 초기 가스켓 필름의 이동 방향을 따라 소정 간격을 두고 순차적으로 형성되는,
    막-가스켓 어셈블리의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 전극 윈도우들 형성 단계는,
    상기 제1 전극 윈도우들 각각의 윤곽을 따라 상기 제1 가스켓층 및 상기 제1 점착층을 절단하는 단계; 및
    상기 제1 전극 윈도우들 각각에 대응하는 상기 제1 가스켓층과 상기 제1 점착층의 부분들을 제거하는 단계
    를 포함하는,
    막-가스켓 어셈블리의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 가스켓층과 상기 제1 점착층의 부분들 제거 단계는 상기 제1 이형 라이너 박리 단계와 동시에 수행되는,
    막-가스켓 어셈블리의 제조방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 초기 가스켓 필름에 제공되어 있는 기준 위치 지표(reference position indicator)를 센싱하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1 가스켓층 및 상기 제1 점착층 절단 단계는 상기 기준 위치 지표 센싱 결과에 기초하여 수행되는,
    막-가스켓 어셈블리의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기준 위치 지표는 상기 제1 가스켓층 상의 아이 마크(eye mark)이거나 상기 제1 초기 가스켓 필름에 형성되어 있는 천공(perforation)인,
    막-가스켓 어셈블리의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극 윈도우들을 그에 대응하는 각각의 전해질막들로 덮는 단계는,
    상기 전해질막 및 상기 전해질막 상의 보호 필름을 포함하며 상기 제1 전극 윈도우에 대응하는 형태를 갖는 초기 전해질막을 준비하는 단계;
    상기 초기 전해질막을 그에 대응하는 상기 제1 전극 윈도우와 정렬(align)시키는 단계;
    상기 제1 전극 윈도우에 의해 노출된 상기 점착성 캐리어 필름의 부분에 상기 전해질막의 중심부가 부착되고 상기 제1 전극 윈도우를 둘러싸는 상기 제1 서브 가스켓 필름의 부분에 상기 전해질막의 가장자리부가 부착되도록, 상기 초기 전해질막을 상기 점착성 캐리어 필름 및 상기 제1 서브 가스켓 필름 상에 라미네이팅하는 단계; 및
    이어서, 상기 보호 필름을 박리하는 단계
    를 포함하는,
    막-가스켓 어셈블리의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 서브 가스켓 필름에 제공되어 있는 기준 위치 지표를 센싱하는 단계를 더 포함하고,
    상기 초기 전해질막은 상기 기준 위치 지표 센싱 결과에 기초하여 상기 제1 전극 윈도우와 정렬되는,
    막-가스켓 어셈블리의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2 서브 가스켓 필름 공급 단계는,
    제2 가스켓층, 상기 제2 가스켓층 상의 제2 점착층, 및 상기 제2 점착층 상의 제2 이형 라이너를 포함하는 제2 초기 가스켓 필름을 공급하는 단계;
    상기 제2 전극 윈도우들을 형성하는 단계; 및
    상기 제2 이형 라이너를 박리하는 단계
    를 포함하는,
    막-가스켓 어셈블리의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 전극 윈도우들은 상기 제2 초기 가스켓 필름의 이동 방향을 따라 소정 간격을 두고 순차적으로 형성되는,
    막-가스켓 어셈블리의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 전극 윈도우들 형성 단계는,
    상기 제2 전극 윈도우들 각각의 윤곽을 따라 상기 제2 가스켓층 및 상기 제2 점착층을 절단하는 단계; 및
    상기 제2 전극 윈도우들 각각에 대응하는 상기 제2 가스켓층과 상기 제2 점착층의 부분들을 제거하는 단계
    를 포함하는,
    막-가스켓 어셈블리의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 가스켓층과 상기 제2 점착층의 부분들 제거 단계는 상기 제2 이형 라이너 박리 단계와 동시에 수행되는,
    막-가스켓 어셈블리의 제조방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 서브 가스켓 필름에 제공되어 있는 기준 위치 지표를 센싱하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제2 가스켓층 및 상기 제2 점착층 절단 단계는 상기 기준 위치 지표 센싱 결과에 기초하여 수행되는,
    막-가스켓 어셈블리의 제조방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제1 전극 윈도우들 각각을 덮고 있는 상기 전해질막의 에지부를 센싱하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제2 가스켓층 및 상기 제2 점착층 절단 단계는 상기 에지부 센싱 결과에 기초하여 수행되는,
    막-가스켓 어셈블리의 제조방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 에지부 센싱 단계는 상기 제1 서브 가스켓 필름과 상기 전해질막의 색상 차이 또는 광 투과도 차이에 기초하여 수행되는,
    막-가스켓 어셈블리의 제조방법.
  18. 제1 서브 가스켓 필름이 라미네이팅되어 있는 점착성 캐리어 필름을 지지할 수 있도록 구성된 베이스 플레이트(base plate);
    상기 제1 서브 가스켓 필름의 제1 전극 윈도우가 덮이도록 초기 전해질막을 상기 점착성 캐리어 필름 및 상기 제1 서브 가스켓 필름 상에 접합시키기 위한 라미네이터 - 상기 초기 전해질막은 전해질막 및 상기 전해질막 상의 보호 필름을 포함함 -; 및
    상기 보호 필름을 상기 초기 전해질막으로부터 제거하기 위한 수단
    을 포함하는,
    막-가스켓 어셈블리의 제조장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트는 연속적으로 공급되는 상기 점착성 캐리어 필름 및 상기 제1 서브 가스켓 필름이 상기 베이스 플레이트 위를 지나가도록 배치되어 있고,
    상기 라미네이터는,
    상기 점착성 캐리어 필름 및 상기 제1 서브 가스켓 필름의 이동 방향에 대하여 상기 제1 전극 윈도우의 전방에 위치한 상기 제1 서브 가스켓 필름의 일부 상에 상기 초기 전해질막의 일단을 부착시킨 후, 상기 점착성 캐리어 필름 및 상기 제1 서브 가스켓 필름이 연속적으로 이동함에 따라 상기 초기 전해질막을 연속적으로 릴리스(release)할 수 있도록 구성된 홀딩 플레이트(holding plate); 및
    상기 홀딩 프레이트로부터 릴리스되는 상기 초기 전해질막의 부분을 상기 베이스 플레이트를 향해 가압함으로써 상기 제1 전극 윈도우에 의해 노출되어 있는 상기 점착성 캐리어 필름의 노출부 상에 접합시킬 수 있도록 구성된 라미네이팅 롤러(laminating roller)
    를 포함하는,
    막-가스켓 어셈블리의 제조장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 라미네이터는,
    상기 초기 전해질막의 일단 및 그 반대편의 타단을 상기 제1 서브 가스켓 필름 상에 부착할 수 있도록 구성된 홀더; 및
    상기 초기 전해질막의 상기 일단 및 상기 타단 사이의 중앙부의 적어도 일부를 상기 제1 전극 윈도우에 의해 노출되어 있는 상기 점착성 캐리어 필름의 노출부 상에 부착시킬 수 있도록 구성된 라미네이팅 롤러
    를 포함하는,
    막-가스켓 어셈블리의 제조장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 홀더는,
    상기 초기 전해질막의 상기 일단을 상기 제1 서브 가스켓 필름 상에 부착할 수 있도록 구성된 제1 암(arm); 및
    상기 초기 전해질막의 상기 타단을 상기 제1 서브 가스켓 필름 상에 부착할 수 있도록 구성된 제2 암
    을 포함하고,
    상기 초기 전해질막의 상기 일단이 상기 제1 암에 의해 상기 제1 서브 가스켓 필름 상에 부착된 후에 상기 초기 전해질막의 상기 타단이 상기 제2 암에 의해 상기 제1 서브 가스켓 필름 상에 부착되고,
    상기 초기 전해질막의 상기 일단이 상기 제1 암에 의해 상기 제1 서브 가스켓 필름 상에 부착된 후에, 그러나 상기 초기 전해질막의 상기 타단이 상기 제2 암에 의해 상기 제1 서브 가스켓 필름 상에 부착되기 전에, 상기 초기 전해질막의 상기 중앙부의 적어도 일부가 상기 점착성 캐리어 필름의 노출부 상에 부착되는,
    막-가스켓 어셈블리의 제조장치.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 보호 필름 제거 수단은,
    점착성 밴드를 연속적으로 공급할 수 있도록 구성된 밴드 공급 롤러(band-supplying roller); 및
    상기 점착성 밴드를 상기 보호 필름 상에 부착시킨 후 상기 보호 필름과 함께 상기 제1 서브 가스켓 필름 및 상기 전해질막으로부터 분리시킬 수 있도록 구성된 한 쌍의 본딩 롤러들(bonding rollers)
    을 포함하는,
    막-가스켓 어셈블리의 제조장치.
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