(57)【要約】【課題】剥離不良を減少させて歩留まりを向上させることのできる触媒層転写シートを提供することを課題とする。【解決手段】電解質膜６に触媒層３を転写するための触媒層転写シート１であって、シート状の基材２と、基材２の上面全体に形成された触媒層３と、触媒層３の外周縁部上に形成された非転写層４と、を備えている。【選択図】図２
2010021023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被転写物に触媒層を転写するためのシートであって、
シート状の基材と、
前記基材の一方面全体に形成された触媒層と、
前記触媒層の外周縁部の少なくとも一部上に形成された非転写層と、
を備えた触媒層転写シート。
【請求項２】
前記非転写層は、前記触媒層の外周縁部全てに形成されている、請求項１に記載の触媒層転写シート。
【請求項３】
前記非転写層は、フッ素樹脂を含む、請求項１又は２に記載の触媒層転写シート。
【請求項４】
前記非転写層は、ポリテトラフルオロエチレンを含む、請求項３に記載の触媒層転写シート。
【請求項５】
前記非転写層は、厚さが１０μｍ以下である、請求項１〜４のいずれかに記載の触媒層転写シート。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の触媒層転写シートを準備する工程と、
電解質膜の両面に、前記触媒層転写シートを触媒層が前記電解質膜と対向するように配置する工程と、
前記触媒層転写シートの基材側から熱プレスを行い前記触媒層を前記電解質膜に転写する工程と、
前記転写工程後、前記非転写層から前記基材を剥離する工程と、
を含む、触媒層−電解質膜積層体の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の触媒層−電解質膜積層体の製造方法と、
前記基材の剥離工程後、前記電解質膜の両面に転写形成された各触媒層上にガス拡散層をそれぞれ形成する工程と、
を含む、電極−電解質膜積層体の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれかに記載の触媒層転写シートを準備する工程と、
ガス拡散層の一方面に、前記触媒層転写シートを触媒層が前記ガス拡散層と対向するように配置する工程と、
前記触媒層転写シートの基材側から熱プレスを行い前記触媒層を前記ガス拡散層に転写して電極を形成する工程と、
前記電極を電解質膜の両面にそれぞれ接着させる工程と、
を含む、電極−電解質膜積層体の製造方法。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の電極−電解質膜積層体の製造方法と、
前記触媒層及びガス拡散層からなる各電極を囲むようにガスケットをそれぞれ設置する工程と、
前記電極及びガスケット上にセパレータを設置する工程と、
を含む、固体高分子形燃料電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒層転写シート、並びにこれを用いた触媒層−電解質膜積層体の製造方法、電極−電解質膜積層体の製造方法、及び固体高分子形燃料電池の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、電解質膜の両面に電極が配置され、水素と酸素の電気化学反応により発電する電池であり、発電時に発生するのは水のみである。このように従来の内燃機関と異なり、二酸化炭素等の環境負荷ガスを発生しないために次世代のクリーンエネルギーシステムとして普及が見込まれている。その中でも特に固体高分子形燃料電池は、作動温度が低く、電解質膜の抵抗が少ないことに加え、活性の高い触媒を用いるので小型でも高出力を得ることができ、家庭用コージェネレーションシステム等として早期の実用化が見込まれている。
【０００３】
この固体高分子形燃料電池は、プロトン伝導性を有する固体高分子電解質膜を用い、この電解質膜の両面に触媒層及びガス拡散層を順に積層している。そして、この触媒層及びガス拡散層からなる電極の周囲を囲むようにガスケットを配置し、さらにこれをセパレータで挟んだ構造を有している。（例えば特許文献１の図１参照）。この触媒層を、電解質膜上またはガス拡散層上に形成する方法の一つとして、触媒層転写シートを用いる方法がある。この触媒層転写シートを用いて電解質膜に触媒層を形成する方法は、まず基材上に触媒層が形成された触媒層転写シートを２枚準備し、これら触媒層転写シートを触媒層が電解質膜側を向くように電解質膜の両面にそれぞれ配置する。そして、各触媒層転写シートの背面側から熱プレスなどを施すことによって、触媒層を電解質膜上に転写し、その後、基材のみを剥離することで電解質膜上に触媒層を形成する（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２８６５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような触媒層転写シートを用いた触媒層の形成方法において基材を剥離する際に、基材の剥離開始部分において触媒層が電解質膜上に転写されずに基材側に残ったまま基材と一緒に剥離されてしまうことがある。このように触媒層が電解質膜に転写されずに基材と一緒に剥離されてしまうと、いわゆる剥離不良という不良品として処理している。
【０００５】
そこで、本発明は、剥離不良を減少させて歩留まりを向上させることのできる触媒層転写シート、並びにこれを用いた触媒層−電解質膜層の製造方法、電極−電解質膜の製造方法、及び固体高分子形燃料電池の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る触媒層転写シートは、上記課題を解決するためになされたものであり、被転写物に触媒層を転写するためのシートであって、シート状の基材と、前記基材の一方面全体に形成された触媒層と、前記触媒層の外周縁部の少なくとも一部上に形成された非転写層と、を備えている。
【０００７】
上記触媒層転写シートによれば、触媒層の外周縁部の少なくとも一部上に非転写層が形成されているため、以下のような効果を得ることができる。すなわち、この触媒層転写シートの触媒層を電解質膜やガス拡散層などの被転写物に転写した際、非転写層は被転写物に転写されないため、非転写層が形成された部分から基材を容易に剥離することができる。そして、剥離不良が最も多く発生する剥離開始箇所を触媒層ではなく非転写層とすることで、触媒層の剥離不良を低減することができ、ひいては歩留まりを解消することができる。なお、触媒層は、被転写層が形成された部分を除いた部分において所望の発電性能が得られるように設計されている。
【０００８】
上記触媒層転写シートは種々の構成をとることができるが、例えば、上記非転写層は、触媒層の外周縁部全てに形成されていることが好ましい。電解質膜やガス拡散層などの被転写物に触媒層を転写するために触媒層転写シートを被転写物に熱プレスした際に、触媒層転写シートの外周縁のエッジ部分が被転写物に食い込むことがある。しかし、上記触媒層転写シートは触媒層の外周縁部全てに非転写層が形成されているため、仮に食い込みが発生した場合であっても食い込みが発生した部分には触媒層が転写されず、この結果、発電性能には影響を及ぼすことがない。
【０００９】
また、上記非転写層は、厚さが１０μｍ以下であることが好ましい。このように非転写層を薄膜とすることによって、触媒層を転写する際に被転写物に掛かる圧力を均一にすることができる。
【００１０】
また、上記非転写層は、被転写物に対する離型性の観点から、フッ素樹脂を含んだ材料から構成されていることが好ましく、より具体的にはポリテトラフルオロエチレンを含んだ材料から構成されていることが好ましい。
【００１１】
また、本発明に係る触媒層−電解質膜積層体の製造方法は、上記課題を解決するためになされたものであり、上記いずれかの触媒層転写シートを準備する工程と、電解質膜の両面に、前記触媒層転写シートを触媒層が前記電解質膜と対向するように配置する工程と、前記触媒層転写シートの基材側から熱プレスを行い前記触媒層を前記電解質膜に転写する工程と、前記転写工程後、前記非転写層から前記基材を剥離する工程と、を含んでいる。
【００１２】
また、本発明に係る電極−電解質膜積層体の製造方法は、上記課題を解決するためになされたものであり、上記触媒層−電解質膜積層体の製造方法と、前記基材の剥離工程後、前記電解質膜の両面に転写形成された各触媒層上にガス拡散層をそれぞれ形成する工程と、を含んでいる。
【００１３】
また、本発明に係る他の電極−電解質膜積層体の製造方法は、上記課題を解決するためになされたものであり、請求項１〜４のいずれかに記載の触媒層転写シートを準備する工程と、ガス拡散層の一方面に、前記触媒層転写シートを触媒層が前記ガス拡散層と対向するように配置する工程と、前記触媒層転写シートの基材側から熱プレスを行い前記触媒層を前記ガス拡散層に転写して電極を形成する工程と、前記電極を電解質膜の両面にそれぞれ接着させる工程と、を含んでいる。
【００１４】
また、本発明に係る固体高分子形燃料電池の製造方法は、上記課題を解決するためになされたものであり、上記いずれかの電極−電解質膜積層体の製造方法と、前記触媒層及びガス拡散層からなる各電極を囲むようにガスケットをそれぞれ設置する工程と、前記電極及びガスケット上にセパレータを設置する工程と、を含んでいる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、剥離不良を減少させて歩留まりを向上させることのできる触媒層転写シート、並びにこれを用いた触媒層−電解質膜層の製造方法、電極−電解質膜の製造方法、及び固体高分子形燃料電池の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る触媒層転写シート、並びにこれを用いた触媒層−電解質膜積層体の製造方法、電極−電解質膜積層体の製造方法、及び固体高分子形燃料電池の製造方法の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は触媒層転写シートの平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００１７】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る触媒層転写シート１は、平面視矩形状の基材２と、基材２上面全体に形成された触媒層３と、触媒層３の外周縁部上に形成された枠状の非転写層４とを備えている。
【００１８】
基材２の材質としては、例えば、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリパルバン酸アラミド、ポリアミド（ナイロン）、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテル・エーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリオレフィン等の高分子フィルムを挙げることができる。また、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の耐熱性フッ素樹脂を用いることもできる。さらには、高分子フィルム以外にアート紙、コート紙、軽量コート紙等の塗工紙、ノート用紙、コピー用紙などの非塗工紙であっても良い。基材２の厚さは、取り扱い性及び経済性の観点から通常６〜１００μｍ程度、好ましくは１０〜３０μｍ程度程度とするのがよい。したがって、基材２としては、安価で入手が容易な高分子フィルムが好ましく、ポリエチレンテレフタレート等がより好ましい。
【００１９】
触媒層３の材質としては、公知の白金含有の触媒層（カソード触媒及びアノード触媒）である。詳しくは、触媒層３は、触媒粒子を担持させた炭素粒子及び水素イオン伝導性高分子電解質を含有する。触媒粒子としては、例えば、白金や白金化合物等が挙げられる。白金化合物としては、例えば、ルテニウム、パラジウム、ニッケル、モリブデン、イリジウム、鉄等からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属と、白金との合金等が挙げられる。なお、通常は、カソード触媒層に含まれる触媒粒子は白金であり、アノード触媒層に含まれる触媒粒子は前記金属と白金との合金である。また、水素イオン伝導性高分子電解質としては、後述する電解質膜６に使用されるものと同じ材料を使用することができる。なお、触媒層３の膜厚は、ダイレクトメタノール形燃料電池の場合は２０〜１００μｍが好ましく、固体高分子形燃料電池の場合は１５〜３０μｍが好ましい。
【００２０】
非転写層４は、離型性のある材料を使用することが好ましく、例えば、フッ素樹脂を含んだ材料、シリコーンオイルなどによって形成することができる。フッ素樹脂を含んだ材料としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）や、フッ素樹脂含有オイルが好ましい。なお、非転写層４の膜厚は、１〜１０μｍであることが好ましい。
【００２１】
次に上記触媒層転写シート１の製造方法について図３を参照しつつ説明する。なお、図３は触媒層転写シート１の製造方法を示す平面図である。
【００２２】
まず、上述した材料からなる基材２を準備する（図３（ａ））。次に、上述した触媒粒子を担持させた炭素粒子及び水素イオン伝導性高分子電解質を適当な溶剤に混合、分散して触媒ペーストを作製する。そして、形成される触媒層３が所望の膜厚になるように触媒ペーストを公知の方法に従い、必要に応じて離型層を介して基材２上に塗工する。触媒ペーストの塗工方法としては、スクリーン印刷や、スプレーコーティング、ダイコーティング、ナイフコーティングなどの公知の塗工方法を挙げることができる。触媒ペーストを塗工した後、所定の温度及び時間で乾燥することにより基材上に触媒層３が形成される（図３（ｂ））。乾燥温度は、通常４０〜１００℃程度、好ましくは６０〜８０℃程度である。乾燥時間は、乾燥温度にもよるが、通常５分〜２時間程度、好ましくは１０分〜１時間程度である。上記触媒ペーストを作製する際に使用する溶剤としては、各種アルコール類、各種エーテル類、各種ジアルキルスルホキシド類、水またはこれらの混合物等が挙げられ、これらの中でもアルコール類が好ましい。アルコール類としては、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、等の炭素数１〜４の一価アルコール、各種の多価アルコール等が挙げられる。
【００２３】
続いて、触媒層３の電解質膜やガス拡散層に転写する部分をマスク５で覆う（図３（ｃ））。そして、上述した非転写層４の材料をマスクで覆われていない触媒層３の外周縁部にスプレーコーティングにより塗装する（図３（ｄ））。そして、約１０〜３０分間、常温〜７０℃程度で放置することで非転写層４を触媒層３に馴染ませ、最後にマスク５を取り外すことで非転写層４が触媒層３の外周縁部に形成された触媒層転写シート１が完成する（図３（ｅ））。なお、マスク５の材質は特に限定されるものではなく、例えば上記基材２と同じものを使用することができ、安価で入手容易な高分子フィルムが好ましい。
【００２４】
次に、上記触媒層転写フィルム１を用いた、触媒層−電解質膜積層体、電極−電解質膜積層体、及び固体高分子形燃料電池の製造方法について、図４を参照しつつ説明する。なお、図４は、本実施形態に係る固体高分子形燃料電池の製造方法の流れを示す正面断面図である。
【００２５】
まず、平面視矩形状の電解質膜（被転写物）６を準備し、この上方に、アノード触媒層転写シート１をアノード触媒層３が電解質膜６側を向くように配置する。そして、電解質膜６の下方に、カソード触媒層転写シート１をカソード触媒層３が電解質膜６側を向くように配置する（図４（ａ））。
【００２６】
続いて、各触媒層転写シート１の背面側である基材２側から加熱プレスを施して、アノード触媒層３を電解質膜６の上面に転写させるとともにカソード触媒層３を電解質膜６の下面に転写させる（図４（ｂ））。そして、アノード触媒層転写シート１の基材２を非転写層４から剥離するとともに、カソード触媒層転写シート１の基材２を非転写層４から剥離する（図４（ｃ））。なお、このとき、非転写層４は電解質膜６に転写されないため、非転写層４及び非転写層４が形成された部分の触媒層３は基材２と一緒に剥離される。以上のように各触媒層転写シート１の基材２を剥離して、電解質膜６の上面にアノード触媒層３を形成するとともに下面にカソード触媒層３を形成し、触媒層−電解質膜積層体１０を作製する。なお、作業性を考慮すると、触媒層３を電解質膜６に転写させる工程について、両面同時に触媒層３を転写させることが好ましいが、片面ずつ触媒層３を転写させることもできる。加熱プレスの加圧レベルは、転写不良を避けるために、通常０．５〜２０ＭＰａ程度、好ましくは１〜１０ＭＰａ程度がよい。また、この加圧操作の際に、転写不良を極力少なくするために加圧面を加熱するのが好ましい。加熱温度は、電解質膜６の破損、変形等を避けるために、通常２００℃以下、好ましくは１５０℃以下がよい。また、上記電解質膜６に転写形成された各触媒層３は、非転写層４が形成された外周縁部を除いた部分で所望の電池性能が得られるように設計されている。
【００２７】
このように作製された触媒層−電解質膜積層体１０の各触媒層３上に、ガス拡散層７を圧着により積層形成して、電極−電解質膜積層体２０を作製する（図４（ｄ））。そして、この各触媒層３とガス拡散層７からなる各電極Ｅの周囲を囲むように枠状のガスケット８を設置し、最後にセパレータ９を、ガス流路９１がガス拡散層７と対向するように、ガス拡散層７及びガスケット８上に配置して、ガス拡散層７とセパレータ９とが電気的に接続するようにセパレータ９で電極−電解質膜積層体２０を挟持することによって、固体高分子形燃料電池３０が完成する（図４（ｅ））。
【００２８】
なお、上記電解質膜６の材質としては、例えば、基材上に水素イオン伝導性高分子電解質を含有する溶液を塗工し、乾燥することにより形成される。水素イオン伝導性高分子電解質としては、例えば、パーフルオロスルホン酸系のフッ素イオン交換樹脂、より具体的には、炭化水素系イオン交換膜のＣ−Ｈ結合をフッ素で置換したパーフルオロカーボンスルホン酸系ポリマー（ＰＦＳ系ポリマー）等が挙げられる。電気陰性度の高いフッ素原子を導入することで、化学的に非常に安定し、スルホン酸基の解離度が高く、高いイオン伝導性が実現できる。このような水素イオン伝導性高分子電解質の具体例としては、デュポン社製の「Ｎａｆｉｏｎ」（登録商標）、旭硝子（株）製の「Ｆｌｅｍｉｏｎ」（登録商標）、旭化成（株）製の「Ａｃｉｐｌｅｘ」（登録商標）、ゴア（Ｇｏｒｅ）社製の「Ｇｏｒｅ  Ｓｅｌｅｃｔ」（登録商標）等が挙げられる。水素イオン伝導性高分子電解質含有溶液中に含まれる水素イオン伝導性高分子電解質の濃度は、通常５〜６０重量％程度、好ましくは２０〜４０重量％程度である。なお、電解質膜６の膜厚は通常２０〜２５０μｍ程度、好ましくは２０〜８０μｍ程度である。
【００２９】
また、ガス拡散層７の材質としては、公知であり、燃料極、空気極を構成する各種のガス拡散層を使用でき、燃料である燃料ガス及び酸化剤ガスを効率よく触媒層３に供給するため、多孔質の導電性基材からなっている。多孔質の導電性基材としては、例えば、カーボンペーパーやカーボンクロス等が挙げられる。
【００３０】
ガスケット８の材質としては、熱プレスに耐えうる強度を保ち、かつ、外部に燃料及び酸化剤を漏出しない程度のガスバリア性を有しているものを使用することができ、例えば、ポリエチレンテレフタレートシートやテフロン（登録商標）シート、シリコンゴムシート等を例示することができる。
【００３１】
セパレータ９の材質としては、公知であり、燃料電池内の環境においても安定な導電性板であればよく、一般的には、カーボン板にガス流路９１を形成したものが用いられる。また、セパレータ９をステンレス等の金属により構成し、金属の表面にクロム、白金族金属又はその酸化物、導電性ポリマーなどの導電性材料からなる被膜を形成したものや、同様にセパレータを金属によって構成し、該金属の表面に銀、白金族の複合酸化物、窒化クロム等の材料によるメッキ処理を施したもの等も使用可能である。
【００３２】
以上、本実施形態によれば、基材２を非転写層４から剥離し始めるため、電解質膜６に転写された触媒層３のエッジ部分は、一般的に剥離不良が多く発生する剥離開始箇所ではない。この結果、触媒層３の剥離不良を低減することができ、ひいては歩留まりを向上させることができる。またさらには、触媒層転写シート１の触媒層３を電解質膜６に転写させる際に熱プレスを施すが、この熱プレスによって触媒層転写シート１のエッジ部が電解質膜６に食い込みが発生することがある。しかし、本実施形態では仮にこのような食い込みが発生しても、電解質膜６の食い込まれる部分は触媒層３が形成される部分ではなく発電に寄与しない部分であるため、発電性能に影響を及ぼすおそれがない。
【００３３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば図５に示すように、非転写層４を触媒層３の外周縁部全てに形成するのではなく、触媒層３の外周縁部の一部のみに非転写層４を形成することもできる。この場合は、この非転写層４が形成された部分から剥離を開始することで剥離不良を低減することができる。
【００３４】
また、上記実施形態ではマスク５を使用して触媒層３の外周縁部に非転写層４を形成していたが、マスク５を使用せずに、スクリーン印刷やディスペンサーなど公知の塗工方法によって触媒層３の外周縁部のみに非転写層４を形成することもできる。
【００３５】
また、上記実施形態では、電解質膜６に触媒層３を転写して触媒層−電解質膜積層体１０を作製した後にガス拡散層７を形成したが、ガス拡散層７に触媒層３を転写して電極Ｅを形成し、この電極Ｅを電解質膜６に形成することもできる。なお、この場合はガス拡散層７が本発明の被転写物に相当する。
【実施例】
【００３６】
以下に実施例及び比較例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、下記実施例に限定されるものではない。
【００３７】
（実施例１）
触媒層転写シート１を次の要領で作製した。まず、白金触媒担持カーボン（白金担持量：４５．７ｗｔ％、田中貴金属社製、ＴＥＣ１０Ｅ５０Ｅ）２ｇに、ＩＰＡ１０ｇ、フッ素樹脂（５ｗｔ％ナフィオンバインダー、デュポン社製）２０ｇ及び水１６ｇを加え、これらを分散機にて攪拌混合することにより、触媒層形成用インク組成物を調製した。次に、該インクを基材２であるＰＥＴフィルム（Ｅ５１００、東洋紡績製、１２μｍ）に触媒層乾燥後の白金重量が０．４ｍｇ／ｃｍ２となるように塗工した。
【００３８】
そして、上述した触媒層形成用インクが塗工されたＰＥＴフィルムを６０×６０ｍｍの大きさに切断し、このシートの中央に合わせて、５０×５０ｍｍの大きさに切断したＰＥＴフィルム（Ｅ５１００、東洋紡績製、１２μｍ）をマスク５として設置する。そしてマスク５の上から触媒層形成用インク全体にＰＴＦＥスプレー（フッ素セパレート、東洋化学商会社製）を吹きつけ、乾燥後（７０℃、１５分乾燥）の幅が５μｍとなる非転写層４を外周縁部に形成した。次にマスク５であるＰＥＴフィルムを除去して、非転写部４が形成された触媒層転写シート１を作製した。
【００３９】
次に、８０×８０ｍｍの大きさに切断された膜厚５３μｍのＮＲＥ２１２ＣＳ（Ｄｕｐｏｎｔ社製）を電解質膜６として準備し、この電解質膜６の両面それぞれに、上記触媒層転写シート１を触媒層３が電解質膜６側を向くように中心を合わせて配置した。そして、１３５℃、５．０ＭＰａ、３００秒の条件で熱プレスし、基材２を剥離することで、電解質膜６の両面に触媒層３を転写形成し、触媒層−電解質膜積層体１０を作製した。なお、触媒層３の厚さは２０μｍである。
【００４０】
続いて、触媒層３上に、５０×５０ｍｍのガス拡散層７（東レ社製  カーボンペーパー  ＴＧＰ−Ｈ０９０）を形成し、電極−電解質膜積層体２０を形成した。
【００４１】
（実施例２）
触媒層転写シート１を５０×５５ｍｍの大きさに形成し、非転写層４を図５に示すように右辺のみに５ｍｍ×５０ｍｍのサイズで形成した以外、実施例１と同一の材料、製造方法で、電極−電解質膜積層体２０を作製した。なお、触媒層３を電解質膜６に転写して基材２を剥離する際は、非転写層４が形成されている箇所から剥離した。
【００４２】
（実施例３）
非転写層４としてシリコーンオイル（ＫＦ９６、信越化学社製）を用いた以外、実施例１と同一の材料、製造方法で、電極−電解質膜積層体２０を作製した。
【００４３】
（比較例１）
触媒層転写シートを５０×５０ｍｍの大きさに切断し、非転写層４が形成されていない点以外は、実施例１と同一の材料、製造方法で、電極−電解質膜積層体を作製した。
【００４４】
（評価方法１）
転写後の触媒層転写シートから、転写率を算出した結果、実施例１〜３の転写は良好であり、触媒層転写シート１の基材２から電解質膜６への触媒層３の転写率は１００％であった。一方、比較例１の転写率は９５％であった。
【００４５】
（評価方法２）
電解質膜６の断面形状を走査型電子顕微鏡ＳＥＭにより観察した結果、実施例１〜３の電解質膜の膜厚は電極作製前と同一の厚さの５３μｍであったのに対して、比較例１は触媒層が電解質膜にめり込み、電解質膜の膜厚が４５μｍであった。
【００４６】
（評価方法３）
実施例１〜３及び比較例１の電極−電解質膜積層体について、ガスケット８及びセパレータ９を設置して固体高分子形燃料電池３０をそれぞれ作製し、負荷変動サイクル試験を実施した。このときの測定条件は、セル温度８０℃、燃料利用率７０％、酸化剤利用率４０％、加湿温度５０℃とした。電流電圧測定評価の結果、実施例１の燃料電池セルの耐久性時間は１０００時間、実施例２の燃料電池セルの耐久性時間は６００時間、実施例３の燃料電池セルの耐久性時間は１０００時間であり、評価後、電解質膜の破損は見られなった。一方、比較例１の燃料電池セルの耐久性時間は３００時間であり、３００時間評価後、電解質膜の破損が見られた。
【００４７】
このように、実施例１〜３の固体高分子形燃料電池では、電解質膜に触媒層がめり込むことや転写不良もなく、また耐久時間の上昇もみられたことから、固体高分子形燃料電池として高品質であることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る触媒層転写シートの実施形態を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本実施形態に係る触媒層転写シートの製造方法を示す平面図である。
【図４】本発明に係る固体高分子形燃料電池の製造方法の実施形態を示す説明図である。
【図５】本発明に係る触媒層転写シートの他の実施形態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  触媒層転写シート
２  基材
３  触媒層
４  非転写層
６  電解質膜（被転写物）
７  ガス拡散層
８  ガスケット
９  セパレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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