【手続補正書】
【提出日】平成22年12月20日(2010.12.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーの分散液の製造方法であって、
少なくとも１０ｗｔ％の有機液体を含む第１の液体中の高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーの分散液を提供し、
前記分散液を霧化して、前記分散液の液滴を生成し、
前記分散液液滴を加熱されたガスへ放出し、
前記加熱されたガス中にある前記分散液液滴を乾燥して、乾燥表面／外側と少なくとも４ｗｔ％の内部残留水分含量とを有する高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーの流動可能な粒子を生成し、
前記ポリマー粒子を、水、有機液体およびその混合物から選択される第２の液体に分散して、高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーの第２の分散液を生成することを含む、上記方法。
【請求項２】
前記ポリマー粒子が、乾燥中に凝集し、前記凝集した粒子の平均粒径が１〜１００ミクロンの範囲である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーが、パーフルオロスルホン酸である請求項１に記載の方法。
【請求項４】
液体中の高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーの前記分散液が、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、オスミウム、イリジウム、金、ランタン、イットリウム、ガドリニウム、銀、鉄、セリウム、チタン、バナジウム、ハフニウム、タンタル、ニオブ、クロム、モリブデン、タングステン、レニウムおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される触媒を含む添加剤をさらに含み、前記添加剤が、前記ポリマー粒子の実質的に全てに存在している請求項１に記載の方法。
【請求項５】
高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーを含むプロトン交換膜を製造する方法であって、
少なくとも１０ｗｔ％の有機液体を含有する第１の液体中の高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーの分散液を提供し、
前記分散液を霧化して、前記分散液の液滴を生成し、
前記分散液液滴を加熱された不活性ガスへ放出し、
前記分散液液滴を乾燥して、乾燥表面／外側と少なくとも４ｗｔ％の内部残留水分含量とを有する高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーの流動可能な粒子を生成し、
前記ポリマー粒子を、第２の液体に分散して、高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーの第２の分散液を生成し、
前記第２の分散液を基材上に形成し、
前記基材を乾燥して、前記第２の液体を前記基材から除去し、前記高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーを含むプロトン交換膜を提供することを含む方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法により形成されたプロトン交換膜を含む膜電極組立体。
【請求項７】
請求項６に記載の膜を含む燃料電池。
【請求項８】
膜電極組立体のための電極を製造する方法であって、
少なくとも１０ｗｔ％の有機液体を含有する第１の液体中の高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーの分散液を提供し、
前記分散液を霧化して、前記分散液の液滴を生成し、
前記分散液液滴を加熱された不活性ガスへ放出し、
前記分散液液滴を乾燥して、乾燥表面／外側と少なくとも４ｗｔ％の内部残留水分含量とを有する高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーの流動可能な粒子を生成し、
前記ポリマー粒子を第２の液体に分散して、高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーの第２の分散液を生成し、
前記第２の分散液を、触媒粒子および溶媒と混合して、電極インクを形成し、
前記電極インクを基材上に形成し、
前記基材を乾燥して、前記第２の液体を前記基材から除去し、高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーをバインダーとして有する電極を提供することを含む方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法により形成された電極を含む膜電極組立体を含む燃料電池。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９１】
表４
2010513668.tif 000001
以下に本発明の態様を示す。
１．高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーの分散液の製造方法であって、
少なくとも１０ｗｔ％の有機液体を含む第１の液体中の高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーの分散液を提供し、
前記分散液を霧化して、前記分散液の液滴を生成し、
前記分散液液滴を加熱されたガスへ放出し、
前記加熱されたガス中にある前記分散液液滴を乾燥して、乾燥表面／外側と少なくとも４ｗｔ％の内部残留水分含量とを有する高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーの流動可能な粒子を生成し、
前記ポリマー粒子を、水、有機液体およびその混合物から選択される第２の液体に分散して、高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーの第２の分散液を生成することを含む、上記方法。
２．前記加熱されたガスが、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノンおよびこれらの混合物からなる群から選択される不活性ガスである上記１に記載の方法。
３．前記ポリマー粒子を第２の液体に分散する工程中、前記第２の液体が、２ａｔｍ未満の圧力で、１０〜４０℃の範囲の温度である上記１に記載の方法。
４．前記第２の液体が、アルコールと水の混合物を含み、前記アルコールが、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、水およびその混合物からなる群から選択される上記１に記載の方法。
５．前記第１の液体が、水、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールおよびこれらの混合物の群から選択される上記１に記載の方法。
６．前記第２の分散液の前記ポリマー含量が、前記分散液の総重量に基づいて、１〜４０ｗｔ％の範囲にある上記１に記載の方法。
７．前記ポリマー粒子が、乾燥中に凝集し、前記凝集した粒子の平均粒径が１〜１００ミクロンの範囲である上記１に記載の方法。
８．前記流動可能なポリマー粒子の内部残留水分含量が、４〜１０ｗｔ％の範囲である上記１に記載の方法。
９．前記加熱されたガスが、前記分散液液滴が放出されるときに乾燥チャンバ内に含まれており、前記乾燥チャンバは、前記加熱された不活性ガスが前記乾燥チャンバに導入されるチャンバ入口と、前記加熱された不活性ガスが前記乾燥チャンバから放出されるチャンバ出口とを有し、前記チャンバ入口での前記加熱された不活性ガスの温度が１７０〜２５０℃の範囲にある上記１に記載の方法。
１０．前記チャンバ入口での前記加熱された不活性ガスの温度が、１７０〜２１０℃の範囲である上記９に記載の方法。
１１．前記チャンバ出口での前記加熱された不活性ガスの温度が、７０〜９０℃の範囲である上記９に記載の方法。
１２．前記高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーが、パーフルオロスルホン酸である上記１に記載の方法。
１３．液体中の高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーの前記分散液が、添加剤をさらに含み、前記添加剤が、前記ポリマー粒子の実質的に全てに存在している上記１に記載の方法。
１４．前記添加剤が、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、オスミウム、イリジウム、金、ランタン、イットリウム、ガドリニウム、銀、鉄、セリウム、チタン、バナジウム、ハフニウム、タンタル、ニオブ、クロム、モリブデン、タングステン、レニウムおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される触媒を含む上記１３に記載の方法。
１５．前記添加剤が、
アルミナ、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ゲルマニウム、シリカ、セリアおよびこれらの組み合わせの群からの金属酸化物、
金属イオン、半金属イオンおよびこれらの組み合わせの群からの安定剤、および
白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、オスミウム、イリジウム、金、ランタン、イットリウム、ガドリニウム、銀、鉄、セリウム、チタン、バナジウム、ハフニウム、タンタル、ニオブ、クロム、モリブデン、タングステン、レニウムおよびこれらの組み合わせの群から選択される、前記安定剤とは異なる少なくとも１つの触媒
を含む錯体である上記１３に記載の方法。
１６．前記添加剤がポリビニルピロリドンである上記１３に記載の方法。
１７．前記添加剤が、疎水性および親水性粒子、カーボンブラック、導電性ポリマー、顔料、タルク、アラミドポリマーおよびフルオロポリマーからなる群から選択される上記１３に記載の方法。
１８．高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーを含むプロトン交換膜を製造する方法であって、
少なくとも１０ｗｔ％の有機液体を含有する第１の液体中の高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーの分散液を提供し、
前記分散液を霧化して、前記分散液の液滴を生成し、
前記分散液液滴を加熱された不活性ガスへ放出し、
前記分散液液滴を乾燥して、乾燥表面／外側と少なくとも４ｗｔ％の内部残留水分含量とを有する高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーの流動可能な粒子を生成し、
前記ポリマー粒子を、第２の液体に分散して、高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーの第２の分散液を生成し、
前記分散液を基材に形成し、
前記基材を乾燥して、前記第２の液体を前記基材から除去し、前記高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーを含むプロトン交換膜を提供することを含む方法。
１９．前記分散液を、前記基材へ形成する工程において、前記プロトン交換膜は、高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーの前記第２の分散液からの成型体である上記１８に記載の方法。
２０．高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーの前記第２の分散液が、パーフルオロスルホン酸と、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、低分子量ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレン／テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）およびエチレン／クロロトリフルオロエチレンコポリマー（ＥＣＴＦＥ）の群からの１つ以上の追加のフルオロポリマーとを含む上記１８に記載の方法。
２１．前記プロトン交換膜が強化膜である上記２０に記載の方法。
２２．上記１８に記載の方法により形成されたプロトン交換膜を含む膜電極組立体。
２３．上記２２に記載の膜を含む燃料電池。
２４．膜電極組立体のための電極を製造する方法であって、
少なくとも１０ｗｔ％の有機液体を含有する第１の液体中の高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーの分散液を提供し、
前記分散液を霧化して、前記分散液の液滴を生成し、
前記分散液液滴を加熱された不活性ガスへ放出し、
前記分散液液滴を乾燥して、乾燥表面／外側と少なくとも４ｗｔ％の内部残留水分含量とを有する高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーの流動可能な粒子を生成し、
前記ポリマー粒子を第２の液体に分散して、高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーの第２の分散液を生成し、
前記第２の分散液を、触媒粒子および溶媒と混合して、電極インクを形成し、
前記電極インクを基材に形成し、
前記基材を乾燥して、前記第２の液体を前記基材から除去し、高度にフッ素化されたイオン交換ポリマーをバインダーとして有する電極を提供することを含む方法。
２５．上記２４に記載の方法により形成された電極を含む膜電極組立体を含む燃料電池。