(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極触媒層支持シートに付着している触媒残留物を前記電極触媒層支持シートから剥離するための触媒剥離装置であって、
前記電極触媒層支持シートの少なくとも前記触媒残留物が付着したシート面の全体に水を付与する加湿機構部と、
前記水が付与されたシート面に刃先を押し当てて前記触媒残留物を前記電極触媒層支持シートから剥離させるスクレーパーを含む剥離機構部と、
剥離によって落下した前記触媒残留物を受け止める回収トレイと、
を備え、
前記回収トレイには水が貯められており、
前記加湿機構部は、前記回収トレイの前記水を吸収しつつ回転する加湿ローラーを有し、前記触媒残留物が付着した前記シート面に前記加湿ローラーが接触した際に、前記触媒残留物が付着した前記シート面の全体に前記水を付与する、触媒剥離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートに付着している触媒残留物を剥離回収するための触媒剥離装置および触媒剥離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池に用いられる発電体としての膜電極接合体（Membrane Electrode Assembly；ＭＥＡ）は、電解質膜の両膜面に、燃料電池反応を促進させるための触媒を担持させた電極触媒層がアノードおよびカソードとして接合された構造を有している。この膜電極接合体は、例えば、膜電極接合体の製造装置としての転写装置を用いて、以下のように製造される。長尺状の電解質膜シートと電極触媒層の部材が形成済みの支持シートとを重ね合わせ、転写ローラーで電極触媒層を電解質膜の膜面に順次転写する。そして、支持シートを剥離することにより、電解質膜の両膜面に、アノードおよびカソードとしての電極触媒層が形成された膜電極接合体が作製される。なお、剥離された支持シートは順次巻き取り回収される。
【０００３】
ここで、転写後の電極触媒層の幅を電解質膜の幅と同じとする場合、通常、支持シートに形成済みの転写前の電極触媒層の部材の幅が電解質膜の幅より広くなるように設定されている。このため、転写後に剥離された支持シートには、電解質膜の膜面上に転写されなかった電極触媒層の部材の一部が、触媒残留物として残される。この触媒残留物は、上記のように、支持シートが巻き取り回収される際に、電極触媒層の部材のクズ（以下、触媒クズとも呼ぶ）として支持シートから剥がれ落ちる場合がある。剥がれ落ちた触媒クズは、転写ローラー等の各機構部に付着する場合がある。この結果、剥がれ落ちた触媒クズは、作製される製品（電極触媒層が転写された電解質膜、すなわち、膜電極接合体）に異物として付着する可能性があり、作製される製品の品質の低下を招く。このため、転写後の支持シートの触媒残留物が触媒クズとして落下する前に、支持シートから触媒残留物を剥離回収することが好ましい。
【０００４】
ここで、特許文献１，２には、シートに付着した余剰分の触媒ペースト（上記電極触媒層の部材に対応）を、スクレーパーで剥離回収する技術が開示されている。また、特許文献３には、シートに仮担持したペースト状の触媒組成物（上記電極触媒層の部材に対応）を、水流ポンプからの水流によりシートから剥離回収する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２１３９２０号公報
【特許文献２】特開２０００−３２５８００号公報
【特許文献３】特開平１０−１３７５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１，２に記載された技術では、スクレーパーで剥離した触媒ペーストのクズ（触媒クズ）が飛散する可能性があり、また、静電気により装置等に付着する可能性がある。従って、これらの技術を、膜電極接合体の製造装置に適用した場合、簡単な構造で触媒残留物を支持シートから剥離回収することは可能であるが、作製される製品（膜電極接合体）に異物として付着することによる製品の品質の低下を抑制することができない、という課題がある。また、特許文献３に記載された技術では、触媒クズの飛散を防止することは可能であるが、そのために水流ポンプを要するため、装置の大型化および高コスト化を招く、という課題がある。以上のことから、シートに付着した触媒残留物の飛散を防止しつつシートから剥離回収すること、また、簡単な構造で実現することが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した課題の少なくとも一部を達成するために、本発明は、以下の形態として実施することができる。
【０００８】
（１）本発明の一形態によれば、触媒剥離装置が提供される。この触媒剥離装置は、電極触媒層支持シートに付着している触媒残留物を前記電極触媒層支持シートから剥離するための触媒剥離装置であって、前記電極触媒層支持シートの少なくとも前記触媒残留物が付着したシート面の全体に水を付与する加湿機構部と、前記水が付与されたシート面に刃先を押し当てて前記触媒残留物を前記電極触媒層支持シートから剥離させるスクレーパーを含む剥離機構部と、剥離によって落下した前記触媒残留物を受け止める回収トレイと、を備える。この形態の触媒剥離装置によれば、触媒残留物がスクレーパーで電極層支持シートから剥離される前に、少なくとも触媒残留物が付着したシート面の全体に水が付与される。これにより、電極支持シートで発生する静電気が除電されるため、剥離された触媒残留物のクズが静電気によって触媒電極支持シート等に付着するのを抑制することが可能となる。また、剥離された触媒残留物のクズは水分を含んでいるので、空気中へ飛散することを抑制し、回収トレイへ落下させて、回収トレイでの回収性を高めることが可能である。
【０００９】
（２）上記形態の触媒剥離装置において、前記電極触媒層支持シートに付着している前記触媒残留物は、電解質膜に電極触媒層が接合された膜電極接合体を作製する過程において、前記電極触媒層が形成された前記電極触媒層支持シートから前記電極触媒層を電解質膜に転写して前記電極触媒層支持シートを剥がした際に、前記電解質膜に転写されずに前記電極触媒層支持シートに残った前記電極触媒層の一部である。この場合、膜電極接合体を作製する過程において排出される触媒残留物が付着した電極触媒層支持シートの触媒残留物を回収することができる。
【００１０】
（３）上記形態の触媒剥離装置において、前記回収トレイには水が貯められているようにしてもよい。この場合、剥離された触媒残留物のクズは、回収トレイの水の中に落下し、水を吸収することによって凝集してまとまることになるため、回収性を高めることが可能である。
【００１１】
（４）上記形態の触媒剥離装置において、前記加湿機構部は、前記回収トレイの前記水を吸収しつつ回転する加湿ローラーを有し、前記触媒残留物が付着した前記シート面に前記加湿ローラーが接触した際に、前記触媒残留物が付着した前記シート面の全体に前記水を付与するようにしてもよい。この場合、触媒残留物が付着したシート面の全体に容易に水を付与することができる。
【００１２】
（５）上記形態の触媒剥離装置において、前記加湿機構部は、前記回収トレイの前記水の中に前記触媒残留物が付着した前記電極触媒層支持シートを引き込む引込みローラーを有し、前記触媒残留物が付着した前記電極触媒層支持シートが前記水の中を通過することにより、前記触媒残留物が付着した前記シート面の全体に前記水を付与するようにしてもよい。この場合にも、触媒残留物が付着したシート面の全体に容易に水を付与することができる。
【００１３】
本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、触媒剥離方法、膜電極接合体の製造装置や製造方法等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態としてのＭＥＡ製造装置を用いて作製されるＭＥＡを断面視して概略的に示す説明図である。
【図２】第１実施形態としてのＭＥＡ製造装置の概略構成を模式的に示す説明図である。
【図３】電解質膜シートとアノード支持シートとカソード支持シートの準備の形態を模式的に示す説明図である。
【図４】触媒剥離機構部の構成を概略的に示す説明図である。
【図５】比較例としての触媒剥離機構部の構成を概略的に示す説明図である。
【図６】第２実施形態としてのＭＥＡ製造装置に含まれる触媒剥離機構部の構成を概略的に示す説明図である。
【図７】第３実施形態としての触媒剥離装置の概略構成を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態としてのＭＥＡ製造装置を用いて作製されるＭＥＡを断面視して概略的に示す説明図である。ＭＥＡ（膜電極接合体）は、電解質膜２０の両側にアノード２１とカソード２２の両電極を備える。電解質膜２０は、固体高分子材料、例えばフッ素系樹脂により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜であり、湿潤状態で良好な電気伝導性を示す。アノード２１およびカソード２２は、例えば白金、あるいは白金合金等の触媒を担持した導電性の担体、例えばカーボン粒子（以下、触媒担持カーボン粒子と称する）を、プロトン伝導性を有するアイオノマーで被覆して形成された電極触媒層であり、電解質膜２０の両膜面に接合され、電解質膜２０と共に膜電極接合体（ＭＥＡ）を形成する。通常、アイオノマーは、電解質膜２０と同質の固体高分子材料である高分子電解質樹脂（例えばフッ素系樹脂）であり、その有するイオン交換基によりプロトン伝導性を有する。アノード２１は、電解質膜２０とほぼ同寸法の矩形形状とされ、カソード２２は、アノード２１より縦横とも短くされている。
【００１６】
図２は、第１実施形態としてのＭＥＡ製造装置の概略構成を模式的に示す説明図である。ＭＥＡ製造装置１００は、アノード転写機構部１１０と、カソード転写機構部１２０と、触媒剥離機構部１３０と、制御装置１５０と、を備えている。ＭＥＡ製造装置１００は、制御装置１５０の制御を受けて各機構部１１０〜１３０が動作することで、電解質膜シートロール２０Ｒから送られる電解質膜シート２０Ｓと、アノード支持シートロールＤＲ１から送られるアノードシート２１Ｓと、カソード支持シートロールＤＲ２から送られるカソード２２と、を用いてシート状のＭＥＡを作製する。なお、図２は、各搬送箇所でのシート搬送とシート接合、並びにシート形態の様子を模式的に示しており、実際の各シートや部材の厚みや縦横サイズを反映したものではない。
【００１７】
図３は、電解質膜シートとアノード支持シートとカソード支持シートの準備の形態を模式的に示す説明図である。電解質膜シートロール２０Ｒは、例えば以下のように準備される。電解質膜２０を構成する上記の高分子電解質樹脂を用いてシート面に長尺状に形成される。バックシートＢｓは、電解質膜シート２０Ｓから剥離可能とされ、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等のポリエステル系、ポリスチレン等の高分子シートによって、電解質膜シート２０Ｓとほぼ同じ幅で形成される。そして、電解質膜シートロール２０Ｒは、こうして形成した電解質膜シート２０Ｓを、バックシートＢｓごとロール状に巻き取ることにより準備される。
【００１８】
アノード支持シートロールＤＲ１は、例えば以下のように準備される。アノードシート２１Ｓは、触媒担持カーボン粒子とアイオノマーとを分散させた触媒インクを適宜な塗工機器にてアノード支持シートＤｓ１に連続的に塗工し、その後の乾燥を経て、アノード支持シートＤｓ１のシート面に長尺状に形成される。アノードシート２１Ｓは、図中の側面断面視に示すように、アノード支持シートＤｓ１のシート幅より狭くされ、かつ、後述するアノード転写において電解質膜シート２０Ｓにアノードシート２１Ｓが同じ幅で転写されるように、電解質膜シート２０Ｓの幅よりも少し広い幅で形成される。アノード支持シートＤｓ１は、シート状に連続形成済みのアノードシート２１Ｓに対して剥離可能であり、バックシートＢＳと同様の高分子シートによって形成される。そして、アノード支持シートロールＤＲ１は、こうして形成したアノードシート２１Ｓを、アノード支持シートＤｓ１ごとロール状に巻き取ることにより準備される。
【００１９】
カソード支持シートロールＤＲ２は、例えば以下のように準備される。カソード２２は、上記の触媒インクを適宜な塗工機器にてカソード支持シートＤｓ２に間欠的に塗工し、その後の乾燥を経て、カソード支持シートＤｓ２のシート面に間欠的に形成される。カソード支持シートＤｓ２は、一方のシート面に、カソード２２を点在させて備え、カソード２２の点在形成に当たっては、マスクＭを用いて、カソード２２の矩形形状を確定する。カソード２２にあっても、図中の側面断面視に示すように、カソード支持シートＤｓ２のシート幅より狭くされ、上記した寸法関係で形成される。カソード支持シートＤｓ２も、アノード支持シートＤｓ１と同様の高分子シートによって形成され、剥離可能である。そして、カソード支持シートロールＤＲ２は、カソード２２が点在形成済みのカソード支持シートＤｓ２をロール状に巻き取ることにより準備される。
【００２０】
以上のように、電解質膜シート２０Ｓやアノードシート２１Ｓ或いはカソード２２を形成しながら上記の各シートロールを準備するほか、電解質膜シート２０Ｓが形成済みでロール状に巻き取られた電解質膜シートロール２０Ｒや、アノード支持シートロールＤＲ１、カソード支持シートロールＤＲ２を購入することにより準備することもできる。
【００２１】
図２のアノード転写機構部１１０は、その上流側から、電解質膜シートロール２０Ｒと、アノード支持シートロールＤＲ１と、第１転写ローラー１１２と、下流側第１搬送ローラー１１３と、第１剥離ローラー１１４と、下流側第２搬送ローラー１１５と、第２剥離ローラー１１６と、を備える。電解質膜シートロール２０Ｒは、制御装置１５０の制御を受けて回転し、図示しないローラー下流の案内ローラーおよび駆動ローラーと協働して、電解質膜シート２０ＳをバックシートＢｓと共に第１転写ローラー１１２に送り出す。アノード支持シートロールＤＲ１は、制御装置１５０の制御を受けて回転し、図示しないローラー下流の案内ローラーおよび駆動ローラーと協働して、アノードシート２１Ｓをアノード支持シートＤｓ１と共に第１転写ローラー１１２に送り出す。こうしたシート送り出しの際、電解質膜シートロール２０Ｒとアノード支持シートロールＤＲ１は、既述した案内ローラーによるシート案内により、長尺状の電解質膜シート２０Ｓと長尺状のアノードシート２１Ｓとが、押圧案内ローラー１１２ｂの外周面において接合するように、バックシートＢｓとアノード支持シートＤｓ１とを第１転写ローラー１１２に送り出す。
【００２２】
第１転写ローラー１１２は、押圧力付与ローラー１１２ａと押圧案内ローラー１１２ｂとを対向させて備え、この両ローラーの接合箇所（ニップ部）を転写圧着箇所とする。押圧力付与ローラー１１２ａと押圧案内ローラー１１２ｂの両ローラーは、制御装置１５０の制御を受けて逆向きに回転し、バックシートＢｓとアノード支持シートＤｓ１とを、電解質膜シート２０Ｓとアノードシート２１Ｓとが接合した状態のまま転写圧着箇所に引き込んで、電解質膜シート２０Ｓにアノードシート２１Ｓを転写し、下流に搬送する。こうしたシート引き込みと転写は、図２に示すように、バックシートＢｓが押圧力付与ローラー１１２ａのローラー表面の側に位置し、アノード支持シートＤｓ１が押圧案内ローラー１１２ｂのローラー表面の側に位置するようにして行われる。
【００２３】
押圧力付与ローラー１１２ａは、良伝熱性の金属製のローラー、例えばニッケル系の金属ローラーとして構成され、図示しない熱源からの熱を受けて発熱する。押圧力付与ローラー１１２ａは、バックシートＢｓを介して、電解質膜シート２０Ｓおよびこれに接合したアノードシート２１Ｓを加熱しつつ、押圧案内ローラー１１２ｂの側に向けて転写押圧力を付与する。押圧力付与ローラー１１２ａの発熱状況や付与する転写押圧力は、制御装置１５０により制御される。
【００２４】
押圧案内ローラー１１２ｂは、軽量な金属製のコアローラーの表面を耐熱性のゴム表皮層で被覆して構成され、押圧力付与ローラー１１２ａの及ぼす転写押圧力を受け止める。この際、押圧力付与ローラー１１２ａは、押圧案内ローラー１１２ｂにて受け止められた状態で転写押圧力の付与と転写を促進する伝熱を行うので、電解質膜シート２０Ｓにアノードシート２１Ｓが転写され、上記各シートは、積層したまま、第１転写ローラー１１２の下流に搬送される。
【００２５】
下流側第１搬送ローラー１１３は、制御装置１５０の制御を受けて回転し、第１転写ローラー１１２から送り出された積層状の上記各シートを、テンションを掛けつつ下流側に搬送する。以下、複数のシートが積層状となって搬送される過程では、これらシートを積層状シートと略称する。第１剥離ローラー１１４は、制御装置１５０の制御を受けて回転し、積層状シートからアノード支持シートＤｓ１を剥離し、触媒剥離機構部１３０へ送り出す。触媒剥離機構部１３０は、本発明の触媒剥離装置に相当し、後述するように、アノード支持シートＤｓ１に付着しているアノードシート２１Ｓの触媒残留物２１Ｓｒを剥離し、触媒残留物剥離済みのアノード支持シートＤｓ１を支持シート回収ローラーＤＳＲに送り出す。支持シート回収ローラーＤＳＲは、触媒剥離機構部１３０から送り出されたアノード支持シートＤｓ１を巻き取って回収する。
【００２６】
下流側第２搬送ローラー１１５は、制御装置１５０の制御を受けて回転し、アノード支持シートＤｓ１の剥離後の積層状シートを、テンションを掛けつつ下流側に搬送する。第２剥離ローラー１１６は、制御装置１５０の制御を受けて回転し、積層状シートからバックシートＢｓを剥離して、このバックシートＢｓをバックシート回収ローラーＢＳＲに送り出す。バックシート回収ローラーＢＳＲは、第２剥離ローラー１１６から送り出されたバックシートＢＳを巻き取って回収する。従って、アノード転写機構部１１０は、電解質膜シート２０Ｓとアノードシート２１Ｓとが積層しただけの積層状シート（以下、「アノード転写済みシートＡｓ」とも呼ぶ）を、カソード転写機構部１２０に送り出す。
【００２７】
カソード転写機構部１２０は、アノード転写機構部１１０の下流側に配設され、第２転写ローラー１２２と、受入ローラー１２３と、積層状シート搬送ローラー１２４と、カソード支持シートロールＤＲ２と、支持シート搬送ローラー１２５と、を備える。カソード支持シートロールＤＲ２は、制御装置１５０の制御を受けて回転し、その下流の支持シート搬送ローラー１２５と協働して、カソード２２をカソード支持シートＤｓ２と共に第２転写ローラー１２２に送り出す。こうしたシート送り出しの際、カソード支持シートロールＤＲ２は、カソード支持シートＤｓ２が押圧案内ローラー１２２ｂの表面に接合し、カソード２２が露出するよう、カソード支持シートＤｓ２を第２転写ローラー１２２に送り出す。そして、カソード２２は、第２転写ローラー１２２における転写圧着箇所の手前で、アノード転写済シートＡＳの電解質膜シート２０Ｓと接合し、その状態のまま、第２転写ローラー１２２に引き込まれる。受入ローラー１２３は、制御装置１５０の制御を受けて回転し、アノード転写機構部１１０から送り出されたアノード転写済みシートＡｓを搬送案内する。積層状シート搬送ローラー１２４は、制御装置１５０の制御を受けて回転し、アノード転写済みシートＡｓにテンションを掛けつつ、アノードシート２１Ｓが押圧力付与ローラー１２２ａの表面に接合し、電解質膜シート２０Ｓが露出するようにして、アノード転写済みシートＡｓを第２転写ローラー１２２に送り出す。
【００２８】
第２転写ローラー１２２は、既述した第１転写ローラー１１２と同様、押圧力付与ローラー１２２ａと押圧案内ローラー１２２ｂとを対向させて備え、この両ローラーの接合箇所（いわゆるニップ部）を転写圧着箇所とする。押圧力付与ローラー１２２ａと押圧案内ローラー１２２ｂの両ローラーは、制御装置１５０の制御を受けて逆向きに回転し、カソード支持シートロールＤＲ２からのカソード支持シートＤｓ２とアノード転写済みシートＡｓとを、カソード２２が電解質膜シート２０Ｓに接合した状態のまま転写圧着箇所に引き込んで、電解質膜シート２０Ｓにカソード２２を転写する。このカソード転写により、電解質膜２０の表裏面にアノード２１とカソード２２とを接合したシート状のＭＥＡが得られる。
【００２９】
第２転写ローラー１２２によるシート引き込みと転写は、第１転写ローラー１１２と同様になされ、アノードシート２１Ｓが押圧力付与ローラー１２２ａのローラー表面の側に位置し、カソード支持シートＤｓ２が押圧案内ローラー１２２ｂのローラー表面の側に位置するようにして行われる。この場合、押圧力付与ローラー１２２ａは、押圧力付与ローラー１１２ａと同様に、アノードシート２１Ｓを介して、電解質膜シート２０Ｓおよびこれに接合したカソード２２を加熱しつつ、押圧案内ローラー１２２ｂの側に向けて転写押圧力を付与する。押圧力付与ローラー１２２ａの発熱状況や付与する転写押圧力は、制御装置１５０により制御される。また、押圧案内ローラー１２２ｂは、押圧案内ローラー１１２ｂと同様に構成され、その表面は、ゴム表皮層とされている。
【００３０】
第２転写ローラー１２２は、カソード２２を転写済みのシート状のＭＥＡを、製品回収ローラーＰＳＲへ送り出す。製品回収ローラーＰＳＲは、第２転写ローラー１２２から送り出されたシート状のＭＥＡを巻き取って回収する。製品回収ローラーＰＳＲに巻き取られたシート状のＭＥＡは、これを図１に示す矩形形状に裁断したＭＥＡの作製や、ＭＥＡの両側にガス拡散層が積層されたＭＥＧＡ（Membrane-Electrode＆Gas. Diffusion Layer Assembly）の作製等に用いられる。
【００３１】
制御装置１５０は、論理演算を実行するＣＰＵや、ＲＯＭ、ＲＡＭを有するコンピューターとして構成され、図示しない各種スイッチやセンサーの入力を受けつつ、既述した各ローラーの回転速度を調整制御するほか、押圧力付与ローラー１１２ａや押圧力付与ローラー１２２ａの発熱状態についても、これを制御する。
【００３２】
図４は、触媒剥離機構部の構成を概略的に示す説明図である。図４（Ａ）は、触媒剥離機構部１３０を断面視して概略的に示しており、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の触媒剥離機構部１３０をＣ矢視して概略的に示している。触媒剥離機構部１３０は、その上流側から、引込みローラー１３１と、剥離台１３４と、スクレーパー１３５と、送出しローラー１３２と、これらの搬送路の鉛直方向下側に配置された回収トレイ１３６と、を備える。引込みローラー１３１は、加湿ローラー１３１ａと案内ローラー１３１ｂとを上下に対向させて備え、この両ローラーの接合箇所（ニップ部）が加湿箇所となる。加湿ローラー１３１ａと案内ローラー１３１ｂの両ローラーは、互いに逆向きに回転し、触媒残留物２１Ｓｒが付着したアノード支持シートＤｓ１を加湿箇所に引き込んで、下流に搬送する。なお、このシート引込みは、図４（Ｂ）に示すように、アノード支持シートＤｓ１の触媒残留物２１Ｓｒが付着下側の面が加湿ローラー１３１ａのローラー表面の側に位置するようにして行われる。
【００３３】
加湿ローラー１３１ａは、例えば、コアローラーの周囲をスポンジ層で被覆した構成のスポンジローラーとして構成され、スポンジ層の一部が回収トレイ１３６に貯められている水１３７内に浸かるように配置される。従って、加湿ローラー１３１ａのスポンジ層は、水１３７内に浸かりつつ回転するので、加湿箇所に引き込まれたアノード支持シートＤｓ１および触媒残留物２１Ｓｒには、加湿ローラー１３１ａによって水分が付与されて湿らされる。湿った状態の触媒残留物２１Ｓｒ＜ｗｅｔ＞が付着したアノード支持シートＤｓ１は、順に下流へ搬送される過程において、剥離台１３４下でスクレーパー１３５の刃先が押し当てられることにより、湿った状態の触媒残留物２１Ｓｒ＜ｗｅｔ＞がアノード支持シートＤｓ１から剥離される。スクレーパー１３５によって剥離された触媒のクズ（「触媒クズ」とも呼ぶ）２１Ｐｅは、回収トレイ１３６の水１３７中に落下して回収される。
【００３４】
そして、触媒残留物２１Ｓｒが剥離されたアノード支持シートＤｓ１は、送出しローラー１３２によって支持シート回収ローラーＤＳＲ（図２）へ送り出され、支持シート回収ローラーＤＳＲで巻き取り回収される。
【００３５】
ここで、図５は、比較例としての触媒剥離機構部の構成を概略的に示す説明図である。この比較例の触媒剥離機構部１３０ｒは、本実施形態の触媒剥離機構部１３０と同様に、案内ローラー１３１ｂｒと、剥離台１３４ｒと、スクレーパー１３５ｒと、送出しローラー１３２ｒと、回収トレイ１３６ｒ、とを備える。この触媒剥離機構部１３０ｒは、加湿ローラー１３１ａを備えていない。
【００３６】
比較例の触媒剥離機構部１３０ｒでは、アノード支持シートＤｓ１に付着した触媒残留物２１Ｓｒは乾燥状態のまま、スクレーパー１３５ｒで剥離される。剥離された触媒クズには、落下する触媒クズ（「落下触媒クズ」と呼ぶ）Ｐｄだけでなく、乾燥して軽いために装置内の上昇気流で舞い上がって飛散する触媒クズ（「飛散触媒」と呼ぶ）Ｐｆとなるものや、シートに発生する静電気による帯電のために、ローラー等の機構部品や搬送されるシートに付着する触媒クズ（「付着触媒クズ」と呼ぶ）Ｐａとなるものが存在する。また、付着触媒クズＰａであっても、再び、落下して落下触媒クズあるいは飛散して飛散触媒クズとなる場合もある。回収トレイ１３６ｒまで落下した触媒クズは回収されるが、飛散触媒クズＰｆは、飛散先で他の機構部品等に付着する可能性がある。従って飛散触媒クズＰｄおよび付着触媒クズＰａは、作製される製品の品質の低下や装置の汚損、装置の耐久性の低下等を招く。
【００３７】
一方、本実施形態の触媒剥離機構部１３０では、加湿ローラー１３１ａによってアノード支持シートＤｓ１および触媒残留物２１Ｓｒを湿らすことができるので、シートに発生する静電気を除電でき、剥離された触媒クズ２１Ｐｅが帯電してシート等に付着するのを抑制することが可能となる。また、剥離された触媒クズ２１Ｐｅを湿った状態とすることができ、剥離した際に空気中に飛散し難い状態とすることが可能となる。以上のことから、本実施形態の触媒剥離機構部１３０では、剥離された触媒クズ２１Ｐｅがシート等へ付着するのを抑制するとともに、空気中へ飛散することを抑制し、回収トレイ１３６へ落下するようにすることが可能である。そして、回収トレイ１３６へ落下した触媒クズ２１Ｐｅは水１３７中でさらに水を含むことにより凝集してまとまることになるため、触媒クズ２１Ｐｅの回収性を高めることが可能である。
【００３８】
また、アノード支持シートＤｓ１に付着した触媒残留物２１Ｓｒを触媒クズとして分別回収することにより、リサイクルがし易くなる、という効果もある。例えば、触媒が付着した状態の支持シートをリサイクルする場合には、これを焼却し、その灰の中から触媒として利用されていた貴金属（本例ではＰｔ）の取り出しを行う。この際、焼成炉のエネルギー効率を考慮して、１回目は低温で燃やし、２回目で残った灰をさらに高温で燃やす、２段階の焼成を行うため、リサイクル費用が割高となる。これに対して本実施形態のように分別した場合、１回の焼成で、回収触媒クズから貴金属を取り出すことができる状態となるまで焼成することができる。これにより、リサイクル費用を安くすることが可能であり、分別した支持シートを焼成せずにリサイクルすることが可能である。
【００３９】
Ｂ．第２実施形態：
図６は、第２実施形態としてのＭＥＡ製造装置に含まれる触媒剥離機構部の構成を概略的に示す説明図である。第２実施形態としてのＭＥＡ製造装置は、第１実施系形態のＭＥＡ製造装置１００の触媒剥離機構部１３０を触媒剥離機構部１３０Ｂに置き換えた点を除いて全く同じであるので、図示および説明を省略している。以下では、触媒剥離機構部１３０Ｂについて説明を加える。
【００４０】
本実施形態の触媒剥離機構部１３０Ｂは、その上流側から、引込みローラー１３１Ｂと、剥離台ローラー１３４Ｂと、スクレーパー１３５と、送出しローラー１３２と、これらの搬送路の鉛直方向下側に配置された回収トレイ１３６と、を備える。引込みローラー１３１Ｂは、第１剥離ローラー１１４から送られてくる触媒残留物２１Ｓｒが付着したアノード支持シートＤｓ１を引き込んで、下流に搬送する。ただし、引込みローラー１３１Ｂは、回収トレイ１３６に貯められている水１３７内に配置されている。このため、アノード支持シートＤｓ１およびこれに付着した触媒残留物２１Ｓｒは、引込みローラー１３１Ｂによって引き込まれて下流へ搬送される際に、水１３７内を通過することによって、水分が付与されて湿らされる。
【００４１】
剥離台ローラー１３４Ｂは、引込みローラー１３１Ｂから送り出されたアノード支持シートＤｓ１を、テンションを掛けつつ下流側に搬送する。このとき、アノード支持シートＤｓ１が剥離台ローラー１３４Ｂに接触している位置で、アノード支持シートＤｓ１にスクレーパー１３５の刃先が押し当てられることにより、その表面に付着している湿った状態の触媒残留物２１Ｓｒ＜ｗｅｔ＞がアノード支持シートＤｓ１から剥離される。スクレーパー１３５によって剥離された触媒クズ２１Ｐｅは、回収トレイ１３６の水１３７中に落下して回収される。
【００４２】
そして、触媒残留物２１Ｓｒが剥離されたアノード支持シートＤｓ１は、送出しローラー１３２によって支持シート回収ローラーＤＳＲ（図２参照）へ送り出され、支持シート回収ローラーＤＳＲで巻き取り回収される。
【００４３】
本実施形態の触媒剥離機構部１３０Ｂでも、引込みローラー１３１Ｂによってアノード支持シートＤｓ１および触媒残留物２１Ｓｒが水１３７中を通過することによって、アノード支持シートＤｓ１および触媒残留物２１Ｓｒを湿らすことができる。これにより、第１実施形態における触媒剥離機構部１３０と同様に、シートに発生する静電気を除電でき、剥離された触媒クズ２１Ｐｅが帯電してシート等に付着するのを抑制することが可能となる。また、剥離された触媒クズ２１Ｐｅを湿った状態とするができ、剥離した際に空気中に飛散し難い状態とすることが可能となる。以上のことから、剥離された触媒クズ２１Ｐｅがシート等へ付着するのを抑制するとともに、空気中へ飛散することを抑制し、回収トレイ１３６へ落下するようにすることが可能である。そして、回収トレイ１３６へ落下した触媒クズ２１Ｐｅは水１３７中でさらに水を含むことにより凝集してまとまることになるため、触媒クズ２１Ｐｅの回収性を高めることが可能である。また、アノード支持シートＤｓ１に付着した触媒残留物２１Ｓｒを触媒クズとして分別回収することにより、リサイクルがし易くなる、という効果もある。
【００４４】
Ｃ．第３実施形態：
第１実施形態および第２実施形態では、ＭＥＡ製造装置の一機構部である触媒剥離機構部として触媒剥離装置を有する構成を例に説明したが、単体の触媒剥離装置とすることも可能である。
【００４５】
図７は、第３実施形態としての触媒剥離装置の概略構成を模式的に示す説明図である。この触媒剥離装置２００は、第１実施形態の触媒剥離機構部１３０と、アノード支持シートロールＤＳｒＲと、支持シート回収ローラーＤＳＲと、を備える。触媒剥離機構部１３０の引込みローラー１３１が、アノード支持シートロールＤＳｒＲから触媒残留物２１Ｓｒが付着したアノード支持シートＤｓ１を引き込む。この際、加湿ローラー１３１ａによってアノード支持シートＤｓ１および触媒残留物２１Ｓｒに水分が付与されて湿らされる。湿った状態の触媒残留物２１Ｓｒ＜ｗｅｔ＞が付着したアノード支持シートＤｓ１は、順に下流へ搬送される過程において、剥離台１３４下でスクレーパー１３５の刃先が押し当てられることにより、湿った状態の触媒残留物２１Ｓｒ＜ｗｅｔ＞が剥離される。そして、触媒残留物２１Ｓｒが剥離されたアノード支持シートＤｓ１は、送出しローラー１３２によって支持シート回収ローラーＤＳＲへ送り出され、支持シート回収ローラーＤＳＲで巻き取り回収される。
【００４６】
本実施形態の触媒剥離装置２００においても、第１実施形態の触媒剥離機構部１３０と同様に、スクレーパー１３５による触媒残留物２１Ｓｒの剥離前に、アノード支持シートＤｓ１および触媒残留物２１Ｓｒが湿らされることにより、シートに発生する静電気を除電でき、剥離された触媒クズ２１Ｐｅが帯電してシート等に付着するのを抑制することが可能となる。また、剥離された触媒クズ２１Ｐｅを湿った状態とすることができ、剥離した際に空気中に飛散し難い状態とすることが可能となる。以上のことから、剥離された触媒クズ２１Ｐｅがシート等へ付着するのを抑制するとともに、空気中へ飛散することを抑制し、回収トレイ１３６へ落下するようにすることが可能である。そして、回収トレイ１３６へ落下した触媒クズ２１Ｐｅは水１３７中でさらに水を含むことにより凝集してまとまることになるため、触媒クズ２１Ｐｅの回収性を高めることが可能である。また、アノード支持シートＤｓ１に付着した触媒残留物２１Ｓｒを触媒クズとして分別回収することができるので、リサイクルがし易くなる、という効果もある。また、本実施形態の触媒剥離装置の場合、触媒剥離装置を備えない複数のＭＥＡ製造装置によって効率よくＭＥＡの製造を行い、触媒剥離装置によって、それぞれのＭＥＡ清掃装置から排出された触媒残留物が付着したシートから触媒残留物の分別回収を効率良く行うことができる。
【００４７】
なお、本実施形態の触媒剥離装置２００は、第１実施形態における触媒剥離機構部１３０を用いた場合を例に示したが、第２実施形態における触媒剥離機構部１３０Ｂを用いて触媒剥離装置を構成することも可能である。
【００４８】
Ｄ．変形例：
本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、或いは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【００４９】
上記の実施形態のＭＥＡ製造装置１００では、図２に示すように、アノード支持シートロールＤＲ１を、第１剥離ローラー１１４によりカソード転写機構部１２０の上流側で剥離したが、これに限らない。つまり、第１剥離ローラー１１４をカソード転写機構部１２０における第２転写ローラー１２２の下流側に配設して、アノード支持シートＤｓ１をカソード転写機構部１２０の下流側、即ちアノード・カソードの転写後に剥離してもよい。
【００５０】
上記実施形態のＭＥＡ製造装置１００では、第１転写ローラー１１２へのシート搬送を、バックシートＢｓが押圧力付与ローラー１１２ａのローラー表面の側に位置し、アノード支持シートＤｓ１が押圧案内ローラー１１２ｂのローラー表面の側に位置するようにしたが、これに限らない。つまり、図２における電解質膜シートロール２０Ｒとアノード支持シートロールＤＲ１の位置を逆にして、第１転写ローラー１１２へのシート搬送を、バックシートＢｓが押圧案内ローラー１１２ｂのローラー表面の側に位置し、アノード支持シートＤｓ１が押圧力付与ローラー１１２ａのローラー表面の側に位置するようにしてもよい。第２転写ローラー１２２へのシート搬送についても、図２に示す形態と逆としてもよい。
【００５１】
上記実施形態の触媒剥離機構部１３０，１３０Ｂは、第１剥離ローラーから送られてくるアノード支持シートＤｓ１に付着したアノードシート２１Ｓの転写後の触媒残留物２１Ｓｒを剥離するために装備されている。これに対して、カソード２２がシート状でアノード２１が矩形形状のＭＥＡの場合には、図２のＭＥＡ製造装置１００において、アノード転写機構部１１０をカソード転写機構部とし、カソード転写機構部１２０をアノード転写機構部とすることにより、そのまま適用可能である。
【００５２】
また、カソード支持シートＤｓ２のシート面に形成されるカソードも、アノードシート２１Ｓと同様に、電解質膜シート２０の幅よりも大きい幅の矩形形状あるいは長尺状のカソードである場合には、同様に第２転写ローラー１２２の下流側に剥離ローラーおよび触媒剥離機構部を設けるようにすることも可能である。なお、この場合には、製品回収ローラーＰＳＲの前に、製品支持シートを貼り合わせるために貼り合わせローラーを設けること好ましい。
【００５３】
上記実施形態の触媒剥離機構部１３０では、加湿ローラー１３１ａにてアノード支持シートＤｓ１及びこれに付着している触媒残留物２１Ｓｒに水を塗布して加湿している。また、上記実施形態の触媒剥離機構部１３０Ｂでは、引込みローラー１３１Ｂによってアノード支持シートＤＳ１及びこれに付着している触媒残留物２１Ｓｒを水１３７の中に引き込み、水１３７の中を通過させることにより、アノード支持シートＤｓ１及びこれに付着している触媒残留物２１Ｓｒを加湿している。しかしながら、これらに限定されるものではなく、スクレーパーにより支持シートに付着している触媒残留物をスクレーパーで剥離する前に、支持シート及びこれに付着している触媒残留物を加湿させることができれば、その手法に特に限定は無い。
【符号の説明】
【００５４】
２０…電解質膜
２０Ｒ…電解質膜シートロール
２０Ｓ…電解質膜シート
２１…アノード
２１Ｓ…アノードシート
２１Ｐｅ…触媒クズ
２１Ｓｒ…触媒残留物
２２…カソード
１００…ＭＥＡ製造装置
１１０…アノード転写機構部
１１２…第１転写ローラー
１１２ａ…押圧力付与ローラー
１１２ｂ…押圧案内ローラー
１１３…第１搬送ローラー
１１４…第１剥離ローラー
１１５…第２搬送ローラー
１１６…第２剥離ローラー
１２０…カソード転写機構部
１２２…第２転写ローラー
１２２ａ…押圧力付与ローラー
１２２ｂ…押圧案内ローラー
１２３…受入ローラー
１２４…積層状シート搬送ローラー
１２５…支持シート搬送ローラー
１３０…触媒剥離機構部
１３０Ｂ…触媒剥離機構部
１３０ｒ…触媒剥離機構部
１３１…引込みローラー
１３１Ｂ…引込みローラー
１３１ａ…加湿ローラー
１３１ｂ…案内ローラー
１３１ｂｒ…案内ローラー
１３２…送出しローラー
１３２ｒ…送出しローラー
１３４…剥離台
１３４Ｂ…剥離台ローラー
１３４ｒ…剥離台
１３５…スクレーパー
１３５ｒ…スクレーパー
１３６…回収トレイ
１３６ｒ…回収トレイ
１３７…水
１５０…制御装置
２００…触媒剥離装置
ＤＳｒＲ…アノード支持シートロール
ＡＳ…アノード転写済シート
ＢＳ…バックシート
Ｐａ…付着触媒クズ
Ｐｄ…飛散触媒クズ
Ｐｆ…飛散触媒クズ
Ａｓ…シート
Ｂｓ…バックシート
ＤＲ１…アノード支持シートロール
ＤＲ２…カソード支持シートロール
ＤＳＲ…支持シート回収ローラー
ＰＳＲ…製品回収ローラー
Ｄｓ１…アノード支持シート
ＢＳＲ…バックシート回収ローラー
Ｄｓ２…カソード支持シート
【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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【図６】
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【図７】
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