(57)【要約】【課題】電解質膜を多孔質膜に含浸させる際のエアー溜まりのより一層の抑制を図る。【解決手段】補強膜で補強された補強型電解質膜を製造するに当たり、電解質膜と該電解質膜を補強する補強膜としての多孔性膜とが積層された積層膜の両膜面にバックシートを積層する。そして、積層膜における電解質膜の多孔性膜への含浸を行う工程よりも前に、電解質膜とバックシートの少なくとも一方に、穿孔を設ける。【選択図】図４
2018085194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜と該電解質膜を補強する補強膜としての多孔性膜とが積層された積層膜の両膜面にバックシートを積層する工程と、
前記積層膜における前記電解質膜の前記多孔性膜への含浸を行う工程とを備える補強型電解質膜の製造方法において、
前記含浸を行う工程よりも前に、少なくとも、前記バックシートに穿孔を設ける
補強型電解質膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補強型電解質膜の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
補強膜である多孔性膜に電解質膜を溶融含浸させて補強した補強型電解質膜が知られている。こうした補強型電解質膜は、補強型電解質膜が組み込まれた燃料電池の耐久性向上に寄与する。補強型電解質膜の製造方法として、対向して回転するロール部材により、多孔性膜を電解質膜に押し付けて両者を貼り合わせ、多孔性膜の貼り合わせ済みの電解質膜を加熱ロールに接触させて加熱することで、溶融した電解質膜を多孔性膜に含浸させる手法が提案されている（例えば特許文献１等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２７７２８８号公報
【特許文献２】特開２０１６−１４９２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、溶融した電解質膜は、多孔性膜の細孔に入り込んで細孔を埋め、この際に、細孔内のエアーを追い出す。追い出されたエアーは、多孔性膜の端面から外気に放出されるが、多孔性膜に含浸しようとする電解質膜で取り囲まれ、いわゆるエアー溜まりが残り得る。エアー溜まりの部位には電解質膜が存在しないので、電解質膜としてのプロトン伝導性への悪影響が懸念される。こうしたことから、電解質膜を多孔質膜に含浸させる際のエアー溜まりのより一層の抑制が可能な補強型電解質膜の製造手法が要請されるに到った。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、補強膜で補強された補強型電解質膜の補強型電解質膜の製造方法が提供される。この補強型電解質膜の製造方法は、電解質膜と該電解質膜を補強する補強膜としての多孔性膜とが積層された積層膜の両膜面にバックシートを積層する工程と、前記積層膜における前記電解質膜の前記多孔性膜への含浸を行う工程とを備える。そして、前記含浸を行う工程よりも前に、少なくとも、前記バックシートに穿孔を設ける。
【０００７】
この形態の補強型電解質膜の製造方法は、多孔性膜への含浸により電解質膜が多孔性膜の細孔に入り込んで追い出された細孔内のエアーを、積層膜における多孔性膜の端面のみならず、バックシートから電解質膜に達する穿孔からも、外部に排出する。この結果、この形態の補強型電解質膜の製造方法によれば、電解質膜を多孔質膜に含浸させる際のエアー溜まりを高い確度で抑制することが可能となる。
【０００８】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、補強型電解質膜の製造装置、或いは、補強型電解質膜を備える燃料電池やその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】
【０００９】
【図１】本実施形態の補強型電解質膜の製造方法で得られる補強型電解質膜を単品の状態で断面視して示す説明図である。
【図２】本実施形態の補強型電解質膜の製造方法の各工程を示すフローチャートである。
【図３】積層膜の形成に用いられる積層膜製造装置の一例を示す説明図である。
【図４】積層膜への穿孔形成と電解質膜含浸とを順次実行する含浸装置の一例を概略斜視にて示す説明図である。
【図５】含浸装置を側面視して概略的に示す説明図である。
【図６】含浸装置を平面視して概略的に示す説明図である。
【図７】図５における７−７線に沿った積層膜の概略断面図である。
【図８】図５における８−８線に沿って積層膜を断面視した上で含浸過程におけるエアーの流れを概略的に示す説明図である。
【図９】図５における９−９線に沿った積層膜の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本実施形態の補強型電解質膜の製造方法で得られる補強型電解質膜２０１を単品の状態で断面視して示す説明図である。図示するように、補強型電解質膜２０１は、多孔性膜２３１を電解質膜２１０の膜厚のほぼ中央域に備え、この多孔性膜２３１に電解質膜２１０が含浸することで、多孔性膜２３１で補強された電解質膜である。電解質膜２１０は、高分子膜であり、側鎖にスルホン酸基（−ＳＯ３Ｈ）を備え、プロトン伝導性を有する。多孔性膜２３１は、多孔質の高分子膜であり、電解質膜２１０の補強膜として機能する。電解質膜２１０と多孔性膜２３１については後述する。
【００１１】
図２は、本実施形態の補強型電解質膜の製造方法の各工程を示すフローチャートである。本実施形態の補強型電解質膜の製造方法では、多孔性膜２３１で補強された電解質膜２１０を得るに当たり、ステップＳ１００の積層膜の形成・搬送と、ステップＳ１１０の穿孔形成と、ステップＳ１２０の電解質膜含浸とを順次行う。以下、これら工程について詳述する。
【００１２】
ステップＳ１００では、多孔性膜２３１と電解質膜２１０とバックシート２２０とを積層して積層膜２００を形成すると共に、この積層膜２００を後述の含浸装置３０に搬送する。
【００１３】
図３は、積層膜２００の形成に用いられる積層膜製造装置１０の一例を示す説明図である。積層膜製造装置１０は、ステップＳ１００で用いられる装置であって、電解質膜製造部１００と、バックシート貼合部１１０と、補強膜・電解質膜積層部１２０と、を備える。電解質膜製造部１００は、電解質膜２１０を形成する。電解質としては、ナフィオン（Ｎａｆｉｏｎ：登録商標）の前駆体など、側鎖末端にフッ化スルフリル基（−ＳＯ２Ｆ）を有するパーフルオロスルホン酸ポリマーの前駆体を用いることができる。本実施形態では、電解質膜製造部１００は、ＩＥＣ（イオン交換当量）が１．３〜１．８ｍｅｇ／ｇの電解質の前駆体を用い、厚さ２〜３０μｍの電解質膜２１０を形成する。本実施形態では、側鎖末端にフッ化スルフリル基を有する電解質の前駆体を用いたが、代わりに、側鎖末端に塩化スルフリル基（−ＳＯ２Ｃｌ）を有する電解質の前駆体、あるいは、側鎖末端にスルホン酸基（−ＳＯ３Ｈ）基を有する電解質を用いても良い。なお、電解質の前駆体のハロゲン化スルフリル基（フッ化スルフリル基、塩化スルフリル基）は、加水分解処理により、スルホン酸基（−ＳＯ３Ｈ）基に容易に変換できる。
【００１４】
バックシート貼合部１１０は、一対の貼合ロール１１２と、バックシート繰出ロール１１４と、を備えている。バックシート繰出ロール１１４は、バックシート２２０を繰り出す。バックシート２２０は、電解質膜２１０に対する剥離性を有するフッ素系の樹脂製シート、例えばテフロン（テフロンは登録商標）または炭化水素系の樹脂で２０〜１００μｍの厚みに形成されたシート体である。バックシート貼合部１１０は、一対の貼合ロール１１２の２つのロールの間に、電解質膜２１０と、バックシート２２０とを挟んで通過させることにより、電解質膜２１０と、バックシート２２０とを積層し、両者を密着させる。
【００１５】
補強膜・電解質膜積層部１２０は、一対の積層ロール１２２と、ペースト押出機１２４と、延伸機１２６と、を備える。ペースト押出機１２４は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のファインパウダーとアイソパー（アイソパーは登録商標）とを混合し、帯状に押し出すことで帯状の補強膜２３０を形成する。延伸機１２６は、帯状の補強膜２３０を厚さ１〜５μｍ、気孔率４０〜６０％程度に延伸し、約３５０℃で焼成して、多孔性膜２３１を形成し、多孔性膜２３１を積層ロール１２２に送り出す。例えば、延伸機１２６は、一対のロールを用い、その間に補強膜２３０を通過させながら押圧することにより、補強膜２３０を延伸してもよい。本実施形態では、補強膜・電解質膜積層部１２０は、ペースト押出機１２４を有し、補強膜２３０を製造しているが、別途作成された補強膜２３０を用いてもよい。
【００１６】
本実施形態では、多孔性膜２３１を得るための補強膜２３０として、ポリテトラフルオロエチレンを用いたが、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、共重合成分を１０モル％含むポリテトラフルオロエチレン共重合体等のポリオレフィン系樹脂：、ポリシロキサン；ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのメタクリレート系樹脂；ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）などのスチレン系樹脂；ポリアミド；ポリイミド（ＰＩ）；ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）；ポリアミドイミド；ポリエステルイミド；ポリカーボネート（ＰＣ）；ポリアセタール；ポリフェニレンエーテル（ＰＰＯ）などのポリアリーレンエーテル；ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）；ポリアリレート；ポリアリール；ポリスルホン（ポリサルホン）；ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）（ポリエーテルサルホン）；ポリウレタン類；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル系樹脂；ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）やポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）などのポリエーテルケトン類；ポリアクリル酸ブチル、ポリアクリル酸エチルなどのポリアクリル酸エステル類；ポリブトオキシメチレンなどのポリビニルエステル類；ポリシロキサン類；ポリサルファイド類；ポリフォスファゼン類；ポリトリアジン類；ポリカーボラン類；ポリノルボルネン；エポキシ系樹脂；ポリビニルアルコール；ポリビニルピロリドン；ポリイソプレンやポリブタジエンなどのポリジエン類；ポリイソブチレンなどのポリアルケン類；フッ化ビニリデン系樹脂、ヘキサフルオロプロピレン系樹脂、ヘキサフルオロアセトン系樹脂などの樹脂（熱可塑性樹脂など）のいずれかを用いても良い。
【００１７】
一対の積層ロール１２２は、多孔性膜２３１の両膜面に、バックシート２２０が積層済みの電解質膜２１０を配置して、「バックシート２２０−電解質膜２１０−多孔性膜２３１−電解質膜２１０−バックシート２２０」の５層構造の積層膜２００を形成する。つまり、積層膜２００は、多孔性膜２３１の両膜面に電解質膜２１０とバックシート２２０とをこの順に積層された積層膜であり、各膜の膜幅は同じとされている。本実施形態の補強型電解質膜の製造方法では、積層膜製造装置１０において、１００〜５００ｍｍの膜幅の積層膜２００を１００〜５００ｍの長さで連続形成し、その積層膜２００を、次の工程が実行される後述の含浸装置３０に搬送する。次工程への積層膜２００の搬送は、搬送ローラーを用いたローラー搬送とできる他、積層膜２００を巻取ロールに巻き取り、巻取ロール単位で行っても良い。
【００１８】
積層膜製造装置１０を用いたステップＳ１００に続くステップＳ１１０の穿孔形成と、ステップＳ１２０の電解質膜含浸とは、含浸装置３０において、積層膜２００を搬送しつつ、順次、実行される。
【００１９】
図４は、積層膜２００への穿孔形成と電解質膜含浸とを順次実行する含浸装置３０の一例を概略斜視にて示す説明図である。図５は、含浸装置３０を側面視して概略的に示す説明図である。図６は、含浸装置３０を平面視して概略的に示す説明図である。
【００２０】
含浸装置３０は、積層膜加熱と電解質膜含浸を図る装置であり、搬送ローラー３００と、第１ヒートロール３１０と、第２ヒートロール３２０と、搬送ローラー３３０と、穿孔ピン３４０と、穿孔補助治具３５０とを備える。搬送ローラー３００は、積層膜２００を第１ヒートロール３１０に搬送する。積層膜２００は、第１ヒートロール３１０の円周面に沿って第２ヒートロール３２０に搬送される。第１ヒートロール３１０と第２ヒートロール３２０は、１８０℃〜３００℃（好ましくは２４０℃〜２６０℃）に加熱されており、それぞれのロール表面に接触した積層膜２００を加熱する。また、第１ヒートロール３１０と第２ヒートロール３２０は、搬送されてくる積層膜２００をロール間に挟み込み、このロール間において、積層膜２００を０．１〜０．８ＭＰａの圧力（ニップ圧）で加圧する。上記のヒートローラの加熱を受けて積層膜２００の電解質膜２１０は溶融して軟化し、溶融済みの電解質膜２１０は、多孔性膜２３１に含浸する。溶融・軟化した電解質膜２１０の多孔性膜２３１への含浸は、ロール間における加圧により起きると共に、搬送に際して加えられるテンションによりヒートロール表面に押し付けられつつ搬送される間にも起きる。
【００２１】
穿孔ピン３４０は、穿孔補助治具３５０と共に第１ヒートロール３１０より上流側に配設され、積層膜２００の幅方向に対して等ピッチで複数配設されている。穿孔ピン３４０は、ピン径が５〜５０μｍであり、穿孔補助治具３５０で下支えされた状態の積層膜２００に対して、図示しない駆動機構により上下動する。穿孔補助治具３５０は、穿孔ピン３４０と対向して配設され、搬送される積層膜２００を案内しつつ、ピン案内孔３５２で、それぞれの穿孔ピン３４０をピン先側で案内する。本実施形態の補強型電解質膜の製造方法では、含浸装置３０において、バックシート２２０が積層済みの積層膜２００に対して、穿孔ピン３４０を積層膜２００の搬送速度に応じたタイミングで上下動し、この穿孔ピン３４０により、積層膜２００の搬送方向に沿って等ピッチで貫通孔２００ｈを穿孔する。つまり、積層膜２００への貫通孔２００ｈの穿孔は、積層膜２００の搬送過程でなされ、貫通孔２００ｈは、１００〜５００ｍｍの膜幅の積層膜２００に対して、図６に示すように、５０〜１５０ｍｍの膜幅方向ピッチＷｐと、１００〜５００ｍｍの搬送方向ピッチＬｐで、繰り返し穿孔される。膜幅方向ピッチＷｐと搬送方向ピッチＬｐとは、穿孔ピン３４０のピン径に合わせて適宜設定でき、例えば、ピン径が小さければ膜幅方向ピッチＷｐと搬送方向ピッチＬｐを短くし、ピン径が大きければ両ピッチを共に、或いは一方のピッチを長くしてもよい。
【００２２】
次に、含浸装置３０でなされる貫通孔２００ｈの穿孔の様子と多孔性膜２３１への電解質膜２１０の含浸の様子について説明する。図７は、図５における７−７線に沿った積層膜２００の概略断面図である。図８は、図５における８−８線に沿って積層膜２００を断面視した上で含浸過程におけるエアーの流れを概略的に示す説明図である。図９は、図５における９−９線に沿った積層膜２００の概略断面図である。
【００２３】
図７に示す積層膜２００は、第１ヒートロール３１０に到る手前に位置することから、加熱を受けておらず、初期膜厚Ｔｓのままであり、貫通孔２００ｈが穿孔済みである。この積層膜２００は、貫通孔２００ｈの穿孔後の搬送により、第１ヒートロール３１０のロール表面に密着し、第１ヒートロール３１０により加熱される。積層膜２００は、ロール表面からの加熱を受けつつ搬送され、図４に示す第１ヒートロール３１０と第２ヒートロール３２０とのロール間に到達する。このロール間まで達するまでの間において、積層膜２００の電解質膜２１０は、第１ヒートロール３１０のロール表面からの加熱により溶融・軟化し、多孔性膜２３１に含浸する。また、積層膜２００は、ロール間に達した以降において、第２ヒートロール３２０のロール表面に密着してこの第２ヒートロール３２０により加熱されるので、この間においても、電解質膜２１０は、溶融・軟化して多孔性膜２３１に含浸する。この含浸の様子は、図８において黒塗りの矢印Ａにて模擬的に示されており、軟化した電解質膜２１０は、膜厚中央域の多孔性膜２３１に含浸すると共に、電解質膜２１０の膜厚の範囲において貫通孔２００ｈにも入り込む。
【００２４】
積層膜２００には、その表裏面において、第１ヒートロール３１０と第２ヒートロール３２０とによるニップ圧が作用すると共に、搬送に際して加えられるテンションによりヒートロール表面への押し付け力が作用する。よって、積層膜２００は、多孔性膜２３１への電解質膜２１０の含浸、およびニップ圧や押し付け力の作用により、初期膜厚Ｔｓより薄い含浸過程膜厚Ｔｍとなる。そして、溶融・軟化した電解質膜２１０が多孔性膜２３１の細孔に入り込んで追い出された細孔内のエアーは、図８において白塗りの矢印Ｂにて模擬的に示すように、積層膜２００における多孔性膜２３１の膜端面２００ｔのみならず、積層膜２００のバックシート２２０の貫通孔２００ｈからも、外部に排出する。第２ヒートロール３２０を通過した積層膜２００は、多孔性膜２３１への電解質膜２１０の含浸の完了により、図９に示すように、含浸過程膜厚Ｔｍより薄い最終膜厚Ｔｅとなる。この状態の積層膜２００では、多孔性膜２３１が電解質膜２１０の膜厚のほぼ中央域に存在し、電解質膜２１０の厚み範囲において、貫通孔２００ｈは電解質膜２１０で埋められ、バックシート２２０の厚み範囲に貫通孔２００ｈが残る。図９に示す最終製品としての積層膜２００は、図示しない燃料電池製造工程に送られ、両側のバックシート２２０が剥離された状態の電解質膜２１０、即ち図１に示す補強型電解質膜２０１として、燃料電池の膜電極接合体の電解質膜に利用される。
【００２５】
図９に示す最終製品としての積層膜２００、つまり、本実施形態の補強型電解質膜の製造方法で製造された積層膜２００について、エアー溜まりの有無について調べた。エアー溜まりは、多孔性膜２３１に含浸した電解質膜２１０の中に形成されたり、電解質膜２１０とバックシート２２０との界面或いはその付近に形成される。そして、エアー溜まりは、積層膜２００から表裏のバックシート２２０が剥離された電解質膜２１０に、エアー貯まり形成箇所において膨らみやへこみをもたらす。よって、図９に示す最終製品としての積層膜２００から表裏のバックシート２２０を剥離した状態において、電解質膜２１０の表面の凹凸の有無を目視或いは拡大鏡にて観察し、単位長さ（例えば１ｍ）当たりのエアー溜まりの個数を計測した。その結果、本実施形態の補強型電解質膜の製造方法で製造された積層膜２００では、エアー溜まりは確認できず、エアー溜まりによる不良率は０％であった。これに対し、貫通孔２００ｈを穿孔していない積層膜２００である比較例積層膜、即ち、図２におけるステップＳ１１０の穿孔形成を省略して製造した比較例積層膜は、エアー溜まりが単位長さ当たりに複数観察され、エアー溜まりによる不良率は４０％であった。このように比較例積層膜にエアー溜まりが観察されたのは、多孔性膜２３１への電解質膜２１０の含浸に伴い多孔性膜２３１の細孔から追い出されたエアーが、膜端面２００ｔ（図８参照）からしか外気に放出されないため、多孔性膜２３１に含浸しようとする電解質膜２１０で取り囲まれて、エアー溜まりが形成されたと想定される。なお、比較例積層膜の製造の際には、図４に示す含浸装置３０において、穿孔ピン３４０を停止した状態で積層膜２００を加熱搬送しつつ、電解質膜２１０を多孔性膜２３１に含浸させた。
【００２６】
以上説明した本実施形態の補強型電解質膜の製造方法では、多孔性膜２３１への電解質膜２１０の含浸に伴い多孔性膜２３１の細孔から追い出されたエアーは、積層膜２００における多孔性膜２３１の膜端面２００ｔのみならず、バックシート２２０から電解質膜２１０に達する貫通孔２００ｈからも、外部に排出する。この結果、本実施形態の補強型電解質膜の製造方法によれば、電解質膜２１０を多孔性膜２３１に含浸させる際のエアー溜まりを高い確度で抑制できるので、補強型電解質膜２０１の発電性能が高まる。
【００２７】
本実施形態の補強型電解質膜の製造方法では、多孔性膜２３１と電解質膜２１０の厚み範囲において、溶融した電解質膜２１０の多孔性膜２３１への含浸の際に、貫通孔２００ｈを電解質膜２１０で埋める。このため、多孔性膜２３１に貫通孔２００ｈが穿孔されていない場合と比べて、溶融した電解質膜２１０がバックシート２２０の貫通孔２００ｈに浸入しない、または浸入が抑制される。こうしたバックシート２２０の厚み範囲の貫通孔２００への電解質膜２１０の浸入抑制により、後工程においてバックシート２２０を剥離する際には、バックシート２２０が剥がしにくかったり、バックシート剥離に手間を要したりする、というような事態が起きないようにできるという利点がある。バックシート２２０の厚み範囲の貫通孔２００への電解質膜２１０の浸入抑制は、ピン径の規定のみならず、既述したように膜幅方向ピッチＷｐと搬送方向ピッチＬｐを穿孔ピン３４０のピン径に合わせて設定することで、より確実に担保できる。
【００２８】
本実施形態の補強型電解質膜の製造方法では、電解質膜含浸に用いる既存の含浸装置３０に穿孔ピン３４０と穿孔補助治具３５０とを設けた上で、所定のタイミングで穿孔ピン３４０を上下動させるに過ぎない。よって、本実施形態の補強型電解質膜の製造方法によれば、既存の含浸装置３０の簡単な改造と簡便な機器制御を追加するだけで、エアー溜まりの無い電解質膜２１０を有する積層膜２００、延いては、発電性能の高い補強型電解質膜２０１を容易に得ることができる。
【００２９】
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例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、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部また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。
【００３０】
既述した実施形態では、多孔性膜２３１の両膜面に電解質膜２１０を積層したが、多孔性膜２３１の一方の膜面に電解質膜２１０を積層し、多孔性膜２３１の他方の膜面と電解質膜２１０の膜面とにバックシート２２０をそれぞれ積層するようにしてもよい。この場合には、図３に示す積層膜製造装置１０における一方のバックシート貼合部１１０から、電解質膜製造部１００を省略すればよい。そして、多孔性膜２３１の一方の膜面には、大きな膜厚の電解質膜２１０を積層すればよい。
【００３１】
既述した実施形態では、積層膜２００を加熱する手段として第１ヒートロール３１０と第２ヒートロール３２０を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、ヒーター等の種々の加熱手段を利用することも可能である。
【００３２】
既述した実施形態では、穿孔ピン３４０により積層膜２００におけるバックシート２２０と電解質膜２１０と多孔性膜２３１とに貫通孔２００ｈを設けたが、積層膜２００におけるバックシート２２０と電解質膜２１０とに貫通孔２００ｈを設けるように変形してもよい。この変形例では、多孔性膜２３１に貫通孔２００ｈは無いが、貫通孔２００ｈはバックシート２２０から電解質膜２１０に達しているので、貫通孔２００ｈからのエアー排出により、エアー溜まりの抑制を図ることができる。また、多孔性膜２３１に貫通孔２００ｈを穿孔しない場合であっても、電解質膜２１０の厚み範囲において、溶融した電解質膜２１０の多孔性膜２３１への含浸の際に、貫通孔２００ｈを電解質膜２１０で埋める。このため、多孔性膜２３１に加えて電解質膜２１０にも貫通孔２００ｈが穿孔されていない場合に比べて、溶融した電解質膜２１０がバックシート２２０の貫通孔２００ｈに浸入しない、または浸入が抑制される。こうしたバックシート２２０の厚み範囲の貫通孔２００への電解質膜２１０の浸入抑制により、後工程においてバックシート２２０を剥離する際には、バックシート２２０が剥がしにくかったり、バックシート剥離に手間を要したりする、というような事態が起きないようにできるという利点がある。バックシート２２０と電解質膜２１０とに貫通孔２００ｈを設けるには、図３に示す積層膜製造装置１０における積層ロール１２２の上流側において、穿孔ピン３４０により貫通孔２００ｈを設ければよい。また、穿孔ピン３４０のピン径規定や、ピン径に応じた膜幅方向ピッチＷｐと搬送方向ピッチＬｐの設定により、バックシート２２０の厚み範囲の貫通孔２００ｈへの電解質膜２１０の浸入抑制を図ることができる。
【００３３】
上記の変形例では、積層膜２００におけるバックシート２２０と電解質膜２１０とに貫通孔２００ｈを設けたが、積層膜２００におけるバックシート２２０のみに貫通孔２００ｈを設けるようにしてもよい。この場合には、多孔性膜２３１および電解質膜２１０に貫通孔２００ｈは無いが、貫通孔２００ｈは、電解質膜２１０の膜面に達しているので、バックシート２２０における貫通孔２００ｈからのエアー排出が可能であり、エアー溜まりの抑制を図ることができる。なお、バックシート２２０の厚み範囲の貫通孔２００への電解質膜２１０の浸入抑制は、穿孔ピン３４０のピン径規定や、ピン径に応じた膜幅方向ピッチＷｐと搬送方向ピッチＬｐの設定により可能となる。バックシート２２０にのみ貫通孔２００ｈを設けるには、図３に示す積層膜製造装置１０における貼合ロール１１２の上流側において、穿孔ピン３４０により貫通孔２００ｈを設ければよい。
【符号の説明】
【００３４】
１０…積層膜製造装置
３０…含浸装置
１００…電解質膜製造部
１１０…バックシート貼合部
１１２…貼合ロール
１１４…バックシート繰出ロール
１２０…補強膜・電解質膜積層部
１２２…積層ロール
１２４…ペースト押出機
１２６…延伸機
２００…積層膜
２００ｈ…貫通孔
２００ｔ…膜端面
２０１…補強型電解質膜
２１０…電解質膜
２２０…バックシート
２３０…補強膜
２３１…多孔性膜
３００…搬送ローラー
３１０…第１ヒートロール
３２０…第２ヒートロール
３３０…搬送ローラー
３４０…穿孔ピン
３５０…穿孔補助治具
３５２…ピン案内孔
Ｔｅ…最終膜厚
Ｔｍ…含浸過程膜厚
Ｔｓ…初期膜厚
Ｌｐ…搬送方向ピッチ
Ｗｐ…膜幅方向ピッチ
【図１】
2018085194.tif 000003
【図２】
2018085194.tif 000004
【図３】
2018085194.tif 000005
【図４】
2018085194.tif 000006
【図５】
2018085194.tif 000007
【図６】
2018085194.tif 000008
【図７】
2018085194.tif 000009
【図８】
2018085194.tif 000010
【図９】
2018085194.tif 000011