(57)【要約】【課題】搬送される基材の塗工終了端における塗工形状の乱れを抑制する、塗工調整方法および塗工装置を提供する。【解決手段】まず、基材の長手方向に、基材を搬送し、搬送される基材表面に、スリットノズル２１の吐出口２１１から塗工液を吐出し、基材表面にウェット膜を形成する。ウェット膜の外形形状において、基材の搬送方向の上流側となる端部の形状に応じて、吐出口２１１と、基材表面との距離を調整する。この調整時では、スリットノズル２１を湾曲させて、吐出口２１１の中央部と基材表面との距離と、吐出口２１１の両端部と基材表面との距離と、を異ならせる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺帯状の基材表面への塗工液の塗工を調整する塗工調整方法であって、
ａ）前記基材の長手方向に、前記基材を搬送する工程と、
ｂ）搬送される前記基材表面に、前記基材の幅方向に延びるスリット状の吐出口から塗工液を吐出し、前記基材表面に塗膜を形成する工程と、
ｃ）前記塗膜の外形形状において、前記基材の搬送方向の上流側となる端部の形状に応じて、前記吐出口と、前記基材表面との距離を調整する工程と、
を有し、
前記工程ｃ）は、
前記吐出口の前記幅方向の中央部と前記基材表面との第１距離と、前記吐出口の前記幅方向の両端部と前記基材表面との第２距離と、を異ならせる、
塗工調整方法。
【請求項２】
請求項１に記載の塗工調整方法であって、
前記工程ｃ）は、
前記第１距離を、前記第２距離よりも長くする、
塗工調整方法。
【請求項３】
請求項２に記載の塗工調整方法であって、
前記工程ｃ）は、
前記吐出口を有するスリットノズルを撓ませて、前記吐出口を湾曲させる、
塗布調整方法。
【請求項４】
請求項３に記載の塗工調整方法であって、
前記スリットノズルの一端部に前記吐出口が設けられ、他端部が、前記スリットノズルよりも剛性のある固定部材に固定され、
前記工程ｃ）は、
前記スリットノズルよりも剛性のある固定部材を、前記スリットノズルの他端部に、シムを介在させて固定することで、前記第１距離と前記第２距離とを異ならせる、
塗工調整方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の塗工調整方法であって、
前記工程ｂ）は、
ｂ１）前記吐出口を、前記基材に対して近接させる工程と、
ｂ２）前記吐出口から塗工液を吐出する工程と、
ｂ３）前記吐出口を、前記基材から離間させる工程と、
を有する、塗工調整方法。
【請求項６】
請求項５に記載の塗工調整方法であって、
前記工程ｂ３）は、前記吐出口からの塗工液の吐出を停止した後に、前記スリットノズルを離間させる、
塗工調整方法。
【請求項７】
長尺帯状の基材表面に塗工液を塗工する塗工装置であって、
前記基材の長手方向に、前記基材を搬送する搬送機構と、
搬送される前記基材表面に塗工液を吐出する塗工部と、
を備え、
前記塗工部は、
前記基材の幅方向に延びるスリット状の吐出口を有するスリットノズルと、
前記吐出口と、前記基材表面との距離を調整するノズル調整部と、
を有し、
前記ノズル調整部は、前記吐出口の前記幅方向の中央部と前記基材表面との第１距離と、前記吐出口の前記幅方向の両端部と前記基材表面との第２距離と、を異ならせる塗工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材に塗工液を塗工する際の塗工調整方法、および基材に塗工液を塗工する塗工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車や携帯電話などの駆動電源として、燃料電池が注目されている。燃料電池は、燃料に含まれる水素と空気中の酸素との電気化学反応によって電力を作り出す発電システムである。燃料電池は、他の電池と比べて、発電効率が高く環境への負荷が小さいという特長を有する。
【０００３】
燃料電池には、電解質としてイオン交換膜（電解質膜）を用いた固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ：Polymer  Electrolyte  Fuel  Cell）がある。固体高分子形燃料電池は、常温での動作および小型軽量化が可能であるため、自動車または携帯機器への適用が期待されている。固体高分子形燃料電池は、一般的には複数のセルが積層された構造を有する。１つのセルは、膜・電極接合体（ＭＥＡ：Membrane-Electrode-Assembly）の両側を一対のセパレータで挟み込むことにより構成される。膜・電極接合体は、電解質の薄膜（高分子電解質膜）の両面に触媒層を形成した膜・触媒層接合体（ＣＣＭ：Catalyst-coated  Membrane）の両側に、さらにガス拡散層を配置して構成される。高分子電解質膜を挟んで両側に配置された触媒層とガス拡散層とで、一対の電極層が構成される。一対の電極層の一方はアノード電極であり、他方がカソード電極である。アノード電極に水素を含む燃料ガスが接触するとともに、カソード電極に空気が接触すると、電気化学反応によって電力が作り出される。
【０００４】
上記の膜・触媒層接合体は、電解質膜の表面に、白金（Ｐｔ）を含む触媒粒子をアルコールなどの溶媒中に分散させた触媒インク（電極ペースト）を塗工し、その触媒インクを乾燥させることによって作成される。固体高分子形燃料電池の触媒インクの塗工に際しては、高価な白金触媒のロスを無くすために、電解質膜の表面に触媒インクを間欠的に塗工する間欠塗工が行われる。また、間欠塗工を行うときには、触媒インクを塗工すべき塗工領域に対して過不足無く触媒インクを塗工する必要がある。
【０００５】
特許文献１には、塗工開始時に均一な塗工形状の塗膜を得ることができる塗工装置が開示されている。特許文献１に記載の塗工装置は、ロールトゥロール方式にて一定速度で連続走行させる電解質膜の表面に対して、塗工ノズルから触媒インクを間欠塗工する。塗工の間欠時には、塗工ノズルの先端に触媒インクの液溜まりを形成する。そして、塗工の開始時には、塗工ノズルの先端と電解質膜の表面との間隔が、塗工ギャップとは異なる接触ギャップとなるように塗工ノズルを移動して、液溜まりを塗工領域の塗工開始端に接触させて、塗工領域に過不足無く触媒インクを塗工する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−１７８０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の塗工装置では、基材の搬送速度および塗工ノズルの移動速度と、塗工開始端または塗工終了端における塗工形状の乱れとの関係については、着目されていなかった。特に、塗工終了時では、塗工ノズルの先端に形成された触媒インクの液溜まりは、表面張力の影響により、塗工ノズルの両サイドから液切れが開始する。そして、塗工ノズルから液溜まりがなくなる直前まで、塗工ノズルの中央部には、液溜まりが残る。このため、触媒インクの塗工終了端には、搬送方向と逆方向に向けて凸となるような湾曲部が発生する。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、搬送される基材の塗工終了端における塗工形状の乱れを抑制する、塗工調整方法および塗工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本願の第１発明は、長尺帯状の基材表面への塗工液の塗工を調整する塗工調整方法であって、ａ）前記基材の長手方向に、前記基材を搬送する工程と、ｂ）搬送される前記基材表面に、前記基材の幅方向に延びるスリット状の吐出口から塗工液を吐出し、前記基材表面に塗膜を形成する工程と、ｃ）前記塗膜の外形形状において、前記基材の搬送方向の上流側となる端部の形状に応じて、前記吐出口と、前記基材表面との距離を調整する工程と、を有し、前記工程ｃ）は、前記吐出口の前記幅方向の中央部と前記基材表面との第１距離と、前記吐出口の前記幅方向の両端部と前記基材表面との第２距離と、を異ならせる。
【００１０】
本願の第２発明は、第１発明の塗工調整方法であって、前記工程ｃ）は、前記第１距離を、前記第２距離よりも長くする。
【００１１】
本願の第３発明は、第２発明の塗工調整方法であって、前記工程ｃ）は、前記吐出口を有するスリットノズルを撓ませて、前記吐出口を湾曲させる。
【００１２】
本願の第４発明は、第３発明の塗工調整方法であって、前記スリットノズルの一端部に前記吐出口が設けられ、他端部が、前記スリットノズルよりも剛性のある固定部材に固定され、前記工程ｃ）は、前記スリットノズルよりも剛性のある固定部材を、前記スリットノズルの他端部に、シムを介在させて固定することで、前記第１距離と前記第２距離とを異ならせる。
【００１３】
本願の第５発明は、第１発明から第４発明までの塗工調整方法であって、前記工程ｂ）は、ｂ１）前記吐出口を、前記基材に対して近接させる工程と、ｂ２）前記吐出口から塗工液を吐出する工程と、ｂ３）前記吐出口を、前記基材から離間させる工程と、を有する。
【００１４】
本願の第６発明は、第５発明の塗工調整方法であって、前記工程ｂ３）は、前記吐出口からの塗工液の吐出を停止した後に、前記スリットノズルを離間させる。
【００１５】
本願の第７発明は、長尺帯状の基材表面に塗工液を塗工する塗工装置であって、前記基材の長手方向に、前記基材を搬送する搬送機構と、搬送される前記基材表面に塗工液を吐出する塗工部と、を備え、前記塗工部は、前記基材の幅方向に延びるスリット状の吐出口を有するスリットノズルと、前記吐出口と、前記基材表面との距離を調整するノズル調整部と、を有し、前記ノズル調整部は、前記吐出口の前記幅方向の中央部と前記基材表面との第１距離と、前記吐出口の前記幅方向の両端部と前記基材表面との第２距離と、を異ならせる。
【発明の効果】
【００１６】
本願の第１発明〜第７発明によれば、吐出口と、基材表面との距離を調整して、吐出口に形成される液溜まりが、塗工終了時に一か所に偏ることを防止できる。そして、基材表面に塗工した塗工液の塗工終了端における塗工形状の乱れを抑制できる。
【００１７】
特に、第２発明および第３発明によれば、スリットノズルの吐出口に形成される液溜まりが、塗工終了時に吐出口中央に偏ることを防止できる。そして、塗工終了端における塗工形状の乱れを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る塗工装置の構成を示した図である。
【図２】塗工部付近の構成を示す拡大図である。
【図３】制御部と、塗工装置内の各部との接続を示したブロック図である。
【図４】吐出口先端での液溜まりの形成について説明するための図である。
【図５】塗工形状が乱れたウェット膜の外形を示す図である。
【図６】ノズル調整部を用いた吐出口の調整方法を説明するための図である。
【図７】吐出口の調整時の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
＜１．塗工装置の構成について＞
図１は、本発明の実施形態に係る塗工装置１の構成を示した図である。
【００２１】
塗工装置１は、固体高分子形燃料電池用の膜・触媒層接合体の製造工程において、長尺帯状の基材９０を長手方向に搬送しつつ、基材９０の一方の面に、電極となる触媒層を形成する装置である。基材９０は、支持フィルム９１と、電解質膜９２とが積層された構造である。塗工装置１は、電解質膜９２の面（以下、「基材９０の表面」と称する）に、塗工液である触媒インクを塗工してウェット膜９Ａを形成し、それを乾燥させることによって、触媒材料層９Ｂを形成する。
【００２２】
触媒インクには、低粘度（例えば、１００μＰａ・Ｓ以下）であって、触媒材料を含む粒子をアルコールなどの溶媒中に分散させた電極ペーストが用いられる。触媒材料には、高分子形燃料電池のアノードまたはカソードにおいて燃料電池反応を起こす材料が用いられる。具体的には、白金（Ｐｔ）、白金合金、白金化合物等を、触媒材料として用いることができる。白金合金の例としては、例えば、ルテニウム（Ｒｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、イリジウム（Ｉｒ）、鉄（Ｆｅ）等からなる群から選択された少なくとも１種の金属と、白金との合金を挙げることができる。一般的には、カソード用の触媒材料には白金が用いられ、アノード用の触媒材料には白金合金が用いられる。
【００２３】
電解質膜９２には、例えば、フッ素系または炭化水素系の高分子電解質膜が用いられる。電解質膜９２の具体例としては、パーフルオロカーボンスルホン酸を含む高分子電解質膜（例えば、米国DuPont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Goreselect（登録商標））を挙げることができる。電解質膜９２の膜厚は、例えば、５μｍ〜３０μｍとされる。電解質膜９２は、大気中の湿気によって膨潤する一方、湿度が低くなると収縮する。すなわち、電解質膜９２は、大気中の湿度に応じて変形しやすい性質を有する。
【００２４】
支持フィルム９１は、電解質膜９２の変形を抑制するためのフィルムである。支持フィルム９１の材料には、電解質膜９２よりも機械的強度が高く、形状保持機能に優れた樹脂が用いられる。支持フィルム９１の具体例としては、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、またはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のフィルムを挙げることができる。支持フィルム９１の膜厚は、例えば２５μｍ〜１００μｍとされる。
【００２５】
塗工装置１は、搬送機構１０、塗工部２０、乾燥部３０、撮像カメラ４０および制御部５０を備える。
【００２６】
搬送機構１０は、基材９０を、その長手方向に沿う搬送方向に搬送する。搬送機構１０は、基材巻出ローラ１１、複数の搬送ローラ１２および基材巻取ローラ１３を有する。基材９０は、基材巻出ローラ１１から繰り出され、複数の搬送ローラ１２により規定される搬送経路に沿って搬送される。各搬送ローラ１２は、水平軸を中心として回転することによって、基材９０を搬送経路の下流側へ案内する。搬送後の基材９０は、基材巻取ローラ１３へ回収される。なお、搬送ローラ１２の位置および数は、図１の内容に限定されない。
【００２７】
以下の説明では、基材９０の搬送経路において、基材巻出ローラ１１側を搬送方向の上流側と称し、基材巻取ローラ１３側を搬送方向の下流側と称する。
【００２８】
搬送機構１０は、後述の乾燥部３０よりも搬送経路の上流側に、バックアップローラ１４を有する。バックアップローラ１４は、搬送ローラ１２の役割も兼ねる。バックアップローラ１４は、円柱状または円筒状のローラであり、外周面が基材９０の支持フィルム９１に接触しながら、水平軸を中心として回転する。
【００２９】
塗工部２０は、バックアップローラ１４により搬送される基材９０の表面に、触媒インクを塗工して、ウェット膜９Ａを形成する。
【００３０】
なお、塗工部２０は、必ずしもバックアップローラ１４に支持された基材９０の表面に対して、触媒インクを吐出するものでなくてもよい。例えば、２つのローラの間に掛け渡された基材９０の表面に対して、触媒インクを塗工するものであってもよい。
【００３１】
図２は、塗工部２０付近の構成を示す拡大図である。
【００３２】
塗工部２０は、スリットノズル２１、ノズル調整部２２、開閉弁２３、移動機構２４および吸引部２５を有する。
【００３３】
スリットノズル２１は、ステンレス等の金属製部材であって、スリット状の吐出口２１１を有する。吐出口２１１は、基材９０の幅方向に沿って延び、バックアップローラ１４の外周面に対向する。以下では、吐出口２１１が伸びる方向を、「幅方向」と称する。スリットノズル２１は、吐出口２１１の先端に触媒インクの液溜まり９３を形成する。そして、バックアップローラ１４の外周面で搬送される基材９０の表面に、触媒インクの液溜まり９３を接触させる。これにより、基材９０に触媒インクが塗工され、ウェット膜９Ａが形成される。スリットノズル２１は、給液配管２１２を介して、触媒インク供給源２１３と流路接続されている。
【００３４】
ノズル調整部２２は、スリットノズル２１の吐出口２１１と、基材９０の表面との距離を調整するための部材である。より詳しくは、ノズル調整部２２は、吐出口２１１の幅方向の中央部と基材９０との距離（第１距離）と、吐出口２１１の幅方向の両端部と基材９０との距離（第２距離）とを異ならせる。このために、ノズル調整部２２は、スリットノズル２１よりも高い剛性を有するステンレス等の金属製部材を用いて、吐出口２１１が湾曲した状態で、スリットノズル２１を固定する。ノズル調整部２２については、後に詳述する。
【００３５】
開閉弁２３は、スリットノズル２１による触媒インクの吐出動作を、実行させ、または停止させる。開閉弁２３は、給液配管２１２の途中に設けられる。開閉弁２３を開放すると、触媒インク供給源２１３から給液配管２１２を通って、スリットノズル２１に触媒インクが供給される。そうすると、吐出口２１１の先端に、触媒インクの液溜まり９３が形成される。これにより、スリットノズル２１による吐出動作が実行可能となる。一方で、開閉弁２３を閉鎖すると、スリットノズル２１への触媒インクの供給が停止する。これにより、吐出口２１１先端での液溜まり９３の形成が停止され、スリットノズル２１による触媒インクの吐出動作が停止される。
【００３６】
移動機構２４は、スリットノズル２１およびノズル調整部２２を、バックアップローラ１４の外周面に対して、近接移動または離間移動させる。移動機構２４は、移動テーブル２４１、モータ２４２、ガイドレール２４３、ボールねじ２４４およびベース部２４５を有する。以下では、スリットノズル２１からの触媒インクの吐出の向きと平行な方向を「接離方向」と称する。
【００３７】
ベース部２４５は、塗工装置１が設置される床面に対して固定設置される。ガイドレール２４３は、ベース部２４５の上面に設けられ、接離方向に延びる。ボールねじ２４４は、ガイドレール２４３の上方に配置されている。ボールねじ２４４は、ガイドレール２４３と平行に、接離方向に延びる。移動テーブル２４１は、その下面に設けられたナットで、ボールねじ２４４に組み付けられている。
【００３８】
モータ２４２は、ボールねじ２４４を回転させる。これにより、移動テーブル２４１が、ガイドレール２４３に沿って接離方向に移動する。この移動テーブル２４１の上面には、スリットノズル２１およびノズル調整部２２が、ボルト２１Ａおよびボルト２２Ａにより、固定される。つまり、移動テーブル２４１の接離方向への移動に伴い、スリットノズル２１およびノズル調整部２２も接離方向に移動する。そして、バックアップローラ１４の外周面に対して、スリットノズル２１の吐出口２１１が、接離方向に近接または離間する。すなわち、吐出口２１１からバックアップローラ１４の外周面までの接離方向の距離が変化する。
【００３９】
移動機構２４は、スリットノズル２１の吐出口２１１をバックアップローラ１４に対して近接させ、吐出口２１１に形成された液溜まり９３を、基材９０の表面に接触させる。基材９０は、液溜まり９３が接触した状態で、バックアップローラ１４により搬送される。そして、移動機構２４は、スリットノズル２１の吐出口２１１をバックアップローラ１４から離間させる。これにより、基材９０の表面には、略矩形状のウェット膜９Ａが形成される。
【００４０】
なお、移動機構２４は、吐出口２１１を基材９０に近接させる際、形成するウェット膜９Ａの膜厚よりも広いギャップとなるように、吐出口２１１を、基材９０の表面へ近接させる。
【００４１】
吸引部２５は、スリットノズル２１の内部空間に充填された触媒インクを吸引する。吸引部２５は、開閉弁２３と、スリットノズル２１との間の給液配管２１２に連結された、吸液配管２５１およびサックバックバルブ２５２から構成される。サックバックバルブ２５２を開放すると、サックバックバルブ２５２内の容積変化により吸液配管２５１およびスリットノズル２１内部の触媒インクがサックバックバルブ２５２へ向けて吸引される。これにより、吐出口２１１の先端に形成された触媒インクの液溜まり９３が解消される。
【００４２】
図１に戻り、乾燥部３０は、塗工部２０よりも搬送経路の下流側に配置されている。乾燥部３０は、ウェット膜９Ａを乾燥させるための乾燥炉３１を有する。乾燥炉３１内では、搬送機構１０により搬送される基材９０の電解質膜９２に、加熱された気体（熱風）が吹き付けられる。そうすると、電解質膜９２の表面に形成されたウェット膜９Ａが加熱され、触媒インク中の溶剤が気化する。これにより、ウェット膜９Ａが乾燥して、電解質膜９２の表面に触媒材料層９Ｂが形成される。ただし、ウェット膜９Ａを乾燥させるための方法は、必ずしも熱風の供給でなくてもよい。乾燥部３０は、光照射や減圧などの他の方法で、ウェット膜９Ａを乾燥させるものであってもよい。
【００４３】
このように、塗工装置１では、基材巻出ローラ１１からの基材９０の繰り出し、電解質膜９２の表面への触媒インクの塗工、乾燥炉３１による乾燥、の各工程が、順次に実行される。これにより、固体高分子形燃料電池に用いられる膜・触媒層接合体の一方の触媒材料層９Ｂが、基材９０の表面に形成される。なお、この塗工装置１では、基材９０の電解質膜９２は、支持フィルム９１に常に保持されている。これにより、電解質膜９２の膨潤・収縮等の変形が抑制される。
【００４４】
撮像カメラ４０は、乾燥部３０の上流側に配置され、塗工部２０により形成されたウェット膜９Ａの外形形状を撮像する。なお、撮像カメラ４０は、乾燥部３０の下流側に配置し、乾燥部３０により乾燥されて形成された触媒材料層９Ｂの外形形状を撮像するようにしてもよい。
【００４５】
制御部５０は、塗工装置１内の各部を動作制御するための手段である。図３は、制御部５０と、塗工装置１内の各部との接続を示したブロック図である。図３中に概念的に示したように、制御部５０は、ＣＰＵ等の演算処理部５１、ＲＡＭ等のメモリ５２およびハードディスクドライブ等の記憶部５３を有するコンピュータにより構成されている。記憶部５３内には、塗工・乾燥処理を実行するためのコンピュータプログラムＰ１が、インストールされている。また、制御部５０は、搬送機構１０および乾燥炉３１と、それぞれ通信可能に接続されている。また、制御部５０は、塗工部２０の開閉弁２３、移動機構２４のモータ２４２および吸引部２５のサックバックバルブ２５２、ならびに、撮像カメラ４０とも、通信可能に接続される。
【００４６】
制御部５０は、記憶部５３に記憶されたコンピュータプログラムＰ１およびデータを、メモリ５２に一時的に読み出し、当該コンピュータプログラムＰ１およびデータに基づいて、演算処理部５１が演算処理を行うことにより、塗工装置１内の各部を動作制御する。これにより、塗工装置１における塗工・乾燥処理が進行する。
【００４７】
＜２．ノズル調整部２２を用いた吐出口の調整方法について＞
以下に、ノズル調整部２２を用いて、基材９０の表面に触媒インクを安定的に塗工して、矩形状に近い塗工形状のウェット膜９Ａを形成する方法について説明する。
【００４８】
図４は、吐出口２１１先端での液溜まり９３の形成について説明するための図である。
【００４９】
開閉弁２３を開放し、スリットノズル２１に触媒インクが供給されると、吐出口２１１の先端に、触媒インクの液溜まり９３が形成される。開閉弁２３が開放された状態では、液溜まり９３は、図４上部に示すように、吐出口２１１の幅方向に一様に形成される。この場合、基材９０の表面に形成されるウェット膜９Ａの外形形状に乱れは生じない。
【００５０】
塗工終了時に開閉弁２３を閉鎖すると、スリットノズル２１への触媒インクの供給が停止し、液溜まり９３が徐々になくなっていく。この過程では、液溜まり９３にかかる表面張力により、吐出口２１１の幅方向外側から、触媒インクの液切れが開始する。そして、図４下部に示すように、液溜まり９３は、吐出口２１１の幅方向中央部に残る状態となる。この状態で、基材９０の表面に塗工すると、ウェット膜９Ａの外形形状に乱れが生じる。
【００５１】
図５は、塗工形状が乱れたウェット膜９Ａの外形を示す図である。図５に示す例では、塗工開始時には、ウェット膜９Ａの外形形状に乱れは生じていない。これに対し、塗工終了時には、吐出口２１１の液溜まり９３が、図４下部に示すように、幅方向中央部にのみ形成されている。このため、ウェット膜９Ａの外形形状における搬送方向の終端（以下、「塗工終了端９Ａｅ」と称す）は、幅方向中央部が搬送方向の上流側へ凸となる湾曲形状となる。
【００５２】
そこで、本実施形態では、スリットノズル２１の吐出口２１１と、基材９０との距離を調整することで、塗工終了端９Ａｅでのウェット膜９Ａの塗工形状の乱れを抑制する。
【００５３】
図６は、ノズル調整部２２を用いた吐出口２１１の調整方法を説明するための図である。
【００５４】
スリットノズル２１およびノズル調整部２２は、後述のように、互いに固定された後、複数のボルト２１Ａおよびボルト２２Ａにより、移動機構２４の移動テーブル２４１の上面に固定される。図６は、移動テーブル２４１とは反対側から視た、スリットノズル２１とノズル調整部２２との平面視図である。
【００５５】
吐出口２１１の調整のために、吐出口２１１を有する一端部とは反対側の、スリットノズル２１の他端部を、ノズル調整部２２に固定する。このとき、スリットノズル２１と、ノズル調整部２２との間には、幅方向に沿って配列した２つのシム２２１Ａと、２つのシム２２１Ｂとを介在させる。
【００５６】
吐出口２１１の幅方向中央部分では、スリットノズル２１と、ノズル調整部２２とを、ボルト２２２Ａにより直接固定する。幅方向中央よりも、幅方向外側の位置では、シム２２１Ａを介在させて、スリットノズル２１と、ノズル調整部２２とを、ボルト２２２Ｂにより固定する。シム２２１Ａの位置よりも、さらに幅方向外側の位置では、シム２２１Ｂを介在させて、スリットノズル２１と、ノズル調整部２２とを、ボルト２２２Ｃにより固定する。シム２２１Ｂは、シム２２１Ａよりも厚みが厚い。
【００５７】
このように、スリットノズル２１は、幅方向中央から外側に向かって、徐々にノズル調整部２２から離れて、ノズル調整部２２に固定される。このため、スリットノズル２１は、幅方向中央から外側に向かって湾曲する形状となる。スリットノズル２１が湾曲すると、スリットノズル２１の吐出口２１１も、同様に湾曲した形状となる。つまり、ノズル調整部２２は、吐出口２１１の幅方向の中央部と基材９０との距離（第１距離）を、吐出口２１１の幅方向の両端部と基材９０との距離（第２距離）よりも、長くする。吐出口２１１を湾曲させて、吐出口２１１に形成される液溜まり９３の幅方向外側にかかる表面張力を調整することで、図４下部に示す、吐出口２１１の幅方向外側での触媒インクの液切れを抑制できる。その結果、塗工終了時であっても、図４上部に示すように、スリットノズル２１の吐出口２１１先端には、幅方向に一様な触媒インクの液溜まり９３が形成されるようになる。これにより、図５で示す、塗工終了端９Ａｅでのウェット膜９Ａの塗工形状の乱れを抑制できる。
【００５８】
吐出口２１１の湾曲度合は、撮像カメラ４０が撮像した、ウェット膜９Ａの塗工形状に応じて調整される。図５において、塗工終了端９Ａｅでのウェット膜９Ａの突出量（長さ）をｄ１で表す。また、図６において、吐出口２１１の中央部のノズル調整部２２側への凹み量（長さ）をｄ２で表す。そして、吐出口２１１の幅方向の長さを３００ｍｍ、触媒インクの粘度を２０ｍＰａ・Ｓ、基材９０の搬送速度を５ｍ／ｍｉｎ、形成するウェット膜９Ａの膜厚４０μｍとして、ｄ２を変化させたシミュレーションを行った。
【００５９】
ｄ２＝０とすると、ｄ１＝０．６ｍｍが得られた。また、ｄ２＝２０μｍとすると、ｄ１＝０．３ｍｍが得られた。さらに、ｄ２＝４０μｍとすると、ｄ１＝０ｍｍが得られた。このように、吐出口２１１の中央部の凹み量ｄ２を調整することで、ウェット膜９Ａの突出量ｄ１を調整することができる。換言すれば、塗工終了端９Ａｅでのウェット膜９Ａの突出量ｄ１によって、吐出口２１１の凹み量ｄ２を調整すれば、ウェット膜９Ａの突出量ｄ１をなくすことができる。
【００６０】
なお、ウェット膜９Ａの突出量ｄ１は、撮像カメラ４０による撮像結果から、コンピュータ処理で導出されてもよいし、ユーザによって導出されてもよい。また、吐出口２１１を湾曲させる作業は、ユーザが行ってもよいし、専用装置を用いて自動で行ってもよい。
【００６１】
＜３．吐出口２１１の調整時の動作について＞
続いて、吐出口２１１の調整時の動作について、さらに説明する。図７は、吐出口２１１の調整時の流れを示すフローチャートである。
【００６２】
図７の例では、まず、搬送機構１０による基材９０の搬送を開始する（ステップＳ１）。これにより、基材９０は、バックアップローラ１４に支持されつつ回転し、予め定められた搬送速度により、搬送方向に向かって搬送される。このとき、スリットノズル２１は、バックアップローラ１４から離れた離間位置に配置されている。また、開閉弁２３および吸引部２５のサックバックバルブ２５２は閉鎖されている。
【００６３】
次に、制御部５０は、開閉弁２３を開放する（ステップＳ２）。これにより、スリットノズル２１の吐出口２１１に向けて触媒インクが送られる。そして、吐出口２１１の先端に触媒インクの液溜まり９３が形成される。
【００６４】
次に、制御部５０は、移動機構２４を動作させて、スリットノズル２１をバックアップローラ１４に向けて近接移動させる（ステップＳ３）。そして、スリットノズル２１がバックアップローラ１４と近接する近接位置に移動すると、基材９０と触媒インクの液溜まり９３とが接触する。これにより、基材９０に触媒インクが塗工される。
【００６５】
次に、制御部５０は、開閉弁２３を閉鎖する（ステップＳ４）。これにより、吐出口２１１先端の液溜まり９３の形成が停止され、スリットノズル２１による触媒インクの吐出動作が停止する。そして、基材９０への触媒インクの塗工が終了すると、制御部５０は、吸引部２５のサックバックバルブ２５２を開放する（ステップＳ５）。これにより、吸液配管２５１およびスリットノズル２１内部の触媒インクがサックバックバルブ２５２へ向けて吸引される。その結果、吐出口２１１先端の液溜まり９３も吸引される。
【００６６】
その後、制御部５０は、移動機構２４を動作させる。そして、スリットノズル２１を離間位置に離間移動させる（ステップＳ６）。これにより、搬送される基材９０に対する触媒インクの塗工処理が完了する。
【００６７】
その後、撮像カメラ４０で、形成されたウェット膜９Ａを撮像する（ステップＳ７）。撮像した結果から、図５で示す、ウェット膜９Ａの突出量ｄ１を導出する（ステップＳ８）。そして、導出した突出量ｄ１に応じて、吐出口２１１の凹み量ｄ２を調整する（ステップＳ９）。具体的には、上述したボルト２２２Ａ、２２２Ｂ、２２２Ｃの締め具合の調整またはシム２２１Ａ、２２１Ｂの交換により、スリットノズル２１の湾曲の程度を調整する。これにより、上述した第１距離および第２距離の少なくとも一方を変化させる。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態では、塗工終了端９Ａｅでのウェット膜９Ａの塗工形状の乱れを抑制して、安定的に塗工液を塗工できる。
【００６９】
＜４．変形例＞
以上、本発明の主たる実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
【００７０】
上記の実施形態では、開閉弁２３を開放する工程（ステップＳ２）、スリットノズル２１を近接移動させる工程（ステップＳ３）、開閉弁２３を閉鎖する工程（ステップＳ４）、スリットノズル２１の内部の触媒インクを吸引する工程（ステップＳ５）の順で塗工処理がなされていた。しかしながら、本発明の、塗工装置における塗工処理はこれに限られない。
【００７１】
また、上記実施形態では、スリットノズル２１を近接および離間させているが、近接速度および離間速度は同一の速度であってもよいし、異なってもよい。近接速度および離間速度の各々は、基材９０の搬送速度、または、ウェット膜９Ａの外形形状の乱れに応じて変更されてもよい。
【００７２】
また、上記の実施形態では、塗工装置１は、電解質膜９２の表面に触媒材料層を形成する装置であった。しかしながら、塗工装置１は、電解質膜９２の裏面に触媒材料層を形成する装置であってもよく、また、電解質膜９２の表面および裏面の両面に電解質膜を形成する装置であってもよい。さらに、塗工対象となる基材は電解質膜でなくてもよい。例えば、電解質膜以外の樹脂製の基材、金属製の基材、ガラス製の基材、紙などであってもよい。
【００７３】
また、上記の実施形態では、基材９０は、バックアップローラ１４の外周面と接触することで支持されていた。しかしながら、バックアップローラ１４の外周面は、吸着面であってもよく、基材９０は、バックアップローラ１４の外周面に吸着されることで支持されてもよい。
【００７４】
また、塗工装置１の細部の構成については、本願の各図と相違していてもよい。また、上記の実施形態および変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１    塗工装置
１０    搬送機構
１１    基材巻出ローラ
１２    搬送ローラ
１３    基材巻取ローラ
１４    バックアップローラ
２０    塗工部
２１    スリットノズル
２１１  吐出口
２２    ノズル調整部
２３    開閉弁
２４    移動機構
３０    乾燥部
４０    制御部
９０    基材
９１    支持フィルム
９２    電解質膜
９３    液溜まり
【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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