(57)【要約】【課題】高い耐薬品性を有しないキャリアフィルムを用いて電解質膜を製造することができる電解質膜の製造方法の提供。【解決手段】積層体（１００）を加熱しつつ加圧する（ＳＴ５）。積層体（１００）では、第１のキャリアフィルム（１０）が、第２及び第３のキャリアフィルム（２０、３０）との間に配置されている。第２のキャリアフィルム（２０）と第１のキャリアフィルム（１０）とが、第１の電解質前駆体（１１、２１）と第１の補強膜（１２）とを挟み込む。第３のキャリアフィルム（３０）と第１のキャリアフィルム（１０）とが、第２の電解質前駆体（２１、３１）と第２の補強膜（１２）とを挟み込む。第２及び第３のキャリアフィルム（２０、３０）を剥離し、第１の電解質前駆体（１１、２１）及び第２の電解質前駆体（１１、３１）を薬液に浸して加水分解し、電解質膜（１４）を形成する（ＳＴ６）。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のキャリアフィルムと、第２のキャリアフィルムと、第３のキャリアフィルムと、を備え、
前記第１のキャリアフィルムが、前記第２のキャリアフィルムと、前記第３のキャリアフィルムとの間に配置されており、
前記第２のキャリアフィルムと前記第１のキャリアフィルムとが、第１の電解質前駆体と第１の補強膜とを挟み込み、
前記第３のキャリアフィルムと前記第１のキャリアフィルムとが、第２の電解質前駆体と第２の補強膜とを挟み込む積層体を、加熱しつつ加圧する工程と、
前記第２のキャリアフィルム及び前記第３のキャリアフィルムを剥離し、前記第１の電解質前駆体及び前記第２の電解質前駆体を薬液に浸して加水分解し、電解質膜を形成する工程と、
を含む電解質膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電解質膜の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、電解質前駆体と補強膜とをキャリアフィルムに配置する工程と、これらを加熱加圧する工程と、電解質前駆体を加水分解する加水分解工程とを含む電解質膜の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１８７９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
加水分解工程では、キャリアフィルムが、アルカリ処理や酸処理等に耐えるよう、高い耐薬品性を有することが求められている。そのため、キャリアフィルムとして利用できるフィルムは、高い耐薬品性を有するフィルムに限定されている。
【０００５】
本発明に係る電解質膜の製造方法は、高い耐薬品性を有しないキャリアフィルムを用いて、電解質膜を製造するものとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電解質膜の製造方法は、
第１のキャリアフィルムと、第２のキャリアフィルムと、第３のキャリアフィルムと、を備え、
前記第１のキャリアフィルムが、前記第２のキャリアフィルムと、前記第３のキャリアフィルムとの間に配置されており、
前記第２のキャリアフィルムと前記第１のキャリアフィルムとが、第１の電解質前駆体と第１の補強膜とを挟み込み、
前記第３のキャリアフィルムと前記第１のキャリアフィルムとが、第２の電解質前駆体と第２の補強膜とを挟み込む積層体を、加熱しつつ加圧する工程と、
前記第２のキャリアフィルム及び前記第３のキャリアフィルムを剥離し、前記第１の電解質前駆体及び前記第２の電解質前駆体を薬液に浸して加水分解し、電解質膜を形成する工程と、
を含む。
このような構成によれば、加水分解する工程では、第１のキャリアフィルムは、第１の電解質前駆体及び第２の電解質前駆体に覆われており、加水分解をさせるために用いた薬液に直接触れない。したがって、高い耐薬品性を有するキャリアフィルムでないフィルムであっても、第１のキャリアフィルムとして利用することができる。つまり、高い耐薬品性を有しないキャリアフィルムを用いても、電解質膜を製造することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る電解質膜の製造方法は、高い耐薬品性を有しないキャリアフィルムを用いて、電解質膜を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る電解質膜の製造方法の一工程を示す模式図である。
【図２】実施の形態１に係る電解質膜の製造方法の一工程を示す模式図である。
【図３】実施の形態１に係る電解質膜の製造方法の一工程を示す模式図である。
【図４】実施の形態１に係る電解質膜の製造方法の一工程を示す模式図である。
【図５】実施の形態１に係る電解質膜の製造方法の一工程を示す模式図である。
【図６】実施の形態１に係る電解質膜の製造方法の一工程を示す模式図である。
【図７Ａ】実施の形態１に係る電解質膜の製造方法の一工程を示す模式図である。
【図７Ｂ】実施の形態１に係る電解質膜の製造方法の一工程を示す模式図である。
【図８】実施の形態１に係る電解質膜の製造方法の一工程を示す模式図である。
【図９】実施の形態１に係る膜電極接合体の製造方法の一工程を示す模式図である。
【図１０】実施の形態１に係る膜電極接合体の製造方法の一工程を示す模式図である。
【図１１】実施の形態１に係る膜電極接合体の製造方法の一工程を示す模式図である。
【図１２】実施の形態１に係る膜電極接合体の製造方法の一工程を示す模式図である。
【図１３】関連する電解質膜の製造方法の一工程を示す模式図である。
【図１４】関連する電解質膜の製造方法の一工程を示す模式図である。
【図１５】関連する電解質膜の製造方法の一工程を示す模式図である。
【図１６】関連する電解質膜の製造方法の一工程を示す模式図である。
【図１７】関連する電解質膜の製造方法の一工程を示す模式図である。
【図１８】関連する膜電極接合体の製造方法の一工程を示す模式図である。
【図１９】関連する膜電極接合体の製造方法の一工程を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施の形態１）
以下、図１〜図８を参照して実施の形態１に係る電解質膜の製造方法について説明する。図１〜図８は、実施の形態１に係る電解質膜の製造方法の一工程を示す模式図である。
【００１０】
図１に示すように、第１のキャリアフィルム１０の両面に、電解質前駆体１１をそれぞれ少なくとも１体配置させる（電解質前駆体配置工程ＳＴ１）。具体的には、溶融押出機Ｔ１を用いて電解質前駆体１１を第１のキャリアフィルム１０の一方の主面１０ａに向かって押し出し、さらに、溶融押出機Ｔ２を用いて電解質前駆体１１を、第１のキャリアフィルム１０の他方の主面１０ｂに向かって押し出す。
【００１１】
第１のキャリアフィルム１０として、積層体加熱加圧工程ＳＴ５（後述）において与えられる熱に耐えることができるような耐熱性を有する材料からなる、又は、このような材料を主成分とするキャリアフィルムを利用することができる。このような材料として、例えば、フッ素系フィルム、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイト）、ＬＣＰ（全芳香族液晶ポリマー）等が挙げられる。このようなフッ素系フィルムとして、例えば、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等が挙げられる。ＰＩ、ＰＰＳ、又はＬＣＰからなる、又は、これらを主成分とするフィルムは、フッ素系フィルムと比較して、耐薬品性が低いものの、コストが低い傾向にあり、さらに、フィッシュアイなどの凹凸が小さく、品質も良い。
【００１２】
電解質前駆体１１は、高分子鎖の末端基が−ＳＯ２Ｆであるものであればよく、その一具体例は、パーフルオロスルホン酸ポリマーである。電解質前駆体１１は、アルカリ水溶液に浸漬し水洗した後、酸溶液に浸漬し再び水洗することによって加水分解処理すると、電解質前駆体１１の高分子鎖の末端基−ＳＯ２Ｆが−ＳＯ３Ｈに変性する。
【００１３】
溶融押出機Ｔ１、Ｔ２は、電解質前駆体１１を溶融させて、所定の方向に押し出すことができる。電解質前駆体１１は、必要に応じて、膜状や線状等の様々な断面形状を有するよう変形し、溶融押出機Ｔ１、Ｔ２によって押し出される。
【００１４】
また、図２に示すように、第２のキャリアフィルム２０の一方の主面２０ａに、電解質前駆体２１を配置させる（電解質前駆体配置工程ＳＴ２）。具体的には、溶融押出機Ｔ３を用いて電解質前駆体２１を第２のキャリアフィルム２０の一方の主面２０ａに向かって押し出す。第２のキャリアフィルム２０は第１のキャリアフィルム１０と同じ構成を有する。電解質前駆体２１は電解質前駆体１１と同じ構成を有する。溶融押出機Ｔ３は、溶融押出機Ｔ１、Ｔ２と同じ構成を有する。
【００１５】
また、電解質前駆体配置工程ＳＴ２と同様に、第３のキャリアフィルム３０（図５参照）の一方の主面３０ａに、電解質前駆体３１を配置させる。溶融押出機Ｔ３と同じ構成を有する溶融押出機（図示略）を用いて、電解質前駆体３１を主面３０ａに配置させるとよい。第３のキャリアフィルム３０は第１のキャリアフィルム１０及び第２のキャリアフィルム２０と同じ構成を有する。電解質前駆体３１は電解質前駆体１１、２１と同じ構成を有する。
【００１６】
続いて、図３に示すように、補強膜１２、１２を電解質前駆体１１、１１にそれぞれ配置させる（補強膜配置工程ＳＴ３）。具体的には、補強膜１２、１２のうち一方を、第１のキャリアフィルム１０の一方の主面１０ａ側における電解質前駆体１１に配置させる。さらに、補強膜１２、１２のうち他方を、第１のキャリアフィルム１０の他方の主面１０ｂ側における電解質前駆体１１に配置させる。
【００１７】
補強膜１２は、多孔質体である。補強膜１２の一具体例は、フッ素系樹脂からなり、フッ素系樹脂の一具体例として、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）が挙げられる。
【００１８】
なお、上記した補強膜配置工程ＳＴ３の代わりに、図４に示すように、補強膜１２を電解質前駆体２１に配置し、さらに、図５に示すように、補強膜１２を電解質前駆体３１に配置する工程（補強膜配置工程ＳＴ３１）を実施してもよい。
【００１９】
続いて、図６に示すように、第２のキャリアフィルム２０と、第３のキャリアフィルム３０とを、第１のキャリアフィルム１０に貼り合せる（キャリアフィルム貼り合せ工程ＳＴ４）。具体的には、第２のキャリアフィルム２０を、第１のキャリアフィルム１０の一方の主面１０ａ側における電解質前駆体１１及び補強膜１２に貼り合せる。さらに、第３のキャリアフィルム３０を、第１のキャリアフィルム１０の他方の主面１０ｂ側における電解質前駆体１１及び補強膜１２に貼り合わせる。ここで、第３のキャリアフィルム３０と、第１のキャリアフィルム１０と、第２のキャリアフィルム２０とがこの順に積層し、積層体１００が形成される。
【００２０】
積層体１００は、第１のキャリアフィルム１０と、第２のキャリアフィルム２０と、第３のキャリアフィルム３０とを備える。第２のキャリアフィルム２０と、第３のキャリアフィルム３０とが、第１のキャリアフィルム１０を挟む。第２のキャリアフィルム２０と第１のキャリアフィルム１０とが、電解質前駆体１１、２１と補強膜１２とを挟み込む。第３のキャリアフィルム３０と第１のキャリアフィルム１０とが、電解質前駆体１１、３１と補強膜１２とを挟み込む。
【００２１】
続いて、図６及び図７Ａに示すように、積層体１００を加熱しつつ加圧する（積層体加熱加圧工程ＳＴ５）。具体的には、積層体１００を所定の温度範囲に到達するまで加熱し、さらに所定の温度を保持するように所定時間加熱する。また、積層体１００を所定の温度を保持するように所定時間加熱する間、所定の圧力で加圧する。積層体１００を加圧するために、ロールプレス装置（図示略）を用いることができる。これらによって、電解質前駆体１１、２１、３１を補強膜１２に含浸させる。具体的には、電解質前駆体１１、２１を溶融させて、第２のキャリアフィルム２０側における多孔質体である補強膜１２内に浸入させることによって、含浸済み補強膜１３を形成する。また、電解質前駆体１１、３１を溶融させて、第３のキャリアフィルム３０側における多孔質体である補強膜１２内に浸入させることによって、含浸済み補強膜１３を形成する。加圧の大きさ及び温度の範囲は、電解質前駆体１１が溶融して、多孔質体である補強膜１２内に侵入させることによって、含浸させることができるような高さであればよい。例えば、電解質前駆体１１がパーフルオロスルホン酸ポリマーである場合、温度の範囲は、２２０〜２５０℃である。
【００２２】
図７Ａ、図７Ｂ及び図８に示すように、第２のキャリアフィルム２０及び第３のキャリアフィルム３０を積層体１００から剥離した後で、含浸済み補強膜１３を薬液に浸して含浸済み補強膜１３内の電解質前駆体１１を加水分解することによって、電解質膜１４を形成する（加水分解工程ＳＴ６）。薬液は、例えば、アルカリ液や酸溶液などの加水分解処理に用いられる溶液である。具体的には、第２のキャリアフィルム２０及び第３のキャリアフィルム３０を積層体１００から剥離させると、含浸済み補強膜１３、１３が露出する。図７Ｂに示すように、積層体１１０は、含浸済み補強膜１３と、第１のキャリアフィルム１０と、含浸済み補強膜１３とをこの順に積層したものである。第１のキャリアフィルム１０の主面１０ａ、１０ｂは、含浸済み補強膜１３、１３にそれぞれ覆われている。第１のキャリアフィルム１０の主面１０ａを覆う含浸済み補強膜１３の主面１３ａが露出しており、第１のキャリアフィルム１０の主面１０ｂを覆う含浸済み補強膜１３の主面１３ｂが露出している。さらに、積層体１１０をアルカリ溶液に浸漬し、水洗してアルカリ溶液を除く。さらに、積層体１１０を酸溶液に浸漬し、水洗して酸溶液を除く。すると、含浸済み補強膜１３、１３内の電解質前駆体１１、１１が加水分解処理することによって、含浸済み補強膜１３、１３内の電解質前駆体１１、１１の高分子鎖の末端基−ＳＯ２Ｆが−ＳＯ３Ｈに変性し、電解質膜１４、１４（図８参照）が形成される。電解質前駆体１１の高分子鎖の末端基の−ＳＯ３Ｈへの変性により、イオン交換容量の機能が得られ、燃料電池に必要なプロトン伝導性を付与させることができる。
なお、第１のキャリアフィルム１０の主面１０ａを覆う電解質膜１４の主面１４ａが露出しており、第１のキャリアフィルム１０の主面１０ｂを覆う電解質膜１４の主面１４ｂが露出している。
【００２３】
以上より、実施の形態１に係る電解質膜の製造方法は、第１のフィルム１０等として、ＰＩ、ＰＰＳ、又はＬＣＰからなる、又は、これらを主成分とするフィルムを用いても、電解質膜を製造することができる。この用いたフィルムは、フッ素系フィルムと比較して、耐薬品性が低いため、本製造方法は、高い薬品性を有しないフィルムを用いても、電解質膜を製造することができる。
【００２４】
次に、図９〜図１２を参照して、実施の形態１に係る膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）の製造方法について説明する。図９〜図１２は、実施の形態１に係る膜電極接合体の製造方法の一工程を示す模式図である。実施の形態１に係る膜電極接合体は、上記した電解質の製造方法によって製造された積層体１１０を用いて、膜電極接合体を製造する。
【００２５】
図９に示すように、電極１５、１５を電解質膜１４、１４に形成する（第１の電極形成工程ＳＴ２１）。具体的には、押出機Ｔ４を用いて電極１５を電解質膜１４の主面１４ａに向かって押し出し、さらに、押出機Ｔ５を用いて電極１５を電解質膜１４の主面１４ｂに向かって押し出す。電極１５、１５を電解質膜１４の主面１４ａ、１４ｂにそれぞれ形成する。電極１５は、例えば、膜状体である。
【００２６】
続いて、図１０に示すように、電解質膜１４及び電極１５の２組をそれぞれ第１のキャリアフィルム１０から剥離する（キャリアフィルム剥離工程ＳＴ２２）。具体的には、電解質膜１４及び電極１５の２組の一方を第１のキャリアフィルム１０の主面１０ａから剥離し、電解質膜１４及び電極１５の２組の他方を第１のキャリアフィルム１０の主面１０ｂから剥離する。積層した電解質膜１４及び電極１５を、積層体１２０と呼ぶ。
【００２７】
続いて、図１１に示すように、積層体１２０内の、電解質膜１４における電極１５側の反対側の主面１４ｃに、電極１５を形成する（第２の電極形成工程ＳＴ２３）。
具体的には、電極１５を載置したフィルム４０を準備し、フィルム４０を電解質膜１４の主面１４ｃに熱プレスする。電極１５を電解質膜１４の主面１４ｃに押圧しつつ加熱することによって、接合させる。フィルム４０として、本工程における熱プレスに耐えることのできるフィルムを用いればよく、第１のキャリアフィルム１０と同じ構成を有するフィルムを利用してもよい。
【００２８】
最後に、図１２に示すように、フィルム４０を電極１５から剥離する（剥離工程ＳＴ２４）。以上より、膜電極接合体１４０を製造することができる。膜電極接合体１４０の電解質膜１４は、電極１５、１５が接合したそれぞれ主面１４ａ、１４ｃを備える。膜電極接合体１４０は、燃料電池として利用することができる。
【００２９】
なお、実施の形態１に係る電解質膜の製造方法では、２枚の電解質膜１４につき、第１のキャリアフィルム１０と第２のキャリアフィルム２０と第３のキャリアフィルム３０とを用いた。言い換えると、実施の形態１に係る電解質膜の製造方法では、２枚の電解質膜１４につき、第１のキャリアフィルム１０の３枚を用いた。また、膜電極接合体の製造方法では、２枚の電解質膜１４につき、１枚の第１のキャリアフィルム１０と、１枚のフィルム４０との計２枚を用いた。
【００３０】
（関連する技術）
次に、図１３〜図１７を参照して、関連する電解質膜の製造方法について説明する。図１３〜図１７は、関連する電解質膜の製造方法の一工程を示す模式図である。関連する電解質膜の製造方法の構成は、実施の形態１に係る電解質膜の製造方法と共通する構成について同じ符号を付しており、異なる構成についてのみ説明する。
【００３１】
図１３に示すように、キャリアフィルム９１０の一方の主面９１０ａに、電解質前駆体１１を配置させる（電解質前駆体配置工程ＳＴ９１）。本工程を２回繰り返し、電解質前駆体１１を配置したキャリアフィルム９１０を、２枚製造する。具体的には、溶融押出機Ｔ１を用いて電解質前駆体１１をキャリアフィルム９１０の一方の主面９１０ａに向かって押し出す。キャリアフィルム９１０は、加水分解工程ＳＴ９５（後述）における薬液との接触に耐えるため、高い耐薬品性を有する必要がある。そのため、キャリアフィルム９１０として、例えば、フッ素系フィルムが挙げられる。このようなフッ素系フィルムとして、例えば、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等を主成分として含むフィルムが挙げられる。キャリアフィルム９１０として、ＰＩ、ＰＰＳ、又はＬＣＰからなる、又は、これらを主成分として含むフィルムを利用することは、これらのフィルムの耐薬品性が十分でないことから、困難である。そのため、キャリアフィルム９１０は、第１のキャリアフィルム１０等と比較して、利用することのできるフィルムの種類が限定される。そのため、キャリアフィルム９１０は、このようなフッ素フィルムを限定して利用することが多く、第１のキャリアフィルム１０等と比較して、コストが高い傾向にあり、さらに、フィッシュアイなどの凹凸が大きく、品質でも劣る。
【００３２】
図１４に示すように、電解質前駆体１１を配置したキャリアフィルム９１０の２枚のうち一方に、補強膜１２を配置させる（補強膜配置工程ＳＴ９２）。具体的には、補強膜１２を、キャリアフィルム９１０の一方の主面９１０ａ側における電解質前駆体１１に配置させる。
【００３３】
図１５に示すように、キャリアフィルム９１０同士を貼り合わせる（キャリアフィルム貼り合せ工程ＳＴ９３）。具体的には、キャリアフィルム９１０における主面９１０ａ側同士を対向させ、キャリアフィルム９１０同士を押し合わせて、貼り合わせる。キャリアフィルム９１０と、電解質前駆体１１と、補強膜１２と、電解質前駆体１１と、キャリアフィルム９１０とがこの順に積層し、積層体８００が形成される。
【００３４】
図１６に示すように、積層体８００を加熱しつつ加圧する（積層体加熱加圧工程ＳＴ９４）。積層体加熱加圧工程ＳＴ５と同様に、電解質前駆体１１を溶融させて、多孔質体である補強膜１２内に浸入させることによって、含浸済み補強膜１３を形成する。
【００３５】
図１６及び図１７に示すように、２枚のキャリアフィルム９１０のうち一方を積層体８００から剥離した後で、積層体８００を薬液に浸して含浸済み補強膜１３内の電解質前駆体１１を加水分解することによって、電解質膜１４を形成する（加水分解工程ＳＴ９５）。含浸済み補強膜１３内の電解質前駆体１１が加水分解処理することによって、含浸済み補強膜１３内の電解質前駆体１１の高分子鎖の末端基−ＳＯ２Ｆが−ＳＯ３Ｈに変性し、電解質膜１４が形成される。本工程では、キャリアフィルム９１０の主面のうち、含浸済み補強膜１３が配置されていない主面９１０ｃが、薬液に浸漬されるものの、キャリアフィルム９１０が高い耐薬品性を有するため、薬液による損傷などを受けない。
【００３６】
ところで、上記したように、キャリアフィルム９１０（図１３参照）は、第１のキャリアフィルム１０（図１参照）等と比較して、コストが高い傾向にある。したがって、実施の形態１に係る電解質膜の製造方法は、関連する電解質膜の製造方法と異なり、高い薬品性を有しないフィルムを用いて、電解質膜を製造することができる。そのため、実施の形態１に係る電解質膜の製造方法は、関連する電解質膜の製造方法と比較して、コストが低い傾向にある。
【００３７】
次に、図１８及び図１９を参照して、実施の形態１に係る膜電極接合体の製造方法について説明する。図１８及び図１９は、関連する膜電極接合体の製造方法の一工程を示す模式図である。関連する膜電極接合体の製造方法は、上記した関連する電解質膜の製造方法によって製造された積層体８１０を用いて、膜電極接合体を製造する。
【００３８】
図１８に示すように、電極１５を電解質膜１４に形成する（第１の電極形成工程ＳＴ９２１）。続いて、図１９に示すように、電解質膜１４及び電極１５の１組をキャリアフィルム９１０から剥離する（キャリアフィルム剥離工程ＳＴ９２２）。具体的には、電解質膜１４及び電極１５をキャリアフィルム９１０の主面９１０ａから剥離する。電解質膜１４及び電極１５を積層させて、積層体１２０を形成する。
【００３９】
最後に、第２の電極形成工程ＳＴ２３（図１１参照）及び剥離工程ＳＴ２４（図１２参照）と同じ構成の工程を経ることで、膜電極接合体１４０を製造することができる。
【００４０】
関連する電解質膜の製造方法では、１枚の電解質膜１４につき、キャリアフィルム９１０を２枚用いた。また、膜電極接合体の製造方法では、１枚の電解質膜１４につき、１枚のキャリアフィルム９１０と、１枚のフィルム４０との計２枚を用いた。上記したように、実施の形態１に係る電解質膜の製造方法では、２枚の電解質膜１４につき、第１のキャリアフィルム１０（図７Ａ参照）、第２のキャリアフィルム２０及び第３のキャリアフィルム３０、つまり第１のキャリアフィルム１０の３枚を用いる。また、膜電極接合体の製造方法では、２枚の電解質膜１４につき、１枚の第１のキャリアフィルム１０と、１枚のフィルム４０との計２枚を用いた。そのため、同製造方法は、関連する電解質膜及び膜電極接合体の製造方法と比較して、キャリアフィルムの使用枚数が少ない。そのため、実施の形態１に係る電解質膜及び膜電極接合体の製造方法は、関連する電解質膜及び膜電極接合体の製造方法と比較して、コストが低い傾向にある。
【００４１】
また、上記したように、キャリアフィルム９１０（図１３参照）は、第１のキャリアフィルム１０（図１参照）等と比較して、コストが高い傾向にある。したがって、実施の形態１に係る電解質膜の製造方法は、関連する電解質膜の製造方法と異なり、高い薬品性を有しないフィルムを用いて、電解質膜を製造することができる。そのため、実施の形態１に係る電解質膜の製造方法は、関連する電解質膜の製造方法と比較して、コストが低い傾向にある。
【実施例】
【００４２】
次に、上記した実施の形態１に係る電解質膜の製造方法を用いて製造した実施例１〜３について説明する。
【００４３】
第１のキャリアフィルム１０（図１参照）、第２のキャリアフィルム２０（図２参照）、及び第３のキャリアフィルム３０（図３参照）に相当するキャリアフィルムとして、実施例１ではＰＩを主成分として含むフィルム、実施例２ではＰＰＳを主成分として含むフィルム、実施例３ではＬＣＰを主成分として含むフィルムをそれぞれ用いた。実施例１〜３では、電解質前駆体１１（図１参照）に相当する電解質前駆体として厚み３μｍを備えるパーフルオロスルホン酸ポリマーを用いて、補強膜１２（図３参照）に相当する補強膜としては、厚み３μｍを備えるＰＴＦＥ延伸多孔質膜を用いた。ＰＴＦＥ延伸多孔質膜は、ＰＴＦＥからなる部材を伸ばすことによって、形成される。
積層体加熱加圧工程ＳＴ５では、積層体１００（図６参照）に相当する積層体を２４０℃に到達するまで加熱し、さらに２４０℃を保持するように所定時間加熱した。また、積層体１００に相当する積層体を２４０℃に保持するように所定時間加熱する間、所定の圧力で加圧する。積層体１００に相当する積層体を加圧するために、ロールプレス装置を用いた。加水分解工程ＳＴ６では、電解質膜１４（図８参照）に相当する電解質膜を形成した。この形成した電解質膜は、厚み１０μｍを備える。
【００４４】
なお、比較例１は、関連する電解質膜の製造方法を用いて製造した。キャリアフィルム９１０（図１３参照）に相当するキャリアフィルムとして、ＰＦＡを主成分として含み、厚み５０μｍのフィルムを用いた。また、電解質前駆体１１及び補強膜１２に相当する構成は、実施例１〜実施例３と同じ構成である。積層体加熱加圧工程ＳＴ９４では、実施例１〜３の積層体加熱加圧工程ＳＴ５と同様に、積層体８００（図１５参照）に相当する積層体を、ロールプレス装置を用いて、加熱しつつ加圧した。加水分解工程ＳＴ９５では、電解質膜１４（図１７参照）に相当する電解質膜を形成した。この形成した電解質膜は、厚み１０μｍを備える。
【００４５】
続いて、実施例１〜３と比較例１について、イオン交換容量及びプロトン伝導度を計測した。計測した結果を表１に示した。イオン交換容量は、電解質膜をＮａＣｌ水溶液に浸漬し、ＮａＯＨを用いて滴定する中和滴定法を用いて測定した。プロトン伝導度は、３０℃の水に１時間浸漬した後で、ＬＣＲメータを用いて測定した。
【表１】
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【００４６】
表１に示すように、実施例１〜３のイオン交換容量［meq/g］は、1.28と比較例１のイオン交換容量と同じ値を示した。実施例１〜３のプロトン伝導度［S/cm2］は、176.0〜176.7と、比較例１のプロトン伝導度176.5と比較して、殆ど同じ値であり、測定誤差の範囲内にあると推測する。したがって、実施例１〜３に係る電解質膜は、比較例１に係る電解質膜と比較して、電解質の電気的特性は、実質的に同じであるため、良好である。
【００４７】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００４８】
ＳＴ５  積層体加熱加圧工程                  ＳＴ６  加水分解工程
１０  、２０、３０  キャリアフィルム        １１、２１、３１  電解質前駆体
１２  補強膜                                １４  電解質膜
１００、１１０、１２０  積層体
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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