(57)【要約】【課題】電解質膜の折れやシワを抑制し得る新たな製造手法を提供する。【解決手段】イオン交換樹脂が多孔性薄膜の細孔に充填され且つ薄膜表裏面にイオン交換樹脂の薄膜層を有する多孔性薄膜を乾燥に処して電解質膜を作成した後、電解質膜を室温まで冷却する。冷却済みの電解質膜に、７０〜１５０℃の温度環境下で、３０〜１００Ｎ／ｍの張力を１０〜１２０秒に亘って掛ける。次いで、張力が掛けられた電解質膜の膜面に、触媒電極層を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜電極接合体の製造方法であって、
イオン交換樹脂が多孔性薄膜の細孔に充填され且つ薄膜表裏面に前記イオン交換樹脂の薄膜層を有する前記多孔性薄膜を乾燥に処して電解質膜を作成した後、前記電解質膜を室温まで冷却する工程と、
冷却済みの前記電解質膜に、７０〜１５０℃の温度環境下で、３０〜１００Ｎ／ｍの張力を１０〜１２０秒に亘って掛ける工程と、
前記張力が掛けられた前記電解質膜の膜面に、触媒電極層を形成する工程とを備える、
膜電極接合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜電極接合体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
膜電極接合体を構成する電解質膜は、好適なイオン伝導性を備えた上で、膜としての形状維持のための強度を確保する必要がある。このため、多孔性薄膜の細孔にイオン交換樹脂を充填させて電解質膜を作成することが提案されている（例えば特許文献１）。細孔へのイオン交換樹脂の充填は、含浸、塗布、スプレー等の手法でなされ、溶媒除去のための乾燥を経て、電解質膜が得られる。得られた電解質膜は、通常、ロール状に巻き取られ、例えば、燃料電池セルの製造ラインに搬送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平７−６８３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の手法で得られた電解質膜を用いて膜電極接合体を製造するに当たっては、電解質膜を搬送しつつ、その電解質膜の膜面に触媒電極層やガス拡散層が積層される。こうした製造過程において、電解質膜に折れやシワが散見されることが報告されるに至った。電解質膜の折れやシワは、燃料電池セルの発電性能の低下をもたらし得ることから、電解質膜の折れやシワを抑制することが望ましい。電解質膜の製造工程を精査したところ、以下に説明するように折れやシワが誘起し得ると想定される。
【０００５】
多孔性薄膜は、細孔の分布が均等ではなく、細孔の分布や大きさが不均等となって空孔率が局所的に相違する。よって、細孔へのイオン交換樹脂の充填がなされた電解質膜において、イオン交換樹脂の偏在が起き得る。また、細孔へのイオン交換樹脂の充填の際には、多孔性薄膜の表裏面にイオン交換樹脂の薄膜層が残置する。そうすると、電解質膜の膜厚方向において、イオン交換樹脂が充填済みの多孔性薄膜部位とその表裏のイオン交換樹脂だけの薄膜層部位とでは、熱膨張係数が相違する。これに加え、溶媒除去のための乾燥において、熱履歴が電解質膜の膜厚方向や長手方向で相違することも有り得る。これらの結果、溶媒除去のための乾燥において歪みが起き、歪みが残ったまま電解質膜を搬送すると、その搬送過程において電解質膜の蛇行が起き、折れやシワが誘起され得ると想定される。こうしたことから、電解質膜の折れやシワを抑制し得る新たな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】
【０００６】
本発明は、上述の課題を踏まえて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。
【０００７】
（１）膜電極接合体の製造方法の一形態は、イオン交換樹脂が多孔性薄膜の細孔に充填され且つ薄膜表裏面に前記イオン交換樹脂の薄膜層を有する前記多孔性薄膜を乾燥に処して電解質膜を作成した後、前記電解質膜を室温まで冷却する工程と、冷却済みの前記電解質膜に、７０〜１５０℃の温度環境下で、３０〜１００Ｎ／ｍの張力を１０〜１２０秒に亘って掛ける工程と、前記張力が掛けられた前記電解質膜の膜面に、触媒電極層を形成する工程とを備える。
【０００８】
この形態の膜電極接合体の製造方法では、多孔性薄膜の細孔へのイオン交換樹脂の充填を経て作成された電解質膜に歪みが起きても、この電解質膜に張力付与を伴う加熱による伸びを起こして、歪みを小さくできる。よって、この形態の膜電極接合体の製造方法によれば、多孔性薄膜の細孔にイオン交換樹脂を充填した電解質膜の搬送過程における蛇行を抑制でき、折れやシワの抑制も可能となる。これに加え、折れやシワが抑制された電解質膜の表面に、触媒電極層を好適に形成できる。そして、細孔へのイオン交換樹脂の充填と冷却が済んだ電解質膜を、７０℃を下回る温度で加熱しても、撓みが不十分で歪みの抑制が進まない。また、１５０℃を超える温度で加熱すると、電解質膜の撓みが過多となり、歪みを大きくしてしまう。これに加え、電解質膜に掛ける張力が３０Ｎ／ｍより小さいと歪みの抑制が進まず、１００Ｎ／ｍより大きいと電解質膜に伸びをもたらしてしまうと想定される。この他、電解質膜への張力付与が１０秒より短い時間であると、歪みの抑制が進まず、１２０秒を超える長い時間であると、歪みを大きくしてしまう。
【０００９】
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、電解質膜の製造方法や、燃料電池の製造方法の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】膜電極接合体の製造手順を示す説明図である。
【図２】多孔性薄膜へのイオン交換樹脂の充填装置の概略構成を示す説明図である。
【図３】張力付与を伴う多孔性薄膜シートの加熱を図る加熱処理装置の概略構成を示す説明図である。
【図４】触媒インクを用いて触媒電極層を形成する電極層形成装置の概略構成を示す説明図である。
【図５】触媒電極シートを転写して触媒電極層を形成する電極層形成装置の概略構成を示す説明図である。
【図６】多孔性薄膜シートの細孔へのイオン交換樹脂の充填で得られた電解質膜シートの歪み測定の様子を概略的に示す説明図である。
【図７】電解質膜シートへの加熱処理を図る加熱処理装置における処理条件と歪みとの関係を示す第１の説明図である。
【図８】電解質膜シートへの加熱処理を図る加熱処理装置における処理条件と歪みとの関係を示す第２の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は膜電極接合体の製造手順を示す説明図である。この膜電極接合体の製造手順は、本発明の一実施形態であり、電解質膜を作成する工程Ｓ１０と、触媒電極層を形成する工程Ｓ２０とを含む。工程Ｓ１０での電解質膜の作成に当たっては、まず、工程Ｓ１２において、イオン交換樹脂の溶解溶液を用いた多孔性薄膜へのイオン交換樹脂の充填を行う。これにより、多孔性薄膜の細孔はイオン交換樹脂で充填されると共に、多孔性薄膜の薄膜表裏面には、イオン交換樹脂の薄膜層が形成される。その後、溶解溶液の溶媒を蒸発して除去するための乾燥と、室温までの冷却がなされる。
【００１２】
電解質膜の作成では、工程Ｓ１２において、プロトン伝導性を発揮するパーフルオロスルホン酸基やイミダゾール基、リン酸基等を有するイオン交換樹脂を用いる。また、多孔性薄膜として、ポリオレフィン等の適宜な高分子樹脂を用いて多孔質に形成した８μｍ程の厚みの薄膜シートを用いる。以下、多孔性薄膜を多孔性薄膜シートＴＳと称する。
【００１３】
図２は多孔性薄膜へのイオン交換樹脂の充填装置１００の概略構成を示す説明図である。充填装置１００は、図１の工程Ｓ１２を実施するための装置である。充填装置１００は、塗工部１１０と乾燥部１２０とを備える。塗工部１１０は、一般的なダイコーターであり、バックアップロール１１２と、バックアップロール１１２に対向配置されたダイヘッド１１４と、を備える。バックアップロール１１２は、バックシートＢＳがロール状にセットされた巻出ロールＳＵ０から連続搬送される帯状のバックシートＢＳと、多孔性薄膜シートＴＳがロール状にセットされた巻出ロールＳＵ１から連続搬送される帯状の多孔性薄膜シートＴＳとを、バックシートＢＳがロール表面となるようにして積層して支持する。本実施形態では、バックシートＢＳとして、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）性のシート材を用いた。
【００１４】
ダイヘッド１１４は、上記したイオン交換樹脂の溶解溶液を、バックアップロール１１２で支持された位置における多孔性薄膜シートＴＳの表面に向けて吐出して塗布する。この溶液塗布により、既述したように、多孔性薄膜シートＴＳの細孔はイオン交換樹脂で充填される。これと同時に、イオン交換樹脂は、バックシートＢＳと多孔性薄膜シートＴＳとの隙間に入り込んで、イオン交換樹脂の薄膜層（以下、樹脂薄膜層ＩＳと称する）の前駆体を多孔性薄膜シートＴＳの裏面に形成すると共に、樹脂薄膜層ＩＳの表面においても、樹脂薄膜層ＩＳの前駆体を形成する。樹脂薄膜層ＩＳの前駆体は、その後の乾燥により、固形の樹脂薄膜層ＩＳとなる。本実施形態の電解質膜の製造では、多孔性薄膜シートＴＳの表裏面の樹脂薄膜層ＩＳが１μｍ程の厚みとなるように、ダイヘッド１１４からイオン交換樹脂の溶解溶液を吐出するようにした。
【００１５】
乾燥部１２０は、乾燥部内の図示しないヒータや温風送風機を用いて、細孔にイオン交換樹脂が充填済みで薄膜表裏面に樹脂薄膜層ＩＳが形成済みの多孔性薄膜シートＴＳを乾燥に処し、イオン交換樹脂の溶解溶液における溶媒を蒸発させる。これにより、充填装置１００は、表裏面に樹脂薄膜層ＩＳを固形の薄膜層として有する多孔性薄膜シートＴＳを、バックシートＢＳで支持した状態で形成する。これにより、多孔性薄膜シートＴＳの表裏面に樹脂薄膜層ＩＳを有する電解質膜シートＴＩＳが作成される。なお、塗工部１１０としては、ダイコーターに限定されるものではなく、種々の一般的なコーターを利用して塗布を図るほか、イオン交換樹脂の溶解溶液を貯留した容器中に、多孔性薄膜シートＴＳが積層されたバックシートＢＳを通過させ、イオン交換樹脂の溶解溶液に多孔性薄膜シートＴＳを含浸させることもできる。
【００１６】
多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）は、バックシートＢＳに積層した状態で、搬送ロール１２２，１２４で支持されつつ搬送され、巻取ロールＳＷ１でロール状に巻き取られる。この巻取搬送の間に、多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）は、室温まで冷却される。多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）を巻き取り済みの巻出ロールＳＵ１は、後述の加熱処理装置２００に搬送され、当該装置における巻出ロールＳＵ２に転用される。なお、図２中に拡大して示すバックシートＢＳおよび電解質膜シートＴＩＳ等の拡大図は、バックシート等を模式的に示したものであり、実際の寸法の関係を反映させたものではない。また、後述する各図において示される拡大図も同様である。
【００１７】
上記した充填装置１００を用いた工程Ｓ１２の樹脂充填に続く図１の工程Ｓ１４では、張力付与を伴う多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）の加熱を行う。
【００１８】
図３は張力付与を伴う多孔性薄膜シートの加熱を図る加熱処理装置２００の概略構成を示す説明図である。加熱処理装置２００は、図１の工程Ｓ１４を実施するための装置である。加熱処理装置２００は、乾燥部２２０を備え、この乾燥部２２０に、既に冷却済みの多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）を、乾燥部２２０より上流の搬送ロール２１２と乾燥部２２０の上下流の搬送ロール２２２で支持しつつ、巻出ロールＳＵ２から連続搬送する。
【００１９】
乾燥部２２０は、シート加熱用に図示しないヒータや温風送風機を備えるほか、多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）を上下流側で支持しつつ搬送する搬送ロール２２２の間にテンションロール２２６を有する。乾燥部２２０は、テンションロール２２６を図中の矢印に示すように上下動することにより、乾燥部２２０における搬送過程で、多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）を、所定の張力を掛けつつ加熱する。乾燥部２２０での加熱温度は、電解質膜シートＴＩＳの荷重撓み温度を超える７０〜１５０℃に設定されている。そして、加熱処理装置２００は、巻出ロールＳＵ２のシート巻出速度や巻取ロールＳＷ２のシート巻取速度の調整と、乾燥部２２０におけるテンションロール２２６の上下動調整とを図ることで、多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）に、７０〜１５０℃の温度環境下で、３０〜１００Ｎ／ｍの張力を１０〜１２０秒に亘って掛ける。
【００２０】
乾燥部２２０での上記した乾燥処理を受けた多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）は、バックシートＢＳに積層した状態で、搬送ロール２１４を経て巻取ロールＳＷ２でロール状に巻き取られる。この巻取搬送の間に、多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）は、室温まで冷却される。多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）を巻き取り済みの巻出ロールＳＵ２は、後述の電極層形成装置３００に搬送され、当該装置における巻出ロールＳＵ３に転用される。
【００２１】
上記した加熱処理装置２００を用いた工程Ｓ１４のシート加熱に続く図１の工程Ｓ２０では、多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）に触媒電極層を形成する。触媒電極層の形成は、触媒インクを用いた手法や、触媒インクにて予め形成済みの触媒電極シートを転写する手法でなされる。触媒インクは、略球体状の触媒粒子を既述したイオン交換樹脂溶液に分散させた混合液であり、スラリーやペースト等の状態を含む。触媒粒子は、電子伝導性を有する担持体（例えば、カーボン粒子）に貴金属（例えば、白金あるいは白金合金等）が担持されたものである。
【００２２】
図４は触媒インクを用いて触媒電極層を形成する電極層形成装置３００の概略構成を示す説明図である。電極層形成装置３００は、塗工部３１０と乾燥部３２０とを備える。塗工部３１０は、一般的なダイコーターであり、バックアップロール３１２と、バックアップロール３１２に対向配置されたダイヘッド３１４と、を備える。バックアップロール３１２は、ロール状の多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）がセットされた巻出ロールＳＵ３から連続搬送される帯状の多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）をバックシートＢＳ側の面（裏面）で支持する。
【００２３】
ダイヘッド３１４は、触媒インクを、バックアップロール１１２で支持された位置における多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）の表面に向けて吐出して塗布する。この溶液塗布は、多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）の幅よりも狭く、かつ、搬送方向に沿って間欠的になされる。乾燥部３２０は、塗布された触媒インクを、乾燥部内の図示しないヒータや温風送風機を用いて加熱して乾燥させる。これにより、電極層形成装置３００は、多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）の露出面に、例えばカソード用の触媒電極層ＳＤを間欠的に形成する。なお、塗工部３１０も、ダイコーターに限定されるものではなく、種々の一般的なコーターを利用することができる。
【００２４】
触媒電極層ＳＤが形成済みの多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）は、バックシートＢＳに積層した状態で、搬送ロール３２２，３２４で支持されつつ搬送され、巻取ロールＳＷ３でロール状に巻き取られる。この巻取搬送の間に、多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）は、室温まで冷却される。多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）を巻き取り済みの巻出ロールＳＵ３は、多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）の他面への触媒電極層ＳＤを図る電極層形成装置３００に搬送され、当該装置における巻出ロールに転用される。多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）の他面への触媒電極層ＳＤを図る電極層形成装置３００は、多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）を、バックシートＢＳの側がダイヘッド３１４に向くように巻出ロールＳＵ３から送り出し、図４に示す構成に加え、巻出ロールＳＵ３からのシート送り出しの際に、バックシートＢＳの剥離巻取機構と、送り出される多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）に既に形成済みの触媒電極層ＳＤの側への新たなバックシートＢＳの積層機構とを、ダイヘッド３１４の上流側に備える。このような電極層形成装置３００を併用することで、表裏面に触媒電極層ＳＤを間欠的に備える電解質膜シートＴＩＳが、バックシートＢＳに積層された状態で得られ、得られた電解質膜シートＴＩＳは、図示しないセル製造装置に搬入され、ガス拡散層の形成、セパレータによる挟持等を経て、燃料電池セルの構成品となる。
【００２５】
図５は触媒電極シートを転写して触媒電極層を形成する電極層形成装置４００の概略構成を示す説明図である。電極層形成装置４００は、転写部４１０と剥離部４２０とを備える。
【００２６】
転写部４１０は、搬送ロール４１２と、一対の転写ロール４１４とを備える。一対の転写ロール４１４は、搬送ロール４１２を介して巻出ロールＳＵ３から搬送されてくる多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）と、巻出ロールＳＵ４から搬送されてくる触媒電極シートＳＤＳとを挟みこむように対向配置されている。触媒電極シートＳＤＳは、バックシートＢＳに触媒電極層ＳＤを間欠的に積層したシートであり、触媒電極層ＳＤは、多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）の幅よりも狭い幅で形成されている。
【００２７】
一対の転写ロール４１４は、両シートを加熱しながら押圧して、触媒電極シートＳＤＳの触媒電極層ＳＤを、多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）の膜面、詳しくは樹脂薄膜層ＩＳの膜面に転写する。一対の転写ロール４１４における加熱温度は、多孔性薄膜シートＴＳの細孔に充填されたイオン交換樹脂や樹脂薄膜層ＩＳを構成するイオン交換樹脂の熱分解温度以下の温度で、かつ、触媒の相転移温度以上の温度、例えば、１３０℃〜１７０℃程度に設定される。加圧する圧力は、１ＭＰａ〜４ＭＰａ程度に設定される。これにより、多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）の露出面に、例えばカソード用の触媒電極層ＳＤを間欠的に形成する。
【００２８】
剥離部４２０は、搬送ロール４２２と剥離ロール４２４とを対向して備える。剥離ロール４２４は、図示しないスクレーパーと協働して、触媒電極シートＳＤＳにおけるバックシートＢＳを剥離する。剥離後の多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）は、触媒電極層ＳＤが転写済みの状態で巻取ロールＳＷ３にロール状に巻き取られ、剥離後のバックシートＢＳは巻取ロールＳＵＢにロール状に巻き取られる。多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）を巻き取り済みの巻出ロールＳＵ３は、多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）の他面への触媒電極層ＳＤを図る電極層形成装置４００に搬送され、当該装置における巻出ロールに転用される。多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）の他面への触媒電極層ＳＤを図る電極層形成装置４００は、多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）を、バックシートＢＳの側が巻出ロールＳＵ４の側となるように巻出ロールＳＵ３から送り出し、図５に示す構成に加え、巻出ロールＳＵ３からのシート送り出しの際に、バックシートＢＳの剥離巻取機構と、送り出される多孔性薄膜シートＴＳ（電解質膜シートＴＩＳ）に既に形成済みの触媒電極層ＳＤの側への新たなバックシートＢＳの積層機構とを、転写ロール４１４の上流側に備える。この電極層形成装置４００を併用することで、表裏面に触媒電極層ＳＤを間欠的に備える電解質膜シートＴＩＳが、バックシートＢＳに積層された状態で得られ、得られた電解質膜シートＴＩＳは、図示しないセル製造装置に搬入され、ガス拡散層の形成、セパレータによる挟持等を経て、燃料電池セルの構成品となる。
【００２９】
図６は多孔性薄膜シートの細孔へのイオン交換樹脂の充填で得られた電解質膜シートＴＩＳの歪み測定の様子を概略的に示す説明図である。図３に示す加熱処理装置２００で得られた電解質膜シートＴＩＳに仮に歪みが起きていると、電解質膜シートＴＩＳには、図４や図５に示す触媒電極層ＳＤの形成のためのシート搬送の際、歪みに起因した蛇行が起きる。蛇行をもたらす歪みを、図６に示すように測定した。まず、電解質膜シートＴＩＳを巻き取り済みの巻出ロールＳＵ２から電解質膜シートＴＩＳを巻き出し、測定平面において帯状に伸ばす。この際、電解質膜シートＴＩＳにはテンションを加えない。そして、電解質膜シートＴＩＳの長手方向一方端（測定端）を測定平面に設けた基準線に合わせ、長手方向において４ｍに亘って電解質膜シートＴＩＳの測定端が基準線から離れていると、基準線から測定端までの隔たりを歪みとして測定した。図７は電解質膜シートへの加熱処理を図る加熱処理装置２００における処理条件と歪みとの関係を示す第１の説明図である。図８は電解質膜シートへの加熱処理を図る加熱処理装置２００における処理条件と歪みとの関係を示す第２の説明図である。なお、図７と図８における良否判定は、歪みが４ｍｍを超えるサンプル品を不良とした。
【００３０】
図７と図８に示すように、歪みが小さい、或いは歪みのない電解質膜シートＴＩＳを得るには、細孔へのイオン交換樹脂の充填と冷却が済んだ多孔性薄膜シートＴＳたる電解質膜シートＴＩＳを、７０〜１５０℃の温度で加熱することが望ましい。つまり、７０℃を下回る５０℃での加熱では、パーフルオロスルホン酸基等を有するイオン交換樹脂を多孔性薄膜シートＴＳの細孔に充填した電解質膜シートＴＩＳの荷重撓み温度より低温での加熱となることから、サンプルＮｏ．１２のように、加熱時間を１２０秒という長い時間にしても、歪みが起きている。これは、７０℃を下回る温度で加熱しても、電解質膜シートＴＩＳの撓みが不十分となり歪みの抑制が進まないからだと想定される。また、電解質膜シートＴＩＳを、７０〜１５０℃の温度で加熱すれば、１０秒という短い加熱時間で３０Ｎ／ｍという低張力付加状態であっても、サンプルＮｏ．３〜６のように、歪みを小さくできる。しかも、加熱温度を１００〜１５０℃にすれば、１０秒という短い時間の加熱であっても、サンプルＮｏ．４〜６，９〜１１のように、歪みを小さくできる。こうした結果から、工程Ｓ１２でのイオン交換樹脂の充填を経た電解質膜シートＴＩＳの製造過程で歪みが生じても、その歪みを工程Ｓ１４での張力付加状態での加熱処理により小さくできる。よって、図２に示した工程Ｓ１２と工程Ｓ１４を触媒電極層の形成工程Ｓ２０より先に行う本実施形態の膜電極接合体の製造方法によれば、多孔性薄膜シートＴＳの細孔にイオン交換樹脂を充填した電解質膜シートＴＩＳの搬送過程における蛇行を抑制でき、折れやシワを抑制できる。これに加え、折れやシワが抑制された電解質膜シートＴＩＳの表面に、触媒電極層ＳＤを好適に形成できる。
【００３１】
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。
【００３２】
既述した実施形態では、充填装置１００から加熱処理装置２００への電解質膜シートＴＩＳの受け渡しを巻取ロールＳＷ１を介して行ったが、巻取ロールＳＷ１での巻取を経ないようにしてもよい。例えば、充填装置１００と加熱処理装置２００とを並べて設置し、充填装置１００と加熱処理装置２００との間に、シート搬送方向が上下に反転するシート搬送経路が形成されるよう複数の搬送ローラーを上下に設ける。そして、こうした上下反転のシート搬送経路を搬送される間に、電解質膜シートＴＩＳを、自然冷却、或いは冷風による冷却をし、冷却済みの電解質膜シートＴＩＳを加熱処理装置２００の乾燥部２２０に直接、搬送してもよい。
【００３３】
既述した実施形態では、電解質膜シートＴＩＳに片面ずつ触媒電極層ＳＤを形成したが、電解質膜シートＴＩＳの表裏面に同時に触媒電極層ＳＤを形成してもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１００…充填装置
１１０…塗工部
１１２…バックアップロール
１１４…ダイヘッド
１２０…乾燥部
１２２，１２４…搬送ロール
２００…加熱処理装置
２１２，２１４…搬送ロール
２２０…乾燥部
２２２…搬送ロール
２２６…テンションロール
３００…電極層形成装置
３１０…塗工部
３１２…バックアップロール
３１４…ダイヘッド
３２０…乾燥部
３２２，３２４…搬送ロール
４００…電極層形成装置
４１０…転写部
４１２…搬送ロール
４１４…転写ロール
４２０…剥離部
４２２…搬送ロール
４２４…剥離ロール
ＢＳ…バックシート
ＳＵ０…巻出ロール
ＳＵ１…巻出ロール
ＳＵ２…巻出ロール
ＳＵ３…巻出ロール
ＳＵ４…巻出ロール
ＳＵＢ…巻取ロール
ＳＷ１…巻取ロール
ＳＷ２…巻取ロール
ＳＷ３…巻取ロール
ＴＩＳ…電解質膜シート
ＴＳ…多孔性薄膜シート
ＩＳ…樹脂薄膜層
ＳＤ…触媒電極層
ＳＤＳ…触媒電極シート
【図１】
2019145258.tif 000003
【図２】
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【図３】
2019145258.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2019145258.tif 000008
【図７】
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【図８】
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