(57)【要約】【課題】膜電極接合体の不良部位を確実に検出することができる膜電極接合体の検査方法を提供する。【解決手段】本発明の膜電極接合体の検査方法は、少なくとも電解質膜２１を備えた電極層２０とＧＤＬ３０とを含む膜電極接合体１０の検査方法であって、膜電極接合体１０の不良部位を検出する検出工程と、膜電極接合体１０の不良部位に識別マークを形成する識別マーク形成工程とを備え、識別マーク形成工程では、膜電極接合体１０の不良部位を押圧してＧＤＬ３０を折損させ、折損箇所ＨからＧＤＬ３０の一部を剥がして識別マークとなる剥がし部ＬＨを形成することを特徴とする。【選択図】図５
2019106328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも電解質膜と該電解質膜に接合された構成部材とを含む膜電極接合体の検査方法において、
前記膜電極接合体の不良部位を検出する検出工程と、
前記膜電極接合体の不良部位に識別マークを形成する識別マーク形成工程と、を備え、
該識別マーク形成工程では、前記膜電極接合体の不良部位を押圧して前記構成部材を折損させ、折損箇所から前記構成部材の一部を剥がして前記識別マークとなる剥がし部を形成することを特徴とする膜電極接合体の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不良部位に識別マークを形成する膜電極接合体の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の膜電極接合体の検査方法として、膜電極接合体を構成する一の部材を検査する第１検査工程と、この検査に基づき不良と判定された一の部材に、検査結果の情報が入ったラベルからなる識別マークを取り付ける取付工程と、この取付工程の後に、膜電極接合体を構成する他の部材の識別マークを撮影し、撮影結果に基づいて膜電極接合体を構成する他の部材の検査結果を入手する第２検査工程とを含む膜電極接合体の検査方法が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１１５４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の検査方法においては、ラベルを取り付ける取付工程で、ラベルを膜電極接合体の電解質膜に貼り付けており、このラベルを検査カメラで撮影するよう、ラベルが露出している。そして、ラベルが露出した状態で検査工程が行われるとともに、膜電極接合体の製造工程においてもラベルが露出した状態で膜電極接合体が搬送される工程がある。したがって、例えば、搬送工程において、ラベルが搬送ロールなどの製造設備に接触して、膜電極接合体から剥がれて消失してしまうおそれがあるという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、膜電極接合体の不良部位を確実に検出することができる膜電極接合体の検査方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る膜電極接合体の検査方法は、少なくとも電解質膜と該電解質膜に接合された構成部材とを含む膜電極接合体の検査方法において、前記膜電極接合体の不良部位を検出する検出工程と、前記膜電極接合体の不良部位に識別マークを形成する識別マーク形成工程と、を備え、該識別マーク形成工程では、前記膜電極接合体の不良部位を押圧して前記構成部材を折損させ、折損箇所から前記構成部材の一部を剥がして前記識別マークとなる剥がし部を形成することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る膜電極接合体の検査方法によれば、識別マーク形成工程により膜電極接合体に不良部位を識別する識別マークが物理的に形成されるので、ラベルのように消失してしまうおそれがない。したがって、膜電極接合体の外観検査において、膜電極接合体の不良部位を確実に検出することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、膜電極接合体の不良部位を確実に検出することができる膜電極接合体の検査方法を提供することができる。
【０００９】
本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る膜電極接合体の検査方法により検査される膜電極接合体の図であり、図１（ａ）は、膜電極接合体の分解斜視図を示し、図１（ｂ）は、膜電極接合体の断面図を示す。
【図２】本発明の第１実施形態に係る膜電極接合体の検査方法を含む燃料電池の製造方法を示すフローチャート。
【図３】本発明の第１実施形態に係る膜電極接合体の検査方法を模式的に示す説明図。
【図４】本発明の第１実施形態に係る膜電極接合体の検査方法に適用する識別マーク形成装置の部分断面図であり、図４（ａ）は、膜電極接合体に識別マークを形成する前の状態を示し、図４（ｂ）は、膜電極接合体に識別マークを形成した状態を示す。
【図５】本発明の第１実施形態に係る膜電極接合体の検査方法に適用する膜電極接合体の図であり、図５（ａ）は、しわを形成した膜電極接合体の平面図を示し、図５（ｂ）は、しわおよび剥がし部を形成した膜電極接合体を図５（ａ）のＡ−Ａで切断した膜電極接合体の断面図を示し、図５（ｃ）は、剥がし部を形成した膜電極接合体の裏面図を示す。
【図６】本発明の第２実施形態に係る膜電極接合体の検査方法を含む燃料電池の製造方法を示すフローチャート。
【図７】本発明の第２実施形態に係る膜電極接合体の検査方法を模式的に示す説明図。
【図８】本発明の第２実施形態に係る膜電極接合体の検査方法に適用する識別マーク形成装置の部分断面図であり、図８（ａ）は、膜電極接合体を折損させる前の状態を示し、図８（ｂ）は、膜電極接合体を折損させた状態を示す。
【図９】本発明の第２実施形態に係る膜電極接合体の検査方法に適用する膜電極接合体の図であり、図９（ａ）は、しわを有する膜電極接合体の平面図を示し、図９（ｂ）は、折損箇所にしわを有する膜電極接合体を図９（ａ）のＢ−Ｂで切断した膜電極接合体の断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明に係る膜電極接合体の検査方法を適用した第１実施形態および第２実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法を含む燃料電池の製造方法について図面を参照して説明する。まず、第１実施形態に係る膜電極接合体１０の構成について説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
本実施形態に係る膜電極接合体１０は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、シート状に形成され、電極層２０と、ガス拡散層（ＧＤＬ：Gas Diffusion Layer、以下ＧＤＬという。）３０とが接合された接合体である。電極層２０およびガス拡散層３０は、本発明に係る膜電極接合体の検査方法における電解質膜および構成部材にそれぞれ対応する。
【００１３】
電極層２０は、電解質膜２１と、電解質膜２１の一方の面に積層されたアノード触媒層２２と、他方の面に積層されたカソード触媒層２３を有している。
【００１４】
電解質膜２１は、パーフルオロスルホン酸（ＰＦＳＡ）アイオノマーなどの固体高分子材料である高分子電解質樹脂で形成されており、イオン伝導性を有する高分子膜を電解質とするイオン交換膜からなる。電解質膜２１は、電子および気体の流通を阻止するとともに、プロトンをアノード触媒層２２からカソード触媒層２３に移動させる機能を有している。
【００１５】
アノード触媒層２２は、白金や白金合金などの触媒を担持した導電性の担体からなり、例えば、触媒担持カーボン粒子などのカーボン粒子を、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る。なお、アイオノマーは、電解質膜２１と同質のフッ素系樹脂などの固体高分子材料である高分子電解質樹脂からなり、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。アノード触媒層２２は、水素ガスをプロトンと電子に分解する機能を有している。
【００１６】
カソード触媒層２３は、アノード触媒層２２と同様の材料で形成されているが、アノード触媒層２２と異なり、プロトンと電子と酸素から水を生成する機能を有している。
【００１７】
ＧＤＬ３０は、アノードＧＤＬ２４とマイクロポーラス層（ＭＰＬ：Micro Porous Layer、以下ＭＰＬという。）２５を備えている。
【００１８】
アノードＧＤＬ２４は、ガス透過性および導電性を有する材料、例えば、カーボンペーパーなどの炭素繊維や黒鉛繊維などの多孔質の繊維基材で形成されている。アノードＧＤＬ２４は、アノード触媒層２２の外側に接合されており、水素（Ｈ）ガスを拡散させて均一にし、アノード触媒層２２に行き渡らせる機能を有している。なお、アノード触媒層２２側に接合されたアノードＧＤＬ２４に替えて、カソード触媒層２３側に接合されたカソードＧＤＬであってもよい。このカソードＧＤＬも、アノードＧＤＬ２４と同様に構成される。
【００１９】
ＭＰＬ２５は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの撥水性樹脂とカーボンブラックなどの導電性材料を主成分とするコーティング薄膜からなり、アノードＧＤＬ２４とアノード触媒層２２との間に積層されている。ＭＰＬ２５は、水素（Ｈ）ガスを流通させるとともに、電解質膜２１に、より多くの水分（Ｈ２Ｏ）を保持する機能や膜電極接合体中の余分な水分を効率よく排出する機能を有している。
【００２０】
次いで、本実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法を含む燃料電池の製造方法について図面を参照して説明する。
【００２１】
本実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法を含む燃料電池の製造方法は、図２に示すように、電極層およびＧＤＬ作製工程と、接合工程と、裁断工程と、裏面検査工程と、表面検査工程とにより構成されている。これらの各工程は順次行われる。
【００２２】
電極層およびＧＤＬ作製工程においては、電極層２０およびＧＤＬ３０が公知の製造方法によりそれぞれ作製される（ステップＳ１）。例えば、電極層２０は、アノード触媒層付基材シートの形成工程と、カソード触媒層付基材シートの形成工程と、転写工程と、基材シートの剥離工程とを経て作製される。
【００２３】
アノード触媒層付基材シートの形成工程では、基材シート上にアノード触媒インクを塗布して乾燥させてアノード触媒層付基材シートを形成し、カソード触媒層付基材シートの形成工程では、基材シート上にカソード触媒インクを塗布して乾燥させてカソード触媒層付基材シートを作製する。転写工程では、転写装置により、電解質膜２１にアノード触媒層付基材シートからアノード触媒層を転写するとともに、電解質膜２１にカソード触媒層付基材シートからカソード触媒層を転写する。
【００２４】
基材シートの剥離工程では、転写工程の後に、アノード触媒層付基材シートから基材シートを剥離させ、カソード触媒層付基材シートから基材シートをそれぞれ剥離させる。これらの各工程を経て、電解質膜２１の両面にアノード触媒層２２およびカソード触媒層２３が積層された電極層２０が作製される。
【００２５】
ＧＤＬ３０を構成するアノードＧＤＬ２４およびＭＰＬ２５も、公知の製造方法により作製される。例えば、撥水処理工程と、塗布工程と、熱処理工程とを含む工程により作製される。撥水処理工程では、カーボンペーパーに撥水処理が施され、塗布工程では、撥水処理がなされたカーボンペーパーに多孔質層用ペーストが塗布される。
【００２６】
熱処理工程では、多孔質層用ペーストが塗布されたカーボンペーパーに所定の温度および時間で熱処理がなされる。これらの各工程を経て、アノードＧＤＬ２４およびＭＰＬ２５は、多孔質層およびカーボンペーパーからなる長尺状の積層体として作製される。電極層およびＧＤＬ作製工程において作製された電極層２０およびＧＤＬ３０は、接合工程に送られる。
【００２７】
接合工程は、膜電極接合体形成工程と、検出工程と、折損工程と、剥がし工程とを含む。本実施形態の検出工程、折損工程および剥がし工程は、本発明に係る膜電極接合体の検査方法を構成し、特に、折損工程および剥がし工程は、本発明に係る膜電極接合体の検査方法の識別マーク形成工程を構成する。
【００２８】
膜電極接合体形成工程は、図３に示すように、接合装置４０と、送りロール５０と、検出カメラ６０と、識別マーク形成装置７０とにより行われる（ステップＳ２）。膜電極接合体形成工程においては、まず、長尺状の電極層２０およびＧＤＬ３０が接合装置４０を構成する接合ロール４０ａと接合ロール４０ｂとの間に所定の搬送速度（ｍ／ｍｉｎ）で引き込まれる。
【００２９】
続いて、所定の温度（℃）になるよう加熱された接合ロール４０ａおよび接合ロール４０ｂにより、電極層２０およびＧＤＬ３０が所定の接合圧力（ｋＮ）で押圧されて互いに接合される。この接合により、長尺状の膜電極接合体１０が形成され、接合装置４０から送りロール５０に向けて送り出される。なお、所定の搬送速度は、１ｍ／ｍｉｎ〜１０ｍ／ｍｉｎで、所定の温度は、１００℃〜１８０℃で、所定の接合圧力は、２ｋＮ〜８ｋＮでそれぞれ適宜設定される。送りロール５０は、長尺状の膜電極接合体１０を検出工程に向けて送り出す。
【００３０】
検出工程は、検出カメラ６０による撮像により行われる（ステップＳ３）。検出カメラ６０は、例えば、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ(Complementary metal-oxide-semiconductor)イメージセンサなどの撮像素子で構成されている。検出カメラ６０は、搬送される長尺状の膜電極接合体１０の電極層２０を撮像するよう、電極層２０と対向する位置に設けられている。
【００３１】
検出カメラ６０は、搬送される電極層２０の露出面を連続的に、または搬送速度に応じて所定時間間隔で撮像し、撮像データに基づいて電極層２０の表面に不良部位があるか否かを検出する構成を有している。検出カメラ６０は、電極層２０に不良部位があることを検出したときは、検出結果を識別マーク形成装置７０に送信する（ステップＳ４）。
【００３２】
折損工程においては、膜電極接合体１０の不良部位を折損させる処理が行われる（ステップＳ５）。膜電極接合体１０の不良部位を折損させる処理は、識別マーク形成装置７０によって行われる。識別マーク形成装置７０は、図４（ａ）に示すように、Ｖブロック７１と、押圧棒７２と、スクレーパー７３を備えている。
【００３３】
Ｖブロック７１は、搬送される膜電極接合体１０のＧＤＬ３０の表面と対向して設けられている。Ｖブロック７１には、Ｖの字形状の断面を有する溝７１ａが、図３の矢印ａで示す膜電極接合体１０の搬送方向に直交して延在するように形成されている。
【００３４】
押圧棒７２は、搬送される膜電極接合体１０の電極層２０の表面と対向して設けられており、溝７１ａにおける搬送方向の溝幅よりも比較的小さい直径を有する丸棒で形成されている。押圧棒７２の直径は、膜電極接合体１０を押圧した際に、Ｖブロック７１の溝７１ａ内で膜電極接合体１０を予め設定された値よりも小さな曲率半径となるように変形させて、ＧＤＬ３０を折損させる大きさに設定されている。本実施形態では、識別マーク形成装置７０の溝７１ａと押圧棒７２は、膜電極接合体１０の全幅に亘る長さを有している。
【００３５】
スクレーパー７３は、Ｖブロック７１の溝７１ａ内に設けられており、刃先７３ａを有している。スクレーパー７３は、ＧＤＬ３０の折損箇所Ｈに刃先７３ａを入り込ませて、折損箇所ＨからＧＤＬ３０の一部を剥がして識別マークとなる剥がし部ＬＨを形成するように構成されている。
【００３６】
識別マーク形成装置７０は、検出カメラ６０から送信される検出結果が不良部位有りのときは、不良部位の到達タイミングに合わせて動作するよう構成されている。即ち、識別マーク形成装置７０は、図４（ｂ）に示すように、検出された不良部位に対して、不良部位の到達タイミングに合わせて押圧棒７２がＶブロック７１に向けて矢印ｂ方向に移動することにより、搬送される膜電極接合体１０の電極層２０の表面を所定の圧力（ＭＰａ）で押圧し、Ｖブロック７１の溝７１ａ内で膜電極接合体１０を折り曲げて、ＧＤＬ３０を折損させるよう構成されている。なお、所定の圧力は、膜電極接合体１０の材質、厚みおよび幅などの設定諸元や実験値などのデータに基づき、電極層２０が破断しない圧力で適宜選択される。
【００３７】
識別マーク形成装置７０は、検出カメラ６０から送信される検出結果が不良部位無しのときは、動作しないよう構成されている。識別マーク形成装置７０が、動作しないときは、図４（ａ）に示すように、Ｖブロック７１、押圧棒７２およびスクレーパー７３は膜電極接合体１０から離隔しており、膜電極接合体１０の搬送に影響がないよう構成されている。
【００３８】
膜電極接合体１０は、押圧棒７２による押圧により、図４（ｂ）に示すように、ＧＤＬ３０が折損される。ＧＤＬ３０は、ＧＤＬ３０の搬送方向に直交する幅全体に亘って折損される。そして、ＧＤＬ３０の折損により、電極層２０の表面、即ち、形成された折損箇所Ｈの反対側の膜電極接合体１０の表面には、図５（ａ）に示すように、しわＭが搬送方向に直交する幅全体に形成される。
【００３９】
剥がし工程では、膜電極接合体１０の搬送方向への移動により、ＧＤＬ３０の折損箇所Ｈにスクレーパー７３の刃先７３ａが入り込み、折損箇所ＨからＧＤＬ３０の一部が剥がされて剥がし部ＬＨが形成される（ステップＳ６）。剥がし部ＬＨは、しわＭとともに不良部位を示す識別マークを構成する。剥がし部ＬＨは、図５（ｂ）および図５（ｃ）に示すように、搬送方向に幅Ｌ１を有しており、搬送方向に直交する横幅全体に亘って幅広に形成される。次いで、膜電極接合体１０は、スクレーパー７３により剥がし部ＬＨが形成された後、裁断工程に送られる。
【００４０】
裁断工程においては、公知のシート裁断装置により、長尺状の膜電極接合体１０が裁断されて枚葉状の膜電極接合体１０が取得される（ステップＳ７）。例えば、シート裁断装置は、枚葉状の膜電極接合体１０と同様の大きさで形成された方形の貫通孔を有するパンチと、長尺状の膜電極接合体１０を挟んでパンチと対向して設けられたダイとにより構成されている。
【００４１】
このシート裁断装置のパンチとダイとの協働により長尺状の膜電極接合体１０から枚葉状の膜電極接合体１０が切り抜かれる。裁断工程において切り抜かれた枚葉状の膜電極接合体１０は、裏面検査工程に送られる。
【００４２】
裏面検査工程においては、公知の外観検査方法により、膜電極接合体１０の裏面側に形成された図５（ｂ）および図５（ｃ）に示す剥がし部ＬＨの有無が検出される（ステップＳ８）。外観検査は、例えば、検出カメラで枚葉状の膜電極接合体１０を撮像し、撮像データに基づいて剥がし部ＬＨの有無が検出される。検出カメラは、検出カメラ６０と同様に、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子で構成されている。裏面検査工程において剥がし部ＬＨが検出された膜電極接合体１０は、不良品として廃棄され（ステップＳ１０）、剥がし部ＬＨが検出されなかった膜電極接合体１０は、表面検査工程に送られる。
【００４３】
表面検査工程においては、ステップＳ８の外観検査方法と同様の外観検査方法により、膜電極接合体１０の表面側に形成された図５（ａ）に示すしわＭの有無が検出される（ステップＳ９）。表面検査工程においてしわＭが検出された膜電極接合体１０は、不良品として廃棄され（ステップＳ１０）、しわＭが検出されなかった膜電極接合体１０は、次工程に送られ第１実施形態の膜電極接合体１０の検査方法が終了する。
【００４４】
以上のように構成された第１実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法の効果について説明する。
【００４５】
第１実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法は、膜電極接合体１０の不良部位を検出する検出工程（ステップＳ３）と、膜電極接合体１０の不良部位を折損させる折損工程（ステップＳ５）と、ＧＤＬ３０の折損箇所Ｈにおいて一部を剥がす剥がし工程（ステップＳ６）とを備えている。折損工程で膜電極接合体１０の裏面側のＧＤＬ３０を折損させることにより、膜電極接合体１０の表面側にしわＭが形成される。そして、膜電極接合体１０の裏面側の折損箇所Ｈでは、剥がし工程によりＧＤＬ３０の一部であるアノードＧＤＬ２４が剥がされることで、搬送方向の幅Ｌ１が拡大され、搬送方向に直交する横幅全体に幅広の剥がし部ＬＨが形成されるので、外部から剥がし部ＬＨの部位が見易くなるという効果が得られる。
【００４６】
また、本実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法は、さらに、裏面検査工程（ステップＳ８）と、表面検査工程（ステップＳ９）とを備えている。裏面検査工程では、膜電極接合体１０の裏面側の剥がし部ＬＨの有無が外観検査されるので、剥がし部ＬＨがある場合には確実に検出され、膜電極接合体１０の不良部位が確実に検出されるという効果が得られる。さらに、膜電極接合体１０の不良部位を裏面側から検査することができるので、目視による外観検査から、検出デバイスによる検査の自動化が可能となるという効果が得られる。
【００４７】
また、表面検査工程では、膜電極接合体１０の表面側に形成された識別マークであるしわＭの有無が外観検査されるので、膜電極接合体１０の不良部位がより確実に検出されるという効果が得られる。その結果、市場への不良品の流出を未然に防止することができるという効果が得られる。
【００４８】
例えば、しわの有無を検出する表面検査だけの場合、電極層２０に形成されたしわＭが比較的に見にくく、外観検査で不良部位の有無を検出することが不充分になってしまうおそれがある。これに対し、本実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法では、表面検査に加えて、しわＭよりも視認が容易な剥がし部ＬＨを検出する裏面検査も行っているので、不良部位の有無を確実に検出することができる。
【００４９】
本実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法によれば、膜電極接合体１０の不良部位を検出し、膜電極接合体１０に剥がし部ＬＨを物理的に形成するので、剥がし部ＬＨが膜電極接合体１０から剥がれて消失することはなく、不良部位を確実に検出することができるという効果が得られる。
【００５０】
また、本実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法は、膜電極接合体１０のＧＤＬ３０の一部に剥がし部ＬＨを形成するだけで、電極層２０は破断されないので、接合工程から裁断工程で長尺状の膜電極接合体１０が裁断されて枚葉状の膜電極接合体１０になるまでの間、長尺状の膜電極接合体１０の搬送に支障を来すことはないという効果が得られる。また、枚葉状の膜電極接合体１０になっても、膜電極接合体１０が分離しないので、その後の搬送にも支障を来すことはないという効果が得られる。
【００５１】
また、本実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法は、膜電極接合体１０に剥がし部ＬＨおよびしわＭを物理的に形成するので、不良部位を識別するラベルなどの作製や、ラベルなどの部材に掛かるコストが無くなり、生産コストが低減されるという効果が得られる。また、搬送速度の変化に対応することも可能となる。
【００５２】
（第２実施形態）
第１実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法においては、ＧＤＬ３０の折損と一部の剥がしをほぼ同じ位置で行う場合について説明した。しかしながら、本発明に係る膜電極接合体の検査方法においては、剥がし工程を折損工程よりも下流側に離れた位置で行うようにしてもよい。
【００５３】
例えば、第２実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法では、ＧＤＬ３０の一部をブロック内で剥がすのに替えて、その下流側に位置するロール上で剥がすようにしてもよい。以下、第２実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法について図面を参照して説明する。
【００５４】
第２実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法は、剥がし工程をロール上で行う点が、第１実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法と異なっており、他の構成要素は、第１実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法と同様に行われる。したがって、第１実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法と同様の構成は、第１実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法と同一の符号を用いて説明を省略する。
【００５５】
第２実施形態に係る膜電極接合体１０は、第１実施形態に係る膜電極接合体１０と同様に構成される。まず、第２実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法を含む燃料電池の製造方法について図面を参照して説明する。
【００５６】
第２実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法を含む燃料電池の製造方法は、図６に示すように、折損工程Ｓ５と剥がし工程Ｓ７の間に膜電極接合体搬送工程Ｓ６が介在される点が異なり、他の各工程は第１実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法と同様に行われる。
【００５７】
折損工程Ｓ５においては、膜電極接合体１０の不良部位を折損させる処理が行われる（ステップＳ５）。膜電極接合体１０の不良部位を折損させる処理は、識別マーク形成装置８０によって行われる。識別マーク形成装置８０は、図７および図８（ａ）に示すように、Ｖブロック８１と、押圧棒８２を備えている。
【００５８】
Ｖブロック８１は、搬送される膜電極接合体１０のＧＤＬ３０の表面と対向して設けられている。Ｖブロック８１には、Ｖの字形状の断面を有する溝８１ａが、図７の矢印ｃで示す膜電極接合体１０の搬送方向に直交して延在するように形成されている。
【００５９】
押圧棒８２は、搬送される膜電極接合体１０の電極層２０の表面と対向して設けられており、溝８１ａにおける搬送方向の溝幅よりも比較的小さい直径を有する丸棒で形成されている。押圧棒８２の直径は、膜電極接合体１０を押圧した際に、Ｖブロック８１の溝８１ａ内で膜電極接合体１０を予め設定された値よりも小さな曲率半径となるように変形させて、ＧＤＬ３０を折損させる大きさに設定されている。本実施形態では、識別マーク形成装置８０の溝８１ａと押圧棒８２は、膜電極接合体１０の全幅に亘る長さを有している。
【００６０】
識別マーク形成装置８０は、第１実施形態と同様、検出カメラ６０から送信される検出結果が不良部位有りのときは、不良部位の到達タイミングに合わせて動作するよう構成されている。即ち、識別マーク形成装置８０は、図８（ｂ）に示すように、検出された不良部位に対して、不良部位の到達タイミングに合わせて押圧棒８２がＶブロック８１に向けて矢印ｄ方向に移動することにより、搬送される膜電極接合体１０の電極層２０の表面を所定の圧力（ＭＰａ）で押圧し、Ｖブロック８１の溝８１ａ内で膜電極接合体１０を折り曲げて、ＧＤＬ３０を折損させるよう構成されている。なお、所定の圧力は、膜電極接合体１０の材質、厚みおよび幅などの設定諸元や実験値などのデータに基づき、電極層２０が破断しない圧力で適宜選択される。
【００６１】
識別マーク形成装置８０は、第１実施形態と同様、検出カメラ６０から送信される検出結果が不良部位無しのときは、動作しないよう構成されている。識別マーク形成装置８０が、動作しないときは、図８（ａ）に示すように、Ｖブロック８１および押圧棒８２は膜電極接合体１０から離隔しており、膜電極接合体１０の搬送に影響がないよう構成されている。
【００６２】
膜電極接合体１０は、第１実施形態と同様、押圧棒８２による電極層２０への押圧により、図８（ｂ）に示すように、ＧＤＬ３０が折損される。ＧＤＬ３０は、ＧＤＬ３０の搬送方向に直交する幅全体に亘って折損される。そして、ＧＤＬ３０の折損により、電極層２０の表面、即ち、形成された折損箇所Ｈの反対側の膜電極接合体１０の表面には、図９（ａ）に示すように、しわＭが搬送方向に直交する幅全体に形成される。
【００６３】
膜電極接合体搬送工程においては、識別マーク形成装置８０によりＧＤＬ３０が折損されて表面にしわＭが形成された膜電極接合体１０が、識別マーク形成装置８０から送り出され、剥がし装置９０に向けて搬送される（ステップＳ６）。
【００６４】
剥がし工程では、図７に示すように、剥がし装置９０によりＧＤＬ３０の一部を剥がす処理が行われる（ステップＳ７）。剥がし装置９０は、所定の直径を有し膜電極接合体１０を搬送するロール９１と、膜電極接合体１０を挟んでロール９１と対向して設けられ、刃先９２ａを有するスクレーパー９２を備えている。
【００６５】
ロール９１は、膜電極接合体１０の表面側に接して膜電極接合体１０の搬送方向を曲げるように配置されている。ロール９１は、折損箇所Ｈが膜電極接合体１０の膜厚よりもロール９１の径方向外側に突出する程度の直径を有している。スクレーパー９２は、膜電極接合体１０の膜厚よりもロール９１の径方向外側に突出した折損箇所Ｈに刃先９２ａが食い込んでＧＤＬ３０の一部を剥がすように構成されている。
【００６６】
ロール９１の所定の直径やスクレーパー９２の大きさ、構造、位置および取付角度は、膜電極接合体１０の材質、厚みおよび幅などの設定諸元や実験値などのデータに基づき適宜選択される。ロール９１の所定の直径は、例えば９インチ以下、即ち約２２９ｍｍ以下であることが好ましい。
【００６７】
剥がし工程において、スクレーパー９２の刃先９２ａにより、ＧＤＬ３０の折損箇所Ｈでその一部が剥がされ、図５（ｂ）および図５（ｃ）に示すように、搬送方向の幅Ｌ１が拡大され、搬送方向に直交する横幅全体に幅広の剥がし部ＬＨが形成される。次いで、スクレーパー９２により剥離された膜電極接合体１０は裁断工程に送られる。
【００６８】
膜電極接合体１０は、第１実施形態と同様に、裁断され、裏面検査工程において、剥がし部ＬＨの有無が検出され、表面検査工程において、しわＭの有無が検出される。剥がし部ＬＨまたはしわＭが検出されなかった膜電極接合体１０は、次工程に送られ第２実施形態の膜電極接合体１０の検査方法が終了する。
【００６９】
以上のように構成された第２実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法の効果について説明する。
【００７０】
第２実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法は、膜電極接合体１０の不良部位を検出する検出工程（ステップＳ３）と、膜電極接合体１０の不良部位のＧＬＤ３０を折損させる折損工程（ステップＳ５）と、膜電極接合体搬送工程（ステップＳ６）と、剥がし工程（ステップＳ７）を備えている。折損工程では、膜電極接合体１０のＧＤＬ３０が折損され、膜電極接合体１０の表面側の電極層２０にしわＭが形成される。そして、膜電極接合体搬送工程により剥がし装置９０まで搬送され、剥がし装置９０によって裏面側の折損箇所ＨでＧＤＬ３０の一部が剥がされる。したがって、ＧＤＬ３０の折損箇所Ｈは、搬送方向の幅Ｌ１が拡大され、搬送方向に直交する横幅全体に幅広の剥がし部ＬＨが形成され、見易くなるという効果が得られる。
【００７１】
また、第２実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法は、第１実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法と同様、さらに、裏面検査工程（ステップＳ９）と、表面検査工程（ステップＳ１０）とを備えている。裏面検査工程では、膜電極接合体１０の裏面側に形成され、幅広の剥がし部ＬＨの有無が外観検査されるので、剥がし部ＬＨが確実に検出され、膜電極接合体１０の不良部位が確実に検出されるという効果が得られる。さらに、膜電極接合体１０の不良部位を裏面側から検出できるので、目視による外観検査から、検出デバイスによる検査の自動化が可能となるという効果が得られる。
【００７２】
また、第２実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法においても、表面検査工程では、膜電極接合体１０の表面側に形成されたしわＭの有無が外観検査されるので、膜電極接合体１０の不良部位がより確実に検出されるという効果が得られる。その結果、市場への不良品の流出を未然に防止することができるという効果が得られる。
【００７３】
第２実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法は、第１実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法と同様、膜電極接合体１０の不良部位を検出し、膜電極接合体１０に剥がし部ＬＨおよびしわＭという識別マークを物理的に形成するので、ラベルのように搬送途中で膜電極接合体１０から剥がれて消失することはなく、不良部位を確実に検出することができるという効果が得られる。
【００７４】
また、第２実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法は、膜電極接合体１０のＧＤＬ３０を折損させるが、電極層２０は破断されないので、接合工程から裁断工程で長尺状の膜電極接合体１０が裁断されて枚葉状の膜電極接合体１０になるまでの間、長尺状の膜電極接合体１０の搬送に支障を来すことはないという効果が得られる。また、枚葉状の膜電極接合体１０になっても、膜電極接合体１０が分離しないので、その後の搬送にも支障を来すことはないという効果が得られる。
【００７５】
また、第２実施形態に係る膜電極接合体１０の検査方法は、膜電極接合体１０に剥がし部ＬＨおよびしわＭを物理的に形成するので、不良部位を識別するラベルなどの作製や、ラベルなどの部材に掛かるコストが無くなり、生産コストが低減されるという効果が得られる。また、搬送速度の変化に対応することも可能となる。
【００７６】
以上、本発明の第１実施形態および第２実施形態について詳述したが、本発明は、前記の第１実施形態および第２実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。
【符号の説明】
【００７７】
１０・・・膜電極接合体、２０・・・電極層、２１・・・電解質膜、２２・・・アノード触媒層、２３・・・カソード触媒層、２４・・・アノードＧＤＬ、２５・・・ＭＰＬ、３０・・・ＧＤＬ、４０・・・接合装置、４０ａ，４０ｂ・・・接合ロール、５０・・・送りロール、６０・・・検出カメラ、７０，８０・・・識別マーク形成装置、７１，８１・・・Ｖブロック、７１ａ，８１ａ・・・溝、７２，８２・・・押圧棒、７３，９２・・・スクレーパー、７３ａ，９２ａ・・・刃先、９０・・・剥がし装置、９１・・・ロール、Ｈ・・・折損箇所、ＬＨ・・・剥がし部、Ｍ・・・しわ
【図１】
2019106328.tif 000003
【図２】
2019106328.tif 000004
【図３】
2019106328.tif 000005
【図４】
2019106328.tif 000006
【図５】
2019106328.tif 000007
【図６】
2019106328.tif 000008
【図７】
2019106328.tif 000009
【図８】
2019106328.tif 000010
【図９】
2019106328.tif 000011