(57)【要約】【課題】樹脂フレーム付き膜電極接合体の製造時に生じる電解質膜の皺の発生を抑制することが可能な製造装置および製造方法を提供する。【解決手段】膜電極接合体１０の周縁部分を挟持するガスケット層３０と、樹脂フレーム４０との間を接着剤６０によって接合する際に、接合部５０のみを加熱部１１０により加熱する。これにより、接合部における樹脂フレームとガスケット層の位置ずれを防止し、接合により生じる電解質膜１１の皺の発生を防止することが可能となる。【選択図】図４
2015225732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜−触媒接合体の周縁部分を挟持するガスケット層と、前記ガスケット層の外側周縁部分を保持する樹脂フレームと、を接着剤によって接合する製造装置であって、
前記ガスケット層と前記樹脂フレームとの間を接着剤によって接合する接合部のみを加熱する加熱部を有する樹脂フレーム付き膜電極接合体の製造装置。
【請求項２】
前記接合部の加熱時に前記膜電極接合体周りを水蒸気により加湿する加湿部と、
前記膜電極接合体周りの湿度を検出する検出部と、
前記検出部からの信号に基づいて前記膜電極接合体周りの湿度を予め定められた湿度範囲とするように前記加湿部の作動を制御する制御部と、をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の樹脂フレーム付き膜電極接合体の製造装置。
【請求項３】
前記膜電極接合体周りに閉じた空間を形成する壁部をさらに有する請求項２に記載の樹脂フレーム付き膜電極接合体の製造装置。
【請求項４】
前記加熱部は、加熱コイルを有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂フレーム付き膜電極接合体の製造装置。
【請求項５】
膜−触媒接合体の周縁部分を挟持するガスケット層と、前記ガスケット層の外側周縁部分を保持する樹脂フレームと、を接着剤によって接合する製造方法において、
前記ガスケット層と前記樹脂フレームとの間に接着剤を塗布し、
その後、接着剤を塗布した接合部のみを加熱することを特徴とする樹脂フレーム付き膜電極接合体の製造方法。
【請求項６】
前記接合部の加熱時に、前記膜電極接合体周りを水蒸気により加湿することにより湿度を制御することを特徴とする請求項５に記載の樹脂フレーム付き膜電極接合体の製造方法。
【請求項７】
前記接合部の加熱時に、前記前記膜電極接合体周りの湿度を均一に保つことを特徴とする請求項６に記載の樹脂フレーム付き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、燃料電池の樹脂フレーム付き膜電極接合体の製造装置および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池の単セルに含まれる膜電極接合体（ＭＥＡ：ｍｅｍｂｒａｎｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）は、触媒層が配置された高分子電解質膜である膜−触媒接合体と、ガス拡散層と、を有する。薄膜状の高分子電解質膜を保護し、取り扱い性を高めるために膜電極接合体の周囲を保持する樹脂フレームを設けることが開示されている（たとえば、特許文献１）。このような、樹脂フレーム付き膜電極接合体を一対のセパレータで挟持して燃料電池セルを構成する。また、一般的に、触媒層に供給される燃料ガスおよび酸化剤ガスが外部にリークするのを防止するために高分子電解質膜の触媒層を包囲するように膜−触媒接合体の両面に枠状のガスケット層を設けることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１２５６８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
樹脂フレームと、膜電極接合体のガスケット層とは、接着剤によって接合される。このとき、接合部を加熱する必要があり、加熱時の熱の影響により樹脂フレームが膨張し、乾燥により電解質膜が収縮してしまう。これにより、接合部における樹脂フレームとガスケット層の位置にずれが生じてしまう。この位置ずれが生じた状態で、加熱後の冷却時には樹脂フレームが収縮し、湿度が増加することにより電解質膜が膨張する。その結果、電解質膜に皺が生じてしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、上記課題を解決するために、接合部における樹脂フレームとガスケット層の位置ずれを防止することで、電解質膜に皺の発生を抑制することが可能な樹脂フレーム付き膜電極接合体の製造装置および製造方法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】
【０００６】
上記目的を達成する本発明は、膜−触媒接合体の周縁部分を挟持するガスケット層と、前記ガスケット層の外側周縁部分を保持する樹脂フレームと、を接着剤によって接合する樹脂フレーム付き膜電極接合体の製造装置である。前記ガスケット層と前記樹脂フレームとの間を接着剤によって接合する接合部のみを加熱する加熱部を有することを特徴とする。
【０００７】
また、上記目的を達成する本発明は、膜−触媒接合体の周縁部分を挟持するガスケット層と、前記ガスケット層の外側周縁部分を保持する樹脂フレームと、を接着剤によって接合する樹脂フレーム付き膜電極接合体の製造方法である。前記ガスケット層と前記樹脂フレームとの間に接着剤を塗布し、その後、接着剤を塗布した接合部のみを加熱することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る樹脂フレーム付き膜電極接合体の製造装置および製造方法によれば、ガスケット層と樹脂フレームとの間を接着剤によって接合する接合部のみを加熱するので、熱の影響による樹脂フレームの膨張および電解質膜の乾燥による収縮を防止できる。その結果、接合部における樹脂フレームとガスケット層の位置ずれを防止し、接合により生じる電解質膜の皺の発生を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る樹脂フレーム付き膜電極接合体を示す斜視図である。
【図２】樹脂フレームおよび膜電極接合体を構成部材毎に分解して示す斜視図である。
【図３】図１の３−３線に沿う断面図である。
【図４】実施形態に係る樹脂フレーム付き膜電極接合体の製造装置を示す断面図である。
【図５】実施形態に係る樹脂フレーム付き膜電極接合体の製造工程を示すフローチャートである。
【図６】図６は、樹脂フレーム付き膜電極接合体の製造方法を説明するための図であって、図６（Ａ）は、ガスケット層に接着剤を塗布する手順を示す断面図であり、図６（Ｂ）は、ガスケット層を膜−触媒接合体（ＣＣＭ）に接合する手順を示す断面図であり、図６（Ｃ）は、ガスケット層が接合された膜−触媒接合体（ＣＣＭ）に、ガス拡散層を接合する手順を示す断面図である。
【図７】図７は、樹脂フレーム付き膜電極接合体の製造方法を説明するための図であって、図７（Ａ）は、樹脂フレームに接着剤を塗布する手順を示す断面図であり、図７（Ｂ）は、膜電極接合体（ＭＥＡ）に、樹脂フレームを接合する手順を示す断面図である。
【図８】変形例に係る樹脂フレーム付き膜電極接合体の製造装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、以下の記載は特許請求の範囲に記載される技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１１】
図１〜図３は、本発明に係る樹脂フレーム付き膜電極接合体の構成を示す図であり、図４は、本発明の実施形態に係る樹脂フレーム付き膜電極接合体の製造装置を示す図であり、図５〜図７は、樹脂フレーム付き膜電極接合体の製造方法を示す図である。
【００１２】
以下、実施形態に係る樹脂フレーム付き膜電極接合体１の各部の構成を説明する。
【００１３】
図１〜図３に示すように、実施形態に係る樹脂フレーム付き膜電極接合体１は、膜電極接合体１０と、膜電極接合体１０が有するガスケット層３０の外側周縁部分を保持する樹脂フレーム４０と、を有する。なお、ガスケット層３０は、アノード側ガスケット層３０ａおよびカソード側ガスケット層３０ｃの総称である。ガスケット層３０と、樹脂フレーム４０とは、接着剤６０によって接合される。膜電極接合体１０は、膜−触媒接合体２０と、膜−触媒接合体２０の周縁部分を挟持するガスケット層３０と、膜−触媒接合体２０のアノード側に配置されたアノード側ガス拡散層１４ａと、膜−触媒接合体２０のカソード側に配置されたカソード側ガス拡散層１４ｃと、を有する。以下、詳述する。
【００１４】
膜電極接合体（ＭＥＡ：ｍｅｍｂｒａｎｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）１０は、供給された酸素と水素を化学反応させて電力を生成する。
【００１５】
膜−触媒接合体（ＣＣＭ：Ｃａｔａｌｙｓｔ  Ｃｏａｔｅｄ  ｏｎ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ）２０は、電解質膜１１と、アノード側電極触媒層１２と、カソード側電極触媒層１３と、を有する。電解質膜１１は、たとえば、固体の高分子材料からなり、薄板状に形成している。固体高分子材料には、たとえば、水素イオンを伝導し、湿潤状態で良好な電気伝導性を有するフッ素系樹脂を用いている。アノード側電極触媒層１２およびカソード側電極触媒層１３は、導電性の担体に触媒成分が担持された電極触媒と高分子電解質を含んでいる。
【００１６】
ガスケット層３０は、厚み方向に貫通した穴からなる窓部３２が中心部分に形成された枠形状を有している。ガスケット層３０は、アノード側ガスケット層３０ａおよびカソード側ガスケット層３０ｃにより一対に形成され、膜−触媒接合体２０を挟持するように配置され、接着剤６１により接合される。ガスケット層３０は、気体、特に酸素ガス、水素ガスに対して不透過性を示すものであれば特に限定されない。たとえば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ＰＩ（ポリイミド）等の熱可塑性樹脂や樹脂を繊維強化した複合材料等により形成することができる。また、電解質膜１１上に配置されるので、溶媒による電解質膜１１の膨潤を避けるために、溶媒を使用しないことが望ましい。繊維強化複合材料に用いる繊維は、樹脂を含浸させることから、使用する樹脂との親和性が高いものが望ましい。また、ガスケットとしての用途を考慮し、電気的短絡を防ぐために、電気絶縁性であることが求められることから、ガラスペーパー等のガラス繊維やアルミナ繊維が望ましい。
【００１７】
アノード側ガス拡散層１４ａおよびカソード側ガス拡散層１４ｃは、たとえば、充分なガス拡散性および導電性を有する炭素繊維からなる糸で織成したカーボンクロス、カーボンペーパ、またはカーボンフェルトにより構成することができる。
【００１８】
樹脂フレーム４０は、ガスケット層３０の外側周縁部分を保持することにより膜電極接合体１０を保持する。樹脂フレーム４０は、たとえば、電気絶縁性を有する樹脂からなる。図２に示すように、樹脂フレーム４０は、内縁部分に保持部４０ｈを有する。カソード側ガスケット層３０ｃの外周は、保持部４０ｈのアノード側と接着剤６０により接合され、樹脂フレーム４０に長方形の板状に一体成形される。樹脂フレーム４０は、その長手方向の一端に、カソードガス供給口４０ｊ、冷却流体供給口４０ｋ、およびアノードガス供給口４０ｌを、それぞれ貫通孔で形成している。樹脂フレーム４０は、長手方向の他端に、アノードガス排出口４０ｍ、冷却流体排出口４０ｎ、およびカソードガス排出口４０ｏを、それぞれ貫通孔で形成している。
【００１９】
接着剤６０に使用される接着剤としては、主に熱可塑性樹脂系接着剤と熱硬化性樹脂系接着剤の２つが挙げられる。接着のしやすさ、正確な接着位置および長時間接着力などの観点から熱可塑性樹脂系のホットメルト系接着剤が好ましく使用される。ホットメルト系接着剤を使用する際のホットメルト系接着剤の溶融温度は、ガスケット層３０への含浸のしやすさ、接合部５０の形成しやすさ等の取り扱い性、電解質膜１１の劣化温度、燃料電池としての使用温度での耐久性などを考慮すると、２５〜１５０℃、より好ましくは７０〜１２０℃であることが好ましい。なお、接着剤はホットメルト型接着剤に制限されず、これ以外にもたとえば、熱可塑性樹脂系接着剤としては、α−オレフィン系接着剤、アクリル系接着剤等、熱硬化性樹脂系接着剤としては、エポキシ樹脂系接着剤、フェノール樹脂系接着剤等を適宜用いることができる。なお、ガスケット層３０と膜−触媒接合体２０とを接合する接着剤６１は、接着剤６０と同様の接着剤を使用することができる。
【００２０】
次に、図４を参照して実施形態に係る膜−触媒接合体２０の周縁部分を挟持するガスケット層３０と、ガスケット層３０の外側周縁部分を保持する樹脂フレーム４０と、を接着剤６０によって接合する製造装置１００を説明する。製造装置１００は、ガスケット層３０と樹脂フレーム４０との間を接着剤６０によって接合する接合部５０のみを加熱する加熱部１１０を有する。加熱部１１０により加熱することにより、ホットメルト型接着剤を用いた場合は接着剤６０が溶着することで接合し、熱硬化性樹脂系接着剤を用いた場合は接着剤６０が硬化することで接合部５０が接合される。
【００２１】
加熱部１１０は、接合部５０のアノード側／カソード側両面に向かい合うように枠状に取り付けられている。加熱部１１０は、加熱手段として誘導加熱コイルと、高周波発生装置と、を有する。誘導加熱コイルは、たとえば、電線を螺旋状に巻いて構成した後で機械加工することによって形成されており、鋳鉄部品素材の軸部が挿入される。高周波発生装置は、誘導加熱コイルに接続されており、誘導加熱コイルに電流を流すことによって、誘導加熱コイルの内側に位置する軸部を加熱する。加熱された軸部により接合部５０が加熱される。
【００２２】
次に、実施形態に係る樹脂フレーム付き膜電極接合体１の製造方法を説明する。なお、以下の説明においては、図３に示す樹脂フレーム付き膜電極接合体１の片側端部の拡大断面図により、各手順を説明する。
【００２３】
樹脂フレーム付き膜電極接合体１の製造方法は、膜電極接合体１０を形成する工程および樹脂フレーム４０に膜電極接合体１０を接合する工程の大きく分けて２つの工程から構成される。図５に示すように、膜電極接合体１０を形成する工程は、膜−触媒接合体２０を形成する工程（ステップＳ１１）と、膜−触媒接合体２０の外周縁部分をガスケット層３０により挟持し、接合する工程（ステップＳ１２）と、膜−触媒接合体２０の両面にアノード側ガス拡散層１４ａおよびカソード側ガス拡散層１４ｃを接合し、膜電極接合体１０を形成する工程（ステップＳ１３）と、を有する。樹脂フレーム４０に膜電極接合体１０を接合する工程は、樹脂フレーム４０に接着剤を塗布する工程（ステップＳ２１）と、ガスケット層３０の外周縁部分と樹脂フレーム４０の保持部４０ｈとが重なるように配置する工程（ステップＳ２２）と、接合部５０のみを加熱し、接着剤６０を溶着（硬化）させる工程（ステップＳ２３）と、を有する。
【００２４】
図６を参照して膜電極接合体１０を形成する工程を説明する。
【００２５】
まず、図６（Ａ）に示すように、電解質膜１１および一対のアノード側電極触媒層１２およびカソード側電極触媒層１３を一体化した膜−触媒接合体２０と、一対のガスケット層３０とを準備する。
【００２６】
カソード側ガスケット層３０ｃのアノード側の面３１ｃおよびアノード側ガスケット層３０ａのカソード側の面３１ａに接着剤６１を塗布する。接着剤６１の塗布は、公知の塗布装置６００を使用して行う。
【００２７】
次に、図６（Ｂ）に示すように、各ガスケット層３０において接着剤６１が塗布された部分を膜−触媒接合体２０の外周縁部分に向かい合わせて圧接し、各ガスケット層３０と膜−触媒接合体２０とを接合する。この際、カソード側に配置されるカソード側ガスケット層３０ｃとアノード側に配置されるアノード側ガスケット層３０ａとにより膜−触媒接合体２０の外周縁部分を挟持させる。
【００２８】
各ガスケット層３０の窓部３２は、膜−触媒接合体２０の略中央部分に位置合わせして配置する。膜−触媒接合体２０の中央部分は、各ガスケット層３０の窓部３２を介して外部に露出した状態とする。
【００２９】
枠状に構成された各ガスケット層３０により膜−触媒接合体２０を挟持して一体化させているため、膜−触媒接合体２０がばらついたり、よれたりするのを防止できる。このため、製造段階における膜−触媒接合体２０の取り扱いが容易になり、製造作業を迅速に進めることが可能になる。
【００３０】
その後、図６（Ｃ）に示すように、膜−触媒接合体２０の両面にアノード側ガス拡散層１４ａおよびカソード側ガス拡散層１４ｃを配置する。アノード側ガス拡散層１４ａおよびカソード側ガス拡散層１４ｃは、各ガスケット層３０の窓部３２を介してアノード側電極触媒層１２またはカソード側電極触媒層１３に直接的に接するように配置する。そして、膜−触媒接合体２０に一対のアノード側ガス拡散層１４ａおよびカソード側ガス拡散層１４ｃを接合することにより、膜電極接合体１０を製造する。膜−触媒接合体２０とアノード側ガス拡散層１４ａおよびカソード側ガス拡散層１４ｃとの接合は、たとえば、ホットプレス等の公知の方法により行うことができる。
【００３１】
カソード側電極触媒層１３に接合するカソード側ガス拡散層１４ｃは、アノード側電極触媒層１２に接合するアノード側ガス拡散層１４ａよりも、外形寸法を小さく形成している。このため、カソード側ガス拡散層１４ｃの外周端部が、アノード側ガス拡散層１４ａの外周端部よりも膜−触媒接合体２０の中央部分寄りに配置されて、カソード側ガスケット層３０ｃの上面側が露出した状態となる。カソード側ガスケット層３０ｃにおいて露出した部分は、樹脂フレーム４０が接合される接合部５０を形成する。
【００３２】
次に、図７を参照して樹脂フレーム４０に膜電極接合体１０を接合する工程を説明する。
【００３３】
まず、図７（Ａ）に示すように、樹脂フレーム４０を準備する。そして、樹脂フレーム４０の保持部４０ｈのアノード側に接着剤６０を塗布する。接着剤６０が塗布された部分は、カソード側ガスケット層３０ｃのカソード側に接合される接合部５０を形成する。
【００３４】
図７（Ｂ）に示すように、樹脂フレーム４０において接着剤６０が塗布された部分を、アノード側に配置する。次に、樹脂フレーム４０とガスケット層３０との間に接着剤６０が塗布された接合部５０をアノード側／カソード側両面から圧接し、その状態を保持したまま接合部５０のみ加熱部１１０により加熱する。
【００３５】
本実施形態の作用効果を述べる。
【００３６】
本実施形態に係る製造装置１００および製造方法では、膜−触媒接合体２０の周縁部分を挟持するガスケット層３０と、ガスケット層３０の外側周縁部分を保持する樹脂フレーム４０と、を接着剤６０によって接合する際に、ガスケット層３０と樹脂フレーム４０との間を接着剤６０によって接合する接合部５０のみを加熱する。
【００３７】
このように構成した製造装置１００および製造方法によれば、ガスケット層３０と樹脂フレーム４０との間を接着剤６０によって接合する接合部５０のみを加熱するので、熱の影響による樹脂フレーム４０の膨張および電解質膜１１の乾燥による収縮を防止できる。その結果、接合部５０における樹脂フレーム４０とガスケット層３０の位置ずれを防止し、接合により生じる電解質膜１１の皺を防止することが可能となる。
【００３８】
以上、実施形態を通じて樹脂フレーム付き膜電極接合体の製造装置および製造装置１００および製造方法を説明したが、本発明は実施形態において説明した構成のみに限定されることはなく、特許請求の範囲の記載に基づいて適宜変更することが可能である。
【００３９】
たとえば、本実施形態では、加熱部１１０は、加熱コイルを用いたが、接合部５０の接着剤６０を溶着（硬化）できる温度に加熱できればよく、加熱コイルの代わりにレーザーや熱風による加熱手段を用いてもよい。
【００４０】
（変形例）
図８には、上述した実施形態の変形例に係る製造装置２００の断面図が示される。
【００４１】
製造装置２００は、製造装置１００と同様に、スケット層３０と樹脂フレーム４０との間を接着剤６０によって接合する接合部５０のみを加熱する加熱部１１０を有する。製造装置２００は、接合部５０の加熱時に膜電極接合体１０周りを水蒸気により加湿する加湿部２２０と、膜電極接合体１０周りの湿度を検出する検出部２３０と、検出部２３０から送られた信号に基づいて加湿部２２０の作動を制御する制御部２４０と、膜電極接合体１０周りに閉じた空間を形成する壁部２５０と、をさらに有する。
【００４２】
加熱部１１０の説明は、製造装置１００の説明において説明したので省略する。
【００４３】
加湿部２２０は、水蒸気供給部２２１と、水蒸気供給用配管２２２と、水蒸気供給用ノズル２２３とを有する。
【００４４】
水蒸気供給部２２１は、たとえば、ヒータと、水が貯蔵されたタンクとを有し、ヒータによって水を加熱することで、冷却用エアーの湿度を上昇させる水蒸気を発生させるように構成される。
【００４５】
水蒸気供給用配管２２２は、水蒸気供給部２２１と連結し、水蒸気供給部２２１から発生した水蒸気を水蒸気供給用ノズル２２３に搬送する。水蒸気供給用配管２２２は、壁部２５０の膜電極接合体１０側に、膜電極接合体１０に対応する面全体に格子状に張り巡らされるように取り付けられている。
【００４６】
水蒸気供給用ノズル２２３は、水蒸気供給用配管２２２によって搬送された水蒸気を膜電極接合体１０周りに噴射する。水蒸気供給用ノズル２２３は、膜電極接合体１０の全面積に対して均等に配置されている。噴射量を調整するための弁が設けられていてもよい。
【００４７】
壁部２５０は、加熱部１１０と一体となって構成され、接合部５０および接合部５０で囲まれた空間を覆うように設けられている。膜電極接合体１０周りに閉じた空間を形成し、加熱部１１０により加湿された空間内の雰囲気を均一に保つ役割を果たしている。なお、壁部２５０は、膜電極接合体１０周りに閉じた空間を形成できればよく、加熱部１１０と一体として構成されなくてもよい。
【００４８】
検出部２３０は、壁部２５０によって形成された閉空間内において膜電極接合体１０周りの湿度を検出する。検出部２３０は、検出した結果を電気信号により制御部２４０に送信する。検出部２３０は、湿度測定機能以外に湿度測定のための温度測定機能を備えている。
【００４９】
制御部２４０は、膜電極接合体１０周りの湿度を制御する。電解質膜１１は、湿度が低い場合は乾燥により収縮し、湿度が高い場合は膨潤して伸長するという特性があるため、湿度を制御することにより電解質膜１１の湿度変化による変形を抑制するためである。制御部２４０は、記憶部と、演算部と、入出力部と、を有する。記憶部は、ＲＯＭやＲＡＭから構成される。記憶部は、加湿部２２０の動作に関するプログラムやデータが予め記憶されている。入出力部は、検出部２３０からの信号を記憶部に格納したり、演算部に入力したりする。演算部は、ＣＰＵを主体に構成され、記憶部から読み出したデータまたは入出力部を介して得られたデータを基に演算する。入出力部は、演算結果に基づく制御信号を加湿部２２０に出力する。このようにして、制御部２４０は、検出部２３０から送られた信号に基づいて加湿部２２０の作動を制御して、水蒸気供給部２２１から水蒸気供給用配管２２２を介して水蒸気を搬送する。膜電極接合体１０周りの湿度が樹脂フレーム４０や膜電極接合体１０に使用する材料やそれらの形状等設計条件に基づき、電解質膜１１の湿度変化による変形を抑制できるように予め定められた範囲内となるように、水蒸気供給用ノズル２２３により噴射される水蒸気の量を調整する。
【００５０】
変形例では、図５に示す製造工程において、接合部５０のみを加熱し、接着剤６０を溶着（硬化）させる工程（ステップＳ２３）は、加熱時に膜電極接合体１０周りを水蒸気により加湿することにより湿度を制御する工程をさらに有する。これにより、電解質膜１１が水蒸気により加湿され、乾燥による収縮を防止できる。
【００５１】
変形例の作用効果を述べる。
【００５２】
変形例に係る製造装置２００および製造方法では、ガスケット層３０と、樹脂フレーム４０との接合部５０のみを加熱する際に、膜電極接合体１０周りを水蒸気により加湿することにより湿度を設計条件に基づき予め定められた範囲内に制御する。
【００５３】
このように構成した製造装置２００および製造方法によれば、膜電極接合体１０周りの湿度を制御することで、湿度変化による電解質膜１１の変形を抑制できる。その結果、接合部における樹脂フレームと膜電極接合体との位置ずれを一層防止でき、電解質膜１１により一層皺が生じないようにガスケット層３０と樹脂フレーム４０を接合することが可能となる。
【００５４】
また、変形例に係る製造装置２００および製造方法では、膜電極接合体１０周りに閉じた空間を形成する壁部２５０をさらに有し、膜電極接合体１０周りの湿度を均一に保つ。
【００５５】
このように構成した製造装置２００および製造方法によれば、電解質膜１１周りの雰囲気を均一に保つことができ、湿度変化による電解質膜１１の変形が均一になる。その結果、電解質膜１１の皺をより一層防止できる。
【００５６】
以上、本発明の変形例を通じて樹脂フレーム付き膜電極接合体１０の製造装置２００および製造方法を説明したが、本発明は変形例において説明した構成のみに限定されることはなく、特許請求の範囲の記載に基づいて適宜変更することが可能である。
【００５７】
たとえば、変形例では、加湿部２２０が水蒸気供給部２２１と、水蒸気供給用配管２２２と、水蒸気供給用ノズル２２３とを有するとしたが、空間を加湿できる構成であればよく、これに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５８】
１  樹脂フレーム付き膜電極接合体、
１０  膜電極接合体（ＭＥＡ）、
１１  電解質膜、
１２  アノード側電極触媒層、
１３  カソード側電極触媒層、
１４ａ  アノード側ガス拡散層、
１４ｃ  カソード側ガス拡散層、
２０  膜−触媒接合体（ＣＣＭ）、
３０  ガスケット層、
３０ａ  アノード側ガスケット層、
３０ｃ  カソード側ガスケット層、
４０  樹脂フレーム、
４０ｈ  保持部、
４０ｊ  カソードガス供給口、
４０ｋ  冷却流体供給口、
４０ｌ  アノードガス供給口、
４０ｍ  アノードガス排出口、
４０ｎ  冷却流体排出口、
４０ｏ  カソードガス排出口、
５０  接合部、
６０、６１  接着剤、
１００、２００  製造装置、
１１０  加熱部、
２２０  加湿部、
２２１  水蒸気供給部、
２２２  水蒸気供給用配管、
２２３  水蒸気供給用ノズル、
２３０  検出部、
２４０  制御部、
２５０  壁部。
【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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【図８】
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