(57)【要約】【課題】固体高分子電解質膜の機械的強度を増すために用いる補強膜を備えた膜電極接合体の製造において、補強膜にしわを生じることなく、膜電極接合体を製造する手段を提供する。【解決手段】凸状の第１加圧部を形成した第１加圧板と、前記第１加圧部が嵌合する貫通孔を形成した第１枠体と、前記第１加圧板に対向して配置される第２加圧板と、前記第１枠体の上面の高さを変える手段とを具備する膜電極接合体製造治具を用いて、前記第１枠体上に載置した補強膜を、補強膜と電極の重畳部分の全面について、同時に、電極に接触させ重ねることにより、補強膜のしわの発生を防止する。【選択図】図１
2008140745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体高分子電解質膜と、額縁状の補強膜とを、第１電極および第２電極で挟持して得られる膜電極接合体を製造するために使用する膜電極接合体製造治具であって、前記第１電極と同じ平面形状の第１加圧部を上面に凸状に形成した第１加圧板と、前記第１加圧部が嵌合する貫通孔を形成した第１枠体と、積重した前記第１電極、前記補強膜、前記固体高分子電解質膜および前記第２電極を介して前記第１加圧板に対向して配置される第２加圧板と、前記第１枠体上面の高さの位置を、前記第１加圧部の上面に載置した第１電極の上面より高い位置から、前記載置した第１電極の上面以下の位置へ移動する第１枠体上面高さ変更手段を備えることを特徴とする膜電極接合体製造治具。
【請求項２】
前記第１枠体上面高さ変更手段は、前記第１加圧部を除いた前記加圧板の上面と、前記第１枠体の下面に接して設けられたことを特徴とする請求項１に記載の膜電極接合体製造治具。
【請求項３】
前記第１枠体上面高さ変更手段は、前記第１加圧部を除いた前記加圧板の上面に凹状に設けた第１加圧板上面窪み、および／または、前記第１枠体の下面に凹状に設けた第１枠体下面窪みに接して設けられ、前記加圧板の上面と前記第１枠体の下面を接触させた状態で、前記第１加圧板上面窪みと前記第１枠体下面窪みで形成される空間に前記第１枠体上面高さ変更手段が収納可能に配置されることを特徴とする請求項２に記載の膜電極接合体製造治具。
【請求項４】
前記第１枠体上面高さ変更手段は、前記加圧板の外周側面と、前記第１枠体の外周側面に接して設けられたことを特徴とする請求項１に記載の膜電極接合体製造治具。
【請求項５】
前記第１枠体上面高さ変更手段が、弾性体であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の膜電極接合体製造治具。
【請求項６】
前記弾性体が、バネであることを特徴とする請求項５に記載の膜電極接合体製造治具。
【請求項７】
前記第２加圧板は、前記第２電極と同じ平面形状の第２加圧部と、前記第２加圧部が嵌合する貫通孔を形成した第２枠体とからなることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の膜電極接合体製造冶具。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか1項に記載の膜電極接合体製造治具を使用して、前記第１加圧部を前記第１枠体の貫通孔に嵌合した状態で、前記第１加圧部上面に前記第１電極を載置する第１工程と、前記第１工程に引き続き、前記第１枠体上面の高さの位置を前記第１加圧部の上面に載置した第１電極の上面より高い位置にした状態で、前記第１枠体の上面に前記補強膜、前記固体高分子電解質膜および前記第２電極をこの順で積重する第２工程と、前記第２工程に引き続き、前記第１電極、前記補強膜、前記固体高分子電解質膜および前記第２電極を、対向する第１加圧板と第２加圧板とにより挟み、押圧および加熱する第３工程を実行する事を特徴とする膜電極接合体の製造方法。
【請求項９】
請求項７に記載の膜電極接合体製造治具を使用して、前記第１加圧部を前記第１枠体の貫通孔に嵌合し、かつ、前記第１枠体上面の高さの位置を、前記第１加圧部の上面に載置した第１電極の上面より高い位置にした状態で、前記第１加圧部上面に第１電極を載置する第１工程と、前記第１枠体の上面に前記補強膜、前記固体高分子電解質膜をこの順で積重する第２ａ工程と、前記固体高分子電解質膜の上面に前記第２枠体を置き前記第２枠体の中央の貫通孔をガイドとして前記第２電極を前記固体高分子電解質膜の上面に積重する第２ｂ工程と、第２枠体の中央の貫通孔をガイドとして、第２電極上に第２加圧部を置き、積重した前記第１電極、前記補強膜、前記固体高分子電解質膜および前記第２電極を、対向する第１加圧板と第２加圧部とにより挟み、押圧および加熱する第３ａ工程をこの順に実行する事を特徴とす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、固体高分子電解質型燃料電池の膜電極接合体の製造に使用する膜電極接合体製造治具および膜電極接合体製造治具を使用して膜電極接合体を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固体高分子型燃料電池は、パーフルオロスルホン酸樹脂膜などの固体高分子電解質膜を、電解質に用いる燃料電池であり、固体高分子電解質膜は、その両主面にアノードおよびカソードの電極を形成した膜電極接合体として、燃料電池に組み込まれる。アノードおよびカソードの各電極は、ガス拡散層としての働きを有するカーボンペーパーなどの電極基材上に、触媒層を形成したものである。対向するアノード、カソードの両電極間に、固体高分子電解質膜を挟持して、押圧および加熱するホットプレス法により、電極と固体高分子電解質膜とを接合して、膜電極接合体を得ることができる。
【０００３】
特許文献１には、膜電極接合体の製造方法の一例が開示されている。電極やカーボンペーパーは高価であるため、なるべく使用量が少ない方が望ましい。そこで、膜電極接合体は、固体高分子電解質膜より面積の小さい両電極を固体高分子電解質膜の両主面の中央部に配置され、固体高分子電解質膜の周縁部が被覆されないように配置されている。この周縁部は、被覆された部分より機械的強度が劣る。そのため、膜電極接合体を燃料電池に組み込む作業において破損したり、あるいは、燃料電池の運転中にアノードおよびカソードへ供給されるガスに圧力差が生じた場合、破断したりすることがある。このため、特許文献２は、固体高分子電解質膜の周縁部を補強膜で被覆し、その機械的強度を向上させる技術を開示している。
【０００４】
補強膜を用いた膜電極接合体の構造断面図を図４に示す。固体高分子電解質膜１と補強膜２は、対向する第１電極３と第２電極４によって挟まれている。ここで、第１電極３がアノードであるときは第２電極４がカソードとなり、第１電極３がカソードであるときは第２電極４がアノードとなる。補強膜２として、厚みが５μｍないし５０μｍであるフッ素樹脂フィルムなどを用いることができる。補強膜２は中央部に貫通孔を有する額縁状であるため、貫通孔の部分において固体高分子電解質膜１と第１電極３が直接接触し、ホットプレス法により接合される。
【０００５】
また、貫通孔の大きさは第１電極３より小さいので、第１電極３の周縁部に補強膜２と第１電極３の重畳部分５が存在する。そのため、補強膜２は、重畳部分５において、第１電極３と固体高分子電解質膜１の間に保持、固定される。
図４では、補強膜２を、固体高分子電解質膜１と第１電極３との間に配しているが、固体高分子電解質膜１と第２電極４との間に配することもできる。このように、補強膜２を固体高分子電解質膜１のいずれか一方の主面に配すること、あるいは、その両主面に配することによって、固体高分子電解質膜の周縁部を補強膜で被覆し、その機械的強度を向上させることができる。
【特許文献１】特開２００４−３０３６２７号公報
【特許文献２】特開平５−２４２８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のように、補強膜を膜電極接合体に用いることで、電極によって被覆されない固体高分子電解質膜の周縁部分の機械的強度を増すことができるため、燃料電池の製造過程や運転中に生じる固体高分子電解質膜の破損を防止する効果が得られる。しかし、補強膜の使用には、以下のような問題点がある。
補強膜は、厚みが５μｍないし５０μｍであって薄く柔らかいため、位置合わせが難しく、積層時に電極と補強膜の前記重畳部分にしわができやすい。特に、補強膜を一度で重ねることができず、前記重畳部分の一部分について重ね、次に、残りの部分について重ねることとなった場合に、しわが生じやすい。そして、前記重畳部分の補強膜にしわが生じたまま、補強膜を電極と固体高分子電解質膜の間に保持、固定させた場合、補強膜の他の部分にも、しわが広がり、重ねた補強膜と固体高分子電解質膜の密着性が悪くなり、固体高分子電解質膜の機械的強度を増すことができない。
【０００７】
そこで、本発明は、補強膜を用いる膜電極接合体の製造において、補強膜にしわを生じることなく膜電極接合体を製造する膜電極接合体製造治具および膜電極接合体製造方法を提供とすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
補強膜のしわは、補強膜を、前記重畳部分の一部分について重ね、次に、残りの部分について重ねたときに、生じやすいが、前記重畳部分の全面について、同時に、電極に接触させるときは、しわを生じることなく重ねることができる。このため、本発明は、補強膜を、前記重畳部分の全面について、同時に、電極に接触させて重ねることを可能とする手段により、しわの発生を防止し、上記課題を解決しようとするものである。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、固体高分子電解質膜と、額縁状の補強膜とを、第１電極および第２電極で挟持して得られる膜電極接合体を製造するために使用する膜電極接合体製造治具であって、前記第１電極と同じ平面形状の第１加圧部を上面に凸状に形成した第１加圧板と、前記第１加圧部が嵌合する貫通孔を形成した第１枠体と、積重した前記第１電極、前記補強膜、前記固体高分子電解質膜および前記第２電極を介して前記第１加圧板に対向して配置される第２加圧板と、前記第１枠体上面の高さの位置を、前記第１加圧部の上面に載置した第１電極の上面より高い位置から、前記載置した第１電極の上面以下の位置へ移動する第１枠体上面高さ変更手段を備えることを特徴とする。
本発明によれば、第１枠体上面の高さの位置は、第１枠体上面高さ変更手段の作用により、第１加圧部の上面に載置した第１電極の上面より高い位置から、当該載置した第１電極の上面と等しい位置に移動する。ここで、第１加圧部の上面に載置した第１電極の上面より高い位置に第１枠体上面がある状態で、第１枠体の上面に補強膜を載置するときは、補強膜が第１電極に接触することはない。そして、さらに固体高分子電解質膜および第２電極を補強膜の上に積重する。第２電極の上に第２加圧板を載置するときには、第１枠体上面高さ変更手段の作用により、第１枠体の上面は、第１電極の上面以下の位置へ移動する。望ましくは、第１枠体の上面は、第１電極の上面とほぼ等しい位置へ移動させる。このとき、第１枠体上面に載置された補強膜は、第１電極に接触し、重なる。
【００１０】
以上において、補強膜が第１枠体の上面に載置されるときに第１電極とは接触しないため、しわは発生しない。そして、第２加圧板が載置されたときに補強膜は第１電極に接触することとなるが、前記重畳部分の全面について、同時に接触し、重ねられるため、しわを生じることはない。従って、本発明によれば、第１枠体上面高さ変更手段の作用により、補強膜を前記重畳部分の全面について、同時に、電極に接触させて重ねることが可能となり、補強膜にしわの発生を生じることなく、膜電極接合体を製造することができる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の膜電極接合体製造治具において、前記第１枠体上面高さ変更手段は、前記第１加圧部を除いた前記加圧板の上面と、前記第１枠体の下面に接して設けられたことを特徴とする。
本発明によれば、前記第１加圧部を除いた前記加圧板の上面と前記第１枠体上面高さ変更手段とが接する加圧板側接部と、前記第１枠体の下面と前記第１枠体上面高さ変更手段とが接する第１枠体側接部との距離を、前記第１枠体上面高さ変更手段自体を圧縮または膨張させることで、補強膜が第１枠体の上面に載置されるときには第１電極と補強膜が接触しないように第１枠体を持ち上げておくことができる。そして、第２加圧板が載置されたときに補強膜は第１電極に接触することとなる。そうすると、前記重畳部分の全面について、同時に接触し、重ねられるため、しわを生じることはない。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の膜電極接合体製造治具において、前記第１枠体上面高さ変更手段は、前記第１加圧部を除いた前記加圧板の上面に凹状に設けた第１加圧板上面窪みと、前記第１枠体の下面に凹状に設けた第１枠体下面窪みに接して設けられ、前記加圧板の上面と前記第１枠体の下面を接触させた状態で、前記第１加圧板上面窪みと前記第１枠体下面窪みで形成される空間に前記第１枠体上面高さ変更手段が収納可能に配置されることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の膜電極接合体製造治具において、前記第１枠体上面高さ変更手段は、前記加圧板の外周側面と、前記第１枠体の外周側面に接して設けられたことを特徴とする。
請求項３および４に記載の発明によれば、加圧時には、前記加圧板の上面と前記第１枠体の下面を接触させるので、位置の再現性がよくなる。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の膜電極接合体製造治具において、前記第１枠体上面高さ変更手段が、弾性体であることを特徴とする。
弾性体は、第１加圧部の上面に載置した第１電極の上面より第１枠体の上面を高い位置とするように第１枠体を支持する。
本発明によれば、第２加圧板が載置されるときには、その荷重を受けて弾性体が縮小するため、第１枠体上面の高さの位置は、第１加圧部の上面に載置した第１電極の上面とほぼ等しい位置に移動する。以上において、弾性体は、その弾性作用によって、第１枠体上面の高さの位置を移動するものであり、第１枠体上面に載置した補強膜を、しわを生じることなく、電極に重ねることを可能とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の膜電極接合体製造治具において、前記弾性体が、バネであることを特徴とする。
本発明によれば、第１加圧板上面の第１加圧部以外の箇所、または第１枠体の下面に設けられたバネは、第１枠体を支持し、第１枠体上面の高さの位置を、第１加圧部の上面に載置した第１電極の上面より高い位置とする。そして、第２加圧板が載置されるときには、その荷重を受けて、バネが縮小するため、第１枠体上面の高さの位置は、第１加圧部の上面に載置した第１電極の上面とほぼ等しい位置に移動する。以上において、バネは、その弾性作用によって、第１枠体上面の高さの位置を移動するものであり、第１枠体上面に載置した補強膜を、しわを生じることなく、電極に重ねることを可能とする。
請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の膜電極接合体製造冶具において、前記第２加圧板は、前記第２電極と同じ平面形状の第２加圧部と、前記第２加圧部が嵌合する貫通孔を形成した第２枠体とからなることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、前記第２枠体が前記固体高分子電解質膜を上から積重するので、第２枠体の中央部にある貫通孔に内接させて前記第２電極を配置すると第２電極の位置決めが容易になる。
請求項８に記載の発明は、請求項１から６のいずれか1項に記載の膜電極接合体製造治具を使用して、前記第１加圧部を前記第１枠体の貫通孔に嵌合した状態で、前記第１加圧部上面に前記第１電極を載置する第１工程と、前記第１工程に引き続き、前記第１枠体上面の高さの位置を前記第１加圧部の上面に載置した第１電極の上面より高い位置にした状態で、前記第１枠体の上面に前記補強膜、前記固体高分子電解質膜および前記第２電極をこの順で積重する第２工程と、前記第２工程に引き続き、前記第１電極、前記補強膜、前記固体高分子電解質膜および前記第２電極を、対向する第１加圧板と第２加圧板とにより挟み、押圧および加熱する第３工程を実行する事を特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、請求項１から６のいずれか1項に記載の膜電極接合体製造治具を使用して、前記第１工程、第２工程および第３工程により、膜電極接合体を製造するときは、第１枠体上面高さ変更手段の作用により、第１枠体上面の高さの位置が移動する。このため、第１枠体上面に載置した補強膜を、しわを生じることなく、電極に重ねることが可能となり、しわのない補強膜を備えた膜電極接合体を製造することができる。
請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の膜電極接合体製造治具を使用して、前記第１加圧部を前記第１枠体の貫通孔に嵌合し、かつ、前記第１枠体上面の高さの位置を、前記第１加圧部の上面に載置した第１電極の上面より高い位置にした状態で、前記第１加圧部上面に第１電極を載置する第１工程と、前記第１枠体の上面に前記補強膜、前記固体高分子電解質膜をこの順で積重する第２ａ工程と、前記固体高分子電解質膜の上面に前記第２枠体を置き前記第２枠体の中央の貫通孔をガイドとして前記第２電極を前記固体高分子電解質膜の上面に積重する第２ｂ工程と、積重した前記第１電極、前記補強膜、前記固体高分子電解質膜および前記第２電極を、対向する第１加圧板と第２加圧部とにより挟み、押圧および加熱する第３ａ工程をこの順に実行する事を特徴とする。
本発明によれば、第２電極を置く前に第２枠体が置かれているため、第２電極を第２枠体の中央部に設けられた貫通孔の内壁に沿って第２電極を置くことが容易にできる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１から７のいずれか１項に記載の発明によれば、膜電極接合体製造治具に設けられた第１枠体上面高さ変更手段の作用により、第１枠体上面の高さの位置は、第１加圧部の上面に載置した第１電極の上面より高い位置から当該載置した第１電極の上面と等しい位置に移動する。その結果、補強膜は、第１電極に接触することなく第１枠体上面に載置され、そして、第２加圧板が載置されるときに、前記重畳部分の全面について同時に第１電極に重ねられるため、しわを生じることがない。このため、本発明の膜電極接合体製造治具の使用により、しわのない補強膜を備えた膜電極接合体の製造が可能となる。
【００１６】
また、請求項８に記載の発明によれば、請求項１から６のいずれか１項に記載の膜電極接合体製造治具を使用して、前記第１工程、第２工程および第３工程により、膜電極接合体を製造するときは、第１枠体上面高さ変更手段の作用により、第１枠体上面の高さの位置が移動する。このため、本製造方法によれば、第１枠体上面に載置した補強膜を、しわを生じることなく、電極に重ねることが可能となり、しわのない補強膜を備えた膜電極接合体を製造することができる。
【００１７】
また、請求項９に記載の発明によれば、第１枠体上面に載置した補強膜を、しわを生じることなく、電極に重ねることが可能となり、しわのない補強膜を備えた膜電極接合体を製造することができる。さらに、第２電極を第２枠体の中央部に設けられた貫通孔の内壁に沿って第２電極を置くことができるので、第２電極の位置決めが容易にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施例について、図面をもとに、以下に説明する。符号は、各図面間で共通であり、重複する部分の記載は省略して説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、膜電極接合体を加圧する状態における本発明の膜電極接合体製造治具の構造断面図である。
本発明の膜電極接合体製造治具は、固体高分子電解質膜１と、中央に貫通孔を設けた額縁状の補強膜２とを、第１電極３および第２電極４で挟持して得られる膜電極接合体を製造するために使用する膜電極接合体製造治具であって、前記第１電極３と同じ平面形状の第１加圧部１１ａを上面に凸状に形成した第１加圧板１１と、前記第１加圧部１１ａが嵌合する貫通孔１２ａを形成した第１枠体１２と、積重した前記第１電極３、前記補強膜２、前記固体高分子電解質膜１および前記第２電極４を介して前記第１加圧板１１に対向して配置される第２加圧板１４と、前記第１枠体上面１２ｂの高さの位置を、前記第１加圧部上面１１ｂに載置した第１電極上面１３ａより高い位置から、前記載置した第１電極上面１３ａ以下の位置へ移動する第１枠体上面高さ変更手段１３を備えている。そして、前記第１枠体上面高さ変更手段１３は、前記第１加圧部１１ａを除いた前記加圧板の上面１１ｃと、前記第１枠体下面１２ｃに接して設けられている。第１枠体上面高さ変更手段１３は、弾性体であることが望ましく、特にバネを使用することがより望ましい。
なお、前記第１枠体上面高さ変更手段を、前記加圧板の外周側面と、前記第１枠体の外周側面に接して設けることとしてもよい。
【００２０】
以上の膜電極接合体製造治具を使用して、以下の工程により、しわのない補強膜を備えた膜電極接合体を製造することができる。
図２は、膜電極接合体製作中における本発明の膜電極接合体製造治具の一部の構造断面図である。
（第１工程）まず、第１工程では、第１加圧部１１を第１枠体１２の貫通孔に嵌合した状態で、前記第１加圧部上面１１ｂに第１電極３を載置する。ここで、第１枠体１２は、第１枠体上面の高さを変える手段１３により、支持されている。このとき、第１枠体上面１２ｂの高さは、第１加圧部上面１１ｂに載置された第１電極上面３aの高さより、高い。
（第２工程）第１工程に引き続き第２工程では、第１枠体上面の高さの位置を前記第１加圧部の上面に載置した第１電極の上面より高い位置にした状態で、前記第１枠体の上面に補強膜、固体高分子電解質膜および第２電極をこの順で積重する。図２には、第１電極３と補強膜２を置いた際の膜電極接合体製造治具の状態が示されている。第１枠体１２は、第１枠体上面高さ変更手段１３によって支持され、第１枠体上面１２ｂの高さ位置は、第１加圧部上面１１ｂに載置された第１電極上面３ａより、高い位置にある。このため、第１枠体の上面１２ｂに、補強膜２を載置するときに、補強膜２と第１電極３との間には、空隙が存在し、補強膜２は、第１電極３に接触することはないので、しわを生じることはない。
（第３工程）第２工程に引き続き第３工程では、前記第１電極、補強膜、固体高分子電解質膜および第２電極を、対向する第１加圧板と第２加圧板とにより挟み、押圧および加熱する。より詳細には、前記挟む過程で、第１枠体上面高さ変更手段１３により支持された第１枠体１２は、第２加圧板１４を介した押圧力を受けると、第１枠体１２の上面１２ｂの高さ位置は、第１加圧部の上面１１ｂに載置された第１電極３の上面３ａより高い位置から、第１電極３の上面３ａ以下の位置へ移動される。このとき、第１枠体１２の上面１２bに載置された補強膜２は、固体高分子電解質膜１、第２電極４とともに降下し、第１加圧部の上面１１bに載置された第1電極３に重なることとなる。この補強膜２が第１電極３に重なるときに、補強膜２は、重畳部分５の全面について、同時に、接触して、重なるため、補強膜２にしわを生じることはない。また、第２加圧板１４自体の重量で第１枠体１２の上面１２ｂの高さ位置が、第１加圧部の上面１１ｂに載置された第１電極３の上面３ａより高い位置から、第１電極３の上面３ａ以下の位置へ移動される場合であっても、同様の効果を奏する。次に、積重した前記第１電極３，補強膜２，固体高分子電解質膜１および第２電極４を、対向する第１加圧部１１ａと第２加圧板１４とにより、押圧しながら加熱し、固体高分子電解質膜１と第１電極３および固体高分子電解質膜１と第２電極４とを接合して、膜電極接合体を製造する。押圧および加熱条件は、３．９ＭＰａ、１４０℃、３〜５分で実施することが望ましい。
【実施例２】
【００２１】
図３は、本発明に係る膜電極接合体製造冶具の別形態の構造断面を示すものである。図３は、図１の膜電極接合体製造冶具に下記部分に変更を加えたものである。
まず、第１枠体上面高さ変更手段１３は、第１加圧部を除いた加圧板の上面１１ｃに凹状に設けた第１加圧板上面窪み１１ｄ、および／または、第１枠体の下面に凹状に設けた第１枠体下面窪み１２ｄに接して設けられ、前記加圧板の上面と前記第１枠体の下面を接触させた状態で、前記第１加圧板上面窪み１１ｄと前記第１枠体下面窪み１２ｄで形成される空間に前記第１枠体上面高さ変更手段１３が収納可能に配置されている。
さらに、図１にあった第２加圧板１４は、第２枠体１４ａと、第２加圧部１４ｂに分離されている。
【００２２】
次に、前記膜電極接合体製造治具を使用して膜電極接合体を製造する方法を説明する。
（第１工程）まず、第１工程では、第１加圧部１１を第１枠体１２の貫通孔に嵌合した状態で、前記第１加圧部上面１１ｂに第１電極３を載置する。ここで、第１枠体１２は、第１枠体上面の高さを変える手段１３により、支持されている。このとき、第１枠体上面１２ｂの高さは、第１加圧部上面１１ｂに載置された第１電極上面３aの高さより、高い。
【００２３】
（第２ａ工程）第１工程に引き続いて第２ａ工程では、前記第１枠体の上面に前記補強膜、前記固体高分子電解質膜をこの順で積重する。第１枠体１２は、第１枠体上面高さ変更手段１３によって支持され、第１枠体上面１２ｂの高さ位置は、第１加圧部上面１１ｂに載置された第１電極上面３ａより、高い位置にある。このため、第１枠体の上面１２ｂに、補強膜２を載置するときに、補強膜２と第１電極３との間には、空隙が存在し、補強膜２は、第１電極３に接触することはないので、しわを生じることはない。
【００２４】
（第２ｂ工程）第２ａ工程に引き続いて第２ｂ工程では、前記固体高分子電解質膜１の上面に前記第２枠体１４ａを置き、前記第２枠体１４ａの中央の貫通孔をガイドとして前記第２電極４を前記固体高分子電解質膜１の上面に積重する。より詳細には、前記挟む過程で、第１枠体上面高さ変更手段１３により支持された第１枠体１２は、第２枠体１４ａの自重により押圧力を受けると、第１枠体１２の上面１２ｂの高さ位置は、第１加圧部の上面１１ｂに載置された第１電極３の上面３ａより高い位置から、第１電極３の上面３ａ以下の位置へ移動される。このとき、第１枠体１２の上面１２bに載置された補強膜２は、固体高分子電解質膜１とともに降下し、第１加圧部の上面１１bに載置された第1電極３に重なることとなる。この補強膜２が第１電極３に重なるときに、補強膜２は、重畳部分５の全面についてほぼ同時に接触して重なるため、補強膜２にしわを生じることはない。
（第３ａ工程）第２ｂ工程に引き続いて第３ａ工程では、第２枠体１４ａの中央の貫通孔をガイドとして、第２電極４上に第２加圧部１４ｂを置き、積重した前記第１電極３、補強膜２、固体高分子電解質膜１および第２電極４を、対向する第１加圧部１１ａと第２加圧部１４ｂとにより挟み、押圧および加熱して、固体高分子電解質膜１と第１電極３および固体高分子電解質膜１と第２電極４とを接合して、膜電極接合体を製造する。押圧および加熱条件は、３．９ＭＰａ、１４０℃、３〜５分で実施することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】膜電極接合体を加圧する状態における本発明の膜電極接合体製造治具の構造断面図
【図２】膜電極接合体製作中における本発明の膜電極接合体製造治具の一部の構造断面図
【図３】本発明に係る膜電極接合体製造治具の別形態の構造断面図
【図４】補強膜を用いた膜電極接合体の構造断面図
【符号の説明】
【００２６】
１  固体高分子電解質膜
２  補強膜
３  第１電極
３ａ  第１電極上面
４  第２電極
５  補強膜と第1電極の重畳部分
１１  第１加圧板
１１ａ  第１加圧部
１１ｂ  第１加圧部上面
１１ｃ  第１加圧部を除いた加圧板の上面
１１ｄ  第１加圧板上面窪み
１２  第１枠体
１２ａ  第１枠体の貫通孔
１２ｂ  第１枠体上面
１２ｃ  第１枠体下面
１２ｄ  第１枠体下面窪み
１３  第１枠体上面高さ変更手段
１４  第２加圧板
１４ａ  第２枠体
１４ｂ  第２加圧部
【図１】
2008140745.tif 000003
【図２】
2008140745.tif 000004
【図３】
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【図４】
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