(57)【要約】      （修正有）【課題】  燃料電池用電極−膜接合体の発電性能を確保することができる燃料電池用電極−膜接合体の製造方法を可能にする。【解決手段】  燃料電池用電極−膜接合体の製造方法は、負極側拡散層２１に負極側下地層２２を塗布し、負極側下地層２２が未乾燥のうちに、負電極層２３を塗布し、負電極層２３が未乾燥のうちに電解質膜２４を塗布し、電解質膜２４が未乾燥のうちに、正電極層２５を塗布し、正電極層２５が未乾燥のうちに、正極側拡散層２７に正極側下地層２６を塗布した二層体４１を重ね合わせて未乾燥状態の電極−膜接合体１２とし、この電極−膜接合体１２を乾燥するものである。この製造方法は、正極側下地層２６の溶媒含有率を８０〜９８ｗｔ％とし、この状態で二層体４１を正電極層２５に重ね合わせるものである。【選択図】  図５
2005183096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正・負極の一方側の拡散層に下地層を塗布し、この下地層が未乾燥のうちに、正・負極の一方の電極層を塗布し、この電極層が未乾燥のうちに電解質膜を塗布し、この電解質膜が未乾燥のうちに、正・負極の他方の電極層を塗布し、この電極層が未乾燥のうちに、正・負極の他方側の拡散層に下地層を塗布した二層体を重ね合わせて未乾燥状態の電極−膜接合体とし、この未乾燥状態の電極−膜接合体を乾燥することにより燃料電池用電極−膜接合体を製造する方法であって、
前記二層体の下地層をカーボン粒、バインダーおよび溶媒で構成し、
カーボン粒とバインダーと溶媒との質量和を分母とし、溶媒の質量を分子として得る値を、下地層の溶媒含有率と呼び、
この下地層の溶媒含有率を８０〜９８ｗｔ％とし、
この状態で、二層体を前記正・負極の他方の電極層に重ね合わせることを特徴とする燃料電池用電極−膜接合体の製造方法。
【請求項２】
前記二層体を前記正・負極の他方の電極層に重ね合わせる直前に、二層体の下地層に、前記溶媒を吹き付けることで前記溶媒含有率を８０〜９８ｗｔ％とすることを特徴とする請求項１記載の燃料電池用電極−膜接合体の製造方法。
【請求項３】
前記未乾燥状態の電極−膜接合体を乾燥する際に、この電極−膜接合体に０．５〜１．５ｋＰａの荷重をかけることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の燃料電池用電極−膜接合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料電池用電極−膜接合体の製造方法に係り、特に、未乾燥状態の電極−膜接合体を乾燥させることで燃料電池用電極−膜接合体を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図６は従来の燃料電池用電極−膜接合体を示す断面図である。
燃料電池用電極−膜接合体１００は、負極側拡散層１０１に負極側下地層１０２を積層し、負極側下地層１０２に負電極層１０３を積層し、負電極層１０３に電解質膜１０４を積層し、電解質膜１０４に正電極層１０５を積層し、正電極層１０５に正極側下地層１０６を積層し、正極側下地層１０６に正極側拡散層１０７を積層したものである。
【０００３】
この燃料電池用電極−膜接合体を製造する際に、燃料電池用電極−膜接合体の接合性を確保するためにアルコールを用いる方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平７−１３０３７５号公報
【０００４】
この公報の技術は、例えば正電極層のカーボンに触媒として白金を胆持し、この表面にナフィオン（登録商標：デュポン社）製の膜を形成し、このナフィオン膜の一部をアルコールでゲル状に溶解し、白金を胆持したカーボン同士の結着性を高めることで、燃料電池用電極−膜接合体の接合性を良好に保つものである。
【０００５】
ところで、燃料電池用電極−膜接合体のなかには、正電極層や電解質膜などを未乾燥状態で重ね合わせて電極−膜接合体とした後、この未乾燥状態の電極−膜接合体を、大きな力（２×１０３〜４×１０３ｋＰａ）で加圧しながら乾燥したものがある。
このように、未乾燥状態の電極−膜接合体を乾燥する際に、大きな力で加圧することにより、正電極層や電解質膜を互いに密着させる。
【０００６】
しかし、この燃料電池用電極−膜接合体は、乾燥の際に、未乾燥状態の電極−膜接合体を大きな力で加圧する必要があるので、例えば正電極層が潰れる虞がある。この例を、次図で詳しく説明する。
【０００７】
図７は従来の燃料電池用電極−膜接合体の要部を示す断面図である。
重ね合わせた電極−膜接合体１００を、大きな力（２×１０３〜４×１０３ｋＰａ）で矢印の如く加圧しながら、この電極−膜接合体１００を乾燥する。
このため、例えば正極側下地層１０６から正電極層１０５に大きな力がかかり、正電極層１０５が正極側下地層１０６に押し潰される虞がある。
このように、正電極層１０５が押し潰されると、正電極層１０５の細孔（図示せず）を確保することが難しく、燃料電池用電極−膜接合体１００の発電性能を高め難くなる虞がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、燃料電池用電極−膜接合体の発電性能を確保することができる燃料電池用電極−膜接合体の製造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】
【０００９】
請求項１に係る発明は、正・負極の一方側の拡散層に下地層を塗布し、この下地層が未乾燥のうちに、正・負極の一方の電極層を塗布し、この電極層が未乾燥のうちに電解質膜を塗布し、この電解質膜が未乾燥のうちに、正・負極の他方の電極層を塗布し、この電極層が未乾燥のうちに、正・負極の他方側の拡散層に下地層を塗布した二層体を重ね合わせて未乾燥状態の電極−膜接合体とし、この未乾燥状態の電極−膜接合体を乾燥することにより燃料電池用電極−膜接合体を製造する方法であって、前記二層体の下地層をカーボン粒、バインダーおよび溶媒で構成し、カーボン粒とバインダーと溶媒との質量和を分母とし、溶媒の質量を分子として得る値を、下地層の溶媒含有率と呼び、この下地層の溶媒含有率を８０〜９８ｗｔ％とし、この状態で、二層体を前記正・負極の他方の電極層に重ね合わせることを特徴とする。
【００１０】
二層体を構成する下地層の溶媒含有率を８０〜９８ｗｔ％とすることで、下地層のバインダーに溶媒を浸透させてバインダーを膨潤する。
バインダーに溶媒を浸透させて、バインダーを膨潤することで、バインダーの密着性を高める。よって、下地層を正・負極の他方の電極層に重ね合わせた際に、電極層に下地層を好適に密着させることが可能になる。
このように、バインダーの密着性を高めることで、未乾燥状態の電極−膜接合体の乾燥の際に、この電極−膜接合体を加圧する力を小さく抑えることができる。
【００１１】
ここで、下地層の溶媒含有率を８０〜９８ｗｔ％とした理由は以下の通りである。
すなわち、下地層の溶媒含有率が８０ｗｔ％未満になると、溶媒の含有率が少なすぎてバインダーの膨潤が不十分になり、電極層に下地層を好適に密着できない虞がある。
そこで、下地層の溶媒含有率を８０ｗｔ％以上にすることで、バインダーを良好に膨潤させて、電極層に下地層を好適に密着させるようにした。
【００１２】
一方、下地層の溶媒含有率が９８ｗｔ％を超えると、溶媒の含有率が多すぎて溶媒が下地層から流出する虞がある。
そこで、下地層の溶媒含有率を９８ｗｔ％以下にすることで、下地層から溶媒が流出することを防ぐようにした。
【００１３】
請求項２に係る発明は、二層体を前記正・負極の他方の電極層に重ね合わせる直前に、二層体の下地層に、溶媒を吹き付けることで溶媒含有率を８０〜９８ｗｔ％とすることを特徴とする。
【００１４】
ここで、下地層のバインダーに溶媒を浸透させて膨出する方法として、電極層に溶媒を含ませることが考えられる。
しかし、電極層に溶媒を含ませると、電極層内の触媒が溶媒と一緒に流出する虞がある。
【００１５】
そこで、請求項２において、二層体の下地層に、溶媒を吹き付けることで溶媒含有率を８０〜９８ｗｔ％とすることにした。
このように、下地層に溶媒を直接吹き付けることで、電極層内の触媒が溶媒と一緒に流出することを防ぐ。
【００１６】
また、下地層のバインダーに溶媒を浸透させて膨出するその他の方法として、正・負極の他方側の拡散層に下地層を塗布して二層体とする際に、下地層の溶媒含有率を８０〜９８ｗｔ％にしておくことが考えられる。
しかし、二層体を形成してから、形成した二層体を正・負極の他方の電極層に重ね合わせるまでに時間差がある。この時間差の間に、下地層の溶媒が揮発して、溶媒含有率が８０ｗｔ％未満になる虞がある。
【００１７】
そこで、請求項２において、二層体を前記正・負極の他方の電極層に重ね合わせる直前に、下地層に溶媒を直接吹き付けることにした。
このように、二層体を重ね合わせる直前に、下地層に溶媒を直接吹き付けることで、溶媒が揮発して溶媒含有率が８０ｗｔ％未満になることを防ぐ。
よって、下地層の密着性を確実に高めることで、未乾燥状態の電極−膜接合体の乾燥の際に、この電極−膜接合体を加圧する力を小さく抑えることができる。
【００１８】
請求項３に係る発明は、未乾燥状態の電極−膜接合体を乾燥する際に、この電極−膜接合体に０．５〜１．５ｋＰａの荷重をかけることを特徴とする。
【００１９】
ここで、一般に、未乾燥状態の電極−膜接合体を乾燥する際には、電極−膜接合体を良好に密着させるために、電極−膜接合体を大きな力で加圧する必要がある。
このように、電極−膜接合体を大きな力で加圧することで、例えば電極層が潰れる虞がある。
【００２０】
そこで、請求項３において、下地層の溶媒含有率を８０〜９８ｗｔ％として密着性を高めることで、電極−膜接合体にかける荷重を０．５〜１．５ｋＰａと小さく抑えることにした。
このように、電極−膜接合体にかける荷重を小さく抑えることで、未乾燥状態の電極−膜接合体を乾燥する際に、例えば電極層が潰れることを防止することができる。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に係る発明では、下地層の溶媒含有率を８０〜９８ｗｔ％として電極−膜接合体を加圧する力を小さく抑えることで、電極層の潰れを防ぎ、電極−膜接合体の発電性能を確保することができるという利点がある。
【００２２】
請求項２に係る発明では、二層体を電極層に重ね合わせる直前に、下地層に溶媒を吹き付けることで、下地層の密着性を確実に高め、電極−膜接合体の発電性能を確実に確保することができるという利点がある。
【００２３】
請求項３に係る発明では、電極−膜接合体にかける荷重を小さく抑えて電極層が潰れることを防止することで、電極−膜接合体の発電性能を確保することができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る燃料電池用電極−膜接合体を備えた燃料電池ユニットを示す分解斜視図である。
燃料電池ユニット１０は、複数（２個）の燃料電池単体（セル）１１，１１で構成したものである。
この燃料電池単体１１は、燃料電池用電極−膜接合体１２の両側にそれぞれ負極側セパレータ１３および正極側セパレータ１４を備える。
【００２５】
燃料電池用電極−膜接合体１２は、負極側拡散層２１、負極側下地層２２、負電極層２３、電解質膜２４、正電極層２５、正極側下地層（下地層）２６、正極側拡散層２７を積層したものである。
負極側拡散層２１および正極側拡散層２７で燃料電池用電極−膜接合体１２の両側を構成する。
【００２６】
負極側拡散層２１に負極側セパレータ１３を積層する。負極側セパレータ１３の流路溝１５を負極側拡散層２１で覆い、負極側拡散層２１および流路溝１５で水素ガス流路１７を形成する。
また、正極側拡散層２７に正極側セパレータ１４を積層する。正極側セパレータ１４の流路溝１６を正極側拡散層２７で覆い、正極側拡散層２７および流路溝１６で酸素ガス流路１８を形成する。
【００２７】
燃料電池用電極−膜接合体１２は、負極側拡散層２１、負極側下地層２２、負電極層２３、電解膜質２４、正電極層２５、正極側下地層２６、正極側拡散層２７を積層したものである。
このように、構成した燃料電池単体１１を複数個（図１では２個のみを示す）備えることで、燃料電池ユニット１０を構成する。
なお、燃料電池用電極−膜接合体１２については図２で詳しく説明する。
【００２８】
燃料電池ユニット１０によれば、水素ガス流路１７に水素ガスを供給するとともに、酸素ガス流路１８に酸素ガスを供給することで、電子（ｅ−）を矢印の如く流して電流を発生する。
【００２９】
図２は本発明に係る燃料電池用電極−膜接合体を示す説明図である。
燃料電池用電極−膜接合体１２は、負極側拡散層２１に負極側下地層２２を積層し、負極側下地層２２に負電極層２３を積層し、負電極層２３に電解質膜２４を積層し、電解質膜２４に正電極層２５を積層し、正電極層２５に正極側下地層２６を積層し、正極側下地層２６に正極側拡散層２７を積層したものである。
【００３０】
負極側拡散層２１および正極側拡散層２７は、一例として多孔質のカーボンペーパに撥水性処理を施したものである。
負極側下地層２２は、一例として粒状のカーボン（カーボン粒）２８、バインダー２９および溶媒（図示せず）で構成したものである。
バインダー２９として、例えば熱可塑性フッ素樹脂（ＴＨＶ）を用い、溶媒として、ＮＭＰ（Ｎ−メチル・２・ピロリドン）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）などを用いる。
【００３１】
バインダー２９として、熱可塑性フッ素樹脂（ＴＨＶ）を用いることで、負極側下地層２２を撥水性に優れた層とする。
なお、バインダー２９は、熱可塑性フッ素樹脂（ＴＨＶ）に限定するものではなく、溶媒は、ＮＭＰ（Ｎ−メチル・２・ピロリドン）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）に限定するものではない。
【００３２】
正極側下地層２６は、一例として粒状のカーボン（カーボン粒）３１、バインダー３２および溶媒４５（図４（ｂ）参照）で構成したものである。
バインダー３２として、例えばパーフルオロスルホン酸系ポリマーを用い、溶媒４５として、エタノール、メタノール、１−プロパノール、２−プロパノールなどを用いる。
【００３３】
バインダー３２として、パーフルオロスルホン酸系ポリマーを用いることで、正極側下地層２６を吸水性に優れた層とする。
なお、バインダー３２は、パーフルオロスルホン酸系ポリマーに限定するものではなく、溶媒４５は、エタノール、メタノール、１−プロパノール、２−プロパノールに限定するものではない。
【００３４】
負電極層２３は、負極用の溶媒に触媒（電極粒）３４を混合し、塗布後に溶媒を乾燥することで固化したものである。負電極層２３の触媒３４は、カーボン３５の表面に触媒として白金−ルテニウム合金３６を担持したものである。
正電極層２５は、正極用の溶媒に触媒（電極粒）３７を混合し、塗布後に溶媒を乾燥することで固化したものである。正電極層２５の触媒３７は、カーボン３８の表面に触媒として白金３９を担持したものである。
【００３５】
電解質膜２４は、炭化水素系固体高分子に溶媒を加えてペースト状にしたものを負電極層２３に塗布した後、溶媒を除去するとともに乾燥することで、負電極層２３および正電極層２５と一体に固化したものである。
以下、燃料電池用電極−膜接合体１２の製造方法を図３〜図５に基づいて説明する。
【００３６】
図３（ａ），（ｂ）は本発明に係る燃料電池用電極−膜接合体を重ね合わせる例を説明する図である。
（ａ）において、負極側拡散層２１に負極側下地層２２を塗布し、この負極側下地層２２が未乾燥のうちに、負電極層２３を塗布する。
負電極層２３が未乾燥のうちに、電解質膜２４とする。この電解質膜２４が未乾燥のうちに、正電極層２５を塗布する。
（ｂ）において、正極側拡散層２７に正極側下地層２６を塗布することで二層体４１を構成する。
【００３７】
図４（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る燃料電池用電極−膜接合体を構成する正極側下地層のバインダーを膨出する例を説明する図である。
（ａ）において、正極側下地層２６の上方に、スプレー塗布装置４２のノズル４３を配置し、ノズル４３から溶媒４５を噴射させながら、ノズル４３を矢印ａの如く正極側下地層２６の表面２６ａに沿って移動する。
【００３８】
（ｂ）において、正極側下地層２６の表面２６ａに溶媒４５を塗布する。
これにより、正極側下地層２６の溶媒含有率を８０〜９８ｗｔ％とする。
但し、正極側下地層２６の溶媒含有率は、カーボン粒３１とバインダー３２と溶媒４５との質量和を分母とし、溶媒４５の質量を分子としたものである。すなわち、
正極側下地層２６の溶媒含有率（ｗｔ％）＝
（溶媒４５の質量）／［（カーボン粒３１の質量）＋（バインダー３２の質量）＋（溶媒４５の質量）］の関係が成立する。
【００３９】
正極側下地層２６のバインダー３２として、パーフルオロスルホン酸系ポリマーを用いているので、溶媒としては、エタノール、メタノール、１−プロパノール、２−プロパノールなどから選択したものを用いる。
【００４０】
正極側下地層２６の表面２６ａに溶媒４５を塗布して、正極側下地層２６の溶媒含有率を８０〜９８ｗｔ％にすることで、溶媒４５を矢印ｂ（破線で示す）の如くバインダー３２内に浸透させる。
【００４１】
（ｃ）において、溶媒４５をバインダー３２内に浸透させることで、バインダー３２が膨出する。
【００４２】
ここで、正極側下地層２６の溶媒４５（図４（ｂ）参照）の溶媒含有率を８０〜９８ｗｔ％とした理由は以下の通りである。
すなわち、正極側下地層２６の溶媒含有率が８０ｗｔ％未満になると、溶媒４５の含有率が少なすぎてバインダー３２の膨潤が不十分になり、正極側下地層２６の密着性を十分に確保することが難しい。
【００４３】
このため、正電極層２５（図３（ａ）参照）に正極側下地層２６を好適に密着できない虞がある。
そこで、正極側下地層２６の溶媒含有率を８０ｗｔ％以上にすることで、バインダー３２を良好に膨潤させて正極側下地層２６の密着性を高めるようにした。
正極側下地層２６の密着性を高めることで、正電極層２５に正極側下地層２６を好適に密着させる。
【００４４】
一方、正極側下地層２６の溶媒含有率が９８ｗｔ％を超えると、溶媒４５の含有率が多すぎて溶媒４５が正極側下地層２６から流出する虞がある。
そこで、正極側下地層２６の溶媒含有率を９８ｗｔ％以下にすることで、正極側下地層２６から溶媒４５が流出することを防ぐようにした。
【００４５】
ところで、正極側下地層２６のバインダー３２に溶媒４５を浸透させて膨出する他の方法として、正電極層２５（図３（ａ）参照）に溶媒４５を含ませることが考えられる。
しかし、正電極層２５に溶媒４５を含ませると、正電極層２５内の触媒３７（図２参照）が溶媒４５と一緒に流出する虞がある。
【００４６】
そこで、二層体４１の正極側下地層２６に、溶媒４５を吹き付けることで溶媒含有率を８０〜９８ｗｔ％とすることにした。
このように、正極側下地層２６に溶媒４５を直接吹き付けることで、正電極層２５内の触媒３７（図２参照）が溶媒４５と一緒に流出することを防ぐ。
【００４７】
また、正極側下地層２６のバインダー３２に溶媒４５を浸透させて膨出するもう一つの方法として、正極側拡散層２７に正極側下地層２６を塗布して二層体４１を形成する際に、正極側下地層２６の溶媒含有率を８０〜９８ｗｔ％にすることが考えられる。
しかし、二層体４１を形成した後、形成した二層体４１を正電極層２５（図３（ａ）参照）に重ね合わせるまでに比較的大きな時間差が生じる。
この時間差の間に、正極側下地層２６の溶媒４５が揮発して、溶媒含有率が８０ｗｔ％未満になる虞がある。
【００４８】
そこで、二層体４１を正電極層２５に重ね合わせる直前に、正極側下地層２６に溶媒４５を直接吹き付けることにした。
このように、二層体４１を重ね合わせる直前に、正極側下地層２６に溶媒４５を直接吹き付けることで、溶媒４５が揮発して溶媒含有率が８０ｗｔ％未満になることを防ぐ。
【００４９】
図５（ａ），（ｂ）は本発明に係る燃料電池用電極−膜接合体を乾燥する例を説明する図である。
（ａ）において、正極側下地層２６のバインダー３２を膨出させた直後に、二層体４１を反転させて、正極側下地層２６の表面２６ａを正電極層２５の表面２５ａに向かい合わせる。
この状態で、二層体４１を矢印ｃの如く移動して、正電極層２５に正極側下地層２６を載せることで、正電極層２５に二層体４１を重ね合わせる。
これにより、未乾燥状態の電極−膜接合体１２を得る。
【００５０】
（ｂ）において、未乾燥状態の電極−膜接合体１２の正極側拡散層２７に重し４７，４７を載せることで、未乾燥状態の電極−膜接合体１２に０．５〜１．５ｋＰａの荷重をかける。
重し４７は、例えば棒状の鉄材を２本準備し、正極側拡散層２７の両側２７ａ，２７ａにそれぞれ載せる。
【００５１】
正極側下地層２６の溶媒含有率を８０〜９８ｗｔ％とすることで、正極側下地層２６の密着性を高める。よって、未乾燥状態の電極−膜接合体１２にかける荷重を０．５〜１．５ｋＰａと小さく抑えることが可能になる。
これにより、正極側拡散層２７に重し２７，２７を載せるだけの簡単な方法で、未乾燥状態の電極−膜接合体１２に必要な荷重をかけることができる。
【００５２】
未乾燥状態の電極−膜接合体１２に０．５〜１．５ｋＰａの荷重をかけた状態で、未乾燥状態の電極−膜接合体１２をヒータ４８で矢印ｄの如く加熱する。
未乾燥状態の電極−膜接合体１２から溶媒を矢印ｅの如く蒸発させて、図２に示す乾燥状態の燃料電池用電極−膜接合体１２を得る。
これで、燃料電池用電極−膜接合体１２の製造工程が完了する。
【００５３】
以上説明したように、燃料電池用電極−膜接合体１２の製造方法によれば、二層体４１を構成する正極側下地層２６の溶媒含有率を８０〜９８ｗｔ％とすることで、正極側下地層２６のバインダー３２に溶媒４５（図４（ｂ）参照）を浸透させてバインダー３２を膨潤する。
【００５４】
バインダー３２に溶媒４５を浸透させてバインダー３２を膨潤させることで、正極側下地層２６の密着性が高まる。
よって、正極側下地層２６を正電極層２５に重ね合わせた際に、正電極層２５に正極側下地層２６を好適に密着させることが可能になる。
これにより、正電極層２５と正極側下地層２６との界面抵抗を低下させて、燃料電池用電極−膜接合体１２の発電性能を好適に保つことができる。
【００５５】
さらに、正極側下地層２６の密着性を高めることで、未乾燥状態の電極−膜接合体１２を乾燥する際に、この電極−膜接合体１２を加圧する力を、０．５〜１．５ｋＰａと小さく抑えることができる。
このように、未乾燥状態の電極−膜接合体１２を加圧する力を小さく抑えることで、未乾燥状態の電極−膜接合体１２を乾燥する際に、例えば正電極層２５が潰れることを防止する。これにより、燃料電池用電極−膜接合体１２の発電性能を好適に保つことができる。
【００５６】
ここで、未乾燥状態の電極−膜接合体１２を乾燥する際に、従来技術のように、未乾燥状態の電極−膜接合体１２を大きな力（２×１０３〜４×１０３ｋＰａ）で加圧するためには、未乾燥状態の電極−膜接合体１２を加圧装置にセットして、加圧装置で未乾燥状態の電極−膜接合体１２を加圧する必要がある。
このため、未乾燥状態の電極−膜接合体１２を加圧する工程に時間がかかり、そのことが生産性を高める妨げになっていた。
【００５７】
これに対して、本発明に係る燃料電池用電極−膜接合体１２の製造方法によれば、未乾燥状態の電極−膜接合体１２にかける荷重を小さく抑えることで、正極側拡散層２７に重し２７，２７を載せるだけの簡単な方法で、未乾燥状態の電極−膜接合体１２に必要な荷重をかけることが可能になる。
これにより、未乾燥状態の電極−膜接合体１２を時間をかけないで加圧することができるので、生産性を高めることができる。
【００５８】
ここで、前記実施の形態において、正極側下地層２６のみの溶媒含有率を８０〜９８ｗｔ％にした理由について説明する。
すなわち、負極側下地層２２を塗布した後、負極側下地層２２が未乾燥の状態において、負電極層２３を直ちに塗布し、この負電極層２３に電解質膜２４、正電極層２５を順次塗布することにより、負極側下地層２２には、負電極層２３、電解質膜２４および正電極層２５の重量をかけることができる。
よって、負極側下地層２２の溶媒含有率を８０〜９８ｗｔ％にしなくても、負極側下地層２２を負電極層２３に密着させることは可能である。
【００５９】
これに対して、正極側下地層２６は正極側拡散層２７に塗布して二層体４１とし、この二層体４１を正電極層２５の上に重ね合わせる。このため、正極側拡散層２７に正極側下地層２６を塗布した後、直ちに正電極層２５を塗布するわけにはいかない。
さらに、正極側下地層２６は、負電極層２３、電解質膜２４や正電極層２５の上方に位置するので、正極側下地層２６に負電極層２３、電解質膜２４や正電極層２５の重量をかけることはできない。
【００６０】
このため、正極側拡散層２７に塗布した正極側下地層２６を正電極層２５に良好に密着させることは難しい。
そこで、正極側下地層２６の溶媒含有率を８０〜９８ｗｔ％にして、正極側下地層２６の密着性を高め、正極側下地層２６を正電極層２５に密着させることにした。
【００６１】
以上の理由から、負極側下地層２２および正極側下地層２６のうち、上側になる一方の下地層、すなわち、実施の形態で例示したように正極側下地層２６のみを溶媒含有率８０〜９８ｗｔ％にすることが好ましい。
あるいは、負極側下地層（下地層）２２が上側になる場合には、一方の下地層として、負極側下地層２２のみを溶媒含有率８０〜９８ｗｔ％にすることが好ましい。
【００６２】
以上説明したように、負極側下地層２２および正極側下地層２６のうち、上側になる一方の下地層のみを溶媒含有率８０〜９８ｗｔ％にすることが好ましいが、これに限らないで、上側になる正極側下地層２６、および下側になる負極側下地層２２の両方の下地層を溶媒含有率が８０〜９８ｗｔ％になるようにすることも可能である。
【００６３】
なお、前記実施の形態では、負極側下地層２２のバインダー２９を、熱可塑性フッ素樹脂（ＴＨＶ）、溶媒をＮＭＰ（Ｎ−メチル・２・ピロリドン）やメチルエチルケトン（ＭＥＫ）とし、正極側下地層２６のバインダー３２をパーフルオロスルホン酸系ポリマー、溶媒４５をエタノール、メタノール、１−プロパノール、２−プロパノールとした例について説明したが、これに限らないで、負極側下地層２２と正極側下地層２６とのバインダーおよび溶媒を同一にすることも可能である。
【００６４】
さらに、前記実施の形態では、燃料電池用電極−膜接合体１２を、負極側拡散層２１、負極側下地層２２、負電極層２３、電解質膜２４、正電極層２５、正極側下地層２６、正極側拡散層２７の順に積層したものを例に説明したが、これに限らないで、燃料電池用電極−膜接合体１２を、正極側拡散層２７、正極側下地層２６、正電極層２５、電解質膜２４、負電極層２３、負極側下地層２２、負極側拡散層２１の順に積層することも可能である。
この場合には、前述したように、上側になる負極側下地層２２のみを溶媒含有率８０〜９８ｗｔ％にすることが好ましい。
【００６５】
また、前記実施の形態では、正極側下地層２６の表面２６ａに溶媒４５をスプレーで塗布する例について説明したが、溶媒４５の塗布はスプレーに限定するものではなく、その他の塗布手段で塗布することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、未乾燥状態の電極−膜接合体を乾燥させることで燃料電池用電極−膜接合体を製造する方法に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る燃料電池用電極−膜接合体を備えた燃料電池ユニットを示す分解斜視図である。
【図２】本発明に係る燃料電池用電極−膜接合体を示す説明図である。
【図３】本発明に係る燃料電池用電極−膜接合体を重ね合わせる例を説明する図である。
【図４】本発明に係る燃料電池用電極−膜接合体を構成する正極側下地層のバインダーを膨出する例を説明する図である。
【図５】本発明に係る燃料電池用電極−膜接合体を乾燥する例を説明する図である。
【図６】従来の燃料電池用電極−膜接合体を示す断面図である。
【図７】従来の燃料電池用電極−膜接合体の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０…燃料電池ユニット、１１…燃料電池単体（セル）、１２…燃料電池用電極−膜接合体、２１…負極側拡散層、２２…負極側下地層（下地層）、２３…負電極層、２４…電解質膜、２５…正電極層、２６…正極側下地層（下地層）、２７…正極側拡散層、２８，３１…カーボン（カーボン粒）、２９，３２…バインダー、４１…二層体、４５…溶媒、４７…重し。
【図１】
2005183096.tif 000003
【図２】
2005183096.tif 000004
【図３】
2005183096.tif 000005
【図４】
2005183096.tif 000006
【図５】
2005183096.tif 000007
【図６】
2005183096.tif 000008
【図７】
2005183096.tif 000009