(57)【要約】【課題】枚葉シート状に形成された転写フィルム等の支持体に電極触媒層を塗布して供給する際に、電極触媒層の欠落を防止することかが可能な固体高分子形燃料電池用の電極触媒層の包装体及びその梱包体を提供する。 【解決手段】本発明に係る電極触媒層用包装体は、枚葉シートからなる転写用基材フィルム、この基材フィルムの一方面に薄膜状に形成された固体高分子形燃料電池用電極極触媒層、及び触媒層を覆うように基材フィルムの一方面側に配置された保護シートにより構成された少なくとも一つのシート体１と、シート体１を基材フィルムの他方面側から支持する保形板９と、シート体１及び保形板９を収納する収納袋１１とを備え、袋内の空気は、脱気されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
枚葉シートからなる支持体、前記支持体の一方面に薄膜状に形成された固体高分子形燃料電池用アノード極触媒層またはカソード極触媒層、及び前記触媒層を覆うように前記支持体の一方面側に配置された保護シートにより構成された少なくとも一つのシート体と、
前記シート体を前記支持体の他方面側から支持する保形板と、
前記シート体及び保形板を収納する収納袋とを備え、
前記袋内の空気は、脱気されている、電極触媒層用包装体。
【請求項２】
前記支持体は転写用基材フィルムであり、離型層を介して前記触媒層が前記転写用基材フィルム上に形成されている、請求項１に記載の電極触媒層用包装体。
【請求項３】
前記支持体は、固体高分子形燃料電池のガス拡散基材である、請求項１に記載の電極触媒層用包装体。
【請求項４】
前記支持体は、固体高分子電解質膜である、請求項１に記載の電極触媒層用包装体。
【請求項５】
前記支持体の他方面に一方面側とは異なる薄膜状の電極触媒層が形成され、前記他方面の触媒層を覆うように他の保護シートを配置することで前記シート体が構成されている、請求項４に記載の電極触媒層用包装体。
【請求項６】
複数の前記シート体が、前記保形板の一方面側に重ねられて前記収納袋に収納されている、請求項１から５のいずれかに記載の電極触媒層用包装体。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の電極触媒層用包装体と、
前記包装体の外形と一致する平面形状の凹部を有する箱本体とを備え、
前記包装体を前記凹部内に配置して梱包がなされた梱包体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体高分子形燃料電池に用いられる薄膜状のアノード極触媒層、またはカソード極触媒層が一方面に形成された枚葉シート状の支持体を備えた電極触媒層の包装体、及びこれを梱包した梱包体に関する。 
【背景技術】
【０００２】
固体高分子形燃料電池用の電極触媒層は、例えば特許文献１に示されるような転写フィルム上に薄膜状に形成された状態で供給されることがあり、ユーザは、必要に応じてこの電極触媒層を電解質膜やガス拡散層に転写して用いていた。このような電極触媒層が塗布された転写フィルムは、単に包装袋に入れて包装され、それを段ボール等の箱に積み重ね緩衝部材をいれて梱包、発送されることが多かった。
【特許文献１】特開２００４−９５５５３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような方法では、電極触媒層が非常に剥れやすいため、包装の際の他の部材との表面に電極触媒層が欠落することがあった。また、転写フィルム自身が柔らかいため、袋の中で折れ曲がることもあり、これによって製品性能の低下や外観を損なうこともあった。
【０００４】
このような問題は、電極触媒層を転写フィルムに塗布した場合に限られず、電極触媒層を予めシート状の電解質に塗布した状態で供給する場合などにも問題となっていた。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、枚葉シート状に形成された転写フィルム等の支持体に電極触媒層を塗布して供給する際に、電極触媒層の欠落を防止することかが可能な固体高分子形燃料電池用の電極触媒層の包装体及びその梱包体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】
本発明に係る電極触媒層用包装体は、上記問題を解決するためになされたものであり、枚葉シートからなる支持体、前記支持体の一方面に薄膜状に形成された固体高分子形燃料電池用アノード極触媒層またはカソード極触媒層、及び前記触媒層を覆うように前記支持体の一方面側に配置された保護シートにより構成された少なくとも一つのシート体と、前記シート体を前記支持体の他方面側から支持する保形板と、前記シート体及び支持板を収納する収納袋とを備え、前記袋内の空気は、脱気されている。
【０００７】
この構成によれば、アノード極またはカソード極を形成する電極触媒層を保護シートによって覆うことでシート体を形成しているため、触媒層表面が外部からの不純物との接触を防止できるとともに、触媒表面が損傷するのを防止することができ、その結果、電極触媒層の欠落を防止することができる。また、このように構成されたシート体は、保形板とともに収納袋に入れられている。このように、柔らかいシート体を保形板によって支持しているため、シート体の収納袋への出し入れを容易に行うことができる。また、収納袋の搬送中にも、保形板によってシート体が曲がるのを防止することができる。したがって、電極触媒層の欠落、および外観の低下を確実に防止することができる。さらに、収納袋内の空気は、脱気されているため、収納袋内には、シート体が移動できるスペースがほとんど無く、これによって、搬送中にシート体が動くことによる電極触媒層の欠落を確実に防止することができる。
【０００８】
なお、保形板は、板状の部材であって、容易に折れ曲がらないことが好ましく、例えば、樹脂板、金属板、ガラス板等で形成することができる。
【０００９】
上記支持体は、転写用基材フィルムとすることができ、この場合、離型層を介して上述した触媒層を形成することができる。また、支持体として、固体高分子電解質、または分子形燃料電池のガス拡散基材を用いることもできる。
【００１０】
また、支持体が電解質である場合には、次のように構成することもできる。すなわち、支持体の他方面に一方面側とは異なる薄膜状の電極触媒層を形成し、他方面の触媒層を覆うように他の保護シートを配置することでシート体を構成することもできる。つまり、支持体の一方面にアノード極触媒層を形成するとともに、カソード極触媒層を形成することができるし、これを反対にすることもできる。
【００１１】
上述したシート体を複数枚準備し、支持板の一方面側に重ねて収納袋に収納することもできる。この際、シート体はすべてが同じ向きになるように重ねることが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係る梱包体は、上述した電極触媒層用包装体と、包装体の外形と一致する平面形状の凹部を有する箱本体とを備え、包装体を凹部内に配置して梱包がなされたものである。 
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る包装体及び梱包体によれば、固体高分子形燃料電池用の電極触媒層の欠落を防止することができる。 
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る固体高分子形燃料電池に用いられる電極触媒層用包装体及び梱包体の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１はシート体の平面図及び断面図、図２は保形板上にシート体を配置した状態を示す平面図、図３はシート体及び保形板の収納袋への収納を示す図である。
【００１５】
本実施形態に係る包装体は、固体高分子形燃料電池の電極触媒層を備えたシート体を収納袋に収納することで構成される。まず、シート体について説明する。図１に示すように、シート体１は、矩形状の枚葉シートからなる転写用の基材フィルム３、薄膜状の電極触媒層５、及び保護シート７により構成される。電極触媒層５は、アノード極またはカソード極のいずれでもよく、必要に応じて選択される。そして、この電極触媒層５が基材フィルム３の一方面に離形層（図示省略）を介して塗布されており、電極触媒層５を覆うように、基材フィルム３の一方面側に保護シート７が配置されている。
【００１６】
次に、上記のように構成されたシート体１の材料について説明する。
【００１７】
基材フィルム
基材フィルムとしては、例えば、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリパルバン酸アラミド、ポリアミド（ナイロン）、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテル・エーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリエチレンナフタレート等の高分子フィルムを挙げることができる。
【００１８】
また、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体（ETFE）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（FEP）、テトラフルオロパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（PFA）、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）等の耐熱性フッ素樹脂を用いることもできる。
【００１９】
更に、基材は、高分子フィルム以外に、アート紙、コート紙、軽量コート紙等の塗工紙、ノート用紙、コピー用紙等の非塗工紙等の紙であってもよい。
【００２０】
基材の厚さは、取り扱い性及び経済性の観点から、通常６〜１００μｍ程度、好ましくは６〜３０μｍ程度、より好ましくは６〜１５μｍ程度とするのがよい。従って、基材としては、安価で入手が容易な高分子フィルムが好ましく、ポリエチレンテレフタレート等がより好ましい。
【００２１】
離型層
離型層は、ワックスから構成される。ワックスとしては、例えば、石油系ワックス、植物系ワックス、動物系ワックス、鉱物系ワックス、合成系ワックス等を挙げることができる。ここで用いられるワックスには、例えば、Ｃ16〜Ｃ32の脂肪酸とアルコールとのエステルが包含される。また、これらワックスは、１種単独で又は２種以上混合して使用される。本発明で用いられるワックスは、好ましくは融点が４０〜１４０℃、より好ましくは融点が６０〜１００℃の範囲にあるのがよい。好ましいワックスは植物系ワックスであり、より好ましいワックスはカルナウバワックス、カンデリラワックス等である。
【００２２】
離型層の厚さは、通常０．１〜３μｍ程度、好ましくは０．５〜１μｍ程度がよい。基材フィルム上に離型層を形成させるに当たっては、所望の厚さになるように、上記ワックスを公知の方法にしたがって塗布するのがよい。また、塗布作業を容易にするために、ワックスを適当な溶剤に溶解又は分散して溶液又はエマルジョン液の形態で使用してもよい。塗布方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、ナイフコーター、バーコーター、スプレー、ディップコーター、スピンコーター、ロールコーター、ダイコーター、カーテンコーター、スクリーン印刷等の一般的な方法を適用できる。
【００２３】
電極触媒層
電極触媒層は、公知のものである。この触媒層は、触媒粒子を担持させた炭素粒子及び水素イオン伝導性高分子電解質を含有する。触媒粒子としては、例えば白金、白金化合物等が挙げられる。白金化合物としては、例えば、ルテニウム、パラジウム、ニッケル、モリブデン、イリジウム、鉄等からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属と白金との合金等が挙げられる。水素イオン伝導性高分子電解質としては、例えばパーフルオロスルホン酸系のフッ素イオン交換樹脂等が挙げられる。一般的には、カソード触媒層として用いられる場合の触媒粒子は白金であり、アノード触媒層として用いられる場合の触媒粒子は上述した合金である。
【００２４】
離型層上に触媒層を形成させるに当たっては、触媒粒子を担持させた炭素粒子及び水素イオン伝導性高分子電解質を適当な溶剤に混合、分散してペースト状にしておき、形成される触媒層が所望の厚さになるように、このペーストを公知の方法に従い離型層上に塗布するのがよい。
【００２５】
溶剤としては、例えば、各種アルコール類、各種エーテル類、各種ジアルキルスルホキシド類、水又はこれらの混合物等が挙げられる。
【００２６】
ペーストの塗布方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、ナイフコーター、バーコーター、スプレー、ディップコーター、スピンコーター、ロールコーター、ダイコーター、カーテンコーター、スクリーン印刷等の一般的な方法を適用できる。
【００２７】
ペーストを塗布した後、乾燥することにより、触媒層が形成される。乾燥温度は、ワックスの融点以下であることが望ましく、通常４０〜１００℃程度、好ましくは６０〜８０℃程度である。乾燥時間は、乾燥温度にもよるが、通常５分〜２時間程度、好ましくは３０分〜１時間程度である。
【００２８】
触媒層の厚さは、通常１０〜５０μｍ程度、好ましくは１５〜３０μｍ程度がよい。
【００２９】
保護シート
保護シートは、例えば、ポリエチレンテレフタレートからなるフィルムを用いることができるが、それ以外にも、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリパルバン酸アラミド、ポリアミド（ナイロン）、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテル・エーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリエチレンナフタレート等の高分子フィルムを挙げることができる。
【００３０】
以上のように構成されたシート体１が複数枚準備され、同じ向きになるように重ねられる。そして、図２に示すように、これらを保形板９上に配置する。保形板９は、同図に示すように、シート体１よりも大きい矩形状に形成されており、約５００μｍ〜２ｍｍのＰＥＴからなる板材で構成されている。この他、保形板は、容易に折れ曲がらないような材質、例えば、樹脂板、金属板、ガラス板等で形成することができる。なお、保形板９の大きさは限定されず、シート体１よりも大きければよい。
【００３１】
続いて、図３（ａ）に示すように、シート体１を保形板９上に配置した状態で、これらを収納袋１１に入れる。続いて、図３（ｂ）に示すように、収納袋１１内の空気を脱気し、収納袋１１の開口にヒートシールなどで封１３をすると、包装体が完成する。
【００３２】
以上のように、本実施形態によれば、電極触媒層５を保護シート７によって覆うことでシート体１を形成しているため、触媒層表面が外部からの不純物との接触を防止できるとともに、触媒表面が損傷するのを防止することができ、その結果、電極触媒層５の欠落を防止することができる。
【００３３】
また、柔らかいシート体１を保形板９によって支持しているため、シート体１の収納袋１１への出し入れを容易に行うことができるとともに、収納袋１１の搬送中にも、保形板９によってシート体１が曲がるのを防止することができる。したがって、電極触媒層５の欠落、および外観の低下を確実に防止することができる。さらに、収納袋１１内の空気は、脱気されているため、収納袋１１内には、シート体１が移動できるスペースがほとんど無く、これによって、搬送中にシート体１が動くことによる電極触媒層５の欠落を確実に防止することができる。
【００３４】
以上のように構成された包装体を搬送する際には、例えば、図４に示すような梱包体を形成することができる。まず、上面に凹部２１が形成された矩形状の箱本体２３を準備する（図４（ａ））。この箱本体２３は、例えば段ボールなどで形成することができる。また、凹部２１は、平面視で包装体の外形とほぼ同じ大きさの外形を有しており、その深さは、包装体の厚みよりも大きくなっている。そして、複数の包装体（図４（ａ）では３つ）を重ねて凹部２１内に配置する。次に、箱本体２３の上面に、これとほぼ同じ外形を有する蓋２５を配置して凹部２１を塞ぐ（図４（ｂ））。続いて、テープ２７によって蓋２５を箱本体２３に固定することで梱包体が完成する（図４（ｃ））。複数の梱包体を搬送するには、複数の梱包体を準備して、これらを段ボール箱２９に入れ（図４（ｄ））、封をした後（図４（ｅ））、搬送すればよい。なお、箱本体２３の凹部２１に隙間が形成される場合には、この隙間に緩衝材を入れて、包装体が受ける衝撃を緩和することができる。
【００３５】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、電極触媒層５を転写用フィルム３に塗布したものを例として説明したが、これ以外にも適用することができる。すなわち、転写用フィルムの代わりに、フィルム状の電解質に電極触媒層を塗布したり、或いは、ガス拡散基材に電極触媒層を塗布することで、シート体を形成することもできる。電極触媒層が塗布された電解質、ガス拡散基材も、このままでは電極触媒層が欠落する恐れがあるが、上述したように、保護シートで覆った後、保形板とともに収納袋に入れて脱気することで、電極触媒層の欠落を確実に防止することができる。
【００３６】
なお、電解質、ガス拡散基材とも公知のものを使用することができる。例えば電解質の膜厚は、通常２０μｍ〜２５０μｍ程度、好ましくは２０μｍ〜８０μｍ程度である。電解質膜の具体例としては、デュポン社製の「Nafion」膜、旭硝子（株）製の「Flemion」膜、旭化成（株）製の「Aciplex」膜、ゴア（Gore）社製の「Gore Select」膜等が挙げられる。
【００３７】
また、電解質に電極触媒層を塗布する場合に、電解質の両面にアノード極触媒層、及びカソード極触媒層をそれぞれ塗布し、各面の電極触媒層を保護シートで覆うことで、シート体を形成することもできる。そして、このシート体を同じ向きに重ね、保形板で支持した後に、収納袋に入れて脱気するのは、上記実施形態と同じである。
【００３８】
ところで、複数のシート体１を保形板９上に配置する際、シート体１がずれやすいという問題がある。これを解決するためには、例えば保形板９の周縁にガイド部材を配置することができる。ガイド部材は、矩形状の保形板周縁の少なくとも一辺に沿って延びる部材であり、複数のシート体１の合計厚さとほぼ同じか、それよりも大きい厚さを有する部材で構成される。これにより、シート体１のずれがガイド部材によって規制される。図５は、その一例であり、保形板９における隣接する２つの辺に沿ってガイド部材９１、９２を設けたものである。これにより保形板９上でのシート体１のずれが直交する２方向に亘って規制される。なお、ガイド部材は、保形板周縁の３辺、或いは４辺に設けることもできる。こうすることで、シート体１のずれを確実に防止することができる。また、ガイド部材を構成する材料は、特には限定されず、例えば保形板と同じ材料で形成することもできる。
【実施例】
【００３９】
以下、本発明の実施例について説明する。但し、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
(参考例１)
はじめに、保護シートの効果を確認するために、シート体のみを作成した。その際、下記に示すような塗工液を調製した。
【００４０】
白金触媒（Ｐｔ−Ｒｕ担持触媒、田中貴金属（株）製）１重量部、電解質樹脂（５重量％ナフィオン溶液、デュポン社製）７重量部及びエタノール２５重量部を混合して、触媒層形成用塗工液を調製した。
【００４１】
ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴ、厚み３８μｍ、東レ（株）製）の一方面に、触媒層形成用塗工液を、塗工装置を使用して乾燥時に２０．０ｇ／ｍ２になるように塗布し、１００℃の乾燥炉で１０分間乾燥してそれに保護シート（ＰＥＴ、厚み３８μｍ、東レ（株）製）を巻き出し、保護シート付の触媒転写フィルムのロール品を作製した。次に、触媒転写フィルムを１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさにカットし、保護シート付の触媒転写フィルム（シート体）を得た。
(比較例１)
上記触媒転写フィルムを塗工装置を使用して作製する際に、保護シートを入れず触媒転写フィルムのみのロール品を作製した。次に触媒転写シートを１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさにカットし、保護シート無しの触媒転写フィルムのシート品を得た。
【００４２】
参考例１、比較例１で得た触媒転写フィルムを５セットずつ、目視確認を行った。
【００４３】
【表１】
2007257955.tif 000003
(参考例２)
参考例１で作製した触媒転写フィルムを保形板：ＰＥＴ製、サイズ１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×厚み１ｍｍの上に１０枚重ねて、ナイロン製の袋内寸１７０ｍｍ×１７０ｍｍの中へ出し入れを１０回繰り返した。
(比較例２)
参考例１で作製した触媒転写フィルムを１０枚重ねて、ナイロン製の袋内寸１７０ｍｍ×１７０ｍｍの中へ出し入れを１０回繰り返した。
【００４４】
参考例２、比較例２で得た触媒転写フィルムを５セットずつ、目視確認を行った。
【００４５】
【表２】
2007257955.tif 000004
(実施例)
参考例２のように保形板の上に触媒転写フィルムを１０枚重ねて、５秒間脱気を行い入れ口をヒートシールし密閉した。それをさらに図４に示されるような段ボールにて凹部のある箱本体を作製しそれに入れ梱包を行った。このように梱包された触媒転写フィルムについて高さ６０ｃｍから１０回（１角３稜６面）落下させ、更に振盪器にて振動範囲：5〜100Hz(対数掃引)/振動加速度：±0.75G／振動方向：X軸,Y軸,Z軸の3方向(各10分)振動させた。
(比較例３)
参考例２のように保形板の上に触媒転写フィルムを１０枚重ねて、密封し、それを段ボールに入れ隙間をエアーキャップで埋めた。以上の様に梱包された触媒転写フィルムについて高さ６０ｃｍから１０回（１角３稜６面）落下させ、更に振盪器にて振動範囲：5〜100Hz(対数掃引)/振動加速度：±0.75G／振動方向：X軸,Y軸,Z軸の3方向(各10分)振動させた。
【００４６】
【表３】
2007257955.tif 000005
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】シート体の平面図及び断面図である。
【図２】保形板上にシート体を配置した状態を示す平面図である。
【図３】シート体及び保形板の収納袋への収納を示す図である。
【図４】梱包体の作成を示す図である。
【図５】保形板の他の例を示す平面図及び断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  シート体
３  転写用基材フィルム（支持体）
５  電極用触媒層
７  保護シート
９  保形板
１１  収納袋
２１  凹部
２３  箱本体  
【図１】
2007257955.tif 000006
【図２】
2007257955.tif 000007
【図３】
2007257955.tif 000008
【図４】
2007257955.tif 000009
【図５】
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