(57)【要約】      （修正有）【課題】フィルムに形成された材料を周期的に基材上に転写する際に、フィルム上に転写されない材料が残るのを防止する転写装置、及び転写方法を提供する。【解決手段】転写用材料が塗布された転写フィルムを搬送する第１の搬送手段と、転写用材料が転写される基材を、転写フィルムと平行に搬送する第２の搬送手段と、転写フィルムを所定周期でプレスし、基材上に材料片を転写するプレス機と、第１搬送部における転写フィルムの搬送方向、及びプレス機によるプレス周期を制御する制御部と、転写フィルム上の材料の所定の位置を検出する検出器と、を備え、第１搬送部は、基材に転写された材料片から転写フィルムを剥離し、制御部は、検出器により、転写フィルム上の材料の下流側先端とプレス機におけるプレス領域の下流側先端との一致が検出されたとき、転写フィルムの後退を停止し、プレス機を作動させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写用材料が塗布された転写フィルムを搬送する第１の搬送手段と、
転写用材料が転写される基材を、前記転写フィルムと平行に搬送する第２の搬送手段と、
転写フィルムを所定周期でプレスし、基材上に材料片を転写するプレス機と、
前記第１の搬送手段における転写フィルムの搬送方向、及び前記プレス機によるプレス周期を制御する制御手段と、
転写フィルム上の材料の所定の位置を検出する検出手段と、を備え、
前記第１の搬送手段は、転写がなされた後の転写フィルムを基材から離間する方向に案内することで、基材に転写された材料片から転写フィルムを剥離し、
前記制御手段は、基材上に転写された材料片から転写フィルムが剥離した後、転写フィルムを後退させ、前記検出手段により、前記転写フィルム上の材料の下流側先端と前記プレス機におけるプレス領域の下流側先端との一致が検出されたときに、転写フィルムの後退を停止し、前記プレス機を作動させる、転写装置。
【請求項２】
前記制御部は、転写フィルムの後退中に、前記第２の搬送手段における基材の搬送速度及び搬送方向を制御する、請求項１に記載の転写装置。
【請求項３】
前記制御部は、転写フィルムの後退中に、前記第２の搬送手段における基材の前進を停止する、請求項２に記載の転写装置。
【請求項４】
転写用材料が塗布された転写フィルムを搬送する工程と、
転写用材料が転写される基材を、前記転写フィルムと平行に搬送する工程と、
プレス機により転写フィルムをプレスし、基材上に材料片を転写する工程と、
基材上に転写された材料片から転写フィルムを剥離した後、転写フィルムを後退させる工程と、
検出手段により、転写フィルム上の材料の下流側先端と前記プレス機におけるプレス領域の下流側先端との一致を検出したときに、転写フィルムの後退を停止し、前記プレス機により転写フィルムをプレスして、基材上に材料片を転写する工程と
を備えている、転写方法。
【請求項５】
転写フィルムの後退中に基材の前進を停止する、請求項４に記載の転写装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転写用材料が塗布された転写フィルムを搬送しつつ、これと平行に搬送される基材に転写用材料を転写する転写装置、及び転写方法に関する
【背景技術】
【０００２】
従来より、固体高分子形燃料電池の製造においては、電解質膜上に印刷等によって触媒層を形成する方法がとられていた。しかしながら、この方法では、電解質膜が触媒層を形成するためのインクにより膨潤してしまい、均一な触媒層を形成する事が困難であるという問題があった。これを解決するため、特許文献１に記載の方法では、フィルム上に触媒層を形成したものを準備し、これを熱間プレス等により電解質上に転写する方法を提案している。そして、この方法により、触媒層を電解質膜に均一に形成している。
【特許文献１】特開平１０−６４５７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記方法に用いる装置は、触媒層が形成されたフィルムと電解質とをわずかな隙間を置いて平行に搬送し、所定の周期でフィルムをプレスすることで触媒層を電解質に転写している。そして、転写が行われた後のフィルムは、剥離ロールにより進行方向に対して垂直な方向に案内され、電解質から剥離するように構成されている。しかしながら、上記装置では、フィルムを所定周期でプレスする間にもフィルムは搬送されているため、プレスとプレスの間に転写されない触媒層がフィルム上に残ることになる。このようにフィルム上に残った触媒層は、フィルムとともに廃棄されるため、コストセービングの観点からは、問題があった。
【０００４】
このような問題は、電解質に対して触媒層を転写するときのみに生じる問題ではなく、フィルムに形成された材料を周期的にプレスして基材上に転写する転写装置全般に共通する問題である。
【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、フィルムに形成された材料を周期的に基材上に転写する際に、フィルム上に転写されない材料が残るのを防止することが可能な転写装置、及び転写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】
本発明に係る転写装置は、上記問題を解決するためになされたものであり、転写用材料が塗布された転写フィルムを搬送する第１の搬送手段と、転写用材料が転写される基材を、前記転写フィルムと平行に搬送する第２の搬送手段と、転写フィルムを所定周期でプレスし、基材上に材料片を転写するプレス機と、前記第１の搬送手段における転写フィルムの搬送方向、及び前記プレス機によるプレス周期を制御する制御手段と、転写フィルム上の材料の所定の位置を検出する検出手段と、を備え、前記第１の搬送手段は、転写がなされた後の転写フィルムを基材から離間する方向に案内することで、基材に転写された材料片から転写フィルムを剥離し、前記制御手段は、基材上に転写された材料片から転写フィルムが剥離した後、転写フィルムを後退させ、前記検出手段により、前記転写フィルム上の材料の下流側先端と前記プレス機におけるプレス領域の下流側先端との一致が検出されたときに、転写フィルムの後退を停止し、前記プレス機を作動させる。
【０００７】
この構成によれば、基材上に転写された材料片から転写フィルムが剥離した後、転写フィルムを後退させ、転写フィルム上の材料の下流側先端とプレス機におけるプレス領域の下流側先端との一致が検出されたときに、転写フィルムの後退を停止し、その後、プレス機を作動させている。すなわち、従来、プレスとプレスの間に転写されずに転写フィルムに残っていた材料を、転写フィルムとともにプレス位置まで後退させることで、転写フィルム上に残っている材料を転写することができる。したがって、転写フィルム上に材料が残るのを防止することができ、その結果、材料コストを低減することができる。
【０００８】
上記装置において、制御部が、転写フィルムの後退中に、第２の搬送手段における基材の搬送速度及び搬送方向を制御するように構成することが好ましい。例えば、転写フィルムの後退中に、第２の搬送手段における基材の前進を停止するように制御すると、基材上に転写される材料片間に所定の間隔を形成することができ、基材を複数に切り離すときのクリアランスを形成することができる。
【０００９】
また、本発明に係る転写方法は、上記問題を解決するためになされたものであり、転写用材料が塗布された転写フィルムを搬送する工程と、転写用材料が転写される基材を、前記転写フィルムと平行に搬送する工程と、プレス機により転写フィルムをプレスし、基材上に材料片を転写する工程と、基材上に転写された材料片から転写フィルムを剥離した後、転写フィルムを後退させる工程と、検出手段により、転写フィルム上の材料の下流側先端とプレス機におけるプレス領域の下流側先端との一致を検出したときに、転写フィルムの後退を停止し、プレス機により転写フィルムをプレスし、基材上に材料片を転写する工程とを備えている。
【００１０】
この方法においても、上記装置と同様の効果を得ることができる。ここで、上述したように、転写フィルムの後退中に基材の前進を停止することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、転写フィルムに形成された材料を周期的に基材上に転写する際に、転写フィルム上に転写されない材料が残るの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】
【００１２】
以下、本発明に係る転写装置の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、特に、固体高分子型燃料電池用の電解質に触媒層を転写する場合について説明する。図１は本実施形態に係る転写装置の概略構成を示す側面図である。
【００１３】
本実施形態に係る転写装置は、触媒層Ｍが形成された転写フィルムＦを電解質膜Ｂにプレスし、触媒層Ｍを電解質膜Ｂに転写するための装置である。この転写装置は、転写フィルムＦを搬送する第１搬送部（第１搬送手段）１と、触媒層（材料）Ｍが転写される電解質膜（基材）Ｂを搬送する第２搬送部（第２搬送手段）３とを備えている。転写フィルムＦは、下面に触媒層Ｍが形成されており、この触媒層Ｍを第２搬送部３の電解質膜Ｂに向けた状態で搬送される。第１搬送部１は、転写フィルムＦが巻かれた第１ロール５と、この第１ロール５から斜め下方に繰り出された転写フィルムＦを水平方向に搬送されるように案内する第１従動ローラ７とを備えている。この第１従動ローラ７の下流には、剥離ローラ９が平行に配置されており、水平に搬送された転写フィルムＦは、剥離ローラ９により、上方に案内される。また、剥離ローラ９の上方には、第１巻き取りローラ１１が配置されており、これによって転写フィルムＦが巻き取られる。
【００１４】
一方、第２搬送部３は、第１搬送部１の下方に配置され、電解質膜Ｂが巻かれた第２ロール１３と、この第２ロール１３の上方に配置された第２従動ローラ１５を備えている。電解質膜Ｂは、第２ロール１３から上方へ繰り出され、第２従動ローラ１５によって水平方向に向きを変える。第２従動ローラ１５の下流には、平行に配置された第３従動ローラ１７が配置されており、その下方には、第２巻き取りローラ１９を配置されている。電解質膜Ｂは、第２従動ローラ１５から第３従動ローラ１７を介して下方に搬送され、第２巻き取りローラ１９に巻き取られる。なお、第３従動ローラ１７は、剥離ローラ９よりも下流側に配置されている。
【００１５】
これら第１及び第２搬送部１，３は、図示を省略する制御部によって制御されている。例えば、転写フィルムＦ，電解質膜Ｂの搬送速度、搬送方向等が制御される。
【００１６】
第１及び第２搬送部１，３における水平搬送領域、つまり転写フィルムＦ及び電解質膜Ｂが水平方向に搬送されている領域２０では、転写フィルムＦと電解質膜Ｂとは、上下方向にわずかな隙間を形成しつつ互いに平行に搬送されている。そして、この水平搬送領域２０の途中には、プレス機２１が配置されている。このプレス機２１は、転写フィルムＦの上方及び電解質膜Ｂの下方に配置された一対のプレス片２１ａ，２１ｂを有しており、これらプレス片２１ａ，２１ｂは、上下動可能に構成されている。そして、これらプレス片２１ａ，２１ｂが上下方向から転写フィルムＦ及び電解質膜Ｂを挟んで熱加圧することで、触媒層Ｍが電解質膜Ｂ上に転写される。このプレス機２１の動作も、上述した制御部によって制御され、例えば、プレス時間、圧力、温度、及びプレス周期等が制御される。
【００１７】
また、プレス機２１には、検出器（図示省略）が設けられている。この検出器は、搬送中の触媒層Ｍの先端を検出するセンサで構成される。より詳細には、プレス機２１におけるプレス領域（図２のＲ）の上流側端部と、触媒層の先端部との一致したときに、信号を制御部に送信し、これに基づいてプレス機２１を駆動するように構成されている。
【００１８】
次に、上記のように構成された転写装置の動作について図１及び図２を参照しつつ説明する。図２はプレス機及び剥離ロールの近傍を拡大した動作説明図である。この図では、説明の便宜のため、転写された触媒層片を黒、転写フィルム上にある未転写の触媒層を斜線のハッチングで表すこととする。第１ロール５から繰り出された転写フィルムＦは、第１従動ロール７によって水平方向に向きを変え、下流へと搬送される。これと同時に、電解質膜Ｂも繰り出され、第２従動ローラ１５を介して水平方向に下流側に搬送される。転写フィルムＦと電解質膜Ｂとが互いに平行に搬送される領域２０では、プレス機２１によって転写フィルムＦと電解質膜Ｂとが上下方向からプレスされる。その後、転写フィルムと電解質膜とは下流側に前進し、転写フィルムＦは剥離ロール９によって上方に向きを変え、電解質膜Ｂから離間する方向に搬送される。すなわち、転写フィルムＦは転写された触媒層片Ｍ１から剥離する（図２（ａ））。
【００１９】
こうして転写フィルムＦが触媒層片Ｍ１から剥離すると、転写フィルムＦは、未転写の触媒層Ｍの先端が、プレス機２１のプレス領域Ｒの先端と一致する位置Ｃまで後退する（図２（ｂ））。このときの触媒層Ｍ先端とプレス領域先端との一致の検出は、上述した検出器によって行う。また、転写フィルムＦが後退している間、電解質膜Ｂの前進は停止している。続いて、プレス機２１を駆動して、転写フィルムＦにプレスを施し、触媒層Ｍの先端領域を電解質膜Ｂに転写する（図２（ｃ））。転写が行われた後は、転写フィルムＦと電解質膜Ｂをともに前進させ、転写された触媒層片Ｍ１から転写フィルムＦの剥離を行い（図２（ｄ））、図２（ａ）と同じ状態となる。以降、図２（ａ）〜図２（ｃ）を繰り返すと、電解質膜Ｂ上に所定間隔をおいて触媒層片Ｍ１が形成される。
【００２０】
以上のように、本実施形態に係る転写装置によれば、電解質膜Ｂ上に転写された触媒層片Ｍ１から転写フィルムＦが剥離した後、転写フィルムＦを後退させ、転写フィルムＦ上の触媒層Ｍの下流側先端とプレス機におけるプレス領域Ｒの下流側先端との一致が検出されたときに、転写フィルムＦの後退を停止し、プレス機２１を作動させている。すなわち、従来、プレスとプレスの間に転写されずに転写フィルムに残っていた触媒層を、転写フィルムとともにプレス位置Ｃまで後退させることで、転写フィルムＦ上に残っている触媒層Ｍを転写することができる。したがって、触媒層Ｍを効率よく転写することができ、転写フィルムＦ上に触媒層Ｍが残るのを防止することができる。その結果、材料コストを低減することができる。
【００２１】
なお、転写フィルムＦが後退中、電解質膜Ｂは停止しているが、これによって転写された触媒層片Ｍ１間に隙間を形成することができ、例えば使用時に触媒層片間で電解質膜Ｂを切断するときの、クリアランスとして用いることができる。また、転写フィルムＦが後退している間、転写フィルムＦの速度よりも遅い速度で電解質膜Ｂを後退させたり、或いは前進させることで、触媒層片間の隙間の長さを調整することができる。
【００２２】
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、上記装置では、電解質膜Ｂの片面にのみ触媒層片Ｍ１を転写しているが、両面に転写するように構成することもできる。すなわち、図３に示すように、第１搬送部１と同一構成の第３搬送部５１を電解質膜Ｂの下方に配置する。このとき、第２搬送部３における第２及び第３従動ローラ１５，１７間の距離を大きくしてスペースを確保し、第３搬送部５１が収容されるようにする。このように構成することで、電解質膜Ｂの両面に同時に触媒層片Ｍ１を転写することができる。
【００２３】
上記実施形態では、固体高分子形燃料電池用に、電解質膜に触媒層を転写する場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、ある材料が形成されたフィルムをプレスし、ある基材にその材料を転写するような装置全般に、本発明は適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る転写装置の一実施形態の概略構成を示す側面図である。
【図２】図１の転写装置の動作説明図である。
【図３】本発明に係る転写装置の他の例の概略構成を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    第１搬送部（第１の搬送手段）
３    第２搬送部（第２の搬送手段）
２１  プレス機
Ｆ    転写フィルム
Ｂ    電解質膜（基材）
Ｍ    触媒層（材料）
Ｍ１  触媒層片（材料片）
【図１】
2007250477.tif 000003
【図２】
2007250477.tif 000004
【図３】
2007250477.tif 000005