(57)【要約】【課題】高分子電解質膜にシワや破れ等が発生することをより抑えることができる膜−触媒層接合体の製造方法を提供する。【解決手段】高分子電解質膜を準備する準備工程と、第１の通気度を有する吸引ロールの表面を覆うように設けられ、第１の通気度よりも小さな通気度を有する第１の多孔質基体の表面に、高分子電解質膜を吸着させて移動させる移動工程と、前記吸着された高分子電解質膜に触媒インクを塗布する塗布工程と、を含む膜−触媒層接合体の製造方法であり、第１の多孔質基体の通気度は、１００秒／１００ｍｌ以上２０００秒／１００ｍｌ以下であることが望ましい。【選択図】図１６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子電解質膜を準備する準備工程と、
第１の通気度を有する吸引ロールの表面を覆うように設けられ、前記第１の通気度よりも小さな通気度を有する第１の多孔質基体の表面に、前記高分子電解質膜を吸着させて移動させる移動工程と、
前記吸着された高分子電解質膜に触媒インクを塗布する塗布工程と、
を含む膜−触媒層接合体の製造方法。
【請求項２】
前記第１の多孔質基体の通気度は、１００秒／１００ｍｌ以上２０００秒／１００ｍｌ以下である、
請求項１に記載の膜−触媒層接合体の製造方法。
【請求項３】
前記高分子電解質膜を、前記吸引ロールに吸着させながら移動する際のキャリアシートとなる第２の多孔質基体を供給する供給工程、
をさらに含む請求項１に記載の膜−触媒層接合体の製造方法。
【請求項４】
前記第２の多孔質基体の通気度は、０秒／１００ｍｌ以上１００秒／１００ｍｌ以下である、
請求項３に記載の膜−触媒層接合体の製造方法。
【請求項５】
予め貼り付けされた前記高分子電解質膜の形状を保持する形状保持フィルムを前記高分子電解質膜から剥離する剥離工程をさらに含み、
前記塗布工程は、前記第２の多孔質基体の上に前記形状保持フィルムが剥離された前記高分子電解質膜が位置したまま吸引ロールに吸着されながら移動し、吸引ロール上で前記高分子電解質膜に触媒インクを塗布する工程である、
請求項１または３に記載の膜−触媒層接合体の製造方法。
【請求項６】
前記剥離工程は、前記形状保持フィルムが剥離する前の前記高分子電解質膜を吸引ロールに供給する際に、前記形状保持フィルムを上向きに配置し、第２の多孔質基体が前記高分子電解質膜に供給されてから、前記形状保持フィルムを剥離する工程である、
請求項５に記載の膜−触媒層接合体の製造方法。
【請求項７】
前記吸引ロールを加熱することで前記高分子電解質膜に塗布された前記触媒インクを乾燥する乾燥工程、
をさらに含む請求項１または３に記載の膜−触媒層接合体の製造方法。
【請求項８】
前記触媒インクを塗布された前記第２の多孔質基体上の前記高分子電解質膜に、保護フィルムを熱圧着するラミネート工程、
をさらに含む請求項１または３に記載の膜−触媒層接合体の製造方法。
【請求項９】
前記ラミネート工程後に、前記第２の多孔質基体を剥離する剥離工程、
をさらに含む請求項８に記載の膜−触媒層接合体の製造方法。
【請求項１０】
前記塗布工程後に、平面式吸着乾燥機により前記高分子電解質膜を乾燥する乾燥工程、
をさらに含む請求項１または３に記載の膜−触媒層接合体の製造方法。
【請求項１１】
第１の通気度を有する吸引ロールと、
前記吸引ロールの表面を覆うように設けられ、前記第１の通気度よりも小さな通気度を有する第１の多孔質基体と、
を備える膜−触媒層接合体の製造装置。
【請求項１２】
前記第１の多孔質基体の通気度は、１００秒／１００ｍｌ以上２０００秒／１００ｍｌ以下である、
請求項１に記載の膜−触媒層接合体の製造装置。
【請求項１３】
高分子電解質膜を供給する供給装置と、
前記高分子電解質膜を前記吸引ロールに吸着させながら搬送するキャリアシートとなる第２の多孔質基体を供給する供給装置と、
前記吸引ロールに吸着された前記高分子電解質膜に触媒インクを塗布する塗布装置と、
をさらに備える請求項１１に記載の膜−触媒層接合体の製造装置。
【請求項１４】
前記第２の多孔質基体の通気度は、０秒／１００ｍｌ以上１００秒／１００ｍｌ以下である、
請求項１３に記載の膜−触媒層接合体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、携帯型電子機器、自動車などの移動体、分散発電システムおよび家庭用のコージェネレーションシステムなどの駆動電源として使用される燃料電池が備える膜−触媒層接合体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池（例えば、高分子電解質形燃料電池）は、水素を含有する燃料ガスと空気など酸素を含有する酸化剤ガスとを電気化学的に反応させることにより、電力と熱と水とを同時に発生させる装置である。
【０００３】
燃料電池は、一般的には複数のセルを積層し、それらをボルトやバンドなどの締結部材で加圧締結することにより構成されている。１つのセルは、膜電極接合体（以下、ＭＥＡ：Ｍｅｍｂｒａｎｅ−Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ−Ａｓｓｅｍｂｌｙという）を一対の板状の導電性のセパレータで挟んで構成されている。
【０００４】
ＭＥＡは、高分子電解質膜と、当該高分子電解質膜の両面に配置された一対の電極層によって構成されている。一対の電極層の一方はアノード電極であり、他方はカソード電極である。一対の電極層はそれぞれ、金属触媒を坦持したカーボン粉末を主成分とする触媒層と、当該触媒層の上に配置される多孔質で導電性を有するガス拡散層とで構成されている。ここでは、高分子電解質膜と触媒層との接合体を膜−触媒層接合体（ＣＣＭ：Ｃａｔａｌｙｓｔ−ｃｏａｔｅｄ  ｍｅｍｂｒａｎｅ）という。アノード電極に燃料ガスが接触するとともにカソード電極に酸化剤ガスが接触することにより、電気化学反応が発生し、電力と熱と水とが発生する。
【０００５】
前述のように構成される燃料電池において、膜−触媒層接合体は、例えば、次のようにして製造することができる。
【０００６】
まず、高分子電解質膜の一方の面に第１の形状保持フィルムを貼り付ける。次に、高分子電解質膜の他方の面に、第１の触媒層を形成する。さらに、この第１の触媒層上に第２の形状保持フィルムを貼り付ける。さらに、高分子電解質膜の一方の面に貼り付けられた第１の形状保持フィルムを除去し、この一方の面に、第２の触媒層を形成する。第１の触媒層および第２の触媒層を形成する際には、触媒と溶剤を含む触媒インクを高分子電解質膜上に印刷または塗布する（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
前述のように、高分子電解質膜上に触媒インクを直接印刷または塗布して膜−触媒層接合体を製造する技術は、高分子電解質膜と触媒層との界面抵抗を極めて低くすることができることから、理想的な膜−触媒層接合体の製造方法として注目されている。
【０００８】
従来の製造方法においては、通常、高分子電解質膜が非常に薄く（例えば２０μｍ〜５０μｍ）且つ少しの湿気でも変形し易い部材であるため、触媒インクに含まれる溶媒により膨潤し、当該膨潤により高分子電解質膜にシワやピンホールが発生するという課題がある。このようなシワやピンホールは、燃料電池の発電性能を低下させる要因となる。
【０００９】
特許文献１は、高分子電解質膜の触媒インクを塗布する面とは反対側の面に形状保持フィルムを予め貼り付けることで、シワやピンホールの発生を抑えることを目的としている。
【００１０】
特許文献２は、ロールｔｏロールの電解質膜を吸引ロール側周壁に吸着させながら塗布し、加熱手段も付設された吸引ロールにより乾燥までをすることで、膨潤により高分子電解質膜にシワやピンホールの発生を抑えることを目的としている。
【００１１】
また、特許文献３は、通気性を有する循環移動体に被塗物を吸着させ、循環移動体に吸着されている被塗物に液体を積層塗布し、被塗物に塗布された液体を指触乾燥させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００２−２８９２０７号公報
【特許文献２】特開２００８−０２７７３８号公報
【特許文献３】特開２００４−３５１４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１に記載された技術による製造方法では、高分子電解質膜の一方の面に第１の形状保持フィルムを貼り付けた状態で、高分子電解質膜の他方の面に第１の触媒層を形成したところ、高分子電解質膜にはほとんどシワやピンホールが発生しなかった。これに対して、第１の触媒層を形成した後、前述技術を用いて高分子電解質膜の一方の面に第２の触媒層を形成したところ、高分子電解質膜には所望の許容レベルを超えるシワやピンホールが発生した。
【００１４】
したがって、特許文献１の技術による製造方法では、適切にシワやたわみを抑制し、ピンホールや破れのような外観不良が少ない、優れた大量生産に見合った製造方法が得られないという課題を有していた。
【００１５】
特許文献２に記載された技術では、特許文献１の技術とは異なる製造方法であって、高分子電解質膜を吸引ロールに吸着させ、塗布し、乾燥させる。特に高分子電解質膜が吸引ロールから離間して吸引ロールが露呈する部位にカバーを設置し、カバーの位置から吸引するという方法を開示搬送している。
【００１６】
しかし、特許文献２では、吸引ロールの吸引ポンプ１とカバーの吸引ポンプ２とのバランスが必要と明示されており、さらに、そのカバーと吸引ロールとの間にはクリアランスが生じていることから、吸引ロールからの高分子電解質膜の吸引力が非常に不安定になり、シワやピンホールの抑制が安定しないという課題を有していた。
【００１７】
また、特許文献３に記載された技術では、循環移動体の内部に仕切り板を有するシリンダーを設け、真空室と加圧室に分けることで、真空室のみに被塗物への吸着力を発生させていた。
【００１８】
本発明の目的は、前述課題を解決することにあって、高分子電解質膜に膨潤によるシワやたわみ、ピンホールや破れなどが発生することをより抑えることができる膜−触媒層接合体の製造方法およびその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の発明者らは、前述従来技術の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、以下のことを見出した。
【００２０】
高分子電解質膜の一方の面に第１の形状保持フィルムを貼り付けた状態で、高分子電解質膜の他方の面に第１の触媒層を形成したところ、高分子電解質膜にはほとんどシワやピンホールが発生しなかった。これに対して、第１の触媒層を形成した後、前述技術を用いて高分子電解質膜の一方の面に第２の触媒層を形成したところ、高分子電解質膜には所望の許容レベルを超えるシワやピンホールが発生した。
【００２１】
特許文献１の技術を用いて高分子電解質膜の一方面に第２の触媒層を形成する場合、高分子電解質膜の他方の面の中央部に第１の触媒層が存在するため、第２の形状保持フィルムは、他方の面の周縁部分のみに貼り付けられることになる。しかしながら、第１の触媒層が高分子電解質膜とは貼り付かないため、第２の触媒層を塗布形成する際に、どうしても所望するシワ等の発生を抑制することができない。
【００２２】
特許文献２は、特許文献１の従来技術に対して、ロールｔｏロールにて吸引ロールに高分子電解質膜を吸引することにより、高分子電解質膜を吸着固定する場合に、高分子電解質膜が巻回されずに露呈する部位が存在し、その部位に樹脂製のカバーで覆っている。そのカバーと吸引ロールの両方を別々のポンプにより吸引して吸着の安定化を図っている。しかしながら、樹脂製のカバーと吸引ロールの露呈部位との間にはクリアランスが存在し、そのクリアランスからの吸引漏れはカバーやカバーからの吸引ポンプ等では補えず、吸引漏れにより高分子電解質膜が吸引ロールに安定した吸着固定ができないため、触媒層を塗布形成する際に、シワの発生を抑制することができない。
【００２３】
そこで、本発明の発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、第１の多孔質基体（例えば、３次元構造をした不織布シート）を吸引（サクション）ロールの側周壁１周分に吸着した構成とする。この構成の上に、キャリアシート用の第２の多孔質基体（例えば、３次元構造をした不織布シート）および高分子電解質膜が吸引ロール上の第１の多孔質基体上を移動する。
【００２４】
すなわち、従来の露呈部位には第１の多孔質基体が存在するため、従来のような吸引漏れを防ぐことができ、露呈部位以外の部位は第２の多孔質基体と高分子電解質膜が存在することで十分に気密を高めることができ、高分子電解質膜の一方面に塗布する際に生じるシワやたるみの発生を抑えられることを見出した。これらの知見に基づき、本発明の発明者らは、本願発明に想到した。
【００２５】
前述目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【００２６】
高分子電解質膜を準備する準備工程と、第１の通気度を有する吸引ロールの表面を覆うように設けられ、第１の通気度よりも小さな通気度を有する第１の多孔質基体の表面に、高分子電解質膜を吸着させて移動させる移動工程と、吸着された高分子電解質膜に触媒インクを塗布する塗布工程と、を含む膜−触媒層接合体の製造方法を提供する。この際、第１の多孔質基体の通気度は、１００秒／１００ｍｌ以上２０００秒／１００ｍｌ以下であることが望ましい。
【００２７】
本発明の第１態様によれば、第１の多孔質基体が吸引ロールの側周壁１周分に吸着した構成を有する準備工程と、高分子電解質膜を供給する準備工程と、高分子電解質膜を吸引ロールに吸着させながら移動する際のキャリアシートとなる第２の多孔質基体を供給する供給工程と、高分子電解質膜の形状を保持する第１の形状保持フィルムを高分子電解質膜から剥離する剥離工程と、第２の多孔質基体の上側に第１の形状フィルムが剥離された高分子膜が位置しながら、吸引ロールに吸着されながら移動し、吸引ロール上で高分子電解質膜の一方面に触媒インクを塗布する工程と、を含む膜−触媒層接合体の製造方法を提供する。
【００２８】
第１の多孔質基体としては、例えば、ＰＥＴ不織布、ガラス繊維不織布、（ＰＥＴ／ＣＰ）不織布、ＰＥ微多孔、和紙、有孔ＬＬＤＰＥ（直鎖状低密度ポリエチレン）、クリーンペーパーあるいは、前述材料の組み合わせによる通気性複合材料など、吸引ロールに熱変形しない耐熱性を有する不織布であれば特に限定することなく用いることができる。
【００２９】
また、第１の多孔質基体と第２の多孔質基体は同じ材質でも異なる材質でも良いが、吸引ロールの側周壁に巻回する第１の多孔質基体は、第２の多孔質基体よりも厚みは厚い方、または通気性が低い方の材料を選択することが望ましい。そうすることで、第２の多孔質基体や高分子電解質膜を吸引ロールでしっかりと吸着固定でき、さらに、巻回の露呈部位の吸引漏れもより少なくできる。
【００３０】
本発明の第２態様によれば、形状保持フィルム付き高分子電解質膜を吸引ロールに供給する際、形状保持フィルムが上向きに配置し、キャリアシートの第２の多孔質基体が高分子電解質膜に供給されてから、高分子電解質膜の上向きに位置する形状保持フィルムを剥離することを含んで構成される膜−触媒層接合体の製造方法を提供する。
【００３１】
少なくとも塗工する高分子電解質膜の一方面の膜表面は、吸引ロールに吸着固定する直前に形状保持フィルムを剥離することで、塗布する環境によるシワの発生が防止できる。また、キャリアシートとして第２の多孔質基体が供給し、高分子電解質膜と接して供給されてから、高分子電解質膜の形状保持フィルムを剥離することで、電解質膜のロールｔｏロールによるテンションにより電解質膜の伸びが抑制できる。
【００３２】
本発明の第３態様によれば、吸引ロールを加熱することで高分子電解質膜に塗布された触媒インクを乾燥することを含んで構成される膜−触媒層接合体の製造方法を提供する。
【００３３】
本発明の第４の態様によれば、吸引ロール後に、保護フィルムを熱圧着するラミネート工程と、キャリアシートの第２の多孔質基体と高分子電解質膜が吸引ロール後に、保護フィルムを貼り付ける膜−触媒層接合体の製造方法を提供する。
【００３４】
本発明の第５態様によれば、保護シートのラミネート工程後に、第２の多孔質基体を剥離する剥離工程と、保護シートがラミネートされた高分子電解質膜が巻き取られることで構成される膜−触媒層接合体の製造方法を提供する。
【００３５】
本発明の第６態様によれば、吸引ロール後に平面式吸引機構が位置する準備工程と、平面式吸引機構が加熱することで、さらに高分子電解質膜を乾燥することを含んで構成される膜−触媒層接合体の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００３６】
本発明にかかる膜−触媒層接合体の製造方法において、第１の多孔質基体が吸引ロールの側周壁１周分に吸着した構成を有し、高分子電解質膜とキャリアシートの第２の多孔質基体を同時に吸引ロールに巻回し、供給する際に吸引ロールに生じる露呈部位を第１の多孔質基体が覆っているため、吸引漏れを防ぐことができる。これにより、高分子電解質膜にシワやたるみが発生することを十分に抑えることができる。したがって、燃料電池の発電性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施における高分子電解質膜の第１の面に、第１の形状保持フィルムが付いている側面図である。
【図２】本発明の実施における高分子電解質膜の第２の面に、第２の多孔質基体が付いている側面図である。
【図３】本発明の実施における高分子電解質膜の第１の面の、第１の形状保持フィルムを剥離している側面図である。
【図４】本発明の実施における高分子電解質膜の第１の面に、触媒層が塗布されている側面図である。
【図５】本発明の実施における高分子電解質膜（図４）の上下が反対側に位置している側面図である。
【図６】本発明の実施における高分子電解質膜の第２の面に、第１の形状保持フィルムが付いている側面図である。
【図７】本発明の実施における高分子電解質膜の第１の面に、触媒層が塗布されている側面図である。
【図８】本発明の実施における高分子電解質膜（図７）の側面図が上下反対向きに位置する側面図である。
【図９】本発明の実施における形状保持フィルムが剥離され、第１の触媒層の上に保護フィルムが貼り付いている側面図である。
【図１０】本発明の実施における高分子電解質膜の第２の面に、触媒層が塗布されている側面図である。
【図１１】本発明の実施における高分子電解質膜の第２の面に、保護フィルムが付いている側面図である。
【図１２】本発明の実施における高分子電解質膜の第２の面の、第２の多孔質基体が剥離している側面図である。
【図１３】本発明の実施における吸引ロール側周壁に、第１の多孔質基体が付いている側面図である。
【図１４】本発明の実施における吸引ロール側周壁に第１の多孔質基体が付き、さらに搬送時に第２の多孔質基体および高分子電解質膜が付いている側面図である。
【図１５】従来発明の実施における吸引ロールとカバーとの間に生じるクリアランスの側面図である。
【図１６】本発明の実施の形態１における塗布に関する膜−触媒層接合体製造装置の概略説明図である。
【図１７】本発明の実施の形態２におけるラミネートに関する膜−触媒層接合体製造装置の概略説明図である。
【図１８】本発明の実施の形態３における剥離に関する膜−触媒層接合体製造装置の概略説明図である。
【図１９】本発明の実施の形態４の平面吸引乾燥機に関する膜−触媒層接合体製造装置の概略説明図である。
【図２０】多孔質基体として通気度の異なる材質を用いた場合の、吸引圧力と第１多孔質基体および高分子電解質膜における吸着性および塗布シワの測定結果を表した図である。
【図２１】多孔質基体として通気度の異なる材質を用いた場合の、通気度と吸引圧力との関係を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３９】
図１６は、本発明の実施の形態１における塗布に関する膜−触媒層接合体製造装置の概略説明図である。吸引ロール７の周壁には、第１の多孔質基体を１周分隙間無く貼り付けた。供給ロール１１には、図１あるいは図６で示したようなシート状の高分子電解質膜に少なくとも一方面に形状保持フィルムあるいは第２の多孔質基体が付いた高分子フィルム１０が巻回されている。この供給ロール１１から引き出された高分子フィルム１０の一端部は径が３００ｍｍの吸引ロール７に懸架された後、巻き取りロール１５に巻回されている。その際、図１あるいは図６で示したシート状の高分子電解質膜が供給される場合は、第２の多孔質基体供給ロール１２より第２の多孔質基体となるシートを高分子電解質膜のキャリアシートとして供給される。形状保持フィルムや多孔質基体シートが付いている高分子フィルム１０より、フィルムや多孔質基体が剥離装置１３によって連続的に剥離され、図３や図９で示したシート状の高分子電解質膜となって、塗布部以降に供給される。
【００４０】
高分子電解質膜１としては、フッ素系や炭化水素系など従来から用いられている多種多様な高分子電解質膜を用いることができる。例えば、高分子電解質膜１として、パーフルオロカーボンスルホン酸からなる高分子電解質膜（例えば、米国ＤｕＰｏｎｔ社製のＮａｆｉｏｎ（登録商標）、旭硝子（株）製のＦｌｅｍｉｏｎ（登録商標）、旭化成（株）製のＡｃｉｐｌｅｘ（登録商標）など）を使用することができる。高分子電解質膜１は、通常、非常に薄く且つ少しの湿気でも変形し易い部材である。
【００４１】
触媒インクは、白金系金属触媒を担持したカーボン微粒子を溶媒で混合したインクである。金属触媒としては、例えば、プラチナ、ルテニウム、ロジウムおよびおよびイリジウムなどを用いることができる。カーボン粉末としては、カーボンブラック、ケッチェンブラックおよびおよびアセチレンブラックなどを用いることができる。溶媒としては、水、エタノール、ｎ−プロパノールおよびｎ−ブタノールなどのアルコール系、並びに、エーテル系、エステル系およびおよびフッ素系などの有機溶剤を用いることができる。白金系金属触媒インクの溶媒を乾燥することで、金属触媒を坦持したカーボン粉末を主成分とする第１および第２の触媒層４を形成することができる。
【００４２】
（実施の形態１）
第１の多孔質基体として、クリーンペーパー１００ｇ／ｍ２を１周分隙間無く貼り付けた。カソード用の触媒インクは、触媒として平均粒径３ｎｍのＰｔを５０重量％担持した平均粒径５０〜６０ｎｍのカーボンブラック５ｇを用い、これにイオン交換水１０ｇを添加後、パーフルオロカーボンスルホン酸を９１重量％含むエタノール溶液１０ｇと溶剤としてエタノール溶液５ｇを添加して超音波振動を加えながら混合して調整した。この触媒インクを図１６の装置の供給ポンプＰから供給し、ダイ１４から吐出した。第２の多孔質基体としては５０ｇ／ｍ２をキャリアシートとして使用し、図３に示す多孔質基体付きの高分子電解質膜の一方面に進行方向に連続的に塗布した。その際の吸引ロール中の真空圧力は８０ｋＰａを表示した。塗布スピードは０．５ｍ／分の速度で行い、吸引ロールに加熱処理を行い温度５５℃で５分間かけて乾燥し、巻き取りロール１５に巻き回した。
【００４３】
アノード用の触媒インクは、平均粒径２〜３ｎｍのＰｔ−Ｒｕ合金を５０重量％担持させた平均粒径５０〜６０ｎｍのカーボンブラック５ｇを触媒として用い、これにイオン交換水１５ｇを添加した後、パーフルオロカーボンスルホン酸９１重量％含むエタノール溶液１０ｇと溶剤としてエタノール溶液９ｇを添加して超音波振動を加えながら混合して調整した。
【００４４】
図５の中間体を図１６の供給ロール１１に設定し、アノード用触媒インクを図５の中間体の他方面に塗布した。塗布スピードは０．５ｍ／分の速度で行い、その後の熱風乾燥により温度５５℃で５分間かけて乾燥した。
【００４５】
このようにして第１の多孔質基体として目付けの高いクリーンペーパー１００ｇ／ｍ２を使用することで、露呈部位８の吸引漏れを防止することができ、吸引ロール内の圧力を８０ｋＰａまで高めることができた。第２の多孔質基体は特にアノード側を塗布する際に、カソード触媒層が吸引ロールに吸着除去されることを防いでいるが、高分子電解質膜の吸着をより高めるために、第１の多孔質基体の目付けよりも軽く設定し、５０ｇ／ｍ２の多孔質基体を使用して、高分子電解質膜を吸引ロールへしっかり吸着固定することで、塗布時に生じるシワや破れが発生しない。
【００４６】
さらに、第１および第２の多孔質基体として他の好適な材料を、実験により明らかにした。その結果を、図２０および図２１に示す。
【００４７】
図２０は、多孔質基体として通気度の異なる材質を用いた場合の、吸引圧力と第１多孔質基体および高分子電解質膜における、吸着性および塗布シワの測定結果である。図２１は、さらに通気度と吸引圧力との関係について、グラフとして表したものである。
【００４８】
ここで、紙の透気抵抗度測定とも言われる通気度（透気度）は、旭精工（株）製のJIS規格登録済みの装置（王研式試験機）により測定した。
【００４９】
以上の結果により、第１の多孔質基体としては、通気度が１００秒／１００ｍｌ以上２０００秒／１００ｍｌ以下のものが、より好適に高分子電解質膜を吸着固定するとともに、触媒インクの塗布時のシワや破れを防ぐことができることがわかった。
【００５０】
また、通気度が２０００秒／１００ｍｌを超える場合は、第１の多孔質基体のみで、吸引圧力が密閉状態近くに達するため、第１および第２の多孔質基体を介してさらにその上に位置する電解質膜の吸着力が低下する。
【００５１】
なお、第２の多孔質基体としては、通気度が０秒／１００ｍｌ以上１００秒／１００ｍｌ以下のものが、好適であった。
【００５２】
（実施の形態２）
図１７のように、吸引ロール塗布後に形状保持フィルム供給装置１６から形状保持フィルムを供給し、ラミネートロール装置１７a、１７ｂをそれぞれ温度８０℃で加圧をすることで、形状保持フィルムを一方面の高分子電解質膜に熱圧着して貼り付けて、巻き取りロール１５に巻回した。そうすることで、巻き取りロール１５での巻き取り時のシワの発生が抑えることができた。
【００５３】
（実施の形態３）
図１８のように、ラミネートロール装置での形状保持フィルムの熱圧着後に、第２の多孔質基体を巻き取り、巻き取りロール１５に巻回した。そうすることで、巻き取りロール１５での巻き取り時のシワの発生をさらに抑えることができた。
【００５４】
（実施の形態４）
図１９のように、アノードの塗布スピードを１．０ｍ／分のスピードで塗布を行い、吸引ロール後は、平面式吸着乾燥機１９にて、乾燥することで、塗布時のシワの発生を抑制することができた。
【００５５】
（従来の形態）
図１５のように、露呈部位８の部位に継ぎ手ロール２０ａ、２０ｂを付けてカバー２１を設置したが、クリアランス９a、９ｂによる隙間が発生し、吸引ロールの真空圧力は７０ｋＰａにしかならず、カソード、アノードの塗布の際に、吸引ロールによる高分子膜の吸引不足から、膜への塗布の際に生じる膨潤により、シワや破れが生じた。シワがそのまま残った場合は、電池性能に劣化を引き起こす。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明にかかる膜−触媒層接合体の製造方法および製造装置は、高分子電解質膜にシワやたるみが発生することを十分に抑えることができるので、例えば、携帯型電子機器、自動車などの移動体、分散発電システムおよび家庭用のコージェネレーションシステムなどの駆動電源として使用される燃料電池の発電性能を向上させることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１    高分子電解質膜
２    第１の形状保持フィルム
３a，３ｂ    第２の多孔質基体
４    第１の触媒層
５    保護フィルム
６    第１の多孔質基体
７    吸引ロール
８    露呈部位
９a，９b    クリアランス
１０    高分子フィルム
１１    供給ロール
１２    第２の多孔質基体供給ロール
１３    剥離装置
１４    ダイ
１５    巻き取りロール
１６    形状保持フィルム供給装置
１７a，１７b    ラミネートロール装置      
１８    第２の多孔質基体剥離装置
１９    平面式吸着乾燥機
２０a，２０ｂ    継ぎ手ロール
２１    カバー
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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