(57)【要約】【課題】特性が互いに異なる領域を有し、かつ、触媒層との接触が良好な電池用ガス拡散層を提供する。【解決手段】触媒層に接するように積層される電池用ガス拡散層１であって、前記触媒層に接する第１領域１１と、前記触媒層に接し、かつ前記第１領域１１に接する第２領域１２と、を備え、前記第１領域１１及び前記第２領域１２の前記触媒層に接する側の面は、前記第１領域１１と前記第２領域１２との境界Ｂでは境界Ｂに直交する方向Ｄにおいて段差がない、電池用ガス拡散層１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒層に接するように積層される電池用ガス拡散層であって、
前記触媒層に接する第１領域と、前記触媒層に接し、かつ前記第１領域に接する第２領域と、を備え、
前記第１領域及び前記第２領域の前記触媒層に接する側の面は、前記第１領域と前記第２領域との境界では該境界に直交する方向において段差がない、電池用ガス拡散層。
【請求項２】
前記第１領域は前記第２領域よりも疎水性が低い、請求項１に記載の電池用ガス拡散層。
【請求項３】
前記第１領域の前記触媒層に接する側とは反対側の面が前記第２領域に覆われている、請求項１又は２に記載の電池用ガス拡散層。
【請求項４】
第１領域及び前記第２領域の前記触媒層に接する側とは反対側の面に導電性多孔質基材をさらに備える、請求項１〜３のいずれかに記載の電池用ガス拡散層。
【請求項５】
前記導電性多孔質基材は接着層を介して設けられている、請求項４に記載の電池用ガス拡散層。
【請求項６】
触媒層、電解質膜及び触媒層が順次積層された触媒層−電解質膜積層体と、
前記触媒層−電解質膜積層体の両面に積層された一対の電池用ガス拡散層と、を備え、
前記一対の電池用ガス拡散層の少なくとも一方は、請求項１〜５のいずれかに記載の電池用ガス拡散層である、膜−電極接合体。
【請求項７】
剥離シートと、前記剥離シート上に形成された電池用ガス拡散層と、を備えたシート付き電池用ガス拡散層であって、
前記電池用ガス拡散層は、前記剥離シートに接する第１領域と、前記剥離シートに接しかつ前記第１領域に接する第２領域とを備える、シート付き電池用ガス拡散層。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池用ガス拡散層、膜−電極接合体、シート付き電池用ガス拡散層、電池用ガス拡散層の製造方法及び膜−電極接合体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、電解質の両面に電極が配置され、水素と酸素の電気化学反応により発電する電池であり、発電時に発生するのは水のみである。このように従来の内燃機関と異なり、二酸化炭素等の環境負荷ガスを発生しないために次世代のクリーンエネルギーシステムとして普及が見込まれている。その中でも特に固体高分子形燃料電池は、作動温度が低く、電解質の抵抗が少ないことに加え、活性の高い触媒を用いるので小型でも高出力を得ることができ、家庭用コージェネレーションシステム等として実用化されている。
【０００３】
固体高分子形燃料電池は、電解質膜の両面にアノード触媒層及びカソード触媒層が形成された触媒層−電解質膜積層体、及び、この触媒層−電解質膜積層体の各触媒層上にガス拡散層が形成された膜−電極接合体を主な構成要素としている。燃料電池の発電時には、カソード触媒層に水が発生し、発生した水はガス拡散層を通って外部に排出されるが、ガス拡散層中の水が過多になると、ガス透過を阻害するフラッディングが発生する。また、ガス拡散層を通過する水の量は、ガス拡散層の面方向に不均一になることがある。そこで、水分管理のために、親水性等の異なる２つの領域からなるガス拡散層が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図１２に、特許文献１に開示されている燃料電池１１０を示す。特許文献１では、第１領域２１を第２領域２２よりも疎水性を高くすることで、第１領域２１に侵入した水の一部を第２領域２２に移動させることができる。これにより、フラッディングを抑制し、ガス透過性能を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−６５９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、電極１０上に第１領域形成用の混合物を塗布し、乾燥させて第１領域２１を形成し、その後、電極１０上に第２領域形成用の混合物を塗布し、乾燥させて第２領域２２を形成することにより、ガス拡散層２０を製造している。しかし、組成等が異なる第１領域２１及び第２領域２２の厚さを揃えることは非常に困難であるため、第１領域２１と第２領域２２との触媒層３０側の境界（図１２の丸枠内）が溝になったり、境界において段差が生じやすい。よって、ガス拡散層と触媒層とが接触していない部分が生じ、発電性能が低下するといった問題や、当該接触していない部分に水がたまるおそれがあるといった問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、特性が互いに異なる領域を有し、かつ、触媒層との接触が良好な電池用ガス拡散層の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る電池用ガス拡散層は、触媒層に接するように積層される電池用ガス拡散層であって、前記触媒層に接する第１領域と、前記触媒層に接し、かつ前記第１領域に接する第２領域と、を備え、前記第１領域及び前記第２領域の前記触媒層に接する側の面は、前記第１領域と前記第２領域との境界では該境界に直交する方向において段差がない。
【０００９】
本発明に係る電池用ガス拡散層では、第１領域と第２領域との境界に段差がないため、電池用ガス拡散層を触媒層−電解質膜積層体に積層して膜−電極接合体を製造した場合、第１領域及び第２領域の境界も含めて第１領域及び第２領域を触媒層に良好に接触させることができる。よって、電池用ガス拡散層と触媒層との接触不良による膜−電極接合体の発電性能の低下を防止することができる。また、電池用ガス拡散層と触媒層とが接触していない部分に水がたまるといった不都合も生じない。このように、本発明に係る電池用ガス拡散層は、特性が互いに異なる領域を有し、かつ、触媒層との接触が良好である。
【００１０】
上記電池用ガス拡散層では、前記第１領域は前記第２領域よりも疎水性が低いことが好ましい。
【００１１】
上記電池用ガス拡散層では、前記第１領域の前記触媒層に接する側とは反対側の面が前記第２領域に覆われていてもよい。
【００１２】
上記電池用ガス拡散層では、第１領域及び前記第２領域の前記触媒層に接する側とは反対側の面に導電性多孔質基材をさらに備えてもよい。
【００１３】
上記電池用ガス拡散層では、前記導電性多孔質基材は接着層を介して設けられていてもよい。
【００１４】
本発明に係る膜−電極接合体は、触媒層、電解質膜及び触媒層が順次積層された触媒層−電解質膜積層体と、前記触媒層−電解質膜積層体の両面に積層された一対の電池用ガス拡散層と、を備え、前記一対の電池用ガス拡散層の少なくとも一方は、本発明に係る電池用ガス拡散層である。
【００１５】
本発明に係る膜−電極接合体では、電池用ガス拡散層が触媒層と良好に接触することができるので、電池用ガス拡散層と触媒層との接触不良による膜−電極接合体の発電性能の低下を防止することができる。
【００１６】
本発明に係るシート付き電池用ガス拡散層は、剥離シートと、前記剥離シート上に形成された電池用ガス拡散層と、を備えたシート付き電池用ガス拡散層であって、前記電池用ガス拡散層は、前記剥離シートに接する第１領域と、前記剥離シートに接しかつ前記第１領域に接する第２領域とを備える。
【００１７】
本発明に係るシート付き電池用ガス拡散層は、剥離シートを剥がすことにより、本発明に係る電池用ガス拡散層を製造することができる。電池用ガス拡散層の剥離シートが剥離された側の面は平滑であるため、第１領域と第２領域との境界では該境界に直交する方向に段差は生じない。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によって、特性が互いに異なる領域を有し、かつ、触媒層との接触が良好な電池用ガス拡散層を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、本発明の一実施形態に係る電池用ガス拡散層の断面図及び底面図である。
【図２】電池用ガス拡散層の変形例を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る膜−電極接合体の断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は、電池用ガス拡散層を製造する工程を示す断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、電池用ガス拡散層を製造する工程を示す断面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、膜−電極接合体製造する工程を示す断面図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、電池用ガス拡散層の変形例を示す断面図及び底面図である。
【図８】（ａ）〜（ｅ）は、他の変形例に係る電池用ガス拡散層を製造する工程を示す断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、他の変形例に係る電池用ガス拡散層を製造する工程を示す断面図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、実施例に係る電池用ガス拡散層の断面図である。
【図１１】実施例に係る電池用ガス拡散層の部分断面画像である。
【図１２】従来の燃料電池の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る電池用ガス拡散層及び膜−電極接合体の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００２１】
（電池用ガス拡散層及び膜−電極接合体の構成）
図１（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、本発明の一実施形態に係る電池用ガス拡散層１の断面図及び底面図である。後述するように、電池用ガス拡散層１は、膜−電極接合体の触媒層（図３）に接するように積層される。電池用ガス拡散層１の形状は特に限定されないが、本実施形態では、矩形の平板状であり、電池用ガス拡散層１の触媒層に接する側の面を底面とする。
【００２２】
電池用ガス拡散層１は、第１領域１１と、第２領域１２と、を備える。第１領域１１及び第２領域１２は、電池用ガス拡散層１の底面側を占める矩形平板状の部材であり、互いに隣接している。すなわち、電池用ガス拡散層１が触媒層に積層された場合、第１領域１１は、触媒層に接する。また、第２領域１２も、触媒層に接し、かつ、第１領域１１に接する。第１領域１１及び第２領域１２の厚みは、特に限定されないが、１μｍ〜３００μｍ程度が好ましく、２０μｍ〜２５０μｍ程度がより好ましい。また、第１領域１１と第２領域１２との厚み方向の境界Ｂは、走査型電子顕微鏡等の画像で確認可能である。第１領域１１及び第２領域１２の厚みが５μｍより小さい場合は、電池用ガス拡散層としての強度が不足し、ハンドリング性を損なうおそれがあり、３００μｍより大きい場合はガス拡散特性、水管理特性を損なうおそれがある。
【００２３】
第１領域１１及び第２領域１２は、親疎水性、ガス拡散性等の何らかの特性が互いに異なる領域である。本実施形態では、電池用ガス拡散層１内の水分管理のために、第１領域１１及び第２領域１２の親疎水性を互いに異ならせており、第１領域１１は第２領域１２よりも疎水性が低い。触媒層のうち、水分の発生量が比較的少ない部分に第１領域１１を接触させ、水分の発生量が比較的多い部分に第２領域１２を接触させることにより、電池用ガス拡散層１内の水分の不均一を抑え、フラッディングを防止することができる。
【００２４】
さらに、本実施形態では、第１領域１１及び第２領域１２の触媒層に接する側の面（すなわち、図１（ｂ）に示す電池用ガス拡散層１の底面）は、第１領域１１と第２領域１２との境界Ｂでは境界Ｂに直交する方向Ｄにおいて段差がない。方向Ｄとは、より具体的には、底面視で境界Ｂを表している境界線Ｂ１に直交する方向である。言い換えると、第１領域１１の触媒層に接する側の面と、第２領域１２の触媒層に接する側の面とが面一になっている。
【００２５】
なお、本発明において、「段差がない」とは、電池用ガス拡散層と触媒層とが良好に接触できない程度の段差（例えば１０μｍ以上の段差）がないことを意味する。そのため、触媒層との接触に影響のない段差は許容される。また、本実施形態では、境界線Ｂ１が直線状であるが、境界線Ｂ１は蛇行状や曲線状であってもよい。境界線Ｂ１が曲線状である場合、「境界Ｂに直交する方向」とは、境界線Ｂ１上の任意の点における法線の方向を意味する。
【００２６】
これにより、電池用ガス拡散層１は、第１領域１１及び第２領域１２の触媒層側の境界も含めて第１領域及び第２領域が触媒層と良好に接触する。よって、電池用ガス拡散層１と触媒層との接触不良による膜−電極接合体５の発電性能の低下を防止することができる。また、電池用ガス拡散層１と触媒層とが接触していない部分に水がたまるといった不都合も生じない。
【００２７】
電池用ガス拡散層１の第１領域１１及び第２領域１２は、導電性炭素材料及び高分子重合体を含む。導電性炭素材料としては、例えば、導電性炭素粒子、導電性炭素繊維等が挙げられる。
【００２８】
導電性炭素粒子は、導電性を有する炭素材であれば特に限定されず、公知又は市販の材料を広く使用できる。例えば、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、ランプブラック等のカーボンブラック；黒鉛；活性炭等を１種又は２種以上で用いることができる。
【００２９】
導電性炭素粒子の平均粒子径（算術平均粒子径）は、カーボンブラックの場合は通常５ｎｍ〜２００ｎｍ程度が好ましく、２０ｎｍ〜８０ｎｍ程度がより好ましく、黒鉛、活性炭の場合は１μｍ〜１００μｍ程度が好ましく、３μｍ〜５０μｍ程度がより好ましい。この導電性炭素粒子の平均粒子径は、粒子径分布測定装置等により測定する。
【００３０】
導電性炭素繊維としては、例えば、気相成長法炭素繊維（ＶＧＣＦ（登録商標））、カーボンナノチューブ、カーボンナノカップ、カーボンナノウォール等が挙げられる。その他、比較的大きな平均繊維径を有する導電性炭素繊維として、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等も使用できる。これらの導電性炭素繊維は、１種又は２種以上を使用することができる。気相成長法炭素繊維（ＶＧＣＦ）、カーボンナノチューブ、カーボンナノウォールの平均繊維径は、５０ｎｍ〜４００ｎｍが好ましく、１００ｎｍ〜２５０ｎｍ程度がより好ましい。平均繊維長は、５μｍ〜５０μｍ程度が好ましく、１０μｍ〜２０μｍ程度がより好ましい。平均アスペクト比は、およそ１０〜５００程度が好ましい。ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維の平均繊維径は、３μｍ〜３０μｍが好ましく、５μｍ〜２０μｍ程度がより好ましい。平均繊維長は、３０μｍ〜１０００μｍ程度が好ましく、１００μｍ〜３００μｍ程度がより好ましい。平均アスペクト比は、およそ５〜５０程度が好ましい。なお、導電性炭素繊維の繊維径、繊維長及びアスペクト比は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等により測定した画像等により測定する。
【００３１】
高分子重合体としては、公知の材料を使用することができる。具体的には、ポリ酢酸ビニル樹脂、スチレン−アクリル共重合樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、アクリル・ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂、等が挙げられる。また、酸変性ポリオレフィン樹脂、塩素化ポリオレフィン樹脂等の変性ポリオレフィン樹脂等も使用することができる。これらの高分子重合体は、単独で用いてもよいし、２種類以上を組み合わせてもよい。これらのうち、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、変性ポリオレフィン樹脂等の接着樹脂を使用し、隣接する部材との接着性をさらに向上させることも可能である。
【００３２】
また、第１領域１１及び第２領域１２へ撥水性を付与するため、フッ素樹脂等の撥水性樹脂を使用することも可能である。フッ素樹脂は、フッ素を含有し、重量平均分子量が１０万〜１０００万程度のポリマーであれば特に限定されない。フッ素樹脂としては、公知又は市販のものを使用できる。例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＰＶＤＦ−ＨＦＰ）、パーフルオロアルコキシ樹脂（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ＰＦＡ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等が挙げられる。
【００３３】
第１領域１１及び第２領域１２において、上記各成分の配合割合は、例えば、導電性炭素材料１００質量部に対して、高分子重合体５質量部〜２００質量部が好ましく、４０質量部〜１００質量部がより好ましい。
【００３４】
第１領域１１及び第２領域１２の特性を異ならせる方法として、
・導電性炭素材料と撥水性樹脂との比率、
・導電性炭素粒子の粒径、
・導電性炭素粒子の黒鉛化度、
・導電性炭素繊維の添加量、
・撥水性樹脂の撥水性、
・発泡剤の添加量
の少なくともいずれか異ならせる方法を採用することができる。また、これらの方法に加えて、第１領域１１及び／又は第２領域１２に親水性材料又は疎水性材料を加えてもよい。親水性材料としては、例えば、高分子電解質（Ｎａｆｉｏｎ等のフッ素系や炭化水素系）；シリカ、アルミナ等の酸化物等が挙げられる。疎水性材料としては、例えばＰＴＦＥ粒子等が挙げられる。
【００３５】
また、第１領域１１及び第２領域１２に添加される発泡剤としては、特定限定されることなく、第１領域１１及び第２領域１２に気孔を形成することができるものであればよい。例えば、加熱により分解して発泡する加熱発泡剤が好適に使用できる。
【００３６】
加熱発泡剤としては８０℃以上、特に１２０〜２５０℃程度の分解温度を有する化合物が好ましい。発泡剤の発生ガス量は限定的ではなく、通常５０〜５００ｍｌ／ｇ程度、好ましくは２００〜３００ｍｌ／ｇ程度である。平均粒径も限定的ではなく、通常、１〜５０μｍ程度、好ましくは２〜５μｍ程度である。加熱発泡剤としては、上記分解温度を有する公知の有機系発泡剤、無機系発泡剤等を広く使用できる。
【００３７】
有機系発泡剤としては、具体的には、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、４，４’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）、ヒドラゾジカルボンアミド（ＨＤＣＡ）が使用できる。中でも、低温発泡性を有するアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、４，４’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）を使用することが好ましい。この場合、発泡剤の発泡温度を低下させるために、発泡助剤として、尿素系助剤を使用することができる。
【００３８】
無機系発泡剤としては、炭酸水素ナトリウムを使用することができる。
【００３９】
このような発泡剤を用いることで、第１領域１１及び／又は第２領域１２の気孔率を大きくすることができる。
【００４０】
なお、
・導電性炭素粒子の粒径
・導電性炭素繊維の添加量
・発泡剤の添加量
の少なくともいずれかを異ならせることにより、第１領域１１及び第２領域１２のガス拡散性を異ならせることができる。また、第１領域１１及び第２領域１２の疎水性を異ならせる場合、
・導電性炭素材料と撥水性樹脂との比率、
・導電性炭素粒子の黒鉛化度、
・撥水性樹脂の撥水性
の少なくともいずれかを異ならせることが好ましい。
【００４１】
また、第１領域１１及び第２領域１２の疎水性は、第１領域１１及び第２領域１２の接触角によって測定することができる。接触角は、自動接触角測定器（協和界面科学株式会社製「ＦＡＣＥ  ＣＡ−Ｘ」等）を用い、１μＬ程度の水の液滴を第１領域１１及び第２領域１２に滴下し、３０秒後の接触角を観測することにより求められる。
【００４２】
第１領域１１及び第２領域１２の接触角は、９０°〜１６０°程度が好ましく、１００°〜１５０°程度がより好ましい。また、第１領域１１が第２領域１２よりも疎水性が低い場合、第１領域１１の接触角が第２領域１１の接触角よりも低く、その差は５°〜４０°程度が好ましく、１０°〜３０°程度がより好ましい。
【００４３】
図２は、本実施形態の変形例に係る電池用ガス拡散層１ａを示す断面図である。電池用ガス拡散層１ａは、第１領域１１及び第２領域１２に加え、接着層１３と、導電性多孔質基材１４と、を備えてもよい。導電性多孔質基材１４は、第１領域１１及び第２領域１２の触媒層に接する側とは反対側の面に、接着層１３を介して設けられている。導電性多孔質基材１４の上面は、電池用ガス拡散層１の上面をなしている。
【００４４】
接着層１３は、接着性を有する樹脂を含んでいれば特に限定されない。そのような接着性を有する樹脂として、変性ポリオレフィン樹脂又は導電性高分子を含有する接着剤が好ましい。また、接着性を有する樹脂として変性ポリオレフィン樹脂を含有する接着剤を用いる場合、接着層１３は、上述の導電性炭素材料をさらに含有することが好ましい。
【００４５】
変性ポリオレフィン樹脂を構成するポリオレフィン樹脂は、オレフィン成分を樹脂全体の５０モル％以上、特に８０モル％以上含有する樹脂であり、オレフィン成分としては、例えば、エチレン、プロピレン、イソブチレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン等の炭素数２〜６のオレフィン類等が挙げられ、これらの混合物を用いてもよい。この中で、エチレン、プロピレン、イソブチレン、１−ブテン等の炭素数２〜４のオレフィンが好ましく、エチレン及びプロピレンがより好ましい。変性ポリオレフィン樹脂を構成するポリオレフィン樹脂は、上記した成分からなる単独重合体であってもよいし、上記した成分の２種以上からなる共重合体であってもよい。変性ポリオレフィン樹脂を構成するポリオレフィン樹脂が共重合体である場合、ランダム共重合体及びブロック共重合体のいずれでもよく、結晶性及び非晶性のいずれでもよい。さらに、変性ポリオレフィン樹脂を構成するポリオレフィン樹脂は、単独のポリオレフィン樹脂からなっていてもよいし、２種以上のポリオレフィン樹脂からなっていてもよい。
【００４６】
変性ポリオレフィン樹脂の変性の種類としては、酸変性ポリオレフィン樹脂を使用することが好ましい。このような酸変性ポリオレフィン樹脂としては、カルボン酸変性ポリオレフィン樹脂が好ましい。変性に用いられる化合物（酸）としては、例えば、（メタ）アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、クロトン酸等が挙げられる。変性に用いられる化合物（酸）として不飽和カルボン酸を用いる場合、不飽和カルボン酸は、塩、酸無水物、エステル（特にハーフエステル）、アミド（特にハーフアミド）等の誘導体になっていてもよい。なかでもアクリル酸又はそのエステル、メタクリル酸又はそのエステル、（無水）マレイン酸等が好ましく、アクリル酸又はそのエステル、無水マレイン酸等がより好ましい。また、不飽和カルボン酸は、ポリオレフィン樹脂中に共重合されていればよく、その形態は限定されるものではない。使用する酸変性ポリオレフィン樹脂は、これらの化合物（酸）のうち単独の化合物（酸）で変性されたポリオレフィン樹脂でもよいし、２種以上の化合物（酸）で変性されたポリオレフィン樹脂でもよい。これらの酸変性ポリオレフィン樹脂としては、特に制限はなく、公知又は市販の材料を使用できる。また、これらの酸変性ポリオレフィン樹脂は、単独で用いてもよいし、２種類以上を組み合わせてもよい。なお、本発明において、「（メタ）アクリル酸」とは、「アクリル酸」又は「メタクリル酸」を意味する。また、「（無水）マレイン酸」とは、「マレイン酸」又は「無水マレイン酸」を意味する。
【００４７】
変性ポリオレフィン樹脂としては、上記した酸変性ポリオレフィン樹脂以外にも、塩素化ポリオレフィン樹脂、アルコール性水酸基を有する変性ポリオレフィン樹脂等を使用することもできる。アルコール性水酸基を有する変性ポリオレフィン樹脂としては、特に制限されず、例えば、ポリオレフィン主鎖に少なくとも１つのアルコール性水酸基を有する変性ポリオレフィン樹脂等が挙げられる。ポリオレフィン主鎖に結合した水酸基の数としては、特に制限されず、例えば高分子中の極性の指標である水酸基価で好ましくは２０〜６０程度、より好ましくは３０〜５０程度が挙げられる。当該水酸基価は、ＪＩＳ Ｋ １５５７−１（２００７）に規定された方法に準拠して測定する。アルコール性水酸基を有する変性ポリオレフィン樹脂は、ポリオレフィン主鎖の末端に水酸基を有することが好ましい。
【００４８】
また、導電性高分子としては、導電性高分子：ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリ(p-フェニレンスルフィド)、ポリ(p-フェニレンビニレン)等が挙げられる。
【００４９】
なお、接着層１３を介さずに、導電性多孔質基材１４を、第１領域１１及び第２領域１２の触媒層に接する側とは反対側の面に設けてもよい。
【００５０】
導電性多孔質基材１４としては、酸化剤ガスを第１領域１１及び第２領域１２を介して触媒層へ良好に拡散させるために、導電性を有し、多孔質なものである限り特に限定されず、公知又は市販の材料を使用することができる。例えば、カーボンペーパー、カーボンクロス、カーボンフェルト等が挙げられる。
【００５１】
導電性多孔質基材１４の厚みは、５０μｍ〜１０００μｍ程度が好ましく、１００μｍ〜４００μｍ程度がより好ましい。
【００５２】
導電性多孔質基材１４は、金属メッシュ、金属発泡体等からなる多孔質金属体であってもよい。多孔質金属体を用いることにより、導電性が一段と向上する。多孔質金属体に用いる金属としては、ニッケル、パラジウム、銀、ステンレススチール等を用いることができる。また、耐食性及び導電性を向上するために、上記金属メッシュ及び金属発泡体表面にめっき処理を行ってもよい。めっきの材質は、特に制限されず、白金、ルテニウム、ロジウム、タングステン、タンタル、金等の金属又はこれらの合金；カーボン；エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の耐食性樹脂とカーボンとの複合体等が挙げられる。これらの中でも、高耐食性の観点から、金が好ましい。
【００５３】
導電性多孔質基材１４は、予め撥水処理が施された基材であることが好ましい。これにより、さらに一段と、導電性多孔質基材１４の撥水性を向上させることができる。
【００５４】
撥水処理としては、例えば、上記の導電性多孔質基材１４をフッ素系樹脂等が分散した水分散体中に浸漬する方法等が挙げられる。フッ素系樹脂としては、上述した樹脂等が挙げられる。なお、この際には、水中にフッ素系樹脂を分散させるために、上述した分散剤を用い、フッ素系樹脂及び水系分散剤を含む水系懸濁液を使用することが好ましい。
【００５５】
水分散体中のフッ素系樹脂の含有量は、例えば、水１００質量部に対して、１質量部〜３０質量部程度が好ましく、２質量部〜２０質量部程度がより好ましい。
【００５６】
図３は、本発明の一実施形態に係る膜−電極接合体５の断面図である。膜−電極接合体５は、触媒層２、電解質膜３及び触媒層２が順次積層された触媒層−電解質膜積層体４と、触媒層−電解質膜積層体４の両面に積層された一対の電池用ガス拡散層１ａと、を備える。電池用ガス拡散層１ａは、膜−電極接合体５の触媒層２に接するように積層される。
【００５７】
なお、図３に示す膜−電極接合体５では、図２に示す電池用ガス拡散層１ａを用いているが、図１に示す電池用ガス拡散層１を用いてもよい。
【００５８】
図３に示す触媒層２は、触媒を含有していればよく、例えば、炭素粒子に触媒粒子を担持させたものを用いてもよい。さらに触媒層２は、触媒の他に高分子重合体を含有してもよい。
【００５９】
触媒としては、例えば、白金や白金合金等が挙げられる。白金合金としては、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、コバルト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。なお、通常は、触媒層に含まれる触媒は白金である。
【００６０】
炭素粒子は、導電性を有しているものであればよく、公知又は市販のものを広く使用できる。例えば、カーボンブラックや、黒鉛、活性炭等を１種又は２種以上で用いることができる。カーボンブラックの例としては、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、ランプブラック等を挙げることができる。炭素粒子の算術平均粒子径は、カーボンブラックの場合は通常５ｎｍ〜２００ｎｍ程度、好ましくは２０ｎｍ〜８０ｎｍ程度であり、黒鉛、活性炭の場合は１μｍ〜１００μｍ程度、好ましくは３μｍ〜５０μｍ程度である。この炭素粒子の平均粒子径は、粒子径分布測定装置等により測定する。
【００６１】
高分子重合体としては、公知の材料を使用できる。具体的には、イオン伝導性高分子、ポリ酢酸ビニル樹脂、スチレン−アクリル共重合樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、アクリル・ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。これらの高分子重合体は、単独で用いてもよいし、２種類以上を組み合わせてもよい。
【００６２】
また、イオン伝導性高分子としては、例えば、フッ素系イオン伝導性高分子、より具体的には、パーフルオロカーボンスルホン酸（ＰＦＳ）ポリマー等が挙げられる。電気陰性度の高いフッ素原子を導入することで、化学的に非常に安定し、スルホン酸基の解離度が高く、高いイオン伝導性が実現できる。このようなイオン伝導性高分子電解質の具体例としては、デュポン社製の「Ｎａｆｉｏｎ」（登録商標）、旭硝子（株）製の「Ｆｌｅｍｉｏｎ」（登録商標）、等が挙げられる。イオン伝導性高分子電解質含有溶液中に含まれるイオン伝導性高分子電解質の濃度は、通常５質量％〜６０質量％程度、好ましくは２０質量％〜４０質量％程度である。
【００６３】
触媒層２の厚みは、例えば、通常１μｍ〜１００μｍ程度が好ましく、２μｍ〜５０μｍ程度がより好ましい。
【００６４】
なお、触媒層２には、撥水剤として、フッ素樹脂等の他、非ポリマー系フッ素材料であるフッ化ピッチ、フッ化カーボン、フッ化黒鉛等を添加することもできる。
【００６５】
図３に示す電解質膜３は、水素イオン伝導性や水酸化物イオン伝導性の電解質膜であればよく、水素イオン伝導性電解質膜や水酸化物イオン伝導性電解質膜等の公知又は市販の電解質膜を使用できる。水素イオン伝導性電解質膜の具体例としては、例えば、デュポン社製の「Ｎａｆｉｏｎ」（登録商標）膜、旭硝子（株）製の「Ｆｌｅｍｉｏｎ」（登録商標）膜、旭化成（株）製の「Ａｃｉｐｌｅｘ」（登録商標）膜、ゴア（Ｇｏｒｅ）社製の「Ｇｏｒｅ  Ｓｅｌｅｃｔ」（登録商標）膜等が挙げられる。また、水酸化物イオン伝導性電解質膜の具体例としては、炭化水素系の電解質膜として、旭化成（株）製の「Ａｃｉｐｌｅｘ」（登録商標）Ａ−２０１，２１１，２２１等、トクヤマ（株）製のネオセプタ（登録商標）ＡＭ−１、ＡＨＡ等を挙げることができ、フッ素樹脂系の電解質膜として、東ソー（株）製のトスフレックス（登録商標）ＩＥ−ＳＦ３４，ＦｕＭＡ−Ｔｅｃｈ社製のｆｕｍａｐｅｍ（登録商標）ＦＡＡ等を挙げることができる。
【００６６】
電解質膜３の膜厚は、通常１５μｍ〜２５０μｍ程度が好ましく、２０μｍ〜１５０μｍ程度がより好ましい。
【００６７】
なお、電解質膜３の平面視の大きさは、触媒層２と同一であってもよいし、触媒層２よりも一回り大きくてもよい。
【００６８】
（電池用ガス拡散層及び膜−電極接合体の製造方法）
続いて、本実施形態に係る電池用ガス拡散層及び膜−電極接合体の製造方法について説明する。
【００６９】
本実施形態に係る電池用ガス拡散層の製造方法は、剥離シート上に、第１領域を形成するための第１領域用組成物及び第１領域に接する第２領域を形成するための第２領域用組成物を塗布し、乾燥して、前記第１領域及び前記第２領域を備える電池用ガス拡散層を製造する工程と、前記剥離シートを前記電池用ガス拡散層から剥離する工程と、を備える。また、本実施形態に係る膜−電極接合体は、触媒層、電解質膜及び触媒層を順次積層して触媒層−電解質膜積層体を製造する工程と、前記触媒層−電解質膜積層体の両面に一対の電池用ガス拡散層を積層する工程と、を備え、前記一対の電池用ガス拡散層の少なくとも一方は、本実施形態に係る製造方法によって製造された電池用ガス拡散層であり、前記剥離シートが剥離された側の面が前記触媒層に接するように積層される。
【００７０】
以下、これらの製造方法の具体例について説明する。図４及び図５は、それぞれ図１に示す電池用ガス拡散層１及び図２に示す電池用ガス拡散層１ａの製造方法を示し、図６は、図３に示す膜−電極接合体５の製造方法を示す。
【００７１】
まず、図４（ａ）に示すように、少なくとも一方面６ａが平滑である剥離シート６を用意し、第１領域用組成物１１１をダイ塗工するためのダイヘッド７を一方面６ａに対向させる。
【００７２】
第１領域用組成物１１１は、導電性炭素材料、高分子重合体及び溶剤を含む。第１領域用組成物１１１に含まれる導電性炭素材料及び高分子重合体は、上述した第１領域１１に含まれるものと同一である。第１領域用組成物１１１に含まれる溶剤は、特に限定されるものではなく、例えば、水の他、公知又は市販のアルコール類、ケトン類、芳香族炭化水素類、エステル類、他の有機溶媒を使用することができ、例えば、炭素数１〜５程度の１価又は多価のアルコール類、総炭素数が３〜６程度のケトン類、炭素数が６〜１０程度の芳香族炭化水素類、総炭素数が３〜６程度のエステル類、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド等が挙げられる。具体的には、水、メタノール、エタノール、１−プロパノール、イソプロピルアルコール、１−ブタノール、１−ペンタノール；エチレングリコール；メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン；トルエン；酢酸エチル；Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド等が挙げられる。
【００７３】
剥離シート６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、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、ポリプロピレン等の高分子フィルムを挙げることができる。また、剥離シート６として、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）、テトラフルオロエチレン−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）等のフッ素樹脂フィルムを用いることができる。その他、アルミニウム箔、銅箔、ニッケル箔等の金属箔を使用することも可能である。これらの中でも、加工適性や入手のしやすい高分子フィルムが好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレンやポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリイミドのフィルムなどを挙げることができる。剥離シート６の厚さは特に限定されないが、２．５μｍ〜２００μｍとすることが好ましい。また、剥離シート６の一方面６ａに離型層が形成されていてもよい。上記離型層は特に限定されるものではなく、シート上にプラズマ処理、シリコーンコーティング、フッ素コーティング等を行うことで得られる。
【００７４】
続いて、図４（ｂ）に示すように、剥離シート６の一方面６ａ上に第１領域用組成物１１１を塗布する。
【００７５】
続いて、図４（ｃ）に示すように、第２領域用組成物１１２をダイ塗工するためのダイヘッド７を、一方面６ａ上の第１領域用組成物１１１に隣接した領域に対向させる。
【００７６】
本実施形態において、第２領域用組成物１１２は、導電性炭素材料、高分子重合体及び溶剤を含む。また、第２領域用組成物１１２に含まれる導電性炭素材料、高分子重合体及び溶剤の材料は、第１領域用組成物１１１と同一のものを用いることができる。一方、第１領域用組成物１１１及び第２領域用組成物１１２を乾燥させた第１領域１１及び第２領域１２の親疎水性が異なるように、例えば、導電性炭素粒子の粒径や、導電性炭素粒子の黒鉛化度、等を第１領域用組成物１１１と第２領域用組成物１１２とで異ならせている。
【００７７】
続いて、図４（ｄ）に示すように、剥離シート６の一方面６ａ上に第１領域用組成物１１１に接するように第２領域用組成物１１２を塗布する。
【００７８】
その後、第１領域用組成物１１１及び第２領域用組成物１１２を乾燥させて、図４（ｅ）に示すように、剥離シート６上に形成された第１領域１１及び第２領域１２を備える電池用ガス拡散層１が製造される。
【００７９】
その後、剥離シート６を剥がすことにより、図１に示す電池用ガス拡散層１を製造することができる。ここで、剥離シート６の一方面６ａが平滑であるため、電池用ガス拡散層１の剥離シート６が剥離された側の面（底面）も平滑になる。そのため、第１領域１１と第２領域１２との境界Ｂでは境界Ｂに直交する方向Ｄに段差は生じない。
【００８０】
なお、本実施形態では、第１領域１１は第２領域１２よりも疎水性が低い。また、第１領域１１及び第２領域１２は、厚みが互いに等しいことが好ましい。しかし、第１領域１１及び第２領域１２の剥離シート６と接する側とは反対側の面が、第１領域１１と第２領域１２との境界ｂと直交する方向ｄにおいて多少の段差がある程度に、第１領域１１及び第２領域１２の厚みが異なっていてもよい。
【００８１】
なお、図４（ａ）〜（ｄ）に示す工程では、第１領域用組成物１１１を形成した後、第２領域用組成物１１２を形成していたが、第２領域用組成物１１２を形成した後、第１領域用組成物１１１を形成してもよい。また、第１領域用組成物１１１を形成し、乾燥した後、第２領域用組成物１１２を形成し、乾燥してもよいし、第２領域用組成物１１２を形成し、乾燥した後、第１領域用組成物１１１を形成し、乾燥してもよい。あるいは、第１領域用組成物１１１及び第２領域用組成物１１２を同時に形成してもよい。
【００８２】
また、図４（ａ）〜（ｄ）に示す工程では、ダイヘッド７による塗布によって第１領域用組成物１１１及び第２領域用組成物１１２を剥離シート６上に形成していたが、マスキングやスクリーン印刷によって第１領域用組成物１１１及び第２領域用組成物１１２を形成してもよい。
【００８３】
さらに、図２に示す電池用ガス拡散層１ａを製造する場合は、図４（ｅ）に示す状態から、図５（ａ）に示すように、第１領域１１及び第２領域１２の剥離シート６と接する側とは反対側の面に接着層１３を塗布する。これにより、第１領域１１、第２領域１２及び接着層１３を備えた電池用ガス拡散層１ｂが形成される。
【００８４】
その後、図５（ｂ）に示すように、接着層１３と導電性多孔質基材１４とを対向させて、電池用ガス拡散層１ｂを導電性多孔質基材１４に転写する。これにより、図５（ｃ）に示すように、剥離シート６上に、第１領域１１と、第２領域１２と、接着層１３と、導電性多孔質基材１４と、を備える電池用ガス拡散層１ａが形成される。ここで、導電性多孔質基材１４への転写時の圧力により、第１領域１１及び第２領域１２の剥離シート６と接する側とは反対側の面における段差は解消される。なお、電池用ガス拡散層１ｂが導電性多孔質基材１４よりも平面視の面積が大きい場合、電池用ガス拡散層１ｂの周縁部をカットしてから、電池用ガス拡散層１ｂを導電性多孔質基材１４に転写してもよい。
【００８５】
その後、剥離シート６を剥がすことにより、図２に示す電池用ガス拡散層１ａを製造することができる。なお、電池用ガス拡散層１ｂを導電性多孔質基材１４に転写する前に、剥離シート６を剥がしてもよい。
【００８６】
なお、上記の製造方法において、電池用ガス拡散層１ｂを接着層１３を介して導電性多孔質基材１４に転写する代わりに、電池用ガス拡散層１ｂ上に多孔質層を塗布等により形成してもよい。この場合、第１領域１１、第２領域１２及び多孔質層を備える電池用ガス拡散層を製造することができる。この多孔質層は、導電性炭素材料及び高分子重合体を含み、導電性炭素材料及び高分子重合体として、上述の材料と同一のものを用いることができる。
【００８７】
また、本実施形態では、剥離シート６と、剥離シート６上に形成された電池用ガス拡散層１ａ、１ｂ又は１とを含む構成（図４（ｅ）、図５（ａ）、図５（ｃ））を、シート付き電池用ガス拡散層と称する。
【００８８】
続いて、図６（ａ）に示すように、触媒層２、電解質膜３及び触媒層２を順次積層して触媒層−電解質膜積層体４を製造する。
【００８９】
続いて、図６（ｂ）に示すように、一対の電池用ガス拡散層１ａを触媒層−電解質膜積層体４の両面に配置し、電池用ガス拡散層１ａの剥離シート６が剥離された側の面（底面）と触媒層２とを対向させる。そして、触媒層−電解質膜積層体４の両面に電池用ガス拡散層１ａを積層することにより、図３に示す膜−電極接合体５が製造される。
【００９０】
上述のように、電池用ガス拡散層１ａの剥離シート６が剥離された側の面は平滑であるため、触媒層２と良好に接触することができる。電池用ガス拡散層１ａと触媒層２との接触不良による膜−電極接合体５の発電性能の低下を防止することができる。
【００９１】
なお、本実施形態では、触媒層−電解質膜積層体４の両面に本実施形態に係る電池用ガス拡散層１ａを積層したが、触媒層−電解質膜積層体４の少なくとも一方面に電池用ガス拡散層１ａ又は１を積層してもよい。すなわち、触媒層−電解質膜積層体４の一方面に電池用ガス拡散層１ａ又は１を積層し、触媒層−電解質膜積層体４の他方面に公知の電池用ガス拡散層を積層してもよい。
【００９２】
（他の変形例）
図７（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態の他の変形例に係る電池用ガス拡散層１’の断面図及び底面図である。本変形例では、上述の実施形態におけるものと同一の部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９３】
電池用ガス拡散層１’は、図１（ａ）に示す電池用ガス拡散層１と同様、触媒層に接するように積層されるものであり、図７（ａ）に示すように、第１領域１１と、第２領域１２’とを備える。電池用ガス拡散層１’は、第１領域１１の前記触媒層に接する側とは反対側の面が第２領域１２’に覆われている点で、電池用ガス拡散層１と相違している。
【００９４】
第１領域１１の厚みは、例えば５μｍ〜１５０μｍ程度が好ましく、第２領域１２’の厚みは、１０μｍ〜３００μｍ程度が好ましい。また、第１領域１１と第２領域１２’が積層されている部分における第１領域１１と第２領域１２’の厚みの比（第１領域１１の厚み／第２領域１２’の厚み）は０．２５〜４が好ましい。厚みの比が０．２５より小さい、又は４より大きい場合、第１領域１１と第２領域１２’を異なる領域とした特性を発揮しないおそれがある。
【００９５】
本変形例では、第２領域１２’の一部で第１領域１１を覆うことで、第１領域１１と第２領域１２’とを、容易に隙間なく隣接させることが可能である。すなわち、第１領域１１あるいは第２領域１２を所望の位置に塗工して第１領域１１と第２領域１２とを隙間なく隣接させるために、塗工装置のヘッド等の高い位置あわせの精度を必要とせず、簡便に隙間なく隣接させることが可能である。
【００９６】
電池用ガス拡散層１’においても、図７（ｂ）に示すように、第１領域１１及び第２領域１２’の触媒層に接する側の面（すなわち、電池用ガス拡散層１’の底面）は、第１領域１１と第２領域１２’との境界Ｂでは境界Ｂに直交する方向Ｄにおいて段差がない。これにより、電池用ガス拡散層１’の底面は触媒層と良好に接触することができ、電池用ガス拡散層１’を備える膜−電極接合体の発電性能の低下を防止することができる。また、電池用ガス拡散層１’と触媒層とが接触していない部分に水がたまるといった不都合も生じない。
【００９７】
続いて、図７に示す電池用ガス拡散層１’の製造方法の具体例について説明する。
【００９８】
まず、図８（ａ）に示すように、２つの剥離シート６，６１を用意し、剥離シート６１を剥離シート６の平滑な一方面６ａ上の一部に重ね合わせる。剥離シート６１は、材質が剥離シート６と同様のものを用いることができる。剥離シート６１を重ね合わせる一方面６ａ上の領域は、後述する第１領域用組成物１１１が形成されない領域である。
【００９９】
そして、第１領域用組成物１１１を一方面６ａ上に供給し、アプリケータ８を用いて塗布する。これにより、図８（ｂ）に示すように、表面が平坦な第１領域用組成物１１１が剥離シート６の一方面６ａ及び剥離シート６１上に塗布される。
【０１００】
続いて、図８（ｃ）に示すように、剥離シート６１を除去する。このとき、剥離シート６１上に形成された第１領域用組成物１１１も除去される。
【０１０１】
続いて、第２領域用組成物１１２’を、第１領域用組成物１１１及び一方面６ａ上に供給し、アプリケータ８を用いて塗布する。第２領域用組成物１１２’の材料は、図４（ｃ）及び（ｄ）に示す第２領域用組成物１１２と同一である。これにより、図８（ｄ）に示すように、表面が平坦な第２領域用組成物１１２’が第１領域用組成物１１１の剥離シート６と接する側とは反対側の面を覆うように塗布される。
【０１０２】
その後、第１領域用組成物１１１及び第２領域用組成物１１２’を乾燥させて、図８（ｅ）に示すように、剥離シート６上に第１領域１１と及び第２領域１２’を備える電池用ガス拡散層１’が製造される。
【０１０３】
その後、剥離シート６を剥がすことにより、図７に示す電池用ガス拡散層１’が製造される。ここで、剥離シート６の一方面６ａが平滑であるため、電池用ガス拡散層１’の剥離シート６が剥離された側の面（底面）も平滑になる。そのため、第１領域１１と第２領域１２’との境界Ｂでは境界Ｂに直交する方向Ｄに段差は生じない。
【０１０４】
なお、接着層１３及び導電性多孔質基材１４をさらに設ける場合は、図８（ｅ）に示す状態から、図９（ａ）に示すように、電池用ガス拡散層１’（すなわち第１領域１１及び第２領域１２）の剥離シート６と接する側とは反対側の面に接着層１３を塗布する。これにより、第１領域１１、第２領域１２’及び接着層１３を備えた電池用ガス拡散層１ｂ’が形成される。
【０１０５】
その後、図９（ｂ）に示すように、接着層１３と導電性多孔質基材１４とを対向させて、電池用ガス拡散層１ｂ’を導電性多孔質基材１４に転写する。これにより、図９（ｃ）に示すように、剥離シート６上に、第１領域１１と、第２領域１２’と、接着層１３と、導電性多孔質基材１４と、を備える電池用ガス拡散層１ａ’が形成される。なお、電池用ガス拡散層１ｂ’が導電性多孔質基材１４よりも平面視の面積が大きい場合、電池用ガス拡散層１ｂ’の周縁部をカットしてから、電池用ガス拡散層１ｂ’を導電性多孔質基材１４に転写してもよい。
【０１０６】
その後、剥離シート６を剥がすことにより、第１領域１１と、第２領域１２’と、接着層１３と、導電性多孔質基材１４と、を備える電池用ガス拡散層１ａ’を製造することができる。
【０１０７】
以上、本発明の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、本発明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り、実施形態に開示された構成を適宜組み合わせて得られる形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【実施例】
【０１０８】
以下に、電池用ガス拡散層の実施例について説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【０１０９】
まず、図８（ａ）〜（ｅ）に示す工程に従い、剥離シート６上に電池用ガス拡散層１’を製造した。具体的には、第１領域用組成物１１１は、カーボンブラック１０．０質量部、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）６０．０質量部、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）の１０ｗｔ％ＭＥＫ溶液５０．０質量部を、メディア分散により調合した。図８（ｂ）に示すように、この第１領域用組成物１１１を、重ね合わせた剥離シート６，６１上に約２２０μｍの厚みとなるように塗布し、その後、図８（ｃ）に示すように、剥離シート６１を除去した。第２領域用組成物１１２’は、カーボンブラック９．０質量部、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）５４．０質量部、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）の１０ｗｔ％ＭＥＫ溶液６７．５質量部、発泡剤４．５質量部を、メディア分散により調合した。発泡剤として、熱分解型発泡剤（平均粒子径４μｍ）を用いた。このように調合した第２領域用組成物１１２’を、図８（ｄ）に示すように、第１領域用組成物１１１の剥離シート６と接する側とは反対側の面を覆うように約４５０μｍの厚みとなるように塗布した。その後、第１領域用組成物１１１及び第２領域用組成物１１２’を、９５℃で１５分間乾燥させ、図８（ｅ）に示すように、剥離シート６上に形成された電池用ガス拡散層１’（シート付き電池用ガス拡散層）を製造した。乾燥後の厚みは、第１領域用組成物１１１と第２領域用組成物１１２’とが重なっている部分、及び第２領域用組成物１１２’のみの部分が、ともに約５０μｍであった。
【０１１０】
その後、電池用ガス拡散層１’から剥離シート６を剥離して、２７０℃に設定した焼成炉中で約１時間焼成することにより発泡剤を焼失させ、図１０（ａ）に示すように、単体の電池用ガス拡散層１’を形成した。さらに、図１０（ｂ）に示すように、電池用ガス拡散層１’の周縁部をカットした。
【０１１１】
そして、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、電池用ガス拡散層１’の断面及び底面の画像を取得した。図１１（ａ）は、電池用ガス拡散層１’の断面のうち、第１領域１１と第２領域１２’との境界Ｂを含む部分（図１０（ｂ）の破線枠）の画像である。また、図１１（ｂ）は、電池用ガス拡散層１’の底面のうち、境界Ｂを含む部分の画像である。
【０１１２】
図１１（ａ）において、引き出し線で示す部分が境界Ｂであり、図１１（ｂ）において、矢印で示す部分が境界Ｂであり、引き出し線で示す部分が底面視で境界Ｂを表している境界線Ｂ１である。図１１（ａ）及び（ｂ）において、境界Ｂの左側が第１領域１１であり、境界Ｂの右側が第２領域１２である。図１１（ａ）から、底面の境界Ｂにおいて段差がないことが確認できた。
【符号の説明】
【０１１３】
１    電池用ガス拡散層
１’  電池用ガス拡散層
１ａ  電池用ガス拡散層
１ａ’  電池用ガス拡散層
１ｂ    電池用ガス拡散層
１ｂ’  電池用ガス拡散層
２    触媒層
３    電解質膜
４    触媒層−電解質膜積層体
５    膜−電極接合体
６    剥離シート
６ａ  一方面
６１  剥離シート
７    ダイヘッド
８    アプリケータ
１１  第１領域
１２  第２領域
１２’  第２領域
１３  接着層
１４  導電性多孔質基材
２１  第１領域
２２  第２領域
１１１  第１領域用組成物
１１２  第２領域用組成物
１１２’  第２領域用組成物
Ｂ    境界
Ｄ    直交する方向
【図１】
2017033898.tif 000003
【図２】
2017033898.tif 000004
【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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