復(fù)合膜的制造裝置以及制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種在涂敷時(shí)以及之后的整個(gè)搬送中能夠抑制薄膜的變形的復(fù)合膜的制造裝置以及制造方法。從電解質(zhì)膜開卷輥(12)送出帶底膜的電解質(zhì)膜，利用第一壓輥(11)在使電解質(zhì)膜的第二面吸附在吸附輥(20)上的狀態(tài)剝離底膜。將剝離掉底膜的電解質(zhì)膜吸附支撐在吸附輥(20)上的狀態(tài)下由吸附輥(20)搬送電解質(zhì)膜，并且，向電解質(zhì)膜的第一面涂敷電極油墨來(lái)形成電極油墨層，向電極油墨層噴出熱風(fēng)使其干燥，以形成觸媒層。然后，在與吸附輥(20)接近配置的第二壓輥(51)的外周面與電解質(zhì)膜的第一面抵接支撐的狀態(tài)，第三壓輥(52)向電解質(zhì)膜的第二面按壓貼合支撐膜，以制造出膜-觸媒層接合體。
【專利說(shuō)明】復(fù)合膜的制造裝置以及制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在帶狀的薄膜上形成功能層而成的復(fù)合膜、例如燃料電池的膜-觸媒層接合體的制造裝置以及制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，作為汽車、家庭用、便攜電話等的驅(qū)動(dòng)電源，燃料電池備受關(guān)注。燃料電池是通過(guò)燃料含有的氫(H2)和空氣中的氧(02)的電化學(xué)反應(yīng)來(lái)產(chǎn)生電力的發(fā)電系統(tǒng)，具有發(fā)電效率高且環(huán)境污染少的優(yōu)點(diǎn)。
[0003]作為燃料電池，因使用的電解質(zhì)的不同而存在幾個(gè)種類，而作為其中之一，存在使用了作為電解質(zhì)的離子交換膜(電解質(zhì)膜)的固體高分子型燃料電池(PEFC=Polymerelectrolyte fuel cell)。固體高分子型燃料電池能夠在常溫下工作以及小型輕量化,所以期待被用于汽車或便攜設(shè)備。
[0004]在固體高分子型燃料電池的單元(cell)中使用的膜-觸媒層接合體(CCM:Catalyst-coated membrane)是在電解質(zhì)的薄膜的兩面形成作為功能層的觸媒層而成的復(fù)合膜。通過(guò)在該膜-觸媒層接合體的兩側(cè)配置氣體擴(kuò)散層、隔膜(Separator)，來(lái)構(gòu)成單位單元。該膜-觸媒層接合體通過(guò)將電極油墨(電極膏)涂敷在電解質(zhì)膜的表面來(lái)制作，其中，電極油墨是將含有鉬(Pt)的觸媒分散到酒精等溶媒中而形成的。但是，電解質(zhì)膜具有容易吸收在電極油墨中含有的溶媒和環(huán)境中的水分而產(chǎn)生膨潤(rùn)或收縮這樣的性質(zhì)。因此，在涂敷電極油墨并進(jìn)行干燥時(shí)，存在電解質(zhì)膜產(chǎn)生褶皺或小孔(pinhole)這樣的問(wèn)題。當(dāng)電解質(zhì)膜產(chǎn)生褶皺或小孔時(shí)，導(dǎo)致燃料電池的發(fā)電性能下降。
[0005]為了解決上述問(wèn)題，在專利文獻(xiàn)I中公開了如下技術(shù)，即，利用吸引加熱輥來(lái)吸引電解質(zhì)膜并進(jìn)行搬送，對(duì)涂布在該電解質(zhì)膜上的電極油墨立即進(jìn)行加熱干燥，來(lái)抑制電解質(zhì)膜的變形。另外，在專利文獻(xiàn)2中還公開了如下技術(shù)，S卩，向吸附在輥上的電解質(zhì)膜噴涂電極油墨，利用由輥進(jìn)行的加熱來(lái)對(duì)該電極油墨進(jìn)行干燥。進(jìn)而，在專利文獻(xiàn)3中公開了如下技術(shù)，即，將在一個(gè)面上貼付有形狀保持膜而成的電解質(zhì)膜懸架在支撐輥(Backuproller)上，在該電解質(zhì)膜的另一個(gè)面上涂布觸媒油墨，在觸媒油墨干燥后，在形成有觸媒層的電解質(zhì)膜的另一個(gè)面上也貼付形狀保持膜，由此來(lái)防止電解質(zhì)膜產(chǎn)生褶皺。
[0006]專利文獻(xiàn)I JP特開2001-70863號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2 JP特開2004-351413號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)3 JP特開2011-165460號(hào)公報(bào)
[0009]但是，在專利文獻(xiàn)I以及專利文獻(xiàn)2公開的技術(shù)中，由于在利用輥吸附了電解質(zhì)膜的狀態(tài)下涂敷電極油墨，所以雖然能夠防止涂敷時(shí)的電解質(zhì)膜的由膨潤(rùn)引起的變形，但是，在涂敷后從輥剝離了電解質(zhì)膜時(shí)，因吸收電極油墨的溶媒以及干燥油墨而有可能產(chǎn)生膨潤(rùn)或收縮。另外，在專利文獻(xiàn)3公開的技術(shù)中，由于將電解質(zhì)膜僅懸架在支撐輥上，所以在涂敷使用了膨潤(rùn)的程度大的溶劑的電極油墨的情況下，有可能在涂敷時(shí)電解質(zhì)膜從形狀保持膜偏移而發(fā)生變形。即，在上述所有文獻(xiàn)中，在制造膜-觸媒層接合體時(shí)電解質(zhì)膜有可能產(chǎn)生變形。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而提出的，其目的在于，提供一種在涂敷時(shí)及以后的整個(gè)搬送中能夠抑制薄膜的變形的復(fù)合膜的制造裝置以及制造方法。
[0011]為了解決上述問(wèn)題，技術(shù)方案I的發(fā)明為在帶狀的薄膜上形成有功能層的復(fù)合膜的制造裝置，其特征在于，具有:
[0012]吸附輥，利用外周面吸附支撐所述薄膜，
[0013]涂敷單元，在由所述吸附輥吸附支撐并搬送的所述薄膜的一個(gè)面上涂敷涂敷液，
[0014]干燥單元，以覆蓋所述吸附輥的外周面的一部分的方式設(shè)置，用于使在所述薄膜的一個(gè)面上涂敷的所述涂敷液干燥來(lái)形成所述功能層，
[0015]貼付單元，在形成有所述功能層的所述薄膜的另一個(gè)面上貼合帶狀的第一支撐構(gòu)件；
[0016]所述貼付單元具有第一輥，所述第一輥與所述吸附輥相接觸或接近配置，并能夠與所述薄膜的一個(gè)面抵接來(lái)支撐所述薄膜，在所述第一輥的外周面上抵接支撐有所述薄膜的一個(gè)面的狀態(tài)下，在所述薄膜的另一個(gè)面上貼合所述第一支撐構(gòu)件。
[0017]另外，技術(shù)方案2的發(fā)明是如技術(shù)方案I所述的復(fù)合膜的制造裝置，其特征在于，
[0018]所述貼付單元具有第二輥，所述第二輥與所述第一輥相接觸或接近配置，并能夠向在由所述第一輥的外周面抵接支撐的所述薄膜的另一個(gè)面按壓所述第一支撐構(gòu)件。
[0019]另外，技術(shù)方案3的發(fā)明是如技術(shù)方案2所述的復(fù)合膜的制造裝置，其特征在于，該制造裝置還具有剝離單元，該剝離單元從在一個(gè)面上貼合有帶狀的第二支撐構(gòu)件的所述薄膜剝離所述第二支撐構(gòu)件，
[0020]所述剝離單元具有第三輥，在所述吸附輥上吸附著所述薄膜的另一個(gè)面的狀態(tài)下，所述第三輥剝離所述第二支撐構(gòu)件。
[0021]另外，技術(shù)方案4的發(fā)明是如技術(shù)方案I所述的復(fù)合膜的制造裝置，其特征在于，所述干燥單元被分割為多個(gè)干燥區(qū)，
[0022]所述多個(gè)干燥區(qū)的干燥溫度從搬送所述薄膜的搬送方向的上游側(cè)向下游側(cè)依次變高。
[0023]另外，技術(shù)方案5的發(fā)明是如技術(shù)方案4所述的復(fù)合膜的制造裝置，其特征在于，
[0024]所述干燥單元至少在所述搬送方向的最上游側(cè)具有隔熱區(qū)。
[0025]另外，技術(shù)方案6的發(fā)明是如技術(shù)方案I所述的復(fù)合膜的制造裝置，其特征在于，該制造裝置還具有輔助干燥單元，該輔助干燥單元對(duì)由所述貼付單元貼合了所述第一支撐構(gòu)件的所述薄膜進(jìn)行加熱。
[0026]另外，技術(shù)方案7的發(fā)明是如技術(shù)方案I所述的復(fù)合膜的制造裝置，其特征在于，所述涂敷單元具有狹縫噴嘴，該狹縫噴嘴具有狹縫狀的吐出口。
[0027]另外，技術(shù)方案8的發(fā)明是如技術(shù)方案I所述的復(fù)合膜的制造裝置，其特征在于，該制造裝置還具有用于冷卻所述吸附輥的冷卻單元。
[0028]另外，技術(shù)方案9的發(fā)明是如技術(shù)方案I所述的復(fù)合膜的制造裝置，其特征在于，該制造裝置還具有向所述吸附輥的外周面噴出空氣的噴出單元。
[0029]另外，技術(shù)方案10的發(fā)明是如技術(shù)方案I所述的復(fù)合膜的制造裝置，其特征在于，所述涂敷單元進(jìn)行向所述薄膜斷續(xù)地涂敷涂敷液的間歇涂敷。
[0030]另外，技術(shù)方案11的發(fā)明是如技術(shù)方案3所述的復(fù)合膜的制造裝置，其特征在于，所述貼付單元將所述剝離單元所剝離的所述第二支撐構(gòu)件作為所述第一支撐構(gòu)件來(lái)貼合在所述薄膜的另一個(gè)面上。
[0031]另外，技術(shù)方案12的發(fā)明是如技術(shù)方案I至技術(shù)方案11中任一項(xiàng)所述的復(fù)合膜的制造裝置，其特征在于，所述薄膜是燃料電池用的電解質(zhì)膜，
[0032]所述涂敷液是電極膏。
[0033]另外，技術(shù)方案13的發(fā)明是在帶狀的薄膜上形成有功能層的復(fù)合膜的制造方法，其特征在于，包括:
[0034]吸附支撐工序，在吸附輥的外周面上吸附支撐所述薄膜，
[0035]涂敷工序，在由所述吸附輥吸附支撐并搬送的所述薄膜的一個(gè)面上涂敷涂敷液；
[0036]干燥工序，使在所述薄膜的一個(gè)面上涂敷的所述涂敷液干燥來(lái)形成所述功能層；
[0037]貼付工序，在形成有所述功能層的所述薄膜的另一個(gè)面上貼合帶狀的第一支撐構(gòu)件，
[0038]在所述貼付工序中，在第一輥的外周面上抵接支撐有所述薄膜的一個(gè)面的狀態(tài)下，在所述薄膜的另一個(gè)面貼合所述第一支撐構(gòu)件，其中，所述第一輥與所述吸附輥相接觸或接近配置，并能夠與所述薄膜的一個(gè)面抵接來(lái)支撐所述薄膜。
[0039]另外，技術(shù)方案14的發(fā)明是如技術(shù)方案13所述的復(fù)合膜的制造方法，其特征在于，在所述貼付工序中，利用第二輥向由所述第一輥的外周面抵接支撐的所述薄膜的另一個(gè)面按壓貼合所述第一支撐構(gòu)件。
[0040]另外，技術(shù)方案15的發(fā)明是如技術(shù)方案14所述的復(fù)合膜的制造方法，其特征在于，該制造方法還具有剝離工序，在所述剝離工序中，從在一個(gè)面上貼合有帶狀的第二支撐構(gòu)件的所述薄膜剝離所述第二支撐構(gòu)件。
[0041]另外，技術(shù)方案16的發(fā)明是如技術(shù)方案13所述的復(fù)合膜的制造方法，其特征在于，所述涂敷工序進(jìn)行向所述薄膜斷續(xù)地涂敷涂敷液的間歇涂敷。
[0042]另外，技術(shù)方案17的發(fā)明是如技術(shù)方案15所述的復(fù)合膜的制造方法，其特征在于，在所述貼付工序中，將在所述剝離工序剝離的所述第二支撐構(gòu)件作為所述第一支撐構(gòu)件來(lái)貼合在所述薄膜的另一個(gè)面上。
[0043]另外，技術(shù)方案18的發(fā)明是如技術(shù)方案13至技術(shù)方案17中任一項(xiàng)所述的復(fù)合膜的制造方法，其特征在于，所述薄膜是燃料電池用的電解質(zhì)膜，
[0044]所述涂敷液是電極膏。
[0045]根據(jù)技術(shù)方案I至技術(shù)方案12的發(fā)明，向由吸附輥吸附支撐并搬送的薄膜的一個(gè)面涂敷涂敷液，在與吸附輥相接觸或接近的第一輥的外周面上抵接支撐有薄膜的一個(gè)面的狀態(tài)下，向薄膜的另一個(gè)面貼合第一支撐構(gòu)件，因此，在涂敷涂敷液時(shí)以及之后，薄膜由吸附輥、第一輥以及第一支撐構(gòu)件連續(xù)地支撐，在涂敷時(shí)以及之后的整個(gè)搬送中能夠抑制薄膜的變形。
[0046]尤其是，根據(jù)技術(shù)方案3的發(fā)明，在吸附輥上吸附有薄膜的另一個(gè)面的狀態(tài)下，從一個(gè)面剝離第二支撐構(gòu)件，因此能夠在復(fù)合膜的整個(gè)一系列的制造工序中抑制薄膜的變形。
[0047]尤其是，根據(jù)技術(shù)方案4的發(fā)明，多個(gè)干燥區(qū)的干燥溫度從搬送薄膜的搬送方向的上游側(cè)向下游側(cè)依次變高，因此所涂敷的涂敷液被漸漸干燥，能夠防止由急劇的干燥引起在功能層上產(chǎn)生裂紋。
[0048]尤其是，根據(jù)技術(shù)方案5的發(fā)明，干燥單元至少在搬送方向的最上游側(cè)具有隔熱區(qū)，因此能夠防止由熱空氣漏出引起的涂敷不良。
[0049]尤其是，根據(jù)技術(shù)方案6的發(fā)明，由于具有對(duì)貼合有第一支撐構(gòu)件的薄膜進(jìn)行加熱的輔助干燥單元，所以能夠使涂敷液充分干燥。
[0050]尤其是，根據(jù)技術(shù)方案8的發(fā)明，由于具有對(duì)吸附輥進(jìn)行冷卻的冷卻單元，所以能夠防止吸附輥的蓄熱并防止在涂敷時(shí)涂敷液急劇干燥。
[0051]根據(jù)技術(shù)方案13至技術(shù)方案18的發(fā)明，向由吸附輥吸附支撐并搬送的薄膜的一個(gè)面涂敷涂敷液，在與吸附輥相接觸或接近的第一輥的外周面上抵接支撐有薄膜的一個(gè)面的狀態(tài)下，向薄膜的另一個(gè)面貼合第一支撐構(gòu)件，因此，在涂敷涂敷液時(shí)以及之后，薄膜由吸附輥、第一輥以及第一支撐構(gòu)件連續(xù)地支撐，在涂敷時(shí)以及之后的整個(gè)搬送中能夠抑制薄膜的變形。
[0052]尤其是，根據(jù)技術(shù)方案15的發(fā)明，由于從在一個(gè)面上貼合有帶狀的第二支撐構(gòu)件的薄膜剝離第二支撐構(gòu)件，所以能夠抑制在復(fù)合膜的整個(gè)一系列的制造工序中抑制薄膜的變形。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0053]圖1是表示本發(fā)明的復(fù)合膜的制造裝置的整體概略結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0054]圖2是圖1的制造裝置的側(cè)視圖。
[0055]圖3是表示吸附輥以及干燥爐的結(jié)構(gòu)的圖。
[0056]圖4是吸附輥以及干燥爐的主視圖。
[0057]圖5是表示在圖1的制造裝置中制造膜-觸媒層接合體的順序的流程圖。
[0058]圖6是表示利用第一壓棍(press roller)剝離底膜(Back sheet)并使電解質(zhì)膜吸附在吸附輥上的樣子的圖。
[0059]圖7是表示在電解質(zhì)膜上間歇地涂敷有電極油墨的狀態(tài)的圖。
[0060]圖8是間歇地涂敷有電極油墨的電解質(zhì)膜的剖視圖。
[0061]圖9是形成有觸媒層的電解質(zhì)膜的剖視圖。
[0062]圖10是利用第二壓輥以及第三壓輥在電解質(zhì)膜上貼付支撐膜的樣子的圖。
[0063]圖11是第二實(shí)施方式的復(fù)合膜的制造裝置的側(cè)視圖。
[0064]圖12是在第二實(shí)施方式中從電解質(zhì)膜開卷輥展開的帶底膜的電解質(zhì)膜的剖視圖。
[0065]圖13是在與觸媒層對(duì)應(yīng)的相反面間歇地涂敷有電極油墨的電解質(zhì)膜的剖視圖。
[0066]圖14是在兩面形成有觸媒層的電解質(zhì)膜的剖視圖。
[0067]圖15是貼合有支撐膜的電解質(zhì)膜的剖視圖。
[0068]圖16是第三實(shí)施方式的復(fù)合膜的制造裝置的側(cè)視圖。
[0069]圖17是在第一面上層疊有觸媒層的電解質(zhì)膜的第二面上貼合有支撐膜的電解質(zhì)膜的剖視圖。
[0070]其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:
[0071]1、la、Ib 制造裝置
[0072]2電解質(zhì)膜
[0073]5膜-觸媒層接合體
[0074]6 底膜
[0075]7支撐膜
[0076]9觸媒層
[0077]10剝離部
[0078]11第一壓輥
[0079]12電解質(zhì)膜開卷輥
[0080]14底膜卷取輥
[0081]20吸附輥
[0082]21 吸引口
[0083]22水冷管
[0084]30、130涂敷噴嘴
[0085]35、135涂敷液供給機(jī)構(gòu)
[0086]40干燥爐
[0087]41、42、43 干燥區(qū)
[0088]44、45 隔熱區(qū)
[0089]49追加干燥爐
[0090]50貼付部
[0091]51第二壓輥
[0092]52第三壓輥
[0093]55支撐膜開卷輥
[0094]56接合體卷取輥
[0095]60空氣噴出部
[0096]70圖像處理單元
[0097]90控制部

【具體實(shí)施方式】
[0098]下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0099]〈1.第一實(shí)施方式>
[0100]圖1是表示本發(fā)明的復(fù)合膜的制造裝置I的整體概略結(jié)構(gòu)的立體圖。另外，圖2是圖1的制造裝置I的側(cè)視圖。該復(fù)合膜的制造裝置I為如下裝置:在帶狀的薄膜即電解質(zhì)膜2的表面上涂敷電極油墨(電極膏)，并使該電極油墨干燥而在電解質(zhì)膜2上形成作為功能層的觸媒層(電極)，從而制造固體高分子型燃料電池用的膜-觸媒層接合體5。此夕卜，在圖1以及之后的各圖中，為了明確它們的方向關(guān)系，適當(dāng)標(biāo)注了將Z軸方向作為鉛垂方向、將XY平面作為水平面的XYZ正交坐標(biāo)系。另外，在圖1以及之后的各圖中，為了便于理解，根據(jù)需要而夸大或簡(jiǎn)化描述各部的尺寸以及數(shù)量。
[0101]制造裝置I主要具有:從電解質(zhì)膜2剝離底膜6的剝離部10、對(duì)電解質(zhì)膜2進(jìn)行吸附支撐并搬送的吸附輥20、在電解質(zhì)膜2的表面涂敷電極油墨的涂敷噴嘴30、對(duì)所涂敷的電極油墨進(jìn)行加熱來(lái)使其干燥的干燥爐40、在經(jīng)過(guò)了干燥工序的電解質(zhì)膜2上貼合支撐膜的貼付部50。
[0102]剝離部10具有第一壓輥11 (第三輥)。另外，制造裝置I具有電解質(zhì)膜開卷輥12、輔助輥13以及底膜卷取輥14。電解質(zhì)膜開卷輥12卷繞有帶底膜6的電解質(zhì)膜2，連續(xù)地送出該帶底膜6的電解質(zhì)膜2。
[0103]作為電解質(zhì)膜2，能夠使用一直以來(lái)在固體高分子型燃料電池的膜-觸媒層接合體中使用的氟類或烴類等高分子電解質(zhì)膜。例如，作為電解質(zhì)膜2，能夠使用含有全氟碳磺酸(perfluorocarbon sulfonic acid)的高分子電解質(zhì)膜(例如美國(guó)DuPont公司制造的Naf1n (注冊(cè)商標(biāo))、旭硝子(株式會(huì)社)制造的Flem1n (注冊(cè)商標(biāo))、旭化成(株式會(huì)社)制造的Aciplex (注冊(cè)商標(biāo))、戈?duì)?Gore)公司制造的Goreselect (注冊(cè)商標(biāo))等)。
[0104]上述的電解質(zhì)膜2具有如下特性，從而極易發(fā)生變形，即，非常薄且機(jī)械強(qiáng)度弱，即使利用大氣中的少量的濕氣也容易發(fā)生膨潤(rùn)，另一方面，當(dāng)濕度變低時(shí)發(fā)生收縮。因此，為了防止電解質(zhì)膜2的變形，在電解質(zhì)膜開卷輥12上作為初始狀態(tài)卷繞有帶底膜6的電解質(zhì)膜2。作為底膜6，能夠使用富有機(jī)械強(qiáng)度且形狀保持功能優(yōu)良的樹脂材料、例如PEN (Polyethylene naphthalate:聚萘二甲酸乙二醇酯)或PET(Polyethyleneterephthalate:聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)的膜。
[0105]在卷繞在電解質(zhì)膜開卷輥12上的初始狀態(tài)的帶底膜6的電解質(zhì)膜2中，電解質(zhì)膜2的膜厚為5 μ m?30 μ m，寬度最大為300mm左右。另外，底膜6的膜厚為25 μ m?100 μ m，其寬度與電解質(zhì)膜2的寬度相同或比其大一些。在第一實(shí)施方式中，在電解質(zhì)膜2的第一面上貼合有底膜6。
[0106]從電解質(zhì)膜開卷輥12送出的帶底膜6的電解質(zhì)膜2懸架在輔助輥13上，并被第一壓輥11按壓在吸附輥20上。第一壓輥11被省略圖示的氣缸接近支撐在與吸附輥20的外周面隔開規(guī)定的間隔的位置上。第一壓輥11和吸附輥20的外周面之間的間隔小于帶底膜6的電解質(zhì)膜2的厚度。因此，在帶底膜6的電解質(zhì)膜2通過(guò)第一壓輥11和吸附輥20之間時(shí)，電解質(zhì)膜2的第二面被按壓在吸附輥20上。第一壓輥11將帶底膜6的電解質(zhì)膜2按壓在吸附輥20上的力通過(guò)由上述的氣缸調(diào)整第一壓輥11和吸附輥20的間隔來(lái)控制。
[0107]第一壓輥11將電解質(zhì)膜2的第二面按壓在吸附輥20上，由此電解質(zhì)膜2被吸附在吸附輥20的外周面上。此時(shí)，底膜6從電解質(zhì)膜2的第一面剝離，并卷取在底膜卷取輥14上。S卩，剝離部10的第一壓輥11具有從帶底膜6的電解質(zhì)膜2上剝離底膜6，并且將電解質(zhì)膜2向吸附輥20按壓來(lái)使其吸附在吸附輥20上的作用。底膜卷取輥14通過(guò)未圖示的馬達(dá)連續(xù)旋轉(zhuǎn)，由此連續(xù)地卷取底膜6，并且，對(duì)從電解質(zhì)膜開卷輥12經(jīng)輔助輥13到達(dá)第一壓輥11的帶底膜6的電解質(zhì)膜2賦予一定的張力。
[0108]吸附輥20是以中心軸沿Y軸方向的方式設(shè)置的圓柱形的構(gòu)件。就吸附輥20的大小而言，例如高度(Y軸方向的長(zhǎng)度)為400mm，直徑為400mm?1600mm。吸附輥20通過(guò)未圖示的馬達(dá)以沿著Y軸方向的中心軸為旋轉(zhuǎn)中心，向圖2中箭頭AR2所示的方向旋轉(zhuǎn)。
[0109]吸附輥20是由多孔碳或多孔陶瓷形成的多孔輥。作為多孔陶瓷，能夠使用例如氧化鋁(A1203)或碳化硅(SiC)的燒結(jié)體。多孔的吸附輥20中的氣孔直徑為5μπι以下，氣孔率在15%?50%的范圍內(nèi)。另外，就吸附輥20的外周面(圓柱的周面)的表面粗糙度而言，Rz(最大高度)在5μπι以下，該值越小越好。進(jìn)而，旋轉(zhuǎn)時(shí)的吸附輥20的全振動(dòng)(從旋轉(zhuǎn)軸至外周面的距離的變動(dòng))在10 μ m以下。
[0110]圖3是表示吸附輥20以及干燥爐40的結(jié)構(gòu)的圖。吸附輥20的上表面及/或底面上設(shè)置有吸引口 21。吸引口 21由圖外的吸引機(jī)構(gòu)(例如排氣泵)吸引而被賦予負(fù)壓。吸附輥20是氣孔率為15%?50%的多孔輥，因此，當(dāng)對(duì)吸引口 21賦予負(fù)壓時(shí)，經(jīng)由內(nèi)部的氣孔在吸附輥20的外周面也均勻地作用有規(guī)定值的負(fù)壓(將周邊空氣向外周面吸引的壓力)。例如，在本實(shí)施方式中，對(duì)吸引口 21賦予90kPa以上的負(fù)壓，在吸附輥20的外周面均勻地作用有1kPa以上的負(fù)壓。由此，吸附輥20能夠在整個(gè)寬度方向(Y軸方向)上均勻地吸附電解質(zhì)膜2。
[0111]另外，在吸附輥20上設(shè)置有多個(gè)水冷管22。水冷管22以在吸附輥20的內(nèi)部循環(huán)的方式以均一的配設(shè)密度設(shè)置。從圖外的供水機(jī)構(gòu)向水冷管22供給被調(diào)節(jié)到規(guī)定溫度的恒溫水。流經(jīng)水冷管22的內(nèi)部的恒溫水被排出到圖外的排液機(jī)構(gòu)。通過(guò)使恒溫水流經(jīng)水冷管22，吸附輥20被冷卻。
[0112]返回到圖1、2，與吸附輥20的外周面相向地設(shè)置有涂敷噴嘴30。涂敷噴嘴30在吸附輥20對(duì)電解質(zhì)膜2的搬送方向上，設(shè)置在第一壓輥11的下游側(cè)。涂敷噴嘴30是在頂端((+X)側(cè)的端部)具有狹縫狀的吐出口的狹縫噴嘴。該狹縫狀的吐出口的長(zhǎng)度方向是Y軸方向。涂敷噴嘴30設(shè)置在狹縫狀的吐出口與吸附輥20的外周面隔開規(guī)定間隔的位置。另外，涂敷噴嘴30通過(guò)未圖示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠調(diào)整相對(duì)吸附輥20的位置以及姿勢(shì)。
[0113]從涂敷液供給機(jī)構(gòu)35向涂敷噴嘴30供給作為涂敷液的電極油墨。在本實(shí)施方式使用的電極油墨含有例如觸媒粒子、離子傳導(dǎo)性電解質(zhì)以及分散劑。作為觸媒粒子，能夠使用公知或市場(chǎng)上銷售的觸媒粒子，只要能夠引起高分子型燃料電池的陽(yáng)極或陰極中的燃料電池反應(yīng)即可，并不特別限定，例如能夠使用鉬(Pt)、鉬合金、鉬化合物等。其中，作為鉬合金，能夠舉出從由例如釕(Ru)、鈀(Pd)、鎳(Ni)、鑰(Mo)、銦(Ir)、鐵(Fe)等構(gòu)成的組中選擇的至少一種金屬和鉬的合金。一般而言，作為陰極用的電極油墨的觸媒粒子使用鉬，作為陽(yáng)極用的電極油墨的觸媒粒子使用上述的鉬合金。
[0114]另外，觸媒粒子也可以是觸媒微粒子擔(dān)載在碳粉上的所謂的擔(dān)載觸媒碳粉。擔(dān)載觸媒碳粉的平均粒子直徑通常為1nm?10nm左右，優(yōu)選為20nm?80nm左右，最優(yōu)選為40nm?50nm左右。擔(dān)載觸媒微粒子的碳粉并不受特別限制，能夠舉出例如槽法碳黑(Channel black)、爐法碳黑(Furnace black)、科琴碳黑(Ketjen black)、乙塊(Acetyleneblack)、燈黑(Lamp black)等碳黑、石墨、活性碳、碳纖維、碳納米管等。這些可以單獨(dú)使用一種，也可以同時(shí)使用兩種以上。
[0115]在上述那樣的觸媒粒子中加入溶媒來(lái)作成能夠從狹縫噴嘴涂敷的膏。作為溶媒，能夠使用水、乙醇、η-丙醇以及η- 丁醇等醇類、醚類、酯類以及氟類等有機(jī)溶劑。
[0116]進(jìn)而，在溶媒中分散觸媒粒子而成的溶液中加入具有離子交換基的高分子電解質(zhì)溶液。作為一例，能夠?qū)?dān)載了 50wt%的鉬的碳黑(田中貴金屬工業(yè)(株式會(huì)社株)制造的“TEC10E50E”)分散到水、乙醇、丙二醇以及高分子電解質(zhì)溶液(美國(guó)DuPont公司制造的Naf1n液“D2020”)來(lái)得到電極油墨。將這樣混合得到的膏作為電極油墨，從涂敷液供給機(jī)構(gòu)35向涂敷噴嘴30供給。
[0117]涂敷液供給機(jī)構(gòu)35具有貯存上述的電極油墨的罐、使該罐和涂敷噴嘴30連通連接的供給配管、以及在該供給配管上設(shè)置的開閉閥等。涂敷液供給機(jī)構(gòu)35既可以通過(guò)持續(xù)打開開閉閥，向涂敷噴嘴30連續(xù)地供給電極油墨，也可以通過(guò)反復(fù)開閉開閉閥，向涂敷噴嘴30斷續(xù)地供給電極油墨。
[0118]從涂敷液供給機(jī)構(gòu)35供給的電極油墨從涂敷噴嘴30涂敷在被吸附輥20吸附支撐并搬送的電解質(zhì)膜2的第一面上。在涂敷液供給機(jī)構(gòu)35連續(xù)地供給電極油墨的情況下，向電解質(zhì)膜2連續(xù)地涂敷電極油墨，在斷續(xù)地供給電極油墨的情況下，向電解質(zhì)膜2間歇地涂敷電極油墨。
[0119]干燥爐40以覆蓋吸附輥20的外周面的一部分的方式設(shè)置。如圖3所示，干燥爐40被分割為3個(gè)干燥區(qū)41、42、43、以及2個(gè)隔熱區(qū)44、45共計(jì)5個(gè)區(qū)。3個(gè)干燥區(qū)41、42、43各自通過(guò)來(lái)自圖外的熱風(fēng)送風(fēng)部的熱風(fēng)送風(fēng)，向吸附輥20的外周面噴出熱風(fēng)。通過(guò)從干燥爐40噴出熱風(fēng)，對(duì)在電解質(zhì)膜2的第一面上涂敷的電極油墨進(jìn)行干燥。
[0120]3個(gè)干燥區(qū)41、42、43各自噴出的熱風(fēng)的溫度不同。3個(gè)干燥區(qū)41、42、43噴出的熱風(fēng)的溫度從吸附輥20對(duì)電解質(zhì)膜2的搬送方向的上游側(cè)向下游側(cè)(在圖3的紙面上沿順時(shí)針?lè)较?依次變高。例如，最上游側(cè)的干燥區(qū)41的熱風(fēng)溫度為室溫?40°C，中間的干燥區(qū)42的熱風(fēng)溫度為40°C?80°C，最下游側(cè)的干燥區(qū)43的熱風(fēng)溫度為50°C?100°C。
[0121]2個(gè)隔熱區(qū)44、45沿電解質(zhì)膜2的搬送方向設(shè)置在干燥區(qū)41、42、43的兩端。隔熱區(qū)44設(shè)置在干燥區(qū)41的上游側(cè)，隔熱區(qū)45設(shè)置在干燥區(qū)43的下游側(cè)。2個(gè)隔熱區(qū)44、45通過(guò)來(lái)自圖外的排氣部的排氣，對(duì)吸附輥20的外周面附近的空氣進(jìn)行吸引。由此，能夠防止從干燥區(qū)41、42、43吹出的熱風(fēng)越過(guò)干燥爐40而流出到吸附輥20的上游側(cè)以及下游側(cè)，并且能夠防止在干燥時(shí)從電極油墨產(chǎn)生的溶媒蒸氣等漏出到干燥爐40的外部。此外，如果至少設(shè)置上游側(cè)的隔熱區(qū)44，則能夠防止發(fā)生因從干燥區(qū)41、42、43吹出的熱風(fēng)流入到涂敷噴嘴30而使吐出口附近干燥引起的涂敷不良。
[0122]圖4是吸附輥20以及干燥爐40的主視圖。在干燥爐40上，在沿著吸附輥20的寬度方向(Y軸方向)的兩端還設(shè)置有吸引部46、47。吸引部46、47與隔熱區(qū)44、45同樣對(duì)周邊空氣進(jìn)行吸引。由此，要從干燥爐40的寬度方向兩端漏出的熱風(fēng)以及溶媒蒸氣等也能夠被吸引回收。
[0123]返回到圖1、2，沿著吸附輥20對(duì)電解質(zhì)膜2的搬送方向，在干燥爐40的下游側(cè)設(shè)置有貼付部50。貼付部50具有第二壓輥51 (第一輥)以及第三壓輥52 (第二輥)。第二壓輥51由省略圖示的氣缸接近支撐在與吸附輥20的外周面隔開規(guī)定的間隔的位置上。第二壓輥51和吸附輥20的外周面之間的間隔小于干燥處理后的電解質(zhì)膜2的厚度(電解質(zhì)膜2和觸媒層的合計(jì)厚度)。因此，在干燥處理后的電解質(zhì)膜2通過(guò)第二壓輥51和吸附輥20之間時(shí)，包含觸媒層的電解質(zhì)膜2的第一面被第二壓輥51按壓。
[0124]第三壓輥52由省略圖示的氣缸接近支撐在與第二壓輥51隔開規(guī)定的間隔的位置上。第三壓輥52和第二壓輥51之間的間隔小于在電解質(zhì)膜2和觸媒層的合計(jì)厚度上又加上后述的支撐膜7的厚度而得到的值。此外，第一壓輥11、第二壓輥51以及第三壓輥52既可以是具有與吸附輥20相同程度的寬度的金屬輥，也可以是樹脂制造的輥。另外，第一壓輥11、第二壓輥51以及第三壓輥52的直徑為適當(dāng)?shù)闹睆健?br> [0125]制造裝置I還設(shè)置有支撐膜開卷輥55以及接合體卷取輥56。支撐膜開卷輥55卷繞有支撐膜7，并能夠連續(xù)地送出該支撐膜7。作為支撐膜7，能夠使用富有機(jī)械強(qiáng)度且形狀保持功能優(yōu)良的樹脂膜、例如PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)或PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)的膜。即，支撐膜7可以使用與底膜6相同的膜，也可以將剝離部10剝離并由底膜卷取輥14卷取的底膜6作為支撐膜7從支撐膜開卷輥55送出。另外，支撐膜7也可以是在上述樹脂膜的一面(與電解質(zhì)膜2的貼合面)涂敷粘接劑而成的單面輕微(粘接力小)粘接月旲。
[0126]從支撐膜開卷輥55送出的支撐膜7懸架在第三壓輥52上。另一方面，干燥處理后的形成有觸媒層的電解質(zhì)膜2由第二壓輥51從吸附輥20剝離并懸架在第二壓輥51上。并且，通過(guò)第二壓輥51以及第三壓輥52，在電解質(zhì)膜2的第二面上按壓貼合支撐膜7。經(jīng)由該工序，制造出帶支撐膜7的膜-觸媒層接合體5。
[0127]帶支撐膜7的膜-觸媒層接合體5由接合體卷取棍56卷取。接合體卷取棍56卷取膜-觸媒層接合體5，并且，對(duì)從吸附輥20剝離并懸架在第二壓輥51上的電解質(zhì)膜2賦予一定的張力。制造裝置I在貼付部50和接合體卷取輥56之間具有追加干燥爐49。由貼付部50貼合有支撐膜7的膜-觸媒層接合體5在通過(guò)追加干燥爐49之后，由接合體卷取輥56卷取。作為追加干燥爐49，能夠使用公知的熱風(fēng)干燥爐。帶支撐膜7的膜-觸媒層接合體5通過(guò)追加干燥爐49的內(nèi)部，從而進(jìn)行觸媒層的最后加工的干燥。
[0128]另外，制造裝置I具有空氣噴出部60?？諝鈬姵霾?0設(shè)置在貼付部50和剝離部10之間?？諝鈬姵霾?0具有向吸附輥20噴出空氣的機(jī)構(gòu)和吸引周邊空氣的機(jī)構(gòu)?？諝鈬姵霾?0噴出的空氣被冷卻到例如5°C左右。此外，空氣噴出部60設(shè)置在貼付部50和剝離部10之間，因此，對(duì)未吸附電解質(zhì)膜2的吸附輥20的外周面噴出空氣。
[0129]通過(guò)空氣噴出部60向吸附輥20噴出被冷卻的空氣，吸附輥20的外周面被冷卻。另外，空氣噴出部60向吸附輥20噴出空氣，并且，通過(guò)吸引周邊的空氣，從而能夠除去在吸附輥20的外周面附著的異物。
[0130]進(jìn)而，制造裝置I具有對(duì)在裝置上設(shè)置的各機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制的控制部90?？刂撇?0的硬件的結(jié)構(gòu)，與一般的計(jì)算機(jī)相同。即，控制部90具有進(jìn)行各種運(yùn)算處理的CPU、存儲(chǔ)基本程序的讀取專用的存儲(chǔ)器即ROM、存儲(chǔ)各種信息的自由讀寫的存儲(chǔ)器即RAM以及存儲(chǔ)控制用軟件和數(shù)據(jù)等的磁盤。通過(guò)控制部90的CPU執(zhí)行規(guī)定的處理程序，對(duì)在制造裝置I設(shè)置的各動(dòng)作機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，進(jìn)行膜-觸媒層接合體5的制造處理。
[0131]接著，對(duì)具有上述結(jié)構(gòu)的復(fù)合膜的制造裝置I中的處理順序進(jìn)行說(shuō)明。圖5是表示在制造裝置I中制造膜-觸媒層接合體5的順序的流程圖。以下說(shuō)明的膜-觸媒層接合體5的制造順序通過(guò)控制部90對(duì)制造裝置I的各動(dòng)作機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制來(lái)進(jìn)行。
[0132]首先，電解質(zhì)膜開卷輥12展開帶底膜6的電解質(zhì)膜2 (步驟SI)。如上所述，用于固體高分子型燃料電池的電解質(zhì)膜2即使因大氣中含有的少量的濕氣也極容易變形，因此，處于在制造電解質(zhì)膜2時(shí)被卷取的階段，貼付有用于保持形狀的帶狀的樹脂膜即底膜6的狀態(tài)。底膜6貼合在電解質(zhì)膜2的第一面上。從電解質(zhì)膜開卷輥12連續(xù)地拉出的帶底膜6的電解質(zhì)膜2懸架在輔助輥13上，并向剝離部10的第一壓輥11送出。
[0133]在剝離部10中，由第一壓輥11將帶底膜6的電解質(zhì)膜2的第二面按壓在吸附輥20上，從而剝離底膜6使電解質(zhì)膜2吸附支撐在吸附輥20上(步驟S2)。換言之，第一壓輥11在電解質(zhì)膜2的第二面被吸附在吸附輥20上的狀態(tài)剝離底膜6。圖6示出由第一壓輥11剝離底膜6并使電解質(zhì)膜2吸附在吸附輥20上的樣子的圖。在第一壓輥11和吸附輥20之間，底膜6從電解質(zhì)膜2剝離，電解質(zhì)膜2吸附在吸附輥20上。
[0134]第一壓輥11以能夠不使強(qiáng)度小的電解質(zhì)膜2變形并使其可靠地吸附在吸附輥20的外周面上的范圍的力，將電解質(zhì)膜2按壓在吸附輥20上。但是，第一壓輥11設(shè)置為與吸附輥20的外周面隔開規(guī)定的間隔接近。第一壓輥11將帶底膜6的電解質(zhì)膜2向吸附輥20按壓的力由該間隔調(diào)整。
[0135]吸附輥20吸附電解質(zhì)膜2的第二面。對(duì)由氣孔率為15%?50%的多孔陶瓷形成的吸附輥20的吸引口 21賦予90kPa以上的負(fù)壓，從而與是否吸附電解質(zhì)膜2無(wú)關(guān)，在吸附輥20的外周面均勻作用有1kPa以上的負(fù)壓。因此，與電解質(zhì)膜2的寬度的大小無(wú)關(guān)，吸附輥20能夠以一定的吸引壓穩(wěn)定地吸附支撐電解質(zhì)膜2。另外，還能夠抑制由吸附輥20的吸附引起的電解質(zhì)膜2的變形。
[0136]另外，就吸附輥20的外周面的表面粗糙度而言，Rz在5μπι以下，并且，吸附輥20的氣孔直徑在5 μ m以下，因此，在電解質(zhì)膜2上難以產(chǎn)生伴隨吸附支撐引起的吸附痕。即，本實(shí)施方式的吸附輥20能夠不會(huì)使具有脆弱的機(jī)械性質(zhì)的電解質(zhì)膜2變形或產(chǎn)生吸附痕而穩(wěn)定地吸附支撐電解質(zhì)膜2。
[0137]如圖6所示，吸附支撐著電解質(zhì)膜2的吸附輥20以沿著Y軸方向的中心軸為旋轉(zhuǎn)中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，由此，剝離掉底膜6的電解質(zhì)膜2被支撐在吸附輥20的外周面上并被搬送。另一方面，從電解質(zhì)膜2剝離掉的底膜6由底膜卷取輥14卷取。
[0138]接著，從涂敷噴嘴30向由吸附輥20吸附支撐并搬送的電解質(zhì)膜2的第一面涂敷電極油墨(步驟S3)。在固體高分子型燃料電池的電解質(zhì)膜2上涂敷的電極油墨含有例如鉬或鉬合金等觸媒粒子、例子傳導(dǎo)性電解質(zhì)以及分散劑。要涂敷的電極油墨既可以用于陰極，也可以用于陽(yáng)極。
[0139]另外，在本實(shí)施方式中，通過(guò)涂敷液供給機(jī)構(gòu)35斷續(xù)地向涂敷噴嘴30供給電極油墨，從而由涂敷噴嘴30對(duì)由吸附輥20吸附支撐并搬送的電解質(zhì)膜2的第一面間歇地進(jìn)行涂敷。圖7是示出向電解質(zhì)膜2間歇地涂敷電極油墨的狀態(tài)的圖。另外，圖8是間歇地涂敷有電極油墨的電解質(zhì)膜2的剖視圖。通過(guò)從涂敷噴嘴30向由吸附輥20吸附支撐并以一定速度搬送的電解質(zhì)膜2斷續(xù)地吐出電極油墨，從而如圖7、8所示，在電解質(zhì)膜2的第一面上以一定間隔不連續(xù)地形成一定尺寸的電極油墨層8。
[0140]旋轉(zhuǎn)時(shí)的吸附輥20的全振動(dòng)在10 μ m以下，并且就吸附輥20的外周面的表面粗糙度而言，Rz在5 μ m以下，因此，旋轉(zhuǎn)的吸附輥20的外周面和涂敷噴嘴30的狹縫狀吐出口之間的間隔幾乎穩(wěn)定在一定值。因此，通過(guò)從涂敷噴嘴30間歇地進(jìn)行涂敷，能夠以高精度形成均一的電極油墨層8。
[0141]在電解質(zhì)膜2的第一面形成的各電極油墨層8的寬度由涂敷噴嘴30的狹縫狀吐出口的寬度規(guī)定。各電極油墨層8的長(zhǎng)度由涂敷噴嘴30的電極油墨吐出時(shí)間和電解質(zhì)膜2的搬送速度(即吸附輥20的旋轉(zhuǎn)速度)規(guī)定。另外，電極油墨層8的厚度(高度)由涂敷噴嘴30的吐出口和電解質(zhì)膜2的第一面之間的距離、電極油墨的吐出流量和電解質(zhì)膜2的搬送速度規(guī)定，例如為ΙΟμπι?300μπι。電極油墨是能夠由涂敷噴嘴30涂敷的膏，具有在電解質(zhì)膜2上能夠維持電極油墨層8的形狀的程度的粘性。
[0142]接著，通過(guò)吸附輥20的旋轉(zhuǎn)，電極油墨層8被搬送到干與燥爐40相向的位置，對(duì)電極油墨層8進(jìn)行干燥處理(步驟S4)。通過(guò)從干燥爐40向電極油墨層8噴出熱風(fēng)來(lái)對(duì)電極油墨層8進(jìn)行干燥處理。通過(guò)噴出熱風(fēng)，電極油墨層8被加熱，使溶媒成分揮發(fā)，從而電極油墨層8被干燥。通過(guò)使溶媒成分揮發(fā)，電極油墨層8被干燥而成為觸媒層9。此外，在本實(shí)施方式中，由于設(shè)置追加干燥爐49來(lái)進(jìn)行最終的加工干燥，所以在干燥爐40中，干燥到油墨不從觸媒層9附著在第二壓輥51上的程度即可。
[0143]圖9是形成有觸媒層9的電解質(zhì)膜2的剖視圖。觸媒層9是擔(dān)載有鉬等觸媒粒子的電極層。觸媒層9是溶媒成分從電極油墨層8揮發(fā)并固化而形成的，所以其厚度比電極油墨層8薄。干燥后的觸媒層9的厚度例如為3 μ m?50 μ m。
[0144]另外，干燥爐40具有3個(gè)干燥區(qū)41、42、43，從它們噴出不同溫度的熱風(fēng)。具體地說(shuō)，在吸附輥20對(duì)電解質(zhì)膜2的搬送方向上，從位于最上游側(cè)的干燥區(qū)41經(jīng)由中間的干燥區(qū)42到最下游側(cè)的干燥區(qū)43，熱風(fēng)溫度依次變高。當(dāng)不分割干燥區(qū)而向剛涂敷后的電極油墨層8立即噴出高溫的熱風(fēng)時(shí)，電極油墨層8會(huì)急劇被干燥而在表面產(chǎn)生裂紋?；蛘撸谖捷?0內(nèi)置加熱器而對(duì)剛涂敷后的電極油墨層8進(jìn)行急劇干燥的情況也同樣。
[0145]在本實(shí)施方式中，將干燥爐40分割為3個(gè)干燥區(qū)41、42、43，并從電解質(zhì)膜2的搬送方向的上游側(cè)向下游側(cè)，使干燥溫度依次變高。即，最上游側(cè)的干燥區(qū)41向剛涂敷后的電極油墨層8噴出比較低溫的熱風(fēng)，而使電極油墨層8稍微升溫。接著，中間的干燥區(qū)42噴出稍微高溫的熱風(fēng)，而使電極油墨層8緩慢干燥。然后，最下游側(cè)的干燥區(qū)43噴出高溫的熱風(fēng)，而使電極油墨層8顯著干燥。這樣，使干燥溫度漸漸變高而使電極油墨層8階段性地干燥，能夠防止干燥處理時(shí)的裂紋的發(fā)生。
[0146]為了防止發(fā)生裂紋并使電極油墨層8適當(dāng)干燥，還需要適當(dāng)管理干燥處理時(shí)間，優(yōu)選為例如約60秒。干燥處理時(shí)間是一個(gè)電極油墨層8通過(guò)3個(gè)干燥區(qū)41、42、43的合計(jì)時(shí)間。例如當(dāng)吸附輥20的直徑為400mm且3個(gè)干燥區(qū)41、42、43覆蓋吸附輥20的外周面的半周時(shí)，其長(zhǎng)度為約628mm。為了在該條件下確保干燥處理時(shí)間為60秒，使電解質(zhì)膜2的搬送速度為10.4mm/秒即可。電解質(zhì)膜2的搬送速度由吸附輥20的旋轉(zhuǎn)速度規(guī)定。
[0147]另外，干燥爐40在電解質(zhì)膜2的搬送方向上在最上游側(cè)具有隔熱區(qū)44，在最下游側(cè)具有隔熱區(qū)45。由此，能夠防止從干燥區(qū)41、42、43吹出的熱風(fēng)越過(guò)干燥爐40而流出到吸附輥20的上游側(cè)以及下游側(cè)。其結(jié)果，能夠防止位于干燥爐40的上游側(cè)的涂敷噴嘴30和位于下游側(cè)的貼付部50不必要地被加熱。
[0148]進(jìn)而，在干燥爐40上，除了隔熱區(qū)44、45外，還設(shè)置有吸引部46、47，由此，能夠防止熱風(fēng)流出到干燥爐40的周圍，并且能夠防止在干燥時(shí)從電極油墨層8揮發(fā)的溶媒的蒸氣等漏出。
[0149]接著，通過(guò)吸附輥20的進(jìn)一步的旋轉(zhuǎn)，干燥后的觸媒層9到達(dá)貼付部50。當(dāng)形成有觸媒層9的電解質(zhì)膜2到達(dá)貼付部50時(shí)，電解質(zhì)膜2從吸附輥20剝離并由第二壓輥51懸架。即，電解質(zhì)膜2的第二面從吸附輥20的外周面剝離，并且，電解質(zhì)膜2的第一面由第二壓輥51的外周面抵接支撐(步驟S5)。此時(shí)，在電解質(zhì)膜2上形成的觸媒層9與第二壓輥51接觸。另一方面，從支撐膜開卷輥55送出的支撐膜7懸架在第三壓輥52上。
[0150]第二壓輥51和第三壓輥52隔著規(guī)定的間隔設(shè)置，其間隔小于電解質(zhì)膜2、觸媒層9和支撐膜7的合計(jì)厚度。因此，在電解質(zhì)膜2以及支撐膜7通過(guò)第二壓輥51和第三壓輥52之間時(shí)，在電解質(zhì)膜2的第二面上按壓貼合支撐膜7 (步驟S6)。
[0151]圖10是示出通過(guò)第二壓輥51以及第三壓輥52在電解質(zhì)膜2上貼付支撐膜7的樣子的圖。卷繞架設(shè)在第二壓輥51上的電解質(zhì)膜2的第二面和卷繞架設(shè)在第三壓輥52上的支撐膜7接觸。此時(shí)，向電解質(zhì)膜2的第二面按壓支撐膜7的力由第二壓輥51和第三壓輥52之間的間隔規(guī)定。電解質(zhì)膜2在表面具有一些粘接性，因此，即使支撐膜7是PEN等樹脂膜，通過(guò)向電解質(zhì)膜2的第二面按壓支撐膜7，也能夠貼付支撐膜7。如果支撐膜7是在一面涂敷了粘接劑的單面微粘接膜，則能夠可靠地將支撐膜7貼付在電解質(zhì)膜2上。
[0152]通過(guò)電解質(zhì)膜2的第二面貼付支撐膜7，制造出帶支撐膜7的膜-觸媒層接合體
5。該膜-觸媒層接合體5由接合體卷取輥56卷取而被搬送。在該過(guò)程中，帶支撐膜7的膜-觸媒層接合體5通過(guò)追加干燥爐49的內(nèi)部。由此，對(duì)觸媒層9進(jìn)行最終的加工干燥(步驟S7)。即使觸媒層9在干燥爐40未被充分干燥的情況下，也能通過(guò)追加干燥爐49使觸媒層9可靠地干燥。通過(guò)了追加干燥爐49的帶支撐膜7的膜-觸媒層接合體5由接合體卷取輥56卷取，從而完成一系列的膜-觸媒層接合體5的制造工藝(步驟S8)。
[0153]但是，在上述的制造裝置I中，以覆蓋吸附輥20的外周面的一部分的方式設(shè)置干燥爐40，并為了干燥電極油墨層8，而向吸附輥20的外周面噴出熱風(fēng)。因此，由多孔陶瓷形成的吸附輥20漸漸蓄熱升溫。當(dāng)吸附輥20超過(guò)規(guī)定值而變?yōu)楦邷貢r(shí)，從涂敷噴嘴30向電解質(zhì)膜2涂敷的電極油墨立即被加熱而急劇干燥，有可能在電極油墨層8的表面上產(chǎn)生裂紋。
[0154]因此，通過(guò)在吸附輥20內(nèi)設(shè)置多個(gè)水冷管22 (圖3)并使恒溫水流經(jīng)該水冷管22，能夠冷卻吸附輥20，來(lái)防止升溫到規(guī)定值以上。但是，還存在由多孔陶瓷形成的吸附輥20的熱傳導(dǎo)率低的情況，而且，干燥爐40向吸附輥20的外周面噴出熱風(fēng)，因此有時(shí)無(wú)法充分抑制該外周面的溫度上升。
[0155]即使在這樣的情況下，通過(guò)從空氣噴出部60(圖2)向吸附輥20的外周面噴出冷卻空氣，能夠?qū)σ騺?lái)自干燥爐40的熱風(fēng)而蓄熱的吸附輥20的外周面進(jìn)行冷卻來(lái)除熱。由此，能夠防止從涂敷噴嘴30涂敷到電解質(zhì)膜2上的電極油墨立即被加熱。另外，空氣噴出部60向吸附輥20噴出空氣，并且通過(guò)對(duì)周邊空氣進(jìn)行吸引，而能夠除去在吸附輥20的外周面附著的異物。
[0156]在第一實(shí)施方式中，從電解質(zhì)膜開卷輥12送出帶底膜6的電解質(zhì)膜2，由第一壓輥11在使電解質(zhì)膜2的第二面吸附在吸附輥20上的狀態(tài)下剝離底膜6。并且，在使電解質(zhì)膜2吸附支撐在吸附輥20上狀態(tài)下搬送電解質(zhì)膜2，并在電解質(zhì)膜2的第一面上涂敷電極油墨來(lái)形成電極油墨層8,向電極油墨層8噴出熱風(fēng)使其干燥,來(lái)形成觸媒層9。之后,在與吸附輥20接近配置的第二壓輥51的外周面抵接支撐電解質(zhì)膜2的第一面的狀態(tài)下，在該電解質(zhì)膜2的第二面上貼合支撐膜7。
[0157]因此，從電解質(zhì)膜開卷輥12經(jīng)吸附輥20到接合體卷取輥56，由輥到輥(roll-to-roll)搬送的電解質(zhì)膜2總是由某構(gòu)件連續(xù)支撐。具體地說(shuō)，在初始階段，電解質(zhì)膜2的第一面由底膜6支撐，在底膜6被剝離時(shí)，電解質(zhì)膜2的第二面由吸附輥20的外周面支撐，在觸媒層9干燥后從吸附輥20分離時(shí)，電解質(zhì)膜2的第一面由于第二壓輥51支撐。進(jìn)而，在電解質(zhì)膜2的第一面抵接支撐在第二壓輥51的外周面上的狀態(tài)下，在電解質(zhì)膜2的第二面貼合支撐膜7，并卷取在接合體卷取輥56上。
[0158]如上所述，在制造裝置I使用的電解質(zhì)膜2具有如下特性，從而極易發(fā)生變形，SP，非常薄且機(jī)械強(qiáng)度弱，即使利用大氣中的少量的濕氣也容易發(fā)生膨潤(rùn)，另一方面，當(dāng)濕度變低時(shí)發(fā)生收縮。當(dāng)在沒(méi)有進(jìn)行任何支撐的電解質(zhì)膜2上涂敷電極油墨時(shí)，電解質(zhì)膜2因電極油墨含有的溶媒而發(fā)生膨潤(rùn)，在電極油墨干燥時(shí)，電解質(zhì)膜2還發(fā)生收縮。另外，在觸媒層9未由干燥爐40充分干燥的情況下，在由干燥爐40干燥處理后，電解質(zhì)膜2有時(shí)也發(fā)生膨潤(rùn)或收縮。當(dāng)電解質(zhì)膜2發(fā)生膨潤(rùn)或收縮時(shí)，有可能在電解質(zhì)膜2上產(chǎn)生褶皺或小孔。即，特別是在涂敷了含有溶媒的電極油墨以后，電解質(zhì)膜2容易發(fā)生膨潤(rùn)或收縮，產(chǎn)生褶皺或小孔成為問(wèn)題。當(dāng)電解質(zhì)膜2產(chǎn)生這樣的褶皺或小孔時(shí)，成為使燃料電池的發(fā)電性能下降的主要原因。
[0159]在本實(shí)施方式中，在涂敷電極油墨時(shí)由吸附輥20對(duì)電解質(zhì)膜2進(jìn)行吸附支撐，并且，之后在電解質(zhì)膜2從吸附輥20分離后，還由第二壓輥51以及支撐膜7連續(xù)支撐電解質(zhì)膜2。因此，能夠在涂敷電極油墨時(shí)以及之后的整個(gè)搬送中，能夠抑制電解質(zhì)膜2發(fā)生由膨潤(rùn)或收縮引起的變形，能夠防止發(fā)生褶皺或小孔。其結(jié)果，能夠防止使用了由本發(fā)明的制造裝置I制造的膜-觸媒層接合體5的燃料電池的發(fā)電性能下降。
[0160]另外，在制造裝置I中，不僅在涂敷電極油墨時(shí)以及之后，從電解質(zhì)膜2由電解質(zhì)膜開卷輥12送出起到卷取在接合體卷取輥56上為止，總是由某構(gòu)件連續(xù)支撐電解質(zhì)膜。因此，在膜-觸媒層接合體5的一系列的整個(gè)制造工序中，能夠抑制電解質(zhì)膜2的因膨潤(rùn)或收縮引起的變形，能夠防止發(fā)生褶皺或小孔。
[0161]〈2.第二實(shí)施方式〉
[0162]接著，對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在第一實(shí)施方式中，在電解質(zhì)膜2的一面涂敷電極油墨來(lái)形成觸媒層9，但是在第二實(shí)施方式中，在一面形成有觸媒層9的電解質(zhì)膜2的相反面涂敷電極油墨來(lái)形成觸媒層9。通過(guò)在電解質(zhì)膜2的兩面形成陽(yáng)極以及陰極的觸媒層9，來(lái)作為固體高分子型燃料電池的膜-觸媒層接合體5發(fā)揮功能。
[0163]圖11是第二實(shí)施方式的復(fù)合膜的制造裝置Ia的側(cè)視圖。在該圖中，對(duì)與第一實(shí)施方式相同的構(gòu)件標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記。第二實(shí)施方式的制造裝置Ia與第一實(shí)施方式的制造裝置I不同之處在于，具有圖像處理單元70。圖像處理單元70設(shè)置在電解質(zhì)膜開卷輥12和剝離部10的第一壓輥11之間的某個(gè)位置(在第二實(shí)施方式中，設(shè)置在輔助輥13和第一壓輥11之間)。圖像處理單元70具有拍攝照相機(jī)以及圖像數(shù)據(jù)分析設(shè)備，由拍攝照相機(jī)對(duì)從電解質(zhì)膜開卷輥12送出并向剝離部10搬送的電解質(zhì)膜2的表面進(jìn)行拍攝。圖像處理單元70對(duì)拍攝照相機(jī)所拍攝得到的圖像數(shù)據(jù)實(shí)施規(guī)定的圖像處理，來(lái)確定在電解質(zhì)膜2上的觸媒層9的形成位置。圖像處理單元70的分析結(jié)果傳送到控制部90。除了圖像處理單元70之外的第二實(shí)施方式的制造裝置Ia的剩余結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式的制造裝置I相同。
[0164]第二實(shí)施方式的制造裝置Ia中的處理順序也與第一實(shí)施方式相同(參照?qǐng)D5)。但是，在第二實(shí)施方式中，在已經(jīng)在一面形成有觸媒層9的電解質(zhì)膜2的相反面上涂敷電極油墨。因此，在電解質(zhì)膜開卷輥12上卷繞有在一面形成有觸媒層9的電解質(zhì)膜2的相反面上貼付了底膜6的構(gòu)件。例如,可以將在第一實(shí)施方式中在第一面上形成有觸媒層9的電解質(zhì)膜2的第二面上貼合有支撐膜7并卷繞在接合體卷取輥56上的構(gòu)件，直接從電解質(zhì)膜開卷輥12展開。支撐膜7和底膜6可以為相同的構(gòu)件，也可以將在第一實(shí)施方式制造的膜-觸媒層接合體5直接作為在第二實(shí)施方式中從電解質(zhì)膜開卷輥12展開的材料。
[0165]圖12是從電解質(zhì)膜開卷輥12展開的帶底膜6的電解質(zhì)膜2的剖視圖。在電解質(zhì)膜2的第一面上斷續(xù)地形成有觸媒層9，并且在第二面上貼合有底膜6。從電解質(zhì)膜開卷輥12連續(xù)拉出的帶底膜6的電解質(zhì)膜2懸架在輔助輥13上，并向剝離部10的第一壓輥11送出。
[0166]在電解質(zhì)膜2從電解質(zhì)膜開卷輥12向剝離部10送出的過(guò)程中，通過(guò)圖像處理單元70對(duì)電解質(zhì)膜2的第一面進(jìn)行拍攝，通過(guò)圖像處理確定在電解質(zhì)膜2上的觸媒層9的形成位置。由圖像處理單元70確定的觸媒層9的形成位置傳送到控制部90。圖像處理單元70連續(xù)或以短的周期斷續(xù)地拍攝電解質(zhì)膜2的第一面，針對(duì)所有的觸媒層9，確定其形成位置。
[0167]在剝離部10中，利用第一壓輥11將電解質(zhì)膜2的第一面向吸附輥20按壓，由此從第二面剝離底膜6，并使電解質(zhì)膜2吸附支撐在吸附輥20上。換言之，第一壓輥11在電解質(zhì)膜2的第一面被吸附在吸附輥20上的狀態(tài)下從第二面剝離底膜6。在將在第一實(shí)施方式中制造的膜-觸媒層接合體5直接用于第二實(shí)施方式的情況下，電解質(zhì)膜2的表里朝向相反地吸附支撐在吸附輥20上。
[0168]對(duì)電解質(zhì)膜2的第一面進(jìn)行吸附支撐的吸附輥20以沿著Y軸方向的中心軸為旋轉(zhuǎn)中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，由此剝離掉底膜6的電解質(zhì)膜2支撐在吸附輥20的外周面并被吸附輥20搬送。另一方面，從電解質(zhì)膜2剝離的底膜6由底膜卷取輥14卷取。
[0169]接著，從涂敷噴嘴30向由吸附輥20吸附支撐并搬送的電解質(zhì)膜2的第二面涂敷電極油墨。在第二實(shí)施方式中，在第二面上涂敷與已經(jīng)在電解質(zhì)膜2的第一面上形成的觸媒層9反極性的電極油墨。例如，在電解質(zhì)膜2的第一面上形成有陰極的觸媒層9的情況下，在電解質(zhì)膜2的第二面上涂敷陽(yáng)極用的電極油墨。反之，在電解質(zhì)膜2的第一面上形成有陽(yáng)極的觸媒層9的情況下，在電解質(zhì)膜2的第二面上涂敷陰極用的電極油墨。
[0170]另外，在第二實(shí)施方式中，基于圖像處理單元70對(duì)觸媒層9的形成位置的確定結(jié)果，控制部90進(jìn)行涂敷控制，以從涂敷噴嘴30向與該觸媒層9的形成位置對(duì)應(yīng)的電解質(zhì)膜2的第二面上間歇地涂敷電極油墨。具體地說(shuō)，關(guān)于在電解質(zhì)膜2的搬送方向上的對(duì)位，控制部90對(duì)從涂敷噴嘴30吐出電極油墨的吐出時(shí)機(jī)進(jìn)行控制。另外，關(guān)于在電解質(zhì)膜2的寬度方向上的對(duì)位，控制部90調(diào)整涂敷噴嘴30的Y軸方向位置。
[0171]圖13是在與觸媒層9相對(duì)應(yīng)的相反面上間歇地涂敷有電極油墨的電解質(zhì)膜2的剖視圖。如該圖所示，在與在第一面上形成的觸媒層9的形成位置相對(duì)應(yīng)的電解質(zhì)膜2的第二面上涂敷電極油墨，來(lái)形成電極油墨層8。此外，在電解質(zhì)膜2的第二面上形成的電極油墨層8的位置也可以不與觸媒層9的形成位置完全對(duì)應(yīng)，也可以偏移一些。
[0172]接著，利用吸附輥20的旋轉(zhuǎn)，電極油墨層8被搬送到與干燥爐40相向的位置，對(duì)電極油墨層8進(jìn)行干燥處理。電極油墨層8的干燥處理與第一實(shí)施方式同樣，通過(guò)從干燥爐40向電極油墨層8噴出熱風(fēng)來(lái)進(jìn)行。通過(guò)噴出熱風(fēng)，電極油墨層8被加熱使溶媒成分揮發(fā)，從而電極油墨層8被干燥。通過(guò)使溶媒成分揮發(fā)，電極油墨層8被干燥而成為觸媒層9。
[0173]另外，干燥爐40的3個(gè)干燥區(qū)41、42、43從吸附輥20對(duì)電解質(zhì)膜2的搬送方向的上游側(cè)向下游側(cè)，使熱風(fēng)溫度(干燥溫度)依次變高。由此，電極油墨層8被階段性地干燥，能夠防止在干燥處理時(shí)發(fā)生裂紋。
[0174]圖14是在兩面形成有觸媒層9的電解質(zhì)膜2的剖視圖。在電解質(zhì)膜2的第一面上形成有觸媒層9，與其相反極性的觸媒層9形成在第二面上。第二面的觸媒層9形成在與第一面上的觸媒層9的形成位置對(duì)應(yīng)的位置上，因此如圖14所示，在陰極以及陽(yáng)極的觸媒層9之間夾入電解質(zhì)膜2。
[0175]接著，通過(guò)吸附輥20的進(jìn)一步的旋轉(zhuǎn)，干燥后的觸媒層9到達(dá)貼付部50。當(dāng)在第二面上形成有觸媒層9的電解質(zhì)膜2到達(dá)貼付部50時(shí)，電解質(zhì)膜2從吸附輥20剝離并由第二壓輥51懸架。S卩，電解質(zhì)膜2的第一面從吸附輥20的外周面剝離，并且電解質(zhì)膜2的第二面由第二壓輥51的外周面抵接支撐。另一方面，從支撐膜開卷輥55送出的支撐膜7懸架在第三壓輥52上。
[0176]在兩面形成有觸媒層9的電解質(zhì)膜2以及支撐膜7通過(guò)第二壓輥51和第三壓輥52之間時(shí)，在電解質(zhì)膜2的第一面上按壓貼合支撐膜7。圖15是貼合有支撐膜7的電解質(zhì)膜2的剖視圖。卷繞架設(shè)在第二壓輥51上的電解質(zhì)膜2的第一面和卷繞架設(shè)在第三壓輥52上的支撐膜7相接觸。此時(shí)，向電解質(zhì)膜2的第一面按壓支撐膜7的力由第二壓輥51和第三壓輥52之間的間隔規(guī)定。通過(guò)向電解質(zhì)膜2的第一面按壓支撐膜7，在電解質(zhì)膜2的第一面上貼合支撐膜7，制造出帶支撐膜7的膜-觸媒層接合體5。此外，在圖15中，夸大描繪觸媒層9的厚度，但是實(shí)際上為3 μ m?50 μ m的極薄的厚度，所以能夠從觸媒層9之上向電解質(zhì)膜2的第一面適當(dāng)貼付支撐膜7。
[0177]帶支撐膜7的膜-觸媒層接合體5通過(guò)追加干燥爐49的內(nèi)部后，由接合體卷取輥56卷取。在膜-觸媒層接合體5通過(guò)追加干燥爐49的內(nèi)部時(shí)，進(jìn)行觸媒層9的最終的加工干燥。帶支撐膜7的膜-觸媒層接合體5由接合體卷取輥56卷取，由此完成一系列的膜-觸媒層接合體5的制造工藝。
[0178]在第二實(shí)施方式中，也是在涂敷電極油墨時(shí)，由吸附輥20吸附支撐電解質(zhì)膜2，并且之后，在電解質(zhì)膜2從吸附輥20分離后，還由第二壓輥51以及支撐膜7連續(xù)支撐電解質(zhì)膜2。因此，能夠在涂敷電極油墨時(shí)以及之后的整個(gè)搬送中，能夠抑制電解質(zhì)膜2發(fā)生由膨潤(rùn)或收縮引起的變形，能夠防止發(fā)生褶皺或小孔。其結(jié)果，能夠防止使用了由本發(fā)明的制造裝置Ia制造的膜-觸媒層接合體5的燃料電池的發(fā)電性能下降。
[0179]另外，在第二實(shí)施方式的制造裝置Ia中，不僅在涂敷電極油墨以及之后，從電解質(zhì)膜2由電解質(zhì)膜開卷輥12送出起到卷取在接合體卷取輥56上為止，總是由某構(gòu)件連續(xù)支撐電解質(zhì)膜。因此，在膜-觸媒層接合體5的一系列的整個(gè)制造工序中，能夠抑制電解質(zhì)膜2的因膨潤(rùn)或收縮引起的變形，能夠防止發(fā)生褶皺或小孔。
[0180]〈3.第三實(shí)施方式〉
[0181]接著，對(duì)本發(fā)明的第三實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在第三實(shí)施方式中，對(duì)電解質(zhì)膜2的一面涂敷兩次電極油墨，并進(jìn)行干燥處理。圖16是第三實(shí)施方式的復(fù)合膜的制造裝置Ib的側(cè)視圖。在該圖中，對(duì)與第一實(shí)施方式相同的構(gòu)件標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記。第三實(shí)施方式的制造裝置Ib與第一實(shí)施方式的制造裝置I不同之處在于，具有兩個(gè)涂敷噴嘴30、130。
[0182]制造裝置Ib的涂敷噴嘴30以及涂敷液供給機(jī)構(gòu)35與第一實(shí)施方式相同。第三實(shí)施方式的制造裝置Ib還具有涂敷噴嘴130。涂敷噴嘴130設(shè)置為，在吸附輥20對(duì)電解質(zhì)膜2的搬送方向上，在涂敷噴嘴30的下游側(cè)分割干燥爐40。即，隔著涂敷噴嘴130在前后設(shè)置有干燥爐40。例如，將干燥爐40的3個(gè)干燥區(qū)中的一個(gè)配置在涂敷噴嘴130的上游偵牝并且，將兩個(gè)配置在涂敷噴嘴130的下游側(cè)即可。
[0183]涂敷噴嘴130以及涂敷液供給機(jī)構(gòu)135的結(jié)構(gòu)本身與涂敷噴嘴30以及涂敷液供給機(jī)構(gòu)35相同。即，涂敷噴嘴130是在頂端具有狹縫狀的吐出口的狹縫噴嘴。涂敷液供給機(jī)構(gòu)135具有貯存電極油墨的罐和開閉閥，向涂敷噴嘴130輸送電極油墨。第三實(shí)施方式的制造裝置Ib中的除了具有兩個(gè)涂敷噴嘴30、130之外的剩余的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式的制造裝置I相同。
[0184]第三實(shí)施方式的制造裝置Ib的處理順序與第一實(shí)施方式大致相同。首先，在吸附輥20上吸附有電解質(zhì)膜2的第二面的狀態(tài)下，底膜6從第一面剝離，從涂敷噴嘴30向由吸附輥20吸附支撐并搬送的電解質(zhì)膜2的第一面間歇地進(jìn)行第一次的電極油墨的涂敷，至此為止的工序與第一實(shí)施方式完全相同。
[0185]接著，通過(guò)吸附輥20的旋轉(zhuǎn)，電極油墨層8被搬送到與前段的干燥爐40 (比涂敷噴嘴130靠上游側(cè)的干燥爐40)相向的位置，對(duì)通過(guò)第一次的電極油墨的涂敷而形成的電極油墨層8進(jìn)行干燥處理。在該干燥處理中，可以不使電極油墨層8完全干燥，而使其干燥到觸摸表面時(shí)不會(huì)粘附的程度即可。
[0186]在第三實(shí)施方式中，還從涂敷噴嘴130對(duì)通過(guò)第一次的電極油墨的涂敷而在電解質(zhì)膜2的第一面上形成的電極油墨層8進(jìn)行第二次的電極油墨的間歇涂敷。由此，在電解質(zhì)膜2的第一面上層疊雙層的電極油墨層8。
[0187]通過(guò)吸附輥20的旋轉(zhuǎn)，以雙層層疊在電解質(zhì)膜2的第一面上的電極油墨層8被搬送到與后段的干燥爐40(比涂敷噴嘴130靠下游側(cè)的干燥爐40)相向的位置，對(duì)電極油墨層8進(jìn)行干燥處理。通過(guò)從干燥爐40向電極油墨層8噴出熱風(fēng)，電極油墨層8被加熱使溶媒成分揮發(fā)，層疊的電極油墨層8被干燥。通過(guò)使溶媒成分揮發(fā)，電極油墨層8被干燥，形成以雙層層疊的觸媒層9。
[0188]然后，通過(guò)吸附輥20的進(jìn)一步的旋轉(zhuǎn)，干燥后的觸媒層9到達(dá)貼付部50，在電解質(zhì)膜2的第二面上按壓貼合支撐膜7，而該工序與第一實(shí)施方式相同。圖17是在第一面上層疊有觸媒層9的電解質(zhì)膜2的第二面上貼合有支撐膜7的電解質(zhì)膜2的剖視圖。與第一實(shí)施方式同樣，通過(guò)向電解質(zhì)膜2的第一面按壓支撐膜7,在電解質(zhì)膜2的第一面貼合有支撐膜7，從而制造出帶支撐膜7的膜-觸媒層接合體5。
[0189]然后，帶支撐膜7的膜-觸媒層接合體5通過(guò)追加干燥爐49的內(nèi)部后，由接合體卷取輥56卷取。在膜-觸媒層接合體5通過(guò)追加干燥爐49的內(nèi)部時(shí)，進(jìn)行被層疊的觸媒層9的最終的加工干燥。帶支撐膜7的膜-觸媒層接合體5由接合體卷取輥56卷取，由此完成一系列的膜-觸媒層接合體5的制造工藝。
[0190]在第三實(shí)施方式中，也是在涂敷電極油墨時(shí)，由吸附輥20吸附支撐電解質(zhì)膜2，并且之后，在電解質(zhì)膜2從吸附輥20分離后，還由第二壓輥51以及支撐膜7連續(xù)支撐電解質(zhì)膜2。因此，在進(jìn)行電極油墨的第一次的涂敷時(shí)以及之后的整個(gè)搬送中，能夠抑制電解質(zhì)膜2發(fā)生由膨潤(rùn)或收縮引起的變形，能夠防止發(fā)生褶皺或小孔。其結(jié)果，能夠防止使用了由本發(fā)明的制造裝置Ib制造的膜-觸媒層接合體5的燃料電池的發(fā)電性能下降。
[0191]另外，在第三實(shí)施方式的制造裝置Ib中，不僅在涂敷電極油墨時(shí)以及之后，從電解質(zhì)膜2由電解質(zhì)膜開卷輥12送出起到卷取在接合體卷取輥56上為止，總是由某構(gòu)件連續(xù)支撐電解質(zhì)膜。因此，在膜-觸媒層接合體5的一系列的整個(gè)制造工序中，能夠抑制電解質(zhì)膜2的因膨潤(rùn)或收縮引起的變形，能夠防止發(fā)生褶皺或小孔。
[0192]<4.變形例 >
[0193]以上，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)，除了上述以外，還能夠進(jìn)行各種變更。例如，在上述各實(shí)施方式中，第一壓輥11以及第二壓輥51與吸附輥20的外周面隔著規(guī)定的間隔接近設(shè)置，當(dāng)也可以使它們與吸附輥20的外周面接觸配置。同樣，也可以使第三壓輥52與第二壓輥51接觸配置。即使使這些輥相互接觸配置，也由于從電解質(zhì)膜2由電解質(zhì)膜開卷輥12送出起到卷取在接合體卷取輥56上為止，總是由某構(gòu)件連續(xù)支撐電解質(zhì)膜，能夠抑制電解質(zhì)膜2的因膨潤(rùn)或收縮引起的變形。其中，在使輥相互接觸配置的情況下，比上述實(shí)施方式更強(qiáng)的力作用于電解質(zhì)膜2和觸媒層9。
[0194]另外，在上述各實(shí)施方式中，在干燥爐40上設(shè)置3個(gè)干燥區(qū)41、42、43，但是干燥區(qū)的分割數(shù)并不限于3個(gè)，也可以是2個(gè)，也可以是4個(gè)以上。無(wú)論如何，干燥爐40噴出的熱風(fēng)的溫度從吸附輥20對(duì)電解質(zhì)膜2的搬送方向的上游側(cè)向下游側(cè)依次變高。
[0195]另外，也可以在相鄰的干燥區(qū)之間設(shè)置與上述實(shí)施方式同樣的隔熱區(qū)。這樣一來(lái)，能夠防止從相鄰的干燥區(qū)吹出的熱風(fēng)的相互干涉。
[0196]另外，在觸媒層9由干燥爐40充分干燥的情況下，也可以不設(shè)置追加干燥爐49。
[0197]另外，干燥爐40噴出熱風(fēng)來(lái)對(duì)電極油墨層8進(jìn)行干燥，但是，也可以取而代之，利用遠(yuǎn)紅外線加熱器等對(duì)電極油墨層8進(jìn)行干燥。
[0198]另外，也可以取代空氣噴出部60，使用于吸附異物的粘接輥或刷子與吸附輥20的外周面?；蛘?，也可以設(shè)置向吸附輥20的外周面發(fā)射超聲波來(lái)除去異物的機(jī)構(gòu)。
[0199]另外，也可以在第二壓輥51的內(nèi)部流經(jīng)冷卻水，利用從吸附輥20向第二壓輥51的熱傳導(dǎo)，來(lái)冷卻吸附輥20的外周面進(jìn)行除熱。
[0200]另外，也可以使用第二實(shí)施方式的制造裝置la，確定在電解質(zhì)膜2的一面上形成的觸媒層9的位置，在該觸媒層9上涂敷新的電極油墨，并進(jìn)行干燥處理。這樣一來(lái)，與第三實(shí)施方式同樣，能夠制造出層疊了觸媒層9的膜-觸媒層接合體5。
[0201]另外，本發(fā)明的制造技術(shù)并不限于應(yīng)用于制造燃料電池的膜-觸媒層接合體5，也適用于在其他種類的薄膜上形成功能層的復(fù)合膜的制造。特別是，要制造復(fù)合膜，優(yōu)選使用本發(fā)明的制造技術(shù)，該復(fù)合膜是如下形成的，在如上述的電解質(zhì)膜2那樣因膨潤(rùn)或收縮而容易發(fā)生變形的薄膜上涂敷含有溶媒的涂敷液并使其干燥，從而在薄膜上形成有功能層。
[0202]本發(fā)明是能夠適用于在容易因膨潤(rùn)或收縮發(fā)生變形的薄膜上涂敷涂敷液并使其干燥而在該薄膜上形成功能層的復(fù)合膜的制造技術(shù)，特別適合制造固體高分子型燃料電池的膜-觸媒層接合體。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合膜的制造裝置，該復(fù)合膜在帶狀的薄膜上形成有功能層，其特征在于， 具有: 吸附輥，利用外周面吸附支撐所述薄膜， 涂敷單元，在由所述吸附輥吸附支撐并搬送的所述薄膜的一個(gè)面上涂敷涂敷液， 干燥單元，以覆蓋所述吸附輥的外周面的一部分的方式設(shè)置，用于使在所述薄膜的一個(gè)面上涂敷的所述涂敷液干燥來(lái)形成所述功能層， 貼付單元，在形成有所述功能層的所述薄膜的另一個(gè)面上貼合帶狀的第一支撐構(gòu)件；所述貼付單元具有第一輥，所述第一輥與所述吸附輥相接觸或接近，并能夠與所述薄膜的一個(gè)面抵接來(lái)支撐所述薄膜，在所述第一輥的外周面上抵接支撐有所述薄膜的一個(gè)面的狀態(tài)下，在所述薄膜的另一個(gè)面上貼合所述第一支撐構(gòu)件。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合膜的制造裝置，其特征在于， 所述貼付單元具有第二輥，所述第二輥與所述第一輥相接觸或接近，并能夠向由所述第一輥的外周面抵接支撐的所述薄膜的另一個(gè)面按壓所述第一支撐構(gòu)件。
3.如權(quán)利要求2所述的復(fù)合膜的制造裝置，其特征在于， 該制造裝置還具有剝離單元，該剝離單元從在一個(gè)面上貼合有帶狀的第二支撐構(gòu)件的所述薄膜剝離所述第二支撐構(gòu)件， 所述剝離單元具有第三輥，在所述吸附輥上吸附著所述薄膜的另一個(gè)面的狀態(tài)下，所述第三輥剝離所述第二支撐構(gòu)件。
4.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合膜的制造裝置，其特征在于， 所述干燥單元被分割為多個(gè)干燥區(qū)， 所述多個(gè)干燥區(qū)的干燥溫度從搬送所述薄膜的搬送方向的上游側(cè)向下游側(cè)依次變高。
5.如權(quán)利要求4所述的復(fù)合膜的制造裝置，其特征在于， 所述干燥單元至少在所述搬送方向的最上游側(cè)具有隔熱區(qū)。
6.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合膜的制造裝置，其特征在于， 該制造裝置還具有輔助干燥單元，該輔助干燥單元對(duì)由所述貼付單元貼合了所述第一支撐構(gòu)件的所述薄膜進(jìn)行加熱。
7.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合膜的制造裝置，其特征在于， 所述涂敷單元具有狹縫噴嘴，該狹縫噴嘴具有狹縫狀的吐出口。
8.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合膜的制造裝置，其特征在于， 該制造裝置還具有用于冷卻所述吸附輥的冷卻單元。
9.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合膜的制造裝置，其特征在于， 該制造裝置還具有向所述吸附輥的外周面噴出空氣的噴出單元。
10.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合膜的制造裝置，其特征在于， 所述涂敷單元進(jìn)行向所述薄膜斷續(xù)地涂敷涂敷液的間歇涂敷。
11.如權(quán)利要求3所述的復(fù)合膜的制造裝置，其特征在于， 所述貼付單元將所述剝離單元所剝離的所述第二支撐構(gòu)件作為所述第一支撐構(gòu)件來(lái)貼合在所述薄膜的另一個(gè)面上。
12.如權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的復(fù)合膜的制造裝置，其特征在于， 所述薄膜是燃料電池用的電解質(zhì)膜， 所述涂敷液是電極膏。
13.一種復(fù)合膜的制造方法，該復(fù)合膜在帶狀的薄膜上形成有功能層，其特征在于， 包括: 吸附支撐工序，在吸附輥的外周面上吸附支撐所述薄膜， 涂敷工序，在由所述吸附輥吸附支撐并搬送的所述薄膜的一個(gè)面上涂敷涂敷液； 干燥工序，使在所述薄膜的一個(gè)面上涂敷的所述涂敷液干燥來(lái)形成所述功能層； 貼付工序，在形成有所述功能層的所述薄膜的另一個(gè)面上貼合帶狀的第一支撐構(gòu)件，在所述貼付工序中，在第一輥的外周面上抵接支撐有所述薄膜的一個(gè)面的狀態(tài)下，在所述薄膜的另一個(gè)面上貼合所述第一支撐構(gòu)件，其中，所述第一輥與所述吸附輥相接觸或接近，并能夠與所述薄膜的一個(gè)面抵接來(lái)支撐所述薄膜。
14.如權(quán)利要求13所述的復(fù)合膜的制造方法，其特征在于， 在所述貼付工序中，利用第二輥向由所述第一輥的外周面抵接支撐的所述薄膜的另一個(gè)面按壓貼合所述第一支撐構(gòu)件。
15.如權(quán)利要求14所述的復(fù)合膜的制造方法，其特征在于， 該制造方法還具有剝離工序，在所述剝離工序中，從在一個(gè)面上貼合有帶狀的第二支撐構(gòu)件的所述薄膜剝離所述第二支撐構(gòu)件。
16.如權(quán)利要求13所述的復(fù)合膜的制造方法，其特征在于， 所述涂敷工序進(jìn)行向所述薄膜斷續(xù)地涂敷涂敷液的間歇涂敷。
17.如權(quán)利要求15所述的復(fù)合膜的制造方法，其特征在于， 在所述貼付工序中，將在所述剝離工序剝離的所述第二支撐構(gòu)件作為所述第一支撐構(gòu)件來(lái)貼合在所述薄膜的另一個(gè)面上。
18.如權(quán)利要求13至17中任一項(xiàng)所述的復(fù)合膜的制造方法，其特征在于， 所述薄膜是燃料電池用的電解質(zhì)膜， 所述涂敷液是電極膏。
【文檔編號(hào)】H01M8/10GK104183857SQ201410210408
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月20日
【發(fā)明者】高木善則 申請(qǐng)人:大日本網(wǎng)屏制造株式會(huì)社