JP2014192116A - Transfer roller, manufacturing method of membrane electrode assembly, and manufacturing device - Google Patents

Transfer roller, manufacturing method of membrane electrode assembly, and manufacturing device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for transferring an electrode catalyst layer to an electrolyte membrane for a membrane electrode assembly (MEA) for a fuel cell in such a manner that the electrolyte membrane is prevented from being creased.SOLUTION: Both transfer rollers of a first transfer roller 112 and a second transfer roller 122 to be used for transfer of an anode/cathode by an MEA manufacturing device include a pressure applying roller 112a and a pressure applying roller 122a, respectively, at a side applying transfer pressure. The first transfer roller 112 has a plurality of protrusions 112aa and recesses 112ab provided on a surface of the roller, and resin embedding bodies 112ac are included in the recesses 112ab. The resin embedding body 112ac is a resin material characterized in that adhesion to an anode supporting sheet roll DR1 or a cathode supporting sheet roll DR2 which is conveyed for transfer is smaller than that on a roller surface without unevenness.

Description

本発明は、転写ローラーと膜電極接合体の製造方法および製造装置に関する。   The present invention relates to a manufacturing method and a manufacturing apparatus for a transfer roller and a membrane electrode assembly.

燃料電池に用いられる膜電極接合体（Membrane Electrode Assembly／ＭＥＡ）は、電解質膜の両膜面に、燃料電池反応を促進させるための触媒を担持させたアノードおよびカソードの電極触媒層を接合させている。この膜電極接合体の製造方法としては、長尺状の電解質膜シートと電極触媒層を形成済みの支持シートとを重ね合わせて、電極触媒層を電解質膜面に接合させ、転写ローラーにて転写する手法が提案されている（例えば、特許文献１）。この手法では、転写ローラーによる電極触媒層の転写とその後の支持シート剥離とを連続的に行っている。   A membrane electrode assembly (MEA) used in a fuel cell is obtained by joining an electrode catalyst layer of an anode and a cathode carrying a catalyst for promoting a fuel cell reaction on both membrane surfaces of an electrolyte membrane. Yes. As a method for producing this membrane / electrode assembly, a long electrolyte membrane sheet and a support sheet on which an electrode catalyst layer has been formed are overlapped, the electrode catalyst layer is joined to the electrolyte membrane surface, and transferred by a transfer roller. A technique to do this has been proposed (for example, Patent Document 1). In this method, the transfer of the electrode catalyst layer by the transfer roller and the subsequent peeling of the support sheet are continuously performed.

特開平９−１９６５４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-19654

ところで、支持シートの剥離を経て得られた膜電極接合体では、電解質膜にシワが残っているものがあることが報告されるに到った。電解質膜のシワは、発電運転中に繰り返される電解質膜の膨潤と収縮を受けることで膜損傷の起点となりかねないので、不良扱いとされ歩留まりの低下を来していた。また、シワのある箇所とない箇所とにおいて、電解質膜と電極触媒層との接合の程度に差が生じて、発電性能の低下を招きかねない。こうしたことから、電解質膜にシワを発生させないように、電極触媒層を電解質膜に転写することが要請されるに到った。この他、電解質膜に電極触媒層を転写した膜電極接合体の製造手順の簡便化や工数低減を可能とすることも要請されている。   By the way, it has been reported that some membrane electrode assemblies obtained through peeling of the support sheet have wrinkles remaining in the electrolyte membrane. The wrinkles of the electrolyte membrane can be the starting point of membrane damage due to repeated swelling and shrinkage of the electrolyte membrane during the power generation operation, so that it has been treated as a failure and the yield has been reduced. In addition, there is a difference in the degree of bonding between the electrolyte membrane and the electrode catalyst layer between the wrinkled portion and the wrinkled portion, which may cause a decrease in power generation performance. For these reasons, it has been required to transfer the electrode catalyst layer to the electrolyte membrane so as not to cause wrinkles in the electrolyte membrane. In addition, it is also demanded that the manufacturing procedure of the membrane electrode assembly in which the electrode catalyst layer is transferred to the electrolyte membrane can be simplified and the number of steps can be reduced.

上記した課題の少なくとも一部を達成するために、本発明は、以下の形態として実施することができる。   In order to achieve at least a part of the problems described above, the present invention can be implemented as the following forms.

（１）本発明の一形態によれば、転写ローラーが提供される。この転写ローラーは、対向して回転する一対の転写ローラーであって、搬送されてくる転写対象シートに対して、転写押圧力を付与する側の押圧力付与ローラーは、ローラー表面に凹凸を複数備え、凹部には、前記転写対象シートに対する粘着力が前記凹凸のない形態での前記ローラー表面より小さい性状の樹脂材が埋め込まれている。上記形態の転写ローラーでは、転写対象シートに押圧力付与ローラーの凸部の頂上を接触させるので、押圧力付与ローラーが回転しつつ転写対象シートに転写押圧力を付与する際の低摩擦化を図る。また、押圧力付与ローラーは、ローラー表面に複数備える凹部に埋め込んだ樹脂材を、転写対象シートに対する粘着力が凹凸のない形態でのローラー表面より小さい性状として低粘着化を図る。よって、上記形態の転写ローラーは、上記した低摩擦化と相まって、転写対象シートに対してローラー表面を滑りやすくし、凸部の頂上での接触により転写対象シートに転写押圧力を付与して、転写を図る。従って、押圧力付与ローラーのローラー幅方向において、転写対象シートの状況に起因して摩擦力に差が起きても、その差を小さくできる。   (1) According to one aspect of the present invention, a transfer roller is provided. This transfer roller is a pair of transfer rollers that rotate opposite to each other, and the pressing force application roller on the side that applies transfer pressing force to the transferred transfer target sheet has a plurality of irregularities on the roller surface. In the recess, a resin material having a property smaller than the surface of the roller in the form without the unevenness is embedded in the transfer target sheet. In the transfer roller of the above form, the top of the convex portion of the pressing force application roller is brought into contact with the transfer target sheet, so that the friction when the transfer pressing force is applied to the transfer target sheet while the pressing force application roller rotates is reduced. . Further, the pressing force application roller achieves low adhesion by using a resin material embedded in a plurality of recesses on the roller surface as a property that the adhesive force to the transfer target sheet is smaller than that of the roller surface in a form without unevenness. Therefore, the transfer roller of the above form, coupled with the above-described reduction in friction, makes the roller surface slip easily with respect to the transfer target sheet, and gives a transfer pressing force to the transfer target sheet by contact at the top of the convex part, Try to transfer. Therefore, even if a difference occurs in the frictional force due to the state of the transfer target sheet in the roller width direction of the pressing force applying roller, the difference can be reduced.

例えば、燃料電池のＭＥＡでは、電解質膜への電極触媒層の転写を行う際に、触媒ペーストの吹き付けにより電極触媒層を形成済みの支持シートを転写対象シートの一つとして用い、この支持シートの電極触媒層を電解質膜（電解質膜シート）に転写する。支持シートは、触媒ペーストの吹き付けを受ける都合上、電極触媒層より幅広とされるので、転写ローラーによる電解質膜シートへの電極触媒層の転写の際に、転写ローラーの幅方向において、支持シートの端部では支持シートだけが押圧力付与ローラーにて押圧され、支持シートの幅方向中央域では、支持シートに電極触媒層と電解質膜シートとが重なった状態で、押圧力付与ローラーにて押圧される。そうすると、支持シートの端部と支持シートの幅方向中央域とでは、押圧力付与ローラーによる転写の際の摩擦力に差が生じるが、上記の形態の転写ローラーによれば、支持シートの端部と支持シートの幅方向中央域とでの摩擦力の差を小さくできる。転写ローラーの幅方向において転写の際の摩擦力に差が生じると、小さい摩擦力の領域では滑りが起き、大きい摩擦力の領域ではさほど滑りは起きないが、上記の形態の転写ローラーによれば、既述した低摩擦化と低粘着化により滑りを起き易くするので、既述したように支持シートの端部と支持シートの幅方向中央域とでの摩擦力の差を小さくする。この結果、上記の形態の転写ローラーによれば、この摩擦力の差によって起きる支持シート端部でのシワの発生を抑制できる。   For example, in MEA of a fuel cell, when transferring an electrode catalyst layer to an electrolyte membrane, a support sheet on which an electrode catalyst layer has been formed by spraying catalyst paste is used as one of transfer target sheets. The electrode catalyst layer is transferred to the electrolyte membrane (electrolyte membrane sheet). The support sheet is wider than the electrode catalyst layer for convenience of receiving the catalyst paste, and therefore, when the electrode catalyst layer is transferred to the electrolyte membrane sheet by the transfer roller, in the width direction of the transfer roller, At the end, only the support sheet is pressed by the pressing force applying roller, and in the central region in the width direction of the supporting sheet, the supporting sheet is pressed by the pressing force applying roller with the electrode catalyst layer and the electrolyte membrane sheet overlapping. The Then, there is a difference in the frictional force at the time of transfer by the pressing force application roller between the end portion of the support sheet and the width direction central region of the support sheet, but according to the transfer roller of the above form, the end portion of the support sheet And the difference in frictional force between the central region in the width direction of the support sheet can be reduced. If there is a difference in the frictional force during transfer in the width direction of the transfer roller, slipping occurs in the region of small frictional force, and no slipping occurs in the region of large frictional force, but according to the transfer roller of the above form Since the above-described low friction and low adhesion facilitate slipping, the difference in frictional force between the end portion of the support sheet and the central region in the width direction of the support sheet is reduced as described above. As a result, according to the transfer roller of the above form, it is possible to suppress the occurrence of wrinkles at the edge of the support sheet caused by the difference in frictional force.

（２）本発明の他の形態によれば、膜電極接合体の製造方法が提供される。この膜電極接合体の製造方法は、燃料電池用の膜電極接合体を製造する製造方法であって、前記膜電極接合体を構成する長尺状の電解質膜シートに、前記膜電極接合体を構成する電極触媒層を転写して前記膜電極接合体を得るに当たり、対向して回転する一対の転写ローラーを用いて前記電解質膜シートに前記電極触媒層を転写し、前記転写ローラーは、搬送されてくる転写対象シートに対して、転写押圧力を付与する側の押圧力付与ローラーを備え、該押圧力付与ローラーのローラー表面に凹凸を複数備えた上で、凹部には、前記転写対象シートに対する粘着力が前記凹凸のない形態での前記ローラー表面より小さい性状の樹脂材が埋め込まれている。よって、この形態の膜電極接合体の製造方法によれば、電極触媒層の形成済みの支持シートから電極触媒層を電解質膜シートに転写するに当たり、支持シートの端部と当該支持シートの幅方向中央域とでの摩擦力の差を、電解質膜シートへの電極触媒層の転写に用いる転写ローラーにて小さくした状態で、電解質膜シートに電極触媒層を転写できる。この結果、この形態の膜電極接合体の製造方法によれば、支持シート端部でのシワの発生を抑制でき、こうした支持シート端部でのシワの発生抑制により、支持シート剥離後の電解質膜にシワが起きないようにして、電解質膜シートのシワも抑制できる。   (2) According to the other form of this invention, the manufacturing method of a membrane electrode assembly is provided. The method for producing a membrane electrode assembly is a method for producing a membrane electrode assembly for a fuel cell, wherein the membrane electrode assembly is attached to a long electrolyte membrane sheet constituting the membrane electrode assembly. In transferring the electrode catalyst layer to obtain the membrane electrode assembly, the electrode catalyst layer is transferred to the electrolyte membrane sheet using a pair of opposing transfer rollers, and the transfer roller is conveyed. The transfer target sheet is provided with a pressing force applying roller on the side to which a transfer pressing force is applied, and a plurality of irregularities are provided on the roller surface of the pressing force applying roller. A resin material having an adhesive force smaller than that of the roller surface in the form without the unevenness is embedded. Therefore, according to the method of manufacturing a membrane electrode assembly of this embodiment, when transferring the electrode catalyst layer from the support sheet on which the electrode catalyst layer has been formed to the electrolyte membrane sheet, the end portion of the support sheet and the width direction of the support sheet The electrode catalyst layer can be transferred to the electrolyte membrane sheet in a state where the difference in frictional force with the central region is reduced by a transfer roller used for transferring the electrode catalyst layer to the electrolyte membrane sheet. As a result, according to the method of manufacturing a membrane electrode assembly of this embodiment, the generation of wrinkles at the end of the support sheet can be suppressed, and the generation of wrinkles at the end of the support sheet can suppress the electrolyte membrane after peeling of the support sheet. In addition, wrinkles of the electrolyte membrane sheet can be suppressed by preventing wrinkles from occurring.

（３）上記した形態の膜電極接合体の製造方法において、前記電解質膜シートに前記電極触媒層を転写するに当たり、前記電解質膜シートが一方のシート面に形成された膜支持シートと、前記膜電極接合体を構成する一方の電極触媒層が一方のシート面に形成された一方電極支持シートとを、前記電解質膜シートに前記一方の電極触媒層が接合する接合状態とした上で、前記転写ローラーの間の転写圧着箇所に搬送案内し、前記電解質膜シートに前記一方の電極触媒層を転写するようにできる。こうすれば、一方電極支持シートのシート端部でのシワの発生を抑制した上で、膜支持シートの電解質膜シートに一方の電極触媒層を転写でき、一方電極支持シート剥離後の電解質膜シートにシワが起きないようにでき、電解質膜シートのシワも抑制できる。   (3) In the method for producing a membrane electrode assembly having the above-described form, when transferring the electrode catalyst layer to the electrolyte membrane sheet, the membrane support sheet in which the electrolyte membrane sheet is formed on one sheet surface, and the membrane After the one electrode catalyst layer constituting one of the electrode assemblies is formed on one sheet surface, the one electrode support sheet is brought into a bonded state in which the one electrode catalyst layer is bonded to the electrolyte membrane sheet, and then the transfer It can be conveyed and guided to a transfer pressure bonding portion between rollers, and the one electrode catalyst layer can be transferred to the electrolyte membrane sheet. In this way, one electrode catalyst layer can be transferred to the electrolyte membrane sheet of the membrane support sheet while suppressing the generation of wrinkles at the sheet end of the one electrode support sheet, and the electrolyte membrane sheet after peeling of the one electrode support sheet In addition, wrinkles can be prevented and wrinkles of the electrolyte membrane sheet can be suppressed.

（４）上記した形態の膜電極接合体の製造方法において、前記一方の電極触媒層が転写済みの前記電解質膜シートを前記転写ローラーの下流に搬送される過程において、前記膜支持シートを剥離して前記電解質膜シートを露出させ、前記一方の電極触媒層が転写済みの前記電解質膜シートと、前記膜電極接合体を構成する他方の電極触媒層が一方のシート面に形成された他方電極支持シートとを、前記露出した前記電解質膜シートに前記他方の電極触媒層が接合する接合状態とした上で、対向して回転する一対の他の転写ローラーの間の転写圧着箇所に搬送案内して、前記電解質膜シートに前記他方の電極触媒層を転写し、前記他の転写ローラーは、搬送されてくる転写対象シートに対して、転写押圧力を付与する側の押圧力付与ローラーを備え、該押圧力付与ローラーのローラー表面に凹凸を複数備えた上で、凹部には、前記転写対象シートに対する粘着力が前記凹凸のない形態での前記ローラー表面より小さい性状の樹脂材が埋め込まれている。こうすれば、電解質膜シートに一方の電極触媒層と他方の電極触媒層とを転写した膜電極接合体を得ることができる共に、他方の電極触媒層の転写の際において、他方電極支持シートのシート端部でのシワの発生を抑制することで、他方電極支持シート剥離後の電解質膜シートにシワが起きないようにして、膜電極接合体における電解質膜のシワも抑制できる。   (4) In the method for manufacturing a membrane electrode assembly having the above-described form, the membrane support sheet is peeled off in the process in which the one electrode catalyst layer is transferred to the downstream side of the transfer roller. The electrolyte membrane sheet is exposed and the one electrode catalyst layer is transferred to the electrolyte membrane sheet, and the other electrode catalyst layer forming the membrane electrode assembly is formed on one sheet surface. The sheet is brought into a joined state in which the other electrode catalyst layer is joined to the exposed electrolyte membrane sheet, and then conveyed and guided to a transfer pressure bonding portion between a pair of other transfer rollers that rotate opposite to each other. The other electrode catalyst layer is transferred to the electrolyte membrane sheet, and the other transfer roller is provided with a pressing force applying roller on the side for applying a transfer pressing force to the transferred transfer target sheet. In addition, a plurality of irregularities are provided on the roller surface of the pressing force applying roller, and a resin material having a property smaller than that of the roller surface in a form in which the adhesive force to the transfer target sheet has no irregularities is embedded in the concave portion. ing. In this way, it is possible to obtain a membrane electrode assembly in which one electrode catalyst layer and the other electrode catalyst layer are transferred to the electrolyte membrane sheet, and at the time of transferring the other electrode catalyst layer, the other electrode support sheet By suppressing the generation of wrinkles at the end of the sheet, wrinkles of the electrolyte membrane in the membrane electrode assembly can be suppressed so that no wrinkles occur in the electrolyte membrane sheet after the other electrode support sheet is peeled off.

（５）上記した形態の膜電極接合体の製造方法において、前記電解質膜シートに前記電極触媒層を転写するに当たり、前記膜電極接合体を構成する一方の電極触媒層が形成済みの電解質膜シートが一方のシート面に形成された膜支持シートと、前記膜電極接合体を構成する他方の電極触媒層が一方のシート面に形成された他方電極支持シートとを、前記電解質膜シートに前記他方の電極触媒層が接合する接合状態とした上で、前記転写ローラーの間の転写圧着箇所に搬送案内し、前記一方の電極触媒層が形成済みの前記電解質膜シートに前記他方の電極触媒層を転写するようにできる。こうすれば、電解質膜シートに一方の電極触媒層と他方の電極触媒層とを転写した膜電極接合体を得ることができる共に、他方の電極触媒層の転写の際において、他方電極支持シートのシート端部でのシワの発生を抑制することで、他方電極支持シート剥離後にも電解質膜シートにシワが起きないようにして、膜電極接合体における電解質膜のシワも抑制できる。   (5) In the method for producing a membrane electrode assembly of the above-described form, when transferring the electrode catalyst layer to the electrolyte membrane sheet, the electrolyte membrane sheet in which one electrode catalyst layer constituting the membrane electrode assembly is already formed A membrane support sheet formed on one sheet surface, and another electrode support sheet on which the other electrode catalyst layer constituting the membrane electrode assembly is formed on one sheet surface, and the other electrolyte support sheet on the other electrolyte membrane sheet. The electrode catalyst layer is brought into a joined state, and then conveyed and guided to a transfer pressure-bonding portion between the transfer rollers, and the other electrode catalyst layer is attached to the electrolyte membrane sheet on which the one electrode catalyst layer has been formed. Can be transcribed. In this way, it is possible to obtain a membrane electrode assembly in which one electrode catalyst layer and the other electrode catalyst layer are transferred to the electrolyte membrane sheet, and at the time of transferring the other electrode catalyst layer, the other electrode support sheet By suppressing the generation of wrinkles at the end of the sheet, wrinkles of the electrolyte membrane in the membrane electrode assembly can be suppressed so that no wrinkles occur in the electrolyte membrane sheet even after the other electrode support sheet is peeled off.

（６）本発明の他の形態によれば、膜電極接合体の製造装置が提供される。この膜電極接合体の製造装置は、燃料電池用の膜電極接合体を製造する製造装置であって、前記膜電極接合体を構成する長尺状の電解質膜シートが一方のシート面に形成された膜支持シートと、前記膜電極接合体を構成する一方の電極触媒層が一方のシート面に形成された一方電極支持シートとを、前記電解質膜シートに前記一方の電極触媒層が接合する接合状態とした上で、対向して回転する一対の転写ローラーの間の転写圧着箇所に搬送案内する一方電極転写機構と、前記転写ローラーにて前記一方の電極触媒層が転写された前記電解質膜シートを、前記膜支持シートと前記一方電極支持シートと共に、前記転写ローラーより下流に搬送する転写下流側搬送機構とを備え、前記転写ローラーは、搬送されてくる転写対象シートに対して、転写押圧力を付与する側の押圧力付与ローラーを備え、該押圧力付与ローラーのローラー表面に凹凸を複数備えた上で、凹部には、前記転写対象シートに対する粘着力が前記凹凸のない形態での前記ローラー表面より小さい性状の樹脂材が埋め込まれている。上記形態の膜電極接合体の製造装置によれば、一方電極支持シートのシート端部でのシワの発生を抑制した上で、膜支持シートの電解質膜シートに一方の電極触媒層を転写でき、一方電極支持シート剥離後の電解質膜シートにシワが起きないようにでき、電解質膜シートのシワも抑制できる。   (6) According to the other form of this invention, the manufacturing apparatus of a membrane electrode assembly is provided. This manufacturing apparatus for a membrane electrode assembly is a manufacturing apparatus for manufacturing a membrane electrode assembly for a fuel cell, and a long electrolyte membrane sheet constituting the membrane electrode assembly is formed on one sheet surface. The membrane support sheet and the one electrode support sheet on which one electrode catalyst layer constituting the membrane electrode assembly is formed on one sheet surface are joined to each other to join the one electrode catalyst layer to the electrolyte membrane sheet. One electrode transfer mechanism that conveys and guides to a transfer pressure bonding portion between a pair of transfer rollers that rotate opposite to each other, and the electrolyte membrane sheet on which the one electrode catalyst layer is transferred by the transfer roller A transfer downstream transport mechanism that transports the film support sheet and the one electrode support sheet downstream from the transfer roller, the transfer roller being transported with respect to the sheet to be transferred, A pressing force application roller on the side for applying a copying pressure is provided, and a plurality of irregularities are provided on the roller surface of the pressing force application roller. A resin material having a property smaller than that of the roller surface is embedded. According to the membrane electrode assembly manufacturing apparatus of the above embodiment, one electrode catalyst layer can be transferred to the electrolyte membrane sheet of the membrane support sheet after suppressing the occurrence of wrinkles at the sheet end of the one electrode support sheet, On the other hand, wrinkles can be prevented from occurring in the electrolyte membrane sheet after peeling of the electrode support sheet, and wrinkles of the electrolyte membrane sheet can also be suppressed.

（７）上記した形態の膜電極接合体の製造装置において、転写下流側搬送機構により前記転写ローラーの下流に搬送される過程において、前記膜支持シートを剥離して前記電解質膜シートを露出させ、前記一方の電極触媒層が転写済みの前記電解質膜シートと、前記膜電極接合体を構成する他方の電極触媒層が一方のシート面に形成された他方電極支持シートとを、前記電解質膜シートに前記他方の電極触媒層が接合する接合状態とした上で、対向して回転する一対の他の転写ローラーの間の転写圧着箇所に搬送案内する他方電極転写機構と、前記転写ローラーにて前記他方の電極触媒層が転写された前記電解質膜シートを、前記他方電極支持シートと共に、前記転写ローラーより下流に搬送する転写完了後搬送機構とを備え、前記他の転写ローラーは、搬送されてくる転写対象シートに対して、転写押圧力を付与する側の押圧力付与ローラーを備え、該押圧力付与ローラーのローラー表面に凹凸を複数備えた上で、凹部には、前記転写対象シートに対する粘着力が前記凹凸のない形態での前記ローラー表面より小さい性状の樹脂材が埋め込まれている。こうすれば、電解質膜シートに一方の電極触媒層と他方の電極触媒層とを転写した膜電極接合体を得ることができる共に、他方の電極触媒層の転写の際において、他方電極支持シートのシート端部でのシワの発生を抑制することで、他方電極支持シート剥離後の電解質膜シートにシワが起きないようにして、膜電極接合体における電解質膜のシワも抑制できる。   (7) In the manufacturing apparatus of the membrane electrode assembly of the above-described form, in the process of being transported downstream of the transfer roller by the transfer downstream side transport mechanism, the membrane support sheet is peeled to expose the electrolyte membrane sheet, The electrolyte membrane sheet, wherein the one electrode catalyst layer has been transferred, and the other electrode support sheet in which the other electrode catalyst layer constituting the membrane electrode assembly is formed on one sheet surface. The other electrode transfer mechanism that transports and guides the transfer electrode to a transfer pressure bonding portion between a pair of other transfer rollers that rotate opposite to each other after the other electrode catalyst layer is bonded, and A transfer mechanism after completion of transfer that transports the electrolyte membrane sheet, onto which the electrode catalyst layer is transferred, together with the other electrode support sheet, downstream from the transfer roller, and the other transfer The roller is provided with a pressing force application roller on the side to which a transfer pressing force is applied to the transferred transfer target sheet, and the concave surface has a plurality of irregularities on the roller surface of the pressing force application roller. A resin material having a property that the adhesive force to the transfer target sheet is smaller than that of the roller surface in the form without the unevenness is embedded. In this way, it is possible to obtain a membrane electrode assembly in which one electrode catalyst layer and the other electrode catalyst layer are transferred to the electrolyte membrane sheet, and at the time of transferring the other electrode catalyst layer, the other electrode support sheet By suppressing the generation of wrinkles at the end of the sheet, wrinkles of the electrolyte membrane in the membrane electrode assembly can be suppressed so that no wrinkles occur in the electrolyte membrane sheet after the other electrode support sheet is peeled off.

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、膜電極接合体を有する燃料電池の製造装置や製造方法等の形態で実現することができる。   The present invention can be realized in various forms, for example, in the form of a manufacturing apparatus or manufacturing method for a fuel cell having a membrane electrode assembly.

本発明の実施形態としての燃料電池１０を構成する単セル１５を断面視して概略的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematically the cross section of the single cell 15 which comprises the fuel cell 10 as embodiment of this invention. ＭＥＡの構成部材の接合の様子をその寸法状態と合わせて模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the mode of joining of the structural member of MEA together with the dimension state. 燃料電池１０の製造手順を示す説明図である。4 is an explanatory diagram showing a manufacturing procedure of the fuel cell 10. FIG. 準備する電解質膜シート２０Ｓとアノード支持シートＤｓ１とカソード支持シートＤｓ２との準備の形態を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the form of preparation with the electrolyte membrane sheet 20S, the anode support sheet Ds1, and the cathode support sheet Ds2 to prepare. ＭＥＡ製造装置１００の概略構成を各搬送箇所でのシートの形態と共に模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically schematic structure of the MEA manufacturing apparatus 100 with the form of the sheet | seat in each conveyance location. 図５におけるローラー接合箇所Ａ部をローラー軸方向に沿って概略的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows roughly the roller junction location A part in FIG. 5 along a roller axial direction. 第１転写ローラー１１２による転写の際の積層状シートの概略的な挙動を図６の７−７線で断面視して示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a schematic behavior of a laminated sheet during transfer by a first transfer roller 112 as seen in a cross section along line 7-7 in FIG. 6. 第１転写ローラー１１２による転写の際の積層状シートの概略的な挙動を図６の８−８線で断面視して示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a schematic behavior of a laminated sheet during transfer by the first transfer roller 112 as seen in a cross section along line 8-8 in FIG. 6. 第１転写ローラー１１２による転写の際に見られる積層状シートの滑りの状況を平面視して示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state of the slip of the laminated sheet seen in the case of the transfer by the 1st transfer roller 112 in planar view. 低摩擦化の実証試験の概要を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline | summary of the demonstration test of low friction. 押圧力付与ローラーのローラー表面の様子と試験結果とを対比して示す説明図である。It is explanatory drawing which contrasts and shows the state of the roller surface of a pressing force provision roller, and a test result. 他の実施形態において準備する電解質膜シート２０Ｓとカソード支持シートＤｓ２との準備の形態を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the form of preparation with the electrolyte membrane sheet | seat 20S and cathode support sheet | seat Ds2 prepared in other embodiment. 他の実施形態におけるＭＥＡ製造装置１００Ａの概略構成を各搬送箇所でのシートの形態と共に模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically schematic structure of MEA manufacturing apparatus 100A in other embodiment with the form of the sheet | seat in each conveyance location.

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。図１は本発明の実施形態としての燃料電池１０を構成する単セル１５を断面視して概略的に示す説明図、図２はＭＥＡの構成部材の接合の様子をその寸法状態と合わせて模式的に示す説明図である。本実施形態の燃料電池１０は、図１に示す構成の単セル１５を対向するセパレーター２５、２６で挟持して、この単セル１５を複数積層したスタック構造の固体高分子型燃料電池である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a single cell 15 constituting a fuel cell 10 as an embodiment of the present invention in a cross-sectional view, and FIG. 2 is a schematic diagram showing the joining state of MEA constituent members together with their dimensions. FIG. The fuel cell 10 of the present embodiment is a solid polymer fuel cell having a stack structure in which a single cell 15 having the configuration shown in FIG. 1 is sandwiched between opposing separators 25 and 26 and a plurality of the single cells 15 are stacked.

単セル１５は、電解質膜２０の両側にアノード２１とカソード２２の両電極を備える。電解質膜２０は、固体高分子材料、例えばフッ素系樹脂により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜であり、湿潤状態で良好な電気伝導性を示す。アノード２１およびカソード２２は、例えば白金、あるいは白金合金等の触媒を担持した導電性の担体、例えばカーボン粒子（以下、触媒担持カーボン粒子と称する）を、プロトン伝導性を有するアイオノマーで被覆して形成された電極触媒層であり、電解質膜２０の両膜面に接合され電解質膜２０と共に膜電極接合体（ＭＥＡ）を形成する。通常、アイオノマーは、電解質膜２０と同質の固体高分子材料である高分子電解質樹脂（例えばフッ素系樹脂）であり、その有するイオン交換基によりプロトン伝導性を有する。   The single cell 15 includes both electrodes of an anode 21 and a cathode 22 on both sides of the electrolyte membrane 20. The electrolyte membrane 20 is a proton conductive ion exchange membrane formed of a solid polymer material, for example, a fluorine-based resin, and exhibits good electrical conductivity in a wet state. The anode 21 and the cathode 22 are formed by coating a conductive carrier carrying a catalyst such as platinum or a platinum alloy, for example, carbon particles (hereinafter referred to as catalyst-carrying carbon particles) with an ionomer having proton conductivity. The electrode catalyst layer is bonded to both membrane surfaces of the electrolyte membrane 20 and forms a membrane electrode assembly (MEA) together with the electrolyte membrane 20. Usually, the ionomer is a polymer electrolyte resin (for example, a fluorine-based resin) that is a solid polymer material of the same quality as the electrolyte membrane 20, and has proton conductivity due to the ion exchange group that the ionomer has.

この他、単セル１５は、電極形成済みの電解質膜２０を両側から挟持するアノード側ガス拡散層２３とカソード側ガス拡散層２４とセパレーター２５，２６を備え、両ガス拡散層は、対応する電極（アノード２１またはカソード２２）に接合されている。アノード側ガス拡散層２３とカソード側ガス拡散層２４は、ガス透過性を有する導電性部材、例えば、カーボンペーパやカーボンクロス等のカーボン多孔質体や、金属メッシュや発泡金属等の金属多孔質体によって形成される。本実施形態では、電解質膜２０とアノード２１およびカソード２２で形成されるＭＥＡを、アノード側ガス拡散層２３とカソード側ガス拡散層２４で挟持した状態で単セル１５の基幹部位を製造する。よって、ＭＥＡに上記の両ガス拡散層を含めた物をＭＥＧＡ（Membrane-Electrode＆Gas. Diffusion Layer Assembly）と、適宜、称する。   In addition, the single cell 15 includes an anode-side gas diffusion layer 23, a cathode-side gas diffusion layer 24, and separators 25 and 26 that sandwich the electrode-formed electrolyte membrane 20 from both sides. (Anode 21 or cathode 22). The anode side gas diffusion layer 23 and the cathode side gas diffusion layer 24 are conductive members having gas permeability, for example, a carbon porous body such as carbon paper or carbon cloth, or a metal porous body such as metal mesh or foam metal. Formed by. In the present embodiment, the basic part of the single cell 15 is manufactured in a state where the MEA formed by the electrolyte membrane 20, the anode 21 and the cathode 22 is sandwiched between the anode side gas diffusion layer 23 and the cathode side gas diffusion layer 24. Therefore, the MEA including both the gas diffusion layers is appropriately referred to as MEGA (Membrane-Electrode & Gas. Diffusion Layer Assembly).

図２に示すように、アノード２１は、電解質膜２０とほぼ同寸法の矩形形状とされ、カソード２２は、アノード２１より縦横とも短くされている。アノード側ガス拡散層２３とカソード側ガス拡散層２４は、ほぼ同寸法の矩形形状とされ、アノード側ガス拡散層２３は、アノード２１より縦横とも同寸もしくはやや短くされている。カソード側ガス拡散層２４は、アノード側ガス拡散層２３とほぼ同寸法とされている。アノード２１、アノード側ガス拡散層２３等は上記のようにその寸法が相違するが、単セル１５としての組み付け状態では、これらはその周囲において図示しないシール部材にて気密にシールされる。なお、アノード２１の図２において上下に延びる短辺を電解質膜２０の幅より広くしてもよく、こうするには、後述のアノードシート２１Ｓの幅を電解質膜シート２０Ｓより広くして、矩形形状に裁断すればよい。   As shown in FIG. 2, the anode 21 is a rectangular shape having substantially the same dimensions as the electrolyte membrane 20, and the cathode 22 is shorter than the anode 21 both vertically and horizontally. The anode-side gas diffusion layer 23 and the cathode-side gas diffusion layer 24 have a rectangular shape with substantially the same dimensions, and the anode-side gas diffusion layer 23 is the same size or slightly shorter than the anode 21 both vertically and horizontally. The cathode side gas diffusion layer 24 has substantially the same dimensions as the anode side gas diffusion layer 23. Although the dimensions of the anode 21 and the anode-side gas diffusion layer 23 and the like are different as described above, in the assembled state as the single cell 15, they are hermetically sealed around them by a sealing member (not shown). Note that the short side of the anode 21 extending in the vertical direction in FIG. 2 may be made wider than the width of the electrolyte membrane 20, and in order to do this, the anode sheet 21S described later is made wider than the electrolyte membrane sheet 20S to form a rectangular shape. You just cut into.

セパレーター２５は、アノード側ガス拡散層２３の側に、水素を含有する燃料ガスを流すセル内燃料ガス流路４７を備える。セパレーター２６は、カソード側ガス拡散層２４の側に、酸素を含有する酸化ガス（本実施形態では、空気）を流すセル内酸化ガス流路４８を備える。なお、図には記載していないが、隣り合う単セル１５間には、例えば、冷媒が流れるセル間冷媒流路を形成することができる。これらセパレーター２５，２６は、ガス不透過な導電性部材、例えば、カーボンを圧縮してガス不透過とした緻密質カーボンや、焼成カーボン、あるいはステンレス鋼などの金属材料により形成されている。   The separator 25 is provided with an in-cell fuel gas flow channel 47 for flowing a fuel gas containing hydrogen on the anode side gas diffusion layer 23 side. The separator 26 includes an in-cell oxidizing gas flow channel 48 through which an oxidizing gas containing oxygen (air in the present embodiment) flows, on the cathode side gas diffusion layer 24 side. Although not shown in the figure, an inter-cell refrigerant flow path through which a refrigerant flows can be formed between adjacent single cells 15, for example. The separators 25 and 26 are made of a gas-impermeable conductive member, for example, a dense carbon that has been made gas impermeable by compressing carbon, baked carbon, or a metal material such as stainless steel.

図１では図示していないが、セパレーター２５，２６の外周近傍の所定の位置には、複数の孔部が形成されている。これらの複数の孔部は、セパレーター２５，２６が他の部材と共に積層されて燃料電池１０が組み立てられたときに互いに重なって、燃料電池１０内を積層方向に貫通する流路を形成する。すなわち、上記したセル内燃料ガス流路４７やセル内酸化ガス流路４８、あるいはセル間冷媒流路に対して、燃料ガスや酸化ガス、あるいは冷媒を給排するためのマニホールドを形成する。   Although not shown in FIG. 1, a plurality of holes are formed at predetermined positions near the outer peripheries of the separators 25 and 26. The plurality of holes overlap each other when the separators 25 and 26 are laminated together with other members and the fuel cell 10 is assembled to form a flow path that penetrates the fuel cell 10 in the laminating direction. That is, a manifold for supplying and discharging fuel gas, oxidizing gas, or refrigerant is formed with respect to the in-cell fuel gas channel 47, the in-cell oxidizing gas channel 48, or the inter-cell refrigerant channel.

本実施形態の燃料電池１０は、セパレーター２５のセル内燃料ガス流路４７からの水素ガスを、アノード側ガス拡散層２３で拡散ししつつ、アノード２１に供給する。空気については、セパレーター２６のセル内酸化ガス流路４８からの空気を、カソード側ガス拡散層２４で拡散ししつつカソード２２に供給する。こうしたガス供給を受けて、燃料電池１０は、発電し、その発電電力を外部の負荷に与える。   The fuel cell 10 of the present embodiment supplies the hydrogen gas from the in-cell fuel gas channel 47 of the separator 25 to the anode 21 while diffusing in the anode gas diffusion layer 23. As for the air, the air from the in-cell oxidizing gas channel 48 of the separator 26 is supplied to the cathode 22 while being diffused by the cathode side gas diffusion layer 24. Receiving such gas supply, the fuel cell 10 generates power and applies the generated power to an external load.

次に、燃料電池１０の製造方法について説明する。図３は燃料電池１０の製造手順を示す説明図である。図示するように、燃料電池１０を製造するに当たっては、まず、その構成単位である単セル１５を作製する。   Next, a method for manufacturing the fuel cell 10 will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the manufacturing procedure of the fuel cell 10. As shown in the figure, when the fuel cell 10 is manufactured, first, a single cell 15 as a structural unit is manufactured.

単セル１５の作製に当たり、その構成部材を準備する（ステップＳ１００）。図４は準備する電解質膜シート２０Ｓとアノード支持シートＤｓ１とカソード支持シートＤｓ２との準備の形態を模式的に示す説明図である。図示するように、電解質膜シート２０Ｓについては、電解質膜２０の上記の高分子電解質樹脂を用いて、バックシートＢｓのシート面に長尺状に電解質膜シート２０Ｓを形成する。バックシートＢｓは、電解質膜シート２０Ｓから剥離可能とされ、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等のポリエステル系、ポリスチレン等の高分子シートによって、電解質膜シート２０Ｓとほぼ同じ幅で形成される。こうして形成した電解質膜シート２０ＳをバックシートＢｓごとロール状に巻き取った電解質膜シートロール２０Ｒを準備する。   In producing the single cell 15, its constituent members are prepared (step S100). FIG. 4 is an explanatory view schematically showing a form of preparation of the electrolyte membrane sheet 20S, the anode support sheet Ds1, and the cathode support sheet Ds2 to be prepared. As shown in the figure, for the electrolyte membrane sheet 20S, the above-described polymer electrolyte resin of the electrolyte membrane 20 is used to form the electrolyte membrane sheet 20S in a long shape on the sheet surface of the backsheet Bs. The back sheet Bs can be peeled from the electrolyte membrane sheet 20S. For example, the back membrane Bs is made of a polyester sheet such as PET (polyethylene terephthalate) or PEN (polyethylene naphthalate), or a polymer sheet such as polystyrene. Formed with. An electrolyte membrane sheet roll 20R is prepared by winding the electrolyte membrane sheet 20S thus formed together with the back sheet Bs into a roll.

アノード支持シートＤｓ１については、触媒担持カーボン粒子とアイオノマーとを分散させた触媒インクを適宜な塗工機器にてアノード支持シートＤｓ１に連続的に塗工し、その後の乾燥を経て、長尺状のアノードシート２１Ｓがアノード支持シートＤｓ１に形成される。アノードシート２１Ｓは、図中の側面断面視に示すように、アノード支持シートＤｓ１のシート幅より狭くされ、上記した寸法関係で形成される。アノード支持シートＤｓ１は、シート状に連続形成済みのアノードシート２１Ｓに対して剥離可能であり、アノードシート２１Ｓが形成済みの状態でロール状に巻き取られ、アノード支持シートロールＤＲ１として準備される。   For the anode support sheet Ds1, the catalyst ink in which the catalyst-supporting carbon particles and the ionomer are dispersed is continuously applied to the anode support sheet Ds1 with an appropriate coating device, and then dried, An anode sheet 21S is formed on the anode support sheet Ds1. The anode sheet 21S is narrower than the sheet width of the anode support sheet Ds1, as shown in the side sectional view in the drawing, and is formed with the above-described dimensional relationship. The anode support sheet Ds1 can be peeled from the anode sheet 21S that has been continuously formed in a sheet shape, and is wound up in a roll shape with the anode sheet 21S already formed, and is prepared as an anode support sheet roll DR1.

カソード支持シートＤｓ２は、一方のシート面に、カソード２２を点在させて備え、カソード２２の点在形成済みの状態でロール状に巻き取られ、カソード支持シートロールＤＲ２として準備される。カソード２２は、上記の触媒インクを適宜な塗工機器にて電解質膜シート２０Ｓに間欠的に塗工し、その後の乾燥を経て形成される。カソード２２の点在形成に当たっては、図示するようにマスクＭを用いて、カソード２２の矩形形状を確定する。カソード支持シートＤｓ２および上記のアノード支持シートＤｓ１は、ＰＥＴやＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の高分子シートによって形成され、剥離可能である。なお、カソード２２の形成対象は、後の剥離除去されるカソード支持シートＤｓ２であることから、マスクＭの使用に伴う表面損傷はＭＥＡに影響を与えない。カソード２２にあっても、図中の側面断面視に示すように、カソード支持シートＤｓ２のシート幅より狭くされ、上記した寸法関係で形成される。   The cathode support sheet Ds2 is provided with the cathode 22 interspersed on one sheet surface. The cathode support sheet Ds2 is wound in a roll shape in a state where the cathode 22 is formed to be scattered, and is prepared as a cathode support sheet roll DR2. The cathode 22 is formed by intermittently applying the catalyst ink described above to the electrolyte membrane sheet 20S with an appropriate application device, and then drying it. In forming the cathodes 22 in a dotted manner, the rectangular shape of the cathodes 22 is determined using a mask M as shown. The cathode support sheet Ds2 and the anode support sheet Ds1 are formed of a polymer sheet such as PET or PTFE (polytetrafluoroethylene) and can be peeled off. Since the cathode 22 is to be formed on the cathode support sheet Ds2 that is peeled and removed later, the surface damage caused by the use of the mask M does not affect the MEA. Even in the cathode 22, as shown in a side sectional view in the figure, the cathode support sheet Ds2 is made narrower than the sheet width and formed in the above-described dimensional relationship.

このように電解質膜シート２０Ｓやアノードシート２１Ｓ或いはカソード２２を形成しながら上記の各シートロールを準備するほか、電解質膜シート２０Ｓが形成済みでロール状に巻き取られた電解質膜シートロール２０Ｒや、アノード支持シートロールＤＲ１およびカソード支持シートロールＤＲ２を購入準備することもできる。なお、アノード側およびカソード側の拡散層については、導電性で多孔質の基材、例えばカーボンクロスを上記の矩形サイズで一枚ずつ準備される（図示略）。セパレーター２５、２６については、それぞれセル内燃料ガス流路４７、４８を有する形態で準備される（図示略）。   In addition to preparing each of the above sheet rolls while forming the electrolyte membrane sheet 20S, the anode sheet 21S, or the cathode 22 in this way, the electrolyte membrane sheet roll 20R in which the electrolyte membrane sheet 20S has been formed and wound into a roll shape, Anode support sheet roll DR1 and cathode support sheet roll DR2 can also be prepared for purchase. For the anode-side and cathode-side diffusion layers, a conductive and porous base material, such as carbon cloth, is prepared one by one in the above rectangular size (not shown). The separators 25 and 26 are prepared in a form having in-cell fuel gas flow paths 47 and 48 (not shown).

上記のステップＳ１００に続いて、電解質膜シート２０Ｓが形成済みのバックシートＢｓと、アノードシート２１Ｓが形成済みのアノード支持シートＤｓ１およびカソード２２が間欠形成済みの積層済みカソード支持シートＤｓ２とを転写対象シートとして、ＭＥＡを作製する（ステップＳ１１０）。本実施形態では、シート状のＭＥＡを作製すべく、ＭＥＡ製造装置１００を用いた。図５はＭＥＡ製造装置１００の概略構成を各搬送箇所でのシートの形態と共に模式的に示す説明図である。このＭＥＡ製造装置１００は、アノード転写機構部１１０と、カソード転写機構部１２０と、制御装置２００とを備えている。なお、この図５は、シート搬送とシート接合、並びにシート形態の様子を模式的に示しており、実際の電解質膜シート２０Ｓやカソード支持シートＤｓ２、アノードシート２１Ｓおよびカソード２２の厚みや縦横サイズを反映したものではない。   Subsequent to step S100, the back sheet Bs on which the electrolyte membrane sheet 20S has been formed, the anode support sheet Ds1 on which the anode sheet 21S has been formed, and the laminated cathode support sheet Ds2 on which the cathode 22 has been intermittently formed are transferred. An MEA is produced as a sheet (step S110). In this embodiment, the MEA manufacturing apparatus 100 is used to produce a sheet-like MEA. FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing the schematic configuration of the MEA manufacturing apparatus 100 together with the form of the sheet at each conveyance location. The MEA manufacturing apparatus 100 includes an anode transfer mechanism unit 110, a cathode transfer mechanism unit 120, and a control device 200. FIG. 5 schematically shows the state of sheet conveyance, sheet bonding, and sheet form. The actual electrolyte membrane sheet 20S, cathode support sheet Ds2, anode sheet 21S, and cathode 22 have thicknesses and vertical and horizontal sizes. It is not a reflection.

アノード転写機構部１１０は、その上流側から、電解質膜シートロール２０Ｒと、アノード支持シートロールＤＲ１と、第１転写ローラー１１２と、下流側第１搬送ローラー１１３と、第１剥離ローラー１１４と、下流側第２搬送ローラー１１５と、第２剥離ローラー１１６とを備える。電解質膜シートロール２０Ｒは、制御装置２００の制御を受けて回転し、図示しないローラー下流の案内ローラーおよび駆動ローラーと協働して、電解質膜シートロール２０ＲをバックシートＢｓと共に第１転写ローラー１１２に送り出す。アノード支持シートロールＤＲ１は、制御装置２００の制御を受けて回転し、図示しないローラー下流の案内ローラーおよび駆動ローラーと協働して、アノードシート２１Ｓをアノード支持シートＤｓ１と共に第１転写ローラー１１２に送り出す。こうしたシート送り出しの際、電解質膜シートロール２０Ｒとアノード支持シートロールＤＲ１は、既述した案内ローラーによるシート案内により、電解質膜シート２０Ｓとアノードシート２１Ｓとが、押圧案内ローラー１１２ｂの外周面において接合するよう、バックシートＢｓとアノード支持シートＤｓ１とを第１転写ローラー１１２に送り出す。   From the upstream side, the anode transfer mechanism unit 110 includes an electrolyte membrane sheet roll 20R, an anode support sheet roll DR1, a first transfer roller 112, a downstream first transport roller 113, a first peeling roller 114, and a downstream. The side 2nd conveyance roller 115 and the 2nd peeling roller 116 are provided. The electrolyte membrane sheet roll 20R rotates under the control of the control device 200, and cooperates with a guide roller and a drive roller downstream of a roller (not shown) to move the electrolyte membrane sheet roll 20R together with the back sheet Bs to the first transfer roller 112. Send it out. The anode support sheet roll DR1 rotates under the control of the control device 200, and sends the anode sheet 21S together with the anode support sheet Ds1 to the first transfer roller 112 in cooperation with a guide roller and a drive roller that are not shown. . During such sheet feeding, the electrolyte membrane sheet roll 20R and the anode support sheet roll DR1 are joined to each other on the outer peripheral surface of the pressing guide roller 112b by the sheet guidance by the guide roller described above. Thus, the back sheet Bs and the anode support sheet Ds1 are sent to the first transfer roller 112.

第１転写ローラー１１２は、押圧力付与ローラー１１２ａと押圧案内ローラー１１２ｂとを対向させて備え、この両ローラーの接合箇所を転写圧着箇所とする。図６は図５におけるローラー接合箇所Ａ部をローラー軸方向に沿って概略的に示す説明図である。押圧力付与ローラー１１２ａと押圧案内ローラー１１２ｂの両ローラーは、制御装置２００の制御を受けて逆向きに回転し、バックシートＢｓとアノード支持シートＤｓ１とを、電解質膜シート２０Ｓとアノードシート２１Ｓとが接合した状態のまま転写圧着箇所に引き込んで、電解質膜シート２０Ｓにアノードシート２１Ｓを転写し、下流に搬送する。こうしたシート引き込みと転写は、図２に示すように、バックシートＢｓが押圧力付与ローラー１１２ａのローラー表面の側に位置し、アノード支持シートＤｓ１が押圧案内ローラー１１２ｂのローラー表面の側に位置するようにして行われる。   The first transfer roller 112 includes a pressing force applying roller 112a and a pressing guide roller 112b that are opposed to each other, and a joint portion between the two rollers is a transfer pressure bonding portion. FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing the roller joining portion A in FIG. 5 along the roller axis direction. Both the pressing force applying roller 112a and the pressing guide roller 112b are rotated in the opposite directions under the control of the control device 200, and the back sheet Bs and the anode support sheet Ds1 are replaced by the electrolyte membrane sheet 20S and the anode sheet 21S. The anode sheet 21 </ b> S is transferred to the electrolyte membrane sheet 20 </ b> S and transported downstream, with the joined state being drawn into the transfer pressure bonding portion. As shown in FIG. 2, the sheet pull-in and transfer are performed such that the back sheet Bs is positioned on the roller surface side of the pressing force applying roller 112a, and the anode support sheet Ds1 is positioned on the roller surface side of the pressing guide roller 112b. Is done.

押圧力付与ローラー１１２ａは、良伝熱性の金属製のローラー、例えばニッケル系の金属ローラーとして構成され、図示しない熱源からの熱を受けて発熱する。そして、押圧力付与ローラー１１２ａは、バックシートＢｓから電解質膜シート２０Ｓおよびこれに接合したアノードシート２１Ｓを加熱しつつ、押圧案内ローラー１１２ｂの側に向けて転写押圧力を付与する。押圧力付与ローラー１１２ａの発熱状況や付与する転写押圧力は、制御装置２００により制御される。この他、押圧力付与ローラー１１２ａは、図６のＢ部概略拡大断面に示すように、ローラー表面に凹凸を複数備え、凸部１１２ａａの頂上をローラー表面側とし、凹部１１２ａｂには、耐熱性を有する例えばフッ素系樹脂の樹脂埋設体１１２ａｃを備える。フッ素系樹脂は、バックシートＢｓおよびアノード支持シートＤｓ１に対する粘着力が小さいことから、押圧力付与ローラー１１２ａは、凹部１１２ａｂの樹脂埋設体１１２ａｃにおいて、凹凸のない形態でのニッケル系金属ローラー表面より、バックシートＢｓおよびアノード支持シートＤｓ１に対する粘着力を小さくする。こうした構成の押圧力付与ローラー１１２ａを得るに当たっては、まず、凹凸のない押圧力付与ローラー１１２ａを準備し、当該ローラーを回転させながら、ローラー表面にブラスト処理を行う。次いで、押圧力付与ローラー１１２ａのローラー表面部位をフッ素系樹脂液に浸漬させ、余剰の樹脂液を拭き取った後に乾燥させる。こうすることで、凸部１１２ａａと凹部１１２ａｂをローラー表面に複数備え、凹部１１２ａｂに樹脂埋設体１１２ａｃを有する押圧力付与ローラー１１２ａを得ることができる。   The pressing force application roller 112a is configured as a highly heat-conductive metal roller, for example, a nickel-based metal roller, and generates heat upon receiving heat from a heat source (not shown). The pressing force applying roller 112a applies a transfer pressing force toward the pressing guide roller 112b while heating the electrolyte membrane sheet 20S and the anode sheet 21S bonded thereto from the back sheet Bs. The heat generation state of the pressing force application roller 112a and the transfer pressing force to be applied are controlled by the control device 200. In addition, the pressing force applying roller 112a is provided with a plurality of irregularities on the roller surface as shown in the B section schematic enlarged cross section of FIG. 6, the top of the convex portion 112aa is the roller surface side, and the concave portion 112ab has heat resistance. For example, a resin-embedded body 112ac of fluorine-based resin is provided. Since the fluororesin has a low adhesive force with respect to the back sheet Bs and the anode support sheet Ds1, the pressing force application roller 112a is formed on the resin embedded body 112ac of the recess 112ab from the surface of the nickel-based metal roller in a form without unevenness. The adhesive force to the back sheet Bs and the anode support sheet Ds1 is reduced. In order to obtain the pressing force application roller 112a having such a configuration, first, the pressing force application roller 112a without unevenness is prepared, and the roller surface is subjected to blasting while rotating the roller. Next, the roller surface portion of the pressing force applying roller 112a is immersed in a fluorine-based resin liquid, and the excess resin liquid is wiped off and then dried. By doing so, it is possible to obtain a pressing force application roller 112a having a plurality of convex portions 112aa and concave portions 112ab on the roller surface and having the resin embedded body 112ac in the concave portion 112ab.

押圧案内ローラー１１２ｂは、軽量な金属製のコアローラー１１２ｂｃの表面を耐熱性のゴム表皮層１１２ｂｓで被覆して構成され、押圧力付与ローラー１１２ａの及ぼす転写押圧力を受け止める。この際、ゴム表皮層１１２ｂｓは、図６に示すように、電解質膜シート２０Ｓとアノードシート２１Ｓの接合領域において最も陥没し、アノード支持シートＤｓ１の図における左右の端部領域では、アノード支持シートＤｓ１の厚みに見合った程度の陥没を起こす。このようにして押圧案内ローラー１１２ｂにて受け止められた状態で、押圧力付与ローラー１１２ａが転写押圧力の付与と転写を促進する伝熱を行うので、電解質膜シート２０Ｓにアノードシート２１Ｓが転写され、上記各シートは、積層したまま、第１転写ローラー１１２の下流に搬送される。   The pressure guide roller 112b is configured by covering the surface of a lightweight metal core roller 112bc with a heat-resistant rubber skin layer 112bs, and receives a transfer pressing force exerted by the pressing force applying roller 112a. At this time, as shown in FIG. 6, the rubber skin layer 112bs is most depressed in the joining region of the electrolyte membrane sheet 20S and the anode sheet 21S, and in the left and right end regions in the drawing of the anode supporting sheet Ds1, the anode supporting sheet Ds1. Causes the depression to match the thickness of the. Since the pressing force application roller 112a performs heat transfer that promotes transfer pressing force application and transfer while being received by the pressing guide roller 112b in this manner, the anode sheet 21S is transferred to the electrolyte membrane sheet 20S, Each of the sheets is conveyed downstream of the first transfer roller 112 while being stacked.

下流側第１搬送ローラー１１３は、制御装置２００の制御を受けて回転し、第１転写ローラー１１２から送り出された積層状の上記各シートを、テンションを掛けつつ下流側に搬送する。以下、複数のシートが積層状となって搬送される過程では、これらシートを積層状シートと略称する。第１剥離ローラー１１４は、制御装置２００の制御を受けて回転し、積層状シートからアノード支持シートＤｓ１を剥離して、当該支持シートを図示しない回収ローラーに送り出す。下流側第２搬送ローラー１１５は、制御装置２００の制御を受けて回転し、アノード支持シートＤｓ１の剥離後の積層状シートを、テンションを掛けつつ下流側に搬送する。第２剥離ローラー１１６は、制御装置２００の制御を受けて回転し、積層状シートからバックシートＢｓを剥離して、このバックシートを図示しない回収ローラーに送り出す。このため、アノード転写機構部１１０は、電解質膜シート２０Ｓとアノードシート２１Ｓとが積層しただけの積層状シート（以下、アノード転写済みシートＡｓと称する）を、カソード転写機構部１２０に送り出す。   The downstream first transport roller 113 rotates under the control of the control device 200 and transports each of the stacked sheets fed from the first transfer roller 112 to the downstream side while applying tension. Hereinafter, in the process in which a plurality of sheets are conveyed in a laminated form, these sheets are abbreviated as a laminated sheet. The first peeling roller 114 rotates under the control of the control device 200, peels the anode support sheet Ds1 from the laminated sheet, and sends the support sheet to a collection roller (not shown). The downstream second transport roller 115 rotates under the control of the control device 200, and transports the laminated sheet from which the anode support sheet Ds1 has been peeled to the downstream side while applying tension. The second peeling roller 116 rotates under the control of the control device 200, peels the back sheet Bs from the laminated sheet, and sends the back sheet to a collection roller (not shown). For this reason, the anode transfer mechanism unit 110 sends a laminated sheet (hereinafter referred to as an anode-transferred sheet As) in which the electrolyte membrane sheet 20S and the anode sheet 21S are stacked to the cathode transfer mechanism unit 120.

カソード転写機構部１２０は、アノード転写機構部１１０の下流側に配設され、第２転写ローラー１２２と、受入ローラー１２３と、積層状シート搬送ローラー１２４と、カソード支持シートロールＤＲ２と、支持シート搬送ローラー１２５とを備える。カソード支持シートロールＤＲ２は、制御装置２００の制御を受けて回転し、その下流の支持シート搬送ローラー１２５と協働して、カソード２２をカソード支持シートＤｓ２と共に第２転写ローラー１２２に送り出す。こうしたシート送り出しの際、カソード支持シートロールＤＲ２は、カソード支持シートＤｓ２が押圧案内ローラー１２２ｂの表面に接合し、カソード２２が露出するよう、カソード支持シートＤｓ２を第２転写ローラー１２２に送り出す。そして、カソード２２は、第２転写ローラー１２２における転写圧着箇所の手前で、積層状シートの電解質膜シート２０Ｓと接合し、その状態のまま、第２転写ローラー１２２に引き込まれる。受入ローラー１２３は、制御装置２００の制御を受けて回転し、アノード転写機構部１１０から送り出されたアノード転写済みシートＡｓを搬送案内する。積層状シート搬送ローラー１２４は、制御装置２００の制御を受けて回転し、アノード転写済みシートＡｓにテンションを掛けつつ、アノードシート２１Ｓが押圧力付与ローラー１２２ａの表面に接合し、電解質膜シート２０Ｓが露出するようにして、アノード転写済みシートＡｓを第２転写ローラー１２２に送り出す。   The cathode transfer mechanism unit 120 is disposed on the downstream side of the anode transfer mechanism unit 110, and includes a second transfer roller 122, a receiving roller 123, a laminated sheet conveyance roller 124, a cathode support sheet roll DR2, and a support sheet conveyance. A roller 125. The cathode support sheet roll DR2 rotates under the control of the control device 200, and sends the cathode 22 to the second transfer roller 122 together with the cathode support sheet Ds2 in cooperation with the downstream support sheet transport roller 125. During such sheet feeding, the cathode support sheet roll DR2 sends the cathode support sheet Ds2 to the second transfer roller 122 so that the cathode support sheet Ds2 is bonded to the surface of the pressure guide roller 122b and the cathode 22 is exposed. Then, the cathode 22 is joined to the electrolyte membrane sheet 20 </ b> S of the laminated sheet before the transfer pressure bonding portion in the second transfer roller 122, and is drawn into the second transfer roller 122 in that state. The receiving roller 123 rotates under the control of the control device 200, and conveys and guides the anode-transferred sheet As fed from the anode transfer mechanism unit 110. The laminated sheet conveyance roller 124 rotates under the control of the control device 200, and while applying tension to the anode-transferred sheet As, the anode sheet 21S is bonded to the surface of the pressing force applying roller 122a, and the electrolyte membrane sheet 20S is The anode-transferred sheet As is sent to the second transfer roller 122 so as to be exposed.

第２転写ローラー１２２は、既述した第１転写ローラー１１２と同様、押圧力付与ローラー１２２ａと押圧案内ローラー１２２ｂとを対向させて備え、この両ローラーの接合箇所を転写圧着箇所とする。押圧力付与ローラー１２２ａと押圧案内ローラー１２２ｂの両ローラーは、制御装置２００の制御を受けて逆向きに回転し、カソード支持シートロールＤＲ２からのカソード支持シートＤｓ２とアノード転写済みシートＡｓとを、カソード２２が電解質膜シート２０Ｓに接合した状態のまま転写圧着箇所に引き込んで、電解質膜シート２０Ｓにカソード２２を転写する。このカソード転写により、電解質膜２０の表裏面にアノード２１とカソード２２とを接合したシート状のＭＥＡが得られる。第２転写ローラー１２２によるこうしたシート引き込みと転写は、第１転写ローラー１１２と同様になされ、アノードシート２１Ｓが押圧力付与ローラー１２２ａのローラー表面の側に位置し、カソード支持シートＤｓ２が押圧案内ローラー１２２ｂのローラー表面の側に位置するようにして行われる。この場合、押圧力付与ローラー１２２ａは、押圧力付与ローラー１１２ａと同様、アノードシート２１Ｓから電解質膜シート２０Ｓおよびこれに接合したカソード２２を加熱しつつ、押圧案内ローラー１２２ｂの側に向けて転写押圧力を付与する。押圧力付与ローラー１２２ａの発熱状況や付与する転写押圧力は、制御装置２００により制御される。また、押圧力付与ローラー１２２ａは、押圧力付与ローラー１１２ａと同様、ローラー表面に凹凸を複数備える。押圧案内ローラー１２２ｂにあっても、押圧案内ローラー１１２ｂと同様に構成され、その表面は、ゴム表皮層とされている。   Similar to the first transfer roller 112 described above, the second transfer roller 122 includes a pressing force application roller 122a and a pressing guide roller 122b that are opposed to each other, and a joint portion between the two rollers is used as a transfer pressure bonding portion. Both the pressing force applying roller 122a and the pressing guide roller 122b rotate in the opposite directions under the control of the control device 200, and the cathode supporting sheet Ds2 and the anode transferred sheet As from the cathode supporting sheet roll DR2 are moved to the cathode. In the state where 22 is bonded to the electrolyte membrane sheet 20S, the cathode 22 is transferred to the electrolyte membrane sheet 20S. By this cathode transfer, a sheet-like MEA in which the anode 21 and the cathode 22 are joined to the front and back surfaces of the electrolyte membrane 20 is obtained. Such sheet pull-in and transfer by the second transfer roller 122 is performed in the same manner as the first transfer roller 112, the anode sheet 21S is positioned on the roller surface side of the pressing force application roller 122a, and the cathode support sheet Ds2 is the pressing guide roller 122b. It is carried out so as to be located on the roller surface side of. In this case, the pressing force application roller 122a, like the pressing force application roller 112a, heats the electrolyte membrane sheet 20S from the anode sheet 21S and the cathode 22 bonded thereto, and transfers the pressing force toward the pressing guide roller 122b. Is granted. The heat generation state of the pressing force applying roller 122 a and the transfer pressing force to be applied are controlled by the control device 200. The pressing force application roller 122a has a plurality of irregularities on the roller surface, like the pressing force application roller 112a. Even if it exists in the press guide roller 122b, it is comprised similarly to the press guide roller 112b, and the surface is made into the rubber skin layer.

第２転写ローラー１２２は、カソード２２を転写済みのシート状のＭＥＡを、図示しない半製品回収部に搬送する。この半製品回収部では、シート状のＭＥＡを図２に示す矩形形状に裁断したＭＥＡとしてＭＥＧＡの作製に用いられるほか、シート形態のままＭＥＧＡの作製に用いることもできる。また、回収ローラーに巻き取った半製品のシート状のＭＥＡとして、燃料電池製造ラインに出荷することもできる。   The second transfer roller 122 conveys the sheet-like MEA onto which the cathode 22 has been transferred to a semi-product collection unit (not shown). In the semi-finished product collection unit, the sheet-like MEA is used for producing MEGA as MEA obtained by cutting the sheet-like MEA into a rectangular shape shown in FIG. Moreover, it can also ship to a fuel cell manufacturing line as a sheet-like MEA of the semi-finished product wound up by the collection roller.

制御装置２００は、論理演算を実行するＣＰＵや、ＲＯＭ、ＲＡＭを有するコンピューターとして構成され、図示しない各種スイッチやセンサーの入力を受けつつ、既述した各ローラーの回転速度を調整制御するほか、押圧力付与ローラー１１２ａや押圧力付与ローラー１２２ａの発熱状態についても、これを制御する。   The control device 200 is configured as a computer having a CPU for executing logical operations, a ROM, and a RAM, and adjusts and controls the rotational speed of each roller as described above while receiving inputs from various switches and sensors (not shown). The heat generation state of the pressure applying roller 112a and the pressing force applying roller 122a is also controlled.

既述したように、シート状のＭＥＡが得られると、図３のステップＳ１２０にて、シート状のＭＥＧＡを作製する。つまり、上記のシート状のＭＥＡからカソード支持シートＤｓ２を剥離した上で、シート状のＭＥＡの表裏面にアノード側ガス拡散層２３とカソード側ガス拡散層２４を、ホットプレス等の手法にて接合し、ガス拡散層接合済みのシート状のＭＥＡを矩形形状に切断して、ＭＥＡをその両側でアノード側ガス拡散層２３とカソード側ガス拡散層２４で挟持した矩形状のＭＥＧＡを得る。シート状のＭＥＡを予め矩形形状に切断しておいて、上記の両ガス拡散層を接合するようにすることもできる。また、切断しないまま、或いは切断した状態のＭＥＧＡを、燃料電池製造ラインに出荷することもできる。   As described above, when a sheet-like MEA is obtained, a sheet-like MEGA is produced in step S120 of FIG. That is, after the cathode support sheet Ds2 is peeled from the sheet-like MEA, the anode-side gas diffusion layer 23 and the cathode-side gas diffusion layer 24 are joined to the front and back surfaces of the sheet-like MEA by a technique such as hot pressing. Then, the sheet-like MEA bonded with the gas diffusion layer is cut into a rectangular shape, and a rectangular MEGA in which the MEA is sandwiched between the anode-side gas diffusion layer 23 and the cathode-side gas diffusion layer 24 is obtained. It is also possible to cut the sheet-like MEA into a rectangular shape in advance and join the two gas diffusion layers. Further, the MEGA that is not cut or in a cut state can be shipped to the fuel cell production line.

次いで、このＭＥＧＡをセパレーター２５とセパレーター２６とで挟持して単セル１５を作製し（ステップＳ１３０）、所定数の単セル１５を積層してスタック状に組み立て、これを積層方向に締結する（ステップＳ１４０）。これにより、図１に示した燃料電池１０が得られる。   Next, the MEGA is sandwiched between the separator 25 and the separator 26 to produce a single cell 15 (step S130), a predetermined number of single cells 15 are stacked and assembled into a stack, and are fastened in the stacking direction (step S130). S140). Thereby, the fuel cell 10 shown in FIG. 1 is obtained.

以上説明したように、本実施形態のＭＥＡ製造装置１００は、アノード転写機構部１１０における電解質膜シート２０Ｓへのアノードシート２１Ｓの転写と、カソード転写機構部１２０における電解質膜シート２０Ｓへのカソード２２の転写とに、それぞれ第１転写ローラー１１２と第２転写ローラー１２２を用いる。第１転写ローラー１１２は、その有する押圧力付与ローラー１１２ａを、図６に示すように、ローラー表面に凸部１１２ａａと凹部１１２ａｂを複数備えるものとした上で、凹部１１２ａｂにフッ素系樹脂の樹脂埋設体１１２ａｃを備える。フッ素系樹脂は、バックシートＢｓおよびアノード支持シートＤｓ１に対する粘着力が小さいことから、押圧力付与ローラー１１２ａは、凹部１１２ａｂの樹脂埋設体１１２ａｃにおいて、凹凸のない形態でのニッケル系金属ローラー表面より、バックシートＢｓおよびアノード支持シートＤｓ１に対する粘着力を小さくする。   As described above, the MEA manufacturing apparatus 100 according to the present embodiment transfers the anode sheet 21S to the electrolyte membrane sheet 20S in the anode transfer mechanism 110 and the cathode 22 to the electrolyte membrane sheet 20S in the cathode transfer mechanism 120. For the transfer, the first transfer roller 112 and the second transfer roller 122 are used, respectively. The first transfer roller 112 has a pressing force application roller 112a having a plurality of convex portions 112aa and concave portions 112ab on the roller surface as shown in FIG. A body 112ac is provided. Since the fluororesin has a low adhesive force with respect to the back sheet Bs and the anode support sheet Ds1, the pressing force application roller 112a is formed on the resin embedded body 112ac of the recess 112ab from the surface of the nickel-based metal roller in a form without unevenness. The adhesive force to the back sheet Bs and the anode support sheet Ds1 is reduced.

こうしたローラー構成から、本実施形態の第１転写ローラー１１２は、バックシートＢｓおよびアノード支持シートＤｓ１の両転写対象シートに押圧力付与ローラー１１２ａの凸部１１２ａａの頂上を接触させるので、押圧力付与ローラー１１２ａが回転しつつ上記両転写対象シートに転写押圧力を付与する際の低摩擦化を図る。また、押圧力付与ローラー１１２ａは、ローラー表面に複数備える凹部１１２ａｂの樹脂埋設体１１２ａｃの転写対象シートに対する粘着力を、凹凸のない形態でのローラー表面より小さくして低粘着化を図る。よって、押圧力付与ローラー１１２ａは、上記した摩擦低減と相まって、上記両転写対象シートに対してローラー表面を滑りやすくし、凸部１１２ａａの頂上での接触により転写対象シートに転写押圧力を付与して、転写を図る。図７は第１転写ローラー１１２による転写の際の積層状シートの概略的な挙動を図６の７−７線で断面視して示す説明図、図８は第１転写ローラー１１２による転写の際の積層状シートの概略的な挙動を図６の８−８線で断面視して示す説明図、図９は第１転写ローラー１１２による転写の際に見られる積層状シートの滑りの状況を平面視して示す説明図である。   With such a roller configuration, the first transfer roller 112 of the present embodiment brings the tops of the convex portions 112aa of the pressing force applying roller 112a into contact with both the transfer target sheets of the back sheet Bs and the anode support sheet Ds1, so that the pressing force applying roller The friction is reduced when the transfer pressing force is applied to both the transfer target sheets while the 112a rotates. In addition, the pressing force application roller 112a reduces the adhesive force of the concave portion 112ab provided on the roller surface with respect to the transfer target sheet of the resin embedded body 112ac from the roller surface in a form without unevenness, thereby reducing the adhesion. Therefore, the pressing force application roller 112a, coupled with the friction reduction described above, makes the roller surface slip easily with respect to both the transfer target sheets, and applies the transfer pressing force to the transfer target sheet by contact at the top of the convex portion 112aa. And transfer. FIG. 7 is an explanatory view showing a schematic behavior of the laminated sheet during transfer by the first transfer roller 112 in a sectional view taken along line 7-7 in FIG. 6, and FIG. 8 is at the time of transfer by the first transfer roller 112. FIG. 9 is an explanatory view showing a schematic behavior of the laminated sheet taken along line 8-8 in FIG. 6, and FIG. 9 is a plan view showing the state of slippage of the laminated sheet seen during transfer by the first transfer roller 112. It is explanatory drawing shown.

図７は、図６に示すように、押圧案内ローラー１１２ｂの側からアノード支持シートＤｓ１、アノードシート２１Ｓ、電解質膜シート２０ＳおよびバックシートＢｓが積層した部位であるアノード支持シートＤｓ１の中央領域のシート挙動を示している。図８は、図６に示すように、アノード支持シートＤｓ１が単独で押圧を受けるアノード支持シートＤｓ１の端部領域のシート挙動を示している。押圧力付与ローラー１１２ａは、転写押圧力の付与に当たり、押圧案内ローラー１１２ｂに対して所定の距離まで近づくが、アノード支持シートＤｓ１の中央領域と端部領域とでは、シートの積層状況が異なる（図６参照）。その一方、アノード支持シートＤｓ１の中央領域と端部領域では、ゴム表皮層１１２ｂｓは押圧されて、転写圧着箇所より上流において***し、ゴム表皮層１１２ｂｓは、自身の***により積層状シートを転写圧着箇所を起点に引っ張りながら、積層状シートのバックシートＢｓを押圧力付与ローラー１１２ａのローラー表面に接触させる。アノード支持シートＤｓ１の中央領域は、端部領域よりシート積層が多いために押圧程度が大きくなるので、ゴム表皮層１１２ｂｓの***は大きくなり、積層状シートの引っ張りが進むと共に、バックシートＢｓと押圧力付与ローラー１１２ａのローラー表面との接触領域も増える。このため、押圧力付与ローラー１１２ａのローラー幅方向において、アノード支持シートＤｓ１の中央領域と端部領域とでは、摩擦力に差が生じる。   FIG. 7 shows a sheet in the central region of the anode support sheet Ds1, which is a portion where the anode support sheet Ds1, the anode sheet 21S, the electrolyte membrane sheet 20S, and the back sheet Bs are laminated from the side of the pressure guide roller 112b, as shown in FIG. The behavior is shown. FIG. 8 shows the sheet behavior of the end region of the anode support sheet Ds1 that is pressed by the anode support sheet Ds1 alone as shown in FIG. The pressing force applying roller 112a approaches a predetermined distance with respect to the pressing guide roller 112b when applying the transfer pressing force, but the sheet stacking state is different between the central region and the end region of the anode support sheet Ds1 (see FIG. 6). On the other hand, in the central region and the end region of the anode support sheet Ds1, the rubber skin layer 112bs is pressed and rises upstream from the transfer press-bonding portion, and the rubber skin layer 112bs transfers and presses the laminated sheet by its own protrusion. The back sheet Bs of the laminated sheet is brought into contact with the roller surface of the pressing force applying roller 112a while pulling from the location. In the central region of the anode support sheet Ds1, the degree of pressing increases because there is more sheet lamination than in the end region, so that the bulge of the rubber skin layer 112bs increases, the pulling of the laminated sheet proceeds, and the back sheet Bs is pushed. The contact area with the roller surface of the pressure applying roller 112a also increases. For this reason, in the roller width direction of the pressing force application roller 112a, a difference occurs in the frictional force between the central region and the end region of the anode support sheet Ds1.

ローラー表面に凹凸のない既存の押圧力付与ローラーであると、アノード支持シートＤｓ１の中央領域では、大きな摩擦力が生じる故に、図９に示すように、積層状シートに対してローラーの滑りが殆ど起きない。これに対して、端部領域では、低摩擦力により積層状シートに対するローラーの滑りが大きくなる。このように、摩擦力に差があると、アノード支持シートＤｓ１の中央領域と端部領域とでローラーの滑りの程度に差が生じ、端部領域にはシワが発生する。端部領域にシワを発生させてシートに残留する力は、アノード支持シートＤｓ１の剥離の際に、電解質膜シート２０Ｓにシワを発生させると予測される。しかしながら、本実施形態の第１転写ローラー１１２は、その有する押圧力付与ローラー１１２ａのローラー表面を既述したように低摩擦化すると共に低粘着性とするので、アノード支持シートＤｓ１の中央領域での滑りが拡大し、この中央領域での摩擦力と端部領域での摩擦力の差を小さくできる。この結果、本実施形態の第１転写ローラー１１２によれば、既述したようにアノード支持シートＤｓ１の中央領域と端部領域との摩擦力の差によって起きる支持シート端部でのシワの発生を抑制でき、アノード支持シートＤｓ１の剥離の際に、電解質膜シート２０Ｓにシワを発生させ難くできる。第２転写ローラー１２２においても同様であり、カソード支持シートＤｓ２の中央領域と端部領域との摩擦力の差によって起きる支持シート端部でのシワの発生を抑制でき、カソード支持シートＤｓ２の剥離の際に、電解質膜シート２０Ｓにシワを発生させ難くできる。   In the case of an existing pressing force imparting roller having no irregularities on the roller surface, a large frictional force is generated in the central region of the anode support sheet Ds1, so that almost no sliding of the roller occurs with respect to the laminated sheet as shown in FIG. I don't get up. On the other hand, in the end region, the sliding of the roller with respect to the laminated sheet increases due to the low frictional force. Thus, if there is a difference in the frictional force, a difference occurs in the degree of roller sliding between the central region and the end region of the anode support sheet Ds1, and wrinkles are generated in the end region. The force remaining in the sheet by generating wrinkles in the end region is predicted to generate wrinkles in the electrolyte membrane sheet 20S when the anode support sheet Ds1 is peeled off. However, since the first transfer roller 112 of the present embodiment reduces the friction of the roller surface of the pressing force application roller 112a that the first transfer roller 112 has as described above and has low adhesiveness, the first transfer roller 112 in the central region of the anode support sheet Ds1. Sliding increases, and the difference between the frictional force in the central region and the frictional force in the end region can be reduced. As a result, according to the first transfer roller 112 of the present embodiment, as described above, the generation of wrinkles at the end portion of the support sheet caused by the difference in frictional force between the central region and the end region of the anode support sheet Ds1. It is possible to suppress the occurrence of wrinkles in the electrolyte membrane sheet 20S when the anode support sheet Ds1 is peeled off. The same applies to the second transfer roller 122, and the generation of wrinkles at the end of the support sheet caused by the difference in frictional force between the central region and the end region of the cathode support sheet Ds2 can be suppressed, and the cathode support sheet Ds2 can be peeled off. In this case, it is possible to make it difficult to generate wrinkles in the electrolyte membrane sheet 20S.

ここで、低摩擦化の実証について説明する。図１０は低摩擦化の実証試験の概要を示す説明図、図１１は押圧力付与ローラーのローラー表面の様子と試験結果とを対比して示す説明図である。   Here, the demonstration of low friction will be described. FIG. 10 is an explanatory view showing an outline of the demonstration test for reducing friction, and FIG. 11 is an explanatory view showing a comparison between the state of the roller surface of the pressing force applying roller and the test result.

図１０に示すように、まず、テストピースＴＰを作成する。このテストピースＴＰは、電解質膜シート２０Ｓの表裏にアノードシート２１Ｓとカソード２２が重なるよう、電解質膜シート２０Ｓと、アノードシート２１Ｓの形成済みアノード支持シートＤｓ１と、カソード２２の形成済みカソード支持シートＤｓ２とを積層したものであり、電極触媒層が未転写のＭＥＡを想定したテストピースである。こうして用意したテストピースＴＰを、耐熱性樹脂シート、例えばフッ素系樹脂シートＨｓで挟持し、加熱プレート３００にて１４５℃で５分間に亘って余熱化した。加熱後のテストピースＴＰをホットプレスに処して電極触媒層の転写を図る。ホットプレスの際には、プレス下型３１０Ｄとプレス上型３１０Ｕとの間にサンプルプレートＳＰを載置し、当該プレートに、テストピースＴＰをセットする。そして、プレス上型３１０Ｕの側にはフッ素系樹脂シートＨｓを残した状態で、押圧力を４ＭＰａとして、１３０℃で８分間のホットプレスを行い、電極触媒層を転写する。その後、テストピースＴＰを、転写の際のサンプルプレートＳＰからの剥離試験に処した。このホットプレスによる転写を経た剥離試験結果は、本実施形態の第１転写ローラー１１２と第２転写ローラー１２２とにおいて電極触媒層を転写する際の既述した滑りの程度を推量する指標となる。そして、サンプルプレートＳＰを、ステンレス製の基材プレートのプレート表面にクロムメッキ層を形成した第１サンプルプレートＳＰ１と、ステンレス製の基材プレートのプレート表面に凹凸を形成した第２サンプルプレートＳＰ２と、ステンレス製の基材プレートのプレート表面にフッ素系樹脂表皮を形成した第３サンプルプレートＳＰ３と、本実施形態の押圧力付与ローラー１１２ａおよび押圧力付与ローラー１２２ａのローラー表面を再現した第４サンプルプレートＳＰ４とした。   As shown in FIG. 10, first, a test piece TP is created. In this test piece TP, the electrolyte membrane sheet 20S, the anode support sheet Ds1 on which the anode sheet 21S is formed, and the cathode support sheet Ds2 on which the cathode 22 is formed so that the anode sheet 21S and the cathode 22 overlap the front and back surfaces of the electrolyte membrane sheet 20S. And the electrode catalyst layer is a test piece assuming an untransferred MEA. The test piece TP prepared in this manner was sandwiched between heat-resistant resin sheets, for example, fluorine resin sheets Hs, and preheated at 145 ° C. for 5 minutes on the heating plate 300. The heated test piece TP is subjected to hot pressing to transfer the electrode catalyst layer. In hot pressing, the sample plate SP is placed between the lower press mold 310D and the upper press mold 310U, and the test piece TP is set on the plate. Then, with the fluororesin sheet Hs remaining on the side of the upper press mold 310U, hot pressing is performed at 130 ° C. for 8 minutes with a pressing force of 4 MPa to transfer the electrode catalyst layer. Thereafter, the test piece TP was subjected to a peeling test from the sample plate SP during transfer. The peel test result after the transfer by the hot press serves as an index for estimating the above-described degree of slip when the electrode catalyst layer is transferred between the first transfer roller 112 and the second transfer roller 122 of the present embodiment. The sample plate SP includes a first sample plate SP1 in which a chrome plating layer is formed on the plate surface of a stainless steel base plate, and a second sample plate SP2 in which irregularities are formed on the plate surface of the stainless steel base plate. The third sample plate SP3 having a fluororesin skin formed on the plate surface of a stainless steel base plate, and the fourth sample plate reproducing the roller surfaces of the pressing force applying roller 112a and the pressing force applying roller 122a of the present embodiment SP4.

図１１から明らかなように、第１サンプルプレートＳＰ１では、その表面のクロムがテストピースＴＰに強固に粘着するため、テストピースＴＰは、剥離試験の際に破断した。第２サンプルプレートＳＰ２では、凹凸における凹部へのテストピースＴＰの入り込みが起きることから、大きな剥離強度であった。第３サンプルプレートＳＰ３は、上記の両サンプルプレートよりは剥離強度の低下が見られるものの、本実施形態の押圧力付与ローラー１１２ａおよび押圧力付与ローラー１２２ａのローラー表面を再現した第４サンプルプレートＳＰ４では、剥離強度の著しい低減が起きた。よって、図６や図１１に示すローラー表面形態を有する押圧力付与ローラー１１２ａを用いた第１転写ローラー１１２および押圧力付与ローラー１２２ａを用い第２転写ローラー１２２によれば、既述した低摩擦化と低粘着化とによるシワの抑制が可能であることが、図１０の試験により実証された。   As is clear from FIG. 11, in the first sample plate SP1, the chromium on the surface firmly adheres to the test piece TP, so that the test piece TP broke during the peel test. In the second sample plate SP2, since the test piece TP entered into the recesses in the irregularities, the peel strength was high. The third sample plate SP3 is a fourth sample plate SP4 that reproduces the roller surfaces of the pressing force applying roller 112a and the pressing force applying roller 122a of the present embodiment, although the peel strength is lower than both sample plates described above. A significant reduction in peel strength occurred. Therefore, according to the first transfer roller 112 using the pressing force application roller 112a having the roller surface form shown in FIG. 6 and FIG. 11 and the second transfer roller 122 using the pressing force application roller 122a, the above-described low friction reduction. It was proved by the test of FIG. 10 that wrinkles can be suppressed by reducing the viscosity.

そして、第１転写ローラー１１２と第２転写ローラー１２２とを有する本実施形態のＭＥＡ製造装置１００によれば、シワが抑制された電解質膜シート２０Ｓ、延いてはシワが抑制された電解質膜２０にアノード２１とカソード２２とを転写したＭＥＡを、容易に製造できる。しかも、本実施形態のＭＥＡ製造装置１００によれば、電解質膜シート２０Ｓにアノードシート２１Ｓを第１転写ローラー１１２にて転写する際と、電解質膜シート２０Ｓにカソード２２を第２転写ローラー１２２にて転写する際の両ローラー転写のそれぞれにおいて、電解質膜シート２０Ｓにシワが起きないようにできる。この結果、ＭＥＡ製造装置１００により得られたＭＥＡシートを図２に示す矩形形状に裁断したＭＥＡ、延いては燃料電池１０の発電性能を維持できる。   Then, according to the MEA manufacturing apparatus 100 of the present embodiment having the first transfer roller 112 and the second transfer roller 122, the electrolyte membrane sheet 20S in which wrinkles are suppressed, and thus the electrolyte membrane 20 in which wrinkles are suppressed is provided. An MEA in which the anode 21 and the cathode 22 are transferred can be easily manufactured. Moreover, according to the MEA manufacturing apparatus 100 of the present embodiment, when the anode sheet 21S is transferred to the electrolyte membrane sheet 20S by the first transfer roller 112, the cathode 22 is transferred to the electrolyte membrane sheet 20S by the second transfer roller 122. In each of the two-roller transfer at the time of transfer, wrinkles can be prevented from occurring in the electrolyte membrane sheet 20S. As a result, the power generation performance of the MEA obtained by cutting the MEA sheet obtained by the MEA manufacturing apparatus 100 into the rectangular shape shown in FIG.

次に、他の実施形態について説明する。図１２は他の実施形態において準備する電解質膜シート２０Ｓとカソード支持シートＤｓ２との準備の形態を模式的に示す説明図、図１３は他の実施形態におけるＭＥＡ製造装置１００Ａの概略構成を各搬送箇所でのシートの形態と共に模式的に示す説明図である。   Next, another embodiment will be described. FIG. 12 is an explanatory view schematically showing a preparation form of the electrolyte membrane sheet 20S and the cathode support sheet Ds2 prepared in another embodiment, and FIG. 13 shows a schematic configuration of the MEA manufacturing apparatus 100A in the other embodiment. It is explanatory drawing shown typically with the form of the sheet | seat in a location.

図１２に示すように、この実施形態では、電解質膜シート２０Ｓについては、電解質膜２０の上記の高分子電解質樹脂を用いて、バックシートＢｓのシート面に長尺状に電解質膜シート２０Ｓを形成する。その上で、電解質膜シート２０Ｓの一方のシート面に、アノード２１を点在させて間欠的に形成する。こうして、アノード２１が間欠形成の電解質膜シート２０Ｓをロール状に巻き取った電解質膜シートロール２０Ｒを準備する。アノード２１は、既述した触媒インクを適宜な塗工機器にて電解質膜シート２０Ｓに間欠的に塗工し、その後の乾燥を経て形成される。アノード２１は、図中の側面断面視に示すように、電解質膜シート２０Ｓのシート幅より狭くされ、上記した寸法関係で形成される。なお、先の実施形態と同様に、電解質膜シート２０Ｓに長尺状のアノードシート２１Ｓを連続形成してもよい。カソード支持シートＤｓ２については、先の実施形態と同様に、カソード支持シートロールＤＲ２として準備する。このようにアノード２１やカソード２２を形成しながら上記の両シートロールを準備するほか、アノード２１が電解質膜シート２０Ｓに形成済みでロール状に巻き取られた電解質膜シートロール２０Ｒやカソード支持シートロールＤＲ２を購入準備することもできる。   As shown in FIG. 12, in this embodiment, for the electrolyte membrane sheet 20S, the above-described polymer electrolyte resin of the electrolyte membrane 20 is used to form the electrolyte membrane sheet 20S in a long shape on the sheet surface of the backsheet Bs. To do. Then, the anodes 21 are intermittently formed on one sheet surface of the electrolyte membrane sheet 20S. Thus, an electrolyte membrane sheet roll 20R in which the anode 21 is intermittently formed and wound in a roll shape is prepared. The anode 21 is formed by intermittently applying the above-described catalyst ink to the electrolyte membrane sheet 20S with an appropriate application device, and then drying. As shown in the side sectional view in the figure, the anode 21 is made narrower than the sheet width of the electrolyte membrane sheet 20S, and is formed with the above-described dimensional relationship. As in the previous embodiment, a long anode sheet 21S may be continuously formed on the electrolyte membrane sheet 20S. The cathode support sheet Ds2 is prepared as a cathode support sheet roll DR2 as in the previous embodiment. In addition to preparing both the above-mentioned sheet rolls while forming the anode 21 and the cathode 22 in this way, the electrolyte membrane sheet roll 20R and the cathode support sheet roll in which the anode 21 is already formed on the electrolyte membrane sheet 20S and wound into a roll shape. You can also prepare to purchase DR2.

この実施形態のＭＥＡ製造装置１００Ａは、図１３に示すように、アノード転写機構部１１０を必要とせず、カソード転写機構部１２０と、制御装置２００とを備えている。そして、カソード転写機構部１２０は、電解質膜シートロール２０Ｒから、アノード２１が間欠形成済みの電解質膜シート２０ＳをバックシートＢｓと共に受け取って、この積層状シートを、下流側第２搬送ローラー１１５と受入ローラー１２３および積層状シート搬送ローラー１２４にて、第２転写ローラー１２２に搬送する。この搬送の間において、カソード転写機構部１２０は、第２剥離ローラー１１６にて、積層状シートからバックシートＢｓを剥離するので、電解質膜シート２０Ｓにアノード２１が間欠的に形成済みのアノード転写済みシートＡｓを、第２転写ローラー１２２の押圧圧着箇所に、押圧力付与ローラー１２２ａの側から受け入れる。カソード支持シートＤｓ２については、既述したとおりである。   As shown in FIG. 13, the MEA manufacturing apparatus 100 </ b> A of this embodiment does not require the anode transfer mechanism unit 110 and includes a cathode transfer mechanism unit 120 and a control device 200. Then, the cathode transfer mechanism unit 120 receives the electrolyte membrane sheet 20S in which the anode 21 has been intermittently formed together with the back sheet Bs from the electrolyte membrane sheet roll 20R, and receives this laminated sheet with the downstream second transport roller 115. The sheet is conveyed to the second transfer roller 122 by the roller 123 and the laminated sheet conveyance roller 124. During this conveyance, the cathode transfer mechanism 120 peels the back sheet Bs from the laminated sheet by the second peeling roller 116, so that the anode 21 has been intermittently formed on the electrolyte membrane sheet 20S. The sheet As is received from the pressing force applying roller 122 a side at the pressing and pressing portion of the second transfer roller 122. The cathode support sheet Ds2 is as described above.

このＭＥＡ製造装置１００Ａによれば、一方のシート面にアノード２１が間欠形成済みの電解質膜シート２０Ｓに対して、カソード支持シートＤｓ２と共に搬送されたカソード２２を、第２転写ローラー１２２にて転写する。この第２転写ローラー１２２は、既述した押圧力付与ローラー１１２ａと同様に、凸部１１２ａａ、凹部１１２ａｂおよび樹脂埋設体１１２ａｃを有する押圧力付与ローラー１２２ａを備える。よって、この実施形態のＭＥＡ製造装置１００Ａによっても、電解質膜シート２０Ｓにシワが起きないようにして、ＭＥＡにおける電解質膜２０のシワを抑制できる。   According to the MEA manufacturing apparatus 100A, the cathode 22 conveyed together with the cathode support sheet Ds2 is transferred by the second transfer roller 122 to the electrolyte membrane sheet 20S in which the anode 21 is intermittently formed on one sheet surface. . The second transfer roller 122 includes a pressing force applying roller 122a having a convex portion 112aa, a concave portion 112ab, and a resin embedded body 112ac, similar to the pressing force applying roller 112a described above. Therefore, even with the MEA manufacturing apparatus 100A of this embodiment, wrinkles of the electrolyte membrane 20 in the MEA can be suppressed without causing wrinkles in the electrolyte membrane sheet 20S.

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、或いは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be realized with various configurations without departing from the spirit of the present invention. For example, the technical features of the embodiments corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are intended to solve part or all of the above-described problems, or part of the above-described effects. Or, in order to achieve the whole, it is possible to replace or combine as appropriate. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be deleted as appropriate.

上記の実施形態では、図５に示すように、アノード支持シートロールＤＲ１を、第１剥離ローラー１１４によりカソード転写機構部１２０の上流側で剥離したが、これに限らない。つまり、第１剥離ローラー１１４をカソード転写機構部１２０における第２転写ローラー１２２の下流側に配設して、アノード支持シートロールＤＲ１をカソード転写機構部１２０の下流側、即ちアノード・カソードの転写後に剥離してもよい。   In the above embodiment, as illustrated in FIG. 5, the anode support sheet roll DR <b> 1 is peeled by the first peeling roller 114 on the upstream side of the cathode transfer mechanism unit 120, but is not limited thereto. That is, the first peeling roller 114 is disposed downstream of the second transfer roller 122 in the cathode transfer mechanism 120, and the anode support sheet roll DR1 is positioned downstream of the cathode transfer mechanism 120, that is, after the anode / cathode is transferred. It may be peeled off.

上記の実施形態では、第１転写ローラー１１２へのシート搬送を、バックシートＢｓが押圧力付与ローラー１１２ａのローラー表面の側に位置し、アノード支持シートＤｓ１が押圧案内ローラー１１２ｂのローラー表面の側に位置するようにしたが、これに限らない。つまり、図５における電解質膜シートロール２０Ｒとアノード支持シートロールＤＲ１の位置を逆にして、第１転写ローラー１１２へのシート搬送を、バックシートＢｓが押圧案内ローラー１１２ｂのローラー表面の側に位置し、アノード支持シートＤｓ１が押圧力付与ローラー１１２ａのローラー表面の側に位置するようにしてもよい。第２転写ローラー１２２へのシート搬送についても、図５に示す形態と逆としてもよい。   In the above embodiment, the sheet conveyance to the first transfer roller 112 is performed such that the back sheet Bs is positioned on the roller surface side of the pressing force applying roller 112a, and the anode support sheet Ds1 is positioned on the roller surface side of the pressing guide roller 112b. Although it was made to position, it is not restricted to this. That is, the positions of the electrolyte membrane sheet roll 20R and the anode support sheet roll DR1 in FIG. 5 are reversed, and the sheet conveyance to the first transfer roller 112 is performed so that the back sheet Bs is positioned on the roller surface side of the pressing guide roller 112b. The anode support sheet Ds1 may be positioned on the roller surface side of the pressing force application roller 112a. The sheet conveyance to the second transfer roller 122 may also be the reverse of the form shown in FIG.

上記の実施形態では、第１転写ローラー１１２と第２転写ローラー１２２をＭＥＡ製造装置１００に用いたが、押圧転写が要求される他のシートの転写、例えば、シート状や矩形状の薄葉体をその両側からラミネートするラミネート手法に適用することもできる。   In the above-described embodiment, the first transfer roller 112 and the second transfer roller 122 are used in the MEA manufacturing apparatus 100. However, other sheet transfer that requires press transfer, for example, a sheet-like or rectangular thin leaf body is used. It can also be applied to a laminating method in which lamination is performed from both sides.

１０…燃料電池
１５…単セル
２０…電解質膜
２０Ｒ…電解質膜シートロール
２０Ｓ…電解質膜シート
２１…アノード
２１Ｓ…アノードシート
２２…カソード
２３…アノード側ガス拡散層
２４…カソード側ガス拡散層
２５…セパレーター
２６…セパレーター
４７…セル内燃料ガス流路
４８…セル内酸化ガス流路
１００、１００Ａ…ＭＥＡ製造装置
１１０…アノード転写機構部
１１２…第１転写ローラー
１１２ａ…押圧力付与ローラー
１１２ａａ…凸部
１１２ａｂ…凹部
１１２ａｃ…樹脂埋設体
１１２ｂ…押圧案内ローラー
１１２ｂｃ…コアローラー
１１２ｂｓ…ゴム表皮層
１１３…下流側第１搬送ローラー
１１４…第１剥離ローラー
１１５…下流側第２搬送ローラー
１１６…第２剥離ローラー
１２０…カソード転写機構部
１２２…第２転写ローラー
１２２ａ…押圧力付与ローラー
１２２ｂ…押圧案内ローラー
１２３…受入ローラー
１２４…積層状シート搬送ローラー
１２５…支持シート搬送ローラー
２００…制御装置
３００…加熱プレート
３１０Ｄ…プレス下型
３１０Ｕ…プレス上型
Ｍ…マスク
ＴＰ…テストピース
ＳＰ…サンプルプレート
Ｂｓ…バックシート
Ａｓ…アノード転写済みシート
Ｈｓ…フッ素系樹脂シート
ＤＲ１…アノード支持シートロール
ＤＲ２…カソード支持シートロール
ＳＰ１…第１サンプルプレート
ＳＰ２…第２サンプルプレート
ＳＰ３…第３サンプルプレート
ＳＰ４…第４サンプルプレート
Ｄｓ１…アノード支持シート
Ｄｓ２…カソード支持シート DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fuel cell 15 ... Single cell 20 ... Electrolyte membrane 20R ... Electrolyte membrane sheet roll 20S ... Electrolyte membrane sheet 21 ... Anode 21S ... Anode sheet 22 ... Cathode 23 ... Anode side gas diffusion layer 24 ... Cathode side gas diffusion layer 25 ... Separator 26 ... Separator 47 ... Intra-cell fuel gas flow path 48 ... In-cell oxidizing gas flow path 100, 100A ... MEA manufacturing apparatus 110 ... Anode transfer mechanism 112 ... First transfer roller 112a ... Pressure force applying roller 112aa ... Protrusion 112ab ... Recessed portion 112ac ... Resin embedded body 112b ... Pressing guide roller 112bc ... Core roller 112bs ... Rubber skin layer 113 ... Downstream side first conveying roller 114 ... First peeling roller 115 ... Downstream side second conveying roller 116 ... Second peeling roller 120 ... Cathode transfer mechanism 22 ... second transfer roller 122a ... pressing force applying roller 122b ... pressing guide roller 123 ... receiving roller 124 ... laminated sheet conveying roller 125 ... support sheet conveying roller 200 ... control device 300 ... heating plate 310D ... lower press mold 310U ... press Upper mold M ... Mask TP ... Test piece SP ... Sample plate Bs ... Back sheet As ... Anode transferred sheet Hs ... Fluorine resin sheet DR1 ... Anode support sheet roll DR2 ... Cathode support sheet roll SP1 ... First sample plate SP2 ... First 2 sample plate SP3 ... 3rd sample plate SP4 ... 4th sample plate Ds1 ... Anode support sheet Ds2 ... Cathode support sheet

Claims (7)

対向して回転する一対の転写ローラーであって、
搬送されてくる転写対象シートに対して、転写押圧力を付与する側の押圧力付与ローラーは、ローラー表面に凹凸を複数備え、凹部には、前記転写対象シートに対する粘着力が前記凹凸のない形態での前記ローラー表面より小さい性状の樹脂材が埋め込まれている
転写ローラー。 A pair of transfer rollers rotating opposite each other,
The pressing force application roller on the side that applies the transfer pressing force to the transfer target sheet that is conveyed has a plurality of irregularities on the roller surface, and the recess has a form in which the adhesive force to the transfer target sheet does not have the irregularities. A transfer roller in which a resin material having a property smaller than that of the roller surface is embedded. 燃料電池用の膜電極接合体を製造する製造方法であって、
前記膜電極接合体を構成する長尺状の電解質膜シートに、前記膜電極接合体を構成する電極触媒層を転写して前記膜電極接合体を得るに当たり、対向して回転する一対の転写ローラーを用いて前記電解質膜シートに前記電極触媒層を転写し、
前記転写ローラーは、
搬送されてくる転写対象シートに対して、転写押圧力を付与する側の押圧力付与ローラーを備え、該押圧力付与ローラーのローラー表面に凹凸を複数備えた上で、凹部には、前記転写対象シートに対する粘着力が前記凹凸のない形態での前記ローラー表面より小さい性状の樹脂材が埋め込まれている
膜電極接合体の製造方法。 A manufacturing method for manufacturing a membrane electrode assembly for a fuel cell, comprising:
A pair of transfer rollers that rotate opposite to each other in transferring the electrode catalyst layer constituting the membrane electrode assembly to the long electrolyte membrane sheet constituting the membrane electrode assembly to obtain the membrane electrode assembly. Transfer the electrode catalyst layer to the electrolyte membrane sheet using,
The transfer roller is
The transfer target sheet is provided with a pressing force applying roller on the side for applying a transfer pressing force, and a plurality of irregularities are provided on the surface of the pressing force applying roller. A method for producing a membrane / electrode assembly, wherein a resin material having a property smaller than that of the roller surface in a form having no unevenness is embedded in the sheet. 請求項２に記載の膜電極接合体の製造方法であって、
前記電解質膜シートに前記電極触媒層を転写するに当たり、
前記電解質膜シートが一方のシート面に形成された膜支持シートと、前記膜電極接合体を構成する一方の電極触媒層が一方のシート面に形成された一方電極支持シートとを、前記電解質膜シートに前記一方の電極触媒層が接合する接合状態とした上で、前記転写ローラーの間の転写圧着箇所に搬送案内し、前記電解質膜シートに前記一方の電極触媒層を転写する
膜電極接合体の製造方法。 It is a manufacturing method of the membrane electrode assembly according to claim 2,
In transferring the electrode catalyst layer to the electrolyte membrane sheet,
The electrolyte membrane sheet includes a membrane support sheet formed on one sheet surface, and one electrode support sheet on which one electrode catalyst layer constituting the membrane electrode assembly is formed on one sheet surface. A membrane electrode assembly in which the one electrode catalyst layer is joined to the sheet and then transported and guided to a transfer pressure bonding portion between the transfer rollers, and the one electrode catalyst layer is transferred to the electrolyte membrane sheet. Manufacturing method. 請求項３に記載の膜電極接合体の製造方法であって、
前記一方の電極触媒層が転写済みの前記電解質膜シートを前記転写ローラーの下流に搬送される過程において、前記膜支持シートを剥離して前記電解質膜シートを露出させ、前記一方の電極触媒層が転写済みの前記電解質膜シートと、前記膜電極接合体を構成する他方の電極触媒層が一方のシート面に形成された他方電極支持シートとを、前記露出した前記電解質膜シートに前記他方の電極触媒層が接合する接合状態とした上で、対向して回転する一対の他の転写ローラーの間の転写圧着箇所に搬送案内して、前記電解質膜シートに前記他方の電極触媒層を転写し、
前記他の転写ローラーは、
搬送されてくる転写対象シートに対して、転写押圧力を付与する側の押圧力付与ローラーを備え、該押圧力付与ローラーのローラー表面に凹凸を複数備えた上で、凹部には、前記転写対象シートに対する粘着力が前記凹凸のない形態での前記ローラー表面より小さい性状の樹脂材が埋め込まれている
膜電極接合体の製造方法。 It is a manufacturing method of the membrane electrode assembly according to claim 3,
In the process of transferring the electrolyte membrane sheet to which the one electrode catalyst layer has been transferred downstream of the transfer roller, the membrane support sheet is peeled to expose the electrolyte membrane sheet, and the one electrode catalyst layer is The transferred electrolyte membrane sheet and the other electrode support sheet in which the other electrode catalyst layer constituting the membrane electrode assembly is formed on one sheet surface, and the other electrode on the exposed electrolyte membrane sheet. In a joined state in which the catalyst layer is joined, it is conveyed and guided to a transfer pressure bonding portion between a pair of other transfer rollers that rotate opposite to each other, and the other electrode catalyst layer is transferred to the electrolyte membrane sheet,
The other transfer roller is
The transfer target sheet is provided with a pressing force applying roller on the side for applying a transfer pressing force, and a plurality of irregularities are provided on the surface of the pressing force applying roller. A method for producing a membrane / electrode assembly, wherein a resin material having a property smaller than that of the roller surface in a form having no unevenness is embedded in the sheet. 請求項２に記載の膜電極接合体の製造方法であって、
前記電解質膜シートに前記電極触媒層を転写するに当たり、
前記膜電極接合体を構成する一方の電極触媒層が形成済みの電解質膜シートが一方のシート面に形成された膜支持シートと、前記膜電極接合体を構成する他方の電極触媒層が一方のシート面に形成された他方電極支持シートとを、前記電解質膜シートに前記他方の電極触媒層が接合する接合状態とした上で、前記転写ローラーの間の転写圧着箇所に搬送案内し、前記一方の電極触媒層が形成済みの前記電解質膜シートに前記他方の電極触媒層を転写する
膜電極接合体の製造方法。 It is a manufacturing method of the membrane electrode assembly according to claim 2,
In transferring the electrode catalyst layer to the electrolyte membrane sheet,
An electrolyte membrane sheet on which one electrode catalyst layer constituting the membrane electrode assembly is formed is formed on one sheet surface, and the other electrode catalyst layer constituting the membrane electrode assembly is one side. The other electrode support sheet formed on the sheet surface is brought into a joined state in which the other electrode catalyst layer is joined to the electrolyte membrane sheet, and then conveyed and guided to a transfer pressure bonding portion between the transfer rollers, The other electrode catalyst layer is transferred to the electrolyte membrane sheet on which the electrode catalyst layer has been formed. 燃料電池用の膜電極接合体を製造する製造装置であって、
前記膜電極接合体を構成する長尺状の電解質膜シートが一方のシート面に形成された膜支持シートと、前記膜電極接合体を構成する一方の電極触媒層が一方のシート面に形成された一方電極支持シートとを、前記電解質膜シートに前記一方の電極触媒層が接合する接合状態とした上で、対向して回転する一対の転写ローラーの間の転写圧着箇所に搬送案内する一方電極転写機構と、
前記転写ローラーにて前記一方の電極触媒層が転写された前記電解質膜シートを、前記膜支持シートと前記一方電極支持シートと共に、前記転写ローラーより下流に搬送する転写下流側搬送機構とを備え、
前記転写ローラーは、
搬送されてくる転写対象シートに対して、転写押圧力を付与する側の押圧力付与ローラーを備え、該押圧力付与ローラーのローラー表面に凹凸を複数備えた上で、凹部には、前記転写対象シートに対する粘着力が前記凹凸のない形態での前記ローラー表面より小さい性状の樹脂材が埋め込まれている
膜電極接合体の製造装置。 A manufacturing apparatus for manufacturing a membrane electrode assembly for a fuel cell,
A membrane support sheet in which a long electrolyte membrane sheet constituting the membrane electrode assembly is formed on one sheet surface, and one electrode catalyst layer constituting the membrane electrode assembly is formed on one sheet surface. One electrode supporting sheet is conveyed and guided to a transfer pressure bonding portion between a pair of transfer rollers that rotate opposite to each other after the one electrode catalyst layer is bonded to the electrolyte membrane sheet. A transcription mechanism;
A transfer downstream conveyance mechanism that conveys the electrolyte membrane sheet, onto which the one electrode catalyst layer has been transferred by the transfer roller, together with the membrane support sheet and the one electrode support sheet, downstream from the transfer roller;
The transfer roller is
The transfer target sheet is provided with a pressing force applying roller on the side for applying a transfer pressing force, and a plurality of irregularities are provided on the surface of the pressing force applying roller. An apparatus for manufacturing a membrane / electrode assembly, in which a resin material having a property smaller than that of the roller surface in a form having no unevenness is embedded in the sheet. 請求項６に記載の膜電極接合体の製造装置であって、
転写下流側搬送機構により前記転写ローラーの下流に搬送される過程において、前記膜支持シートを剥離して前記電解質膜シートを露出させ、前記一方の電極触媒層が転写済みの前記電解質膜シートと、前記膜電極接合体を構成する他方の電極触媒層が一方のシート面に形成された他方電極支持シートとを、前記電解質膜シートに前記他方の電極触媒層が接合する接合状態とした上で、対向して回転する一対の他の転写ローラーの間の転写圧着箇所に搬送案内する他方電極転写機構と、
前記転写ローラーにて前記他方の電極触媒層が転写された前記電解質膜シートを、前記他方電極支持シートと共に、前記転写ローラーより下流に搬送する転写完了後搬送機構とを備え、
前記他の転写ローラーは、
搬送されてくる転写対象シートに対して、転写押圧力を付与する側の押圧力付与ローラーを備え、該押圧力付与ローラーのローラー表面に凹凸を複数備えた上で、凹部には、前記転写対象シートに対する粘着力が前記凹凸のない形態での前記ローラー表面より小さい性状の樹脂材が埋め込まれている
電極接合体の製造装置。 It is a manufacturing apparatus of the membrane electrode assembly according to claim 6,
In the process of being transported downstream of the transfer roller by the transfer downstream transport mechanism, the membrane support sheet is peeled off to expose the electrolyte membrane sheet, and the electrolyte membrane sheet to which the one electrode catalyst layer has been transferred, and On the other electrode support sheet in which the other electrode catalyst layer constituting the membrane electrode assembly is formed on one sheet surface, and in a bonded state in which the other electrode catalyst layer is bonded to the electrolyte membrane sheet, The other electrode transfer mechanism that conveys and guides the transfer pressure contact point between a pair of other transfer rollers that rotate opposite to each other,
A transfer mechanism after completion of transfer that conveys the electrolyte membrane sheet, onto which the other electrode catalyst layer has been transferred by the transfer roller, together with the other electrode support sheet, downstream from the transfer roller;
The other transfer roller is
The transfer target sheet is provided with a pressing force applying roller on the side for applying a transfer pressing force, and a plurality of irregularities are provided on the surface of the pressing force applying roller. An apparatus for manufacturing an electrode assembly, in which a resin material having a property smaller than that of the roller surface in a form having no unevenness is embedded in the sheet.
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