[发明专利]层叠体的制造方法及制造装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种层叠体的制造方法及制造装置，更详细地说，是关于一种在空隙中浸渍有含填充剂液体的多孔膜与支持基体材料的层叠体的制造方法和制造装置。

背景技术

利用阳离子传导性高分子膜作为电解质膜的燃料电池(固体高分子电解质型燃料电池)，具有低温下工作、输出密度高且小型化的特征，被看作最有希望用于车载用电源等用途，目前，其研究开发势头旺盛。

作为给高分子电解质膜赋予机械强度、耐久性的方法，人们提出了一种将高分子电解质浸渍在多孔膜空隙部分的高分子电解质膜制造方法(特开平6-29032号公报)。

另外，作为将高分子电解质浸渍在多孔膜空隙部分的方法，还有在支持基体材料上与多孔膜构成的层叠体多孔膜上涂敷高分子电解质溶液，进行干燥的方法(特开平8-329962号公报)

但是，将高分子电解质溶液涂敷在层叠体的多孔膜上时，多孔膜会产生膨润或松弛，得到的层叠体，特别是，在多孔膜上会产生褶皱，出现了有损于层叠体外观的情况。另外，本发明者发现，并不限于高分子电解质的溶液涂敷于多孔膜的情况下，就是在将其他溶液涂敷于多孔膜的情况下，也会在多孔膜上产生褶皱。

发明内容

本发明的目的是，鉴于上述的问题，提供一种能抑制褶皱产生的层叠体的制造方法及其制造装置。

本发明者对使涂敷有含填充剂液体的多孔膜沿着供给辊的外周面行走，将该多孔膜与支持基体材料重叠、并使其沿着层叠辊的外周面行走，将支持基体材料与涂敷有液体的多孔膜层叠，形成层叠体的方法，反复进行了潜心研究。

换句话说，本发明的制造方法，包括：将含填充剂的液体涂敷在多孔膜上的涂敷工序；以及使涂敷有液体的多孔膜沿着供给辊的外周面行走，之后，使涂敷有液体的多孔膜与支持基体材料一起沿着层叠辊的外周面行走，将涂敷有液体的多孔膜与支持基体材料层叠，得到层叠体的工序，设供给辊的半径为R1(cm)、层叠辊的半径为R2(cm)、供给辊与层叠辊的中心轴之间距离为L(cm)、多孔膜的厚度为T1(cm)、支持基体材料的厚度为T2(cm)时，满足下式(1)

R1+R2+T1+T2≤L≤R1+R2+100    ……(1)

的条件。

另外，本发明的层叠体的制造装置，包括：将含填充剂的液体涂敷在多孔膜上的涂敷机构；使涂敷有液体的多孔膜沿着外周面行走的供给辊；以及层叠辊，该层叠辊使经过供给辊的外周面行走之后的多孔膜与支持基体材料一起沿着外周面行走，将涂敷有液体的多孔膜与支持基体材料层叠，得到层叠体，设供给辊的半径为R1(cm)、层叠辊的半径为R2(cm)、供给辊与层叠辊的中心轴之间距离为L(cm)、多孔膜的厚度为T1(cm)、支持基体材料的厚度为T2(cm)时，满足下式(1)

R1+R2+T1+T2≤L≤R1+R2+100    ……(1)

的条件。

根据本发明，由于缩短了供给辊与层叠辊之间的距离，所以，在这两个辊之间，层叠在支持基体材料上之前的、涂敷有液体的多孔膜很难产生松弛。此外，在该状态下，在层叠辊上，将涂敷有液体的多孔膜与支持基体材料层叠，因而，可以抑制所得到的层叠体的多孔膜产生褶皱，能得到有良好外观的层叠体。特别是，L的上限取R1+R2+25比较好，R1+R2+15最好。

涂敷在多孔膜上的、含有填充剂的液体(下面根据情况称作“涂敷液”)并没有特别限定。例如：含有填充剂的液体可列举的有将填充到多孔膜空隙中的填充剂用溶剂溶解的液体，或将填充到多孔膜空隙的填充剂作为固体粒子分散在液体中的浆等。将浸渍有填充剂的多孔膜用于燃料电池等用途的情况下，作为填充剂使用含有高分子电解质的液体时，可得到在多孔膜的空隙中填充有高分子电解质的高分子电解质膜。

在这里，在本发明的方法中，最好是在层叠工序中，以在层叠辊的外周面上使涂敷有液体的多孔膜相对支持基体材料处于外侧的方式形成层叠体。

另外，在本发明的装置中，最好是以在层叠辊的外周面上使涂敷有液体的多孔膜相对支持基体材料处于外侧的方式形成层叠体的装置。

据此，由于使支持基体材料位于内侧的层叠体沿着层叠辊的外周面行走，所以，在层叠辊的外周面上，特别是多孔膜沿着层叠辊的周向拉伸，可进一步提高抑制多孔膜褶皱的效果。

另外，层叠辊与层叠体接触的圆弧中心角A1(度)满足下述(2)式

10≤A1≤180    ……(2)的条件。