薄层转印用片、带电极催化剂层的薄层转印用片、薄层转印用片的制造方法以及膜电极组 ...的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于转印包含电池用电极材料等材料的薄层的薄层转印用片和该薄 层转印用片的制造方法。另外，本发明涉及具备层叠于该薄层转印用片的电极催化剂层的 带电极催化剂层的薄层转印用片。此外，本发明涉及使用了该薄层转印用片的膜电极组件 的制造方法。
【背景技术】
[0002] 例如固体聚合物型燃料电池中，使用膜电极组件（MEA:Membrane Electrode Assembly)作为其主要的构成要素。MEA具有在电解质膜的两面层叠有电极催化剂层的构 成。该电极催化剂层例如有时也作为燃料极用的催化剂层或空气极用的催化剂层而层叠。 此外，作为MEA，也优选使用在电极催化剂层的表面层叠有扩散层的构成。在这样的MEA中， 作为在电解质膜上层叠电极催化剂层的方法多使用热转印法。在专利文献1中，从操作效率 等的观点考虑，记载了下述方法:使带状的电解质膜和负载有催化剂层的催化剂层负载薄 膜处于层叠状态，并使其从加热至规定温度的一对热转印辊间通过，然后仅剥离催化剂层 负载薄膜，由此将催化剂层连续地热转印于电解质膜。专利文献2中记载了下述MEA的制造 方法:通过将在作为转印片的基材上形成的电极催化剂层热压(热压接)至聚合物电解质膜 而接合，之后剥离基材。即，电极催化剂层被热转印于聚合物电解质膜。
[0003] 现有技术文献 [0004] 专利文献
[0005] 专利文献1:日本特开2008-103251号公报
[0006] 专利文献2:日本特开2013-073892号公报
【发明内容】
[0007] 发明所要解决的问题
[0008] 如上所述将电极催化剂层热转印于电解质膜的方法中，层叠电极催化剂层的薄层 转印用片的性能成为确定电极催化剂层的性能、生产品质的一个要素。特别是伴随着近年 来的燃料电池的小型化的要求，在MEA用的电极催化剂层中要求进一步的薄层化，有时迄今 为止没有成为问题的薄层转印用片的表面的凹凸转印于电极催化剂层而成为问题。也就是 说，在电极催化剂层中产生厚度薄的部分时，有时发生电短路，有时成为使MEA、以及燃料电 池的性能降低的原因。另外，电极催化剂层的控制技术也正在推进微细化、高速化和低成本 化，因此寻求一种薄层转印用片，其不会因通过加热压接进行的热转印而导致劣化，而且不 容易因辊运送而产生晃动、拉伸，并且能反复使用。在薄层转印用片转印电极催化剂层以外 的薄层时，有时薄层转印用片也需要满足同样的要求。
[0009] 因此，本发明的目的在于提供一种薄层转印用片，其表面的凹凸小，耐加热和加 压，并且即使要被转印的薄层要求精细的加工时也容易操作。另外，本发明的目的在于提供 一种这样的薄层转印用片的制造方法。另外，本发明提供一种带电极催化剂层的薄层转印 用片，其具备层叠于这样的薄层转印用片的、燃料电池的膜电极组件用的电极催化剂层。另 外，本发明提供一种膜电极组件的制造方法，其使用了这样的薄层转印用片。
[0010]用于解决问题的手段
[0011] 本发明提供一种薄层转印用片，其具备：
[0012] 包含金属薄膜或耐热性树脂薄膜的基材、和
[0013] 设置于上述基材的至少单面的含氟树脂层。
[0014] 本发明提供一种带电极催化剂层的薄层转印用片，其具备：
[0015] 上述的薄层转印用片、和
[0016] 层叠于上述薄层转印用片的、燃料电池的膜电极组件用的电极催化剂层。
[0017] 本发明提供一种薄层转印用片的制造方法，其具备：
[0018] 准备包含金属薄膜或耐热性树脂薄膜的基材的工序、
[0019] 将上述基材浸渍于含氟树脂的分散体中的浸渍涂布工序、
[0020] 在上述浸渍涂布工序后，对包含用上述含氟树脂覆盖的上述基材的片进行加热以 除去上述分散体的分散介质的加热干燥工序、和
[0021] 在上述加热干燥工序后，将上述片在上述含氟树脂的熔点以上的温度下加热的烧 结工序。
[0022] 本发明提供一种膜电极组件的制造方法，其具备：
[0023] 将至少包含聚合物电解质和负载有催化物质的粒子的电极催化剂层层叠于上述 的薄层转印用片的催化剂层层叠工序、
[0024] 使电解质膜与层叠于上述薄层转印用片的上述电极催化剂层接触的电解质膜层 叠工序、
[0025] 将上述电极催化剂层和上述电解质膜加热压接的加热压接工序、和
[0026] 将上述薄层转印用片从上述电极催化剂层剥离的剥离工序。
【附图说明】
[0027] 图1是表示本发明的薄层转印用片的一例的剖视图
[0028] 图2是表示本发明的薄层转印用片的另一例的剖视图
[0029]图3是表示本发明的带电极催化剂层的薄层转印用片的一例的剖视图 [0030]图4是表示使用本发明的薄层转印用片制造的膜电极组件的一例的剖视图 [0031]图5是表示本发明的膜电极组件的制造方法的一部分的工序的图
【具体实施方式】
[0032] 以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，以下的说明是涉及 本发明的一例的说明，本发明不限于这些。
[0033] 本发明涉及用含氟树脂覆盖包含金属薄膜或耐热性树脂薄膜的基材的至少单面 而得到的薄层转印用片。该含氟树脂层可以如图1所示，以在基材1的单面设置含氟树脂层2 的方式形成，也可以如图2所示，以含氟树脂层2覆盖基材1的两面和端部的方式形成。另外， 该薄层转印用片可以例如如图3所示，在薄层转印用片10的含氟树脂层2侧的面上设置例如 电极催化剂层3等转印用薄层而使用。要被该薄层转印用片转印的薄层没有特别限制，例如 为如图4所示的要层叠于在固体聚合物型燃料电池（PEFC:Polymer Electrolyte Fuel Cell)中使用的膜电极组件(MEA)5中的聚合物电解质膜4上的电极催化剂层3。
[0034] 如图1和图2所示，薄层转印用片10具备基材1和含氟树脂层2。基材1包含金属薄膜 或耐热性树脂薄膜。含氟树脂层2设置于基材1的至少单面。如图2所示，利用含氟树脂的覆 盖优选设置于基材1的两面。即，含氟树脂层2优选设置于基材1的两面。由此，要转印的薄层 可以层叠于薄层转印用片10的两面。例如，可以通过将要转印的薄层层叠于薄层转印用片 10的一个面而转印薄层，然后将要转印的薄层层叠于薄层转印用片10的另一个面而转印薄 层。可见，含氟树脂层2设置于基材1的两面时，可以提高薄层转印用片10的可再利用性。
[0035] 含氟树脂层2设置于基材1的两面时，含氟树脂层2如图2所示，优选以含氟树脂层2 中设置于基材1的两面的部分相互连接的方式形成。即，优选沿基材1的厚度方向延伸的端 部被含氟树脂覆盖。例如，优选含氟树脂层2覆盖基材1的两面和沿基材1的厚度方向延伸的 基材1的端部的至少2处。此处，"沿基材1的厚度方向延伸的基材1的端部的至少2处"，例如 在基材1为矩形时，是指沿基材1的厚度方向延伸的4个端面的2个以上的端面。另外，根据情 况，"沿基材