高分子电解质层积膜制造技术

本发明专利技术的课题在于提供一种高分子电解质层积膜及其制造方法，该高分子电解质膜即使进行长期保存也不会增加褶皱等缺点，并且可以容易地、无褶皱地将高分子电解质膜剥离使用。本发明专利技术的高分子电解质层积膜是具有树脂支撑膜和高分子电解质膜的高分子电解质层积膜，其中，在厚度为5～500μm的树脂支撑膜上层积有厚度为1～500μm的高分子电解质膜，所述树脂支撑膜至少在与所述高分子电解质膜层积的层积面侧实施了电晕放电处理或等离子体放电处理，所述高分子电解质膜的厚度方向整体和所述树脂支撑膜的厚度方向上的层积面侧的一部分在相同的平面位置按照纸页形切有切口，或者在相同的平面位置上沿纵或横的任一方向切有切口。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在树脂支撑膜上层积有高分子电解质膜的高分子电解质层积膜。
技术介绍
燃料电池在电池内通过电化学反应由燃料(氢源)和氧化剂(氧)获得电能，将燃料的化学能直接转换成电能。作为燃料电池的燃料源，使用以纯氢为首的包含氢元素的石油、天然气(甲烷等)、甲醇等。燃料电池自身没有机械部分，因而很少产生噪音，而且通过从外部持续供给燃料和氧化剂，原理上能够半永久地发电。燃料电池中使用的电解质分为液体电解质和固体电解质，其中使用高分子电解质膜作为电解质的燃料电池被称为固体高分子形燃料电池。特别是，固体高分子形燃料电池与其他种类的燃料电池相比在低温下也会工作，因而期待其作为汽车等的代替动力源、家庭用热电联产系统、便携用发电机的用途。固体高分子形燃料电池至少具备膜/电极接合体，所述膜/电极接合体是层积有电极催化剂层和气体扩散层的气体扩散电极在高分子电解质膜的两面接合而成的。此处所说的高分子电解质膜是指高分子链中具有磺酸基、羧酸基等强酸性基团、且具有选择性透过质子的性质的材料。作为这样的高分子电解质膜，适宜使用的是化学稳定性高的Nafion(注册商标、美国杜邦公司制造)所代表的全氟系质子交换树脂膜。这样的高分子电解质膜通常是具有柔软性的厚度为20 100 Pm的薄膜，若直接以薄膜的状态进行处理，则具有容易产生褶皱、损伤的缺点。因此，从到制作膜/电极接合体为止的保存和处理上的方面考虑，期望层积在非专利文献I中记载的树脂支撑膜(Backing Film)上。然而，高分子电解质膜通常吸水性极高，在高湿度下膜会溶胀。由此，若高分子电解质膜与树脂支撑膜的密合性差，则会存在在夏季的高湿度环境下高分子电解质膜容易从树脂支撑膜上剥离、或者容易进入气泡的问题。若产生这样的问题，则在层积膜的保存时、或者将层积膜切断为预定的尺寸并剥离使用时，会成为在高分子电解质膜中存在褶皱或其他缺点的不合格品，具有无法用于燃料电池的问题。作为用于解决上述问题的方法，专利文献I和2中公开了将层积膜的至少一层在厚度方向上完全切割、将至少一层在厚度方向上不切割的方法。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2007-114270号公报专利文献2:日本特开2007-299551号公报非专利文献非专利文献1:Dennis E.Curtin, Robert D.Lousenberg, Timothy J.Henry, PaulC.Tangeman, Monica E.Tisack, J.Power Sources,131(2004), 41-48
技术实现思路
但是，通常高分子电解质膜与树脂支撑膜相比更柔软，因而在长期保存后难以无褶皱地剥离高分子电解质膜。因此，在将高分子电解质剥离使用时容易形成存在褶皱或其他缺点的不合格品，具有无法用于燃料电池的问题。鉴于上述情况，本专利技术的目的在于提供一种高分子电解质层积膜及其制造方法，该高分子电解质膜即使进行长期保存也不会增加褶皱等缺点，并且可以容易地、无褶皱地将高分子电解质膜剥离使用。本专利技术人发现，如下的高分子电解质层积膜能够解决上述课题:其在至少在与高分子电解质膜层积的层积面侧实施了电晕放电处理或等离子体放电处理的树脂支撑膜上层积有高分子电解质膜，其中，高分子电解质膜的厚度方向整体和树脂支撑膜的厚度方向上的层积面侧的一部分在相同的平面位置按照纸页形(枚葉型)切有切口、或者在相同的平面位置上沿纵或横的任一方向切有切口，基于上述发现完成了本专利技术。SP，本专利技术如下所述。一种高分子电解质层积膜，其为具有树脂支撑膜和高分子电解质膜的高分子电解质层积膜，其中，在厚度为5 500 ii m的树脂支撑膜上层积有厚度为I 500 y m的高分子电解质膜，所述树脂支撑膜至少在与所述高分子电解质膜层积的层积面侧实施了电晕放电处理或等离子体放电处理，所述高分子电解质膜的厚度方向整体和所述树脂支撑膜的厚度方向上的层积面侧的一部分在相同的平面位置按照纸页形切有切口，或者在相同的平面位置上沿纵或横的任一方向切有切口。如上述所述的高分子电解质层积膜，其中，所述树脂支撑膜的厚度方向上的部分切口的深度相对于树脂支撑膜整体的厚度为5 95%。如上述或所述的高分子电解质层积膜，其中，所述高分子电解质膜包含具有磺酸基的氟系高分子电解质。一种制造方法，其为具有树脂支撑膜和高分子电解质膜的高分子电解质层积膜的制造方法，该制造方法包括以下工序:(I)对所述树脂支撑膜的与所述高分子电解质膜层积的层积面侧实施电晕放电处理或等离子体放电处理的工序；(2)在实施了所述电晕放电处理或等离子体放电处理的树脂支撑膜上层积所述高分子电解质膜，得到层积膜的工序；(3)对于所述层积膜，在所述高分子电解质膜的厚度方向整体、和所述树脂支撑膜的厚度方向上的与所述高分子电解质膜层积的层积面侧的一部分切出切口的工序。本专利技术的高分子电解质层积膜即使在长期保存后也不会增加高分子电解质膜的褶皱等缺点，并且能够用手容易地由端部从高分子电解质层积膜上无褶皱地剥离下高分子电解质膜。附图说明图1表示按照纸页形切有切口的高分子电解质层积膜的示意图。符号说明I按照纸页形切有切口的高分子电解质层积膜2高分子电解质膜3树脂支撑膜4 切口具体实施例方式以下，对本专利技术的具体实施方式(下文中称为“本实施方式”)进行详细说明。需要说明的是，本专利技术并不限于以下本实施方式，可以在其要点的范围内进行各种变形来实施。本实施方式的高分子电解质层积膜为具有树脂支撑膜和高分子电解质膜的高分子电解质层积膜，其中，在厚度为5 500 ii m的树脂支撑膜上层积有厚度为I 500 y m的高分子电解质膜，所述树脂支撑膜至少在与所述高分子电解质膜层积的层积面侧实施了电晕放电处理或等离子体放电处理，所述高分子电解质膜的厚度方向整体和所述树脂支撑膜的厚度方向上的层积面侧的一部分在相同的平面位置按照纸页形切有切口，或者在相同的平面位置上沿纵或横的任一方向切有切口。此处“纸页形”指的是，如图1所示那样切割高分子电解质层积膜的平面方向的四周，从而能够一张张地处理高分子电解质膜的形状。对构成本实施方式的高分子电解质膜的高分子电解质没有特别限定，特别适宜的是以下所示那样的氟系高分子电解质。对氟系高分子电解质没有特别限定，可以举出Nafion(注册商标；美国杜邦公司制造)、Aciplex (注册商标；日本国旭化成化学株式会社制造)、Flemion (注册商标；日本国旭硝子株式会社制造制)等具有下述通式(I)所示的质子交换基团的全氟碳聚合物作为代表例。 a- f (I)(式中，X\X2和X3分别独立地表示卤原子或碳原子数为I 3的全氟烷基，0( a<1,0 < l，a+g= 1，0彡b彡8，c为0或l，d、e和f 分别独立地表示0 6的范围的数(其中，d+e+f不等于0)，R1和R2分别独立地表示卤原子、碳原子数为I 10的全氟烷基或氟氯烷基，X4表示-C00H、-SO3H, -PO3H2, -PO3HZ (Z为氢原子、金属原子(Na、K、Ca等)、或胺类(NH4、NH3R、NH2R2, NHR3 > NR4 (R 为烷基或芳烃基)))。)其中，由于具有质子传导率变高的倾向，因而更优选为下述通式(2)或通式(3)所示的全氟碳聚合物。 a-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高分子电解质层积膜，其为具有树脂支撑膜和高分子电解质膜的高分子电解质层积膜，其中，在厚度为5μm～500μm的树脂支撑膜上层积有厚度为1μm～500μm的高分子电解质膜，所述树脂支撑膜至少在与所述高分子电解质膜层积的层积面侧实施了电晕放电处理或等离子体放电处理，所述高分子电解质膜的厚度方向整体和所述树脂支撑膜的厚度方向上的层积面侧的一部分在相同的平面位置按照纸页形切有切口，或者在相同的平面位置上沿纵或横的任一方向切有切口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：本多政敏，日南田哲夫，
申请(专利权)人：旭化成电子材料株式会社，
类型：发明
国别省市：