CN109148898A - 催化剂层的制造方法及其制造装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种催化剂层的制造方法及其制造装置。通过对在输送片材的表面的至少一部分涂布有预定厚度的催化剂油墨的输送片材进行干燥，来回收从催化剂油墨蒸发的溶剂，对于通过溶剂的蒸发而在输送片材上所形成的催化剂层被转印于其他部件而去除后的输送片材，将先前回收的溶剂用作清洗液来进行清洗，从而将残留于输送片材的至少催化剂油墨的残留物的至少一部分去除。这样清洗后的输送片材如果在品质保证次数以内，则再利用于催化剂油墨的涂布。由此，在使用了催化剂油墨的催化剂层的制造中，减少了向外部的排出物。

Description

催化剂层的制造方法及其制造装置

本申请主张于2017年6月16日提出的日本申请2017-118400的优先权，在此将其内容援引于本申请作为参考。

技术领域

本公开涉及用于膜电极接合体等的催化剂层的制造。

背景技术

在制造燃料电池用的膜电极接合体(MEA：Membrane Electrode Assembly)时，有时采用向片材涂布催化剂油墨，在干燥后，对片材进行输送而向固体电解质膜转印的工序。此时，尝试了将涂布有催化剂油墨的片材作为输送用的带使用，不将其用过就扔而在使用后回收进行多次使用(例如参照下述专利文献1)。在该专利文献1中，关于催化剂油墨使用的分散溶剂，也提出了将其回收而进行再利用的方案。

专利文献1：日本特开2010-049981号公报

上述技术在实现片材和分散溶剂的再利用，减少来自制造工序的排出物这一点上优异，但是实际上当想要实现片材和溶剂的再利用时，需要对片材进行清洗的清洗液，结果是，从制造工序排出清洗液等，为了所谓的零排放而要求进一步改良。

发明内容

(1)本公开的一个实施形态是利用使固体催化剂分散于液体溶剂中而得到的催化剂油墨来制造至少催化剂层的制造方法。在该制造方法中，通过对在表面的至少一部分涂布有预定厚度的上述催化剂油墨的片材进行干燥，来回收从上述催化剂油墨蒸发的上述溶剂，对于通过上述溶剂的蒸发而在上述片材上所形成的催化剂层被转印于其他部件而去除后的上述片材，将上述回收的上述溶剂用作清洗液来进行清洗，从而将残留于上述片材上的至少上述催化剂油墨的残留物的至少一部分去除，将上述清洗后的上述片材的至少一部分再利用于上述催化剂油墨的涂布。

由此，能够将催化剂油墨使用的溶剂用于清洗，能够削减另行准备用于清洗片材的清洗液等的成本，另外关于该清洗液向外部的排出，也能实现排放物的减少。此外，片材也能够将其至少一部分再利用。

(2)本公开的第二形态是作为使用使固体催化剂分散于液体溶剂中而得到的催化剂油墨来制造至少催化剂层的装置的形态。该装置具备：干燥回收装置，通过对在表面的至少一部分涂布有预定厚度的上述催化剂油墨的片材进行干燥，来回收从上述催化剂油墨蒸发的上述溶剂；及清洗装置，对于通过上述溶剂的蒸发而在上述片材上所形成的催化剂层被转印于其他部件而去除后的上述片材，将上述回收的上述溶剂用作清洗液来进行清洗，从而将残留于上述片材上的至少上述催化剂油墨的残留物的至少一部分去除，将上述清洗后的上述片材的至少一部分再次利用于上述催化剂油墨的涂布。

该制造装置能够将催化剂油墨使用的溶剂用于清洗。另外，能够降低另行准备用于清洗片材的清洗液等的成本，另外关于该清洗液向外部的排出，也能实现排放物的减少。此外，片材也能够将其至少一部分再利用。

附图说明

图1是表示催化剂层的制造的概要的说明图。

图2是例示溶剂的干燥回收装置的结构的概略结构图。

图3是例示片材的清洗装置的结构的概略结构图。

图4是表示MEA(一部分)的制造方法的概略的工序图。

图5是说明用于决定输送片材的再利用的标准的测试的说明图。

图6是例示催化剂转印片材的调制工序的工序图。

图7是例示催化剂层的转印工序的工序图。

具体实施方式

A.催化剂层的制造方法的概要：

图1是表示燃料电池的膜电极接合体的制造方法的一部分的说明图。在图1中，上半部分示出在输送片材11上形成催化剂层25并制作出将其卷绕的催化剂转印片材45为止的工序，下半部分示出将该催化剂转印片材45上的催化剂层25转印到电解质膜62上之后，对催化剂转印片材45使用的输送片材11进行回收为止的工序。将实施上半部分的工序的装置称为催化剂转印片材调制装置10。另外，将实施下半部分的工序的装置称为催化剂层转印装置50。

A1.催化剂转印片材调制装置10的结构：

在催化剂转印片材调制装置10中，输送片材11从卷绕的状态被放出，并被向涂敷装置20输送。涂敷装置20贮存有用于形成催化剂层的催化剂油墨，对在涂敷装置20与涂敷用辊21之间输送的输送片材11以预定厚度涂敷催化剂油墨。输送片材11在该例中以将长条的带卷绕的形态进行处理，但是也可以不卷绕地使用。另外，未必一定为长条，也可以作为支撑催化剂层的支撑膜进行处理。

在输送片材11作为带被使用的情况下，优选的是由不容易变形且催化剂层材料的脱模性优异的任意的原料构成，作为其一例，作为市售原料，优选的是使用PTFE玻璃纤维布(日本华尔卡“VALFLON玻璃纤维布”或淀川Hu-Tech“TG布”等)或PTFE涂层聚酰亚胺片材(中兴化成“FPI系列”等)。另外，也可以使用聚四氟乙烯、PVDF(聚偏氟乙烯)、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚丙烯、聚酯、聚酰胺、共聚氨脂、聚酰胺弹性体、聚酰亚胺、聚氨脂、聚氨脂弹性体、硅、硅橡胶、硅基体的弹性体等膜材等。

在输送片材作为支撑膜被使用的情况下，作为该支撑膜的原料的一例，作为市售原料，也优选的是使用PTFE玻璃纤维布(日本华尔卡“VALFLON玻璃纤维布”或淀川Hu-Tech“TG布”等)或PTFE涂层聚酰亚胺片材(中兴化成“FPI系列”等)。此外，也可以使用聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚四氟乙烯膜、乙烯/四氟乙烯共聚物膜、四氟乙烯/全氟烷基(乙烯基醚)共聚物膜、聚偏氟乙烯膜、聚酰亚胺膜、聚酰胺膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜等、将由这些原料构成的片材层叠两层以上而设为基材的材料，作为市售原料也可以使用特氟纶片材(特氟纶：注册商标，杜邦公司)等。

在本实施方式中，以卷绕的状态准备输送片材11，安设于催化剂转印片材调制装置10来使用。

在本实施方式中，将载持有铂或铂合金等的催化剂的导电性载体(粒子状的碳载体等)、Nafion(注册商标，杜邦公司制)或Flemion(注册商标，旭硝子株式会社制)等电解质、溶剂(有机溶剂)混合来制造涂敷装置20使用的催化剂油墨。将其也称为催化剂油墨的制造工序。催化剂粒子以分散于溶剂的状态被保持。因此，以下，将该溶剂也称为分散溶剂。在此，作为分散溶剂，可列举例如水、异丙醇、乙醇、1-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、乙二醇、丙二醇、环己醇、2-甲基环己醇、醋酸、丙酸及丁酸等中的任一种或多个的组合。也可以将其他催化剂与其他分散溶剂组合来使用。

催化剂油墨在输送片材11上可以连续地涂布，也可以断续地涂布。另外，涂布的厚度能够通过输送片材11与涂敷装置20的分离距离或催化剂油墨的排出压力等来调整。可以计测涂布后的催化剂油墨的厚度，以使厚度固定的方式对分离距离或喷出压力等进行反馈控制。

通过涂敷装置20向输送片材11涂布了催化剂油墨之后，将输送片材11向干燥回收装置30输送。干燥回收装置30是使输送片材11上涂布的催化剂油墨的溶剂蒸发、干燥的装置。通过干燥回收装置30而催化剂油墨中的分散溶剂被蒸发、被干燥。其结果是，在输送片材11的表面上形成催化剂层25。此时，回收蒸发的分散溶剂。

在图2中例示出干燥回收装置30的结构。干燥回收装置30在输送片材11的输送路的下侧具备干燥用的加热器35，在输送路的上侧具备供冷却水循环的冷却管31和冷却塔32及将两者连接的循环路33。循环路33中的冷却水通过未图示的泵而进行循环。干燥回收装置30还在冷却管31的下部具备接收盘34和将贮存于接收盘34的分散溶剂经由回收通路36进行回收的泵37。

在该干燥回收装置30中，被输送来的输送片材11上的催化剂油墨所包含的分散溶剂通过加热器35进行加热而蒸发。蒸发后的分散溶剂由冷却管31冷却至其露点以下，由此液化并贮存于冷却管31表面，从此滴下而贮存于接收盘34。另外，在图2中，将冷却塔32画在干燥回收装置30内，但是冷却塔32可以设置在在热分隔的位置。如果分散溶剂是在常温的程度下发生蒸发的溶剂，则可以不必需要加热器35。或者可以取代加热器35而采用吹入暖风或热风等的结构。也可以通过换热器来回收由冷却塔32散热的热量，而使用于催化剂油墨的加热。如果温度不足以作为催化剂油墨的加热用，则只要利用热泵等来提高温度即可。

总之，干燥回收装置30只要设定为如下的温度即可：对输送片材11上的催化剂油墨进行蒸发，并在输送片材11被从干燥回收装置30送出为止进行一定程度以上的催化剂油墨的干燥。通过干燥而从催化剂油墨蒸发的分散溶剂，可以不全部回收。另外，可以不通过干燥回收装置30使催化剂油墨完全干燥。在该情况下，可以利用对从干燥回收装置30送出的输送片材11进一步喷吹暖风等方法进行干燥，也可以利用自然干燥使其进一步干燥。

从干燥回收装置30送出的输送片材11由输送辊41、42进一步输送，与进行干燥而形成的催化剂层25一起作为催化剂转印片材45卷绕。作为催化剂转印片材45而卷绕的辊卷在预定时机被向催化剂层转印装置50带入。催化剂层转印装置50是向电解质膜62上转印催化剂层的装置。

A2.催化剂层转印装置50的结构：

在催化剂层转印装置50中，准备了在背片材61上形成有电解质膜62的电解质膜片材60。作为背片材61，例如，作为市售原料，优选的是使用PTFE玻璃纤维布(日本华尔卡“VALFLON玻璃纤维布”或淀川Hu-Tech“TG布”等)或PTFE涂层聚酰亚胺片材(中兴化成“FPI系列”等)。另外，也能够使用PTFE(聚四氟乙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)等聚酯系、聚苯乙烯等的高分子片材。电解质膜62是由固体高分子材料例如氟系树脂形成的质子传导性的离子交换膜，在湿润状态下表现出良好的导电性。电解质膜片材60使用构成电解质膜62的高分子电解质树脂而在片材面上形成为长条状。电解质膜片材60可以按照各背片材61卷绕来准备，也可以直接使用通过前续工序制作的电解质膜片材60。

电解质膜片材60由输送辊63、65输送，与由未图示的放出机构放出的催化剂转印片材45一起向转印辊71、72送入。转印辊71、72相向，对两个辊赋予了接合用的按压力。两个辊71、72的接合部位(夹持部)成为转印压接部位。转印辊71、72接收未图示的控制装置的控制而反向地旋转，将催化剂转印片材45和电解质膜片材60在保持催化剂层25与电解质膜62接合的状态下向转印压接部位引入，在电解质膜片材60的电解质膜62上转印催化剂转印片材45的催化剂层25并向下游输送。

转印辊71构成为良好传热性的金属制的辊，例如镍系的金属辊，接收来自未图示的热源的热量而发热。转印辊71经由背片材61而对电解质膜片材60及与其接合的催化剂转印片材45进行加热，并与转印辊72一起按压两个片材。转印辊71的发热状况和两个辊71、72施加的按压力由控制装置控制。

通过转印辊71、72进行加热及加压，将催化剂转印片材45上的催化剂层25转印到电解质膜片材60的电解质膜62上。转印有催化剂层25的电解质膜片材60由输送辊65输送，被送到后续工序。另一方面，催化剂转印片材45将催化剂层25转印到电解质膜片材60侧的结果是成为原来的输送片材11的状态。该输送片材11经由输送辊67而被送入清洗装置80。

清洗装置80是对于将催化剂层25转印到电解质膜片材60侧之后的输送片材11进行清洗的装置。为了将催化剂层25转印到电解质膜片材60侧，输送片材11采用剥离性较高的结构，但是有时催化剂层25的残渣或多或少会残留在输送片材11上。清洗装置80是对其进行清洗而从输送片材11去除催化剂层25的残渣的结构。去除了催化剂层25的残渣的输送片材11由输送辊95、96进一步输送，最终卷绕，再次利用于上述催化剂转印片材调制装置10中的催化剂转印片材45的制作。

清洗装置80的内部结构如图3所示。清洗装置80具备将作为清洗液的分散溶剂向输送片材11喷出的喷头81、贮存由干燥回收装置30回收并通过泵37经由供给通路86而供给的分散溶剂SM的溶剂槽85、将贮存于该溶剂槽85的分散溶剂SM经由溶液通路82而加压输送至喷头81的泵83、用于使从喷头81喷射的分散溶剂SM所包含的催化剂CC与分散溶剂SM分离的金属丝网87及用于从贮存于清洗装置80的底部的回收液中将贮存于金属丝网87的下方的催化剂CC经由通路89而进行回收的压送泵88等。在本实施方式中，清洗装置80的底部原封不动地被用作贮存分散溶剂的贮存槽。

在清洗装置80中，喷头81遍及输送片材11的宽度方向(图3、纸面垂直方向)地设置，分散溶剂SM通过基于泵83的压力而从喷头81喷射，洗掉残留于输送片材11上的催化剂层25的残渣CD。被洗掉的催化剂层25的残渣与喷射的分散溶剂一起贮存于清洗装置80的底部。在该底部贮存的回收液中包含来自催化剂层25的催化剂CC、分散溶剂SM，催化剂CC沉淀而滞留于底部，因此从开设于底部的通路89，通过压送泵88回收催化剂CC。另外，贮存于底部的分散溶剂SM从金属丝网87的上侧由未图示的泵等汲取，能够进一步再利用。

以上述装置结构为前提，说明进行的燃料电池用膜电极接合体的制造方法。制造方法至少涉及催化剂层的制造，包括将催化剂层向电解质膜的至少一侧转印而制造膜电极接合体的一部分的工序。

B.膜电极接合体的制造工序(一部分)：

图4是表示该膜电极接合体(MEA)的一部分的制造方法的概要的工序图。该工序从准备输送片材11的工序(工序T100)开始，制造催化剂油墨(工序T200)。工序T100与工序T200的顺序任意。然后，进行催化剂转印片材的调制工序(工序T300)。该工序T300通过使用图1、图2而进行了说明的催化剂转印片材调制装置10进行。将通过催化剂转印片材的调制工序而调制出的催化剂转印片材45带入图1所示的催化剂层转印装置50，供催化剂层的转印工序(工序T400)使用。通过催化剂层的转印工序(工序T400)，而制造出至少在电解质膜62的一面转印有阴极侧的催化剂层25的膜电极接合体(MEA)的一部分。当制造结束时，向“结束”退出，使上述工序结束。

膜电极接合体的制造工序的一部分如以上所述，但是在本实施方式中，在上述工序中，能够实现分散溶剂、催化剂及输送片材11的回收和再利用。该再利用的流程在图4中由虚线表示。即，在催化剂转印片材的调制工序(工序T300)中，通过干燥回收装置30回收催化剂油墨中包含的分散溶剂(工序U500)。这样回收的分散溶剂由泵37向清洗装置80输送，在催化剂层的转印工序(工序T400)中，用于输送片材11的清洗。另外，也可以将在催化剂转印片材的调制工序(工序T300)中回收的分散催化剂的一部分直接用于催化剂油墨的制造工序中的催化剂油墨的制造。

另外，在催化剂层的转印工序(工序T400)中，通过清洗装置80，回收通过输送片材11的清洗而洗掉了的催化剂(工序U510)，另外回收在输送片材11的清洗中使用的分散溶剂(工序U520)，此外回收输送片材11(工序U530)。其中，回收的催化剂和分散溶剂适当返回催化剂油墨的制造工序(工序T200)，用于催化剂油墨的制造。在制造催化剂油墨时，使用回收的催化剂和分散溶剂，因此能够抑制从制造工序的排出。另外，催化剂自不必说，分散溶剂也在制造过程中失去预定的比例，因此相应地重新补充。

另一方面，回收后的输送片材11被回收而再利用，但是此时，记录使用次数，判断输送片材11的使用次数是否在品质保证次数以内(工序U550)。品质保证次数由输送片材11的性状预先决定，例如，在阴极侧催化剂层25向电解质膜62的转印在130℃以上且150℃以下进行，且该转印温度下的输送片材11的尺寸变化为0.6％以下，且对水接触角大于95度的情况下，将品质保证的范围设为约100次的再利用为止。品质保证次数只要这样预先测试转印温度下的输送片材的尺寸变化而决定即可。测试为例如图5所示，使用加热压辊P1、P2，使加热压辊P1、P2的温度为转印温度(例如150度C)，以输送速度16m/分钟对输送片材进行输送，反复进行N次来测定变化量。只要将变化量即将超过0.6％之前的次数N设为品质保证次数即可。PTFE涂层玻璃纤维布和PTFE涂层聚酰胺在进行该条件下的测试时，品质保证次数N超过100次，表现出极其良好的再利用性。当然如果将品质保证次数设为比100小的值，则可以使用特氟纶或PFA等其他材料的片材。另外，不仅品质保证次数是变化量，也可以附加对水接触角大于95度这样的从催化剂的剥离容易度的观点出发的条件。

如果为品质保证次数以下(工序U550：“是”)，则输送片材11返回安设输送片材11的工序(工序T100)，如果超过了品质保证次数(工序U550：“否”)，则将输送片材废弃(工序U560)。

以上，说明了膜电极接合体的至少一部分的制造工序的概略。接下来，详细说明催化剂转印片材的调制工序(工序T300)。图6是表示催化剂转印片材的调制工序(工序T300)的工序图。当催化剂转印片材的调制工序(工序T300)开始时，首先将准备好的输送片材11安设于催化剂转印片材调制装置10(工序T310)。接下来，从安设的输送片材11的前端至末端，反复进行以下的工序T330至T360。其反复范围在图6中表示为附图标记t320至e320。

在该反复范围中，反复进行输送片材的放出(工序T330)、催化剂油墨的涂布(工序T340)、基于干燥回收装置30的催化剂油墨的干燥和分散溶剂的回收(工序T350)、催化剂转印片材45的卷绕(工序T360)。如果着眼于输送片材的11上的一个部位，则上述工序T330至T360按照该顺序连续地进行，但是如果以催化剂转印片材调制装置10整体来看，各工序同时执行。

当对于在输送片材的准备工序(工序T100)中准备，且在工序T310中安设于催化剂转印片材调制装置10的一卷输送片材11的催化剂转印片材的调制工序(工序T300)完成时，将卷绕完成的催化剂转印片材向催化剂层的转印工序(工序T400)输送。另外，考虑到取处理的容易性，在此先卷绕催化剂转印片材45，然后向催化剂层的转印工序输送，但也可以将两者作为连续的工序实现。

催化剂层的转印工序(工序T400)的详情如图7所示。当催化剂层的转印工序开始时，首先将催化剂转印片材45安设于催化剂层转印装置50(工序T410)。接下来，从安设的催化剂转印片材45的前端至末端，反复进行以下的工序T430至T460。其反复范围在图7中表示为附图标记t420至e420。

在该反复范围内，反复进行催化剂转印片材的放出(工序T430)、电解质膜片材60的输送(工序T440)、催化剂层25向电解质膜62的加热、加压转印(工序T450)、清洗装置80中的输送片材的清洗和催化剂、分散溶剂的回收(工序T460)。如果着眼于催化剂转印片材的45上的一个部位，则上述工序T430至T460按照该顺序连续地进行，但是如果以催化剂层转印装置50整体来看，则各工序同时执行。

在工序T410中，当对于安设于催化剂层转印装置50的一卷催化剂转印片材45的催化剂层转印工序(工序T400)完成时，进行使用后的输送片材11的回收、再利用的处置(工序U530至U560)。该工序已经使用图4进行了说明。使用次数为品质保证次数以下的输送片材11被输送至输送片材11的准备工序(工序T100)。

根据以上说明的实施方式，在将阴极催化剂层向电解质膜转印的工序中，能够将输送片材多次地再利用。而且在该情况下预先决定了品质保证次数，因此如果在该范围内，则能够在不进行检查等的情况下进行再利用。

此外，在本实施方式中，在使催化剂油墨干燥的工序中，在干燥回收装置30中能够将催化剂油墨的制造所使用的分散溶剂回收大部分，在催化剂层的转印工序(工序T400)中将其再利用于使用后的输送片材11的清洗。其结果是，能够抑制从膜电极接合体的制造工序排出分散溶剂。此外，清洗所利用的分散溶剂的一部分也使用于催化剂油墨的制造。因此，能够减少催化剂油墨的制造使用的新的分散催化剂的消耗量。另外，催化剂油墨的制造使用的使用后的分散溶剂也可以直接使用由干燥回收装置30回收的分散溶剂。

除此之外，在本实施方式的制造方法中，通过清洗装置80回收转印于电解质膜片材60的催化剂层25的残渣，而用于催化剂油墨的制造。因此，也能够抑制催化剂的排出。此外，该催化剂的残渣的清洗使用回收的分散催化剂进行，因此能能够实现降低准备新的清洗溶液的成本，另外关于清洗溶液的制造工序的排出也能实现排放物的减少。因此，能够达成节省资源，而且也有助于降低制造成本。

C.其他实施方式：

在上述实施方式中，将清洗装置80的底部作为贮存槽使用，对沉淀于此的催化剂进行再利用，但也可以对催化剂进行再利用。这是因为，如果能够减少将催化剂层25向电解质膜片材60转印时的残留物，则通过清洗而回收的催化剂的量微少。

另外，在上述实施方式中，催化剂油墨使用涂敷装置20，向输送片材11的表面挤压并涂布，但也可以利用其他手法进行涂布。例如，可以通过表面由多孔质体构成的涂布辊进行涂布。或，可以通过刮板等刮擦从涂敷装置20挤压而涂布于输送片材11表面的催化剂油墨，而使厚度固定。

也可以不是阴极侧催化剂层的形成而应用于阳极侧催化剂层的形成及向电解质膜的转印。当然，也可以应用于两方。催化剂层25向电解质膜62的转印也可以通过加热、加压辊以外的结构进行。例如，可以不采用辊而采用以固定的面积进行加压的加压机的结构。只要能够将输送片材11上的催化剂层25转印于电解质膜62即可，可以不必使用背片材61。

干燥回收装置30只要能够回收从催化剂油墨蒸发的溶剂即可，只要根据使用的溶剂的性质来调整溶剂能够蒸发的温度或压力等即可。在上述实施方式中，通过冷却管31将蒸发的溶剂冷却至露点以下而进行回收，但也可以利用珀耳帖元件等进行冷却。或者，可以将蒸发的溶剂汇集，进行加压而液化，或通过使其隔热膨胀进行冷却而液化等来回收。可以从干燥回收装置30将蒸发的溶剂保持气体的状态向清洗装置80移送，在移送的过程中，或在清洗装置80内部，进行液化。

在上述实施方式中，清洗装置80使用喷头81使溶剂喷出，而对输送片材11表面进行清洗，但是使用溶剂的清洗的方式是任意的。例如，可以将附着有催化剂层25的残渣的输送片材11浸渍在贮存有溶剂的槽内，并施加超声波振动等，来去除催化剂层25的残渣。也可以与基于使用了喷头的溶剂的喷射的清洗组合。

清洗装置80中的催化剂及其分散溶剂的回收可以仅进行一方的回收，也可以进行两方的回收。催化剂与溶剂的分离可以利用沉淀，也可以使用过滤器等。

(1)如以上说明的那样，本公开的一个实施形态涉及一种制造方法，利用使固体催化剂分散于液体溶剂中而得到的催化剂油墨来制造至少催化剂层，通过对在表面的至少一部分涂布有预定厚度的上述催化剂油墨的片材进行干燥，来回收从上述催化剂油墨蒸发的上述溶剂，对于通过上述溶剂的蒸发而在上述片材上所形成的催化剂层被转印于其他部件而去除后的上述片材，将上述回收的上述溶剂用作清洗液来进行清洗，从而将残留于上述片材上的至少上述催化剂油墨的残留物的至少一部分去除，将上述清洗后的上述片材的至少一部分再利用于上述催化剂油墨的涂布。

(2)在这样的制造方法中，可以是，从上述回收的上述溶剂或被用于清洗上述片材后的上述溶剂中，分离并回收残留于上述溶剂中的上述催化剂。这样一来，能够不浪费地利用催化剂。另外，催化剂的回收只要是残留的催化剂中的至少一部分即可，可以不必为全部。

(3)在该情况下，催化剂的分离可以通过将被用于清洗后的溶剂贮存于贮存槽，使催化剂沉淀于贮存槽底部来进行。这样一来，能够减少投入的能量，能够容易地回收催化剂。

(4)在这样的情况下，回收的上述催化剂的至少一部分可以用于上述催化剂油墨的制造。这样一来，能够减少催化剂油墨的制造使用的催化剂的整体使用量。

(5)在上述制造方法中，可以在与进行上述干燥的上述片材分离的位置，配置设为至少上述溶剂的露点以下的冷却器，并对通过该冷却器进行冷却而液化了的上述溶剂进行汇集，由此进行从上述催化剂油墨蒸发的上述溶剂的回收。这样一来，溶剂的回收变得容易，也容易将回收的溶剂使用于其他用途。

(6)在这样的制造方法中，可以将上述回收的溶剂及从被用于清洗上述片材后的上述清洗液中回收的溶剂中的至少一方的至少一部分，用于上述催化剂油墨的制造。这样一来，能够减少催化剂油墨的制造使用的溶剂的整体使用量。

(7)在上述制造方法中，可以是，上述催化剂层的从上述片材向上述其他部件的转印是在130℃以上且150℃以下的转印温度下进行的，该转印温度下的上述片材的尺寸变化为0.6％以下。满足该条件的片材能够保证清洗后的品质，能够进行再利用。可以测定使用后的尺寸变化超过0.6％之前的使用次数，作为品质保证次数而设为片材的再利用次数的标准。另外，关于该值，根据催化剂层或被转印催化剂层的其他材料的物性，如果转印温度变化，则只要在该温度下进行定义即可。另外，关于片材，可以考虑催化剂层的分离容易度而包含对水接触角大于95度等条件。

(8)本公开可以作为使用催化剂油墨来制造催化剂层的方法实施，也可以如上述实施方式那样作为制造膜电极接合体的至少一部分的方法实施。或可以作为实施上述方法的制造装置实施。此外，还可以作为输送片材的回收方法、催化剂的溶剂的回收方法实施。

附图标记说明

10…催化剂转印片材调制装置

11…输送片材

20…涂敷装置

21…涂敷用辊

25…催化剂层

30…干燥回收装置

31…冷却管

32…冷却塔

33…循环路

34…接收盘

35…加热器

36…回收通路

37…泵

41、42…输送辊

45…催化剂转印片材

50…催化剂层转印装置

60…电解质膜片材

61…背片材

62…电解质膜

63、65、67…输送辊

71、72…转印辊

80…清洗装置

81…喷头

82…溶液通路

83…泵

85…溶剂槽

86…供给通路

87…金属丝网

88…压送泵

89…通路

95、96…输送辊

CC…催化剂

CD…催化剂的残渣

SM…分散溶剂

Claims (13)

1.一种催化剂层的制造方法，利用使固体催化剂分散于液体溶剂中而得到的催化剂油墨来制造至少催化剂层，所述催化剂层的制造方法包括如下步骤：

通过对在表面的至少一部分涂布有预定厚度的所述催化剂油墨的片材进行干燥，来回收从所述催化剂油墨蒸发的所述溶剂，

对于通过所述溶剂的蒸发而在所述片材上所形成的催化剂层被转印于其他部件而去除后的所述片材，将所述回收的所述溶剂用作清洗液来进行清洗，从而将残留于所述片材上的至少所述催化剂油墨的残留物的至少一部分去除，

将所述清洗后的所述片材的至少一部分再利用于所述催化剂油墨的涂布。

2.根据权利要求1所述的催化剂层的制造方法，其中，

从所述回收的所述溶剂或被用于清洗所述片材后的所述溶剂中，分离并回收残留于所述溶剂中的所述催化剂。

3.根据权利要求2所述的催化剂层的制造方法，其中，

所述催化剂的分离是通过将所述溶剂贮存于贮存槽并使所述催化剂沉淀于所述贮存槽的底部来进行的。

4.根据权利要求3所述的催化剂层的制造方法，其中，

将所述回收的所述催化剂的至少一部分用于所述催化剂油墨的制造。

5.根据权利要求2所述的催化剂层的制造方法，其中，

将所述回收的所述催化剂的至少一部分用于所述催化剂油墨的制造。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的催化剂层的制造方法，其中，

在与被进行所述干燥的所述片材分离的位置，配置设为至少所述溶剂的露点以下的冷却器，并对通过该冷却器进行冷却而液化了的所述溶剂进行汇集，由此进行从所述催化剂油墨蒸发的所述溶剂的回收。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的催化剂层的制造方法，其中，

将所述回收的溶剂及从被用于清洗所述片材后的所述清洗液中回收的溶剂中的至少一方的至少一部分，用于所述催化剂油墨的制造。

8.根据权利要求6所述的催化剂层的制造方法，其中，

将所述回收的溶剂及从被用于清洗所述片材后的所述清洗液中回收的溶剂中的至少一方的至少一部分，用于所述催化剂油墨的制造。

9.根据权利要求1～5中任一项所述的催化剂层的制造方法，其中，

所述催化剂层的从所述片材向所述其他部件的转印是在130℃以上且150℃以下的转印温度下进行的，该转印温度下的所述片材的尺寸变化为0.6％以下。

10.根据权利要求6所述的催化剂层的制造方法，其中，

所述催化剂层的从所述片材向所述其他部件的转印是在130℃以上且150℃以下的转印温度下进行的，该转印温度下的所述片材的尺寸变化为0.6％以下。

11.根据权利要求7所述的催化剂层的制造方法，其中，

所述催化剂层的从所述片材向所述其他部件的转印是在130℃以上且150℃以下的转印温度下进行的，该转印温度下的所述片材的尺寸变化为0.6％以下。

12.根据权利要求8所述的催化剂层的制造方法，其中，

所述催化剂层的从所述片材向所述其他部件的转印是在130℃以上且150℃以下的转印温度下进行的，该转印温度下的所述片材的尺寸变化为0.6％以下。

13.一种催化剂层的制造装置，利用使固体催化剂分散于液体溶剂中而得到的催化剂油墨来制造至少催化剂层，

所述催化剂的制造装置具备：

干燥回收装置，通过对在表面的至少一部分涂布有预定厚度的所述催化剂油墨的片材进行干燥，来回收从所述催化剂油墨蒸发的所述溶剂；及

清洗装置，对于通过所述溶剂的回收而在所述片材上所形成的催化剂层被转印于其他部件而去除后的所述片材，将所述回收的所述溶剂用作清洗液来进行清洗，从而将残留于所述片材上的至少所述催化剂油墨的残留物的至少一部分去除，

将所述清洗后的所述片材的至少一部分再次利用于所述催化剂油墨的涂布。