樹脂膜、疊層體及其制造方法、以及燃料電池的制造方法技術

本發明專利技術涉及由樹脂組合物形成的樹脂膜，所述樹脂組合物含有：包含側鏈具有碳原子數3～10的烷基的烯烴單元的環狀烯烴類樹脂(A)、和含氯樹脂(B)。所述含氯樹脂(B)可以為偏氯乙烯類聚合物。相對于環狀烯烴類樹脂(A)100重量份，所述含氯樹脂(B)的比例可以為0.5～60重量份。該膜相對于固體高分子型燃料電池的電解質膜及電極膜具有適度的脫模性和密合性，并且無需經由易粘接層等粘接層即可密合于通用的基材膜，因此適于作為用以制造固體高分子型燃料電池的膜電極接合體的脫模膜。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及可用于固體高分子型燃料電池的制造等的樹脂膜、包含該樹脂膜的疊層體(疊層膜)及其制造方法、以及使用上述疊層體制造膜電極接合體的方法。
技術介紹
固體高分子型燃料電池具有被稱作膜電極接合體(MembraneElectrodeAssembly:MEA)的基本構成。MEA是在作為離子交換膜的固體高分子電解質膜的兩面疊層以負載有鉑族金屬催化劑的碳粉末為主要成分的電極膜(催化劑層或電極催化劑膜)、并利用作為導電性多孔膜的燃料氣體供給層和空氣供給層進一步夾入所得疊層體而得到的。在該MEA中，在電解質膜及電極膜中均包含離子交換樹脂，而電解質膜及電極膜通常是由流延法和/或涂布法等形成的。作為電解質膜和電極膜的疊層方法，通常采用使分別形成在支承體上的兩層接觸，并通過在溫度130～150℃左右(根據使用材料不同，在150～200℃左右)、壓力1～10MPa左右進行加熱壓合而使其密合之后，將支承體剝離的方法。為此，作為支承體，可使用脫模膜，但對于脫模膜而言，要求其相對于電解質膜及電極膜具有適度的脫模性(剝離性)和密合性。電解質膜及電極膜中所含的離子交換樹脂是具有含有脫模性高的氟樹脂的主鏈和脫模性低的包含磺酸基的側鏈的特異結構的樹脂，因而難以預測與脫模性相關的行為，難以取得脫模性與密合性的平衡。另外，對于脫模膜，為了使操作性、生產性提高，多將其與機械特性高的基材膜疊層而使用，但很難提高其相對于不具有反應性基團等的通用基材膜的密合性。進一步，對于燃料電池制造用脫模膜而言，不僅從制造工序方面考慮要求具有耐熱性，而且從生產性方面出發，由于要利用卷對卷(rolltoroll)方式來制造，因而還要求具有柔軟性。作為脫模膜，通常被采用的是氟類膜，其雖然耐熱性、脫模性、非污染性優異，但價格高昂，而且在使用后的廢棄焚燒處理中難以燃燒，容易產生有毒氣體。此外，由于其彈性模量低，因而難以實現利用卷對卷方式的制造。于是，作為替代氟類膜的脫模膜，還提出了由環狀烯烴類樹脂形成的脫模膜。在日本特開2010-234570號公報(專利文獻1)中公開了一種由環烯烴類共聚物形成的脫模膜，還記載了在聚對苯二甲酸乙二醇酯膜等基材膜上涂布環烯烴類共聚物溶液而形成的脫模膜。并且，在實施例中，使用流延裝置在聚對苯二甲酸乙二醇酯膜上流延包含乙烯和降冰片烯的共聚物的溶液，從而形成了厚度0.5μm的脫模膜。然而，該脫模膜盡管相對于包含離子交換樹脂的電解質膜、電極膜的脫模性優異，但與聚對苯二甲酸乙二醇酯膜之間的密合性低，基材膜容易發生剝離，因此操作性、MEA的生產性降低。另外，在高溫下的MEA制造工序中，該脫模膜相對于電解質膜、電極膜的脫模性不足。在日本特開2009-102558號公報(專利文獻2)中，公開了一種由以下兩層所構成的疊層膜：疊層于塑料基材、包含含氯樹脂的第一層；以及疊層于該第一層、包含環狀聚烯烴類樹脂的第二層，其中，所述第一層及所述第二層分別通過涂布而形成。在該文獻中記載了下述內容：疊層膜可用于工業用脫模膜等工業材料、食品、醫藥品或化學品等包裝膜、液晶用偏振片等光學構件。另外，作為優選的環狀聚烯烴類樹脂，記載了環狀烯烴與鏈狀烯烴的共聚物。然而，在該文獻中，沒有關于燃料電池的記載。另外，即使將該膜用于燃料電池制造用脫模膜，由于其層結構復雜，其生產性、操作性也會較低。另外，在日本特開2000-95957號公報(專利文獻3)中公開了一種熱學上可逆的成型材料，其具有包含透明塑料材料的第1成分、和包含與第1成分不具有熱力學上的混和性、折射率的溫度依賴性也與第1成分不同的非液晶塑料材料的第2成分。該文獻中，作為第1成分的一例，列舉了環烯烴，作為構成第2成分的單體的一例，列舉了偏氯乙烯。在實施例中，制備了將共聚酰胺和包含苯乙烯類單體等三元共聚物組合而成的成型材料。進一步，作為成型材料的用途，記載了調節光和溫度的量的屏蔽系統等熱學上可逆的塑料成型材料，例如建筑物、溫室、汽車及太陽能集熱系統等的蓋板玻璃(glazing)。然而，在該文獻中也沒有關于燃料電池的記載。并且，在該文獻中，也沒有記載環狀烯烴類樹脂與含氯樹脂的組合的意義。現有技術文獻專利文獻專利文獻1：日本特開2010-234570號公報(權利要求書、實施例2)專利文獻2：日本特開2009-102558號公報(權利要求1、第[0052][0079]段)專利文獻3：日本特開2000-95957號公報(權利要求書、第[0001]段、實施例)
技術實現思路
專利技術要解決的問題因此，本專利技術的目的在于提供具有相對于固體高分子型燃料電池的電解質膜及電極膜的適度的脫模性(剝離性)和密合性、并且無需經由易粘接層等粘接層即可密合于通用的基材膜的樹脂膜、包含該樹脂膜的疊層膜及其制造方法、以及使用上述疊層膜來制造上述膜電極接合體的方法。本專利技術的其它目的在于提供耐熱性、操作性優異、能夠提高固體高分子型燃料電池的膜電極接合體(電解質膜和/或電極膜)的生產性的樹脂膜、包含該樹脂膜的疊層膜及其制造方法、以及使用上述疊層膜來制造上述膜電極接合體的方法。本專利技術的另一目的在于提供能夠通過涂布而容易地實現薄壁化的樹脂膜、包含該樹脂膜的疊層膜及其制造方法、以及使用上述疊層膜來制造上述膜電極接合體的方法。解決問題的方法本專利技術人等為了解決上述課題而進行了深入研究，結果發現，通過將包含側鏈具有碳原子數3～10的烷基的烯烴單元的環狀烯烴類樹脂與含氯樹脂組合而形成樹脂膜，可使其具有相對于固體高分子型燃料電池的電解質膜及電極膜的適度的脫模性(剝離性)和密合性，并且無需經由易粘接層等粘接層即可密合于通用的基材膜，進而完成了本專利技術。即，本專利技術的樹脂膜由樹脂組合物形成，該樹脂組合物包含：包含側鏈具有碳原子數3～10的烷基的烯烴單元的環狀烯烴類樹脂(A)和含氯樹脂(B)。上述含氯樹脂(B)可以為偏氯乙烯類聚合物。上述環狀烯烴類樹脂可以是包含具有碳原子數3～10的烷基的鏈狀烯烴單元和/或具有碳原子數3～10的烷基的環狀烯烴單元作為重復單元的共聚物，特別是，可以為包含不具有碳原子數3～10的烷基的環狀烯烴單元(A1)和具有碳原子數3～10的烷基的鏈狀或環狀烯烴單元(A2)作為重復單元的共聚物。上述鏈狀或環狀烯烴單元(A2)可以是具有碳原子數4～8的直鏈狀烷基的乙烯或降冰片烯單元。上述環狀烯烴單元(A1)與鏈狀或環狀烯烴單元(A2)的比例(摩爾比)可以為：前者/后者＝50/50～99/1左右。相對于環狀烯烴類樹脂(A)100重量份，上述含氯樹脂(B)的比例可以為0.5～60重量份左右。本專利技術的膜可以是用于制造固體高分子型燃料電池的膜電極接合體的脫模膜。本專利技術也包括在基材層的至少一個面疊層上述膜而作為脫模層的疊層膜。上述基材層可以由選自聚烯烴、聚乙烯醇類聚合物、聚酯、聚酰胺、聚酰亞胺及纖維素衍生物中的至少一種形成。上述基材層也可以由聚酯形成、且不具有粘接層或易粘接層。上述脫模層可以是通過涂布而形成的平均厚度0.01～20μm左右的層。就本專利技術的疊層膜而言，也可以在上述脫模層上疊層有包含離子交換樹脂的離子交換層。也可以是：上述離子交換樹脂為側鏈具有磺酸基的氟樹脂、且上述離子交換層為電解質膜和/或電極膜。本專利技術也包括上述疊層膜的制造方法，該制造方法包括在基材層上涂本文檔來自技高網...

【技術保護點】
樹脂膜，其由樹脂組合物形成，該樹脂組合物包含：包含側鏈具有碳原子數3～10的烷基的烯烴單元的環狀烯烴類樹脂(A)、和含氯樹脂(B)。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.05.19 JP 2014-1036031.樹脂膜，其由樹脂組合物形成，該樹脂組合物包含：包含側鏈具有碳原子數3～10的烷基的烯烴單元的環狀烯烴類樹脂(A)、和含氯樹脂(B)。2.根據權利要求1所述的樹脂膜，其中，含氯樹脂(B)為偏氯乙烯類聚合物。3.根據權利要求1或2所述的樹脂膜，其中，環狀烯烴類樹脂(A)包含具有碳原子數3～10的烷基的鏈狀烯烴單元和/或具有碳原子數3～10的烷基的環狀烯烴單元作為重復單元。4.根據權利要求1～3中任一項所述的樹脂膜，其中，環狀烯烴類樹脂(A)是包含不具有碳原子數3～10的烷基的環狀烯烴單元(A1)和具有碳原子數3～10的烷基的鏈狀或環狀烯烴單元(A2)作為重復單元的共聚物，且所述環狀烯烴單元(A1)與鏈狀或環狀烯烴單元(A2)的比例(摩爾比)為：前者/后者＝50/50～99/1。5.根據權利要求1～4中任一項所述的樹脂膜，其中，相對于環狀烯烴類樹脂(A)100重量份，含氯樹脂(B)的比例為0.5～60重量份。6.根據權利要求1～5中任一項所述的樹...

【專利技術屬性】
技術研發人員：岡田和之，西村協，岡野善道，八重樫敬之，小佐野惠市，
申請(專利權)人：大賽璐優越涂層株式會社，株式會社大賽璐，
類型：發明
國別省市：日本;JP