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公開番号2024109190
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-14
出願番号2023013846
出願日2023-02-01
発明の名称シート状のガス拡散層の検査装置および検査方法
出願人東レ株式会社
代理人
主分類H01M 4/86 20060101AFI20240806BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】ガス拡散層に存在する欠点の位置を正確に把握し、外観欠点や金属欠点の欠点位置の識別性を向上させることができるガス拡散層の検査装置を提供する。
【解決手段】導電性多孔質基材の少なくとも片面に微多孔層を有するシート状のガス拡散層の検査装置であって、少なくともガス拡散層の欠点を連続で検出する欠点検出装置、および検出された欠点に対して位置が判別可能なマーキングを連続でマーキングするマーキング装置を有し、前記欠点検出装置として少なくとも前記ガス拡散層の微多孔層を有する面における欠点を検出する装置、および前記ガス拡散層の金属欠点を検出する装置を含む検査装置。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
導電性多孔質基材の少なくとも片面に微多孔層を有するシート状のガス拡散層の検査装置であって、少なくともガス拡散層の欠点を連続で検出する欠点検出装置、および検出された欠点に対して位置が判別可能なマーキングを連続でマーキングするマーキング装置を有し、前記欠点検出装置として少なくとも前記ガス拡散層の微多孔層を有する面における欠点を検出する装置、および前記ガス拡散層の金属欠点を検出する装置を含む検査装置。
続きを表示（約 450 文字）【請求項２】
前記ガス拡散層が片面に微多孔層を有し、前記欠点検出装置として、さらに前記ガス拡散層の微多孔層を有しない面における欠点を検出する装置を含む請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記導電性多孔質基材にあらかじめ施されているマーキングを読み取る装置を有し、かつ前記あらかじめ施されているマーキングに対して再度マーキングをする機能を有する請求項１に記載の検査装置。
【請求項４】
前記マーキング装置がマーキングする位置が、前記欠点検出装置で検出した欠点に対して、長手方向に対して同位置にあり幅方向にずれた位置である請求項１に記載の検査装置。
【請求項５】
前記マーキング装置がマーキングする位置が、前記欠点検出装置で検出した欠点に対して、長手方向の上流側にずれた位置と下流側にずれた位置の２つの位置である請求項１に記載の検査装置。
【請求項６】
請求項１に記載の検査装置を用いて、ガス拡散層を検査する検査方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池などに用いられるガス拡散層の欠点を連続で自動的に検査し、欠点位置に対応してマーキングする、検査装置に関するものである。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
固体高分子型燃料電池は、高分子電解質膜を一対の触媒層で挟んだ膜電極接合体にガス拡散層を介して反応ガス（燃料ガスおよび酸化剤ガス）を供給して電気化学反応を引き起こすことにより、物質の持つ化学エネルギーを電気エネルギーに変換する。
【０００３】
上記ガス拡散層には、セパレータから供給されるガスを触媒層へと拡散するための高いガス拡散性と、電気化学反応に伴って生成する水をセパレータへ排出するための高い排水性、および発生した電流を取り出すための高い導電性が要求され、カーボンペーパー等の導電性多孔質基材が広く用いられている。また、当該ガス拡散層には、主に（１）触媒の保護、（２）目の粗い導電性多孔質基材の表面が電解質膜に転写しないようにする化粧直し効果、（３）カソードで発生する水蒸気の凝縮防止の効果などを得ることを目的に、触媒層と接する側の表面に微多孔層を設けたものが広く、用いられている。
【０００４】
上記微多孔層について、その製造の間に発生し得る様々な欠点が、燃料電池の性能を低下させ、本来要求される上記効果を充分に発揮できなくなる問題が起こり得る。
【０００５】
また、上記導電性多孔質基材においても、製造の間に発生するさまざまな欠点が電極基材としたときに悪影響を及ぼし本来要求される機能を十分に発揮できなくなるという問題がある。
【０００６】
特に、電解質膜近傍に金属イオンが存在すると、電解質膜が劣化し、耐久性に影響するため、ガス拡散層に含まれる金属欠点の低減は強く求められている。ここでいう金属欠点とは、ガス拡散層に含まれる、鉄をはじめとする金属元素を含む箇所のことである。
【０００７】
ガス拡散層に発生した欠点を検出するためにさまざまな検査方法が提案されている。例えば、従来の目視検査によって行われる外観検査では、連続して搬送される長尺のガス拡散層を対象とする場合には、検査対象自体が黒色である上に、外観欠点も黒色が多いため、検出が困難であったところ、特許文献１では、多種類の外観欠点を光学的手法により高精度でかつ自動的に連続検査が可能な外観欠点の自動検査方法が提案されている。
【０００８】
また、特許文献２では、導電性多孔質基材の一方の面上に、導電材料からなるコーティング層が連続的に形成された長尺物の連続移送時において、多種類の外観欠陥を高精度でかつ効率的に自動検査し、欠陥の種類、その存在位置、大きさの検査結果を直ちに確定できる検査方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２０１９－２８０７８号公報
特開２０１８－１６３１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１および２に記載の検査方法は、ガス拡散層の微多孔層を有する面の連続検査に着目した技術であり、ガス拡散層の微多孔層を有する面の欠陥位置を検査結果の画面では特定はできるものの、次工程以降でガス拡散層上の欠点の位置を正確に把握できない課題がある。また、金属欠点などを検出するにも不十分である。
（【００１１】以降は省略されています）

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