卷狀高分子電解質(zhì)膜包裝體及其制造方法、以及捆包物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及卷狀高分子電解質(zhì)膜包裝體及其制造方法、以及捆包物。
【背景技術(shù)】
[0002]燃料電池在電池內(nèi)通過(guò)源于燃料(氫源)和氧化劑(氧)的電化學(xué)反應(yīng)而得到電能，其將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能。作為燃料電池的燃料源，使用含有以純氫為代表的氫元素的石油、天然氣(甲烷等)、甲醇等。
[0003]燃料電池本身由于沒(méi)有機(jī)械部分因此很少產(chǎn)生噪音，而且通過(guò)從外部持續(xù)供給燃料和氧化劑，原理上能夠使其半永久性地進(jìn)行發(fā)電。
[0004]在燃料電池中所使用的電解質(zhì)分類為液體電解質(zhì)和固體電解質(zhì)，其中使用高分子電解質(zhì)膜作為電解質(zhì)的電池被稱為固體高分子型燃料電池。特別是，與其他種類的燃料電池相比，固體高分子型燃料電池能在低溫條件下進(jìn)行工作，因此被期待用作汽車等的替代動(dòng)力源或家庭用熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、便攜式發(fā)電機(jī)的用途中。
[0005]固體高分子型燃料電池至少具備膜/電極接合體，該膜/電極接合體在高分子電解質(zhì)膜的兩面接合有層積了電極催化劑層和氣體擴(kuò)散層而成的氣體擴(kuò)散電極。此處所說(shuō)的高分子電解質(zhì)膜是指在高分子鏈中具有磺酸基或羧酸基等強(qiáng)酸性基團(tuán)、且具有選擇性透過(guò)質(zhì)子的性質(zhì)的材料。作為這樣的高分子電解質(zhì)膜，優(yōu)選使用化學(xué)穩(wěn)定性高的以Naf1n(注冊(cè)商標(biāo)，美國(guó)杜邦公司制造)為代表的全氟系質(zhì)子交換樹脂膜。
[0006]這樣的高分子電解質(zhì)膜通常吸水性非常高，膜在高濕度下發(fā)生溶脹。因此，在高分子電解質(zhì)膜的保存時(shí)和運(yùn)輸時(shí)存在如下問(wèn)題:易形成高分子電解質(zhì)膜帶有褶皺或其他缺陷的不合格品，而無(wú)法用于燃料電池。為了防止這樣的吸水，已知有在由含有離子性基團(tuán)的芳香族烴類聚合物構(gòu)成的離子交換膜的卷材的外側(cè)配置具有防濕性的包裝用片材的方法(專利文獻(xiàn)I)。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:國(guó)際公開(kāi)2007-029723號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明所要解決的課題
[0011]長(zhǎng)尺寸(例如50m以上)的高分子電解質(zhì)膜的情況下，其以卷狀的方式保存、運(yùn)輸。但是，通常情況下高分子電解質(zhì)膜容易受到?jīng)_擊而損傷，在保存、運(yùn)輸時(shí)，具有由于沖擊而產(chǎn)生損傷、導(dǎo)致無(wú)法用于燃料電池這樣的問(wèn)題。
[0012]另外，疊置2卷以上高分子電解質(zhì)膜的卷材進(jìn)行保存、或者運(yùn)輸?shù)那闆r下，由于其中一個(gè)高分子電解質(zhì)膜卷材的重量載荷，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致另一個(gè)高分子電解質(zhì)膜卷材中高分子電解質(zhì)膜產(chǎn)生粘蹭(裏移D )，導(dǎo)致發(fā)生剝離。由此，使用高分子電解質(zhì)膜時(shí)會(huì)存在如下這樣的問(wèn)題:易形成帶有褶皺或其他缺陷的不合格品，導(dǎo)致無(wú)法用于燃料電池。
[0013]本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題點(diǎn)而完成的，其目的在于提供一種對(duì)卷狀高分子電解質(zhì)膜進(jìn)行保存或者運(yùn)輸時(shí)也能夠抑制褶皺或損傷等缺陷的產(chǎn)生、能夠降低高分子電解質(zhì)膜的不合格品率的卷狀高分子電解質(zhì)膜包裝體及其制造方法、以及捆包物。
[0014]解決課題的手段
[0015]本發(fā)明人為了解決上述課題進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過(guò)使用規(guī)定的保護(hù)器，使卷狀高分子電解質(zhì)膜為懸空的狀態(tài)，則可以解決上述課題，從而完成了本發(fā)明。
[0016]S卩，本發(fā)明如下所述。
[0017](I)
[0018]一種卷狀高分子電解質(zhì)膜包裝體，其具有:
[0019]卷芯、
[0020]卷繞于該卷芯的卷狀高分子電解質(zhì)膜、和
[0021]在上述卷芯的兩端面配置的2個(gè)保護(hù)器，
[0022]上述保護(hù)器具備比上述卷狀高分子電解質(zhì)膜的外徑大的側(cè)板部，
[0023]在上述卷芯的兩端面配置的2個(gè)保護(hù)器的上述側(cè)板部和上述卷芯能夠以懸空的狀態(tài)保持卷繞于上述卷芯的上述卷狀高分子電解質(zhì)膜。
[0024]〔 2〕
[0025]如前項(xiàng)〔I〕所述的卷狀高分子電解質(zhì)膜包裝體，其中，上述卷狀高分子電解質(zhì)膜的外周表面覆蓋有包裝材料。
[0026]〔 3〕
[0027]如前項(xiàng)〔2〕所述的卷狀高分子電解質(zhì)膜包裝體，其中，上述包裝材料為氣泡緩沖材。
[0028]〔4〕
[0029]如前項(xiàng)〔I〕?〔3〕的任一項(xiàng)所述的卷狀高分子電解質(zhì)膜包裝體，其中，上述保護(hù)器具備支軸，該支軸插入于圓筒狀的上述卷芯的中空孔中。
[0030]〔 5〕
[0031]如前項(xiàng)〔I〕?〔4〕的任一項(xiàng)所述的卷狀高分子電解質(zhì)膜包裝體，其中，上述卷芯、上述卷狀高分子電解質(zhì)膜以及上述保護(hù)器整體包裝于包裝袋中。
[0032]〔 6〕
[0033]如前項(xiàng)〔I〕?〔5〕的任一項(xiàng)所述的卷狀高分子電解質(zhì)膜包裝體，其中，上述卷狀高分子電解質(zhì)膜含有具有磺酸基的氟類高分子電解質(zhì)。
[0034]〔 7〕
[0035]如前項(xiàng)〔I〕?〔6〕的任一項(xiàng)所述的卷狀高分子電解質(zhì)膜包裝體，其中，上述高分子電解質(zhì)I吳具有:
[0036]樹脂支撐膜、和
[0037]層積于該樹脂支撐膜上的含有高分子電解質(zhì)的層。
[0038]〔 8〕
[0039]一種高分子電解質(zhì)膜捆包物，其是將前項(xiàng)〔I〕?〔7〕的任一項(xiàng)所述的卷狀高分子電解質(zhì)膜包裝體捆包于箱內(nèi)而成。
[0040]〔 9〕
[0041]一種卷狀高分子電解質(zhì)膜包裝體的制造方法，其具有:
[0042]成卷工序，將高分子電解質(zhì)膜卷繞于卷芯上而形成卷狀高分子電解質(zhì)膜；
[0043]保護(hù)器安裝工序，將具備比上述卷狀高分子電解質(zhì)膜的外徑大的側(cè)板部和支軸的保護(hù)器的上述支軸插入于上述卷狀高分子電解質(zhì)膜的卷芯的兩端的中空部，以使在上述卷芯的兩端配置的保護(hù)器的上述側(cè)板部和上述卷芯能夠以懸空的狀態(tài)保持卷繞于上述卷芯的上述卷狀高分子電解質(zhì)膜；和
[0044]被覆工序，利用包裝材料被覆上述卷狀高分子電解質(zhì)膜的外周。
[0045]發(fā)明的效果
[0046]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種在對(duì)卷狀高分子電解質(zhì)膜進(jìn)行保存、運(yùn)輸?shù)那闆r下也能夠抑制高分子電解質(zhì)膜的褶皺或損傷等缺陷的產(chǎn)生、能夠降低高分子電解質(zhì)膜的不合格品率的卷狀高分子電解質(zhì)膜包裝體及其制造方法、以及捆包物。
【附圖說(shuō)明】
[0047]圖1是示出本實(shí)施方式的卷狀高分子電解質(zhì)膜包裝體的立體圖。
[0048]圖2是示出本實(shí)施方式的捆包物的概貌的立體圖。
[0049]符號(hào)說(shuō)明
[0050]I…卷芯；2…卷狀高分子電解質(zhì)膜；3…保護(hù)器；3’…側(cè)板部；4…包裝材料；5..?包裝袋；6…箱
【具體實(shí)施方式】
[0051]以下，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】(以下，稱為“本實(shí)施方式”)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明并不限定于以下的本實(shí)施方式，可以在其要點(diǎn)的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形來(lái)實(shí)施。
[0052]〔卷狀高分子電解質(zhì)膜包裝體〕
[0053]本實(shí)施方式的卷狀高分子電解質(zhì)膜包裝體具有圓筒狀的卷芯、卷繞于該卷芯的卷狀高分子電解質(zhì)膜、和在上述卷芯的兩端面配置的2個(gè)保護(hù)器，上述保護(hù)器具備比上述卷狀高分子電解質(zhì)膜的外徑大的側(cè)板部，在上述卷芯的兩端面配置的2個(gè)保護(hù)器的上述側(cè)板部和上述卷芯能夠以懸空的狀態(tài)保持卷繞于上述卷芯的上述卷狀高分子電解質(zhì)膜。
[0054]通過(guò)形成這樣的方式的卷狀高分子電解質(zhì)膜包裝體，即使在運(yùn)輸、保存時(shí)也不會(huì)使卷材產(chǎn)生褶皺、損傷。而且即使上下重疊2個(gè)以上的包裝體，各自的卷狀高分子電解質(zhì)膜的表面也不會(huì)發(fā)生重疊，因此能夠防止粘蹭。
[0055]圖1中示出本實(shí)施方式的卷狀高分子電解質(zhì)膜包裝體的一個(gè)示例。如圖1所示，本實(shí)施方式的卷狀高分子電解質(zhì)膜包裝體具有圓筒狀的卷芯1、卷繞于該卷芯I的卷狀高分子電解質(zhì)膜2、和在上述卷芯I的兩端面配置的2個(gè)保護(hù)器3。另外，保護(hù)器3具備比卷狀高分子電解質(zhì)膜2的外徑大的側(cè)板部3’和支軸1，保護(hù)器3能夠以懸空的狀態(tài)保持卷狀高分子電解質(zhì)膜2。以下，對(duì)各構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。
[0056]〔卷芯〕
[0057]對(duì)卷芯的形狀沒(méi)有特別限定，優(yōu)選為圓筒狀，該圓筒在兩端部開(kāi)有能夠插入保護(hù)器的支軸的程度的中空孔。作為卷芯沒(méi)有特別限定，優(yōu)選為以紙或塑料作為原材料的圓筒狀的卷芯。另外，從操作性、輕量化的方面出發(fā)，優(yōu)選為中空體(空洞)的卷芯。另外，作為塑料原材料沒(méi)有特別限定，優(yōu)選為聚碳酸酯、聚丙烯、ABS樹脂。
[0058]〔卷狀高分子電解質(zhì)膜〕
[0059]卷狀高分子電解質(zhì)膜卷繞于圓筒狀的卷芯上。作為構(gòu)成本實(shí)施方式的高分子電解質(zhì)膜的高分子電解質(zhì)沒(méi)有特別限定，例如優(yōu)選在側(cè)鏈具有大量能夠解離的官能團(tuán)的高分子，更優(yōu)選為氟類高分子電解質(zhì)。
[0060]作為氟類高分子電解質(zhì)沒(méi)有特別限定，作為代表例可以舉出Naf1n(注冊(cè)商標(biāo)；美國(guó)杜邦公司制造)、Aciplex(注冊(cè)商標(biāo)；日本國(guó)旭化成化學(xué)株式會(huì)社制造)、Flem1n(注冊(cè)商標(biāo)；日本國(guó)旭硝子株式會(huì)社制造)等以下述通式(I)表示的具有質(zhì)子交換基的全氟碳聚合物。其中，質(zhì)子交換基優(yōu)選作為強(qiáng)酸基的磺酸基。卷狀高分子電解質(zhì)膜通過(guò)含有具有磺酸基的氟類高分子電解質(zhì)，具有質(zhì)子傳導(dǎo)性進(jìn)一步提高的傾向。
[0061 ] - [CF2CX1X2] a- [CF2-CF (_0_ (CF2-CF (CF2X3)) b_0c- (CFR1) d- (CFR2) e- (CF2) f_X4)]g...⑴
[0062](式⑴中、X1、X2和X3各自獨(dú)立地表示鹵原子或碳原子數(shù)為I?3的全氟烷基；O ^ a〈l、0〈g ^ 1、a+g=l ;b各自獨(dú)立地為O以上且8以下的整數(shù)；c各自獨(dú)立地為O或I ;d、e和f各自獨(dú)立地為O以上且6以下的整數(shù)；f各自獨(dú)立地為O以上且10以下的整數(shù)，其中，d+e+f不等于O #和R2各自獨(dú)立地表示鹵原子、碳原子數(shù)為I?10的全氟烷基或氟氯烷基；X4各自獨(dú)立地為C00Z、SO3Z