离型膜和其的层叠体以及膜电极接合体的制造方法与流程

本发明涉及在食品、医药品、化学品、光学构件、电气/电子材料等各种领域中的离型等中有用的离型膜和其的层叠体及其用途。

背景技术：

1、通常，作为用于支承被支承体的支承体(例如，用于形成聚合物的层的支承体或支承基材)，已知使用离型膜。对于离型膜，要求以适当的平衡具备相对于被支承体的离型性(剥离性)和密合性这样的相反的特性(以下也简称为适当的离型性)。即，若离型性不足，则在从被支承体(聚合物层等)剥离离型膜时，被支承体有可能残留在离型膜上(或无法转印到其他构件上)、或者被破坏。另一方面，若离型性过高，则无法确保被支承体与离型膜的适当的密合性，容易产生浮起，在不需要离型膜的剥离的工序[例如，被支承体(聚合物层等)与离型膜的层叠、得到的层叠体的保管和/或输送等]中剥离，特别是在离型膜由离型层和基材层构成的情况下，离型层容易从基材层剥离，有可能无法发挥作为支承体的作用。

2、作为代表性的离型膜，可列举出聚烯烃膜、聚酯膜、硅酮系离型涂膜、氟树脂系膜等，但根据离型膜的种类，不仅其特性各有优缺点，而且如上所述，对于离型膜与被支承体(例如，形成于离型层表面的聚合物层、特别是包含离子交换树脂等的离子交换层等)等的适应性也未必能容易地预测。

3、作为用于制造固体高分子型燃料电池用的电极膜和/或电解质膜的接合体的离型膜，例如在日本特开2003-285396号公报(专利文献1)中公开了一种电极膜和/或电解质膜的制造用基材膜，该基材膜是将支承膜和在其至少单面上具有离型性的膜层叠而成的，且记载了所述具有离型性的膜由氟系树脂构成。

4、在专利文献1的比较例1中，记载了在拉伸后的聚丙烯单体膜(opp)上形成包含担载铂催化剂的碳和电解质膜溶液的糊剂的涂膜，在130℃下干燥该涂膜时，由于膜的收缩而产生褶皱或剥离。

5、此外，在日本特开2012-181939号公报(专利文献2)中，公开了具有规定的第一层和包含特定的烯烃系树脂的第二层的催化剂层用载体膜。在专利文献2中，作为在表面形成催化剂层的第二层的烯烃系树脂，仅示出了高密度聚乙烯(hdpe)，在实施例中，记载了在使用特定的hdpe作为第二层的情况下，经过80～130℃的加热处理而得到的膜催化剂层接合体的转印性和发电性能良好。

6、现有技术文献

7、专利文献

8、专利文献1：日本特开2003-285396号公报

9、专利文献2：日本特开2012-181939号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的问题

2、但是，专利文献1～2中记载的聚烯烃膜根据使用条件的不同，有时耐热性、尺寸稳定性、机械强度不充分。特别是，根据用途(例如，固体高分子型燃料电池用的电极膜和/或电解质膜的接合体的制造用途等)，为了提高生产效率等，有时在比以往更严格的加工条件(高温条件等)下使用。在这样的情况下，设想比较低的压制温度的专利文献1～2中记载的聚烯烃膜有时无法充分发挥作为离型膜的功能。

3、因此，本公开的目的在于提供一种即使在高温环境下使用，操作性和离型性也优异的离型膜和其的层叠体及其用途。

4、本公开的另一目的在于提供一种即使在高温环境下形成或层叠或转印包含离子交换树脂的离子交换层，也具有适当的离型性的离型膜和其的层叠体及其用途。

5、本公开的另一目的在于提供一种即使对于包含等效质量低(或离子交换容量高)的离子交换树脂的离子交换层也具有适当的离型性的离型膜和其的层叠体及其用途。

6、用于解决问题的方案

7、本发明人等为了解决所述问题进行了深入研究，结果发现，若用聚丙烯系树脂形成特定的离型膜的离型层，则即使在高温环境下使用，操作性和离型性也优异，从而完成了本发明。

8、即，本公开的离型膜可以是至少具备基材层和离型层的离型膜，所述离型层直接或间接层叠于该基材层的至少一个面且包含聚丙烯系树脂。

9、所述基材层可以包含金属和/或树脂，所述树脂可以包含选自由聚烯烃系树脂、聚乙烯醇系树脂、聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚酰亚胺树脂以及纤维素衍生物构成的组中的至少一种。所述基材层可以至少包含聚亚烷基芳酯系树脂。所述第二层的平均厚度可以是5～500μm左右。所述离型膜在160℃、15分钟的条件下进行加热处理时的热收缩率为4.0％以下左右。

10、需要说明的是，本公开还包括至少具备包含聚丙烯系树脂的离型层的离型膜，且所述离型膜在160℃、15分钟的条件下进行加热处理时的热收缩率为4.0％以下。

11、所述离型层可以由包含所述聚丙烯系树脂的未拉伸膜形成。丙烯单元相对于所述聚丙烯系树脂的结构单元整体的比例可以为50摩尔％以上左右。所述第二层的平均厚度可以是1～100μm左右。所述离型膜可以是针对包含离子交换树脂的离子交换层的离型膜。

12、此外，本公开还包括一种层叠体，其至少具备所述离型膜和离子交换层，该离子交换层层叠于该离型膜的离型层且包含离子交换树脂。

13、离子交换树脂为侧链具有磺酸基或其盐的氟树脂，并且所述离子交换层可以是电解质膜和/或电极膜。所述离子交换树脂的等效质量可以为1000g/摩尔以下[例如，1000g/摩尔(so3h)以下]。剥离所述离型膜和所述离子交换层时的剥离力可以为100mn/25mm以下左右。

14、而且，本公开还包括固体高分子型燃料电池的膜电极接合体的制造方法，该制造方法包括剥离工序，将所述离型膜从所述层叠体剥离。

15、在所述剥离工序前，还可以进一步至少包括在140～180℃下加热的工序。

16、有益效果

17、在本公开中，形成具备至少包含聚丙烯系树脂的离型层的特定的离型膜，因此即使在高温环境下使用，也可以提供操作性(耐热性或耐热收缩性)和离型性优异的离型膜。因此，离型膜有效地抑制由热收缩引起的卷曲和褶皱等，并且具有适当的离型性。此外，所述离型膜即使在高温环境下形成或层叠或转印包含离子交换树脂的离子交换层，也具有适当的或良好的离型性，可以确保离型层与离子交换层(和基材层)的规定的密合性，并且可以在必要的工序或阶段容易地或高效地剥离。进而，所述离型膜即使对于包含等效质量低(或离子交换容量高)的离子交换树脂的离子交换层，也可以确保适当的离型性。因此，能有效地提高固体高分子型燃料电池的电解质膜、电极膜、包含它们的膜电极接合体(membraneelectrode assembly：mea)的生产性。

技术特征：

1.一种离型膜，所述离型膜至少具备基材层和离型层，

2.根据权利要求1所述的离型膜，其中，

3.根据权利要求1或2所述的离型膜，其中，

4.根据权利要求1～3中任一项所述的离型膜，其中，

5.根据权利要求1～4中任一项所述的离型膜，其中，

6.一种离型膜，所述离型膜至少具备包含聚丙烯系树脂的离型层，所述离型膜在160℃、15分钟的条件下进行加热处理时的热收缩率为4.0％以下。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的离型膜，其中，

8.根据权利要求1～7中任一项所述的离型膜，其中，

9.根据权利要求1～8中任一项所述的离型膜，其中，

10.根据权利要求1～9中任一项所述的离型膜，其中，

11.一种层叠体，所述层叠体至少具备如权利要求1～10中任一项所述的离型膜和离子交换层，该离子交换层层叠于该离型膜的离型层且包含离子交换树脂。

12.根据权利要求11所述的层叠体，其中，

13.根据权利要求11或12所述的层叠体，其中，

14.根据权利要求11～13中任一项所述的层叠体，其中，

15.一种固体高分子型燃料电池的膜电极接合体的制造方法，所述制造方法包括：

16.根据权利要求15所述的制造方法，其中，

技术总结本发明提供即使在高温环境下使用，操作性和离型性也优异的离型膜和其的层叠体及其用途。制备至少具有基材层和离型层的离型膜，所述离型层直接或间接层叠于该基材层的至少一个面且包含聚丙烯系树脂。所述离型膜在160℃、15分钟的条件下进行加热处理时的热收缩率为4.0％以下左右。此外，也可以制备至少具备包含聚丙烯系树脂的离型层的离型膜，所述离型膜在160℃、15分钟的条件下进行加热处理时的热收缩率为4.0％以下。技术研发人员：西村协,千足政典,田中辽太郎受保护的技术使用者：株式会社大赛璐技术研发日：技术公布日：2024/8/20