用于转印层的转印片和带有电极催化剂层的片

技术领域

本发明涉及用于转印层的转印片，更具体而言，涉及能够在燃料电池等电化学元件所具备的电极催化剂层的担载和转印中使用的转印片。此外，本发明涉及带有电极催化剂层的片。

背景技术

固体高分子型燃料电池(PEFC：Polymer Electrolyte Fuel Cell)中，作为主要的构成要素，使用膜电极接合体(MEA)。MEA通常具备电解质膜和电极催化剂层。更具体而言，燃料极用和空气极用的一对电极催化剂层分别层叠于电解质膜的各主面。还采用在电极催化剂层的表面进一步形成有扩散层的MEA的构成。

将电极催化剂层层叠于电解质膜的方法之一包括转印法。转印法中，准备在表面担载有电极催化剂层的片，将该片作为转印片，将电极催化剂层热转印至电解质膜。专利文献1中公开了如下方法：将带状的电解质膜与担载有电极催化剂层的带状的片层叠而制成层叠体，使其在已加热的一对热转印辊之间通过后，剥离片而将电极催化剂层连续地热转印至电解质膜。专利文献2中公开了如下方法：将形成在基材上的电极催化剂层通过热压而接合至高分子电解质膜后，剥离基材而将电极催化剂层热转印至电解质膜。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-103251号公报

专利文献2：日本特开2013-073892号公报

发明内容

随着燃料电池的小型化而逐渐推进电极催化剂层的薄层化。经薄层化的电极催化剂层中，与以往相比愈加要求提高MEA的面内方向的均质性。对于经薄层化的电极催化剂层而言，在转印至电解质膜的状态下的均质性对燃料电池的发电特性造成的影响大。此外，设想为了将经薄层化的电极催化剂层可靠地转印至电解质膜而提高热转印温度。但是，根据本发明人等的研究，随着热转印温度的上升，转印后的电极催化剂层容易发生变形、龟裂、脱落等缺陷。

本发明的目的在于，提供即使在热转印温度高的情况下也能够良好地实施要转印的层的热转印的转印片。

本发明提供一种转印片，

其是用于转印层的转印片，

其具备基材层、以及与前述基材层接合且夹持前述基材层的一对氟树脂多孔层，

至少一个前述氟树脂多孔层具有1.8N/20mm以上的内聚力。

从另一侧面出发，本发明提供一种带有电极催化剂层的片，

其具备上述本发明的转印片和电极催化剂层，

前述电极催化剂层配置在前述至少一个氟树脂多孔层上。

本发明的转印片中，利用氟树脂多孔层来构成转印层的担载面。构成氟树脂多孔层的氟树脂具有高的脱模性。此外，由于是多孔层，因此，与非多孔层相比能够降低担载面与转印层的接触面积。因此，本发明的转印片可确保热转印时的转印层的高脱模性。

此外，本发明的转印片中，能够将内聚力高的氟树脂多孔层的表面作为转印层的担载面。内聚力相当于厚度方向的层的破坏强度。若氟树脂多孔层的内聚力高，则即使在热转印温度高的情况下，热转印时的氟树脂多孔层的内聚破坏(例如转印层在脱模时的层的内部破坏)也受到抑制。由此，能够进行转印层的稳定的热转印。

进而，本发明的转印片具有利用一对氟树脂多孔层来夹持基材层的结构。因此，能够抑制由氟树脂多孔层与基材层之间的热膨胀系数的差异引起的热转印时的转印片的变形，典型而言为翘曲。此外，与仅由氟树脂多孔层组成的情况相比，热转印时的转印片的延展因基材层而受到抑制。这些方面也有助于热转印温度高时的转印层的稳定的热转印。

因此，根据本发明的转印片，即使在热转印温度高的情况下，也能够良好地实施转印层的热转印。

附图说明

图1为示意性地示出本发明的转印片的一例的截面图。

图2为用于说明转印片的翘曲高度的评价方法的示意图。

图3为用于说明转印片的翘曲高度的评价方法的示意图。

图4为示意性地示出本发明的带有电极催化剂层的片的一例的截面图。

图5为示意性地示出能够使用本发明的转印片而制造的MEA的一例的截面图。

图6为示意性地示出使用本发明的转印片制造MEA的方法的一例的图。

图7为用于说明氟树脂多孔层的内聚力的评价方法的示意图。

具体实施方式

以下，针对本发明的实施方式，参照附图进行说明。以下是与本发明的一例有关的说明，本发明不限定于该一例示出的范围。

[转印片]

将本申请的转印片的一例示于图1。转印片10具备基材层1和夹持基材层1的一对氟树脂多孔层2a、2b。转印片10是用于将其上形成、担载的转印层转印至其它部件的转印片。在转印片10中，一个氟树脂多孔层2a具有1.8N/20mm以上的内聚力。在转印片10中，可以利用氟树脂多孔层2a来构成转印层的担载面。更具体而言，可以将氟树脂多孔层2a的与基材层1接触的一侧的相反侧的主面(露出面)21作为转印层的担载面。如图1所示那样，在另一个氟树脂多孔层2b的主面22露出的转印片10中，可以将主面21和主面22这两者作为转印层的担载面。

氟树脂多孔层的内聚力相当于厚度方向上的该层的破坏强度。即，内聚力越高，则氟树脂多孔层越难以因厚度方向上施加的力而破坏。在转印层的脱模时，若氟树脂多孔层的内部破坏加剧，则有时氟树脂多孔层的一部分也与转印层一同剥离。氟树脂多孔层2a的内聚力的下限可以为1.9N/20mm以上，进而可以为2.0N/20mm以上。氟树脂多孔层2a的内聚力的上限例如为4.5N/20mm以下，可以为4.0N/20mm以下、3.5N/20mm以下，进而可以为3.0N/20mm以下。氟树脂多孔层的内聚力可通过180°剥离试验来评价。

氟树脂多孔层的内聚力可通过例如氟树脂多孔层的平均孔径、厚度、每单位面积的膜重量等特性来控制。此外，氟树脂多孔层的各特性可通过氟树脂多孔层的制造条件、例如用于形成氟树脂多孔层的拉伸条件来控制。

氟树脂多孔层2a的厚度例如为100μm以下，可以为70μm以下、50μm以下、40μm以下、30μm以下、20μm以下，进而可以为10μm以下。存在氟树脂多孔层2a的厚度越小则担载面的凹凸程度变得越小的倾向。若担载面的凹凸程度变小，则在热转印时能够降低该凹凸对转印层造成的影响。氟树脂多孔层2a的厚度下限例如为3μm以上，可以为4μm以上，进而可以为5μm以上。

氟树脂多孔层的厚度可通过对转印片的截面图像进行图像分析来评价。截面图像的例子是利用光学显微镜或电子显微镜对转印片的截面进行放大观察而得的图像。放大观察图像的倍率设为例如500倍左右即可。在图像分析中，一边变更部位一边评价至少10个测定点的厚度。可以将所评价的各测定点的厚度的平均值设为氟树脂多孔层的厚度。

氟树脂多孔层2b的内聚力可以处于上述氟树脂多孔层2a的内聚力的范围内。氟树脂多孔层2b的厚度可以处于上述氟树脂多孔层2a的厚度的范围内。氟树脂多孔层2b可以具有1.8N/20mm以上的内聚力和/或100μm以下的厚度。

转印片10所具备的一对氟树脂多孔层2a、2b的内聚力和/或厚度可以相同。该形态适合于在将主面21用作担载面后，以主面22作为担载面并再利用转印片10的情况。此外，若氟树脂多孔层2a、2b的厚度相同，则能够更可靠地抑制由热转印的热导致的转印片10的变形，典型而言为翘曲。因此，即使在热转印温度高的情况下，也能够更良好地利用转印片10来实施转印层的热转印。转印片10所具备的一对氟树脂多孔层2a、2b可以具有相同的构成。

利用转印片10而转印的转印层是例如燃料电池等电化学元件所使用的电极催化剂层。电极催化剂层的例子是MEA所具备的电极催化剂层。电极催化剂层还包括其前体层。其中，利用转印片10而转印的转印层不限定于电极催化剂层。

转印片10上的电极催化剂层通常通过将包含催化剂电极和扩散溶剂的催化剂溶液涂布至转印片10的担载面来形成。此外，经薄层化的电极催化剂层的形成中，通常使用低固体成分浓度和/或低粘度的催化剂溶液。转印片10的担载面为多孔。因此，即使在使用低固体成分浓度和/或低粘度的催化剂溶液的情况下，与非多孔的担载面相比也难以排斥催化剂溶液，能够提高催化剂溶液的涂布性。若涂布性提高，则能够形成例如面内方向具有更高均质性的电极催化剂层。因此，转印片10作为电极催化剂层的转印片(电极催化剂层用转印片)、尤其是经薄层化的电极催化剂层的转印片具有大的优点。

图1的转印片10中，氟树脂多孔层2a、2b与基材层1通过熔接而进行了接合。基于熔接的接合适合于形成厚度均匀的转印片10和削减转印片10的制造成本。

氟树脂多孔层2a、2b与基材层1的熔接可通过例如热层压、热压来实施。热层压的一例中，通过以10～40N/m的线压力来按压保持至130～290℃的热辊，从而将氟树脂多孔层2a、2b与基材层1进行熔接。此时的线速度因热辊直径和加热温度等而异，例如为3.0～20.0m/分钟。其中，将氟树脂多孔层2a、2b与基材层1进行熔接的方法不限定于上述例子。

此外，氟树脂多孔层2a、2b与基材层1的接合形态不限定于熔接。氟树脂多孔层2a、2b与基材层1可利用例如粘接剂或粘合剂进行接合。

转印片10的厚度例如为15μm～400μm，可以为50μm～300μm。

基材层1还承担作为转印片10中的氟树脂多孔层2a、2b的增强层的作用。通过具备基材层1，例如转印片10的强度和/或处理性提高。处理性包括搬运性。此外，通过具备基材层1，能够更稳定且可靠地实施例如使用了由辊供给的带状的转印片10且基于辊对辊的转印层的转印。

基材层1为例如树脂层、金属层、纸层、无机物层。转印层为电极催化剂层时，从防止金属向电极催化剂层中混入的观点出发，优选作为树脂层、尤其是作为热塑性树脂层的基材层1。其中，从树脂层中排除氟树脂多孔层。

构成基材层1的金属为例如铝、不锈钢。

构成基材层1的热塑性树脂的熔点优选为280℃以下。由具有280℃以下的熔点的热塑性树脂构成的基材层1与氟树脂多孔层2a、2b的熔接性良好。热塑性树脂的例子为选自聚酯、聚缩醛、聚乙烯、超高分子量聚乙烯和聚丙烯中的至少1种。聚酯的例子为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二醇酯。从与氟树脂多孔层2a、2b熔接时不易变质、耐热性和耐化学品性优异的方面出发，优选为聚缩醛和PET，更优选为PET。PET优选为软化温度低的级别，特别优选为在低于233℃的温度下开始软化的级别。

典型而言，基材层1为无孔层。无孔的基材层1适合于减小与氟树脂多孔层2a相对的主面11的表面粗糙度。若主面11的表面粗糙度11小，则能够进一步降低氟树脂多孔层2a的主面21(担载面)的凹凸程度。此外，在该情况下，能够稳定地保持转印层。其中，基材层1不限定于无孔层，可以为例如由织布、无纺布、纤维网、拉伸多孔膜、微粒熔接多孔膜等构成的多孔层。

基材层1的厚度例如为12.5μm～200μm，可以为25～175μm。若基材层1的厚度过小，则有时由基材层1实现的增强效果小，转印片10的强度和/或处理性降低。若基材层1的厚度过大，则例如将转印片10制成卷时，有时辊的重量变得过大。

构成氟树脂多孔层2a、2b的氟树脂的例子为聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)和四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)。优选的氟树脂为PTFE。氟树脂多孔层2a优选为PTFE多孔层。氟树脂多孔层2a、2b这两者可以由相同的氟树脂构成。氟树脂多孔层2a、2b可以不含除氟树脂之外的成分，也可以实质上不含除氟树脂之外的成分。本说明书中，“实质上不含”是指含有率小于0.1重量％、优选小于0.01重量％。

氟树脂多孔层2a的平均孔径例如为0.1～20μm，可以为0.2～15μm、0.2～10μm，进而可以为1.5～7.0μm。若氟树脂多孔层2a的平均孔径处于上述范围，则能够更良好地实施转印层的热转印。若平均孔径过大，则例如转印层为电极催化剂层时，有时电极催化剂层所包含的碳颗粒、催化剂颗粒在热转印时进入至氟树脂多孔层2a的孔内，经热转印的转印层的表面粗糙。氟树脂多孔层2a、2b这两者的平均孔径可以处于上述范围。氟树脂多孔层2a、2b这两者的平均孔径可以相同。

氟树脂多孔层2a的主面21与水的接触角例如为100度以上，可以为120度以上，进而可以为130度以上。与水具有高接触角的主面与转印层的脱模性特别优异。氟树脂多孔层2b的主面22与水的接触角可以处于上述范围。本说明书中，与水的接触角设为通过日本工业标准(以下记作“JIS”)R3257中规定的静滴法而评价的值。需要说明的是，JIS R3257是评价基板玻璃表面的接触角的方法的相关标准。但是，可通过该标准中设定的试验条件来评价转印片10的主面与水的接触角。

使转印片10在120℃的气氛中静置5分钟时的端部的翘曲高度例如为10mm以下，优选为7mm以下，更优选为5mm以下。参照图2和图3来说明端部的翘曲高度的评价方法。需要说明的是，图3的(a)和(b)分别示出将图2的(a)和(b)中示出的试验片31和平面32沿着试验片31的宽度方向进行切割的截面。图2的纸面的左右方向是试验片31的宽度方向。“宽度”例如为片的TD方向，在带状片的情况下是其宽度方向。“长度”例如为片的MD方向，在带状片的情况下是其长度方向。

最初，将作为评价对象物的转印片切成490mm宽×500mm长而得到试验片31。接着，将试验片31收纳在保持至120℃的干燥机中，静置5分钟。此时，将试验片31静置在120℃下不发生对翘曲高度的评价造成影响那样的变形的平面32上(图2和图3的(a))。平面32例如为金属板的表面。静置5分钟后，将试验片31连同平面32一起从干燥机中取出，冷却至室温为止。冷却后，针对试验片31的宽度方向的两个端边(左右的端部)33a、33b，分别测定由以120℃静置5分钟导致的自平面32浮起的量(高度h1和h2的最大值)(图2和图3的(b))。可以将其平均值作为转印片10的端部的翘曲高度。

作为评价对象物的转印片的尺寸不满足上述试验片31的尺寸(490mm宽×500mm长)时，可以将以更小的尺寸切出的转印片作为试验片，并通过上述方法来求出端部的翘曲高度。其中，若试验片的尺寸变小，则即使是同一转印片，实际测得的翘曲高度也变小。因此，使测定值乘以与测定所使用的试验片的尺寸相应的系数，将490mm宽×500mm长的试验片换算成测定所使用时的值。可以将该换算值作为转印片的端部的翘曲高度。换算所使用的系数可如下算出：一边将490mm宽×500mm长的试验片与能够获取的转印片相比变更试验片的尺寸，一边利用上述方法实施测定，由制成490mm宽×500mm长的试验片时的测定值和制成更小尺寸的试验片时的测定值来进行计算。例如，使用300mm宽×300mm长的试验片时，与使用490mm宽×500mm长的试验片的情况相比，通常测定值变小3％。因此，可以将系数1.03(＝1/(1-0.03))乘以测定值而得的换算值作为转印片的端部的翘曲高度。此外，使用50mm宽×100mm长的试验片时，与使用490mm宽×500mm长的试验片的情况相比，通常测定值变小10％。因此，可以将系数1.11(＝1/(1-0.10))乘以测定值而得的换算值作为转印片的端部的翘曲高度。

[带有电极催化剂层的片]

将本申请的带有电极催化剂层的片的一例示于图4。图4所示的带有电极催化剂层的片15是具备转印片10和配置在转印片10的氟树脂多孔层2a的主面21上的转印层3的层叠片。在图4的形态中，转印层3为电极催化剂层。带有电极催化剂层的片15通过依次层叠氟树脂多孔层2b、基材层1、氟树脂多孔层2a和转印层3来构成。

带有电极催化剂层的片15所具备的转印片10包括优选形态在内，均如上所述。

根据带有电极催化剂层的片15，可以将转印层3热转印于电解质膜而形成MEA。如图5所示那样，热转印在电解质膜5上的转印层3成为MEA20的电极催化剂层6。作为电极催化剂层的转印层3包括优选形态在内，均如与电极催化剂层6相关的后述说明所示。

[MEA]

可使用转印片10或带有电极催化剂层的片15来制造的制品的一例是PEFC等电化学元件中使用的MEA。其中，使用转印片10或带有电极催化剂层的片15来制造的制品不限定于MEA。

图5的MEA20具备由高分子电解质构成的电解质膜(高分子电解质膜)5和夹持电解质膜5的一对电极催化剂层6。电极催化剂层6例如为具有直径1μm以下的细孔的多孔薄膜。电极催化剂层6主要含有催化剂物质担载颗粒(催化剂颗粒)和高分子电解质。构成电解质膜5的高分子电解质和电极催化剂层6所包含的高分子电解质可以使用氟系高分子电解质、烃系高分子电解质等公知的高分子电解质。

使用转印片10来制造MEA的方法包括例如电极催化剂层层叠工序、电解质膜层叠工序、加热压接工序和剥离工序。电极催化剂层层叠工序是热转印后在转印片10上形成成为电极催化剂层的转印层3的工序。电解质膜层叠工序是以转印层3与电解质膜5接触的方式将转印片10与电解质膜5进行层叠的工序。加热压接工序是将转印层3与电解质膜5进行加热压接的工序。剥离工序是剥离转印片10并将作为电极催化剂层6的转印层3残留在电解质膜5上的工序。电解质膜层叠工序、加热压接工序和剥离工序构成转印层3的转印工序。

电极催化剂层层叠工序例如可以如下实施。最初，将使催化剂颗粒和高分子电解质分散至分散溶剂而得的催化剂溶液(电极催化剂层糊剂)涂布于转印片10而形成涂布膜。接着，以30～180℃左右的温度加热整体而使涂布膜干燥，得到转印片10与作为电极催化剂层的转印层3的层叠片(带有电极催化剂层的片15)。催化剂溶液的涂布可采用刮板法、丝网印刷法、辊涂法、喷雾法等公知方法。

加热压接工序可通过例如将电解质膜5与转印层3处于接触状态的层叠体进行热压或者在一对热辊间通过来实施。加热压接的温度还因电解质膜5的种类而异，例如为80～150℃。可以对电解质膜5的两个表面同时加热压接转印层3。

剥离工序可通过例如使用对转印片10进行卷取的辊，从电解质膜5与转印层3的加热压接体连续地剥离转印片10来实施。所剥离的转印片10也可再利用。

将作为一系列工序而实施加热压接工序和剥离工序的装置的一例示于图6。使从抽出辊41抽出的带有电极催化剂层的片15的转印层3接触电解质膜5后，使其在一对加热辊43之间通过，由此将两者加热压接。其后，仅剥离转印片10，并用回收辊42卷取，由此，能够连续制造接合有电解质膜5和电极催化剂层6的层叠体7。

催化剂颗粒所使用的催化剂物质的例子为铂、钯、钌、铱、铑、锇等铂族元素；铁、铅、铜、铬、钴、镍、锰、钒、钼、镓、铝等金属；它们的合金；以及这些金属的氧化物和复氧化物。若催化剂颗粒的粒径过大则催化剂的活性降低，若过小则催化剂的稳定性降低，因此优选为0.5～20nm，更优选为1～5nm。由选自铂、金、钯、铑、钌和铱中的1种或2种以上的金属构成的催化剂颗粒的电极反应性优异。因此，通过使用该催化剂颗粒，能够实现高效且稳定的电极反应。

对于担载催化剂物质的颗粒而言，碳颗粒是适合的。碳颗粒只要为席颗粒状并具有导电性、且不影响催化剂就没有限定。碳颗粒的例子为炭黑、石墨(graphite)、石墨、活性炭、碳纤维、碳纳米管和富勒烯。若碳颗粒的粒径过小则难以形成导电通路，若过大则电极催化剂层的气体扩散性降低或催化剂的利用率降低，因此优选为10～1000nm，更优选为10～100nm。

高分子电解质无论阳离子传导性和阴离子传导性的差异如何，均可以使用公知的材料。阳离子传导性为例如质子传导性。具有质子传导性的高分子电解质可以使用公知的氟系高分子电解质、烃系高分子电解质。氟系高分子电解质的例子为杜邦公司制的NAFION(注册商标)。烃系高分子电解质的例子为磺化聚醚酮、磺化聚醚砜、磺化聚醚醚砜、磺化聚硫醚、磺化聚苯撑。若考虑到电解质膜与电极催化剂层的密合性，则构成电解质膜的高分子电解质与电极催化剂层所包含的高分子电解质优选相同。

催化剂溶液所使用的分散溶剂只要不侵蚀催化剂颗粒且能够在流动性高的状态下将高分子电解质溶解或者以微细凝胶的形式分散，就没有限定。分散溶剂的例子为甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、异丁醇、叔丁醇、戊醇等醇；丙酮、甲乙酮、戊酮、甲基异丁基酮、庚酮、环己酮、甲基环己酮、丙酮基丙酮、二异丁基酮等酮系溶剂；四氢呋喃、二氧六环、二乙二醇二甲基醚、茴香醚、甲氧基甲苯、二丁基醚等醚系溶剂；二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙二醇、二乙二醇、二丙酮醇、1-甲氧基-2-丙醇。分散溶剂优选包含挥发性的有机溶剂，优选包含极性溶剂。分散溶剂可以为两种以上上述溶剂的混合物。

为了催化剂颗粒的良好分散，催化剂溶液可以包含分散剂。分散剂的例子为阴离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂、两性表面活性剂、非离子性表面活性剂。其中，作为分散剂，可优选使用烷基苯磺酸、油溶性烷基苯磺酸、α-烯烃磺酸、烷基苯磺酸钠、油溶性烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐之类的磺酸型表面活性剂。

实施例

以下，通过实施例更详细地说明本发明。本发明不限定于以下的实施例。

(样品1)

将PTFE微粉(大金工业公司制、Polyflon F-104)100重量份与液态润滑剂(正十二烷、Japan Energy公司制)20重量份均匀混合，利用料筒进行压缩后，进行柱塞挤出成形，形成片状的PTFE成形体。接着，使所形成的PTFE成形体在一对压延辊间通过，压延成0.2mm厚。接着，将经压延的PTFE成形体加热至150℃而去除液态润滑剂后，在拉伸温度为370℃且拉伸倍率为20倍的拉伸条件下沿着MD方向进行拉伸，接着，在拉伸温度为180℃且拉伸倍率为5倍的拉伸条件下沿着TD方向进行拉伸，得到PTFE多孔层(厚度为45μm、平均孔径为3.0μm、每单位面积的膜重量为0.00975g/m

接着，准备无孔的PET薄膜(尤妮佳公司制、EMBLET SD-75、膜厚为75μm)作为基材层，将所准备的基材层与上述制作的PTFE多孔层以利用一对上述PTFE多孔层夹持基材层的方式进行层叠。接着，将基材层与PTFE多孔层的层叠体用280℃的高温加压机以20kN的线压力热压60秒钟后，裁切成规定形状(宽度为20mm且长度为400mm的短条状)，得到由PET的基材层与夹持其的一对PTFE多孔层熔接而成的转印片(样品1)。需要说明的是，裁切以PTFE多孔层的MD方向与短条的长度方向保持一致的方式进行。

(样品2)

除了变更拉伸条件之外，与样品1同样操作，制作PTFE多孔层(厚度为50μm、平均孔径为2.9μm、每单位面积的膜重量为0.01000g/m

(样品3)

除了变更拉伸条件之外，与样品1同样操作，制作PTFE多孔层(厚度为60μm、平均孔径为2.8μm、每单位面积的膜重量为0.01025g/m

(样品4)

除了变更拉伸条件之外，与样品1同样操作，制作PTFE多孔层(厚度为40μm、平均孔径为3.3μm、每单位面积的膜重量为0.00950g/m

(样品5：比较例)

除了变更拉伸条件之外，与样品1同样操作，制作PTFE多孔层(厚度为30μm、平均孔径为3.5μm、每单位面积的膜重量为0.00930g/m

(样品6：比较例)

除了变更拉伸条件之外，与样品1同样操作，制作PTFE多孔层(厚度为25μm、平均孔径为3.7μm、每单位面积的膜重量为0.00900g/m

各样品的特性如下那样地进行评价。

[PTFE多孔层的厚度]

PTFE多孔层的厚度通过使用了图像分析的上述方法进行评价。

[PTFE多孔层的内聚力]

PTFE多孔层的内聚力使用180°剥离试验如下那样地评价。

·最初，如图7所示那样，将两面粘合胶带51(日东电工公司制、No.5000NS、厚度160μm、宽度20mm和长度350mm的短条状)粘贴于不锈钢的固定板52的表面(粘贴面)。两面粘合胶带51仅具有在试验中不从固定板52的粘贴面剥离的充分粘贴力。需要说明的是，选择具有平坦的粘贴面且粘贴面的面积大于两面粘合胶带51的面积，且具有在试验中不发生变形的充分厚度的固定板52。

·接着，按照JIS Z0237的项目10.3.1“(粘合力的)试验步骤”的“a)对相对于试验板的粘合力进行试验时的步骤”，将固定板52上的双面粘合胶带51作为上述项目中规定的“试验板”，在双面粘合胶带51的与固定板52侧相反一侧的面上粘贴各样品53。样品53的粘贴以作为评价对象的PTFE多孔层接触双面粘合胶带51的方式来实施。此外，样品53的粘贴以使长边在固定板52之间保持一致且自样品53的一个端部起的粘贴部分的长度设为150mm的方式实施。需要说明的是，由于并不测定双面粘合胶带51的粘合力，因此，使样品53与双面粘合胶带51进行压接的手动辊(质量2kg)的往返次数与JIS Z0237的规定不同，设为仅一次。

·接着，通过将固定板52、双面粘合胶带51和样品53的层叠体在70℃的气氛中放置10分钟，从而使双面粘合胶带51相对于样品53的粘贴力均质化。其后，使整体自然冷却至室温(23℃±1℃)为止。

·接着，将固定板52的一端固定至拉伸试验装置(岛津制作所制、精密万能试验机AUTOGRAPH)的下部卡盘54后，将样品53的另一个端部折返180°，将折返回来的另一个端部固定于拉伸试验装置的上部卡盘55。接着，一边破坏作为评价对象的氟树脂多孔层，一边对样品53实施强制剥离的180°剥离试验(拉伸速度为300mm/分钟、试验温度为23±1℃、试验湿度为50±5％RH)。将试验开始后样品53从双面粘合胶带51完全剥落为止所测得的最大应力作为氟树脂多孔层的内聚力(单位：N/20mm)。

[催化剂溶液的涂布性]

(催化剂溶液的准备)

由于电极催化剂层所使用的催化剂物质通常价格昂贵，因此，本实施例中针对不含催化剂物质而仅包含碳颗粒和高分子电解质的模拟催化剂溶液的涂布性进行评价。可以认为：催化剂物质不对转印片中的催化剂溶液的涂布性造成明显影响。因此，可以基于模拟催化剂溶液来评价催化剂溶液的涂布性。模拟催化剂溶液如下那样地准备。最初，将碳颗粒25g、高分子电解质(NAFION)125g、异丙醇302.5g和水47.5g混合而得到总量为500g的模拟催化剂电极墨。接着，将所得模拟催化剂电极墨与异丙醇以1:0.5的重量比进行混合稀释，得到模拟催化剂溶液。该溶液的组成对应于为了形成经薄层化的电极催化剂层而使用的低固体成分浓度且低粘度的组成。

(催化剂溶液的涂布性)

使用涂抹器，将所准备的模拟催化剂溶液涂布于各样品中的一个PTFE多孔层的主面(露出面)，形成涂布膜(厚度为0.25mm)。涂布方向设为各样品的长度方向。接着，使用保持至120℃的干燥机，将整体加热3分钟，使涂布膜干燥，在转印片上形成模拟电极催化剂层。形成涂布膜时催化剂溶液在涂布面未被排斥且所形成的电极催化剂层通过目视观察而观察不到龟裂等缺陷时评价为“涂布性/良(○)”，除此之外的情况评价为“涂布性/不良(×)”。

样品1～6中的催化剂溶液的涂布性均为良(○)。

与样品1～6不同地另行准备非多孔的无孔PTFE片作为转印片(作为比较例的样品7)。针对样品7评价催化剂溶液的涂布性时，在涂布时催化剂溶液被排斥，电极催化剂层自身无法形成。

[热转印特性]

针对形成有模拟电极催化剂层的样品，如下评价热转印特性，更具体而言，评价能否稳定地热转印电极催化剂层。

作为热转印电极催化剂层的部件，准备粘合胶带(日东电工公司制、No.360UL、厚度65μm、宽度20mm×长度150mm的短条状)。接着，以粘合胶带的粘合面与形成在样品上的电极催化剂层相互接触的方式，将粘合胶带与样品进行层叠。层叠以电极催化剂层整体接触粘合胶带的方式进行。接着，使质量2kg的手动辊沿着层叠体的长度方向往返一次，使粘合胶带与样品进行压接。手动辊使用了JIS Z0237的项目10.3.1中规定的辊。接着，使用设定至室温、120℃、150℃或180℃的热压机，在线压力为4.5kN的加压条件下将层叠体热压30秒钟。接着，将层叠体恢复至室温后，用手剥离样品，通过目视来观察转印至粘合胶带的电极催化剂层的状态。观察的结果，将在电极催化剂层中未观察到变形、损伤、表面脱落等缺陷的情况视作“热转印特性/良(○)”，将部分观察到缺陷的情况视作“视热转印特性/电极催化剂层的使用条件而可用(△)”，将整体观察到缺陷的情况视作“热转印特性/不良(×)”。

关于样品1～4的热转印特性，在室温、120℃、150℃和180℃中的任意热转印条件下均为良(○)。关于作为比较例的样品5的热转印特性，在150℃的热转印条件下为可用(△)。此外，关于作为比较例的样品6的热转印特性，在150℃和180℃的热转印条件下为不可(×)。样品5和样品6中，在热转印特性为可用或不可的高温下的热转印条件下，一部分PTFE多孔层在热转印时发生内聚破坏，附着于所转印的电极催化剂层的表面。为了使用转印后的电极催化剂层，需要去除所附着的PTFE片。但是，在附着有PTFE片的部位，电极催化剂层发生了变形、龟裂和脱落(凹陷)，呈现作为电极催化剂层的面内方向的均质性大幅降低的状态。

将评价结果总结于下述表1。

[表1]

本申请的转印片可用于例如燃料电池等电化学元件所具备的电极催化剂层的转印。