JP2000012054A - 積層型燃料電池用シール材 - Google Patents
積層型燃料電池用シール材Info
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- JP2000012054A JP2000012054A JP10180976A JP18097698A JP2000012054A JP 2000012054 A JP2000012054 A JP 2000012054A JP 10180976 A JP10180976 A JP 10180976A JP 18097698 A JP18097698 A JP 18097698A JP 2000012054 A JP2000012054 A JP 2000012054A
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- fuel cell
- sealing material
- perfluororubber
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 カーボン電極を形成する多孔質カーボン等の
積層型燃料電池構成部品に対する接着性にすぐれ、薄肉
化可能な積層型燃料電池用ガスケットを提供する。 【解決手段】 105ポアズ(室温)以下の粘度を有する液
状パーフルオロゴムの加硫物、好ましくはPTFE微粉末を
添加した液状パーフルオロゴムの加硫物よりなる積層型
燃料電池用シール材。
積層型燃料電池構成部品に対する接着性にすぐれ、薄肉
化可能な積層型燃料電池用ガスケットを提供する。 【解決手段】 105ポアズ(室温)以下の粘度を有する液
状パーフルオロゴムの加硫物、好ましくはPTFE微粉末を
添加した液状パーフルオロゴムの加硫物よりなる積層型
燃料電池用シール材。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、積層型燃料電池用
シール材に関する。更に詳しくは、カーボン電極を形成
する多孔質カーボンに対する接着性にすぐれた積層型燃
料電池用シール材に関する。
シール材に関する。更に詳しくは、カーボン電極を形成
する多孔質カーボンに対する接着性にすぐれた積層型燃
料電池用シール材に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池は、燃料極および酸素極表面上
に白金系触媒を超微粒子状でコーティングし、例えば燃
料の水素と酸素とを電極表面で電極反応させて発電する
装置であり、通常の燃焼反応とは異なる反応で発電する
装置である。
に白金系触媒を超微粒子状でコーティングし、例えば燃
料の水素と酸素とを電極表面で電極反応させて発電する
装置であり、通常の燃焼反応とは異なる反応で発電する
装置である。
【０００３】それに用いられる電極としては、電子伝導
性にすぐれ、電気化学的に安定でかつリン酸等の電解質
で変質しない材料、例えば無定形炭素あるいはグラファ
イトの粉体あるいは繊維が好適に用いられている。カー
ボン電極は、電極反応で燃料水素のイオン化に伴って電
子を受け取り、これが電流および電圧となるので、要求
される高い電子伝導性を満足させるばかりではなく、こ
のイオン化を効率良く進める役割をも果している。
性にすぐれ、電気化学的に安定でかつリン酸等の電解質
で変質しない材料、例えば無定形炭素あるいはグラファ
イトの粉体あるいは繊維が好適に用いられている。カー
ボン電極は、電極反応で燃料水素のイオン化に伴って電
子を受け取り、これが電流および電圧となるので、要求
される高い電子伝導性を満足させるばかりではなく、こ
のイオン化を効率良く進める役割をも果している。
【０００４】この電極反応は、燃料との気−固相接触反
応であることから、表面積を可能な限り大きくしたいと
いう要求もある。このことは、材料の構造面からみると
多孔質化して、気体との接触面積を大きくすることを意
味するが、高導電性のカーボンは剛性が高く脆いので、
多孔質化(約40〜70%の多孔度)と共に材料強度は低下す
るようになり、この点はカーボンの種類を選択すること
により、それの適性化を図っている。
応であることから、表面積を可能な限り大きくしたいと
いう要求もある。このことは、材料の構造面からみると
多孔質化して、気体との接触面積を大きくすることを意
味するが、高導電性のカーボンは剛性が高く脆いので、
多孔質化(約40〜70%の多孔度)と共に材料強度は低下す
るようになり、この点はカーボンの種類を選択すること
により、それの適性化を図っている。
【０００５】また、気−固相接触反応であるので、触媒
が液体の電解質や生成水等と接触すると、燃料ガスの液
体中の拡散律速反応となり、直接燃料気体と接触する場
合と比べて、その反応速度は著しく遅くなる。
が液体の電解質や生成水等と接触すると、燃料ガスの液
体中の拡散律速反応となり、直接燃料気体と接触する場
合と比べて、その反応速度は著しく遅くなる。
【０００６】このような点から、通常用いられているカ
ーボン材料は、グラファイト化度の高いカーボン繊維の
短繊維またはグラファイト微粒子をポリテトラフルオロ
エチレン(PTFE)等の撥水性にすぐれた樹脂で固めた材
料、あるいはカーボン繊維の織布にPTFE等の水性ディス
パージョンで撥水処理した材料などが主であり、いずれ
も液体に濡れないように処理されている。
ーボン材料は、グラファイト化度の高いカーボン繊維の
短繊維またはグラファイト微粒子をポリテトラフルオロ
エチレン(PTFE)等の撥水性にすぐれた樹脂で固めた材
料、あるいはカーボン繊維の織布にPTFE等の水性ディス
パージョンで撥水処理した材料などが主であり、いずれ
も液体に濡れないように処理されている。
【０００７】更に、燃料電池においては、発電効率、装
置の寿命や安定性の面から、流体の漏れをシールするこ
とが求められている。特に、電極端部では、多孔質部を
通してのガスまたは電解液等の透過(漏れ)は、ポアゼイ
ユ流れやクヌーセン流れで示されるような通常の溶解・
拡散過程の濃度勾配に基く拡散流れと比べて著しく大き
いことも問題である。
置の寿命や安定性の面から、流体の漏れをシールするこ
とが求められている。特に、電極端部では、多孔質部を
通してのガスまたは電解液等の透過(漏れ)は、ポアゼイ
ユ流れやクヌーセン流れで示されるような通常の溶解・
拡散過程の濃度勾配に基く拡散流れと比べて著しく大き
いことも問題である。
【０００８】また、燃料電池は、一辺が約10〜50cm、厚
みが約0.1〜数mmの電極やセパレータ等のシートを数100
枚重ねた構造をとっており、各シートは薄くてしわにな
ったりあるいはカーボンシートにうねりがあることなど
から、位置ずれやシール面圧の不均一化などによるシー
ル部からの漏れがしばしば問題となっている。また、こ
れらの積層作業性の悪さも、大きな問題となっている。
みが約0.1〜数mmの電極やセパレータ等のシートを数100
枚重ねた構造をとっており、各シートは薄くてしわにな
ったりあるいはカーボンシートにうねりがあることなど
から、位置ずれやシール面圧の不均一化などによるシー
ル部からの漏れがしばしば問題となっている。また、こ
れらの積層作業性の悪さも、大きな問題となっている。
【０００９】実用段階にあるリン酸型燃料電池の構成部
品のシールには、一般にPTFE製のシール材が使用されて
いる。PTFEは、200℃、濃リン酸電解質下というような
過酷な条件下で使用されるリン酸型燃料電池のシール材
として使用可能であるものの、樹脂材料であるので硬
く、加工性が悪いなどの欠点がみられる。
品のシールには、一般にPTFE製のシール材が使用されて
いる。PTFEは、200℃、濃リン酸電解質下というような
過酷な条件下で使用されるリン酸型燃料電池のシール材
として使用可能であるものの、樹脂材料であるので硬
く、加工性が悪いなどの欠点がみられる。
【００１０】このため、PTFEを用いたシール材の場合に
は、熱的、化学的には耐え得るものの、カーボン電極を
形成する多孔質カーボンの表面凹凸を完全にシールする
ことができず、若干の燃料ガスのリークを容認するか、
あるいは電極表面をPTFEの水性ディスパージョン等でコ
ーティングして平らにし、焼成してからPTFEシール材を
加圧してシールする方法などがとられている(特公昭58-
78372号公報、特開昭59-68171号公報など)。従って、積
層型燃料電池の組立工程には、手間がかかるばかりでは
なく、シールが不安定であり、また薄肉化できないなど
の問題を抱えている。
は、熱的、化学的には耐え得るものの、カーボン電極を
形成する多孔質カーボンの表面凹凸を完全にシールする
ことができず、若干の燃料ガスのリークを容認するか、
あるいは電極表面をPTFEの水性ディスパージョン等でコ
ーティングして平らにし、焼成してからPTFEシール材を
加圧してシールする方法などがとられている(特公昭58-
78372号公報、特開昭59-68171号公報など)。従って、積
層型燃料電池の組立工程には、手間がかかるばかりでは
なく、シールが不安定であり、また薄肉化できないなど
の問題を抱えている。
【００１１】また、シリコーン系やエポキシ系の液状シ
ール材を用いた場合には、耐熱性や耐薬品性の面で、特
にリン酸やアルカリ液が電解液の場合には、長期シール
の信頼性の点で使用できないという問題がある。
ール材を用いた場合には、耐熱性や耐薬品性の面で、特
にリン酸やアルカリ液が電解液の場合には、長期シール
の信頼性の点で使用できないという問題がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、カー
ボン電極を形成する多孔質カーボン等の積層型燃料電池
構成部品に対する接着性にすぐれ、薄肉化可能な積層型
燃料電池用ガスケットを提供することにある。
ボン電極を形成する多孔質カーボン等の積層型燃料電池
構成部品に対する接着性にすぐれ、薄肉化可能な積層型
燃料電池用ガスケットを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
105ポアズ(室温)以下の粘度を有する液状パーフルオロ
ゴムの加硫物、好ましくはPTFE微粉末を添加した液状パ
ーフルオロゴムの加硫物よりなる積層型燃料電池用シー
ル材によって達成される。
105ポアズ(室温)以下の粘度を有する液状パーフルオロ
ゴムの加硫物、好ましくはPTFE微粉末を添加した液状パ
ーフルオロゴムの加硫物よりなる積層型燃料電池用シー
ル材によって達成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】液状パーフルオロゴムとしては、
105ポアズ以下、好ましくは104ポアズ以下の粘度(室温)
を有するものが用いられ、例えば２液混合タイプの熱硬
化性液状パーフルオロゴムが用いられる。実際には、市
販品である信越化学製品SIFEL3500等がそのまま用いら
れる。
105ポアズ以下、好ましくは104ポアズ以下の粘度(室温)
を有するものが用いられ、例えば２液混合タイプの熱硬
化性液状パーフルオロゴムが用いられる。実際には、市
販品である信越化学製品SIFEL3500等がそのまま用いら
れる。
【００１５】２液混合タイプの場合には、そのゴム成分
の方が上記粘度を有するものが用いられ、これはシール
対象物への含浸性や成形性の観点からこのような粘度範
囲のものが用いられる。また、PTFE微粉末と共に用いら
れる場合には、PTFE微粉末は他の物質との混合時に強い
せん断力や圧縮力が加わると、粒子同志の融着が起きて
流動性が著しく悪化し、また不安定な流動挙動を示すた
め、このような事態を防止するため、前記の如き低粘度
の液状パーフルオロゴムが用いられる。
の方が上記粘度を有するものが用いられ、これはシール
対象物への含浸性や成形性の観点からこのような粘度範
囲のものが用いられる。また、PTFE微粉末と共に用いら
れる場合には、PTFE微粉末は他の物質との混合時に強い
せん断力や圧縮力が加わると、粒子同志の融着が起きて
流動性が著しく悪化し、また不安定な流動挙動を示すた
め、このような事態を防止するため、前記の如き低粘度
の液状パーフルオロゴムが用いられる。
【００１６】かかる液状パーフルオロゴムには、PTFE微
粉末を添加して用いることが好ましく、その混合割合は
液状パーフルオロゴムとの合計量に対して約95重量%以
下、好ましくは約10〜40重量%である。その混合方法と
しては、これら両者を混合機等で機械的に混合する方
法、PTFEの水性ディスパージョンと液状パーフルオロゴ
ムとを混合した後水性媒体を除去する方法、液状パーフ
ルオロゴムの[I]液(硬化剤)に予め所定量のPTFE微粉末
をニーダで混合しておき、これに[I]液と等重量の[II]
液(ゴム成分)を添加する方法等によって行われる。
粉末を添加して用いることが好ましく、その混合割合は
液状パーフルオロゴムとの合計量に対して約95重量%以
下、好ましくは約10〜40重量%である。その混合方法と
しては、これら両者を混合機等で機械的に混合する方
法、PTFEの水性ディスパージョンと液状パーフルオロゴ
ムとを混合した後水性媒体を除去する方法、液状パーフ
ルオロゴムの[I]液(硬化剤)に予め所定量のPTFE微粉末
をニーダで混合しておき、これに[I]液と等重量の[II]
液(ゴム成分)を添加する方法等によって行われる。
【００１７】液状パーフルオロゴムまたはそれとPTFE微
粉末との混合物は、シール対象物と一体化され、それを
加硫してシール材を形成するような状態で用いられる。
粉末との混合物は、シール対象物と一体化され、それを
加硫してシール材を形成するような状態で用いられる。
【００１８】一体化の方法としては、液状パーフルオロ
ゴム(混合物)をナイフコータのようなコーティング治具
を用いて、所定のシール材厚みになるように調節しなが
らコーティングして加硫する方法、ゴムの型加硫成形で
シール対象物をインサートしておき、圧縮成形、トラン
スファー成形、射出成形等の方法で加硫する方法、液状
パーフルオロゴムの[I]液と[II]液とを混合しながら射
出・加硫する反応射出成形（リム成形）方法など、任意
の方法で行なうことができる。
ゴム(混合物)をナイフコータのようなコーティング治具
を用いて、所定のシール材厚みになるように調節しなが
らコーティングして加硫する方法、ゴムの型加硫成形で
シール対象物をインサートしておき、圧縮成形、トラン
スファー成形、射出成形等の方法で加硫する方法、液状
パーフルオロゴムの[I]液と[II]液とを混合しながら射
出・加硫する反応射出成形（リム成形）方法など、任意
の方法で行なうことができる。
【００１９】例えば、多孔質カーボン表面に空隙部のあ
るシール対象物を一体化させる場合には、シール部分の
空隙部の体積分をシール材体積分に加えた量を、また空
隙部のない場合には、シール材体積分の液状パーフルオ
ロゴム(混合物)をコーティングした後、シール材の膜厚
相当の厚さに調整して加硫する方法、射出成形法等でシ
ール対象物をインサートしておき、空隙部のあるシール
対象物の場合には、シール部分の空隙部の体積分をシー
ル材体積分に加えた量を、また空隙部のない場合には、
シール材体積分の液状パーフルオロゴム(混合物)を注入
し、シール材膜厚相当の厚さに調節して加硫する方法等
が用いられる。
るシール対象物を一体化させる場合には、シール部分の
空隙部の体積分をシール材体積分に加えた量を、また空
隙部のない場合には、シール材体積分の液状パーフルオ
ロゴム(混合物)をコーティングした後、シール材の膜厚
相当の厚さに調整して加硫する方法、射出成形法等でシ
ール対象物をインサートしておき、空隙部のあるシール
対象物の場合には、シール部分の空隙部の体積分をシー
ル材体積分に加えた量を、また空隙部のない場合には、
シール材体積分の液状パーフルオロゴム(混合物)を注入
し、シール材膜厚相当の厚さに調節して加硫する方法等
が用いられる。
【００２０】
【発明の効果】本発明に係る積層型燃料電池用ガスケッ
トは、従来行われていた如く、組立時に液状ガスケット
を塗布したり、Oリングを装着したりすることなく、シ
ール対象物と一体化された状態で加硫され、そのためシ
ール対象物の確実なシールを可能とし、またシール部の
薄肉化をも可能とする。
トは、従来行われていた如く、組立時に液状ガスケット
を塗布したり、Oリングを装着したりすることなく、シ
ール対象物と一体化された状態で加硫され、そのためシ
ール対象物の確実なシールを可能とし、またシール部の
薄肉化をも可能とする。
【００２１】このようなシール対象物としては、積層型
燃料電池の構成部品である多孔質カーボン電極板、高分
子固体電解質膜、セパレータ、冷却板、モジュール、マ
ニホールド等が挙げられ、好ましくは多孔質カーボン電
極に適用される。そして、電極面方向では、材料の座屈
強度以下の接触面圧でシールすることが可能となる。
燃料電池の構成部品である多孔質カーボン電極板、高分
子固体電解質膜、セパレータ、冷却板、モジュール、マ
ニホールド等が挙げられ、好ましくは多孔質カーボン電
極に適用される。そして、電極面方向では、材料の座屈
強度以下の接触面圧でシールすることが可能となる。
【００２２】即ち、本発明のシール材は、ゴム状弾性体
であるので、接触面方向に多少のうねりがあっても低圧
で面接触することができ、また多孔質カーボン電極の空
隙部に浸透して、多孔質部の流体の漏れをシールすると
共に、他部材、例えばPTFE等との接合も可能である。ま
た、シール材料が空隙部に入り込んだ状態で加硫が行わ
れているので、物理的に完全なる接着が行われており、
従来のシールが接触面圧でシールしなければならなかっ
たために生じた電極の座屈破壊やシール材の厚肉化の問
題もなく、燃料電池ユニットの製造が容易となる。
であるので、接触面方向に多少のうねりがあっても低圧
で面接触することができ、また多孔質カーボン電極の空
隙部に浸透して、多孔質部の流体の漏れをシールすると
共に、他部材、例えばPTFE等との接合も可能である。ま
た、シール材料が空隙部に入り込んだ状態で加硫が行わ
れているので、物理的に完全なる接着が行われており、
従来のシールが接触面圧でシールしなければならなかっ
たために生じた電極の座屈破壊やシール材の厚肉化の問
題もなく、燃料電池ユニットの製造が容易となる。
【００２３】そのシール部分は、主としてシール対象物
の端面や他のシール材との接合面乃至その周囲面などで
ある。
の端面や他のシール材との接合面乃至その周囲面などで
ある。
【００２４】また、本発明のシール材は、耐熱性および
耐薬品性にすぐれているので、特にリン酸型燃料電池等
のガスおよび液(電解液または反応生成物の水)のシール
に適している。リン酸型燃料電池は、200℃付近で濃リ
ン酸を電解質として使用しているので、通常のシール材
料では劣化が激しくて使用できず、そのため耐熱性、耐
薬品性にすぐれたPTFEがシール材料として従来使用され
ている。しかるに、多孔質カーボン電極の強度が不足し
ているため低面圧(0.5MPa程度)でのシールを必要として
いるが、このような低面圧でシールするにはPTFEは硬す
ぎる材料であり、更に使用温度である200℃でのクリー
プも大きいことからシールの信頼性に欠けるものがあ
り、間隙部から燃料ガスが漏れて発電効率の低下や安全
性の面から装置の運転を停止させる原因ともなっていた
が、本発明のシール材を使用した場合には、もはやその
ようなこともない。
耐薬品性にすぐれているので、特にリン酸型燃料電池等
のガスおよび液(電解液または反応生成物の水)のシール
に適している。リン酸型燃料電池は、200℃付近で濃リ
ン酸を電解質として使用しているので、通常のシール材
料では劣化が激しくて使用できず、そのため耐熱性、耐
薬品性にすぐれたPTFEがシール材料として従来使用され
ている。しかるに、多孔質カーボン電極の強度が不足し
ているため低面圧(0.5MPa程度)でのシールを必要として
いるが、このような低面圧でシールするにはPTFEは硬す
ぎる材料であり、更に使用温度である200℃でのクリー
プも大きいことからシールの信頼性に欠けるものがあ
り、間隙部から燃料ガスが漏れて発電効率の低下や安全
性の面から装置の運転を停止させる原因ともなっていた
が、本発明のシール材を使用した場合には、もはやその
ようなこともない。
【００２５】更に、本発明のシール材は、電極面および
電極端部のシール以外にも、セパレータ、単電池を数個
単位で一体化したモジュール、発電を伴う発熱を除去す
る冷却板等も対象として使用することができる。
電極端部のシール以外にも、セパレータ、単電池を数個
単位で一体化したモジュール、発電を伴う発熱を除去す
る冷却板等も対象として使用することができる。
【００２６】
【実施例】次に、実施例について本発明を説明する。
【００２７】参考例 液状パーフルオロゴム：信越化学製品SIFEL3500 ２液混合タイプ熱硬化性液状ゴム [I]液の粘度約1200ポアズ (硬化剤) [II]液の粘度約7000ポアズ (ゴム成分) PTFE微粒子：ダイキン製品モールディングパウダー
【００２８】上記液状パーフルオロゴムの[I]液に、予
め所定量(組成物中0,10,20,30または50重量%)のPTFE微
粉末をニーダで混合しておき、次いで[I]液と等重量の
[II]液を加えて混合した。
め所定量(組成物中0,10,20,30または50重量%)のPTFE微
粉末をニーダで混合しておき、次いで[I]液と等重量の
[II]液を加えて混合した。
【００２９】混合された組成物について、次の各項目の
測定を行った。 接触角：組成物を150℃で30分間プレス加硫し、厚さ1mm
のシート状としたものについて、燃料水素ガスの電気化
学的反応を阻害する水をはじく目安として、また電解質
等の溶解、拡散過程による透過漏れを少くすると共にシ
ール面圧の低い部分からの隙間漏れに対する抗力の目安
として、協和界面化学製接触角計を用いて測定(単位：
度) ガス透過係数：組成物を150℃、30分間の条件下でプレ
ス加硫し、得られた厚さ1mmの加硫シートについて、ガ
ス透過試験装置を用いて、25℃でN2ガスについて測定
(単位：cm3/cm2・秒・Pa) 硬さ(JIS A) ： 組成物を150℃、30分間の条件下でプレ
ス加硫し、JIS K-6253に準拠して測定
測定を行った。 接触角：組成物を150℃で30分間プレス加硫し、厚さ1mm
のシート状としたものについて、燃料水素ガスの電気化
学的反応を阻害する水をはじく目安として、また電解質
等の溶解、拡散過程による透過漏れを少くすると共にシ
ール面圧の低い部分からの隙間漏れに対する抗力の目安
として、協和界面化学製接触角計を用いて測定(単位：
度) ガス透過係数：組成物を150℃、30分間の条件下でプレ
ス加硫し、得られた厚さ1mmの加硫シートについて、ガ
ス透過試験装置を用いて、25℃でN2ガスについて測定
(単位：cm3/cm2・秒・Pa) 硬さ(JIS A) ： 組成物を150℃、30分間の条件下でプレ
ス加硫し、JIS K-6253に準拠して測定
【００３０】測定結果は、液状パーフルオロゴムとPTFE
微粉末の重量比と共に、次の表に示される。 表 No. PTFE微粉末(重量%) 接触角 ガス透過係数 硬さ １ ０ ４０ 0.96×10-13 50 ２ １０ ６５ 0.20×10-13 55 ３ ２０ ８０ 0.07×10-13 63 ４ ３０ ９０ 0.05×10-13 78 ５ ５０ ９５ 0.05×10-13 90
微粉末の重量比と共に、次の表に示される。 表 No. PTFE微粉末(重量%) 接触角 ガス透過係数 硬さ １ ０ ４０ 0.96×10-13 50 ２ １０ ６５ 0.20×10-13 55 ３ ２０ ８０ 0.07×10-13 63 ４ ３０ ９０ 0.05×10-13 78 ５ ５０ ９５ 0.05×10-13 90
【００３１】実施例１ 炭素繊維チョップ(呉羽化学製品M201；平均繊維長130μ
m、平均繊維径12.5μm)に、PTFE水性ディスパージョン
(三井・デュポンフロロケミカル製品テフロン30-J)を10
重量%含浸させ、50℃で乾燥した後400℃でプレス成形
し、厚さ0.5mmの多孔質カーボンシート(多孔度55%)を得
た。
m、平均繊維径12.5μm)に、PTFE水性ディスパージョン
(三井・デュポンフロロケミカル製品テフロン30-J)を10
重量%含浸させ、50℃で乾燥した後400℃でプレス成形
し、厚さ0.5mmの多孔質カーボンシート(多孔度55%)を得
た。
【００３２】この多孔質カーボンシートを浅い円筒形金
型外枠の底面に装置し、その周囲に液状パーフルオロゴ
ム(SIFEL 3500)の[I]液と[II]液との等量混合物をリン
グ状にコーティングした後、金型外枠内周面に取付けた
リング状の金型可動盤を用いて、多孔質カーボンシート
と液状パーフルオロゴムの全体厚みを0.8mmに調節した
後、150℃の高温槽中で30分間加硫した。
型外枠の底面に装置し、その周囲に液状パーフルオロゴ
ム(SIFEL 3500)の[I]液と[II]液との等量混合物をリン
グ状にコーティングした後、金型外枠内周面に取付けた
リング状の金型可動盤を用いて、多孔質カーボンシート
と液状パーフルオロゴムの全体厚みを0.8mmに調節した
後、150℃の高温槽中で30分間加硫した。
【００３３】加硫後、加硫カーボンシートの全体厚さを
測定すると0.75mmであり、また一体化したものの接合状
態を調べたところ、カーボンシートの破壊となり、十分
なる接合強度を有することが確められた。更に、ガスケ
ット状シール部をカットして、その断面部を顕微鏡観察
すると、液状パーフルオロゴムの加硫物が多孔質カーボ
ンシートの空隙部をほぼ完全に埋めていることが確認さ
れた。なお、設定膜厚0.3mmに対して、形成されたガス
ケット状シール部の厚さは0.25mmであった。
測定すると0.75mmであり、また一体化したものの接合状
態を調べたところ、カーボンシートの破壊となり、十分
なる接合強度を有することが確められた。更に、ガスケ
ット状シール部をカットして、その断面部を顕微鏡観察
すると、液状パーフルオロゴムの加硫物が多孔質カーボ
ンシートの空隙部をほぼ完全に埋めていることが確認さ
れた。なお、設定膜厚0.3mmに対して、形成されたガス
ケット状シール部の厚さは0.25mmであった。
【００３４】実施例２ 実施例１において、参考例のNo.1の代りに、No.3の配合
物が用いられた。加硫後の一体化されたカーボンシート
は、全体厚みが0.83mmで、また接合状態はカーボンシー
トの破壊となり、十分なる接合強度を示した。
物が用いられた。加硫後の一体化されたカーボンシート
は、全体厚みが0.83mmで、また接合状態はカーボンシー
トの破壊となり、十分なる接合強度を示した。
【００３５】実施例３ 実施例１において、参考例のNo.1の代りに、No.5の配合
物が用いられた。加硫後の一体化されたカーボンシート
は、全体厚みが0.85mmで、また接合状態はカーボンシー
トの破壊となり、十分なる接合強度を示した。
物が用いられた。加硫後の一体化されたカーボンシート
は、全体厚みが0.85mmで、また接合状態はカーボンシー
トの破壊となり、十分なる接合強度を示した。
【００３６】実施例４ PTFEファインパウダー(ダイキン製品ポリフロンF103)
に、それに対して20重量%のソルベントナフサを20重量%
含浸させ、150℃でペースト押出しし、その後室温条件
下で200%延伸し、340℃で10分間焼成して、PTFEのシー
ト状延伸多孔質体(厚さ0.35mm、多孔度62%)を得た。得
られた延伸多孔質PTFEシートは、皮革状で柔軟性に富
み、加圧によって多孔質部は容易に潰れる性質があり、
液体シール性を発揮する。
に、それに対して20重量%のソルベントナフサを20重量%
含浸させ、150℃でペースト押出しし、その後室温条件
下で200%延伸し、340℃で10分間焼成して、PTFEのシー
ト状延伸多孔質体(厚さ0.35mm、多孔度62%)を得た。得
られた延伸多孔質PTFEシートは、皮革状で柔軟性に富
み、加圧によって多孔質部は容易に潰れる性質があり、
液体シール性を発揮する。
【００３７】この延伸多孔質PTFEシートに、液状パーフ
ルオロゴム(SIFEL 3500)の[I]液と[II]液との等量混合
物をシート重量に対して20重量%含浸させ、これに実施
例１の厚さ0.5mmの多孔質カーボンシートを接合した
後、実施例１と同様の手法により0.7mmの厚さに設定し
て装着し、150℃で30分間加硫した。
ルオロゴム(SIFEL 3500)の[I]液と[II]液との等量混合
物をシート重量に対して20重量%含浸させ、これに実施
例１の厚さ0.5mmの多孔質カーボンシートを接合した
後、実施例１と同様の手法により0.7mmの厚さに設定し
て装着し、150℃で30分間加硫した。
【００３８】加硫した一体化物について、実施例２と同
様に接着破壊試験を実施したが、多孔質部の破壊がみら
れ、接合強度は十分であることが確められた。
様に接着破壊試験を実施したが、多孔質部の破壊がみら
れ、接合強度は十分であることが確められた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F100 AA37B AD11 AK17A AK18A AN02A AT00B BA01 BA02 DE01A DG01 DG03 DJ00B EC182 EH112 EJ062 GB41 JA06A JL11 YY00A 5H018 AA04 AS02 AS03 EE05 5H026 AA04 BB00 BB08 BB10 EE05 EE19 HH00
Claims (8)
- 【請求項１】 105ポアズ(室温)以下の粘度を有する液
状パーフルオロゴムの加硫物よりなる積層型燃料電池用
シール材。 - 【請求項２】 PTFE微粉末を添加した、105ポアズ(室
温)以下の粘度を有する液状パーフルオロゴムの加硫物
よりなる積層型燃料電池用シール材。 - 【請求項３】 加硫物がシール対象物と一体化された請
求項１または２記載の積層型燃料電池用シール材。 - 【請求項４】 シール対象物が積層型燃料電池構成部品
である請求項３記載の積層型燃料電池用シール材。 - 【請求項５】 積層型燃料電池構成部品が多孔質カーボ
ン電極である請求項４記載の積層型燃料電池用シール
材。 - 【請求項６】 シール対象物に105ポアズ(室温)以下の
粘度を有する液状パーフルオロゴムまたはそれとPTFE微
粉末との混合物を一体化した後加硫することを特徴とす
るシール対象物と一体化された積層型燃料電池用シール
材の製造法。 - 【請求項７】 シール対象物が積層型燃料電池構成部品
である請求項６記載の積層型燃料電池用シール材の製造
法。 - 【請求項８】 積層型燃料電池構成部品が多孔質カーボ
ン電極である請求項７記載の積層型燃料電池用シール材
の製造法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18097698A JP3620294B2 (ja) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | 積層型燃料電池用シール材 |
| US09/339,118 US6337120B1 (en) | 1998-06-26 | 1999-06-24 | Gasket for layer-built fuel cells and method for making the same |
| US09/982,230 US6649097B2 (en) | 1998-06-26 | 2001-10-19 | Method of making a gasket for layer-built fuel cells |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18097698A JP3620294B2 (ja) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | 積層型燃料電池用シール材 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003428699A Division JP2004095565A (ja) | 2003-12-25 | 2003-12-25 | 積層型燃料電池用ガスケット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000012054A true JP2000012054A (ja) | 2000-01-14 |
| JP3620294B2 JP3620294B2 (ja) | 2005-02-16 |
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|---|---|---|---|
| JP18097698A Expired - Fee Related JP3620294B2 (ja) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | 積層型燃料電池用シール材 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3620294B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1032065A2 (de) * | 1999-02-27 | 2000-08-30 | Firma Carl Freudenberg | Dichtungsanordnung für grossflächige dünne Teile |
| JP2002361153A (ja) * | 2001-06-08 | 2002-12-17 | Toyota Motor Corp | 固体成分含有液状組成物の塗布方法及び塗布装置 |
| DE10361669B4 (de) * | 2003-06-20 | 2005-08-25 | Hyundai Motor Co. | Aufbau einer Dichtung für eine Brennstoffzelle und Herstellungsverfahren derselben |
| US7138201B2 (en) | 2000-06-12 | 2006-11-21 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Liquid thermosetting sealing agent for polymer electrode membrane fuel cell, single cell formed with sealing agent, its process, and process for regenerating polymer electrode membrane fuel cell |
| US7163218B2 (en) | 2003-10-23 | 2007-01-16 | Hyundai Motor Company | Suspension structure of front and rear wheels in automobile |
| JP2011161894A (ja) * | 2010-02-15 | 2011-08-25 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 炭素薄膜被覆物品とゴムとの接着体 |
| CN109929197A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-06-25 | 上海杜实新材料科技有限公司 | 一种耐锂电池电解液氟橡胶组合物及其制备方法 |
| CN110157124A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-08-23 | 上海杜实新材料科技有限公司 | 一种耐硫化氢腐蚀的四丙氟橡胶组合物及其应用 |
-
1998
- 1998-06-26 JP JP18097698A patent/JP3620294B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1032065A3 (de) * | 1999-02-27 | 2004-03-24 | Carl Freudenberg KG | Dichtungsanordnung für grossflächige dünne Teile |
| EP1032065A2 (de) * | 1999-02-27 | 2000-08-30 | Firma Carl Freudenberg | Dichtungsanordnung für grossflächige dünne Teile |
| US7138201B2 (en) | 2000-06-12 | 2006-11-21 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Liquid thermosetting sealing agent for polymer electrode membrane fuel cell, single cell formed with sealing agent, its process, and process for regenerating polymer electrode membrane fuel cell |
| JP4682453B2 (ja) * | 2001-06-08 | 2011-05-11 | トヨタ自動車株式会社 | 固体成分含有液状組成物の塗布方法及び塗布装置 |
| JP2002361153A (ja) * | 2001-06-08 | 2002-12-17 | Toyota Motor Corp | 固体成分含有液状組成物の塗布方法及び塗布装置 |
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| US7121558B2 (en) | 2003-06-20 | 2006-10-17 | Hyundai Motor Company | Gasket structure for fuel cell and fabrication method of the same |
| US7163218B2 (en) | 2003-10-23 | 2007-01-16 | Hyundai Motor Company | Suspension structure of front and rear wheels in automobile |
| JP2011161894A (ja) * | 2010-02-15 | 2011-08-25 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 炭素薄膜被覆物品とゴムとの接着体 |
| US8691386B2 (en) | 2010-02-15 | 2014-04-08 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Bonded body of a carbon thin film covered article and a rubber |
| CN109929197A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-06-25 | 上海杜实新材料科技有限公司 | 一种耐锂电池电解液氟橡胶组合物及其制备方法 |
| CN109929197B (zh) * | 2019-03-25 | 2021-05-18 | 上海杜实新材料科技有限公司 | 一种耐锂电池电解液氟橡胶组合物及其制备方法 |
| CN110157124A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-08-23 | 上海杜实新材料科技有限公司 | 一种耐硫化氢腐蚀的四丙氟橡胶组合物及其应用 |
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| JP3620294B2 (ja) | 2005-02-16 |
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