JP2009117063A - 燃料電池セルシール用フッ素ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、燃料電池セルシールの成形過程で、エアーベント部により形成されるバリを架橋させ、燃料電池ガスケットの剥がれを防止することで、燃料電池セルシールの品質、生産性などを向上させることができる、燃料電池セルシール用フッ素ゴム組成物の提供を目的としている。
【解決手段】フッ素含有量が６４重量％以上で、含臭素および／または含ヨウ素化合物に由来する架橋部位を有する、過酸化物架橋可能な含フッ素ゴム（Ａ）と、該含フッ素ゴム（Ａ）１００重量部に対して、有機過酸化物（Ｂ）を０.３〜６重量部と、多官能基モノ
マー（Ｃ）を１〜１０重量部とを含有し、かつ該含フッ素ゴム（Ａ）が、含フッ素オレフィンの少なくとも１種以上と、炭素数４〜１０の含フッ素ジエンの少なくとも１種以上とを含み、かつ、該含フッ素オレフィンの合計１００重量部に対して、該炭素数４〜１０の含フッ素ジエンの合計０．０１〜１０重量部の範囲である、ことを特徴とする燃料電池セルシール用フッ素ゴム組成物を加硫成形することで、セルシールの成形過程でエアーベント部により形成されるバリを架橋させて、ゴムの剥がれを防止することでき、燃料電池セルシールの品質および生産性を向上させることができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、燃料電池セルシール用フッ素ゴム組成物ならびに該組成物を用いた燃料電池セルシールに関する。詳しくは、本発明は、燃料電池セルシールの品質、生産性などを向上させ得る燃料電池セルシール用フッ素ゴム組成物、ならびにその組成物を架橋してなる燃料電池ガスケットを有する燃料電池セルシールに関する。

燃料電池セルシールの成形にあたっては、燃料電池ガスケットを成形した後、樹脂フィルムやカーボンセパレータへ接着剤を使用して燃料電池ガスケットを貼り付ける方法や、燃料電池ガスケットと、樹脂フィルムやカーボンセパレータとを一体成形する方法などが知られているが、品質・工数の観点から一体成形法が好ましい。

また、燃料電池セルシールは、耐熱性、耐油性、耐液性（水、酸）および低ガス透過性など総合的な物性を勘案すると、フッ素系ゴムを含む組成物をパーオキサイドで架橋してなる燃料電池ガスケットを有する方が好ましい（特許文献１〜３参照）。ここで、燃料電池ガスケットは、細長く迷路のように延びているため、一箇所から、ガスケット内に液状のフッ素系ゴムを含む組成物を充填することは非常に困難である。そこで、燃料電池ガスケット形成前のキャビティには、複数箇所に開設された組成物充填のためのゲートと、ゲートから充填された組成物同士が合流する位置に、残存エアーや揮発ガスの混入による成形不良を防止するためのエアーベントが形成されており、架橋後の燃料電池ガスケットにおいてもそのままエアーベントが形成され、「バリ」となる。

一体成形法により燃料電池セルシールを製造する場合において、パーオキサイドにて架橋したフッ素系ゴムを燃料電池ガスケットに用いると、上記バリが未架橋となり、粘着性を有することになり、樹脂フィルムやカーボンセパレータから、燃料電池ガスケットの剥がれが発生しやすくなる。なお、ポリオールにて架橋したフッ素系ゴムを燃料電池ガスケットに用いた場合、このような問題は起こらないが、パーオキサイドにて架橋したフッ素系ゴムより耐酸性が悪い。
特開２００５−２４３３２７号公報 特開２００４−２５０５２０号公報 特開２００５−１４０１９６号公報

本発明は、上記のような従来技術に伴う問題を解決しようとするものであって、燃料電池セルシールの成形過程で、エアーベント部により形成されるバリを架橋させ、樹脂フィルムやカーボンセパレータから燃料電池ガスケットの剥がれを防止することで、燃料電池セルシールの品質、生産性などを向上させることができる、燃料電池セルシール用フッ素ゴム組成物の提供を目的としている。

また、生産性に優れた、燃料電池セルシール用フッ素ゴム組成物を架橋してなる燃料電池ガスケットを有する燃料電池セルシールの提供を目的としている。

本発明者らは、上記問題点を解決すべく鋭意研究した結果、燃料電池セルシールの品質、生産性を向上させるためには、フッ素ゴムの重合段階において含フッ素オレフィンの他に、含フッ素ジエンを加えることにより、あらかじめ架橋構造を有し、かつ常圧架橋性を付与した含フッ素ゴムと、有機過酸化物および多官能基モノマーとを含有する燃料電池セルシール用フッ素ゴム組成物を、燃料電池セルシールに用いることが有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明に係る燃料電池セルシール用フッ素ゴム組成物は、
フッ素含有量が６４重量％以上で、含臭素および／または含ヨウ素化合物に由来する架橋部位を有する、過酸化物架橋可能な含フッ素ゴム（Ａ）と、
該含フッ素ゴム（Ａ）１００重量部に対して、有機過酸化物（Ｂ）を０.３〜６重量部
と、多官能基モノマー（Ｃ）を１〜１０重量部とを含有し、かつ
該含フッ素ゴム（Ａ）が、含フッ素オレフィンの少なくとも１種以上と、炭素数４〜１０の含フッ素ジエンの少なくとも１種以上とを含み、かつ、
該含フッ素オレフィンの合計１００重量部に対して、該炭素数４〜１０の含フッ素ジエンの合計０．０１〜１０重量部の範囲である、ことを特徴とする。

また、前記炭素数４〜１０の含フッ素ジエンの少なくとも１種が、式１で表されてもよい。

（化１）
ＣＦ₂＝ＣＸ−(Ｙ)_n−ＣＺ＝ＣＦ₂ ・・・（１）
（式１中、Ｘ、Ｚはそれぞれ独立に、水素原子、またはフッ素原子を表し、ｎは０または１の整数を表し、Ｙは酸素原子、炭素数１〜６のジフロロメチレン基、炭素数４〜６のパーフロロシクロアルキレン基、または式２で示される二価の基を表す。）；

（化２）
−Ｏ−(ＣＦ₂Ｏ)_x−(ＣＦ₂ＣＦ₂Ｏ)_y−(ＣＦ₂ＣＦ(ＣＦ₃)Ｏ)_z− ・・・（２）
（式２中、ｘ、ｙ、ｚは、０〜２の整数であり、０＜ｘ+ｙ+ｚ≦２を満たす。）
また、前記含フッ素オレフィンの少なくとも１種が、式３で表されてもよい。

（化３）
ＣＦ₂＝ＣＸＹ ・・・（３）
（式３中、Ｘは水素原子、またはフッ素原子を表し、Ｙは水素原子、塩素原子、フッ素原子、トリフロロメチル基、ジフロロメチル基、炭素数１〜３のパーフロロアルコキシ基、または式４で示される基を表す。ただし、Ｘが水素の場合、Ｙも水素である。）；

（化４）
−(ＣＦ₂)_m−ＣＯＯＭ ・・・（４）
（式４中、ｍは０〜３の整数を表し、Ｍは水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、ナトリウム原子またはカリウム原子を表す。）
さらに、前記含フッ素オレフィンの少なくとも１種が、フッ化ビニリデンであってもよい。

本発明に係る燃料電池ガスケットを有する燃料電池セルシールは、前記の燃料電池セルシール用フッ素ゴム組成物を架橋してなることを特徴とする。

本発明に係る燃料電池セルシール用フッ素ゴム組成物を、燃料電池セルシールに用いることで、樹脂フィルムやカーボンセパレータから燃料電池ガスケットの剥がれを防止することができ、燃料電池セルシールの品質および生産性などを向上させることができる。また、燃料電池セルシールの品質の安定した製造が可能となる。

なお、特公昭６１−３１７２５号公告には、含フッ素オレフィンと含フッ素ジエンを含む含フッ素重合体の製法について開示されているが、上記のような、本発明の解決課題および解決手段、本発明が有する優れた効果については、何ら開示も示唆もされていない。

以下、本発明に係る燃料電池セルシール用フッ素ゴム組成物について具体的に説明する。
＜燃料電池セルシール用フッ素ゴム組成物＞
本発明に係る燃料電池セルシール用フッ素ゴム組成物は、後述する過酸化物架橋可能な含フッ素ゴム（含フッ素ゴム、あるいはＦＫＭと称すこともある）（Ａ）と、有機過酸化物（Ｂ）と、多官能性モノマー（Ｃ）とを含有している。

本発明の好ましい態様においては、この燃料電池セルシール用フッ素ゴム組成物には、さらに、カーボンブラック、ホワイトカーボン、シラン等の補強剤、瀝青質微粉末、偏平充填剤、その他の配合物（例えば、ワックス成分）などが含まれていてもよい。

＜（Ａ）含フッ素ゴム（ＦＫＭ）＞
本発明で用いられる含フッ素ゴム（ＦＫＭ）（Ａ）は、フッ素含有量が６４重量％以上、好ましくは６４〜７０重量％であり、含臭素および／または含ヨウ素化合物に由来する架橋部位を有し、かつ、含フッ素ゴム中に、含フッ素オレフィンの少なくとも１種以上と、炭素数４〜１０の含フッ素ジエンの少なくとも１種以上とを含み、かつ、含フッ素オレフィンの合計１００重量部に対して、炭素数４〜１０の含フッ素ジエンの合計０.０１〜１０重量部、好ましくは０.１〜５重量部、さらに好ましくは０.５〜１.５重量部の範囲にある、過酸化物架橋可能な共重合体である。

含フッ素ゴム（Ａ）は、その重合過程において、含フッ素オレフィンが、炭素数４〜１０の含フッ素ジエンなどと共に開化重合するため、三次元架橋構造をなしている。また、含フッ素ゴム（Ａ）は、含臭素および／または含ヨウ素化合物に由来する架橋部位を有するため、常圧にて過酸化物架橋可能な共重合体でもある。

このような含フッ素ゴムと、後述する有機過酸化物および多官能基モノマーとからなる、燃料電池セルシール用フッ素ゴム組成物を加硫成形することで、含フッ素ゴム（Ａ）が適度な架橋構造を有する。そのため、従来では未架橋で粘着していた、燃料電池セルシールの成形過程でエアーベント部により形成されるバリも架橋させることができる。それにより、燃料電池セルシールの形成過程において、樹脂フィルムやカーボンセパレータから燃料電池ガスケットの剥がれを防止することができるため、燃料電池セルシールの品質および生産性などを向上させることができる。また、燃料電池セルシールの品質の安定した製造も可能となる。

［炭素数４〜１０の含フッ素ジエン］
炭素数４〜１０の含フッ素ジエンは、構造中にフッ素原子を１つ以上有し、炭素鎖に二重結合を２つ含む、炭素数４〜１０のフッ化炭化水素である。この炭素数４〜１０の含フッ素ジエンは、環状構造を有していてもよく、その他の不飽和統合を有していても良い。

このような炭素数４〜１０の含フッ素ジエンと、含フッ素オレフィンとを共重合させることで、共重合体は三次元架橋構造を有することができ、より堅固な架橋物を得ることができる。この架橋物（重合体）は、有機過酸化物、多官能性モノマーなどと共に、燃料電池セルシールの成形過程で発生するエアーベント部により形成される「バリ」をより堅固に架橋させることができる。そのため、燃料電池セルシール用フッ素ゴム組成物に含まれる、過酸化物架橋可能な含フッ素ゴムの材料に好適に用いられる。

炭素数４〜１０の含フッ素ジエンとしては、少なくとも１種が下記式５で表される単量体である。

（化５）
ＣＦ₂＝ＣＸ−(Ｙ)_n−ＣＺ＝ＣＦ₂ ・・・（５）
（式５中、Ｘ、Ｚはそれぞれ独立に、水素原子、またはフッ素原子を表し、ｎは０または１の整数を表し、Ｙは酸素原子、炭素数１〜４のジフロロメチレン基、１,２-パーフロロシクロブチレン基などの炭素数４〜６のパーフロロシクロアルキレン基、または下記式６で示される二価の基を表す。）；

（化６）
−Ｏ−(ＣＦ₂Ｏ)_x−(ＣＦ₂ＣＦ₂Ｏ)_y−(ＣＦ₂ＣＦ(ＣＦ₃)Ｏ)_z− ・・・（６）
（式６中、ｘ、ｙ、ｚは、０〜２の整数であり、０＜ｘ+ｙ+ｚ≦２を満たすものを表す。）
このような炭素数４〜１０の含フッ素ジエンとしては、例えば、ＣＦ₂＝ＣＦ−ＣＦ＝
ＣＦ₂、ＣＦ₂＝ＣＦ−（ＣＦ₂）₄−ＣＦ＝ＣＦ₂、ＣＦ₂＝ＣＦ−ＣＨ＝ＣＦ₂、ＣＦ₂＝ＣＨ−ＣＨ＝ＣＦ₂、ＣＦ₂＝ＣＦ−Ｏ−（ＣＦ₂）₂−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ₂、ＣＦ₂＝ＣＦ−ＣＦ₂−ＣＦ＝ＣＦ₂、ＣＦ₂＝ＣＦ−Ｏ−（ＣＦ₂）₂−Ｏ−ＣＦ₂−ＣＦ（ＣＦ₃）−Ｏ−ＣＦ
＝ＣＦ₂、ＣＦ₂＝ＣＦ−Ｏ−ＣＦ₂−ＣＦ（ＣＦ₃）−Ｏ−ＣＦ₂−ＣＦ（ＣＦ₃）−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ₂ があげられる。

これらの含フッ素オレフィンは、１種単独であってもよく、２種以上であってもよい。
含フッ素ゴム（Ａ）において、炭素数４〜１０の含フッ素ジエンの合計が、後述する含フッ素オレフィンの合計１００重量部に対して、上記範囲にあるとき、得られる燃料電池セルシールの品質および生産性が向上する傾向にある。また、上記範囲を下まわると、バリが十分に架橋しないため、品質、生産性が低下する傾向にあり、一方で、上記範囲を上回ると、ポリマー粘度の上昇による成形性の低下や、含フッ素ジエンの過剰配合によりコストアップになる傾向にある。

［含フッ素オレフィン］
含フッ素オレフィンは、構造中にフッ素原子を１つ以上有し、炭素鎖に二重結合を１つ含む、フッ化炭化水素である。

含フッ素オレフィンとしては、少なくとも１種が下記式７で表される単量体であることが望ましい。

（化７）
ＣＦ₂＝ＣＸＹ ・・・（７）
（式７中、Ｘは水素原子、またはフッ素原子を表し、Ｙは水素原子、塩素原子、フッ素原子、トリフロロメチル基などの炭素数１〜３のパーフロロアルキル基、ジフロロメチル基、炭素数１〜３のパーフロロアルコキシ基、または下記式８で示される基を表す。ただし、Ｘが水素の場合、Ｙも水素である。）；

（化８）
−(ＣＦ₂)_m−ＣＯＯＭ ・・・（８）
（式２中、ｍは０〜３の整数を表し、Ｍは水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、ナトリウム原子またはカリウム原子を表す。）
このような含フッ素オレフィンとしては、例えば、フッ化ビニリデン、トリフロロエチレン、トリフロロクロロエチレン、四フッ化エチレン、六フッ化プロピレン、ペンタフロ
ロプロピレン、ヘキサフロロプロピレン、パーフロロアルキルビニルエーテル（例えば、パーフロロメチルビニルエーテル）、パーフロロアルコキシビニルエーテル（例えば、パーフロロエトキシビニルエーテル）があげられる。これらの含フッ素オレフィンの中では、汎用タイプであり、コストの観点から、フッ化ビニリデン、四フッ化エチレン、六フッ化プロピレンを用いることが好ましい。
これらの含フッ素オレフィンは、１種単独であってもよく、２種以上であってもよい。

［架橋サイトを有する単量体］
架橋サイトを有する単量体は、炭素数２〜８の不飽和フロロ炭化水素であり、基中に１個以上のエーテル結合を有していてもよく、末端に臭素またはヨウ素を有する化合物である。この単量体は、含フッ素ゴム（Ａ）中の含フッ素オレフィンと炭素数４〜１０の含フッ素ジエンとの合計１００モル％に対して、架橋部位用として、少量、例えば、０．０１〜３モル％の量の範囲で含有する。この範囲で用いれば、適度の架橋度を有し、充分な耐寒特性、耐燃料油性等のバランスの良い優れた含フッ素ゴム（Ａ）となる傾向にある。

このような架橋サイトを有する単量体としては、例えば、１−ブロモ−２−ヨードパーフロロエタン、１−ブロモ−３−ヨードパーフロロエタンが挙げられる。
［含フッ素ゴム（Ａ）］
含フッ素ゴム（Ａ）は、固体または液体状であり、その分子量は、含フッ素ゴム（Ａ）の成形加工性や機械的諸特性等を考慮して適宜決定できるが、分子量の指標としての極限粘度［η］（測定法：ウベローデ粘度計での３５℃における落下時間から求めたもの）が通常、０．２〜５．０ｄｌ／ｇ、好ましくは、０．４〜３．０ｄｌ／ｇであることが成形加工性の点から望ましい。また、含フッ素ゴム（Ａ）のムーニー粘度（ＪＩＳ Ｋ６３０
０準拠、ＭＬ₁₊₁₀、１２１℃）は、ゴム加工上、１０〜１２０、好ましくは２０〜８０であるが、特に制限はない。

このような過酸化物架橋可能な含フッ素ゴム（Ａ）は、含フッ素オレフィンの１種または２種以上、および炭素数４〜１０の含フッ素ジエンの１種または２種以上を、ヨウ素化合物およびラジカル発生源の存在下、溶液、懸濁、乳化重合の形態で重合することによって製造される。

含フッ素ゴム（Ａ）は、フッ素含有量が６４重量％以上、好ましくは６４〜７０重量％である。フッ素含有量が上記範囲にあると、得られる燃料電池セルシールは、高遮蔽性、耐水性、低抽出性を有し、かつ低反力でのシールが可能であり、これら特性のバランスが良好となる傾向にある。含フッ素ゴム（Ａ）中のフッ素含有量が上記範囲を下まわると、燃料電池セルシールのシール性（圧縮永久ひずみ）は良好になるが、遮蔽性、耐水性が悪化する傾向にある。また上記範囲を上回ると燃料電池セルシールの遮蔽性、耐水性は良好になるが、低反力性、シール性（圧縮永久ひずみ）が悪化する傾向にある。なお、本発明では、フッ素含有量は、Ｆ¹⁹−ＮＭＲ法を用いて、重合させる各単量体のフッ素含有量（配合量）から算出している。

＜（Ｂ）有機過酸化物＞
有機過酸化物（Ｂ）としては、一般にゴムに使用可能なものであれば特に制限なく使用でき、含フッ素ゴム（Ａ）１００重量部に対して、０．３〜６重量部、好ましくは０．５〜５重量部用いられる。有機過酸化物の配合量が、０.３重量部未満だと十分な架橋密度
が得られず、また６重量部を超えると発泡により加硫成形物が得られず、たとえ得られたとしても、ゴム弾性、伸びが低下する。

有機過酸化物（Ｂ）としては、例えば、t-ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、t-ブチルクミルパーオキサイド、１,１-ジ（t-ブチルパーオキシ）-３,３,５-トリ
メチルシクロヘキサン、２,５-ジメチル-２,５-ジ（t-ブチルパーオキシ）ヘキサン、２,５-ジメチル-２,５-ジ（t-ブチルパーオキシ）ヘキシン-３、１,３-ジ（t-ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、２,５-ジメチル-２,５-（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、t-ブチルパーオキシベンゾエート、t-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、n-ブチル-４,４ジ（t-ブチルパーオキシ）バレレートなどがあげられる。これらの有機過酸化物（Ｂ）は、１種単独であってもよく、２種以上であってもよい。

＜（Ｃ）多官能性モノマー＞
多官能性モノマー（Ｃ）としては、一般にゴムに使用可能なものであれば特に制限なく使用でき、含フッ素ゴム（Ａ）１００重量部に対して、１〜１０重量部、好ましくは２〜８重量部用いられる。多官能性モノマーの配合量が、１重量部未満だと十分な架橋密度が得られず、また１０重量部を超えると発泡により加硫成形物が得られず、たとえ得られたとしても、ゴム弾性、伸びが低下する。

多官能性モノマー（Ｃ）としては、例えば、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルトリメリテート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、Ｎ,Ｎ'-ｍ-フェニレンビスマレイミドなどがあげられる。これらの多官能性モノマー（Ｃ）は、１種単独であってもよく、２種以上であってもよい。

＜その他の成分＞
燃料電池セルシール用フッ素ゴム組成物中には、上記必須成分以外に、ゴムの配合剤として、カーボンブラック、ホワイトカーボンなどの補強剤、タルク、クレー、グラファイト、ケイ酸カルシウムなどの充填剤、ステアリン酸、パルミチン酸、パラフィンワックスなどの加工助剤、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウムなどの受酸剤、老化防止剤、可塑剤などのゴム工業で一般的に使用されている配合剤が、必要に応じて適宜添加されて用いられる。

例えば、カーボンブラック（商品名：「Ｔｈｅｒｍａｘ Ｎ９９０」、Ｃａｎｃａｒｂ
製）、ホワイトカーボン等の補強剤を用いる場合には、上記含フッ素ゴム（Ａ）１００重量部に対して、通常、０．１〜２０重量部、好ましくは０．１〜５重量部程度の範囲で用いられる。上記範囲を超えると、圧縮永久歪や耐ガス透過性、抽出性は良好であっても、硬さや圧縮反力が過度に大きくなり、実用上使用不可となるなどの傾向がある。

このような配合組成の燃料電池セルシール用フッ素ゴム組成物を得るには、上記成分を配合し、燃料電池セルシール用フッ素ゴム組成物が加硫（架橋）されないような温度、圧力条件、例えば、常温、常圧下に、必要により攪拌、混練等すればよい。

なお、この攪拌・混練の際には、インターミックス、ニーダー、バンバリーミキサーなどの混練機またはオープンロールなどを使用することができる。
＜燃料電池セルシール＞
燃料電池セルシールは、本発明に係る燃料電池セルシール用フッ素ゴム組成物を架橋してなる燃料電池ガスケットを有する。

燃料電池ガスケットの硬さ（デュロメータＡ、ＪＩＳ Ｋ−６２５３に準拠）は、６０
未満、好ましくは４０〜５５である。この範囲にあると、燃料電池セルシールの反力が大き過ぎず適度であり、樹脂フィルムやカーボンセパレータの破損などがなく、完全にシール可能であり、セルシールとしてのシール性等の特性に優れるため好ましい。なお、燃料電池ガスケットの硬さが６０以上では、燃料電池セルシールの反力が大き過ぎて、樹脂フィルムやカーボンセパレータの破損などを生じる恐れが高く、完全にシール（密閉）が困難となり、セルシールとして不適当となる傾向にある。

＜燃料電池セルシール用フッ素ゴム組成物の製造＞
燃料電池セルシール用フッ素ゴム組成物の製造は、インターミックス、ニーダー、バンバリーミキサーなどの混練機、またはオープンロールなどを用いて混練することによって行われる。また、加硫は、射出成形機、圧縮成形機、加硫プレスなどを用いて、一般には１５０〜２００℃で、３〜６０分程度加熱することによって行われ、必要に応じて１５０〜２５０℃程度で１〜２４時間程度加熱する二次加硫にて行われる。なお、上記加硫は、必要により、加圧下、例えば１〜５００ＭＰａにて行ってもよく、また上記組成物を、所定の型内に充填して行ってもよい。

この架橋反応では、含フッ素ゴム（Ａ）中の臭素またはヨウ素が有機過酸化物により脱離され、その脱離部分に多官能性モノマーが、架橋物である含フッ素ゴム（Ａ）と反応・結合して、より堅固な架橋構造を有する架橋物を形成することができる。

［実施例］
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、この実施例により何ら限定されるものではない。
なお、実施例及び比較例において、物性は以下のようにして試験あるいは評価した。

＜試験・評価方法＞
［常態物性］
１）硬さ：デュロメータＡを用いて、ＪＩＳ Ｋ−６２５３に準拠した。
２）引張り強さ（ＭＰａ）：ダンベル状３号形を用いて、ＪＩＳ Ｋ−６２５１に準拠し
た。
３）伸び（％）：ダンベル状３号形を用いて、ＪＩＳ Ｋ−６２５１に準拠した。

［耐酸性］
１）試験片を１５０℃、５０％ Ｈ₃ＰＯ₄ 水溶液に浸し、１０００時間後のフッ素ゴム表面形状について、変化がない場合を×と、ある場合を○として評価した。なお、試験片は、圧縮成形にて成形した２ｍｍシートを使用した。

［成形性］
１）エアーベルト部の粘着なし、およびゴムの剥がれなしを○として、どちらか一方でもある場合は、×と評価した。

＜含フッ素ゴム（ＦＫＭ）＞
（製造例１：ＦＫＭ１）
フッ化ビニリデン５７重量部、四フッ化エチレン２３重量部、六フッ化プロピレン２０重量、含フッ化ジエンとして、ＣＦ₂＝ＣＦ−ＣＦ＝ＣＦ₂を１重量部、および１−ブロモ−２−ヨードパーフロロエタン（上記フッ化ビニリデン、四フッ化エチレン、六フッ化プロピレンおよび含フッ化ジエンの合計１００モル％に対して、０．５モル％）を、ヨウ素化合物およびラジカル発生源の存在下、乳化重合によって、含フッ素ゴム（ＦＫＭ１）を得た。なお、ＦＫＭ１の組成を表１に示す。

（製造例２：ＦＫＭ２）
フッ化ビニリデン５７重量部、四フッ化エチレン２３重量部、六フッ化プロピレン２０重量および１−ブロモ−２−ヨードパーフロロエタン（上記フッ化ビニリデン、四フッ化エチレンおよび六フッ化プロピレンの合計１００モル％に対して、０．５モル％）とした以外は、製造例１と同様な方法で、含フッ素ゴム（ＦＫＭ２）を得た。なお、ＦＫＭ２の組成を表１に示す。

［実施例１］
＜配合物の組成（表２）＞
ＦＫＭ１ １００ 重量部
Ｎ９９０カーボンブラック ２ 重量部
２，５ジメチル２，５ジ（t-ブチルパーオキシ）ヘキサン ０.５重量部
トリアリルイソシアヌレート ２ 重量部
上記組成の配合物を、ニーダーおよびオープンロールにて混練した。この含フッ素ゴム組成物の加硫成形は、加硫プレスにより１７０℃×２０分間の一次加硫、および加熱オーブンにより１６０℃×２時間の二次加硫により行い、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×２ｍｍ（厚）の加硫シートおよび樹脂フィルム一体成形品を得た。

得られた加硫シートおよび樹脂フィルム一体成形品について、ＪＩＳ Ｋ ６２５３、ＪＩＳ Ｋ ６２５１に準拠して、常態物性を測定すると共に、耐酸性および成形性を評価した。結果を表３に示す。

［比較例１］
実施例１において、配合物の組成を下記のように変更した以外は、同様にして加硫シートおよび樹脂フィルム一体成形品を得た。得られた加硫シートおよび樹脂フィルム一体成形品について、実施例１と同様に評価した。結果を表３に示す。

＜配合物の組成（表２）＞
ＦＫＭ２ １００重量部
Ｎ９９０カーボンブラック １重量部
２，５ジメチル２，５ジ（t-ブチルパーオキシ）ヘキサン １重量部
トリアリルイソシアヌレート ３重量部

［比較例２］
実施例１において、配合物の組成を下記のように変更した以外は、同様にして加硫シートおよび樹脂フィルム一体成形品を得た。なお、含フッ素ゴム（ＦＫＭ３）は、デュポンエラストマー社製バイトンＡ３２Ｊ（フッ化ビニリデンおよび六フッ化エチレンを含む）を用いた。得られた加硫シートおよび樹脂フィルム一体成形品について、実施例１と同様に評価した。結果を表３に示す。

＜配合物の組成（表２）＞
ＦＫＭ３ １００重量部
Ｎ９９０カーボンブラック １重量部
水酸化マグネシウム １重量部

本発明に係る燃料電池セルシール用フッ素ゴム組成物を、燃料電池セルシールに用いることで、樹脂フィルムやカーボンセパレータから燃料電池ガスケットの剥がれを防止することできる。そのため、燃料電池セルシールの品質および生産性を向上させることができる。また、燃料電池セルシールの品質の安定した製造も可能となる。

Claims (5)

1. フッ素含有量が６４重量％以上で、含臭素および／または含ヨウ素化合物に由来する架橋部位を有する、過酸化物架橋可能な含フッ素ゴム（Ａ）と、
   該含フッ素ゴム（Ａ）１００重量部に対して、
   有機過酸化物（Ｂ）を０.３〜６重量部と、
   多官能基モノマー（Ｃ）を１〜１０重量部と
   を含有し、かつ
   該含フッ素ゴム（Ａ）が、
   含フッ素オレフィンの少なくとも１種以上と、
   炭素数４〜１０の含フッ素ジエンの少なくとも１種以上とを含み、かつ、
   該含フッ素オレフィンの合計１００重量部に対して、該炭素数４〜１０の含フッ素ジエンの合計０．０１〜１０重量部の範囲である、
   ことを特徴とする燃料電池セルシール用フッ素ゴム組成物。
2. 前記炭素数４〜１０の含フッ素ジエンの少なくとも１種が、式１で表されることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池セルシール用フッ素ゴム組成物。
   （化１）
   ＣＦ₂＝ＣＸ−(Ｙ)_n−ＣＺ＝ＣＦ₂ ・・・（１）
   （式１中、Ｘ、Ｚはそれぞれ独立に、水素原子、またはフッ素原子を表し、ｎは０または１の整数を表し、Ｙは酸素原子、炭素数１〜６のジフロロメチレン基、炭素数４〜６のパーフロロシクロアルキレン基、または式２で示される二価の基を表す。）；
   （化２）
   −Ｏ−(ＣＦ₂Ｏ)_x−(ＣＦ₂ＣＦ₂Ｏ)_y−(ＣＦ₂ＣＦ(ＣＦ₃)Ｏ)_z− ・・・（２）
   （式２中、ｘ、ｙ、ｚは、０〜２の整数であり、０＜ｘ+ｙ+ｚ≦２を満たす。）
3. 前記含フッ素オレフィンの少なくとも１種が、式３で表されることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料電池セルシール用フッ素ゴム組成物。
   （化３）
   ＣＦ₂＝ＣＸＹ ・・・（３）
   （式３中、Ｘは水素原子、またはフッ素原子を表し、Ｙは水素原子、塩素原子、フッ素原子、トリフロロメチル基、ジフロロメチル基、炭素数１〜３のパーフロロアルコキシ基、または式４で示される基を表す。ただし、Ｘが水素の場合、Ｙも水素である。）；
   （化４）
   −(ＣＦ₂)_m−ＣＯＯＭ ・・・（４）
   （式４中、ｍは０〜３の整数を表し、Ｍは水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、ナトリウム原子またはカリウム原子を表す。）
4. 前記含フッ素オレフィンの少なくとも１種が、フッ化ビニリデンであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池セルシール用フッ素ゴム組成物。
5. 上記請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料電池セルシール用フッ素ゴム組成物を架橋してなる燃料電池ガスケットを有することを特徴とする燃料電池セルシール。