JP5418784B2

JP5418784B2 - 燃料電池用シール構造体及びその製造方法

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Publication number: JP5418784B2
Application number: JP2010105334A
Authority: JP
Inventors: 稔大島添; 慶宏蔵野; 茂渡部
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2030-04-30
Also published as: JP2011233474A

Description

本発明は、燃料電池における多孔質のガス拡散層に、各燃料電池セルに形成される流路をシールするためのガスケットを一体に設けた燃料電池用シール構造体及びその製造方法に関するものである。

燃料電池は、図８に示されるように、電解質膜（イオン交換膜）の両面に一対の電極層を設けた膜−電極複合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）及びその厚さ方向両側に積層された多孔質のガス拡散層（ＧＤＬ：Gas Diffusion Layer）からなる発電体と、カーボンあるいは金属からなるセパレータとを交互に配置して積層し、燃料ガス又は酸化ガスを、ガス拡散層を介して膜−電極複合体へ流通させるための多数の溝を前記セパレータに形成したものが一般的である。そして近年は、セパレータに溝を形成する代わりに、発電体とセパレータの間に多孔質の第二ガス拡散層を挟み込んで、この第二ガス拡散層を燃料ガス又は酸化ガスの流路とした構造としたものも知られている。図８は、このような燃料電池の一部を示す説明図である。

すなわち図８に示される燃料電池は、電解質膜の両面に一対の電極層を設けた膜−電極複合体１１１及びその厚さ方向両側に積層された多孔体からなる第一ガス拡散層１１２を備える発電体１１０と、更にその厚さ方向両側に積層された多孔体からなる第二ガス拡散層（以下、ガス拡散層という）１２０とを備える単セル１００を、セパレータ２００と交互に配置して積層することにより構成されている。ガス拡散層１２０は、発電体１１０での発電のための燃料ガス又は酸化ガスを流通させるガス流通手段として機能するものである。

燃料電池においては、燃料ガスや酸化ガス、その反応によって生成した水や余剰ガスなどをシールする必要がある。このためガス拡散層１２０には、ゴム系材料からなるガスケット１２１が設けられ、セパレータ２００に密接される。このガスケット１２１は、その成形に際してゴム系の液状の成形材料の一部をガス拡散層１２０の端部に浸透させた状態で硬化させたものであり、このためガス拡散層１２０に形成された含浸部１２２を介してガス拡散層１２０に一体的に接合された構造となっている。

しかしながら、多孔体からなるガス拡散層１２０の気孔率にはバラツキがあるため、図８に示される燃料電池は、液状の成形材料を用いてガスケット１２１を成形する際に、ガス拡散層１２０への成形材料の浸透を適切に制限することが難しい。このため、成形材料の充填圧力や粘度等を一定にしても、ガス拡散層１２０の気孔率等によっては、含浸部１２２の領域が必要以上に大きくなり、その分、ガス拡散層１２０におけるガス流通領域、言い換えれば発電体１１０における発電領域が狭まってしまうおそれがある。

そこで従来、ガスケット１２１をガス拡散層１２０と一体に成形する際に、このような含浸部１２２の領域を適切に制限するため、図９に示されるような方法が知られている。すなわちこの方法では、金型３００にガス拡散層１２０となる多孔質板１２０’をセットして型締めする際に、前記金型３００の内面に形成された押圧突起３０１で多孔質板１２０’の一部を圧縮することによって、多孔質板１２０’の端部と隣接する位置に沿って気孔率が減少した絞り部１２０ａを形成する。

そして次に、多孔質板１２０’の端部と金型３００の内面との間に画成されたガスケット成形用キャビティ３０２に、材料注入ゲート３０３を通じて液状の成形材料を充填すると共に、その一部を多孔質板１２０’の端部に浸透させ、この状態で前記成形材料を架橋硬化させることによって、図８に示されるガスケット１２１が多孔質板１２０’（ガス拡散層１２０）に一体的に成形される。そして、予め多孔質板１２０’に形成された絞り部１２０ａでは圧縮によって気孔率が減少し、成形材料が浸透しにくくなっているため、成形材料の浸透領域（図８に示される含浸部１２２）が必要以上に大きくなるのを有効に防止することができるのである（例えば下記の特許文献１参照）。

特開２００７−２６８４７号公報

しかしながら、多孔質板１２０’として金属多孔体のような剛性の高い材質のものを用いた場合は、上記従来の方法のような、金型３００の内面に形成された押圧突起３０１では型締めによる絞り部１２０ａの形成が困難であり、このため多孔質板１２０’への成形材料の浸透を絞り部１２０ａによって確実に制限することができず、図１０に示されるように、含浸部１２２の領域が必要以上に拡がってしまう問題があった。

特に、ガスケット成形用キャビティ３０２から多孔質板１２０’への成形材料の浸透は、キャビティ３０２の延長方向に沿って適当な間隔で多数設けられた各注入ゲート３０３を中心にして拡がるため、含浸部１２２の領域は平面形状が波紋状に形成され、バラつきが大きくなって発電性能のバラつきとして悪影響を及ぼすおそれがある。

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、剛性の高い多孔質板にガスケット成形材料の含浸部を介してガスケットを一体に成形した燃料電池用シール構造体において、前記成形材料の浸透を適切に制限することにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る燃料電池用シール構造体の製造方法は、薄板に、無数の微細貫通空隙を有するガスケット成形領域と、無数の微細貫通空隙を有するガス流通領域と、これら双方の領域の間に沿って延び前記微細貫通空隙の存在しない浸透制限領域を形成することによって多孔質板とし、この多孔質板を金型内にセットして型締めすることによって前記浸透制限領域に前記金型の内面を密接させ、前記ガスケット成形領域と前記金型の内面との間に画成されるガスケット成形用キャビティに液状の成形材料を充填すると共にその一部を前記ガスケット成形領域に浸透させ、硬化させるものである。

この製造方法において、ガスケット成形用キャビティに充填された液状の成形材料は硬化によってガスケットとなるものであり、この成形材料の一部が、多孔質板のガスケット成形領域に形成された無数の微細貫通空隙に浸透された状態で硬化した部分はガスケットと連続した含浸部となるものであり、多孔質板のガス流通領域は、無数の微細貫通空隙によって燃料電池におけるガス流路となるものであり、多孔質板の浸透制限領域は、金型で型締めすることによってガスケット成形用キャビティから液状の成形材料がガス流通領域へ浸透するのを遮断して含浸部の不必要な拡大を防止するものである。

請求項２の発明に係る燃料電池用シール構造体の製造方法は、請求項１に記載の方法において、ガスケット成形領域及びガス流通領域の無数の微細貫通空隙をエッチング加工により形成し、浸透制限領域をエッチングのマスクパターンによる非エッチング領域として形成するものである。

請求項３の発明に係る燃料電池用シール構造体の製造方法は、請求項１に記載の方法において、多孔質板を他の多孔質板と積層し、ガスケット成形用キャビティに充填した液状の成形材料を、前記他の多孔質板におけるガスケット成形領域と対応する領域にも浸透させるものである。

請求項４の発明に係る燃料電池用シール構造体の製造方法は、請求項１に記載の方法において、多孔質板が金属からなるものである。

請求項５の発明に係る燃料電池用シール構造体は、請求項１〜４のいずれかに記載された方法により製造されるものであって、多孔質板と、この多孔質板に一体に成形されたガスケットを備え、前記多孔質板が、ガスケットが接合されると共に無数の微細貫通空隙に前記ガスケットの材料の一部が接合された含浸部と、無数の微細貫通空隙を有するガス流通領域と、前記含浸部とガス流通領域の間に沿って延び前記微細貫通空隙の存在しない浸透制限領域からなるものである。

請求項１の発明に係る燃料電池用シール構造体の製造方法によれば、多孔質板にガスケットが含浸部を介してしっかり接合され、しかも、前記多孔質板のガス流通領域へ成形材料が浸透するのを、微細貫通空隙の存在しない浸透制限領域によって遮断するので、含浸部の拡大によってガス流通領域ひいては発電領域が狭まってしまうのを確実に防止することができ、ガス流通領域が浸透制限領域によって規定されるので、安定した発電性能を得ることができる。

請求項２の発明に係る燃料電池用シール構造体の製造方法によれば、請求項１による効果に加え、エッチング加工による多孔質板の製作過程で、無数の微細貫通空隙を有するガスケット成形領域及びガス流通領域と、微細貫通空隙の存在しない浸透制限領域を同時に形成することができる。

請求項３の発明に係る燃料電池用シール構造体の製造方法によれば、請求項１による効果に加え、他の多孔質板もガスケットを介して多孔質板と一体化されるため、燃料電池の部品数を減少させることができる。

請求項４の発明に係る燃料電池用シール構造体の製造方法によれば、金属からなる多孔質板は剛性が高いため、燃料電池として積層したときの歪や損傷を有効に防止することができ、また、剛性が高いために金型による型締めの際に成形材料の浸透を制限するための部分的な圧縮が困難であるにも拘らず、請求項１による効果を実現することができる。

請求項５の発明に係る燃料電池用シール構造体によれば、ガスケットと多孔質板が互いにしっかり接合されると共に、多孔質板からのガスの透過漏れのない構造となり、しかも含浸部の不必要な拡大が防止されているので所要の発電領域が確保された構造とすることができる。

本発明に係る燃料電池用シール構造体の第一の形態を示す平面図である。図１のII−II線断面図である。図１及び図２の燃料電池用シール構造体を得るための、本発明に係る燃料電池用シール構造体の製造方法の第一の形態において、多孔質板を製作する工程を示す説明図である。本発明に係る燃料電池用シール構造体の製造方法の第一の形態において、ガスケットを成形する工程を示す説明図である。本発明に係る燃料電池用シール構造体の第一の形態の、燃料電池への組み込み例を示す説明図である。本発明に係る燃料電池用シール構造体の第二の形態の、燃料電池への組み込み例を示す説明図である。図６の燃料電池用シール構造体を得るための、本発明に係る燃料電池用シール構造体の製造方法の第二の形態において、ガスケットを成形する工程を示す説明図である。従来技術に係る燃料電池用シール構造体の、燃料電池への組み込み例を示す説明図である。従来技術に係る燃料電池用シール構造体の製造方法の好ましい実施の形態において、発電体と第二ガス拡散層との積層体を金型内にセットし型締めした状態を示す説明図である。従来技術において、含浸部が拡大した状態を示す説明図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。まず図１は、本発明に係る燃料電池用シール構造体１の第一の形態を示す平面図、図２は、図１のII−II線断面図である。

図１及び図２に示される燃料電池用シール構造体１において、参照符号１０は燃料電池におけるガス拡散層として用いられるメッシュ状の多孔質板で、導電性を有し剛性の高い金属からなる。この多孔質板１０には、その外周縁や不図示の開口縁などに沿って、ゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）からなるガスケット２０が一体に成形されている。

多孔質板１０は、無数の微細貫通空隙を有する微細メッシュ状のガスケット成形領域１１と、無数の微細貫通空隙を有する微細メッシュ状のガス流通領域１２と、これら双方の領域１１，１２の間に沿って延び微細貫通空隙の存在しない適当な幅の浸透制限領域１３を有し、前記ガスケット成形領域１１は、その微細貫通空隙にガスケット２０のゴム状弾性材料の一部が浸透して硬化することによって含浸部２０ａとなっており、すなわちガスケット２０は含浸部２０ａを介して、多孔質板１０に一体的に接合されている。

ガスケット２０は、多孔質板１０におけるガスケット成形領域１１を被覆するように形成されたベース部２１と、その片側から隆起した主リップ２２と、その反対側から隆起し主リップ２２より断面の小さな副リップ２３を有し、後述するように、不図示のセパレータや膜−電極複合体に対して適宜圧縮状態で密接されることによって、前記膜−電極複合体に供給される燃料ガスや酸化ガスが外部へ漏洩するのを防止するものである。

図３及び図４は、図１及び図２に示される上述の燃料電池用シール構造体１を得るための、本発明に係る燃料電池用シール構造体の製造方法の第一の形態を示すものであり、このうち図３は、多孔質板を製作する工程を示す説明図、図４は、ガスケットを成形する工程を示す説明図である。

すなわち、図１及び図２に示される燃料電池用シール構造体１の製造においては、まず図３に示されるように、金属多孔体からなる多孔質板１０を製作する。

多孔質板１０は、例えば厚さが0.1〜0.5mm程度のチタンあるいはステンレス等の金属板に、公知のフォトエッチング等のエッチング加工を行うによって製作される。すなわち、前記金属板の表面に感光性物質を塗布し、この感光性物質の層を、透光部又は遮光部からなるフォトマスクを介して露光させてから現像液に浸して現像することによって、前記金属板の表面に前記フォトマスクと対応するマスクパターンを有するフォトレジストを形成し、さらに、前記金属板を腐食可能なエッチング液を用いてエッチングを行うことによって、前記マスクパターンと対応する無数の微細貫通空隙１０ａを有する多孔質板１０となる。

このエッチング加工において、金属板のうち、フォトレジストによるマスクパターンから露出した部分はエッチング液に腐食されて微細貫通空隙１０ａとなり、フォトレジストによって保護された部分はエッチング液に腐食されずに残る。そして多孔質板１０におけるガスケット成形領域１１及びガス流通領域１２は、このような微細貫通空隙１０ａが適当な密度で無数に形成された部分であり、浸透制限領域１３は、所定の幅（例えば1mm程度）にわたって微細貫通空隙１０ａが形成されていない部分である。したがって、これらガスケット成形領域１１、ガス流通領域１２及び浸透制限領域１３は、フォトマスクのマスクパターンによって任意にレイアウトすることができる。なお、エッチング終了後は、多孔質板１０の表面のフォトレジストは適当な溶剤によって除去する。

次に、このようにして製作された多孔質板１０を、図４に示されるように、ガスケット成形用の金型３０内にセットする。金型３０は、例えば分割型３１，３２からなり、両分割型３１，３２間における所定位置には、多孔質板１０を位置決め配置することができ、図示の型締め状態において、多孔質板１０におけるガスケット成形領域１１との間にガスケット成形用キャビティ３３が画成されるようになっている。

詳しくは、ガスケット成形用キャビティ３３は、図２に示されるガスケット２０と対応する断面形状であって、すなわち、多孔質板１０におけるガスケット成形領域１１に位置してガスケット２０のベース部２１と対応するベース成形部３３ａと、ガスケット２０の主リップ２２と対応する主リップ成形部３３ｂと、その反対側にあってガスケット２０の副リップ２３と対応する副リップ成形部３３ｃからなる。また、一方の分割型３１には、ガスケット成形用キャビティ３３へ液状の成形用ゴム材料を充填するための複数の注入ゲート３４が、このガスケット成形用キャビティ３３の延長方向に適当な間隔で設けられて、ベース成形部３３ａに開口しており、さらに多孔質板１０における浸透制限領域１３を他方の分割型３２との間で密接状態に挟持するための押さえ部３１ａが形成されている。

すなわち、多孔質板１０を図４に示されるように金型３０にセットして型締めすることによって、この多孔質板１０におけるガスケット成形領域１１に沿ってガスケット成形用キャビティ３３が画成されると共に、多孔質板１０における浸透制限領域１３が一方の分割型３１の押さえ部３１ａと他方の分割型３２との間で密接状態に挟持される。そしてこの型締めの圧力は、多孔質板１０におけるガスケット成形領域１１及びガス流通領域１２には作用しない。

そしてこの型締め状態で、注入ゲート３４からガスケット成形用キャビティ３３内へ、液状の成形用ゴム材料を充填する。この場合、液状の成形用ゴム材料としては、液状エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、液状フッ素ゴム、液状シリコーンゴム、液状アクリルゴムなどが挙げられるが、燃料電池における発電機能に悪影響を及ぼす溶出ガスなどを発生しないものであれば特に限定しない。

ここで、多孔質板１０におけるガスケット成形領域１１には無数の微細貫通空隙１０ａが存在するため、ガスケット成形用キャビティ３３内へ充填される液状の成形用ゴム材料の一部は、充填圧力によってこのガスケット成形領域１１の微細貫通空隙１０ａを埋めるように浸透する。

またこのとき、多孔質板１０におけるガスケット成形領域１１からガス流通領域１２へ向けて浸透しようとする成形用ゴム材料は、微細貫通空隙の存在しない浸透制限領域１３において遮断され、また、この浸透制限領域１３は適当な面圧で金型３０の内面（一方の分割型３１の押さえ部３１ａと他方の分割型３２の内面）に密接されているので、ガスケット成形用キャビティ３３内の成形用ゴム材料が、浸透制限領域１３と金型３０の内面の間からガス流通領域１２側へ漏洩して浸透することもない。

金型３０内に充填された成形用ゴム材料は、加熱によって架橋硬化させる。すなわち、成形用ゴム材料がガスケット成形用キャビティ３３内で硬化することによって、その内面形状と対応する断面形状に成形されて図２に示されるガスケット２０となり、多孔質板１０におけるガスケット成形領域１１に浸透した状態で硬化した部分（図２に示される含浸部２０ａ）を介して多孔質板１０と一体化される。架橋硬化後は分割型３１，３２を離間させて型開きを行い、成形品としてのシール構造体１を取り出す。

図５は、このようにして製造されたシール構造体１の、燃料電池への組み込み例を示す説明図である。

この組み込み例において、参照符号２は、電解質膜及びその両面に設けた触媒電極層からなる膜−電極複合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）２ａの厚さ方向両側に多孔質体からなるガス拡散層（ＧＤＬ：Gas Diffusion Layer）２ｂを積層一体化した発電体である。上述した実施の形態のシール構造体１は、この発電体２の厚さ方向両側に、ガスケット２０の主リップ２２が発電体２側を向くように配置され、さらにその両側に、カーボンあるいは導電性金属からなるセパレータ３が積層されることによって、燃料電池セルが構成される。

そしてこの燃料電池セルにおいて、発電体２の外周部は、その両側のシール構造体１におけるガスケット２０の主リップ２２によって密接挟持され、ガスケット２０の副リップ２３は、セパレータ３に密接される。また、膜−電極複合体２ａにおける一方の触媒電極層（例えばアノード）とこれに対向した一方のセパレータ３との間には、一方のシール構造体１における多孔質板１０の、無数の微細貫通空隙１０ａを有するガス流通領域１２によって例えば燃料ガス流路が形成され、膜−電極複合体２ａにおける他方の触媒電極層（例えばカソード）とこれに対向した他方のセパレータ３との間には、他方のシール構造体１における多孔質板１０の、無数の微細貫通空隙１０ａを有するガス流通領域１２によって例えば酸化剤ガス流路が形成される。そしてこれら燃料ガス流路及び酸化剤ガス流路は、各シール構造体１のガスケット２０によってシールされる。

したがって、上述の構成を備える燃料電池セルでは、燃料ガス（水素）が、一方のシール構造体１における多孔質板１０のガス流通領域１２からなる燃料ガス流路及び発電体２における一方のガス拡散層２ｂを介して膜−電極複合体２ａのアノード側に供給され、酸化剤ガス（空気）が、他方のシール構造体１における多孔質板１０のガス流通領域１２からなる酸化剤ガス流路及び発電体２における他方のガス拡散層２ｂを介して膜−電極複合体２ａのカソード側に供給され、水の電気分解の逆反応、すなわち水素と酸素から水を生成する反応によって電力を発生する。そして各燃料電池セルによる起電力は低いものであるが、多数の燃料電池セルを積層して電気的に直列に接続することにより、必要な起電力が得ることができる。

そしてシール構造体１は、その製造に際して、多孔質板１０に設けた浸透制限領域１３によってガスケット２０の含浸部２０ａの不要な拡大が防止されたものであるため、ガス流通領域１２が狭まってしまうのを確実に防止でき、しかもこの含浸部２０ａの縁部は、浸透制限領域１３に沿って精度良く形成されているので、含浸部２０ａの領域のバラつきによる発電性能のバラつきも確実に防止することができる。

次に図６は、本発明に係る燃料電池用シール構造体の第二の形態の、燃料電池への組み込み例を示す説明図、図７は、図６に示される燃料電池用シール構造体を得るための、本発明に係る燃料電池用シール構造体の製造方法の第二の形態において、ガスケットを成形する工程を示す説明図である。

すなわち、先に説明した第一の形態では、ガスケット２０を多孔質板１０に一体成形したものであるが、図６に示される第二の形態では、シール構造体１は、電解質膜及びその両面に設けた触媒電極層からなる膜−電極複合体２ａの厚さ方向両側にガス拡散層２ｂを積層一体化した発電体２と、この発電体２の厚さ方向両側に配置した多孔質板１０を積層して、その積層体における外周縁や不図示の開口縁などに沿って、ゴム状弾性材料からなるガスケット２０を一体に成形したものである。そしてこの積層体の両側に、カーボンあるいは導電性金属からなるセパレータ３が積層されることによって、燃料電池セルが構成される。

ガスケット２０は、両側の多孔質板１０におけるガスケット成形領域１１を被覆するように形成されたベース部２１と、その両側から隆起した主リップ２２を有し、ベース部２１は、ガスケット成形領域１１と、発電体２において前記ガスケット成形領域１１と対応する領域には、ガスケット２０のゴム状弾性材料の一部が浸透して硬化することによって含浸部２０ａが形成されており、すなわちガスケット２０は含浸部２０ａを介して、多孔質板１０及び発電体２からなる積層体に一体的に接合されている。

このシール構造体１の成形も、基本的には第一の形態と同様であって、チタンあるいはステンレス等の金属板に、公知のフォトエッチング等のエッチング加工を行うことによって製作された多孔質板１０を、電解質膜及びその両面に設けた触媒電極層からなる膜−電極複合体２ａの厚さ方向両側にガス拡散層２ｂを積層一体化した発電体２の厚さ方向両側に積層し、その積層体を、図７に示されるように、ガスケット成形用の金型３０内にセットする。なお、この形態においてガス拡散層２ｂは請求項３に記載された他の多孔質板に相当するものである。

金型３０は、例えば分割型３１，３２からなり、両分割型３１，３２間における所定位置には、前記積層体を位置決め配置することができ、図示の型締め状態において、両側の多孔質板１０におけるガスケット成形領域１１との間にガスケット成形用キャビティ３３Ａ，３３Ｂが画成されるようになっている。

すなわち、図７に示される型締め状態において、発電体２とその両側の多孔質板１０からなる積層体の厚さ方向両側には、各多孔質板１０におけるガスケット成形領域１１に沿って厚さ方向に対称形状のガスケット成形用キャビティ３３Ａ，３３Ｂが画成されると共に、多孔質板１０における浸透制限領域１３が一方の分割型３１の押さえ部３１ａと他方の分割型３２との間で密接状態に挟持される。

多孔質板１０におけるガスケット成形領域１１には無数の微細貫通空隙１０ａが存在しており、発電体２におけるガス拡散層２ｂも多孔質であるため、注入ゲート３４からガスケット成形用キャビティ３３Ａ内へ、液状の成形用ゴム材料を充填すると、この成形用ゴム材料の一部は、充填圧力によってガスケット成形領域１１の微細貫通空隙１０ａ及びガス拡散層２ｂの微細空隙を埋めるように浸透する。

この場合、発電体２における膜−電極複合体２ａを、図示の例のようにガスケット成形領域１１に達しない大きさとするか、あるいは膜−電極複合体２ａのうちガスケット成形領域１１に達した部分に材料流通孔を開設しておけば、注入ゲート３４から一方の分割型３１側のキャビティ３３Ａ内へ充填された液状の成形用ゴム材料が、ガスケット成形領域１１の積層体を厚さ方向へ浸透して他方の分割型３２側のキャビティ３３Ｂ内へ達するようにすることができる。あるいは、一方の分割型３１側のキャビティ３３Ａ内へ充填された液状の成形用ゴム材料が、ガスケット成形領域１１の外周を廻り込んで他方の分割型３２側のキャビティ３３Ｂ内へ達するようにしても良い。

そしてこの形態でも、多孔質板１０におけるガスケット成形領域１１からガス流通領域１２へ向けて浸透しようとする成形用ゴム材料は、微細貫通空隙１０ａの存在しない浸透制限領域１３において遮断され、また、この浸透制限領域１３は適当な面圧で金型３０の内面（一方の分割型３１の押さえ部３１ａと他方の分割型３２の内面）に密接されているので、ガスケット成形用キャビティ３３内の成形用ゴム材料が、浸透制限領域１３と金型３０の内面の間からガス流通領域１２側へ漏洩して浸透することもない。

なお、発電体２におけるガス拡散層２ｂには浸透制限領域は存在しないが、このガス拡散層２ｂはきわめて薄いものであり、しかも多孔質板１０における浸透制限領域１３の間で、ある程度の型締め圧力を受けているため、ガス拡散層２ｂにおいて成形用ゴム材料がガス流通領域１２側へ浸透することも有効に抑制される。

金型３０内に充填された成形用ゴム材料は、加熱によって架橋硬化して、図６に示されるガスケット２０となり、多孔質板１０のガスケット成形領域１１及びその間のガス拡散層２ｂに浸透した状態で硬化した部分（図６に示される含浸部２０ａ）を介して、発電体２及び多孔質板１０からなる積層体と一体化される。架橋硬化後は分割型３１，３２を離間させて型開きを行い、成形品としてのシール構造体１を取り出す。

なお、上述した実施の形態のほかにも、例えば多孔質板１０と、ガス拡散層２ｂの積層体にガスケット２０を一体成形することなども考えられる。そしてこの場合も、多孔質板１０はエッチング加工によって無数の微細貫通空隙を有するガスケット成形領域１１と、無数の微細貫通空隙を有するガス流通領域１２と、これら双方の領域１１，１２の間に沿って延び微細貫通空隙の存在しない適当な幅の浸透制限領域１３を有するものとし、ガスケット２０を、前記ガスケット成形領域１１と、このガスケット成形領域１１に対応するガス拡散層２ｂの領域に形成した含浸部２０ａを介して、多孔質板１０に一体的に接合された構成とする。

１燃料電池用シール構造体
１０多孔質板
１０ａ微細貫通空隙
１１ガスケット成形領域
１２ガス流通領域
１３浸透制限領域
２０ガスケット
２０ａ含浸部
３０金型
３１ａ押さえ部
３３，３３Ａ，３３Ｂガスケット成形用キャビティ
２発電体
２ｂガス拡散層（他の多孔質板）
３セパレータ

Claims

薄板に、無数の微細貫通空隙を有するガスケット成形領域と、無数の微細貫通空隙を有するガス流通領域と、これら双方の領域の間に沿って延び前記微細貫通空隙の存在しない浸透制限領域を形成することによって多孔質板とし、この多孔質板を金型内にセットして型締めすることによって前記浸透制限領域に前記金型の内面を密接させ、前記ガスケット成形領域と前記金型の内面との間に画成されるガスケット成形用キャビティに液状の成形材料を充填すると共にその一部を前記ガスケット成形領域に浸透させ、硬化させることを特徴とする燃料電池用シール構造体の製造方法。
ガスケット成形領域及びガス流通領域の無数の微細貫通空隙をエッチング加工により形成し、浸透制限領域をエッチングのマスクパターンによる非エッチング領域として形成することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用シール構造体の製造方法。
多孔質板を他の多孔質板と積層し、ガスケット成形用キャビティに充填した液状の成形材料を、前記他の多孔質板におけるガスケット成形領域と対応する領域にも浸透させることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用シール構造体の製造方法。
多孔質板が金属からなることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用シール構造体の製造方法。
多孔質板と、この多孔質板に一体に成形されたガスケットを備え、前記多孔質板が、ガスケットが接合されると共に無数の微細貫通空隙に前記ガスケットの材料の一部が接合された含浸部と、無数の微細貫通空隙を有するガス流通領域と、前記含浸部とガス流通領域の間に沿って延び前記微細貫通空隙の存在しない浸透制限領域からなることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の方法により製造された燃料電池用シール構造体。