JP6346832B2 - Sealing material - Google Patents

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Description

本発明は、シール材に関し、より詳しくは、水素と酸素との反応により発電される燃料電池の高分子電解質膜の周囲をシールすべく用いられるシール材に関する。   The present invention relates to a sealing material, and more particularly, to a sealing material used for sealing the periphery of a polymer electrolyte membrane of a fuel cell that generates power by a reaction between hydrogen and oxygen.

近年、高分子電解質膜によって仕切られた反応空間の一方に酸素を供給するとともに他方に水素を供給し、この水素と酸素とを反応させることで電気を発生させる燃料電池と呼ばれる発電システムがクリーンなエネルギー源として広く用いられている。
この種の燃料電池は、反応空間を外部環境から隔離すべく環状のシール材を前記高分子電解質膜の外周部に沿って当接させて構成されており、該シール材としては下記特許文献1(段落0016参照)に示されているようにフッ素ゴムリングなどの弾性部材が用いられている。
また、燃料電池における前記シールは、下記特許文献2(段落0045参照)に示すようにホットメルト接着剤によって実施されたりもしている。
In recent years, a power generation system called a fuel cell that generates electricity by supplying oxygen to one of reaction spaces partitioned by a polymer electrolyte membrane and supplying hydrogen to the other and reacting the hydrogen with oxygen has been clean. Widely used as an energy source.
This type of fuel cell is configured by contacting an annular sealing material along the outer periphery of the polymer electrolyte membrane so as to isolate the reaction space from the external environment. As shown in (paragraph 0016), an elastic member such as a fluorine rubber ring is used.
Further, the sealing in the fuel cell is sometimes performed by a hot melt adhesive as shown in the following Patent Document 2 (see paragraph 0045).

このようなシール方法の内、フッ素ゴムリングなどの弾性部材が用いる場合は、通常、ホットメルト接着剤と違って高分子電解質膜に加熱接着させる操作が不要である点において有利である。
その反面、フッ素ゴムリングなどの弾性部材は、通常、高分子電解質膜に対して殆ど接着力を発揮することがないためにシール性能が十分に発揮され難い。
逆に、ホットメルト接着剤は、前記のように高分子電解質膜に熱接着させる必要があるものの、高分子電解質膜に対する接着力に優れたシール性能を発揮させ易いという利点を有する。
Among such sealing methods, when an elastic member such as a fluoro rubber ring is used, it is advantageous in that an operation for heat-bonding to a polymer electrolyte membrane is not required unlike a hot melt adhesive.
On the other hand, an elastic member such as a fluorine rubber ring usually hardly exhibits an adhesive force with respect to the polymer electrolyte membrane, so that the sealing performance is not sufficiently exhibited.
On the other hand, the hot melt adhesive has an advantage that it can easily exert a sealing performance excellent in adhesion to the polymer electrolyte membrane, although it needs to be thermally bonded to the polymer electrolyte membrane as described above.

特開2012−89330号公報JP 2012-89330 A 特開2007−66768号公報JP 2007-66768 A

上記のようなことから、燃料電池用のシール材には、従来、高い接着力を発揮することが求められている。
また、燃料電池においては、通常、水素と酸素とが発熱を伴って反応するために、シールを行う反応空間が高温高湿度な状態になっており、前記シール材には接着性のみならず耐湿熱性に優れることが求められる。
For the above reasons, a sealing material for a fuel cell is conventionally required to exhibit a high adhesive force.
In a fuel cell, since hydrogen and oxygen usually react with heat generation, the reaction space for sealing is in a high-temperature and high-humidity state. It is required to have excellent thermal properties.

ところで、高分子電解質膜としては、スルホン酸基を有し、主鎖がパーフルオロカーボン構造を有するパーフルオロカーボンスルホン酸樹脂製のものが従来広く用いられている。
近年、このようなパーフルオロカーボンスルホン酸樹脂製の高分子電解質膜に代えて、ポリフェニレン系樹脂製の高分子電解質膜がその需要を拡大させつつある。
この種の用途に利用されるポリフェニレン系樹脂としては、スルホン酸基を有し、主鎖がポリフェニレン構造を有するものが一般的であるがこのようなポリフェニレン系樹脂に対して良好な接着性を示すとともに耐湿熱性に優れるシール材はこれまで見出されていない。
そのため、この種の高分子電解質膜に対して良好なるシール性を発揮するシール材も見出されるに至っていない。
本発明は、上記要望を満足すべくなされたものであり、この種の高分子電解質膜に対して良好な接着性を示し、且つ、耐湿熱性に優れたシール材を提供することを課題としている。
By the way, as the polymer electrolyte membrane, those made of a perfluorocarbon sulfonic acid resin having a sulfonic acid group and a main chain having a perfluorocarbon structure have been widely used.
In recent years, instead of such polymer electrolyte membranes made of perfluorocarbon sulfonic acid resin, polymer electrolyte membranes made of polyphenylene-based resin are increasing their demand.
As a polyphenylene resin used for this type of application, those having a sulfonic acid group and a main chain having a polyphenylene structure are generally used, but exhibit good adhesion to such a polyphenylene resin. At the same time, a sealing material excellent in moisture and heat resistance has not been found so far.
Therefore, a sealing material that exhibits a good sealing property for this type of polymer electrolyte membrane has not been found.
The present invention has been made in order to satisfy the above-mentioned demand, and an object of the present invention is to provide a sealing material that exhibits good adhesion to this type of polymer electrolyte membrane and is excellent in moisture and heat resistance. .

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、特定の樹脂組成物がポリフェニレン系樹脂に対して優れた接着性を示すとともに耐湿熱性にも優れることを見出して本発明を完成させるに至ったものである。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that a specific resin composition exhibits excellent adhesion to a polyphenylene resin and has excellent wet heat resistance, thereby completing the present invention. It is what led to it.

すなわち、前記課題を解決すべく本発明は、水素と酸素との反応により発電される燃料電池の高分子電解質膜に当接させて用いられるシール材であって、スルホン酸基を有するポリフェニレン系樹脂によって形成された高分子電解質膜に当接させて用いられ、少なくとも該高分子電解質膜に接する表面がポリエステル樹脂組成物からなり、該ポリエステル樹脂組成物が、結晶性ポリエステル樹脂、軟化点が60℃以上100℃以下のエポキシ樹脂、及び、イソシアネート系架橋剤を含み、該ポリエステル樹脂組成物には前記結晶性ポリエステル樹脂が前記イソシアネート系架橋剤によって架橋された状態で含まれており、且つ、該ポリエステル樹脂組成物における前記エポキシ樹脂の含有量が前記結晶性ポリエステル樹脂100質量部に対して20質量部以上30質量部以下であるシール材を提供する。   That is, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a polyphenylene resin having a sulfonic acid group, which is a sealing material used in contact with a polymer electrolyte membrane of a fuel cell that generates electricity by reaction of hydrogen and oxygen. And at least the surface in contact with the polymer electrolyte membrane is made of a polyester resin composition, the polyester resin composition is a crystalline polyester resin, and the softening point is 60 ° C. The polyester resin composition contains an epoxy resin having a temperature of 100 ° C. or less and an isocyanate crosslinking agent, and the polyester resin composition contains the crystalline polyester resin crosslinked with the isocyanate crosslinking agent. The content of the epoxy resin in the resin composition is based on 100 parts by mass of the crystalline polyester resin. Providing a sealing material is less than 30 parts by mass or more 20 parts by weight.

本発明によれば、耐湿熱性と常温接着性に優れた燃料電池用のシール材が提供され得る。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the sealing material for fuel cells excellent in wet heat resistance and normal temperature adhesiveness can be provided.

(a)一実施形態のシール材を示す概略平面図。(b)前記平面図におけるA−A線矢視断面を示した概略断面図。(A) The schematic plan view which shows the sealing material of one Embodiment. (B) The schematic sectional drawing which showed the AA arrow cross section in the said top view.

以下に、本発明の好ましい実施の形態について、水素と酸素との反応により発電される燃料電池の高分子電解質膜の周囲をシールすべく用いられるシール材であって、しかも、スルホン酸基を有するポリフェニレン系樹脂製の高分子電解質膜の表面に当接させて前記シールに用いられるシール材を例に説明する。   Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention is a sealing material used for sealing the periphery of a polymer electrolyte membrane of a fuel cell that generates power by reaction of hydrogen and oxygen, and has a sulfonic acid group. An example of the sealing material used for the sealing by contacting the surface of a polymer electrolyte membrane made of polyphenylene resin will be described.

本実施形態におけるシール材は、図1に示すように、平面視における形状が矩形枠状となるシート状部材であり、より詳しくは、外縁における輪郭形状が高分子電解質膜よりも一回り小さな矩形枠状となっている。
該シール材1は、ポリマーシートからなる基材層10と、該基材層10の両面に備えられた接着剤層20とを有する3層構造となっている。
即ち、本実施形態のシール材1は、一方の前記接着剤層20の表面が高分子電解質膜に接着されるシール面として機能するもので該シール面を構成する前記接着剤層20が結晶性ポリエステル樹脂(A)を主成分とするポリエステル樹脂組成物によって形成されている。
As shown in FIG. 1, the sealing material in the present embodiment is a sheet-like member having a rectangular frame shape in plan view, and more specifically, a rectangular shape whose outer peripheral shape is slightly smaller than that of the polymer electrolyte membrane. It has a frame shape.
The sealing material 1 has a three-layer structure including a base material layer 10 made of a polymer sheet and an adhesive layer 20 provided on both surfaces of the base material layer 10.
That is, the sealing material 1 of the present embodiment functions as a sealing surface in which the surface of one adhesive layer 20 is bonded to the polymer electrolyte membrane, and the adhesive layer 20 constituting the sealing surface is crystalline. It is formed with the polyester resin composition which has a polyester resin (A) as a main component.

この接着剤層20を形成しているポリエステル樹脂組成物(以下、単に「樹脂組成物」ともいう)は、結晶性ポリエステル樹脂以外に、エポキシ樹脂(B)、及び、イソシアネート系架橋剤(X)をさらに含有し、該イソシアネート系架橋剤によって架橋された状態で前記結晶性ポリエステル樹脂(A)を含有している。
以下に個々の成分についてより詳しく説明する。
The polyester resin composition forming the adhesive layer 20 (hereinafter also simply referred to as “resin composition”) includes an epoxy resin (B) and an isocyanate-based crosslinking agent (X) in addition to the crystalline polyester resin. And the crystalline polyester resin (A) in a state of being crosslinked by the isocyanate-based crosslinking agent.
Hereinafter, the individual components will be described in more detail.

(A)結晶性ポリエステル樹脂
本実施形態における前記結晶性ポリエステル樹脂としては、多価カルボン酸(a1)とポリオール(a2)とを脱水縮合させてなるものを採用することができる。
なお、一般に非晶性ポリエステル樹脂と称されているポリエステル樹脂が多価カルボン酸(a1)と前記ポリオール(a2)とのいずれか一方、又は両方に複数種のものを採用することにより結晶性の発現が抑制され、例えば、示差走査熱量(DSC)分析によって明確な結晶化ピークや結晶融解ピークを示さないように調整されているのに対して該結晶性ポリエステル樹脂は、DSC分析を行った際に結晶化ピークや結晶融解ピークを明確に示すようにその合成に際して多価カルボン酸(a1)及びポリオール(a2)が選択されている。
従って、ポリエステル樹脂が結晶性ポリエステル樹脂であるかどうかを判別する必要がある場合には、DSC分析により結晶化ピークや結晶融解ピークを明確に示すか否かを確認すれば良い。
(A) Crystalline polyester resin As the crystalline polyester resin in the present embodiment, a resin obtained by dehydration condensation of a polyvalent carboxylic acid (a1) and a polyol (a2) can be employed.
It should be noted that a polyester resin generally called an amorphous polyester resin is made crystalline by adopting a plurality of types in either one or both of the polyvalent carboxylic acid (a1) and the polyol (a2). While the expression is suppressed, for example, the crystalline polyester resin is adjusted so as not to show a clear crystallization peak or crystal melting peak by differential scanning calorimetry (DSC) analysis, the crystalline polyester resin is subjected to DSC analysis. The polyvalent carboxylic acid (a1) and the polyol (a2) are selected in the synthesis so that the crystallization peak and the crystal melting peak are clearly shown in FIG.
Therefore, when it is necessary to determine whether or not the polyester resin is a crystalline polyester resin, it is only necessary to confirm whether or not a crystallization peak or a crystal melting peak is clearly shown by DSC analysis.

(a1)多価カルボン酸
該結晶性ポリエステル樹脂を構成する前記多価カルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸;p−オキシ安息香酸、p−(ヒドロキシエトキシ)安息香酸等の芳香族オキシカルボン酸;コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸等の飽和脂肪族ジカルボン酸;フマル酸、マレイン酸、イタコン酸等の不飽和脂肪族ジカルボン酸;テトラヒドロフタル酸等の不飽和脂環族ジカルボン酸;ヘキサヒドロフタル酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸;トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸等のトリカルボン酸が挙げられる。
(A1) Polyvalent carboxylic acid Examples of the polyvalent carboxylic acid constituting the crystalline polyester resin include terephthalic acid, isophthalic acid, orthophthalic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 1,5-naphthalenedicarboxylic acid, Aromatic dicarboxylic acids such as 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid and biphenyldicarboxylic acid; aromatic oxycarboxylic acids such as p-oxybenzoic acid and p- (hydroxyethoxy) benzoic acid; succinic acid , Saturated aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid, azelaic acid, sebacic acid and dodecane dicarboxylic acid; unsaturated aliphatic dicarboxylic acids such as fumaric acid, maleic acid and itaconic acid; unsaturated alicyclic dicarboxylic acids such as tetrahydrophthalic acid Hexahydrophthalic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3- Examples thereof include alicyclic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid; and tricarboxylic acids such as trimellitic acid, trimesic acid, and pyromellitic acid.

(a2)ポリオール
該結晶性ポリエステル樹脂を構成する前記ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール等の脂肪族グリコール;ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール等のオリゴアルキレングリコール;1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等の脂環族グリコール;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリアルキレンエーテルグリコール;トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトールなどのトリオール;ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物やプロピレンオキサイド付加物、水素化ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物やプロピレンオキサイド付加物等が挙げられる。
(A2) Polyol Examples of the polyol constituting the crystalline polyester resin include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-butyl-2-ethyl Aliphatic glycols such as 1,3-propanediol; oligoalkylene glycols such as diethylene glycol, triethylene glycol and dipropylene glycol; 1,2-cyclohexanedimethanol, 1,3-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanedi Alicyclic glycols such as methanol; Polyalkylene ether glycols such as reethylene glycol, polypropylene glycol and polytetramethylene glycol; triols such as trimethylolethane, trimethylolpropane, glycerin and pentaerythritol; ethylene oxide adducts and propylene oxide adducts of bisphenol A, hydrogenated bisphenol A And ethylene oxide adducts and propylene oxide adducts.

結晶性ポリエステル樹脂は、その結晶領域においてはアモルファス領域に比べて分子鎖が水による攻撃を受け難く、加水分解等による劣化が生じにくいと考えられる。
従って、前記結晶性ポリエステル樹脂としては、融点が高く、結晶化度が高い方が接着剤層20を耐湿熱性に優れたものとし得る点において有利であるといえる。
その一方で、接着剤層20を形成させる樹脂組成物の主成分たる結晶性ポリエステル樹脂を過度に結晶化度が高い高融点なものとすると当該樹脂組成物を常温接着性に優れたものとすることが難しくなる。
従って、接着剤層20を優れた耐湿熱性と優れた常温接着性とを兼ね備えたものとし得る点において、前記結晶性ポリエステル樹脂は、融点が90℃を超え150℃未満であることが好ましく、融点が100℃を超え140℃未満であることがより好ましく、105℃を超え130℃未満であることが特に好ましい。
また、前記結晶性ポリエステル樹脂は、そのガラス転移温度(以下、「Tg」ともいう)が、−100℃以上30℃以下の範囲にあることが好ましく、特に、−80℃以上−20℃以下の範囲にあることが更に好ましい。
It is considered that the crystalline polyester resin is less susceptible to attack by water in the crystalline region than in the amorphous region, and is less likely to deteriorate due to hydrolysis or the like.
Therefore, as the crystalline polyester resin, it can be said that the higher the melting point and the higher the degree of crystallinity are advantageous in that the adhesive layer 20 can be excellent in wet heat resistance.
On the other hand, if the crystalline polyester resin, which is the main component of the resin composition for forming the adhesive layer 20, is made to have a high melting point with an excessively high degree of crystallinity, the resin composition has excellent room temperature adhesion. It becomes difficult.
Accordingly, the crystalline polyester resin preferably has a melting point of more than 90 ° C. and less than 150 ° C. in that the adhesive layer 20 can have both excellent heat and moisture resistance and excellent room temperature adhesion. Is more preferably higher than 100 ° C. and lower than 140 ° C., particularly preferably higher than 105 ° C. and lower than 130 ° C.
The crystalline polyester resin preferably has a glass transition temperature (hereinafter also referred to as “Tg”) in the range of −100 ° C. or higher and 30 ° C. or lower, and particularly in the range of −80 ° C. or higher and −20 ° C. or lower. More preferably, it is in the range.

上記の範囲内のTgを有する結晶性ポリエステル樹脂を前記樹脂組成物の主成分として採用することにより、上記範囲外のTgを有する結晶性ポリエステル樹脂を用いる場合に比べて接着剤層20に一層ゴム弾性を発揮させることができ、凝集力を向上させて優れた接着性を発揮させ得る。
なお、結晶性ポリエステル樹脂のTgを10℃以下とすることにより、耐寒性に優れた接着剤層20を形成させ得る。
また、接着剤層20は、Tgが10℃以下の結晶性ポリエステル樹脂を主成分とすることにより、常温接着特性を良好なものとし得る。
このような好適な結晶性ポリエステル樹脂をシール材の接着剤層に含有させた場合には、該シール材を使って燃料電池の高分子電解質膜の周囲をシールする際に前記高分子電解質膜に熱ダメージを与えるおそれを抑制しつつ確実なシールを施すことができる。
By adopting a crystalline polyester resin having a Tg within the above range as a main component of the resin composition, the adhesive layer 20 has a single layer of rubber as compared with the case where a crystalline polyester resin having a Tg outside the above range is used. Elasticity can be exhibited, and the cohesive force can be improved to exhibit excellent adhesiveness.
In addition, the adhesive layer 20 excellent in cold resistance can be formed by setting Tg of crystalline polyester resin to 10 degrees C or less.
Moreover, the adhesive layer 20 can make a normal temperature adhesive characteristic favorable by having as a main component the crystalline polyester resin whose Tg is 10 degrees C or less.
When such a suitable crystalline polyester resin is contained in the adhesive layer of the sealing material, the polymer electrolyte membrane is sealed when the periphery of the polymer electrolyte membrane of the fuel cell is sealed using the sealing material. A reliable seal can be applied while suppressing the possibility of heat damage.

また、Tgが−100℃以上の結晶性ポリエステル樹脂を前記樹脂組成物の主成分として採用することにより、前記接着剤層20が柔軟になり過ぎることを抑制させることができる。
しかも、上記のような結晶性ポリエステル樹脂を採用することで樹脂組成物全体としての軟化温度が低くなり過ぎることを抑制させることができるため、燃料電池が運転の停止している常温時や、燃料電池の運転中における加熱状況下においても前記接着剤層に高い接着強度を発揮させ得る。
Moreover, it can suppress that the said adhesive bond layer 20 becomes too flexible by employ | adopting the crystalline polyester resin whose Tg is -100 degreeC or more as a main component of the said resin composition.
Moreover, since it is possible to suppress the softening temperature of the entire resin composition from becoming too low by adopting the crystalline polyester resin as described above, the fuel cell is operating at room temperature when the operation is stopped, The adhesive layer can exhibit high adhesive strength even under heating conditions during battery operation.

なお、この前記融点や前記ガラス転移温度(Tg)は、例えば、DSC分析装置を用いて測定することができる。
より具体的には、予測される融点やガラス転移温度よりも30K以上低い温度から30K以上高い温度までの間、窒素ガスを流しながら5℃/minの昇温速度で試料(結晶性ポリエステル樹脂)を昇温させた際に得られるDSC曲線から融点やガラス転移温度を求めることができる。
なお、ガラス転移温度(Tg)については、JIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」に記載されている方法に基づいて中間点ガラス転移温度を決定して求めることができる。
The melting point and the glass transition temperature (Tg) can be measured using, for example, a DSC analyzer.
More specifically, the sample (crystalline polyester resin) is heated at a rate of 5 ° C./min while flowing nitrogen gas from a temperature lower than 30K or higher than the predicted melting point or glass transition temperature to a temperature higher than 30K. The melting point and glass transition temperature can be determined from the DSC curve obtained when the temperature is raised.
The glass transition temperature (Tg) can be determined by determining the midpoint glass transition temperature based on the method described in JIS K7121: 1987 “Method for measuring plastic transition temperature”.

また、この結晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量は、10000〜50000であることが好ましい。
前記樹脂組成物の主成分たる結晶性ポリエステル樹脂がこのような分子量であることが好ましいのは、結晶性ポリエステル樹脂の分子量を10000以上とすることにより、接着剤層20が脆くなるおそれを抑制させることができ該接着剤層20に優れた靱性を発揮させ得るためである。
一方で結晶性ポリエステル樹脂として数平均分子量が50000以下のものを採用することにより、接着剤層20を常温接着性に優れたものとすることができる。
即ち、このような結晶性ポリエステル樹脂を採用することで、シール材を、燃料電池の高分子電解質膜に熱ダメージを与えるおそれが低く且つ優れたシール性を発揮可能なものとすることができる。
The number average molecular weight of the crystalline polyester resin is preferably 10,000 to 50,000.
It is preferable that the crystalline polyester resin as the main component of the resin composition has such a molecular weight. By setting the molecular weight of the crystalline polyester resin to 10,000 or more, the adhesive layer 20 can be prevented from becoming brittle. This is because the adhesive layer 20 can exhibit excellent toughness.
On the other hand, by adopting a crystalline polyester resin having a number average molecular weight of 50000 or less, the adhesive layer 20 can be made excellent in normal temperature adhesiveness.
That is, by adopting such a crystalline polyester resin, it is possible to make the sealing material less likely to cause thermal damage to the polymer electrolyte membrane of the fuel cell and to exhibit excellent sealing properties.

なお、結晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法によるスチレン換算値として求めることができる。   In addition, the number average molecular weight of crystalline polyester resin can be calculated | required as a styrene conversion value by a gel permeation chromatography (GPC) method.

上記のような特性を示す結晶性ポリエステル樹脂としては、テレフタル酸、イソフタル酸、ブタンジオール、及び、ポリオキシテトラメチレングリコールを反応させてなるものが好適である。
なかでも、テレフタル酸が25〜40mol%、イソフタル酸が10〜20mol%、ブタンジオールが35〜50mol%、平均繰り返し数が10〜20のポリオキシテトラメチレングリコールが5〜15mol%の割合で構成されている結晶性ポリエステル樹脂が好ましい。
As the crystalline polyester resin exhibiting the above characteristics, those obtained by reacting terephthalic acid, isophthalic acid, butanediol, and polyoxytetramethylene glycol are preferable.
Among them, terephthalic acid is composed of 25 to 40 mol%, isophthalic acid is composed of 10 to 20 mol%, butanediol is composed of 35 to 50 mol%, and polyoxytetramethylene glycol having an average number of repetitions of 10 to 20 is composed of 5 to 15 mol%. The crystalline polyester resin is preferred.

(B)エポキシ樹脂
本実施形態における前記樹脂組成物は、JIS K 7234の環球法によって求められる軟化点が60℃以上100℃以下のエポキシ樹脂を必須成分として含有し、前記軟化点が60℃未満のエポキシ樹脂及び前記軟化点が100℃を超えるエポキシ樹脂を任意成分としている。
該エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂などが挙げられる。
なお、前記任意成分たるエポキシ樹脂は、前記樹脂組成物に含有させる場合には必須成分たるエポキシ樹脂の1/10以下の割合とすることが好ましく、1/20以下の割合とすることが特に好ましい。
また、前記樹脂組成物は、任意成分たるエポキシ樹脂を実質的に含んでいない状態とすることが好ましい。
前記の必須成分たるエポキシ樹脂は、前記接着剤層20を形成する樹脂組成物にタック性を発揮させるのに有効な成分である。
(B) Epoxy resin The resin composition in the present embodiment contains an epoxy resin having a softening point of 60 ° C. or higher and 100 ° C. or lower as an essential component determined by the ring and ball method of JIS K 7234, and the softening point is lower than 60 ° C. And an epoxy resin having a softening point exceeding 100 ° C. are optional components.
Examples of the epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin and the like.
In addition, when making the said epoxy resin which is an arbitrary component contain in the said resin composition, it is preferable to set it as the ratio of 1/10 or less of the epoxy resin which is an essential component, and it is especially preferable to set it as the ratio of 1/20 or less. .
Moreover, it is preferable that the resin composition does not substantially contain an optional epoxy resin.
The epoxy resin, which is an essential component, is an effective component for causing the resin composition forming the adhesive layer 20 to exhibit tackiness.

前記エポキシ樹脂は、樹脂組成物へのタック性や靭性の付与、及び、優れた耐湿熱性の付与に有効である点においてビスフェノールA型エポキシ樹脂が好ましく、なかでも前記エポキシ樹脂は、分子量が600〜1500でJIS K 7236により求められるエポキシ当量が400〜800g/eqであることが好ましい。   The epoxy resin is preferably a bisphenol A type epoxy resin in that it is effective for imparting tackiness and toughness to the resin composition and imparting excellent moisture and heat resistance, and the epoxy resin has a molecular weight of 600 to 600. It is preferable that the epoxy equivalent calculated | required by JISK7236 by 1500 is 400-800 g / eq.

なお、前記結晶性ポリエステル樹脂は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、特に好ましくは70質量%以上となる割合で前記樹脂組成物に含有させることが好ましい。
前記の必須成分たるエポキシ樹脂は、結晶性ポリエステル樹脂の量を100質量部とした際に、20質量部以上30質量部以下となるように前記樹脂組成物に含有させることが接着剤層20を耐湿熱性に優れたものとする上において重要であり、22質量部以上28質量部以下となるように前記樹脂組成物に含有させることができる。
The crystalline polyester resin is preferably contained in the resin composition in a proportion of 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and particularly preferably 70% by mass or more.
When the amount of the crystalline polyester resin is 100 parts by mass, the epoxy resin as the essential component may be contained in the resin composition so as to be 20 parts by mass or more and 30 parts by mass or less. It is important in making it excellent in heat-and-moisture resistance, and can be contained in the resin composition so as to be 22 parts by mass or more and 28 parts by mass or less.

該エポキシ樹脂は、少なくとも一部のエポキシ基を開環させないようにして樹脂組成物に含有させることで結晶性ポリエステル樹脂が加水分解されて分子末端に水酸基やカルボキシル基を有する短鎖なものとなった場合に、これらにエポキシ基を反応させて再び長鎖化させることができる。
従って、その形成に用いられている樹脂組成物が湿熱劣化して接着力や引張強度などの物性が低下することをエポキシ基の存在によって抑制させ得る点において本実施形態の接着剤層20は、少なくとも一部のエポキシ基が未反応な状態で前記エポキシ樹脂を含有していることが好ましい。
なお、エポキシ基が開環されずに残存していることは、フーリエ変換赤外分光光度計(FTIR)を用いて確認することができ、具体的には、エポキシ基の存在を示すピークが925〜899cm−1に現れることで確認することができる。
また、925〜899cm−1に現れるピークがエポキシ基によるものかどうかについて確認が必要であれば、その樹脂組成物をエポキシ樹脂の軟化点以上に加熱した後に改めてFTIRによる測定を実施すれば良く、当該ピーク高さと、3650〜3140cm−1に現れる水酸基によるピーク高さとが関連して変化することで前記ピークがエポキシ基によるものであると確認することができる。
The epoxy resin is a short chain having a hydroxyl group or a carboxyl group at the molecular end because the crystalline polyester resin is hydrolyzed by containing at least part of the epoxy group in the resin composition so as not to open the ring. In such a case, these can be reacted with an epoxy group to make it long again.
Therefore, the adhesive layer 20 of the present embodiment is capable of suppressing degradation of physical properties such as adhesive strength and tensile strength due to wet heat degradation of the resin composition used for the formation due to the presence of the epoxy group, It is preferable that at least a part of the epoxy groups contain the epoxy resin in an unreacted state.
In addition, it can confirm that an epoxy group remains without ring-opening using a Fourier transform infrared spectrophotometer (FTIR), and specifically, the peak which shows presence of an epoxy group is 925. It can be confirmed by appearing at ˜899 cm −1 .
Further, if it is necessary to confirm whether the peak appearing at 925 to 899 cm −1 is due to an epoxy group, the resin composition may be heated again to a temperature above the softening point of the epoxy resin and then subjected to FTIR measurement. It can be confirmed that the peak is due to the epoxy group by changing in relation to the peak height and the peak height due to the hydroxyl group appearing at 3650 to 3140 cm −1 .

(X)イソシアネート系架橋剤
前記イソシアネート系架橋剤は、結晶性ポリエステル樹脂が有する水酸基などの極性基との反応性を有するものを用いることができ、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)などの脂肪族イソシアネートや、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)などの芳香族イソシアネートを挙げることができる。
(X) Isocyanate-based crosslinking agent As the isocyanate-based crosslinking agent, those having reactivity with polar groups such as hydroxyl groups possessed by the crystalline polyester resin can be used. For example, hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate ( Examples thereof include aliphatic isocyanates such as IPDI) and xylylene diisocyanate (XDI), and aromatic isocyanates such as tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), and tolidine diisocyanate (TODI).

また、前記樹脂組成物に含有させる前記イソシアネート系架橋剤としては、キシリレンジイソシアネートが好ましく、該イソシアネート系架橋剤の配合割合は、前記結晶性ポリエステル樹脂100質量部に対して3質量部以上12質量部以下となっていることが好ましく、5質量部以上10質量部以下であることが特に好ましい。   Moreover, as said isocyanate type crosslinking agent contained in the said resin composition, xylylene diisocyanate is preferable, and the compounding ratio of this isocyanate type crosslinking agent is 3 mass parts or more and 12 masses with respect to 100 mass parts of said crystalline polyester resins. The amount is preferably 5 parts by mass or less and particularly preferably 5 parts by mass or more and 10 parts by mass or less.

(Z)その他の成分
本実施形態の樹脂組成物には、上記に示した結晶性ポリエステル樹脂、及び、エポキシ樹脂以外の樹脂成分を本発明の効果を著しく損ねない範囲において含有させることができ、例えば、さらなる常温接着性が求められるような場合においては、テルペン系樹脂などの粘着性付与剤を添加することができる。
また、非晶性ポリエステル樹脂などについても任意成分として本実施形態の樹脂組成物に含有させ得る。
ただし、非晶性ポリエステル樹脂を過度に含有させると樹脂組成物のベースポリマーたる結晶性ポリエステル樹脂が有する優れた特性が当該樹脂組成物の特性となって顕在化されなくなるおそれを有する。
従って、前記非晶性ポリエステル樹脂は、前記樹脂組成物に含有させる場合、結晶性ポリエステル樹脂の1/10以下の割合とすることが好ましく、1/20以下の割合とすることがより好ましい。
なお、その他に老化防止剤、酸化防止剤、難燃剤、充填剤、着色剤、加工助剤などといった一般的なプラスチック配合剤を本発明の効果を損ねない範囲において適宜含有させることができる。
(Z) Other components In the resin composition of the present embodiment, the crystalline polyester resin shown above and a resin component other than the epoxy resin can be contained in a range that does not significantly impair the effects of the present invention. For example, when further room temperature adhesiveness is required, a tackifier such as a terpene resin can be added.
Further, an amorphous polyester resin or the like may be contained in the resin composition of the present embodiment as an optional component.
However, if the amorphous polyester resin is excessively contained, the excellent characteristics of the crystalline polyester resin, which is the base polymer of the resin composition, may not be manifested as the characteristics of the resin composition.
Therefore, when the amorphous polyester resin is contained in the resin composition, the ratio is preferably 1/10 or less of the crystalline polyester resin, and more preferably 1/20 or less.
In addition, general plastic compounding agents such as anti-aging agents, antioxidants, flame retardants, fillers, colorants, processing aids and the like can be appropriately contained within a range not impairing the effects of the present invention.

なかでも、樹脂組成物の凝集力を向上させるとともに水蒸気バリア性やガスバリア性を向上させる上においては、板状鉱物粒子のような無機充填材を含有させることが好ましい。
特に、平均粒子径(レーザー回折法によるメジアン径)が1〜10μmのタルク粉末は、安価に入手可能である点において好適である。
また、樹脂組成物に含有させるタルク粉末は、脂肪酸やシランカップリング剤などによって表面処理されたものであっても良いが、その表面の官能基を利用して樹脂組成物の凝集力を向上させる上においては無処理のものを用いることが好ましい。
Especially, in order to improve the cohesive force of a resin composition and to improve water vapor | steam barrier property and gas barrier property, it is preferable to contain an inorganic filler like a plate-like mineral particle.
In particular, talc powder having an average particle diameter (median diameter by laser diffraction method) of 1 to 10 μm is preferable in that it can be obtained at low cost.
Further, the talc powder to be contained in the resin composition may be surface-treated with a fatty acid or a silane coupling agent, but improves the cohesive strength of the resin composition by using the functional group on the surface. Above, it is preferable to use an untreated one.

このタルク粉末を樹脂組成物に含有させる場合には、結晶性ポリエステル樹脂100質量部に対して10質量部以上50質量部以下の割合となるようにタルク粉末を含有させることが好ましく、20質量部以上30質量部以下となるようにタルク粉末を含有させることが好ましい。   When the talc powder is contained in the resin composition, the talc powder is preferably contained so as to have a ratio of 10 parts by mass to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the crystalline polyester resin, and 20 parts by mass. It is preferable to contain talc powder so that it may be 30 parts by mass or less.

本実施形態のシール材は、前記基材層10の一面側に形成させる接着剤層20(以下「第一接着剤層20a」ともいう)と他面側に形成させる接着剤層20(以下「第二接着剤層20b」ともいう)とを同じ樹脂組成物によって形成させる必要はなく、第一接着剤層20aと第二接着剤層20bとを異なる配合内容の樹脂組成物によって形成させても良い。
また、第一接着剤層20aと第二接着剤層20bとは、通常、10μm以上200μm以下の厚みとすることができ両者は同じ厚みであっても異なる厚みであってもよい。
The sealing material of this embodiment includes an adhesive layer 20 (hereinafter also referred to as “first adhesive layer 20a”) formed on one side of the base material layer 10 and an adhesive layer 20 (hereinafter referred to as “first adhesive layer 20a”). It is not necessary to form the second adhesive layer 20b ") by the same resin composition, and the first adhesive layer 20a and the second adhesive layer 20b may be formed by resin compositions having different blending contents. good.
In addition, the first adhesive layer 20a and the second adhesive layer 20b can usually have a thickness of 10 μm or more and 200 μm or less, and both may have the same thickness or different thicknesses.

なお、前記接着剤層20は、貯蔵弾性率が過小であると常温における接着力が発揮され難い一方で前記貯蔵弾性率が過大であると高分子電解質膜に対する密着性を不足させる結果としてやはり接着力が発揮され難くなる。
従って、少なくとも前記高分子電解質膜に接する側の接着剤層20は、高分子電解質膜に対する常温(例えば23℃)における優れた接着性を発揮させ得る上において40℃における貯蔵弾性率(G’)が2.5MPa以上5MPa以下であることが好ましい。
It should be noted that the adhesive layer 20 is difficult to exhibit an adhesive force at room temperature if the storage elastic modulus is excessively low, but is also bonded as a result of insufficient adhesion to the polymer electrolyte membrane if the storage elastic modulus is excessively high. It becomes difficult to exert power.
Accordingly, at least the adhesive layer 20 on the side in contact with the polymer electrolyte membrane can exhibit excellent adhesion to the polymer electrolyte membrane at room temperature (for example, 23 ° C.) and storage modulus (G ′) at 40 ° C. Is preferably 2.5 MPa or more and 5 MPa or less.

この貯蔵弾性率については、下記のような条件での測定によって求められる。

<貯蔵弾性率(G’)の測定条件>
・使用機器:ティー・エー・インスツルメント・ジャパン社製、商品名「ARES−2 KFRT」
・測定モード:動的粘弾性の温度依存性試験、8mmパラレルプレートを使用
・測定温度範囲:30℃〜200℃
・昇温速度:10℃/min
・振動周波数:1Hz
・歪み:0.5%
About this storage elastic modulus, it calculates | requires by the measurement on the following conditions.

<Measurement conditions of storage elastic modulus (G ')>
・ Equipment used: manufactured by TA Instruments Japan, Inc., trade name "ARES-2 KFRT"
・ Measurement mode: Temperature dependence test of dynamic viscoelasticity, using 8mm parallel plate ・ Measurement temperature range: 30 ° C to 200 ° C
・ Raising rate: 10 ° C / min
・ Vibration frequency: 1Hz
・ Distortion: 0.5%

なお、本実施形態のシール材は、ポリフェニレン系樹脂製の高分子電解質膜に対して0.1N/10mmの剥離強度を発揮することが好ましく、3N/10mm以上の剥離強度を有することが特に好ましい。
シール材がこのような剥離強度を有するかどうかについては、実施例に記載の方法によってシール材の剥離強度を実測することにより判断することができる。
In addition, it is preferable that the sealing material of this embodiment exhibits a peel strength of 0.1 N / 10 mm with respect to a polymer electrolyte membrane made of a polyphenylene resin, and particularly preferably has a peel strength of 3 N / 10 mm or more. .
Whether or not the sealing material has such a peeling strength can be determined by actually measuring the peeling strength of the sealing material by the method described in the examples.

このような接着剤層20を両面に担持させる前記基材層10は、通常、樹脂組成物との親和性の良好な樹脂からなるフィルム状シートや前記樹脂からなる繊維シートにより構成させることができる。
なかでも、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂からなるフィルムや不織布で、且つ厚みが10μm以上200μm以下のものが前記基材層10の構成材料として好適である。
なお、このようなポリエステル系樹脂シートのみならず、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂などの他の樹脂、シリコーンゴムやフッ素ゴムなどのポリマーからなるポリマーシートを基材層10の構成材料として用いることも可能である。
さらに、異なる材質のものがラミネートされてなるラミネートシートを前記基材層10の形成材料として採用しても良い。
The base material layer 10 for supporting the adhesive layer 20 on both sides can be usually constituted by a film-like sheet made of a resin having good affinity with the resin composition or a fiber sheet made of the resin. .
Among them, a film or a nonwoven fabric made of polyethylene terephthalate resin or polyethylene naphthalate resin and having a thickness of 10 μm or more and 200 μm or less is suitable as a constituent material of the base material layer 10.
It is possible to use not only such a polyester resin sheet, but also other resins such as polyamide resin and polyimide resin, and polymer sheets made of polymers such as silicone rubber and fluorine rubber as a constituent material of the base material layer 10. is there.
Furthermore, a laminate sheet obtained by laminating different materials may be used as the material for forming the base material layer 10.

本実施形態のシール材は、結晶性ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、イソシアネート系架橋剤、無機充填材など樹脂組成物を形成させるための配合剤を、例えば、前記結晶性ポリエステル樹脂の融点以上の温度で溶融混練し、必要に応じて有機溶媒を加えるなどして塗工液を調製し、該塗工液をポリマーシートの両面に塗布して形成させることができる。
なお、前記結晶性ポリエステル樹脂の架橋については、前記塗工液の調整に際する加熱により、ポリエステル樹脂の水酸基と架橋剤のイソシアネート基とを反応させることで実施させることができる。
The sealing material of the present embodiment includes a compounding agent for forming a resin composition such as a crystalline polyester resin, an epoxy resin, an isocyanate-based crosslinking agent, and an inorganic filler, for example, at a temperature equal to or higher than the melting point of the crystalline polyester resin. A coating liquid can be prepared by melt-kneading and adding an organic solvent as necessary, and the coating liquid can be applied to both surfaces of a polymer sheet.
In addition, about bridge | crosslinking of the said crystalline polyester resin, it can be made to react by making the hydroxyl group of a polyester resin and the isocyanate group of a crosslinking agent react by the heating in the case of adjustment of the said coating liquid.

なお、本実施形態のシール材によってシールを行うポリフェニレン系樹脂製の高分子電解質膜としては、例えば、ポリフェニレン系樹脂単体からなるシート体や、ポリフェニレン系樹脂以外の樹脂からなる基材シートの表面にポリフェニレン系樹脂シートが積層されてなるシート体などが挙げられる。
該高分子電解質膜において、前記接着剤層20が接着される表面部を構成するポリフェニレン系樹脂としては、例えば、主鎖がポリフェニレン構造を有しているポリマーで、この主鎖やに結合された官能基としてスルホン酸基を有するものや、主鎖に結合する側鎖の一部にスルホン酸基を有するものなどが挙げられる。
In addition, as a polymer electrolyte membrane made of polyphenylene resin that is sealed with the sealing material of the present embodiment, for example, on the surface of a sheet body made of a single polyphenylene resin or a base material sheet made of resin other than polyphenylene resin. Examples include a sheet body in which polyphenylene resin sheets are laminated.
In the polymer electrolyte membrane, as the polyphenylene resin constituting the surface portion to which the adhesive layer 20 is bonded, for example, the main chain is a polymer having a polyphenylene structure and is bonded to the main chain. Examples thereof include those having a sulfonic acid group as a functional group and those having a sulfonic acid group in a part of the side chain bonded to the main chain.

前記ポリフェニレン系樹脂としては、GPC法で求められる1000〜20000程度の数平均分子量を有するポリマーで、側鎖にスルホン酸基を有するポリマーが好ましく、例えば、下記一般式(1)で表される繰り返し単位を有するポリマーが好ましい。   The polyphenylene resin is preferably a polymer having a number average molecular weight of about 1000 to 20000 determined by the GPC method, and a polymer having a sulfonic acid group in the side chain. For example, a repeat represented by the following general formula (1) Polymers having units are preferred.

Figure 0006346832
Figure 0006346832

なお、「X」は、直接的な結合か、エーテル結合(−O−)か、スルフィド結合(−S−)か、又は、下記(a)〜(e)の何れかの結合を表している。 “X 1 ” represents a direct bond, an ether bond (—O—), a sulfide bond (—S—), or any one of the following bonds (a) to (e). Yes.

Figure 0006346832
Figure 0006346832

また、「Y」は、直接的な結合か、エーテル結合(−O−)か、スルフィド結合(−S−)かを表している。 “Y 1 ” represents a direct bond, an ether bond (—O—), or a sulfide bond (—S—).

さらに、「R」、「R」は、炭素数1〜10のアルキレン、フェニレン、下記(f)、又は、下記(g)のいずれかから水素原子を除いた2価基を表している。 Furthermore, “R 1 ” and “R 2 ” represent a divalent group in which a hydrogen atom is removed from any of alkylene having 1 to 10 carbon atoms, phenylene, the following (f), or the following (g). .

Figure 0006346832
Figure 0006346832

なお、「R」と「R」とは、構造を一致させている必要はなく、これらが異なっていてもよい。 Note that “R 1 ” and “R 2 ” do not need to have the same structure, and may be different.

また、「p」及び「q」は、0以上1以下の有理数を表し、「p」及び「q」のうちの少なくとも一方が0を超える値である。
ここで「p」や「q」が0と1との中間値となることは、繰り返し単位の全てが、側鎖(「−R−SOH」、「−R−SOH」)を有していないことを意味する。
即ち、「p」や「q」が、例えば、「0.1」ということは、1つのポリマーにおいて繰り返し数(n)の10分の1の数の側鎖(「−R−SOH」、「−R−SOH」)が備えられていることを意味する。
“P” and “q” represent a rational number of 0 or more and 1 or less, and at least one of “p” and “q” is a value exceeding 0.
Here, when “p” or “q” is an intermediate value between 0 and 1, all the repeating units are side chains (“—R 1 —SO 3 H”, “—R 2 —SO 3 H”). ).
That is, “p” or “q”, for example, “0.1” means that the number of side chains (“—R 1 —SO 3 H” of 1/10 of the number of repetitions (n) in one polymer. "" - R 2 -SO 3 H ") means that is provided.

本実施形態のポリフェニレン系樹脂は、前記X及び前記Yが直接的な結合で、下記(fx)又は(gx)に示すような形でスルホン酸基を有していることが好ましい。 In the polyphenylene resin of the present embodiment, the X 1 and the Y 1 are preferably a direct bond and have a sulfonic acid group in a form as shown in (fx) or (gx) below.

Figure 0006346832
Figure 0006346832

また、本実施形態の好ましい前記ポリフェニレン系樹脂としては、例えば、下記一般式(2)で表されるものを挙げることができる。   Moreover, as said preferable polyphenylene-type resin of this embodiment, what is represented by following General formula (2) can be mentioned, for example.

Figure 0006346832
Figure 0006346832

なお、「X」は、直接的な結合か、エーテル結合(−O−)か、スルフィド結合(−S−)か、又は、下記(a)〜(e)の何れかの結合を表している。
また、「X」は、直接的な結合、エーテル結合(−O−)、スルフィド結合(−S−)、及び、下記(a)〜(e)の何れかの内、「X」とは異なる結合を表している。
“X 2 ” represents a direct bond, an ether bond (—O—), a sulfide bond (—S—), or any one of the following bonds (a) to (e). Yes.
Also, "X 3" is a direct bond, an ether bond (-O-), sulfide linkages (-S-), and, among any of the following (a) ~ (e), and "X 2" Represents different bonds.

Figure 0006346832
Figure 0006346832

また、「Y」、「Y」は、直接的な結合か、エーテル結合(−O−)か、スルフィド結合(−S−)かを表している。
なお、「Y」と「Y」とは、互いに共通していても異なっていてもよい。
“Y 2 ” and “Y 3 ” represent a direct bond, an ether bond (—O—), or a sulfide bond (—S—).
“Y 2 ” and “Y 3 ” may be the same or different from each other.

さらに、「R」〜「R」は、炭素数1〜10のアルキレン、フェニレン、下記(f)、又は、下記(g)のいずれかから水素原子を除いた2価基を表している。 Furthermore, “R 3 ” to “R 6 ” represent a divalent group in which a hydrogen atom is removed from any one of alkylene having 1 to 10 carbon atoms, phenylene, the following (f), or the following (g). .

Figure 0006346832
Figure 0006346832

なお、「R」、「R」、「R」、及び、「R」は、互いに構造を一致させている必要はなく、異なっていてもよい。 Note that “R 3 ”, “R 4 ”, “R 5 ”, and “R 6 ” do not need to have the same structure and may be different from each other.

また、「p」及び「q」は、0以上1以下の有理数を表し、「p」及び「q」のうちの少なくとも一方が0を超える値である。
さらに、「s」及び「t」は、0以上1以下の有理数を表し、「s」及び「t」のうちの少なくとも一方が0を超える値である。
ここで「p」、「q」、「s」、「t」などが0と1との中間値となることは、先述のとおり、繰り返し単位の全てが、側鎖を有していないことを意味する。
本実施形態のシール材は、前記接着剤層が所定の樹脂組成物からなることから上記のようなポリフェニレン系樹脂製の高分子電解質膜に対して優れた耐湿熱性と接着性とが発揮されることになる。
“P” and “q” represent a rational number of 0 or more and 1 or less, and at least one of “p” and “q” is a value exceeding 0.
Further, “s” and “t” represent rational numbers of 0 or more and 1 or less, and at least one of “s” and “t” is a value exceeding 0.
Here, “p”, “q”, “s”, “t” and the like are intermediate values between 0 and 1, as described above, that all the repeating units do not have side chains. means.
The sealing material of the present embodiment exhibits excellent moisture and heat resistance and adhesion with respect to the polymer electrolyte membrane made of polyphenylene resin as described above because the adhesive layer is made of a predetermined resin composition. It will be.

なお、本実施形態のシール材は、シールを行うのに際して、必ずしも常温で高分子電解質膜に接着させる必要は無く、例えば、結晶性ポリエステル樹脂の融点未満の温度に加熱して高分子電解質膜に接着させるようにしてもよい。   Note that the sealing material of the present embodiment does not necessarily have to be adhered to the polymer electrolyte membrane at room temperature when sealing, for example, the polymer electrolyte membrane is heated to a temperature below the melting point of the crystalline polyester resin. You may make it adhere | attach.

また、本実施形態においては、シール材として接着剤層/基材層/接着剤層の三層構造のものを例示しているが、本発明のシール材は、基材層と接着剤層との2層構造であっても、接着剤層のみの単層構造であっても良い。
さらに、本発明のシール材は、その効果が著しく損なわれない範囲において上記例示された事項以外に、従来公知の技術事項を採用することができる。
Further, in the present embodiment, the sealing material has a three-layer structure of adhesive layer / base material layer / adhesive layer, but the sealing material of the present invention includes a base material layer, an adhesive layer, Or a single-layer structure having only an adhesive layer.
Further, the sealing material of the present invention can employ conventionally known technical matters in addition to the matters exemplified above as long as the effect is not significantly impaired.

次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(材料)
以下に評価に用いた材料と、その詳細を示す。
(A 結晶性ポリエステル樹脂)
(A1):
数平均分子量:30000
ガラス転移温度(Tg):−60℃
融点(Tm):107℃
の結晶性ポリエステル樹脂。

(B エポキシ樹脂)
(B1):
数平均分子量(エポキシ当量):約900(450〜500g/eq)
軟化点(Ts):69℃
のビスフェノールA型エポキシ樹脂。

(B2):
数平均分子量(エポキシ当量):約1300(670〜770g/eq)
軟化点(Ts):89℃
のビスフェノールA型エポキシ樹脂。

(B3):
数平均分子量(エポキシ当量):約1650(875〜975g/eq)
軟化点(Ts):97℃
のビスフェノールA型エポキシ樹脂。

(X イソシアネート系架橋剤)
(X1):キシリレンジイソシアネート
EXAMPLES Next, although an Example is given and this invention is demonstrated in more detail, this invention is not limited to these.
(material)
The materials used for the evaluation and the details are shown below.
(A Crystalline polyester resin)
(A1):
Number average molecular weight: 30000
Glass transition temperature (Tg): -60 ° C
Melting point (Tm): 107 ° C
Crystalline polyester resin.

(B Epoxy resin)
(B1):
Number average molecular weight (epoxy equivalent): about 900 (450 to 500 g / eq)
Softening point (Ts): 69 ° C
Bisphenol A type epoxy resin.

(B2):
Number average molecular weight (epoxy equivalent): about 1300 (670-770 g / eq)
Softening point (Ts): 89 ° C
Bisphenol A type epoxy resin.

(B3):
Number average molecular weight (epoxy equivalent): about 1650 (875-975 g / eq)
Softening point (Ts): 97 ° C
Bisphenol A type epoxy resin.

(X Isocyanate-based crosslinking agent)
(X1): Xylylene diisocyanate

(実施例1)
25μm厚みのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムの片面に、結晶性ポリエステル樹脂(A1)、エポキシ樹脂(B2,B3)、及び、イソシアネート系架橋剤(X1)を下記表1に示す割合で含有する樹脂組成物で厚み20μmの接着剤層を形成させてシート試料を作製した。

(常温接着力評価:試料の作製方法と評価)
前記シート試料から剥離試験用に、10mm幅×200mm長さの短冊状試料を切り出した。
また、ポリフェニレン系樹脂シート(JSR社製の市販品)を硬質板の片面に貼り付けた板状試料で、且つ前記短冊状試料と略同サイズのものを用意した。

該板状試料のポリフェニレン系樹脂シート面と前記短冊状試料の接着剤層形成面とを当接させる形で板状試料と短冊状試料とを重ね合わせ、この重ね合わせた試料を0.5m/minの周速で回転させた25℃のゴムローラに長手方向が移動方向となるように供給して当該ゴムローラを通過させた。
なお、この時のゴムローラの圧力(線圧)は、51.2MPa/cmとした。
また、上記の貼合せは、両者の接着区間が長手方向一端側から約40mmの区間となるように実施し、残りの約160mmの区間については、短冊状試料と板状試料とを接着させないようにして実施した。
そして、この接着されていない側の短冊状試料と板状試料とをそれぞれ引張試験機の上下チャックにチャッキングし180度ピール試験を実施して引張応力(N/cm)の平均値を求め、この試料の「常温接着力」として評価した。

(熱水接着試験:試料の作製方法と評価)
ポリフェニレン系樹脂シート(JSR社製の市販品)から22mm角の正方形のシート片(シート片A)を切り出した。
そして、これよりも一回り小さな20mm角の正方形のシート片(シート片B)を前記シート試料(20μm接着剤層/25μmPET)から2枚切り出した。
前記シート片Bの接着剤層が前記シート片Aに当接し、且つ、該シート片Aの周囲に約1mm幅で均等にシート片Bがはみ出した状態となるように2枚のシート片Bの間にシート片Aを挟み込んで積層体を作製した。
この積層体を、0.5m/minの周速で回転させた25℃のゴムローラに供給し、該ゴムローラにより25.6MPa/cmの圧力(線圧)を加えてシート片Aとシート片Bとを常温接着させて熱水接着試験用試料とした。
該熱水接着試験用試料は、軽く沸騰した沸騰水中に3時間浸漬することにより評価した。
そして、評価の結果、シート片A、B間に全く剥離が無かった場合を「○」、一部剥離が見られた場合を「△」、剥離してしまった場合を「×」と判定した。

上記評価結果、及び、前記樹脂組成物の貯蔵弾性率を測定した結果を表1に示す。
Example 1
Resin composition containing crystalline polyester resin (A1), epoxy resin (B2, B3), and isocyanate-based crosslinking agent (X1) in the ratio shown in Table 1 on one side of a 25 μm-thick polyethylene terephthalate (PET) film A sheet sample was prepared by forming an adhesive layer having a thickness of 20 μm with the object.

(Evaluation of room temperature adhesive strength: Sample preparation method and evaluation)
A strip-shaped sample having a width of 10 mm and a length of 200 mm was cut out from the sheet sample for a peel test.
Also, a plate-like sample in which a polyphenylene-based resin sheet (commercial product manufactured by JSR) was attached to one side of a hard plate, and the same size as the strip sample was prepared.

The plate-shaped sample and the strip-shaped sample are superposed in such a manner that the polyphenylene resin sheet surface of the plate-shaped sample and the adhesive layer forming surface of the strip-shaped sample are brought into contact with each other. The rubber roller at 25 ° C. rotated at a peripheral speed of min was supplied so that the longitudinal direction was the moving direction, and passed through the rubber roller.
At this time, the pressure (linear pressure) of the rubber roller was 51.2 MPa / cm.
In addition, the above bonding is performed so that the bonding section between the two is a section of about 40 mm from one end in the longitudinal direction, and the strip-shaped sample and the plate-shaped sample are not bonded to each other in the remaining section of about 160 mm. Was carried out.
Then, the strip-like sample and the plate-like sample on the non-bonded side are respectively chucked on the upper and lower chucks of a tensile tester, and a 180 degree peel test is performed to obtain an average value of tensile stress (N / cm), This sample was evaluated as “room temperature adhesive strength”.

(Hot water adhesion test: Sample preparation method and evaluation)
A 22 mm square sheet piece (sheet piece A) was cut out from a polyphenylene resin sheet (commercially available from JSR).
Then, two 20 mm square sheet pieces (sheet piece B) that were slightly smaller than the above were cut out from the sheet sample (20 μm adhesive layer / 25 μm PET).
The two sheet pieces B are so formed that the adhesive layer of the sheet piece B is in contact with the sheet piece A and the sheet piece B protrudes uniformly with a width of about 1 mm around the sheet piece A. A laminate was prepared by sandwiching the sheet piece A therebetween.
This laminated body is supplied to a rubber roller at 25 ° C. rotated at a peripheral speed of 0.5 m / min, and a pressure (linear pressure) of 25.6 MPa / cm is applied by the rubber roller to obtain sheet pieces A and B. Was bonded at room temperature to obtain a hot water adhesion test sample.
The sample for hot water adhesion test was evaluated by immersing in boiling water that had been boiled for 3 hours.
Then, as a result of the evaluation, the case where there was no peeling between the sheet pieces A and B was determined as “◯”, the case where partial peeling was seen as “Δ”, and the case where peeling occurred as “×”. .

The evaluation results and the results of measuring the storage elastic modulus of the resin composition are shown in Table 1.

(実施例2、比較例1、2)
接着剤層の形成に用いる樹脂組成物を表1に示す配合とした点以外は、実施例と同様に評価を実施した。結果を、表1に示す。
(Example 2, Comparative Examples 1 and 2)
Evaluation was carried out in the same manner as in the Examples except that the resin composition used for forming the adhesive layer was formulated as shown in Table 1. The results are shown in Table 1.

Figure 0006346832
Figure 0006346832

以上の結果からも、本発明によれば耐湿熱性と常温接着性に優れたシール材が得られることがわかる。   From the above results, it can be seen that according to the present invention, a sealing material having excellent heat and moisture resistance and room temperature adhesion can be obtained.

1 シール材
10 基材層
20 接着剤層
1 Sealing material 10 Base material layer 20 Adhesive layer

Claims (1)

水素と酸素との反応により発電される燃料電池の高分子電解質膜に当接させて用いられるシール材であって、
スルホン酸基を有するポリフェニレン系樹脂によって形成された高分子電解質膜に当接させて用いられ、
少なくとも該高分子電解質膜に接する表面がポリエステル樹脂組成物からなり、
該ポリエステル樹脂組成物が、結晶性ポリエステル樹脂、軟化点が60℃以上100℃以下のエポキシ樹脂、及び、イソシアネート系架橋剤を含み、
該ポリエステル樹脂組成物には前記結晶性ポリエステル樹脂が前記イソシアネート系架橋剤によって架橋された状態で含まれており、
且つ、該ポリエステル樹脂組成物における前記エポキシ樹脂の含有量が前記結晶性ポリエステル樹脂100質量部に対して20質量部以上30質量部以下であるシール材。
A sealing material used in contact with a polymer electrolyte membrane of a fuel cell that is generated by a reaction between hydrogen and oxygen,
Used in contact with a polymer electrolyte membrane formed by a polyphenylene resin having a sulfonic acid group,
At least the surface in contact with the polymer electrolyte membrane is made of a polyester resin composition,
The polyester resin composition includes a crystalline polyester resin, an epoxy resin having a softening point of 60 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, and an isocyanate-based crosslinking agent.
The polyester resin composition contains the crystalline polyester resin in a state of being crosslinked by the isocyanate-based crosslinking agent,
And the sealing material whose content of the said epoxy resin in this polyester resin composition is 20 to 30 mass parts with respect to 100 mass parts of said crystalline polyester resins.
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