JP7771925B2 - 固体高分子形燃料電池用ガスケット部材、ガスケット部材付き電極－電解質膜積層体、及び固体高分子形燃料電池 - Google Patents

固体高分子形燃料電池用ガスケット部材、ガスケット部材付き電極－電解質膜積層体、及び固体高分子形燃料電池

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Description

本開示は、固体高分子形燃料電池用ガスケット部材、ガスケット部材付き電極－電解質膜積層体、及び固体高分子形燃料電池に関する。
燃料電池は、電解質の両面に電極が配置され、水素と酸素の電気化学反応により発電する電池であり、発電時に発生するのは水のみである。このように従来の内燃機関と異なり、二酸化炭素等の環境負荷ガスを発生しないために次世代のクリーンエネルギーシステムとして普及が見込まれている。その中でも特に固体高分子形燃料電池は、作動温度が比較的低く、電解質の抵抗が少ないことに加え、活性の高い触媒を用いるので小型でも高出力を得ることができ、家庭用コージェネレーションシステム等として早期の実用化が見込まれている。
この固体高分子形燃料電池は、まず、プロトン伝導性を有する固体高分子電解質膜を準備し、この電解質膜の一方面にアノード触媒層を、他方面にカソード触媒層を形成して触媒層－電解質膜積層体を作製し、さらに、各触媒層上にガス拡散層を形成して電極－電解質膜積層体を作製する。そして、この電極－電解質膜積層体に、ガスケットやセパレータを設置して固体高分子形燃料電池が完成する（例えば特許文献１参照）。
特開２０１３－２１８８７６号公報
燃料電池では、電解質膜のプロトン伝導性を向上させるために加湿雰囲気で作動しており、さらに発電反応により水が発生するため、燃料電池を構成する部材にも高い耐加水分解性が求められる。また、燃料電池の作動温度を高めることで出力密度が向上することができるため、燃料電池を小型化するなど観点からは、高温環境（例えば１００℃以上）での使用が求められる。
しかしながら、燃料電池を構成する部材のうち、ガスケット部材は高温環境での耐加水分解性が必ずしも十分ではない。燃料電池を高温環境で使用する場合、ガスケット部材の高温環境での耐加水分解性が十分でないと、ガスケット部材が加水分解されて燃料が漏れ出すなどの問題が生じる可能性がある。
このような状況下、本開示は、高温環境における耐加水分解性に優れた固体高分子形燃料電池用ガスケット部材を提供することを主な目的とする。
本開示の発明者らは、上記のような課題を解決すべく鋭意検討を行った。その結果、基材層と、基材層の両面側に配置された接着層とを備える積層体から構成されており、積層体は、１２０℃の水中に３００時間静置された後における破断伸度保持率が、６０％以上である積層体は、高温環境における耐加水分解性に優れ、固体高分子形燃料電池用のガスケット部材として好適に使用できることを見出した。
本開示は、このような新規な知見に基づいて、更に検討を重ねることにより完成したものである。即ち、本開示は、下記に掲げる態様の発明を提供する。
基材層と、前記基材層の両面側に配置された接着層とを備える積層体から構成されており、
前記積層体は、１２０℃の水中に３００時間静置された後における破断伸度保持率が、６０％以上である、固体高分子形燃料電池用ガスケット部材。
本開示によれば、高温環境における耐加水分解性に優れた固体高分子形燃料電池用ガスケット部材を提供することができる。また、本開示によれば、当該ガスケット部材を利用した、ガスケット部材付き電極－電解質膜積層体、及び固体高分子形燃料電池を提供することもできる。
本開示の固体高分子形燃料電池用ガスケット部材の断面構造の一例を示す模式図である。 本開示の固体高分子形燃料電池用ガスケット部材の断面構造の一例を示す模式図である。 本開示の固体高分子形燃料電池用ガスケット部材の模式的平面図の一例である。 本開示のガスケット部材付き電極－電解質膜積層体の断面構造の一例を示す模式図である。 本開示のガスケット部材付き電極－電解質膜積層体の模式的平面図の一例である。 本開示の固体高分子形燃料電池の断面構造の一例を示す模式図である。 本開示の固体高分子形燃料電池の断面構造の一例を示す模式図である。
本開示の固体高分子形燃料電池用ガスケット部材は、少なくとも、基材層と、前記基材層の両面側に配置された接着層とを備える積層体から構成されており、前記積層体は、１２０℃の水中に３００時間静置された後における破断伸度保持率が、６０％以上であることを特徴とする。本開示の固体高分子形燃料電池用ガスケット部材は、高温環境における耐加水分解性に優れている。
本開示の固体高分子形燃料電池用ガスケット部材は、後述の通り、固体高分子形燃料電池の電解質膜とセパレータとの間に配置されるガスケット部材であり、幅広い固体高分子形燃料電池に適用することができる。
以下、本開示の固体高分子形燃料電池用ガスケット部材について詳述する。なお、本明細書において、「～」で示される数値範囲は「以上」、「以下」を意味する。例えば、２～１５ｍｍとの表記は、２ｍｍ以上１５ｍｍ以下を意味する。
１．固体高分子形燃料電池用ガスケット部材の積層構造と物性
本開示の固体高分子形燃料電池用ガスケット部材１０（以下、ガスケット部材１０と表記することがある）は、例えば図１に示すように、少なくとも、基材層１と、基材層１の両面側に配置された接着層２とを備える積層体から構成されている。すなわち、ガスケット部材１０は、少なくとも、接着層２、基材層１、接着層２がこの順に積層された積層体から構成されている。ガスケット部材１０の両側の接着層２は、それぞれ、ガスケット部材１０の最外層を構成しており、一方側の接着層２は、電解質膜２１側に配置され、他方側の接着層２は、セパレータ２５側に配置される（図６を参照）。
後述の通り、ガスケット部材１０は、例えば、電極－電解質膜積層体の周囲を囲むように設置される（図４及び図５のガスケット部材付き電極－電解質膜積層体の模式図を参照）。従って、このようなガスケット部材１０は、触媒層２２，２３及びガス拡散層２４を挿入するための開口部１１を備えている（図３参照）。
ガスケット部材１０は、例えば図２に示すように、基材層１の表面の少なくとも一方側にアンカーコート層３を備えていてもよい。例えば基材層１がフィルムにより形成されている場合、基材層１と接着層２との間にアンカーコート層３を設けることにより、基材層１と接着層２との接着性を高めることができる。基材層１の表面の両側にアンカーコート層３を備えることが好ましい。すなわち、ガスケット部材１０は、少なくとも、接着層２、アンカーコート層３、基材層１、アンカーコート層３、接着層２がこの順に積層された積層体から構成されていることがより好ましい。
ガスケット部材１０を構成する積層体の厚み（総厚み）としては、固体高分子形燃料電池の大きさなどに応じて調整され、特に制限されないが、例えば約３００μｍ以下、約２００μｍ以下、約１００μｍ以下、約５０μｍ以下、または、例えば約３０μｍ以上、約１００μｍ以上、約２００μｍ以上、約２５０μｍ以上が挙げられる。ガスケット部材１０を構成する積層体の厚み（総厚み）の好ましい範囲としては、３０～３００μｍ程度、３０～２００μｍ程度、３０～１００μｍ程度、３０～５０μｍ程度、１００～３００μｍ程度、１００～２００μｍ程度、２００～３００μｍ程度、２５０～３００μｍ程度が挙げられる。
例えば図７に示されるように、１つのガスケット部材１０を用いて電極－電解質膜積層体の周囲を囲むように設置される場合、ガスケット部材１０を構成する積層体の厚み（総厚み）としては、好ましくは約４００μｍ以下、より好ましくは約３００μｍ以下であり、また、好ましくは約３０μｍ以上、より好ましくは約５０μｍ以上、さらに好ましくは５０μｍ超、さらに好ましくは約１００μｍ以上であり、好ましい範囲としては、３０～４００μｍ程度、３０～３０μｍ程度、５０～４００μｍ程度、５０～３００μｍ程度、５０μｍ超４００μｍ以下程度、５０μｍ超３００μｍ以下程度、１００～４００μｍ程度、１００～３００μｍ程度が挙げられる。また、この場合、基材層１の厚みとしては、好ましくは約３００μｍ以下、より好ましくは約２００μｍ以下であり、また、好ましくは約２０μｍ以上、より好ましくは約３０μｍ以上、さらに好ましくは５０μｍ以上であり、好ましい範囲としては、２０～３００μｍ程度、２０～２００μｍ程度、３０～３００μｍ程度、３０～２００μｍ程度、５０～３００μｍ程度、５０～２００μｍ程度が挙げられる。また、接着層２の厚みとしては、好ましくは約２００μｍ以下、より好ましくは約１００μｍ以下であり、また、好ましくは約１０μｍ以上、より好ましくは約３０μｍ以上であり、好ましい範囲としては、１０～２００μｍ程度、１０～１００μｍ程度、３０～２００μｍ程度、３０～１００μｍ程度が挙げられる。
また、例えば図６に示されるように、２つのガスケット部材１０を用いて電極－電解質膜積層体の周囲を囲むように設置される場合、それぞれのガスケット部材１０を構成する積層体の厚み（総厚み）としては、好ましくは約２００μｍ以下、より好ましくは約１５０μｍ以下であり、また、好ましくは約２５μｍ以上、より好ましくは約５０μｍ以上であり、好ましい範囲としては、２５～２００μｍ程度、２５～１５０μｍ程度、５０～２００μｍ程度、５０～１５０μｍ程度が挙げられる。また、この場合、基材層１の厚みとしては、好ましくは約２００μｍ以下、より好ましくは約１５０μｍ以下であり、また、好ましくは約１０μｍ以上、より好ましくは約１５μｍ以上であり、好ましい範囲としては、１０～２００μｍ程度、１０～１５０μｍ程度、１５～２００μｍ程度、１５～１５０μｍ程度が挙げられる。また、接着層２の厚みとしては、好ましくは約１００μｍ以下、より好ましくは約５０μｍ以下であり、また、好ましくは約３μｍ以上、より好ましくは約１５μｍ以上であり、好ましい範囲としては、３～１００μｍ程度、３～５０μｍ程度、１５～１００μｍ程度、１５～５０μｍ程度が挙げられる。
本開示において、１つのガスケット部材１０を用いるか、２つのガスケット部材１０を用いるかは、固体高分子形燃料電池３０の仕様などによって適宜選択すればよい。また、ガスケット部材１０の総厚や各層の厚みについても、固体高分子形燃料電池３０の厚みなどによって適宜選択すればよい。
ガスケット部材１０において、ガスケット部材１０を構成する積層体の厚み（総厚み）に対する、基材層１、接着層２、必要に応じて設けられるアンカーコート層３の合計厚みの割合は、好ましくは９０％以上であり、より好ましくは９５％以上であり、さらに好ましくは９８％以上、さらには１００％である。具体例としては、本開示のガスケット部材１０が、基材層１及び接着層２を含む場合、ガスケット部材１０を構成する積層体の厚み（総厚み）に対する、これら各層の合計厚みの割合は、好ましくは９０％以上であり、より好ましくは９５％以上であり、さらに好ましくは９８％以上である。また、本開示のガスケット部材１０が、基材層１、接着層２及びアンカーコート層３を含む積層体である場合にも、ガスケット部材１０を構成する積層体の厚み（総厚み）に対する、これら各層の合計厚みの割合は、例えば８０％以上、好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上、さらに好ましくは９８％以上、さらには１００％である。
本開示のガスケット部材１０を構成する積層体は、１２０℃の水中に３００時間静置された後における破断伸度保持率が、６０％以上である。これにより、高温環境における耐加水分解性に優れた特性が発揮される。ガスケット部材１０の当該破断伸度保持率の測定方法は、以下の通りである。
＜破断伸度保持率の測定方法＞
破断伸度保持率は以下の方法で実施する。具体的には、１２０℃の水に浸漬し３００時間静置した後、サンプルの破断伸度を測定し、得られた測定値を前記耐久試験前の破断伸度（初期破断伸度）で除算し、破断伸度保持率を求めた。破断伸度は、フィルムを幅（ＴＤ）１５ｍｍ、長さ（ＭＤ）５０ｍｍの短冊状に裁断し、引張試験機を用いて、引張速度２００ｍｍ／分、標線間距離を２０ｍｍの条件で引っ張ることにより破断するまでの伸度を測定した。試験環境は２３℃とし、３回測定した平均値とする。
破壊伸度保持率（％）＝耐久試験後の破断伸度÷耐久試験前の破断伸度（初期破断伸度）×１００
なお、ガスケット部材のＭＤの確認方法として、ガスケット部材の断面（例えば、第１接着層、基材、又は第２接着層の断面）を電子顕微鏡で観察し海島構造を確認する方法がある。当該方法においては、ガスケット部材の厚み方向に対して垂直な方向の島の形状の径の平均が最大であった断面と平行な方向を、ＭＤと判断することができる。具体的には、ガスケット部材の長さ方向の断面と、当該長さ方向の断面と平行な方向から１０度ずつ角度を変更し、長さ方向の断面に対して垂直な方向までの各断面（合計１０の断面）について、それぞれ、電子顕微鏡写真で観察して海島構造を確認する。次に、各断面において、それぞれ、個々の島の形状を観察する。個々の島の形状について、ガスケット部材の厚み方向に対して垂直方向の最左端と、当該垂直方向の最右端とを結ぶ直線距離を径ｙとする。各断面において、島の形状の当該径ｙが大きい順に上位２０個の径ｙの平均を算出する。島の形状の当該径ｙの平均が最も大きかった断面と平行な方向をＭＤと判断する。
高温環境における耐加水分解性により優れた特性を発揮する観点から、ガスケット部材１０を構成する積層体の前記破断伸度保持率は、６０％以上であり、好ましくは６５％以上、より好ましくは７０％以上、さらに好ましくは７５％以上、さらに好ましくは８０％以上、特に好ましくは８５％以上である。
ガスケット部材１０を構成する積層体の前記破断伸度保持率を６０％以上にまで高めるのに有効な方法としては、例えば、基材層１を形成する素材として、後述する樹脂や金属を用いる方法や、さらにはこれら素材の中でも、ガラス転移温度（Ｔｇ）の高い樹脂などを使用する方法が挙げられる。また、この方法と共に、接着層２にポリオレフィン系樹脂（特に、酸変性ポリオレフィン）を用いること、アンカーコート層３を設けることも有効である。すなわち、基材層１として耐熱性樹脂を用いた上で、接着層２に酸変性ポリオレフィンを用いたり、アンカーコート層３を設けたりすることで、耐熱性樹脂との接着性を高める方法が有効である。
高温環境における耐加水分解性により優れた特性を発揮する観点から、ガスケット部材１０を構成する積層体の温度１５０℃環境に３０分静置された場合の熱間収縮率は、好ましくは３０％以下、より好ましくは２０％以下、さらに好ましくは１０％以下である。また、同様の観点から、ガスケット部材１０を構成する積層体の温度１８０℃環境に３０分静置された場合の熱間収縮率は、好ましくは３０％以下、より好ましくは２０％以下、さらに好ましくは１０％以下、さらに好ましくは３％以下、さらに好ましくは１％以下、さらに好ましくは０．５％以下である。ガスケット部材１０の当該熱間収縮率の測定方法は、以下の通りである。
＜１５０℃又は１８０℃での熱間収縮率の測定方法＞
熱間収縮率は、ガスケット部材を縦（ＭＤ）１０ｃｍ×横（ＴＤ）１０ｃｍのサイズに切断した試験片を、１５０℃又は１８０℃のオーブン内で３０分間加熱し、試験片の縦方向及び横方向（直交する２方向）における加熱前後の寸法変化率を下記式（Ｉ）に基づいて求め、２方向の寸法変化率の絶対値を平均値として算出したものである。
熱間収縮率（％）＝｛（Ｘ－Ｙ）／Ｘ｝×１００ ・・・（Ｉ）
［Ｘ：オーブン内での加熱処理前の寸法、Ｙ：オーブン内での加熱処理後の寸法］
２．固体高分子形燃料電池用ガスケット部材を形成する各層
［基材層１］
本開示において、基材層１は、ガスケット部材１０の基材としての機能を発揮させることなどを目的として設けられる層である。基材層１は、２つの接着層２の間に位置する。
基材層１は、耐加水分解性に優れた素材により形成されることが好ましく、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルスルホン、ポリアリレート、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリメチルテンペン、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイド、フッ素樹脂、金属などを含むことが好ましい。基材層１の形成にこれらの素材を用いる場合、基材層１に含まれるこれらの素材は、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。
ポリオレフィンとしては、具体的には、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン等のポリエチレン；エチレン－αオレフィン共重合体；ホモポリプロピレン、ポリプロピレンのブロックコポリマー（例えば、プロピレンとエチレンのブロックコポリマー）、ポリプロピレンのランダムコポリマー（例えば、プロピレンとエチレンのランダムコポリマー）等のポリプロピレン；プロピレン－αオレフィン共重合体；エチレン－ブテン－プロピレンのターポリマー等が挙げられる。これらの中でも、ポリプロピレンが好ましい。共重合体である場合のポリオレフィン樹脂は、ブロック共重合体であってもよく、ランダム共重合体であってもよい。また、ポリオレフィン系樹脂は、酸変性ポリオレフィンであってもよい。基材層１にポリオレフィンが含まれる場合、基材層１に含まれるポリオレフィンは、１種類のみであってもよいし、２種類以上であってもよい。
酸変性ポリオレフィンとは、ポリオレフィンを酸成分でブロック重合又はグラフト重合することにより変性したポリマーである。酸変性されるポリオレフィンとしては、前記のポリオレフィンや、前記のポリオレフィンにアクリル酸若しくはメタクリル酸等の極性分子を共重合させた共重合体、又は、架橋ポリオレフィン等の重合体等も使用できる。また、酸変性に使用される酸成分としては、例えば、マレイン酸、アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸等のカルボン酸またはその無水物が挙げられる。好ましい酸変性ポリオレフィンとしては、カルボン酸またはその無水物で変性されたポリオレフィン、カルボン酸またはその無水物で変性されたポリプロピレン、無水マレイン酸変性ポリオレフィン、無水マレイン酸変性ポリプロピレンが挙げられる。基材層１に酸変性ポリオレフィンが含まれる場合、基材層１に含まれる酸変性ポリオレフィンは、１種類のみであってもよいし、２種類以上であってもよい。
ポリアミドとしては、具体的には、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン１２、ナイロン４６、ナイロン６とナイロン６６との共重合体等の脂肪族ポリアミド；テレフタル酸及び／又はイソフタル酸に由来する構成単位を含むナイロン６Ｉ、ナイロン６Ｔ、ナイロン６ＩＴ、ナイロン６Ｉ６Ｔ（Ｉはイソフタル酸、Ｔはテレフタル酸を表す）等のヘキサメチレンジアミン－イソフタル酸－テレフタル酸共重合ポリアミド、ポリアミドＭＸＤ６（ポリメタキシリレンアジパミド）等の芳香族を含むポリアミド；ポリアミドＰＡＣＭ６（ポリビス（４－アミノシクロヘキシル）メタンアジパミド）等の脂環式ポリアミド；さらにラクタム成分や、４，４'－ジフェニルメタン－ジイソシアネート等のイソシアネート成分を共重合させたポリアミド、共重合ポリアミドとポリエステルやポリアルキレンエーテルグリコールとの共重合体であるポリエステルアミド共重合体やポリエーテルエステルアミド共重合体；これらの共重合体等のポリアミドが挙げられる。基材層１にポリアミドが含まれる場合、基材層１に含まれるポリアミドは、１種類のみであってもよいし、２種類以上であってもよい。
ポリアミドとしては、特に、α晶を有するものであることが好ましく、具体的には、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン４６、ナイロン６とナイロン６６との共重合体等の脂肪族ポリアミド等が挙げられる。
金属としては、アルミニウム合金、銅、亜鉛、チタン、ステンレスなどが挙げられる。
本開示において、ガスケット部材１０の高温環境における耐加水分解性を好適に高める観点から、基材層１は、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルスルホン、ポリアリレート、又はポリオレフィンを含むことが好ましく、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルスルホン、又はポリアリレートを含むことがより好ましく、ポリフェニルスルホンを含むことがさらに好ましい。基材層１は、これらのうち少なくとも１種の樹脂により形成されていることが好ましく、ポリフェニルスルホンにより形成されていることが特に好ましい。
また、本開示において、ガスケット部材１０の高温環境における耐加水分解性を好適に高める観点から、基材層１は、耐熱性に優れた樹脂により形成されていることが好ましく、基材層１を形成する樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）としては、好ましくは約１６０℃以上、より好ましくは約１８０℃以上、さらに好ましくは約２００℃以上である。なお、当該ガラス転移温度（Ｔｇ）の上限については、例えば、約４５０℃以下である。当該ガラス転移温度（Ｔｇ）は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）によって測定される、ＤＳＣ曲線のベースライン変位点を意味する。
基材層１の形態は、フィルムであってもよいし、不織布であってもよい。例えば基材層１がフィルムの形態である場合、基材層１は、前述した樹脂や金属のフィルムにより好適に形成することができる。また、例えば基材層１が不織布の形態である場合、基材層１は、前述した樹脂や金属の不織布により好適に形成することができる。基材層１が不織布の形態である場合、不織布である基材層１の隙間に接着層２を含浸させることができるため、基材層１と接着層２との物理的な接着性を高めることができる。したがって、基材層１が不織布の形態である場合、後述するアンカーコート層３を基材層１の表面に設けてもよいが、アンカーコート層３を設けなくても基材層１と接着層２との接着性は十分に高められる。一方、基材層１がフィルムの形態である場合には、基材層１と接着層２との接着性を高める観点からは、基材層１の表面にアンカーコート層３を設けることが好ましい。
基材層１は、単層であってもよいし、２層以上により構成されていてもよい。基材層１が２層以上により構成されている場合、各層を構成する素材や厚みについては、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
また、基材層１の表面及び内部の少なくとも一方には、フィラー、難燃剤、アンチブロッキング剤、酸化防止剤、光安定剤、粘着付与剤、耐電防止剤等の添加剤が存在していてもよい。添加剤の具体例としては、例えば、アルミナ、シリカ、チタニアなどの金属酸化物粒子が挙げられる。添加剤は、１種類のみを用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。
本開示において、基材層１の厚みは、固体高分子形燃料電池のサイズなどによって適宜調整されるが、ガスケット部材１０の高温環境における耐加水分解性を好適に高める観点から、好ましくは約２０μｍ以上、より好ましくは約４０μｍ以上、さらに好ましくは約５０μｍ以上、さらに好ましくは１００μｍ以上であり、また、好ましくは約２００μｍ以下、より好ましくは約１５０μｍ以下、さらに好ましくは約１００μｍ以下である。基材層１の厚みの好ましい範囲としては、２０～２００μｍ程度、２０～１５０μｍ程度、２０～１００μｍ程度、４０～２００μｍ程度、４０～１５０μｍ程度、４０～１００μｍ程度、１００～２００μｍ程度、１００～１５０μｍ程度が挙げられる。
基材層１が不織布の形態である場合、基材層１の目付は、固体高分子形燃料電池のサイズなどによって適宜調整されるが、ガスケット部材１０の高温環境における耐加水分解性を好適に高める観点から、好ましくは約５ｇ／ｍ2以上、より好ましくは約１０ｇ／ｍ2以上、さらに好ましくは約１５ｇ／ｍ2以上であり、また、好ましくは約５０ｇ／ｍ2以下、より好ましくは約４０ｇ／ｍ2以下、さらに好ましくは約３０ｇ／ｍ2以下である。基材層１が不織布の形態である場合、基材層１の目付の好ましい範囲としては、５～５０ｇ／ｍ2程度、５～４０ｇ／ｍ2程度、５～３０ｇ／ｍ2程度、１０～５０ｇ／ｍ2程度、１０～４０ｇ／ｍ2程度、１０～３０ｇ／ｍ2程度、１５～５０ｇ／ｍ2程度、１５～４０ｇ／ｍ2程度、１５～３０ｇ／ｍ2程度が挙げられる。
［接着層２］
ガスケット部材１０において、接着層２は、基材層１の両側に配置されている。ガスケット部材１０の両側の接着層２は、ガスケット部材１０の最外層を構成しており、一方側の接着層２は、電解質膜２１側に配置され、他方側の接着層２は、セパレータ２５側に配置される（図６を参照）。なお、電解質膜２１側に配置される接着層２と、セパレータ２５側に配置される接着層２とは、素材、厚みなどが同一であってもよいし、異なってもよい。また、接着層２の表面及び内部の少なくとも一方には、フィラー、難燃剤、アンチブロッキング剤、酸化防止剤、光安定剤、粘着付与剤、耐電防止剤等の添加剤が存在していてもよい。添加剤の具体例としては、例えば、アルミナ、シリカ、チタニアなどの金属酸化物粒子が挙げられる。添加剤は、１種類のみを用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。
接着層２は、セパレータ２５及び電解質膜２１との接着性に優れた樹脂により形成することが好ましい。接着層２の形成に使用される樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂、粘着剤（アクリル系樹脂、脂肪族ポリアミドなど）、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂、フェノール樹脂など）などが挙げられる。接着層２に含まれる樹脂は、１種類のみであってもよいし、２種類以上であってもよい。
ポリオレフィン系樹脂としては、基材層１について例示したものと同じものが例示される。これらの中でも、金属により構成されたセパレータ２５との接着性に優れることから、接着層２は酸変性ポリオレフィン、イミン変性ポリオレフィン、カルボジイミド変性ポリオレフィンの少なくとも１つを含んでいることが好ましく、酸変性ポリオレフィンにより形成されていることがさらに好ましい。さらに、酸変性ポリオレフィンの中でも、酸変性ポリプロピレンが好ましい。本開示において、酸変性ポリオレフィンを用いることにより、基材層１と共に、ガスケット部材１０の高温環境における耐加水分解性を好適に高め得る。
接着層２は、単層であってもよいし、２層以上により構成されていてもよい。接着層２が２層以上により構成されている場合、各層を構成する素材や厚みについては、同一であってもよいし、異なっていてもよい。なお、接着層２が２層以上により構成されている場合にも、ガスケット部材１０の最外層に位置する層は、金属により構成されたセパレータ２５との接着性に優れることから、酸変性ポリオレフィンを含んでいることが好ましく、酸変性ポリオレフィンにより形成されていることがさらに好ましい。
接着層２の厚みは、それぞれ、固体高分子形燃料電池のサイズなどによって適宜調整されるが、ガスケット部材１０の高温環境における耐加水分解性を好適に高める観点から、好ましくは約１０μｍ以上、より好ましくは約１５μｍ以上、さらに好ましくは約２０μｍ以上であり、また、好ましくは約１００μｍ以下、より好ましくは約８０μｍ以下、さらに好ましくは約６０μｍ以下である。接着層２の厚みの好ましい範囲としては、１０～１００μｍ程度、１０～８０μｍ程度、１０～６０μｍ程度、１５～１００μｍ程度、１５～８０μｍ程度、１５～６０μｍ程度、２０～１００μｍ程度、２０～８０μｍ程度、２０～６０μｍ程度が挙げられる。
基材層１とその両側の接着層２の積層体は、例えば、予め用意した基材層１の両面側に接着層２を形成する樹脂を押し出して製造することもできるし、基材層１を形成する樹脂と、接着層２を形成する樹脂を同時に押し出して製造することもできる。あるいは、予め用意した接着層２の間に基材層１を押し出して製造することもできる。なお、樹脂の押出・積層方法としては、特に限定されないが、押出ラミネート法、Ｔダイ法、インフレーション法、サーマルラミネート法などの公知の方法を適用できる。後述のアンカーコート層３を設ける場合には、基材層１の表面の少なくとも一方側に、アンカーコート層３を形成する樹脂等を塗布し、その上から接着層を積層すればよい。
［アンカーコート層３］
アンカーコート層３は、基材層１と接着層２との接着性を高めることを目的として、必要に応じて、基材層１の表面の少なくとも一方側に設けられる層である。アンカーコート層３は、基材層１の両面側に設けられていることが好ましい。
前記の通り、基材層１は、耐熱性に優れた樹脂により形成されていることが好ましいが、耐熱性に優れた樹脂は、一般に、樹脂との接着性が低い性質を有している。従って、例えばガラス転移温度（Ｔｇ）が約１６０℃以上の耐熱性の高い樹脂フィルムを基材層１に使用する場合には、基材層１と接着層２との接着性を高める観点から、アンカーコート層３を設けることが有効である。
アンカーコート層３を形成する素材については、基材層１と接着層２との接着性を高めるものであれば特に制限されないが、好ましくはイソシアネート系、ポリエチレンイミン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリビニルブチラール系、アクリル系、アミノエチル化アクリルポリマー系、スチレン／マレイン酸共重合系、ゴム系、エポキシ系等の樹脂が挙げられる。これらの樹脂は１種ないし２種以上混合して用いることができる。
イソシアネート基を有する化合物としては、特に制限されないが、基材層１と接着層２との接着性を効果的に高める観点からは、好ましくは多官能イソシアネート化合物が挙げられる。多官能イソシアネート化合物は、２つ以上のイソシアネート基を有する化合物であれば、特に限定されない。多官能イソシアネート系硬化剤の具体例としては、ペンタンジイソシアネート（ＰＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、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）、m-キシリレンジイソシアネート（XDI）、これらをポリマー化やヌレート化したもの、これらの混合物や他ポリマーとの共重合物などが挙げられる。また、アダクト体、ビュレット体、イソシアヌレート体などが挙げられる。また、トリフェニルメタン－４，４'，４"－トリイソシアネート、トリス（ｐ－イソシアネートフェニル）チオフォスフェイト等のトリイソシアネートが挙げられる。アンカーコート層３の形成に用いられるイソシアネート基を有する化合物は、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。
ポリウレタン系としては、ポリエステル樹脂および多官能イソシアネート化合物２液混合物、ポリカーボネートジオールおよび多官能イソシアネート化合物２液混合物などが挙げられる。具体例としては、ポリウレタン系としては、ポリエステル樹脂およびヘキサメチレンジイソシアネート２液混合物、ポリカーボネートジオールおよびポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート２液混合物などが挙げられる。
アンカーコート層３の厚みは、それぞれ、固体高分子形燃料電池のサイズなどによって適宜調整されるが、ガスケット部材１０の高温環境における耐加水分解性を好適に高める観点から、好ましくは約０．０２ｇ／ｍ2以上、より好ましくは０．０５ｇ／ｍ2以上、さらに好ましくは約０．１ｇ/ｍ2以上、さらに好ましくは約０．３ｇ/ｍ2以上、さらに好ましくは約０．５ｇ/ｍ2以上であり、また、好ましくは約５ｇ/ｍ2以下、より好ましくは約４ｇ/ｍ2以下、さらに好ましくは約３ｇ/ｍ2以下である。アンカーコート層３の厚みの好ましい範囲としては、０．０２～５ｇ/ｍ2程度、０．０２～４ｇ/ｍ2程度、０．０２～３ｇ/ｍ2程度、０．０５～５ｇ/ｍ2程度、０．０５～４ｇ/ｍ2程度、０．０５～３ｇ/ｍ2程度、０．１～５ｇ/ｍ2程度、０．１～４ｇ/ｍ2程度、０．１～３ｇ/ｍ2程度、０．３～５ｇ/ｍ2程度、０．３～４ｇ/ｍ2程度、０．３～３ｇ/ｍ2程度、０．５～５ｇ/ｍ2程度、０．５～４ｇ/ｍ2程度、０．５～３ｇ/ｍ2程度が挙げられる。
３．ガスケット部材付き電極－電解質膜積層体
本開示のガスケット部材付き電極－電解質膜積層体２０は、電極－電解質膜積層体に本開示のガスケット部材１０が取り付けられたものである（図４参照）。本開示のガスケット部材付き電極－電解質膜積層体２０は、具体的には、電解質膜２１の両面に触媒層２２，２３及びガス拡散層２４が配置された電極－電解質膜積層体と、電極－電解質膜積層体の外周縁部を覆うように配置された、枠状のガスケット部材１０とを備え、ガスケット部材１０は、少なくとも、基材層１と、基材層１の両面側に配置された接着層２とを備える積層体から構成されており、当該積層体は、１２０℃の水中に３００時間静置された後における破断伸度保持率が、６０％以上であることを特徴としている。
本開示のガスケット部材１０は、例えば図４に示すように、電極－電解質膜積層体の外周縁部を一方面側及び他方面側から覆うように配置し、互いに貼り合わされた一対の部材としてもよいし、図７に示すように、１つのガスケット部材１０で電極－電解質膜積層体の外周縁部を覆うようにしてもよい。
電解質膜２１は、特に制限されず、例えば公知の固体高分子形燃料電池に使用されているものであってよい。電解質膜２１は、例えば、基材上に水素イオン伝導性高分子電解質を含有する溶液を塗工し、乾燥することにより形成される。水素イオン伝導性高分子電解質としては、例えば、パーフルオロスルホン酸系のフッ素イオン交換樹脂、より具体的には、炭化水素系イオン交換膜のＣ－Ｈ結合をフッ素で置換したパーフルオロカーボンスルホン酸系ポリマー（ＰＦＳ系ポリマー）等が挙げられる。電気陰性度の高いフッ素原子を導入することで、化学的に非常に安定し、スルホン酸基の解離度が高く、高いイオン伝導性が実現できる。このような水素イオン伝導性高分子電解質の具体例としては、デュポン社製の「Ｎａｆｉｏｎ」（登録商標）、旭硝子（株）製の「Ｆｌｅｍｉｏｎ」（登録商標）、旭化成（株）製の「Ａｃｉｐｌｅｘ」（登録商標）、ゴア（Ｇｏｒｅ）社製の「ＧｏｒｅＳｅｌｅｃｔ」（登録商標）等が挙げられる。水素イオン伝導性高分子電解質含有溶液中に含まれる水素イオン伝導性高分子電解質の濃度は、通常５～６０重量％程度、好ましくは２０～４０重量％程度である。なお、電解質膜２１の厚みは通常３～５０μｍ程度、好ましくは５～２０μｍ程度である。また、図示を省略するが、電解質膜２１の端面は、触媒層２２，２３の端面と揃っている必要はなく、例えば電解質膜２１の端面が触媒層２２，２３の端面よりも突出しており、ガスケット部材１０の接着層２が、電解質膜２１の突出した部分を覆うようにしてもよい。
触媒層２２，２３は、具体的には、一方がアノード触媒層であり、他方がカソード触媒層である。触媒層２２，２３は、特に制限されず、例えば公知の固体高分子形燃料電池に使用されているものであってよい。触媒層２２，２３は、例えば、白金含有の触媒層である。触媒層２２，２３は、例えば、触媒粒子を担持させた炭素粒子及び水素イオン伝導性高分子電解質を含有する。触媒粒子としては、例えば、白金や白金化合物等が挙げられる。白金化合物としては、例えば、ルテニウム、パラジウム、ニッケル、モリブデン、イリジウム、鉄等からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属と、白金との合金等が挙げられる。なお、通常は、カソード触媒層に含まれる触媒粒子は白金であり、アノード触媒層に含まれる触媒粒子は前記金属と白金との合金である。また、水素イオン伝導性高分子電解質としては、電解質膜２１に使用されるものと同じ材料を使用することができる。
電解質膜２１及び触媒層２２，２３の大きさや形状は、固体高分子形燃料電池の大きさに応じて調整され、本開示のガスケット部材１０の大きさや形状についても、ガスケット部材として機能するようにして（すなわち、熱プレスに耐え得る機械的強度を有し、外部に燃料及び酸化剤を漏出しない程度のガスバリア性を発揮するようにして）、これらの大きさに応じて適宜調整される。
４．固体高分子形燃料電池
本開示の固体高分子形燃料電池３０は、本開示のガスケット部材１０を利用した固体高分子形燃料電池である。すなわち、本開示の固体高分子形燃料電池３０は、本開示のガスケット部材付き電極－電解質膜積層体２０を備える。
固体高分子形燃料電池３０は、触媒層－電解質膜積層体を備えており、触媒層－電解質膜積層体の触媒層２２，２３の上に、それぞれ、ガス拡散層２４が形成されることで電極－電解質膜積層体が構成されている。触媒層２２，２３とガス拡散層２４とで、それぞれ電極（アノード極及びカソード極）を構成している。そして、これらの電極を囲むようにして、本開示のガスケット部材１０が電解質膜２１の外周縁部上に設置されている。さらに、ガスケット部材１０が設置された電極－電解質膜積層体を上下から挟持するように、ガス流路２６が形成されたセパレータ２５が設置されている。
ガス拡散層２４は、特に制限されず、例えば公知の固体高分子形燃料電池に使用されているものであってよい。すなわち、ガス拡散層２４は、アノード極、カソード極を構成する各種のガス拡散層を使用でき、燃料である燃料ガス及び酸化剤ガスを効率よく触媒層２２，２３に供給するため、多孔質の導電性基材からなっている。多孔質の導電性基材としては、例えば、カーボンペーパーやカーボンクロス等が挙げられる。
セパレータ２５は、特に制限されず、例えば公知の固体高分子形燃料電池に使用されているものであってよい。セパレータ２５は、燃料電池内の環境においても安定な導電性板であればよく、一般的には、チタン、アルミニウム、銅、ステンレス等の金属板にガス流路２６を形成したものが用いられる。また、セパレータ２５を上記の金属により構成し、金属の表面にカーボン、銀、窒化クロム、白金族金属又はその酸化物、導電性ポリマーなどの導電性材料からなる被膜を形成したもの等も使用可能である。
本開示の固体高分子形燃料電池３０の作動温度は、特に制限されないが、ガスケット部材１０の高温環境での耐加水分解性に優れることから、例えば６０℃以上、さらには１００℃以上の作動温度で使用してもよい。燃料電池の使用温度を高めることで、出力密度が高められる。なお、本開示の固体高分子形燃料電池３０の作動温度の上限については、例えば１５０℃以下が挙げられる。
以下に実施例及び比較例を示して本開示を詳細に説明する。但し本開示は実施例に限定されるものではない。
＜固体高分子形燃料電池用ガスケット部材の製造＞
（実施例１）
基材層として、ポリスルホン（ＰＳＵ）フィルム（厚さ１００μｍ、Ｔｇ１８０℃）を用意した。次に、基材層の両面に、イソシアネート基を有する化合物を含む樹脂組成物（ポリエステル樹脂およびヘキサメチレンジイソシアネート２液混合物）を塗布して、アンカーコート層（厚さ０．５ｇ/ｍ2）を形成した。さらに、両側のアンカーコート層の表面に、それぞれ、無水マレイン酸変性ポリプロピレン（ＰＰａ）を厚さ５０μｍとなるようにして溶融押出しすることにより、接着層を形成して、接着層（厚さ５０μｍ）／アンカーコート層（厚さ０．５ｇ/ｍ2）／基材層（厚さ１００μｍ）／アンカーコート層（厚さ０．５ｇ/ｍ2）／接着層（厚さ５０μｍ）が順に積層された固体高分子形燃料電池用ガスケット部材（厚み２００μｍ）を得た。
（実施例２）
基材層として、ポリスルホン（ＰＳＵ）フィルムの代わりに、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳＵ）フィルム（厚さ１００μｍ、Ｔｇ２２０℃）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、接着層（厚さ５０μｍ）／アンカーコート層（厚さ０．５ｇ/ｍ2）／基材層（厚さ１００μｍ）／アンカーコート層（厚さ０．５ｇ/ｍ2）／接着層（厚さ５０μｍ）が順に積層された固体高分子形燃料電池用ガスケット部材（厚み２００μｍ）を得た。
（実施例３）
基材層として、ポリスルホン（ＰＳＵ）フィルムの代わりに、ポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）フィルム（厚さ１００μｍ、Ｔｇ２２０℃）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、接着層（厚さ５０μｍ）／アンカーコート層（厚さ０．５ｇ/ｍ2）／基材層（厚さ１００μｍ）／アンカーコート層（厚さ０．５ｇ/ｍ2）／接着層（厚さ５０μｍ）が順に積層された固体高分子形燃料電池用ガスケット部材（厚み２００μｍ）を得た。
（実施例４）
アンカーコート層を形成する樹脂組成物（アンカーコート材料）として、「イソシアネート基を有する化合物を含む樹脂組成物（ポリエステル樹脂およびヘキサメチレンジイソシアネート２液混合物）」の代わりに「2液型ウレタン（ポリカーボネートジオールとポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート２液混合物）」を用いたこと以外は、実施例３と同様にして、接着層（厚さ５０μｍ）／アンカーコート層（厚さ０．５ｇ/ｍ2）／基材層（厚さ１００μｍ）／アンカーコート層（厚さ０．５ｇ/ｍ2）／接着層（厚さ５０μｍ）が順に積層された固体高分子形燃料電池用ガスケット部材（厚み２００μｍ）を得た。
（実施例５）
アンカーコート層を形成する樹脂組成物（アンカーコート材料）として、「イソシアネート基を有する化合物を含む樹脂組成物（ポリエステル樹脂およびヘキサメチレンジイソシアネート２液混合物）」の代わりに「トリフェニルメタン－４，４'，４"－トリイソシアネート(１液硬化タイプ)」を用いたこと以外は、実施例３と同様にして、接着層（厚さ５０μｍ）／アンカーコート層（厚さ０．５ｇ/ｍ2）／基材層（厚さ１００μｍ）／アンカーコート層（厚さ０．５ｇ/ｍ2）／接着層（厚さ５０μｍ）が順に積層された固体高分子形燃料電池用ガスケット部材（厚み２００μｍ）を得た。
（実施例６）
アンカーコート層を形成する樹脂組成物（アンカーコート材料）として、「イソシアネート基を有する化合物を含む樹脂組成物（ポリエステル樹脂およびヘキサメチレンジイソシアネート２液混合物）」の代わりに「ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(１液硬化タイプ)」を用いたこと以外は、実施例３と同様にして、接着層（厚さ５０μｍ）／アンカーコート層（厚さ０．５ｇ/ｍ2）／基材層（厚さ１００μｍ）／アンカーコート層（厚さ０．５ｇ/ｍ2）／接着層（厚さ５０μｍ）が順に積層された固体高分子形燃料電池用ガスケット部材（厚み２００μｍ）を得た。
（実施例７）
アンカーコート層を形成する樹脂組成物（アンカーコート材料）として、「イソシアネート基を有する化合物を含む樹脂組成物（ポリエステル樹脂およびヘキサメチレンジイソシアネート２液混合物）」の代わりに「ヘキサメチレンジイソシアネートのポリイソシアネート(１液硬化タイプ)」を用いたこと以外は、実施例３と同様にして、接着層（厚さ５０μｍ）／アンカーコート層（厚さ０．５ｇ/ｍ2）／基材層（厚さ１００μｍ）／アンカーコート層（厚さ０．５ｇ/ｍ2）／接着層（厚さ５０μｍ）が順に積層された固体高分子形燃料電池用ガスケット部材（厚み２００μｍ）を得た。
（比較例１）
基材層として、ポリスルホン（ＰＳＵ）フィルムの代わりに、固体高分子形燃料電池用ガスケット部材の基材層に一般的に用いられているポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム（厚さ１００μｍ、Ｔｇ１５５℃）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、接着層（厚さ５０μｍ）／アンカーコート層（厚さ０．５ｇ/ｍ2）／基材層（厚さ１００μｍ）／アンカーコート層（厚さ０．５ｇ/ｍ2）／接着層（厚さ５０μｍ）が順に積層された固体高分子形燃料電池用ガスケット部材（厚み２００μｍ）を得た。
＜破断伸度保持率（高温環境における耐加水分解性評価）＞
実施例及び比較例で製造した固体高分子形燃料電池用ガスケット部材について、それぞれ、以下の測定条件によって、１２０℃の水中（耐熱・耐圧容器内）に３００時間静置された後における破断伸度保持率（％）を測定した。結果を表１に示す。１２０℃の水に浸漬し３００時間静置した後、サンプルの破断伸度を測定し、得られた測定値を前記耐久試験前の破断伸度（初期破断伸度）で除算し、破断伸度保持率を求める。破断伸度は、フィルムを幅（ＴＤ）１５ｍｍ、長さ（ＭＤ）５０ｍｍの短冊状に裁断し、引張試験機を用いて、引張速度２００ｍｍ／分、標線間距離を２０ｍｍの条件で引っ張ることにより破断するまでの伸度を測定した。試験環境は２３℃とし、３回測定した平均値とする。
破壊伸度保持率（％）＝耐久試験後の破断伸度÷耐久試験前の破断伸度（初期破断伸度）×１００
＜セパレータに対する接着強度＞
実施例及び比較例で製造した固体高分子形燃料電池用ガスケット部材について、それぞれ、以下の測定条件によって、セパレータに見立てたステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）に対する接着強度（Ｎ）を測定した。結果を表１に示す。ＪＩＳ Ｋ７１２７：１９９９の規定に準拠して、２５℃環境の剥離強度を次のようにして測定した。サンプルからＴＤ方向１５ｍｍ幅の短冊状にサンプルを切り出し、金属－接着層を熱プレスにより接着し測定用サンプルを作成した。次に、測定用サンプルを引張試験機に取り付け、引張速度３００ｍｍ／ｍｉｎ、標線間距離５０ｍｍの条件で金属層－接着層間の接着強度（剥離強度）を測定し、剥離時の最大強度をシール強度（Ｎ／１５ｍｍ）とした。３回測定した平均値とした。熱プレス条件は、温度１７０℃、面圧を１ＭＰａ、プレス時間を２０秒（ｓ）に固定し、温度を変更して測定した。剥離方向は１８０°方向とし、測定用サンプルにおけるステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）の接着部の大きさは幅１５ｍｍ、長さ３０ｍｍである。
＜１８０℃での熱間収縮率の測定＞
熱間収縮率は、ガスケット部材を縦（ＭＤ）１０ｃｍ×横（ＴＤ）１０ｃｍのサイズに切断した試験片を、１８０℃のオーブン内で３０分間加熱し、試験片の縦方向及び横方向（直交する２方向）における加熱前後の寸法変化率を下記式（Ｉ）に基づいて求め、２方向の寸法変化率の絶対値を平均値として算出した。
熱間収縮率（％）＝｛（Ｘ－Ｙ）／Ｘ｝×１００ ・・・（Ｉ）
［Ｘ：オーブン内での加熱処理前の寸法、Ｙ：オーブン内での加熱処理後の寸法］
実施例１～７のガスケット部材は、基材層と、基材層の両面側に配置された接着層とを備える積層体から構成されており、１２０℃の水中に３００時間静置された後における破断伸度保持率が６０％以上であり、高温環境での耐加水分解性に優れていた。また、実施例１～７のガスケット部材は、セパレータに対する接着性も良好であった。
以上の通り、本開示は、以下に示す態様の発明を提供する。
項１． 少なくとも、基材層と、前記基材層の両面側に配置された接着層とを備える積層体から構成されており、
前記積層体は、１２０℃の水中に３００時間静置された後における破断伸度保持率が、６０％以上である、固体高分子形燃料電池用ガスケット部材。
項２． 前記基材層は、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルスルホン、ポリアリレート、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリメチルテンペン、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイド、フッ素樹脂、及び金属からなる群より選択される少なくとも１種を含む、項１に記載の固体高分子形燃料電池用ガスケット部材。
項３． 前記基材層が、不織布である、項１または２に記載の固体高分子形燃料電池用ガスケット部材。
項４． 前記基材層の表面の少なくとも一方側にアンカーコート層を備える、項１～３のいずれか１項に記載の固体高分子形燃料電池用ガスケット部材。
項５． 前記基材層の厚みが、２０μｍ以上２００μｍ以下である、項１～４のいずれか１項に記載の固体高分子形燃料電池用ガスケット部材。
項６． 前記接着層の厚みが、１０μｍ以上１００μｍ以下である、項１～５のいずれか１項に記載の固体高分子形燃料電池用ガスケット部材。
項７． 電解質膜の両面に触媒層及びガス拡散層が配置された電極－電解質膜積層体と、
前記電極－電解質膜積層体の外周縁部を覆うように配置された、枠状のガスケット部材と、
を備え、
前記ガスケット部材は、少なくとも、基材層と、前記基材層の両面側に配置された接着層とを備える積層体から構成されており、
前記積層体は、１２０℃の水中に３００時間静置された後における破断伸度保持率が、６０％以上である、ガスケット部材付き電極－電解質膜積層体。
項８． 前記基材層は、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルスルホン、ポリアリレート、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリメチルテンペン、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイド、フッ素樹脂、及び金属からなる群より選択される少なくとも１種を含む、項７に記載のガスケット部材付き電極－電解質膜積層体。
項９． 前記基材層が、不織布である、項７または８に記載のガスケット部材付き電極－電解質膜積層体。
項１０． 前記基材層の表面の少なくとも一方側にアンカーコート層を備える、項７～９のいずれか１項に記載のガスケット部材付き電極－電解質膜積層体。
項１１． 前記基材層の厚みが、２０μｍ以上２００μｍ以下である、項７～１０のいずれか１項に記載のガスケット部材付き電極－電解質膜積層体。
項１２． 前記接着層の厚みが、１０μｍ以上１００μｍ以下である、項７～１１のいずれか１項に記載のガスケット部材付き電極－電解質膜積層体。
項１３． 項７～１２のいずれか１項に記載のガスケット部材付き電極－電解質膜積層体を備える、固体高分子形燃料電池。
項１４． 少なくとも、基材層と、前記基材層の両面側に配置された接着層とを備える積層体から構成された固体高分子形燃料電池用ガスケット部材の製造方法であって、
前記基材層の両面側に、前記接着層を積層する工程を備えており、
前記積層体は、１２０℃の水中に３００時間静置された後における破断伸度保持率が、６０％以上である、固体高分子形燃料電池用ガスケット部材の製造方法。
１ 基材層
２ 接着層
３ アンカーコート層
１０ ガスケット部材
１１ 開口部
２０ ガスケット部材付き電極－電解質膜積層体
２１ 電解質膜
２２，２３ 触媒層
２４ ガス拡散層
２５ セパレータ
２６ ガス流路
３０ 固体高分子形燃料電池

Claims (12)

  1. 少なくとも、基材層と、前記基材層の両面側に配置された接着層とを備える積層体から構成されており、
    前記基材層の厚みが、２０μｍ以上２００μｍ以下であり、
    前記接着層の厚みが、１０μｍ以上１００μｍ以下であり、
    前記基材層は、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルスルホン、ポリアリレート、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリメチルテンペン、ポリフェニレンオキサイド、及びポリフェニレンサルファイドからなる群より選択される少なくとも１種を含み、
    前記接着層は、樹脂により形成されており、
    前記積層体は、１２０℃の水中に３００時間静置された後における破断伸度保持率が、８０％以上である、固体高分子形燃料電池用ガスケット部材。
  2. 前記基材層が、不織布である、請求項１に記載の固体高分子形燃料電池用ガスケット部材。
  3. 前記基材層の表面の少なくとも一方側にアンカーコート層を備える、請求項１または２に記載の固体高分子形燃料電池用ガスケット部材。
  4. 前記基材層の厚みが、４０μｍ以上２００μｍ以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の固体高分子形燃料電池用ガスケット部材。
  5. 前記接着層の厚みが、１５μｍ以上１００μｍ以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の固体高分子形燃料電池用ガスケット部材。
  6. 電解質膜の両面に触媒層及びガス拡散層が配置された電極－電解質膜積層体と、
    前記電極－電解質膜積層体の外周縁部を覆うように配置された、枠状のガスケット部材と、
    を備え、
    前記ガスケット部材は、少なくとも、基材層と、前記基材層の両面側に配置された接着層とを備える積層体から構成されており、
    前記基材層の厚みが、２０μｍ以上２００μｍ以下であり、
    前記接着層の厚みが、１０μｍ以上１００μｍ以下であり、
    前記基材層は、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルスルホン、ポリアリレート、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリメチルテンペン、ポリフェニレンオキサイド、及びポリフェニレンサルファイドからなる群より選択される少なくとも１種を含み、
    前記接着層は、樹脂により形成されており、
    前記積層体は、１２０℃の水中に３００時間静置された後における破断伸度保持率が、８０％以上である、ガスケット部材付き電極－電解質膜積層体。
  7. 前記基材層が、不織布である、請求項６に記載のガスケット部材付き電極－電解質膜積層体。
  8. 前記基材層の表面の少なくとも一方側にアンカーコート層を備える、請求項６又は７に記載のガスケット部材付き電極－電解質膜積層体。
  9. 前記基材層の厚みが、４０μｍ以上２００μｍ以下である、請求項６～８のいずれか１項に記載のガスケット部材付き電極－電解質膜積層体。
  10. 前記接着層の厚みが、１５μｍ以上１００μｍ以下である、請求項６～９のいずれか１項に記載のガスケット部材付き電極－電解質膜積層体。
  11. 請求項６～１０のいずれか１項に記載のガスケット部材付き電極－電解質膜積層体を備える、固体高分子形燃料電池。
  12. 少なくとも、基材層と、前記基材層の両面側に配置された接着層とを備える積層体から構成された固体高分子形燃料電池用ガスケット部材の製造方法であって、
    前記基材層の厚みが、２０μｍ以上２００μｍ以下であり、
    前記接着層の厚みが、１０μｍ以上１００μｍ以下であり、
    前記基材層の両面側に、前記接着層を積層する工程を備えており、
    前記基材層は、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルスルホン、ポリアリレート、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリメチルテンペン、ポリフェニレンオキサイド、及びポリフェニレンサルファイドからなる群より選択される少なくとも１種を含み、
    前記接着層は、樹脂により形成されており、
    前記積層体は、１２０℃の水中に３００時間静置された後における破断伸度保持率が、８０％以上である、固体高分子形燃料電池用ガスケット部材の製造方法。
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