(57)【要約】【課題】優れた気体不透過性すなわちシール性を発揮し、シール材がＧＤＬ３に含浸せず、よってＧＤＬ３の物性を変えることがなく、またＧＤＬ３表面にクラックがあるときにこれを埋めることが可能な燃料電池用ＧＤＬ一体ガスケット１を提供する。【解決手段】多孔質材よりなるＧＤＬ３を含む基板２上にシール層６を一体に被着してなる燃料電池用ＧＤＬ一体ガスケット１であって、シール層６は、液状シール材をスクリーン印刷法により基板２の表面２ａ上に塗布して固化させたものであることを特徴とする。シール層６を形成するシール材は、基板２の表面２ａ上に盛り上がるように塗布される。また、シール材は、基板２におけるシール材塗布面２ａとは反対側の面２ｂにまで浸透しないように塗布され、あるいは基板２に浸透しないように塗布される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質材よりなるＧＤＬを含む基板上にシール層を一体に被着してなる燃料電池用ＧＤＬ一体ガスケットであって、
前記シール層は、液状シール材をスクリーン印刷法により前記基板の表面上に塗布して固化させたものであることを特徴とする燃料電池用ＧＤＬ一体ガスケット。
【請求項２】
請求項１のガスケットにおいて、
シール層を形成する上記シール材は、基板の表面上に盛り上がるように塗布されていることを特徴とする燃料電池用ＧＤＬ一体ガスケット。
【請求項３】
請求項１または２のガスケットにおいて、
シール層を形成する上記シール材は、基板におけるシール材塗布面とは反対側の面にまで浸透しないように塗布されていることを特徴とする燃料電池用ＧＤＬ一体ガスケット。
【請求項４】
請求項１または２のガスケットにおいて、
シール層を形成する上記シール材は、基板に浸透しないように塗布されていることを特徴とする燃料電池用ＧＤＬ一体ガスケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の構成要素の一つをなす燃料電池用ＧＤＬ一体ガスケットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開２００４−９５５６５号公報に掲載されたように、本願出願人は先に、空隙部を有するシール対象物のシール部の空隙部分にシール材を含浸せしめることによりシール材をシール対象物に一体化させた積層型燃料電池用ガスケットを提案しており、この先行技術によれば、従来行なわれていたようにスタック組立時に液状シール材を塗布したりＯリングを装着したりすることなく、シール材がシール対象物と一体化された状態で加硫されるため、シール対象物の確実なシールを可能とし、またシール部の薄肉化を可能とすることもできる。
【０００３】
しかしながら、この先行技術によると、シール材が含浸するのに伴ってシール対象物の圧縮特性等の物性が変わってしまうことがある。
【０００４】
そこで、シール対象物の表面部のみに気体不透過部を設定すべくシール層を形成することを試みたが、この場合、射出成形法にてシール層を成形すると、シール材に射出圧力が作用することから、どうしてもシール材が含浸してしまい、含浸しないように成形するのは困難である。
【０００５】
また、シール材の一種であるゴムは、燃料電池スタック用としては溶出物でないことが重要なため、ゴムを溶剤に溶かしたゴム糊をシール対象物であるＧＤＬ（ガス拡散層、一般に多孔質カーボンよりなる）に塗布することはできない。
【０００６】
また、ＧＤＬが表面処理されるとその表面に微細なクラックが発生することがあり、この場合、ゴムを溶剤に溶かしたゴム糊を塗布するだけでは、ゴム糊中の溶剤が揮発してゴム糊が乾燥したときにクラックを埋めることができない。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−９５５６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は以上の点に鑑みて、優れた気体不透過性すなわちシール性を発揮することが可能であり、シール材がＧＤＬに含浸することがなくよってＧＤＬの物性を変えることがなく、しかもＧＤＬ表面にクラックがあるときにこれを埋めることも可能な燃料電池用ＧＤＬ一体ガスケットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１によるガスケットは、多孔質材よりなるＧＤＬを含む基板上にシール層を一体に被着してなる燃料電池用ＧＤＬ一体ガスケットであって、前記シール層は、液状シール材をスクリーン印刷法により前記基板の表面上に塗布して固化させたものであることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項２によるガスケットは、上記した請求項１のガスケットにおいて、シール層を形成する上記シール材は、基板の表面上に盛り上がるように塗布されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項３によるガスケットは、上記した請求項１または２のガスケットにおいて、シール層を形成する上記シール材は、基板におけるシール材塗布面とは反対側の面にまで浸透しないように塗布されていることを特徴とする。
【００１２】
更にまた、本発明の請求項４によるガスケットは、上記した請求項１または２のガスケットにおいて、シール層を形成する上記シール材は、基板に浸透しないように塗布されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明のＧＤＬ一体ガスケットは、スクリーン印刷機を用いて液状シール材を塗布することにより、シール対象物の表面にのみシール層を形成する。
【００１４】
尚、本発明では、一般的なスクリーン印刷法にて用いられるゴム糊のように、有機溶剤でゴム成分を分散または溶解させることは、下記の効果（溶出性および下地クラックの影響）を奏するうえで好ましくない。但し、下記の効果を損なわない程度、例えば、液状シール材に対して１０ｗｔ％以下、好ましくは５ｗｔ％程度の有機溶剤の配合は許容される。ただ、最良は有機溶剤を含まない系である。
【００１５】
また、本発明で、液状シール材には、液状ポリマー単独のほか、スクリーン印刷およびシール特性（溶出性など）に支障を来たさない範囲で、汎用の充填剤（補強剤、老化防止剤、架橋剤または架橋助材など）を適宜配合したものが含まれる。
【００１６】
更にまた、本発明を製造方法として捉えると、その内容は、
（１）多孔質材よりなるＧＤＬを含む基板上にシール層を一体に被着してなる燃料電池用ＧＤＬ一体ガスケットを製造する方法であって、液状シール材をスクリーン印刷法により前記基板の表面上に塗布して固化させることにより前記シール層を成形することを特徴とする燃料電池用ＧＤＬ一体ガスケットの製造方法、
（２）上記（１）項のガスケットの製造方法において、シール材を基板の表面上に盛り上がるように塗布することを特徴とする燃料電池用ＧＤＬ一体ガスケットの製造方法、
（３）上記（１）項または（２）項のガスケットの製造方法において、シール材を基板における塗布面とは反対側の面にまで浸透しないように塗布することを特徴とする燃料電池用ＧＤＬ一体ガスケットの製造方法、
（４）上記（１）項または（２）項のガスケットの製造方法において、シール材を基板に浸透しないように塗布することを特徴とする燃料電池用ＧＤＬ一体ガスケットの製造方法
となる。上記したように液状シール材としては、有機溶剤配合率１０ｗｔ％以下のものが好適に用いられる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００１８】
すなわち、上記構成を備えた本発明の各請求項によるＧＤＬ一体ガスケットにおいては、ＧＤＬを含む基板の表面上に液状シール材を塗布してシール層の皮膜を生成することにより、スタックを組んだ際にＧＤＬが圧縮されても、シール層がそれに追随して伸び縮みするために、割れて気体が透過することのない気体不透過層を形成し、これにより優れた気体不透過性すなわちシール性を発揮することができる。
【００１９】
また、液状シール材はゴム糊と比較して粘性が大きく、また液状シール材をスクリーン印刷法により塗布すれば、その成形時に射出成形法のように圧力が作用することがない。したがって、シール材が基板に深く含浸することはなく、よって基板に含まれるＧＤＬの物性が変化するのを抑制することができる。
【００２０】
また、上記したようにスクリーン印刷法では一般に、ゴムを溶剤に溶かしたゴム糊を塗布するが、溶出性の観点から燃料電池には不可であり、液状シール材であれば溶出性の点も問題はない。
【００２１】
更にまた、ゴム糊では、ＧＤＬ表面にクラック等があった場合、クラックの上に塗布したゴム糊層から溶剤が揮発するため、ゴムが乾燥した後にクラックの形状がそのまま現われてガスが透過してしまい、このクラックを完全に埋めるためにはゴム糊層を繰り返し多層に塗布しなければならない。これに対し、液状シール材では、塗布したままの形状でシール材が加硫して硬化するため、一度の塗布によってもＧＤＬ表層クラックの上に気体不透過層を形成することができる。
【実施例】
【００２２】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【００２３】
図１は、本発明の実施例に係る燃料電池用ＧＤＬ一体ガスケット１の平面を示しており、そのＡ−Ａ線拡大断面が図２に示されている。
【００２４】
図示するように、縦長さＬ１および横長さＬ２それぞれ２００ｍｍの平面四角形状を呈する基材炭素繊維よりなるＧＤＬ（ガス拡散層）３の一面３ａ全面に、樹脂層（樹脂コーティング層）４がコーティング処理されることにより基板２が形成されており、この基板２の一面（樹脂層４の表面）２ａの周縁部に全周に亙ってシール部５が設定され、このシール部５が、幅ｗ１０ｍｍ、厚さｔ０．１ｍｍの薄膜状のシール層（シール材コーティング層）６によって形成され、すなわちこのシール層６は、シール材である液状ゴムをスクリーン印刷法により基板２の表面上に塗布して固化することにより形成されている。
【００２５】
ＧＤＬ３および樹脂層４はともに多孔質体であり、よってシール層６をなすシール材は成形時に含浸する可能性があるところ、当該実施例によれば、液状シール材をスクリーン印刷法により基板２の表面上に塗布して固化するようにしたことから、シール材は殆んど含浸することがない。シール材は、基板２の表面上に盛り上がるように塗布されて、基板２における塗布面２ａとは反対側の面２ｂにまで浸透しないように（基板２の厚みの一部のみに浸透するように塗布され、あるいは基板２にまったく浸透しないように塗布される。したがって、多孔質体の内部には空隙部が殆んどそのまま残されており、よってその物性は変化していないことになる。
【００２６】
尚、当該実施例では、液状シール材として、信越化学工業製のＳＩＦＥＬ６１４を使用し、スクリーンは、ステンレスメッシュ１００×１００ｍｍ、膜厚１００μｍを使用した。スクリーン印刷条件は、
スキージ角：７０°、
スキージスピード：５３ｃｍ／ｍｉｎ
インクコート厚：０．１ｍｍ
として、スクリーン印刷後、１５０℃のオーブンで１時間加熱して硬化させたところ、所期の目的を実現する試作品を製造することができた。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例に係る燃料電池用ＧＤＬ一体ガスケットの平面図
【図２】同ガスケットの要部拡大断面図であって図１におけるＡ−Ａ線拡大断面図
【符号の説明】
【００２８】
１  ＧＤＬ一体ガスケット
２  基板
２ａ  表面（シール材塗布面）
２ｂ  反対側の面
３  ＧＤＬ
４  樹脂層
５  シール部
６  シール層
【図１】
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【図２】
2007042360.tif 000004