(57)【要約】【課題】強酸性雰囲気下でも耐久性を有し、シリコーンゴムの流動性を促す接着用プライマー組成物を提供することを課題とする。【解決手段】金属若しくは樹脂からなる基材に、シリコーンゴムを一体形成する際に、基材に予め塗布する接着用プライマー組成物であって、ａ．１分子中にエポキシ基、Ｓｉ−Ｈ基及び芳香環をそれぞれ少なくとも１個含む化合物と、ｂ．シリコーンレジンと、ｃ．１分子中にアルケニル基を２個以上含む化合物とを含有することを特徴とする接着用プライマー組成物。【効果】ａ成分が酸に耐える接着成分で、ｂ成分が耐酸化膜を形成すると共にａ成分の保持作用を発揮する。また、ｃ成分は硬化遅延作用を発揮する。ａ成分及びｂ成分の総合作用により、強酸性雰囲気下でも耐久性を有し、さらに、ｃ成分により、シリコーンゴムの流動性を促す接着用プライマー組成物を提供することができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属若しくは樹脂からなる基材に、シリコーンゴムを一体形成する際に、前記基材に予め塗布する接着用プライマー組成物であって、
ａ．１分子中にエポキシ基、Ｓｉ−Ｈ基及び芳香環をそれぞれ少なくとも１個含む化合物
ｂ．シリコーンレジン
ｃ．１分子中にアルケニル基を２個以上含む化合物（ただし、シリコーンレジンは除く。）
を含有することを特徴とする接着用プライマー組成物。
【請求項２】
前記ｂ成分のシリコーンレジンが、フェニル基を含有するレジンであることを特徴とする請求項１記載の接着用プライマー組成物。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の接着用プライマー組成物に、エポキシ基を含有するシランカップリング剤を加えたことを特徴とする接着用プライマー組成物。
【請求項４】
前記ａ成分を、１００質量部含有し、
前記ｂ成分を、１０〜１０００質量部含有し、
前記ｃ成分を、５０質量部以下含有する
ことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の接着用プライマー組成物。
【請求項５】
前記エポキシ基を含有するシランカップリング剤を、１０００質量部以下含有することを特徴とする請求項３又は請求項４記載の接着用プライマー組成物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項記載の接着用プライマー組成物は、燃料電池に用いることを特徴とする接着用プライマー組成物。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項記載の接着用プライマー組成物を前記基材に塗布する工程と、
この塗布物を、少なくとも１２０℃で加熱処理することでエポキシ基を開環させ、基材と反応させて造膜する工程と、
この造膜した膜に未加硫のシリコーンゴムを被せる工程と、
このシリコーンゴムを加硫処理する工程と、からなることを特徴とする接着用プライマー組成物の使用方法。
【請求項８】
前記シリコーンゴムが、付加硬化型シリコーンゴムであることを特徴とする請求項７記載の接着用プライマー組成物の使用方法。
【請求項９】
前記シリコーンゴムを被せる工程では、シリコーンゴムの厚さを１．０ｍｍ以下にすることを特徴とする請求項７又は請求項８記載の接着用プライマー組成物の使用方法。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか１項記載の接着用プライマー組成物の使用方法は、燃料電池の製造方法に適用することを特徴とする接着用プライマー組成物の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属若しくは樹脂からなる基材に、シリコーンゴムを接着させる接着剤としての接着用プライマー組成物の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
基材にシリコーンゴムを一体成形する技術の類似例として、燃料電池のセパレータ（基材）にシール材を付着する技術がある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−２２８１７公報（図１７）
【０００３】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図５は従来の燃料電池の要素を製造する方法の説明図であり、先ず膜・電極接合体１０１とセパレータ１０２、１０３を準備する。セパレータ１０２、１０３には予め液状のシール材１０４、１０５を付着させておく。
【０００４】
なお、膜・電極接合体１０１は、高分子電解質膜の両面にカーボンペーパーからなるアノード側電極膜及びカソード側電極膜を貼り合わせてなり、ＭＥＡ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）と呼ばれ、酸素と水素とを合成させつつ、電気と水を生成させる重要な要素である。
【０００５】
ただし、１枚の膜・電極接合体１０１では発電量が小さいため、多数枚を重ねて発電量を高め、その際に膜・電極接合体１０１同士を絶縁するためにセパレータ１０２、１０３を介在させる。一般にセパレータ１０２、１０３に溝を設けることで、空気（酸素）、水素及び水の通路を確保する。
【０００６】
図（ａ）において、台１０６に一方のセパレータ１０２を載せる。なお、シール材１０４は上になるようにする。そこへ、膜・電極接合体１０１を載せ、別のセパレータ１０３を載せる。なお、シール材１０５は下になるようにする。
【０００７】
（ｂ）において、台１０６へ抑え１０７を付勢することで、膜・電極接合体１０１の上下面にセパレータ１０２、１０３を貼り付けて、一体化する。
すなわち、（ａ）に示すシール材１０４、１０５を押し広げ、硬化させることでセパレータ１０２、１０３を膜・電極接合体１０１に接着するとともに、シール材１０４、１０５でセパレータ１０２、１０３と膜・電極接合体１０１との間の隙間を塞いで、空気、水素、水の漏れを防止する。
【０００８】
ところで、セパレータ１０２、１０３の材質は、一般に金属若しくは樹脂である。それに対してシール材１０４、１０５はゴム系材料であり、セパレータ１０２、１０３とは物性が大きく異なる異種材料である。異種材料であるため、繰り返し使用すると、シール材１０４、１０５がセパレータ１０２、１０３から剥離することがあり、この剥離は燃料電池の品質を維持する上で許容できない。
したがって、剥離防止対策を講じる必要がある。
【０００９】
剥離防止対策の一つに基材とシール材との間に接着用プライマー組成物を介在させる技術が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献２】特許第２６５７４３８号公報（請求項１）
【００１０】
特許文献２は、要約すれば、（Ａ）オルガノポリシロキサン、（Ｂ）オルガノハイドロジェンポリシロキサン、（Ｃ）白金系触媒及び（Ｄ）有機ケイ素化合物を、特許文献２の請求項１に示す重量割合で構成した接着用プライマー組成物である。
このような接着用プライマー組成物を基材とシール材との間に介在させることにより、シール材が基材から剥離することを防止することができると、説明されている。
【００１１】
本発明者等が特許文献２の接着用プライマー組成物を、燃料電池に適用して耐久テストを実施した。すると、シール材が基材から剥離することが判明した。
燃料電池内部は、多量の水素イオンが発生するため、強酸性雰囲気になり、強酸で前記（Ａ）から（Ｄ）までの成分の一部が変質し、劣化したためと考えられる。
【００１２】
そこで、強酸性雰囲気下でも耐久性を有する接着用プライマー組成物が必要となった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、強酸性雰囲気下でも耐久性を有する接着用プライマー組成物及びその使用方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１に係る接着用プライマー組成物は、金属若しくは樹脂からなる基材に、シリコーンゴムを一体形成する際に、基材に予め塗布する接着用プライマー組成物であって、ａ．１分子中にエポキシ基、Ｓｉ−Ｈ基及び芳香環をそれぞれ少なくとも１個含む化合物、ｂ．シリコーンレジン、ｃ．１分子中にアルケニル基を２個以上含む化合物（ただし、シリコーンレジンは除く。）を含有することを特徴とする。
【００１５】
本発明のａ成分は、１分子中に芳香環（通常１〜４価、好ましくは１〜２価のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環等）を少なくとも１個、好ましくは１〜２０個含有するものである。分子中に芳香環を有することで、シリコーンゴムと各種基材（被着体）との界面での接着性が向上する。
【００１６】
また、ａ成分は、グリシドキシ基等のエポキシ基を１分子中に少なくとも１個含有するものである。このグリシドキシ基等のエポキシ基は、接着性を発現するために必要なものであり、好ましくはそのエポキシ当量は１００〜５０００ｇ／１ｍｏｌ、より好ましくは１００〜２０００ｇ／１ｍｏｌ、特に好ましくは１２０〜１０００ｇ／１ｍｏｌの範囲である。このエポキシ当量が、１００ｇ／１ｍｏｌ未満では合成が困難になることがあり、５０００ｇ／１ｍｏｌ超では接着性が不十分になることがある。
【００１７】
加えて、本発明のａ成分は、１分子中に少なくとも１個のＳｉ−Ｈ基（即ち、ケイ素原子に結合した水素原子）を含有するものである。このＳｉ−Ｈ基は、１分子中に少なくとも１個、好ましくは１〜１００個、より好ましくは１〜５０個、特に好ましくは２〜２０個程度含有し、且つケイ素原子数を好ましくは１〜５００、より好ましくは１〜２００、特に好ましくは１〜５０とするオルガノシラン又は直鎖状若しくは環状構造等のオルガノポリシロキサン等のＳｉ−Ｈ基を含有する有機ケイ素化合物を好適に使用することができる。
【００１８】
さらに、ａ成分は、特には、エポキシ当量が１００〜５０００ｇ／１ｍｏｌ、好ましくは１００〜１０００ｇ／１ｍｏｌの範囲として、１分子中にフェニル骨格（即ち、２〜４価のフェニレン基）又はフェニル基を少なくとも１個含有し、且つ１分子中に少なくとも１個、好ましくは１〜１０個、特には２〜６個程度のＳｉ−Ｈ基を含有する有機ケイ素化合物を好適に使用することができる。
【００１９】
以上のように、本発明の接着用プライマー組成物のａ成分としては、エポキシ当量が１００〜５０００ｇ／１ｍｏｌのエポキシ基を有し、１分子中に芳香環としてフェニル骨格（即ち、２〜４価のフェニレン基）又はフェニル基に代表されるベンゼン環、ナフタレン環及びアントラセン環等を少なくとも１個含有し、少なくとも１個のＳｉ−Ｈ基を含有する有機化合物又はオルガノシラン若しくはオルガノシロキサンなどの有機ケイ素化合物を使用することが好ましい。さらに好ましくは、エポキシ当量が１００〜５０００ｇ／１ｍｏｌのエポキシ基を有し、分子中にフェニル骨格又はフェニル基等のベンゼン環を少なくとも１個含有し、少なくとも１個のＳｉ−Ｈ基を含有する有機ケイ素化合物を使用する。
【００２０】
ここで、本発明で使用されるａ成分の具体例を下記に示す。
【化１】
2007146147.tif 000002
から選ばれる基であり、Ｒｗ、Ｒｘは置換又は非置換の一価炭化水素基である。ｑ＝１〜５０、ｈ＝０〜５０、好ましくはｑ＝１〜２０、ｈ＝１〜１０である。）で示される基であり、Ｒ”は、
【化２】
2007146147.tif 000003
（Ｒｗ、Ｒｘは上記と同様であり、ｙ＝０〜１００である。）から選ばれる基であり、Ｙ’は、
【化３】
2007146147.tif 000004
（Ｒｗ、Ｒｘ、ｑ、ｈは上記と同様である。）である。ｚ＝１〜１０である。〕
【００２１】
上記Ｒｗ、Ｒｘの置換又は非置換の一価炭化水素基としては、炭素数１〜１２、特に１〜８のものが好ましく、アルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基等、Ｒ’で例示したものと同様のものが挙げられる他、置換一価炭化水素基としてアルコキシ基、アクリル基、メタクリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、アミノ基、アルキルアミノ基等で置換したものが挙げられる。
【００２２】
なお、接着性付与成分であるａ成分は、上記成分を単独で用いても併用してもよい。或いは、上記成分の反応物でもよい。
【００２３】
このような化合物としては、下記に示すものが挙げられる。
【化４】
2007146147.tif 000005
【００２４】
【化５】
2007146147.tif 000006
【００２５】
本発明のｂ成分であるシリコーンレジンは、三官能性シロキサン単位及び／又はＳｉＯ４／２単位を１分子中に含有する三次元網状構造のオルガノポリシロキサンを有し、プライマー表面を被膜化して、末端がメチル基、Ｓｉ−Ｈ基、脂肪族不飽和基などで構成するもの、又は、１分子内にメチル基だけでなく、フェニル基を含んで使用することができ、好ましくはａ成分との親和性が高いフェニル基を有するものを使用するのがよい。ここで、フェニル基を含有したシリコーンレジンの例として、トリクロロシラン・ジフェニルジクロロシラン・ジクロロシランの混合物を加水分解したもの等を挙げることができる。
【００２６】
シリコーンレジンは、特に下記平均組成式（１ー１）で示される、好ましくはフェニル基を含有するものを使用することができる。
【化６】
2007146147.tif 000007
（式中、Ｒは水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数１〜６のアルキル基、又は、ビニル基、アリル基等の炭素数２〜４のアルケニル基であり、ｐ、ｑは０．８≦ｐ＋ｑ＜２、好ましくは１≦ｐ＋ｑ≦１．８、更に好ましくは１≦ｐ＋ｑ≦１．５であり、且つ０≦ｑ／（ｐ＋ｑ）≦０．９、好ましくは０．１≦ｑ／（ｐ＋ｑ）≦０．８０、更に好ましくは０．２５≦ｑ／（ｐ＋ｑ）≦０．７０を満たす数である。）
【００２７】
なお、シリコーンレジン中の三官能性シロキサン単位（ＲＳｉＯ３／２単位又は（Ｃ６Ｈ５）ＳｉＯ３／２単位）及び／又はＳｉＯ４／２単位の含有量は、全シロキサン単位に対して２５〜１００モル％、特に３０〜７０モル％であることが望ましい。
【００２８】
シリコーンレジンの配合量は、ａ成分１００質量部に対して、１０〜１０００質量部であることが好ましく、より好ましくは２０〜１００質量部である。シリコーンレジンの配合量が少なすぎると有効な接着被膜が形成されない場合があり、多すぎると接着成分の濃度が下がり十分な接着性が得られない場合がある。
【００２９】
本発明のｃ成分は、シリコーンレジン以外で１分子中にアルケニル基を２個以上含むものであればいかなる化合物でもかまわないが、ビニル価として好ましくは０．００１〜０．０３５モル／ｇ、より好ましくは０．００２〜０．０３０モル／ｇの範囲である。０．００１モル／ｇ以下では、接着力向上の効果が不十分となることがあり、０．０３５モル／ｇ以上の化合物は接着用プライマー組成物中で不安定となることがある。
【００３０】
このようなｃ成分として、ヘキサビニルジシロキサン、テトラビニルジメチルジシロキサン、テトラビニルテトラメチルシクロテトラシロキサン、ジメチルシロキサン・ビニルメチルシロキサン共重合体等のシリコーンレジン以外のアルケニル基を含有する有機ケイ素化合物、フタル酸ジアリル、マロン酸ジアリル、ピロメリット酸テトラアリル等のアルケニル基を含有する有機化合物などが挙げられる。
【００３１】
また、ｃ成分の配合量は、ａ成分１００質量部に対して、好ましくは５０質量部以下、より好ましくは０．０１〜５０質量部、特に好ましくは０．１〜２０質量部である。
【００３２】
請求項２に係る接着用プライマー組成物は、ｂ成分のシリコーンレジンが、フェニル基を含有するレジンであることを特徴とする。
【００３３】
請求項３に係る接着用プライマー組成物は、請求項１又は請求項２記載の接着用プライマー組成物に、エポキシ基を含有するシランカップリング剤を加えたことを特徴とする。
【００３４】
請求項４に係る接着用プライマー組成物は、ａ成分を、１００質量部含有し、ｂ成分を、１０〜１０００質量部含有し、ｃ成分を、５０質量部以下含有することを特徴とする。
【００３５】
請求項５に係る接着用プライマー組成物は、エポキシ基を含有するシランカップリング剤を、１０００質量部以下含有することを特徴とする。
【００３６】
請求項６に係る接着用プライマー組成物は、請求項１〜５のいずれか１項記載の接着用プライマー組成物を、燃料電池に用いることを特徴とする。
【００３７】
請求項７に係る接着用プライマー組成物の使用方法は、請求項１〜５のいずれか１項記載の接着用プライマー組成物を基材に塗布する工程と、この塗布物を、少なくとも１２０℃で加熱処理することでエポキシ基を開環させ、基材と反応させて造膜する工程と、この造膜した膜に未加硫のシリコーンゴムを被せる工程と、このシリコーンゴムを加硫処理する工程と、からなることを特徴とする。
【００３８】
請求項８に係る接着用プライマー組成物の使用方法は、シリコーンゴムが、付加硬化型シリコーンゴムであることを特徴とする。
【００３９】
請求項９に係る接着用プライマー組成物の使用方法は、シリコーンゴムを被せる工程では、シリコーンゴムの厚さを１．０ｍｍ以下にすることを特徴とする。
【００４０】
請求項１０に係る接着用プライマー組成物の使用方法は、請求項７〜９のいずれか１項記載の接着用プライマー組成物の使用方法を、燃料電池の製造方法に適用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００４１】
請求項１に係る発明では、ａ成分（１分子中にエポキシ基、Ｓｉ−Ｈ基及び芳香環をそれぞれ少なくとも１個含む化合物）が酸に耐える接着成分で、ｂ成分（シリコーンレジン）が耐酸化膜を形成すると共にａ成分の保持作用を発揮する。また、ｃ成分（１分子中にアルケニル基を２個以上含む化合物）が後の工程で実施するシリコーンゴムの流動性を促す。
ａ成分及びｂ成分の総合作用により、強酸性雰囲気下でも耐久性を有し、ｃ成分により、狭いキャビティへシリコーンゴムを十分に充填させることができる接着用プライマー組成物を提供する。
【００４２】
また、１分子中にアルケニル基を２個以上含む化合物（ｃ成分）は、主に一体成形されるシリコーンゴムが付加硬化型である場合に、シリコーンゴムの硬化（速度）調整剤として働き、且つ接着力向上に効果的である。更に、一体成形されるシリコーンゴムの厚さが薄い場合、ゴムの硬化速度が速くなるため、通常接着が難しくなるが、ｃ成分の添加により薄いシリコーンゴムでも接着が可能になる。その効果は、ゴム厚さが５ｍｍ以下、特には２ｍｍ以下、より好適には１ｍｍ以下の場合において、接着力向上が期待できる。
【００４３】
請求項２に係る発明では、ｂ成分のシリコーンレジンが、フェニル基を含有するレジンであることを特徴とする。
フェニル基を含有することにより、請求項１のａ成分との相溶性が増し、接着力が向上する。
【００４４】
請求項３に係る発明では、接着用プライマー組成物に、エポキシ基を含有するシランカップリング剤を加えた。シランカップリング剤は接着力を増加させる。
したがって、請求項３によれば、請求項１よりも接着力を向上させることができる。
【００４５】
請求項４に係る発明では、ａ成分１００質量部に対して、ｂ成分１０〜１０００質量部とｃ成分５０質量部以下含有させる。
ａ成分は接着作用、ｂ成分は有効成分保持作用を発揮するが、ｂ成分が１０質量部未満では有効成分保持作用が不足し、又、１０００質量部を超えると接着性能が低下する。
ａ成分１００質量部に対して、ｂ成分１０〜１０００質量部含有させることで、接着作用と有効成分保持作用を両立させることができる。
また、ｃ成分５０質量部以下含有させることで、硬化遅延作用を発揮するが、５０質量部を超えると逆に硬化が進まなくなり、生産時間が延び、生産性に悪影響が出る。
【００４６】
請求項５に係る発明では、エポキシ基を含有するシランカップリング剤を、１０００質量部以下含有させる。
エポキシ基を含有するシランカップリング剤の添加により接着力を向上させることができるが、１０００質量部を超えると、請求項１のａ成分の相対濃度が薄くなってしまい、逆に接着力が低下してしまう可能性が高い。
【００４７】
請求項６に係る発明では、接着用プライマー組成物は、燃料電池に用いる。燃料電池内部は強い酸化雰囲気で且つ高温雰囲気である。
本発明の接着用プライマー組成物は耐酸化性能及び耐熱性能を有するため、燃料電池に適用できる。
【００４８】
請求項７に係る発明では、接着用プライマー組成物を基材に塗布する工程と、この塗布物を、少なくとも１２０℃で加熱処理することでエポキシ基を開環させ、基材と反応させて造膜する工程とを含む。
エポキシ基を開環させたので、接着用プライマー組成物を基材及びシリコーンゴムの両方に強固に結合させることができる。
【００４９】
請求項８に係る発明では、シリコーンゴムが、付加硬化型シリコーンゴムであることを特徴とする。
付加硬化型シリコーンゴムであれば、短時間での成形が可能となり、工程が短縮でき、経済的である。
【００５０】
請求項９に係る発明では、シリコーンゴムの厚さを１．０ｍｍ以下にすることができる。
通常、プライマーを被着体に塗布するシリコーンゴムの一体成形の場合、ゴムの厚さが薄くなると接着力が低下してしまう。しかし、本発明の接着用プライマー組成物は、ゴムの厚さを１ｍｍ以下、更には０．５ｍｍ以下にしても、所望の接着力を発揮させることができる。
【００５１】
請求項１０に係る発明では、接着用プライマー組成物の使用方法は、燃料電池の製造方法に適用する。
燃料電池内部は強い酸化雰囲気で且つ高温雰囲気である。本発明の接着用プライマー組成物は耐酸化性能及び耐熱性能を有するため、燃料電池に適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係る接着用プライマー組成物の塗布工程及び造膜工程の説明図である。
（ａ）にて、金属若しくは樹脂からなる基材１１に、スプレーガン１２を用いて液状の接着用プライマー組成物１３を塗布する。
【００５３】
接着用プライマー組成物１３の組成を詳細に説明する。
本発明者等は、酸に耐える接着成分として、１分子中にエポキシ基、Ｓｉ−Ｈ基及び芳香環をそれぞれ少なくとも１個含む化合物（以下、第１の化合物と記す。）に着目した。
【００５４】
この第１の化合物を有効に保持するには保持成分が必要である。本発明者等は、酸に耐える保持成分として、シリコーンレジンに注目した。
【００５５】
接着用プライマー組成物１３は、第１の化合物に、シリコーンレジンと、１分子中にアルケニル基を２個以上含む化合物（以下、第２の化合物と記す。）とを混合したものを基本とした。
そして、必要に応じて、エポキシ基を含むシランカップリング剤、希釈溶剤としてのアセテート系溶剤を加える。
【００５６】
接着用プライマー組成物１３の厚さは３μｍ〜１０μｍが適当である。
スプレーや刷毛塗りで塗布すると、膜厚が不可避的に変動する。膜厚が不足すると塗り漏れ、すなわち塗膜の欠損部が発生する。３μｍの厚さであれば、塗り漏れを十分に防止することができる。
【００５７】
また、強度の小さな膜で且つ厚い膜は、剪断力を受けると厚さの中央で破断する。剪断破壊を防止するには、１０μｍに止めることが望ましい。
したがって、本発明の接着用プライマー組成物１３の厚さは３μｍ〜１０μｍの範囲で塗布することが望ましい。
【００５８】
（ｂ）にて、基材１１と共に接着用プライマー組成物１３を、加熱炉１４に入れる。そして、１２０℃〜２００℃の温度条件で加熱する。
この加熱により、接着用プライマー組成物１３中のエポキシ基を開環させ、基材１１と反応させて造膜することができる。１２０℃〜２００℃の温度条件については後述する。
【００５９】
図２は本発明に係るシリコーンゴム被覆工程及びゴム加硫工程の説明図である。
（ａ）にて、接着用プライマー組成物の膜１５に型１６を被せ、１．０ｍｍ以下の厚さのキャビティ１７を形成する。そして、ゴム射出機ゲート１８より、未加硫のシリコーンゴム１９をキャビティ１７へ注入し、金型内加硫を行う。
（ｂ）にて、基材１１と共にシリコーンゴム１９を、適当な加硫装置２０に入れ、加硫温度に加熱することで、シリコーンゴム１９を２次加硫化処理する。
【００６０】
図３は本発明品の評価方法の説明図であり、接着試験用の試験片２２を用いて、加硫処理済のシリコーンゴム２３の一端を引き上げ、剥離時の力Ｆを計測する。この力Ｆを接着力と呼ぶ。
【００６１】
接着力Ｆを測定するための実験手順は次の通りである。
１、準備：
１−１、基材：ＳＵＳ３０４板
１−２、接着用プライマー組成物の配合割合：
第１の化合物（詳細後述）：１００質量部
シリコーンレジン（詳細後述）：１００質量部
エポキシ基を含むシランカップリング剤（詳細後述）：５０質量部
第２の化合物（詳細後述）：４質量部
アセテート系溶剤：３００質量部
【００６２】
１−３、接着用プライマー組成物の詳細
第１の化合物は、次に示す化学式のものを使用した。
【００６３】
【化７】
2007146147.tif 000008
【００６４】
シリコーンレジンはフェニル基含有レジン［Ｃ６Ｈ５ＳｉＯ３／２単位、ＣＨ３ＳｉＯ３／２単位、（ＣＨ３）２ＳｉＯ２／２単位からなる共重合体（フェニル基とメチル基との合計に対するフェニル基量：３０モル％、ＯＨ基含有量：２．５質量％、全シロキサン単位に対するＣ６Ｈ５ＳｉＯ３／２単位とＣＨ３ＳｉＯ３／２単位の合計の比率：４０モル％）］を使用した。
【００６５】
エポキシ基を含むシランカップリング剤はＣＦシラン［γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（商品名：ＫＢＭ−４０３、信越化学工業（株）製）］を使用した。
第２の化合物は、テトラビニルテトラメチルシクロテトラシロキサンを使用した。
【００６６】
２、塗布工程：
２−１、塗布方法：スプレー
２−２、塗布厚さ（平均値）：３μｍ
【００６７】
３、造膜工程：
３−１、加熱温度：２０℃、３０℃、４０℃・・・２００℃、２１０℃
３−２、加熱時間：６０分
【００６８】
４、ゴム被覆工程：
４−１、ゴムの種類：シリコーンゴム
４−２、被覆厚さ：１．０ｍｍ
【００６９】
５、加硫工程：
５−１、加硫温度：１５０℃
５−２、加硫時間：１分
【００７０】
６、試験片：
６−１、試験片の幅：２５ｍｍ
【００７１】
７、試験片の処理：
７−１、酸性溶液の種類：ｐＨ３の硫酸
７−２、酸性溶液の温度：９５℃
７−３、酸性溶液への浸漬時間：３０００時間
【００７２】
８、接着力測定：図３参照
測定した接着力グラフを次に説明する。
【００７３】
図４は加熱温度と接着力の相関グラフ図であり、横軸は造膜工程での加熱温度、縦軸は接着力Ｆを示す。
加熱温度１２０℃で接着力Ｆは急増し始める。そして、加熱温度１７０℃付近で接着力Ｆの増加が鈍り、それ以降、横ばいになった。
【００７４】
なお、加熱温度２１０℃では、基材（ＳＵＳ３０４）の表面に酸化膜が認められた。加熱温度２００℃以下では酸化膜は確認できないか、確認できたとしても許容できる程度に微量であった。また、基材がＰＰＳ（ポリフェ二レンサルファイト）樹脂であっても樹脂の使用限界を超えるため、２００℃超の温度は採用できない。
【００７５】
また、燃料電池で要求される機能限界強度は、２５ｍｍ幅で１．０ｋｇと言われている。１．０ｋｇ／２５ｍｍは１２０℃で達成できる。
【００７６】
したがって、造膜工程における加熱温度は、１２０〜２００℃が適当であり、省エネルギーの点から、１２０〜１７０℃が好適であると言える。
【００７７】
次に、第２の化合物を評価する実験を実施したので、その内容及び結果を説明する。
１１、準備：
１１−１、基材：ＳＵＳ３０４（幅２５ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍ）
１１−２、接着用プライマー組成物の配合割合：
第１の化合物（詳細後述）：１００質量部
シリコーンレジン（詳細後述）：２５０質量部又は無し
第２の化合物（１）（詳細後述）：表１参照
第２の化合物（２）（詳細後述）：表１参照
シランカップリング剤（詳細後述）：５０質量部又は無し
希釈溶剤（詳細後述）：５００質量部
【００７８】
１１−３、接着用プライマー組成物の詳細
第１の化合物は、次に示す化学式のものを使用した。すなわち１−３項と同じ。
【００７９】
【化８】
2007146147.tif 000009
【００８０】
シリコーンレジンは、フェニル基含有レジン［Ｃ６Ｈ５ＳｉＯ３／２単位、ＣＨ３ＳｉＯ３／２単位、（ＣＨ３）２ＳｉＯ２／２単位からなる共重合体（フェニル基とメチル基との合計に対するフェニル基量：３０モル％、ＯＨ基含有量：２．５質量％、全シロキサン単位に対するＣ６Ｈ５ＳｉＯ３／２単位とＣＨ３ＳｉＯ３／２単位の合計の比率：４０モル％）］を使用した。
【００８１】
第２の化合物（１）は、テトラビニルテトラメチルシクロテトラシロキサンを使用した。
第２の化合物（２）は、ヘキサビニルジシロキサンを使用した。
【００８２】
シランカップリング剤は、ＣＦシラン［γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（商品名：ＫＢＭ−４０３、信越化学工業（株）製）］を使用した。
希釈溶剤は、酢酸エチルを使用した。
【００８３】
１２、塗布工程：
１２−１、塗布方法：スプレー
１２−２、塗布厚さ（平均値）：３μｍ
１２−３、塗布面の大きさ：２５ｍｍ×１０ｍｍ
【００８４】
１３、造膜工程：
１３−１、乾燥手段：オーブン
１３−２、加熱温度（乾燥温度）：１８０℃
１３−３、加熱時間（乾燥時間）：３０分
【００８５】
１４、ゴム被覆工程：
１４−１、ゴムの種類：付加硬化型シリコーンゴム組成物（信越化学工業（株）製、商品名：ＫＥ１９５０−５０Ａ／Ｂ、配合比１００／１００）
１４−２、被覆厚さ：４ｍｍ、１ｍｍ又は０．２ｍｍ
【００８６】
１５、加硫工程：
１５−１、加硫温度：１５０℃
１５−２、加硫時間：５分
【００８７】
１６、乾燥工程：
１６−１、乾燥手段：オーブン
１６−２、加熱温度（乾燥温度）：２００℃
１６−３、加熱時間（乾燥時間）：２時間
【００８８】
１７、試験片：
１７−１、試験片の幅：２５ｍｍ
【００８９】
１８、接着試験：図３と同様にゴムを引張り、剥離部位又は破断部位が界面かゴムかを調べた。
【００９０】
１９、接着試験の評価：
接着用プライマー組成物の接着強度が十分であれば、ゴムの部位で破断する。逆に、接着用プライマー組成物の接着強度が不十分であれば、界面の部位で剥離する。接着用プライマー組成物の接着強度を評価する訳であるから、評価は次の基準で行うことにした。
【００９１】
１９−１、ゴムの部位のみで破断したものを合格、すなわち「○」と評価する。
１９−２、界面の部位のみで剥離したものを不合格、すなわち「×」と評価する。
１９−３、界面の部位の剥離が２０％未満で残部がゴムの部位での破壊であったものは、不合格であるが比較のために「△○」と評価する。
１９−４、界面の部位の剥離が２０％以上１００％未満で残部がゴムの部位での破壊であったものは、不合格であるが比較のために「△」と評価する。
【００９２】
以上に述べた条件で実施した、比較例及び実施例を次の表にまとめた。
【００９３】
【表１】
2007146147.tif 000010
【００９４】
比較例１は、第１の化合物とシランカップリングを主成分とし、シリコーンレジン及び第２の化合物を含まない。そして、ゴムの厚さは４ｍｍとした例である。評価は「△○」であった。
比較例２は、第１の化合物とシランカップリングを主成分とし、シリコーンレジン及び第２の化合物を含まない。そして、ゴムの厚さは１ｍｍとした例である。評価は「△○」であった。
比較例３は、第１の化合物とシランカップリングを主成分とし、シリコーンレジン及び第２の化合物を含まない。そして、ゴムの厚さは０．２ｍｍとした例である。評価は「×」であった。
【００９５】
比較例４は、第１の化合物を主成分とし、シリコーンレジン、第２の化合物及びシランカップリング剤を含まない。そして、ゴムの厚さは４ｍｍとした例である。評価は「△○」であった。
比較例５は、第１の化合物を主成分とし、シリコーンレジン、第２の化合物及びシランカップリング剤を含まない。そして、ゴムの厚さは１ｍｍとした例である。評価は「△」であった。
比較例６は、第１の化合物を主成分とし、シリコーンレジン、第２の化合物及びシランカップリング剤を含まない。そして、ゴムの厚さは０．２ｍｍとした例である。評価は「×」であった。
【００９６】
比較例７は、第１の化合物、シリコーンレジン、第２の化合物（１）及びシランカップリング剤を主成分とし、ゴムの厚さは４ｍｍとした例である。評価は「△」であった。
実施例１は、第１の化合物、シリコーンレジン、第２の化合物（１）及びシランカップリング剤を主成分とし、ゴムの厚さは１ｍｍとした例である。評価は「○」であった。
実施例２は、第１の化合物、シリコーンレジン、第２の化合物（１）及びシランカップリング剤を主成分とし、ゴムの厚さは０．２ｍｍとした例である。評価は「○」であった。
【００９７】
比較例８は、第１の化合物、シリコーンレジン、第２の化合物（１）及びシランカップリング剤を主成分とし、ゴムの厚さは４ｍｍとした例である。評価は「△○」であった。
実施例３は、第１の化合物、シリコーンレジン、第２の化合物（１）及びシランカップリング剤を主成分とし、ゴムの厚さは１ｍｍとした例である。評価は「○」であった。
実施例４は、第１の化合物、シリコーンレジン、第２の化合物（１）及びシランカップリング剤を主成分とし、ゴムの厚さは０．２ｍｍとした例である。評価は「○」であった。
【００９８】
比較例９は、第１の化合物、シリコーンレジン及び第２の化合物（２）を主成分とし、ゴムの厚さは４ｍｍとした例である。評価は「△○」であった。
実施例５は、第１の化合物、シリコーンレジン及び第２の化合物（２）を主成分とし、ゴムの厚さは１ｍｍとした例である。評価は「○」であった。
実施例６は、第１の化合物、シリコーンレジン及び第２の化合物（２）を主成分とし、ゴムの厚さは０．２ｍｍとした例である。評価は「○」であった。
【００９９】
ゴムの厚さを４ｍｍにした場合は、満足する結果が得られなかった。ゴムの厚さを１ｍｍ以下にすると、第２の化合物は、（１）テトラビニルテトラメチルシクロテトラシロキサン、（２）ヘキサビニルジシロキサンの何れも満足できる結果が得られた。
【０１００】
以上に述べた実験と同様に、接着用プライマー組成物の組成割合を変更することで多数の追加実験を実施した。実験の詳細は省略し、結果のみを以下に述べる。
【０１０１】
Ａ、基本成分：
Ａ−１、内訳：
第１の化合物（１分子中にエポキシ基、Ｓｉ−Ｈ基及び芳香環をそれぞれ少なとも１個含む化合物）＋シリコーンレジン＋第２の化合物（１分子中にアルケニル基を２個以上含む化合物）
Ａ−２、第１の化合物の配合量：１００質量部
Ａ−３、シリコーンレジンの配合量：１０〜１０００質量部
Ａ−４、第２の化合物の配合量：１〜５０質量部
【０１０２】
シリコーンレジンの配合量が１０質量部未満であると第１の化合物を被着体表面に固定できなくなるため好ましくない。また、シリコーンレジンの配合量が１０００質量部を超えると、相対的に第１の化合物の量が不足し、必要な接着力が得られなくなる。
したがって、第１の化合物１００質量部＋シリコーンレジン１０〜１０００質量部の配合とする。
【０１０３】
また、第２の化合物の配合量は、１〜５０質量部とした。
第２の化合物の配合量が、１質量部未満のときは、図２（ａ）において、液状のシリコーンゴム１９をキャビティ１７の末端や隅へ到達させることが困難になる。これは、第２の化合物の配合量が不十分であるため、硬化遅延作用が低下したためである。
一方、第２の化合物の配合量が、５０質量部を超えると、シリコーンゴムが硬化しなくなってしまう不具合が発生する。
【０１０４】
以上に述べた基本成分で接着用プライマー組成物を構成することは可能であるが、接着性能の強化、粘度調整などに補助物を添加することが実用的である。補助成分の詳細を次に説明する。
【０１０５】
Ｂ、接着性能強化成分としての補助成分：
Ｂ−１、種類：エポキシ基を含有するシランカップリング剤
Ｂ−２、配合量：１０〜１０００質量部
配合量が１０質量部未満であると接着性能強化が見込めない。また、配合量が１０００質量部を超えると、第１の化合物の効果が十分に発揮できなくなってしまうという不具合が発生する。
【０１０６】
Ｃ、粘度調整成分としての補助成分：
Ｃ−１、種類：アセテート系溶剤
Ｃ−２、配合量：１０〜１００００質量部
本発明の接着用プライマー組成物は、塗料の一種であるため、希釈溶剤で適度な粘度にすることは有益である。
【０１０７】
しかし、配合量が１０質量部未満であると十分な希釈効果が見込めない。また、配合量が１００００質量部を超えると、乾燥時間が長くなり、生産性の低下が起こる。
【０１０８】
次に、本発明の接着用プライマー組成物の好適な使用例を説明する。
燃料電池（固体電解質型燃料電池）では、金属又は樹脂製のセパレータに、シール材としてシリコーンゴムを一体形成する。
しかも、燃料電池の内部では、水素分子に酸素分子を結合する酸化発熱反応が発生するため、９０℃程度の高温になる。加えて、水素イオンが豊富に存在するために、強い酸性雰囲気になる。
【０１０９】
本発明によれば、９５℃でｐＨ３の条件下で接着力が確保できる。したがって、本発明を、燃料電池、特にそのセパレータに適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明は、燃料電池に内蔵するセパレータに好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明に係る接着用プライマー組成物の塗布工程及び造膜工程の説明図である。
【図２】本発明に係るシリコーンゴム被覆工程及びゴム加硫工程の説明図である。
【図３】本発明品の評価方法の説明図である。
【図４】加熱温度と接着力の相関グラフ図である。
【図５】従来の燃料電池の要素を製造する方法の説明図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１１…基材、１３…接着用プライマー組成物、１５…造膜した膜、１９…シリコーンゴム、１０２、１０３…燃料電池のセパレータ、１０４、１０５…セパレータに付着させたシール材。
【図１】
2007146147.tif 000011
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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