(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体高分子型燃料電池セパレータの少なくとも片側周縁部に被覆するパッキング材において、そのパッキング材が下記Ａ液とＢ液を反応架橋させてなる付加型液状シリコーンゴムからなるとともに、
【化１】
0003742724.tif 000005
【化２】
0003742724.tif 000006
（１）Ａ液及びＢ液中の合計ビニル基量と合計メチル基量とのモル比が、
合計ビニル基量／合計メチル基量＝０．１〜０．６の範囲、及び、
（２）Ａ液及びＢ液中の合計水素基量と合計ビニル基量とのモル比が、
合計水素基量／合計ビニル基量＝１．５〜３．５の範囲であることを特徴とする固体高分子型燃料電池セパレータ用パッキング材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型の燃料電池として使用できる固体高分子型燃料電池セパレータに係り、特に、長期の使用が可能なセパレータ用パッキング材に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
最近の環境問題や資源問題に対応して燃料電池の開発が活発に行われている。特に燃料電池としては小型、軽量化の要求から固体高分子型燃料電池が検討され、このような電池用のセパレータとしては、より小型化が要求され、また多数のセパレータを重ね合わせて使用することから耐久性が優れ、長期間使用できるセパレータ用パッキング材が要求されている。
【０００３】
このようなセパレータ用パッキング材としては各種樹脂からなるパッキング材が検討されているが、成形性、耐熱性、弾性に優れたシリコーンゴム製のパッキング材が主に使用されている。さらにシリコーンゴムとしてはより成形性に優れた二液タイプの付加型液状シリコーン樹脂が用いられている。
しかしながら、二液タイプの付加型液状シリコーン樹脂では確かに成形性は優れているが、長期間の弾性を維持することが出来ず、耐久性に劣るという問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の問題点を解消できる固体高分子型燃料電池セパレータを見出したものであり、その要旨とするところは、
固体高分子型燃料電池セパレータの少なくとも片側周縁部に被覆するパッキング材において、そのパッキング材が下記Ａ液とＢ液を反応架橋させてなる付加型液状シリコーンゴムからなるとともに、
【化３】
0003742724.tif 000002
【化４】
0003742724.tif 000003
（１）Ａ液及びＢ液中の合計ビニル基量と合計メチル基量とのモル比が、
合計ビニル基量／合計メチル基量＝０．１〜０．６の範囲、及び、
（２）Ａ液及びＢ液中の合計水素基量と合計ビニル基量とのモル比が、
合計水素基量／合計ビニル基量＝１．５〜３．５の範囲であることを特徴とする固体高分子型燃料電池セパレータ用パッキング材にある。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明に使用される液状シリコーン樹脂は、
特許請求の範囲に示した化学構造式のＡ液及びＢ液を用い、通常、この二液は成形直前に混合される。触媒としては、通常、白金系触媒が使用される。
本発明においては上記Ａ液及びＢ液中の合計ビニル基量、合計メチル基量及び、合計水素基量を測定し、三者間のモル比が特定の範囲において、パッキング材として優れた特性を有することを見出したものである。
【０００６】
上記モル比の測定方法は水素核磁気共鳴装置（ 1Ｈ−ＮＭＲ）を使用し、溶媒、重クロロホルム、試料濃度５重量％、測定温度３０℃の測定条件にて測定すればよい。
【０００７】
上記モル比の範囲は、次の（１）、（２）の両者を満足する必要がある。
（１）Ａ液及びＢ液中の合計ビニル基量と合計メチル基量とのモル比が、
合計ビニル基量／合計メチル基量＝０．１〜０．６の範囲であること。
このモル比が０．１未満では、架橋点が少なすぎてゴムの硬度が低下しパッキング材としてのシール効果が出にくいという問題がある。０．６を越えるものでは、耐久性に劣るという問題がある。
【０００８】
（２）Ａ液及びＢ液中の合計水素基量と合計ビニル基量とのモル比が、
合計水素基量／合計ビニル基量＝１．５〜３．５の範囲であること。
このモル比が１．５未満では、硬化時間が長くなり、成形性に劣り、３．５を越えるものでは、耐久性に劣るという問題がある。
【０００９】
上記組成内容のシリコーン樹脂を用いたパッキング材の成形方法は通常の射出成形方法やプレス成形方法によればよく、セパレータ本体にステンレン鋼板等の金属薄板を使用したものでは、金型内に金属薄板を保持して樹脂を射出するインサート成形法によることもできる。
【００１０】
また上記シリコーン樹脂は、粘度が１０3 〜１０4 ポイズ（２５℃）の樹脂が好適に使用できる。粘度が１０3 ポイズ未満のものでは、柔らかすぎて取り扱いにくく、１０4 ポイズを越えるものでは、成形時の流動性に劣り易い傾向にある。  さらに、必要に応じて微粉末シリカ、ケイそう土、高熱伝導性無機フイラー等の充填剤を添加してもよい。
【００１１】
成形後のシリコーン樹脂層の厚みは０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲とする必要がある。０．０５ｍｍ未満では、正確な成形がしずらく、また弾力効果が出にくく、パッキング材としての利用性に劣り、１．０ｍｍを超えるものでは、特に固体高分子型燃料電池のセパレータ用としての用途では小型化しずらく、またコスト高になるという問題がある。
【００１２】
さらに、成形後のシリコーン樹脂層の硬度を４０〜７０、好ましくは５０〜６０の範囲とする必要がある。硬度の測定方法はＪＩＳＫ６３０１  スプリング式硬さ試験  Ａ形に準拠して行なう。
この硬度が４０未満では柔らかすぎて取り扱いにくく、７０を超えると硬くなりすぎて弾力性に欠けるという問題がある。
【００１３】
【実施例】
以下、実施例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
表１に示した組成の液状シリコーンゴムを用いて下記の方法にてパッキング材を得た。
原料のＡ液とＢ液を１：１（重量比）でビーカー中で撹拌混合し、２時間真空乾燥機中で真空脱泡した。その後、所定形状（１００ｍｍ×１００ｍｍ×１２．５ｍｍ）の下型に充填し、再度２時間真空乾燥機中で真空脱泡した。次に上型で蓋をして、プレス機を用い、１７０℃の加熱温度で、９０Ｋｇ／ｃｍ2 、１０分間加圧した。その後、２００℃で４時間乾燥し（二次加硫）、得られた板状の試験片を所定の円形状試験片に打ち抜いた。
【００１４】
得られた円形状試験片につき、応力緩和耐久試験を行い、その結果を表１に示した。
応力緩和耐久試験の試験方法：
直径２９．０ｍｍ、厚さ１２．５ｍｍの円形状試験片を圧縮板に挟み、２分以内に２５％の圧縮歪みまで圧縮した。圧縮後直ちに、あらかじめ９０℃、９０％に保持した恒温高湿槽に圧縮した試験片を入れ、加熱を行った。３０分経過後、試験片を恒温高湿槽から取り出し、２時間以内に試験片及び圧縮板を試験室の標準状態に戻し、試験室の標準状態で圧縮応力Ｆ（０）の測定を行った。以後、所定のｔ時間毎に、この操作を繰り返し、圧縮応力Ｆ（ｔ）を１５０時間まで測定した。測定は２回づつ行い、測定値が１０％以内で一致することを確かめた。圧縮応力保持率を以下の式により、算出した。
Ｒ（ｔ）＝Ｆ（ｔ）／Ｆ（０）×１００。
この値が７５％以上のものを（◎）、６５％以上７５％未満のものを（△）、６５％未満を（×）とした。
【００１５】
【表１】
0003742724.tif 000004
【００１６】
表１から本発明において規定するモル比を全て満足する試料Ｎｏ１及び２は圧縮応力保持率が良好で長期間弾性を維持できるため長期間の耐久性に優れていることが分かる。これに対して、モル比が範囲外の試料Ｎｏ３、４は圧縮応力保持率が低く耐久性に劣っていることが分かる。
【００１７】
【発明の効果】
上述したように、本発明のパッキング材では、長期間弾性を維持できる耐久性に優れており、長期の使用が可能な固体高分子型燃料電池のセパレータ用パッキング材として好適に使用できる。