JPH02250266A - 多孔性シール材 - Google Patents
多孔性シール材Info
- Publication number
- JPH02250266A JPH02250266A JP1072747A JP7274789A JPH02250266A JP H02250266 A JPH02250266 A JP H02250266A JP 1072747 A JP1072747 A JP 1072747A JP 7274789 A JP7274789 A JP 7274789A JP H02250266 A JPH02250266 A JP H02250266A
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- Japan
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- sealing material
- porous
- sealing
- strips
- bonding
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は燃料電池等のシール処理に用いる多孔性シール
材の改良に関するものである。
材の改良に関するものである。
〈従来の技術〉
燃料電池においては、発電容量を増大するために単電池
を積重し、これら単電池を直列に接続している。而して
、これら単電池の積重界面から燃料ガス（水素、または
酸素）が漏洩しないように、その界面をシールする必要
がある。而るに、そのシール材には、ガスシール性は勿
論のこと、発熱温度に耐え得る耐熱性、電池の運転・停
止に伴う熱膨張収縮に追従し得るクツション性、電解物
質に耐え得る耐薬品性等が要求され、従来、そのシール
材には、発泡剤付与ポリテトラフルオロエチレンシート
を用いている。また、上記単電池の積重は電極面におい
て行い、シール材の形状は、電極の隣接する二辺をほぼ
網羅するＬ形とし、このＬ形シール材を得るために、発
泡剤与ポリテトラフルオロエチレンシートからトムソン
刃によりＬ形材を打抜成形している。
を積重し、これら単電池を直列に接続している。而して
、これら単電池の積重界面から燃料ガス（水素、または
酸素）が漏洩しないように、その界面をシールする必要
がある。而るに、そのシール材には、ガスシール性は勿
論のこと、発熱温度に耐え得る耐熱性、電池の運転・停
止に伴う熱膨張収縮に追従し得るクツション性、電解物
質に耐え得る耐薬品性等が要求され、従来、そのシール
材には、発泡剤付与ポリテトラフルオロエチレンシート
を用いている。また、上記単電池の積重は電極面におい
て行い、シール材の形状は、電極の隣接する二辺をほぼ
網羅するＬ形とし、このＬ形シール材を得るために、発
泡剤与ポリテトラフルオロエチレンシートからトムソン
刃によりＬ形材を打抜成形している。
く解決しようとする課題〉
しかしながら、この打抜成形によって発生する材料ロス
が大であり、寸法変更（特に寸法増大）に対処するため
にその寸法に応じたトムソン刃を用意しておく必要もあ
り、コスト上不利である。
が大であり、寸法変更（特に寸法増大）に対処するため
にその寸法に応じたトムソン刃を用意しておく必要もあ
り、コスト上不利である。
また、発泡剤付与ポリテトラフルオロエチレンシートに
おいては、発泡倍率に限界があり、あまり柔いもの（気
孔率で４０〜５０％）の作成は困難であり、クツション
性に問題がある。
おいては、発泡倍率に限界があり、あまり柔いもの（気
孔率で４０〜５０％）の作成は困難であり、クツション
性に問題がある。
本発明の目的は、材料ロスを僅少にとどめ得、製作が容
易で、しかも、クツション性に秀れた耐薬品性、耐熱性
の多孔性シール材を提供することにある。
易で、しかも、クツション性に秀れた耐薬品性、耐熱性
の多孔性シール材を提供することにある。
く課題を解決するための手段〉
本発明に係る多孔性シール材は、多孔性のフッ素樹脂帯
状体を積層・一体化してシール材片を成形し、両シール
材片の端部に互に雌雄関係の接合段部を加工したことを
特徴とする構成である。
状体を積層・一体化してシール材片を成形し、両シール
材片の端部に互に雌雄関係の接合段部を加工したことを
特徴とする構成である。
〈実施例の説明〉
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図並びに
第３図はそれぞれ第１図における■−■断面図並びに■
−ｍ断面図である。第１図乃至第３図において、ｌａ・
１ｂはシール材片であり、多孔性のフッ素樹脂帯状体を
積層・一体化しである。２ａは一方のシール材片１ａの
端部に形成した雌型（又は雄型）接合段部、２ｂは他方
のシール材片１ｂの端部に形成した雄型（又は雌型）接
合端部である。これらのシール材片は互に直角をなすよ
うに配置し、再接合段部を互に重畳接合しである。而し
て、一方の接合段部の縁端が他方の接合段部の垂直段面
に密接に納まっている。
第３図はそれぞれ第１図における■−■断面図並びに■
−ｍ断面図である。第１図乃至第３図において、ｌａ・
１ｂはシール材片であり、多孔性のフッ素樹脂帯状体を
積層・一体化しである。２ａは一方のシール材片１ａの
端部に形成した雌型（又は雄型）接合段部、２ｂは他方
のシール材片１ｂの端部に形成した雄型（又は雌型）接
合端部である。これらのシール材片は互に直角をなすよ
うに配置し、再接合段部を互に重畳接合しである。而し
て、一方の接合段部の縁端が他方の接合段部の垂直段面
に密接に納まっている。
各接合段部は、積層シール材片の層を所定数、トムソン
刃により切断することによって形成でき、各段部の深さ
は、通常、等しくする。積層シール材片の層数が層数の
場合、両段部の深さを異ならせるが、再接合段部の重畳
厚みは積層シール材の厚さに等しくする必要がある０両
接合段部の重畳面は、通常接触させておくだけであるが
、耐熱性、耐薬品性の接着剤、例えばフッ素ゴムによっ
て接着してもよい。
刃により切断することによって形成でき、各段部の深さ
は、通常、等しくする。積層シール材片の層数が層数の
場合、両段部の深さを異ならせるが、再接合段部の重畳
厚みは積層シール材の厚さに等しくする必要がある０両
接合段部の重畳面は、通常接触させておくだけであるが
、耐熱性、耐薬品性の接着剤、例えばフッ素ゴムによっ
て接着してもよい。
本発明に係る多孔性シール材は、例えば燃料電池の電極
間界面の外周部に装着して使用し、上記両シール材片の
交叉角は電掻コーナの角度に応じて定められ、９０＠以
上の角度で交叉させることもある。
間界面の外周部に装着して使用し、上記両シール材片の
交叉角は電掻コーナの角度に応じて定められ、９０＠以
上の角度で交叉させることもある。
上記シール材片を構成する多孔性フッ素樹脂には、ポリ
テトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パ
ーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体を、通常、
孔径０．０１〜１００μｍ１気孔率６０〜９５％、見掛
は比重１．５以下、厚さ０．０２〜５ｗｍの多孔質のシ
ートに成形したものを使用し、積層数は二層以上、好ま
しくは１５〜７０層とする。このようにして得たシール
材の気孔率は通常５０〜７０％、厚さは０．３〜２゜０
ＩＩＩＩｌである。積層の一体化は、通常、フッ素樹脂
の融点以下の温度で加熱・圧着して行い、好ましくは温
度２９０〜３１０’Ｃ，圧力１〜５ ｋｇ／ｃｄである
。かかる温度、圧力によれば、気孔を保持できるので、
シートの柔軟性を維持できる。また、適度の眉間接合の
ために、上記の接合段部形成時での除去部分の眉間剥離
もスムースに行い得る。
テトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パ
ーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体を、通常、
孔径０．０１〜１００μｍ１気孔率６０〜９５％、見掛
は比重１．５以下、厚さ０．０２〜５ｗｍの多孔質のシ
ートに成形したものを使用し、積層数は二層以上、好ま
しくは１５〜７０層とする。このようにして得たシール
材の気孔率は通常５０〜７０％、厚さは０．３〜２゜０
ＩＩＩＩｌである。積層の一体化は、通常、フッ素樹脂
の融点以下の温度で加熱・圧着して行い、好ましくは温
度２９０〜３１０’Ｃ，圧力１〜５ ｋｇ／ｃｄである
。かかる温度、圧力によれば、気孔を保持できるので、
シートの柔軟性を維持できる。また、適度の眉間接合の
ために、上記の接合段部形成時での除去部分の眉間剥離
もスムースに行い得る。
第４図は本発明の別実施例を示し、一方のシール材片先
端部における中−半部の上部並びに中地半部の下部をそ
れぞれ欠切して接合段部２１ａ・２２ａを形成し、他方
のシール材片先端部の側部にこれらの接合段部に対して
雌雄関係の段部２１ｂ・２２ｂを形成したものである０
両段部は互に重畳し、その重畳面は、前記と同様、フッ
素ゴムで接着してもよい。
端部における中−半部の上部並びに中地半部の下部をそ
れぞれ欠切して接合段部２１ａ・２２ａを形成し、他方
のシール材片先端部の側部にこれらの接合段部に対して
雌雄関係の段部２１ｂ・２２ｂを形成したものである０
両段部は互に重畳し、その重畳面は、前記と同様、フッ
素ゴムで接着してもよい。
上記の各シール材片は、多孔質のフッ素樹脂シートを複
数枚、積層しく積層数は上述した通り、好ましくは１５
〜７０枚）、これを加熱圧着により一体化した方形の積
層シートを切断することによって製造できる。これらの
シール材片は短冊状であって、従来のし形状とは異なり
一直線状であるから、はとんど屑の発生なく、当該シー
ル材片を得ることができる。
数枚、積層しく積層数は上述した通り、好ましくは１５
〜７０枚）、これを加熱圧着により一体化した方形の積
層シートを切断することによって製造できる。これらの
シール材片は短冊状であって、従来のし形状とは異なり
一直線状であるから、はとんど屑の発生なく、当該シー
ル材片を得ることができる。
上記シール材片の形状については、第５図に示すように
、一方のシール材片１ａの一端に突出長さの短い折曲部
１０ａを設けるようにしてもよく、この場合は、この折
曲部１０ａに他方の直線状シール材片１ｂを第６図また
は第７図に示す、雌雄段部によって接合すればよい。こ
の場合でも、−方のシール材片１ａは折曲部１０ａの長
さが短くほぼ直線状であるので、材料ロスを充分に少な
くできる。
、一方のシール材片１ａの一端に突出長さの短い折曲部
１０ａを設けるようにしてもよく、この場合は、この折
曲部１０ａに他方の直線状シール材片１ｂを第６図また
は第７図に示す、雌雄段部によって接合すればよい。こ
の場合でも、−方のシール材片１ａは折曲部１０ａの長
さが短くほぼ直線状であるので、材料ロスを充分に少な
くできる。
本発明に係る他社性シール材片は、ガスシール性、復元
性並びに柔軟性に秀れており、実施例についてのこれら
特性の測定結果は次の通りである。
性並びに柔軟性に秀れており、実施例についてのこれら
特性の測定結果は次の通りである。
実施例１
厚さ０．０３ｍ、平均孔径０．６μｍ、気孔率８５％の
焼成した多孔性ポリテトラフルオロエチレン（融点３２
７°Ｃ）シートをアルミニウム製の金属板の上に６０枚
重ね、シートの周囲を圧着器具によって金属板に固定し
、更に、該シートの上部に金属板を乗せ、温度３０５°
Ｃ１圧力３ ｋｇ／ｃｄの条件で１０分間加熱・加圧し
たのち、核シートの上に前記金属板に代え２０°Ｃの金
属板を同じ圧力で乗せ１０分間冷却して、厚さ１．
Ｏｍｍ、気孔率６５％の多孔性積層シートを得た。
焼成した多孔性ポリテトラフルオロエチレン（融点３２
７°Ｃ）シートをアルミニウム製の金属板の上に６０枚
重ね、シートの周囲を圧着器具によって金属板に固定し
、更に、該シートの上部に金属板を乗せ、温度３０５°
Ｃ１圧力３ ｋｇ／ｃｄの条件で１０分間加熱・加圧し
たのち、核シートの上に前記金属板に代え２０°Ｃの金
属板を同じ圧力で乗せ１０分間冷却して、厚さ１．
Ｏｍｍ、気孔率６５％の多孔性積層シートを得た。
次いで、この多孔性積層シートを長さ５０ｍ１巾１０ｍ
ｍの短冊状に切断し、該短冊片の両端に第８図に示すよ
うに、深さ（ｄ）０．５鴫、長さ（Ｉｌ）ｌｏｎｍの互
に雌雄関係の接合段部をトムソン刃によって形成し、短
冊片の４片を枠状に接合した。
ｍの短冊状に切断し、該短冊片の両端に第８図に示すよ
うに、深さ（ｄ）０．５鴫、長さ（Ｉｌ）ｌｏｎｍの互
に雌雄関係の接合段部をトムソン刃によって形成し、短
冊片の４片を枠状に接合した。
実施例２
実施例１に対し、接合面をフッ素ゴムで接着した以外、
実施例１と同じにした。
実施例１と同じにした。
実施例３
実施例１の多孔性積層シートを用い、第９図において、
Ｌ＝５０ｍ、Ｂ−１０ｍ、接合段部の深さｄ−０，５ｓ
ｉ、巾ｂ−５ｆｆｉ１１．長さｆ−５ａｎ。
Ｌ＝５０ｍ、Ｂ−１０ｍ、接合段部の深さｄ−０，５ｓ
ｉ、巾ｂ−５ｆｆｉ１１．長さｆ−５ａｎ。
としたシール材片を４片、作成し、これらの４片を枠状
に接合した。
に接合した。
比較例１
実施例１における多孔性積層シートから外郭−辺の長さ
５０ｍｍ、内郭−辺の長さ３ｏ閤の枠状物を打抜によっ
て得た。
５０ｍｍ、内郭−辺の長さ３ｏ閤の枠状物を打抜によっ
て得た。
比較例２
発泡剤付与ポリテトラフルオロエチレンシート（気孔率
４５％）から、上記寸法の枠状物を打抜きによって得た
。
４５％）から、上記寸法の枠状物を打抜きによって得た
。
これらの実施例品、比較例品についてガスシール性、復
元性、並びに柔軟性を測定したところ、それぞれ第１表
（ガスシール性）、第１０図（復元性ン並びに第１１図
（柔軟性〕に示す通りであった。
元性、並びに柔軟性を測定したところ、それぞれ第１表
（ガスシール性）、第１０図（復元性ン並びに第１１図
（柔軟性〕に示す通りであった。
ガスシール性：各枠状試料を２枚のプレート間に締付圧
４． ５ｋｇ／ｃｄで挟着し、上方のプレートに試料の
枠内スペースに開口せる直径１２．５ｍの送気孔を設け
、この供試体につき、２００°Ｃで１時間加熱、２５”
Ｃで１時間冷却の加熱・冷却サイクルを１１００回行っ
たのち、送気孔より５ｋｇ／ｄの圧力でガスを加えて、
その際のガスリーク量を流量計で測定する。
４． ５ｋｇ／ｃｄで挟着し、上方のプレートに試料の
枠内スペースに開口せる直径１２．５ｍの送気孔を設け
、この供試体につき、２００°Ｃで１時間加熱、２５”
Ｃで１時間冷却の加熱・冷却サイクルを１１００回行っ
たのち、送気孔より５ｋｇ／ｄの圧力でガスを加えて、
その際のガスリーク量を流量計で測定する。
復元性二試料に荷重を１０分間加えたのち荷重を除去し
、その後、５分経過時の厚さを測定する。
、その後、５分経過時の厚さを測定する。
但し、荷重をかける前の厚さを１とする。
柔軟性：試料に荷重を加え、３０秒後の厚みを測定する
。但し、荷重をかける前の厚さを１とする。
。但し、荷重をかける前の厚さを１とする。
第１表
〈発明の効果〉
本発明に係る多孔性シール材においては、上述した通り
、はぼ短冊状のシール材片を枠状に接合して使用してお
り、シール材片の形状がほぼ直線状であるから、シート
からほとんど屑の発生なく、切断加工できる。また、積
層体であるから、雌雄の接合段部の加工においては、短
冊状積層体端部にトムソン刃で切込みを入れ、切込んだ
積層部分を剥離するだけでよく、接合段部の形成が容易
である。更に、接合部の厚み並びにクツション性を他の
部分に同じにでき、しかも、多孔性フッ素樹脂シートの
積層体ゆえにそのクツション性にも秀れているので、シ
ール箇所が膨張収縮しても、これによく追従して秀れた
ガスシール性を呈する。
、はぼ短冊状のシール材片を枠状に接合して使用してお
り、シール材片の形状がほぼ直線状であるから、シート
からほとんど屑の発生なく、切断加工できる。また、積
層体であるから、雌雄の接合段部の加工においては、短
冊状積層体端部にトムソン刃で切込みを入れ、切込んだ
積層部分を剥離するだけでよく、接合段部の形成が容易
である。更に、接合部の厚み並びにクツション性を他の
部分に同じにでき、しかも、多孔性フッ素樹脂シートの
積層体ゆえにそのクツション性にも秀れているので、シ
ール箇所が膨張収縮しても、これによく追従して秀れた
ガスシール性を呈する。
勿論、フッ素樹脂製であるから、耐薬品性、耐熱性にも
秀れている。従って、本発明に係る多孔性シール材は燃
料電池の燃料ガスシール用として極めて有用である。
秀れている。従って、本発明に係る多孔性シール材は燃
料電池の燃料ガスシール用として極めて有用である。
第１図は本発明の一実施例を示す説明図、第２図並びに
第３図はそれぞれ第１図におけるＨ−■断面図並びに■
−■断面図、第４図、第５図、第６図、第７図、第８図
並びに第９図はそれぞれ本発明の別実施例を示す説明図
、第１０図は本発明シール材の復元性を示す図表、第１
１図は同上シール材の柔軟性を示す図表である。 ２ａ−２ｂ、２１ａ・２１ｂ、２２ａ・２２ｂ・・・・
・・互に雌雄関係の接合段部。
第３図はそれぞれ第１図におけるＨ−■断面図並びに■
−■断面図、第４図、第５図、第６図、第７図、第８図
並びに第９図はそれぞれ本発明の別実施例を示す説明図
、第１０図は本発明シール材の復元性を示す図表、第１
１図は同上シール材の柔軟性を示す図表である。 ２ａ−２ｂ、２１ａ・２１ｂ、２２ａ・２２ｂ・・・・
・・互に雌雄関係の接合段部。
Claims (1)
- 多孔性のフッ素樹脂帯状体を積層・一体化してシール材
片を成形し、両シール材片の端部に互に雌雄関係の接合
段部を加工したことを特徴とする多孔性シール材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1072747A JPH02250266A (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | 多孔性シール材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1072747A JPH02250266A (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | 多孔性シール材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02250266A true JPH02250266A (ja) | 1990-10-08 |
Family
ID=13498257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1072747A Pending JPH02250266A (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | 多孔性シール材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02250266A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012074315A (ja) * | 2010-09-29 | 2012-04-12 | Toppan Printing Co Ltd | 固体高分子形燃料電池の膜電極接合体およびその製造方法 |
-
1989
- 1989-03-24 JP JP1072747A patent/JPH02250266A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012074315A (ja) * | 2010-09-29 | 2012-04-12 | Toppan Printing Co Ltd | 固体高分子形燃料電池の膜電極接合体およびその製造方法 |
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