JP4888628B2

JP4888628B2 - 燃料電池用構成部品の製造方法

Info

Publication number: JP4888628B2
Application number: JP2004289667A
Authority: JP
Inventors: 達也岡部
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2004-10-01
Filing date: 2004-10-01
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2024-10-01
Also published as: KR101242056B1; CN101032046A; KR20070059158A; CN100499232C; WO2006038497A1; US20080124458A1; JP2006107798A; EP1796195A4; EP1796195B1; EP1796195A1

Description

本発明は、燃料電池の構成要素をなす燃料電池用構成部品の製造方法に関するものである。

燃料電池スタック内の各セルのガス流路用ガスケットとしては、その材質として弾性体を用い、この弾性体よりなるガスケットをセパレータ上に形成する方法が一般的である。

一方、ＧＤＬ上にリップを形成するとともにＧＤＬのリップ形成部位に液状ゴムを含浸させることにより、ＧＤＬ単独でのシール性を確保することで、セパレータへのシール成形を無くし、セル構造の簡素化を図ることができる（特許文献１参照）。

ＧＤＬとしては、カーボンペーパーやカーボンクロス等が一般的であるが、ＧＤＬ表面の接触抵抗を小さくする、またはウォーター・マネージメントを目的として、ＧＤＬ表層の片面または両面にマイクロポーラス層（ＭＰＬ）をコーティングする処理が行われている。

しかしながら、このようにＧＤＬの表面にＭＰＬをコーティングすると、ＧＤＬに液状ゴムを含浸させようとする際に、ＭＰＬが含浸を阻害してしまうことがあり、よってこの場合、十分な含浸状態を形成することができないことから、シール性に問題を生じることがある。

特開２００４−９５５６５号公報

本発明は以上の点に鑑みて、ＧＤＬに液状ゴムを含浸させる際にＭＰＬが含浸を阻害するのを抑えることが可能であり、もって十分な含浸状態を形成することが可能な燃料電池用構成部品の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の燃料電池用構成部品の製造方法は、多孔質材により平板状に成形されたＧＤＬ（１）の表面に前記ＧＤＬ（１）よりも気孔率の小さなマイクロポーラス層をコーティングするとともに、前記ＧＤＬ（１）の周縁部に液状ゴムの射出成形によってガスケット（６）を一体成形し、前記ガスケット（６）は、前記ＧＤＬ（１）の周縁部に含浸成形されたゴム含浸部（８）と、前記ゴム含浸部（８）の平面上に一体成形された断面山形のリップ（７）と、同じく前記ゴム含浸部（８）の平面上であって前記リップ（７）の外周側に一体成形された平坦部（９）とを一体に備える燃料電池用構成部品を製造する方法であって、
前記ＧＤＬ（１）の平面をシール必要部位（２）とシール不要部位（３）とに区分けしたうえで前記シール必要部位（２）にマスキングを施した状態で前記マイクロポーラス層をコーティングすることにより前記シール必要部位（２）にＭＰＬ未コーティング部（４）を形成するとともに前記シール不要部位（３）にＭＰＬコーティング部（５）を形成する工程と、次いで、前記マスキングを取り外す工程と、次いで、前記ＧＤＬ（１）を金型にセットして前記液状ゴムを射出成形し、一部の前記液状ゴムを前記ＭＰＬ未コーティング部（４）に含浸させることにより前記ゴム含浸部（８）を成形するとともに前記ゴム含浸部（８）の平面上に前記リップ（７）および平坦部（９）を一体成形する成形工程と、を順次実施し、
前記成形工程の終了時点で、前記ゴム含浸部（８）は前記ＭＰＬ未コーティング部（４）と同幅とされ、前記リップ（７）および平坦部（９）も前記ＭＰＬ未コーティング部（４）と同幅とされていることを特徴とするものである。

上記構成を備えた本発明の製造方法によれば、ＧＤＬの表面中シール性を必要とする部分にはＭＰＬをコーティングしないことから、該部分に液状ゴムを含浸させる際にＭＰＬが含浸を阻害するのを抑えることが可能となる。

すなわち、上記ＧＤＬのシール性を必要とする部分はイコールここに液状ゴムを含浸させる部位であり、該部分にＭＰＬをコーティングしないことから、該部分に液状ゴムを含浸させる際にＭＰＬが含浸を阻害するのを抑えることが可能となる。

本発明は、以下の効果を奏する。

すなわち、上記構成を備えた本発明の燃料電池用構成部品の製造方法においては、ＧＤＬの表面にＭＰＬをコーティングする際にＧＤＬのシール性を必要とする部分にはマスキング等の方法を用いてＭＰＬをコーティングせず、ここにＭＰＬ未コーティング部を形成し、次いでこのＭＰＬ未コーティング部に液状ゴムを含浸させるようにしたことから、ＭＰＬ未コーティング部に液状ゴムを含浸させる際にＭＰＬが含浸を阻害するのを抑えることが可能となる。したがって、充分な含浸状態を形成することができることから、安定したシール性を確保することができる。

尚、本発明には、以下の実施形態が含まれる。

（１）本発明は、積層型燃料電池用構成部品およびその製造方法に関するものである。

（２）ＧＤＬへＭＰＬをコーティングする工程において、シール性を必要とする部分にマスキング等の方法によりＭＰＬをコーティングさせず、その部分に良好な含浸状態を形成させ、シール性を確保する。

（３）ＧＤＬへＭＰＬを塗布する工程において、シール性を必要とする部分にマスキング等の方法を用いて含浸時の阻害となるＭＰＬをコーティングさせることなく、更に未コーティング部にゴムを含浸させることにより、良好な含浸状態を形成させ、シール性を持たせる。

（４）ＧＤＬへＭＰＬをコーティングする工程において、シール部分をマスキングすることにより含浸成形の際に阻害となるＭＰＬをコーティングすることなく、更に未コーティング部へシール成形および含浸を行なうことにより安定したシール性を確保する。

（５）ＧＤＬへＭＰＬをコーティングする工程において、シール部分をマスキングすることにより含浸成形の際に阻害となるＭＰＬをコーティングすることなく、更に未コーティング部へ含浸を行なうことにより安定したシール性を確保する。

（６）上記（１）ないし（５）によれば、ＭＥＡを構成するＧＤＬ表面側にＭＰＬがコーティングされている場合、含浸の阻害となるＭＰＬを含浸部分にコーティングしないことにより、良好な含浸状態を形成することが可能となり、安定したシール性を確保することが可能となる。

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

図１および図２は、本発明の実施例に係る製造方法を工程順に示している。また、図３は、同製造方法によって製造される燃料電池用構成部品を示している。

図１において、符号１は、多孔質材により平板状に成形されたＧＤＬを示しており、このＧＤＬ１の平面上には、その周縁部全周（図上点線の外側）に位置して、シール性を必要とする部分（以下、シール必要部位とも称する）２と、平面中央（図上点線の内側）に位置して、シール性を必要としない部分（以下、シール不要部位とも称する）３とが設定されているので、このＧＤＬ１の表面にＭＰＬ（図示せず）をコーティングするに際しては、前者のシール必要部位２にマスキング（図示せず）を施してＭＰＬをコーティングせず、後者のシール不要部位３のみにＭＰＬをコーティングする。コーティング後、マスキングは取り外す。

これで、ＧＤＬ１の平面上には、図２に示すように、前者のシール必要部位２に相当するＭＰＬ未コーティング部４と、後者のシール不要部位３に相当するＭＰＬコーティング部５とが形成されることになる。

次いで、上記ＧＤＬ１を金型（図示せず）にセットして射出成形等により液状ゴムを一体成形し、図３に示すように、この液状ゴムによって、ＭＰＬ未コーティング部４の表面にガスケット６のリップ（シールリップ）７を形成するとともに、一部の液状ゴムをＭＰＬ未コーティング部４内に含浸させて、ゴム含浸部（ガスケット基部）８を形成する。

したがって、以上の製造方法によれば、ＭＰＬ未コーティング部４に液状ゴムを含浸させる際にＭＰＬが含浸を阻害するのを抑えることができることから、充分な含浸状態を形成することができ、よって安定したシール性能を確保することができる。

本発明の実施例に係る製造方法の工程説明図その１同製造方法の工程説明図その２（Ａ）は同製造方法によって製造される燃料電池用構成部品の平面図、（Ｂ）は同図（Ａ）におけるＡ−Ａ線拡大断面図

１ＧＤＬ
２シール必要部位
３シール不要部位
４ＭＰＬ未コーティング部
５ＭＰＬコーティング部
６ガスケット
７リップ
８ゴム含浸部
９平坦部

Claims

多孔質材により平板状に成形されたＧＤＬ（１）の表面に前記ＧＤＬ（１）よりも気孔率の小さなマイクロポーラス層をコーティングするとともに、前記ＧＤＬ（１）の周縁部に液状ゴムの射出成形によってガスケット（６）を一体成形し、前記ガスケット（６）は、前記ＧＤＬ（１）の周縁部に含浸成形されたゴム含浸部（８）と、前記ゴム含浸部（８）の平面上に一体成形された断面山形のリップ（７）と、同じく前記ゴム含浸部（８）の平面上であって前記リップ（７）の外周側に一体成形された平坦部（９）とを一体に備える燃料電池用構成部品を製造する方法であって、
前記ＧＤＬ（１）の平面をシール必要部位（２）とシール不要部位（３）とに区分けしたうえで前記シール必要部位（２）にマスキングを施した状態で前記マイクロポーラス層をコーティングすることにより前記シール必要部位（２）にＭＰＬ未コーティング部（４）を形成するとともに前記シール不要部位（３）にＭＰＬコーティング部（５）を形成する工程と、次いで、前記マスキングを取り外す工程と、次いで、前記ＧＤＬ（１）を金型にセットして前記液状ゴムを射出成形し、一部の前記液状ゴムを前記ＭＰＬ未コーティング部（４）に含浸させることにより前記ゴム含浸部（８）を成形するとともに前記ゴム含浸部（８）の平面上に前記リップ（７）および平坦部（９）を一体成形する成形工程と、を順次実施し、
前記成形工程の終了時点で、前記ゴム含浸部（８）は前記ＭＰＬ未コーティング部（４）と同幅とされ、前記リップ（７）および平坦部（９）も前記ＭＰＬ未コーティング部（４）と同幅とされていることを特徴とする燃料電池用構成部品の製造方法。