特開 2022-21366 サブガスケットの製造方法及び製造システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022021366

(43)【公開日】2022-02-03

(54)【発明の名称】サブガスケットの製造方法及び製造システム

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/0284 20160101AFI20220127BHJP

   B29C 48/00 20190101ALI20220127BHJP

   H01M 8/10 20160101ALI20220127BHJP

   B29B 17/00 20060101ALI20220127BHJP

【ＦＩ】

H01M8/0284

B29C48/00 ZAB

H01M8/10 101

B29B17/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020124847

(22)【出願日】2020-07-22

(71)【出願人】

【識別番号】591245473

【氏名又は名称】ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100177839

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 玲児

(74)【代理人】

【識別番号】100172340

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 始

(74)【代理人】

【識別番号】100182626

【弁理士】

【氏名又は名称】八島 剛

(72)【発明者】

【氏名】高椋 庄吾

【テーマコード（参考）】

4F207

4F401

5H126

【Ｆターム（参考）】

4F207AA50

4F207AG01

4F207AH33

4F207KA01

4F207KA17

4F207KW45

4F401AA28

4F401AC20

4F401AD07

4F401BA09

4F401BB09

4F401CA14

4F401CA78

5H126AA13

5H126BB06

5H126DD02

5H126DD05

5H126GG18

5H126JJ05

(57)【要約】

【課題】サブガスケットの製造コストの削減。
【解決手段】燃料電池（１０）用サブガスケット（５）の製造方法であって、前記サブガスケット（５）の製造システム（Ｗ１）が、熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物を用いて前記サブガスケット（５）を形成するステップを含み、前記樹脂組成物は、前記サブガスケット（５）の形成に初めて使用される新規原料（Ｍ１）と、前記サブガスケット（５）の廃棄物から製造されたリサイクル原料（Ｍ２１，Ｍ２２）と、を含む。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料電池（１０）用サブガスケット（５）の製造方法であって、
前記サブガスケット（５）の製造システム（Ｗ１）が、熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物を用いて前記サブガスケット（５）を形成するステップを含み、
前記樹脂組成物は、前記サブガスケット（５）の形成に初めて使用される新規原料（Ｍ１）と、前記サブガスケット（５）の廃棄物から製造されたリサイクル原料（Ｍ２１，Ｍ２２）と、を含む
サブガスケット（５）の製造方法。

【請求項2】

前記樹脂組成物中における前記リサイクル原料（Ｍ２１，Ｍ２２）の配合割合は、２５質量％以下である
請求項１に記載のサブガスケット（５）の製造方法。

【請求項3】

前記樹脂組成物は、前記リサイクル原料（Ｍ２１，Ｍ２２）として、第１リサイクル原料（Ｍ２１）、第２リサイクル原料（Ｍ２２）又はその両方を含み、
前記第１リサイクル原料（Ｍ２１）は、前記燃料電池（１０）において使用される前に回収された前記サブガスケット（５）の廃棄物から製造され、
前記第２リサイクル原料（Ｍ２２）は、前記燃料電池（１０）において使用された後に回収された前記サブガスケット（５）の廃棄物から製造され、
前記樹脂組成物中における前記第２リサイクル原料（Ｍ２２）の配合割合は、２５質量％以下である
請求項２に記載のサブガスケット（５）の製造方法。

【請求項4】

前記リサイクル原料（Ｍ２１，Ｍ２２）は、前記サブガスケット（５）の廃棄物から製造されたペレットであり、
前記ペレットを製造するプロセスにおいて回収されたペレットの廃棄物が、前記サブガスケット（５）の廃棄物として前記ペレットの製造に用いられる
請求項１～３のいずれか一項に記載のサブガスケット（５）の製造方法。

【請求項5】

熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物を用いて燃料電池（１０）用サブガスケット（５）を製造する製造システム（Ｗ１）であって、
前記樹脂組成物中の各原料の配合を制御する制御装置（６５）を備え、
前記配合の制御によって調製された樹脂組成物は、前記サブガスケット（５）の形成に初めて使用される新規原料（Ｍ１）と、前記サブガスケット（５）の廃棄物から製造されたリサイクル原料（Ｍ２１，Ｍ２２）と、を含む
サブガスケット（５）の製造システム（Ｗ１）。

【請求項6】

前記制御装置（６５）は、前記樹脂組成物中における前記リサイクル原料（Ｍ２１，Ｍ２２）の配合割合を２５質量％以下に制御する
請求項５に記載のサブガスケット（５）の製造システム（Ｗ１）。

【請求項7】

前記リサイクル原料（Ｍ２１，Ｍ２２）を製造するリサイクルシステム（Ｗ２）を備え、
前記リサイクルシステム（Ｗ２）は、
前記燃料電池（１０）において使用される前に回収された前記サブガスケット（５）の廃棄物から、第１リサイクル原料（Ｍ２１）を製造し、
前記燃料電池（１０）において使用された後に回収された前記サブガスケット（５）の廃棄物から、第２リサイクル原料（Ｍ２２）を製造し、
前記制御装置（６５）は、前記樹脂組成物中における前記第２リサイクル原料（Ｍ２２）の配合割合を２５質量％以下に制御する
請求項６に記載のサブガスケット（５）の製造システム（Ｗ１）。

【請求項8】

前記リサイクルシステム（Ｗ２）は、
前記サブガスケット（５）の廃棄物から前記リサイクル原料（Ｍ２１，Ｍ２２）のペレットを製造し、
前記ペレットを製造するプロセスにおいて回収されたペレットの廃棄物を、前記サブガスケット（５）の廃棄物として前記ペレットの製造に用いる
請求項７に記載のサブガスケット（５）の製造システム（Ｗ１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料電池用サブガスケットの製造方法及び製造システムに関する。

【背景技術】

【0002】

燃料電池は、燃料ガスの化学反応によって発電する膜電極接合体が１対のセパレータに挟まれた構造を有する。膜電極接合体には、支持体としてサブガスケットが取り付けられている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

サブガスケットは、一般にフレーム状の樹脂フィルムである。例えば、サブガスケットは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＮ）等の熱可塑性樹脂をフィルム成形した後、所定形状にカットすることにより、製造される（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－１４２４０７号公報

【特許文献2】特開２０１３－１５９０９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

サブガスケットの製造プロセスにおいては、フレーム状にカットされたときに不要なフィルム部分が排出される。また、シワ、破れ等の欠陥が生じたフィルムが排出されることがある。これら廃棄物を回収し、リサイクルすることができれば、原料のロスを減らすことができる。

【0006】

本発明は、サブガスケットの製造コストの削減を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、燃料電池（１０）用サブガスケット（５）の製造方法であって、前記サブガスケット（５）の製造システム（Ｗ１）が、熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物を用いて前記サブガスケット（５）を形成するステップを含む。前記樹脂組成物は、前記サブガスケット（５）の形成に初めて使用される新規原料（Ｍ１）と、前記サブガスケット（５）の廃棄物から製造されたリサイクル原料（Ｍ２１，Ｍ２２）と、を含む。

【0008】

本発明の他の一態様は、熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物を用いて燃料電池（１０）用サブガスケット（５）を製造する製造システム（Ｗ１）であって、前記樹脂組成物中の各原料の配合を制御する制御装置（６５）を備る。前記配合の制御によって調製された樹脂組成物は、前記サブガスケット（５）の形成に初めて使用される新規原料（Ｍ１）と、前記サブガスケット（５）の廃棄物から製造されたリサイクル原料（Ｍ２１，Ｍ２２）と、を含む。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、サブガスケットの製造コストの削減が可能である。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】サブガスケットが用いられた燃料電池の構成例を示す断面図である。

【図2】本実施形態の製造システムの構成を示す模式図である。

【図3】リサイクル回数とフィルムの物性との関係の一例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明のサブガスケットの製造方法及び製造システムの実施の形態について、図面を参照して説明する。以下に説明する構成は、本発明の一例（代表例）であり、この構成に限定されない。

【0012】

（燃料電池）
まず、サブガスケットが用いられる燃料電池について説明する。
図１は、固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ：Polymer Electrolyte Fuel Cell）である燃料電池１０の構成を示す。

【0013】

燃料電池１０は、膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）３と、サブガスケット５と、ＭＥＡ３の両側に配置された１対のセパレータ４と、を備える。この１対のセパレータ４により挟まれたＭＥＡ３をセルという。燃料電池１０は、複数のセルのスタックであってもよい。ＭＥＡ３は、電解質膜１と、電解質膜１の両側に１対の電極２と、を備える。

【0014】

電解質膜１は、イオン伝導性の高分子電解質の膜である。電解質膜１に使用できる高分子電解質としては、例えばナフィオン（登録商標）、アクイヴィオン（登録商標）等のパーフルオロスルホン酸ポリマー；スルホン化ポリエーテルエーテルケトン（ＳＰＥＥＫ）、スルホン化ポリイミド等の芳香族系ポリマー；ポリビニルスルホン酸、ポリビニルリン酸等の脂肪族系ポリマー等が挙げられる。

【0015】

１対の電極２のうち、一方の電極２はアノードであり、燃料極とも呼ばれる。他方の電極２はカソードであり、空気極とも呼ばれる。燃料ガスとして、アノードには水素ガスが供給され、カソードには酸素ガスを含む空気が供給される。

【0016】

アノードでは、水素ガス（Ｈ_２）から電子（ｅ^－）とプロトン（Ｈ^＋）を生成する反応が生じる。電子は、図示しない外部回路を経由してカソードへ移動する。この電子の移動により外部回路では電流が発生する。プロトンは電解質膜１を経由してカソードへ移動する。

【0017】

カソードでは、外部回路から移動してきた電子により、酸素ガス（Ｏ_２）から酸素イオン（Ｏ_２ ^－）が生成される。酸素イオンは、電解質膜１から移動してきたプロトン（２Ｈ^＋）と結合して、水（Ｈ_２Ｏ）になる。

【0018】

電極２は、触媒層２１を備える。本実施形態の電極２は、燃料ガスの拡散性向上のため、ガス拡散層２２を備える。ガス拡散層２２は、触媒層２１のセパレータ４側に配置される。

【0019】

触媒層２１は、触媒によって水素ガス及び酸素ガスの反応を促進する。触媒層２１は、触媒と、触媒を担持する担体及びこれらを被覆するアイオノマーを含む。
触媒としては、例えば白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、タングステン（Ｗ）等の金属、これら金属の混合物、合金等が挙げられる。なかでも、触媒活性、一酸化炭素に対する耐被毒性、耐熱性等の観点から、白金、白金を含む混合物、合金等が好ましい。

【0020】

担体としてはメソポーラスカーボン、Ｐｔブラック等の細孔を有する導電性の多孔性金属化合物が挙げられる。分散性が良好で表面積が大きく、触媒の担持量が多い場合でも高温での粒子成長が少ない観点からは、メソポーラスカーボンが好ましい。
アイオノマーとしては、電解質膜１と同様のイオン伝導性の高分子電解質を使用することができる。

【0021】

ガス拡散層２２は、燃料電池１０に供給された燃料ガスを触媒層２１の全面に均一に拡散させることができる。
ガス拡散層２２は、ＭＥＡ３の最表層としてガス拡散層用シートを配置することで形成できる。ガス拡散層用シートとしては、例えば導電性、ガス透過性及びガス拡散性を有するカーボン繊維等の多孔性繊維シートの他、発泡金属、エキスパンドメタル等の金属製のシート材等が挙げられる。

【0022】

セパレータ４はバイポーラプレートとも呼ばれる。セパレータ４は、凹凸構造を有する。この凹凸構造は、チタン、チタン合金、又はステンレス鋼等の金属基板をプレス成形することによって形成され得る。凹凸構造は、カーボンを含む組成物をモールド成形することによっても形成され得る。

【0023】

セパレータ４の凹部４ａは、セパレータ４とＭＥＡ３との間に流体の流路を形成する。流路は、燃料ガスの供給路であるだけでなく、発電時に化学反応により生成された水の排出路でもある。燃料電池１００の冷却に冷却水が使用される場合、流路は冷却水の通路としても使用される。

【0024】

（サブガスケット）
サブガスケット５は、電解質膜１に取り付けられる。例えば、サブガスケット５は、ＭＥＡ３の外周縁を囲むフレーム体であり、ＭＥＡ３の支持体として機能する。また、サブガスケット５は、外周縁部においてセパレータ４と当接することにより、燃料電池１０内部を封止する。

【0025】

サブガスケット５の材料としては、導電性が低い樹脂を用いることができる。加工性の観点からは、熱可塑性樹脂が好ましい。サブガスケット５は、必要に応じて添加剤を含有することができる。

【0026】

熱可塑性樹脂としては特に限定されず、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ガラス入りポリプロピレン（ＰＰ－Ｇ）等のポリオレフィン樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリスチレン（ＰＳ）、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂等が挙げられる。これらの１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて使用することができる。

【0027】

（サブガスケットの製造方法）
図２は、上記サブガスケット５の製造システムＷ１の構成を示す。
図２に示すように、製造システムＷ１は、計量器６１、押出機６２、延伸装置６３、加工装置６４及び制御装置６５を備える。

【0028】

製造システムＷ１では、計量器６１によって熱可塑性樹脂等のサブガスケット５の各種原料が計量される。計量された各原料は、図示しないホッパーに投入され、混合されて、熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物が調製される。樹脂組成物は、ホッパーから押出機６２へ供給される。

【0029】

押出機６２により樹脂組成物は溶融混練され、Ｔダイを介してシート状に押し出され、フィルムが形成される。フィルムは図示しない冷却ロール等によって冷却された後、延伸装置６３へ搬送される。延伸装置６３において、フィルムは少なくとも１軸方向に延伸される。なお、延伸は必要に応じて行えばよい。

【0030】

次いで、フィルムは加工装置６４においてカットされる。例えば、ロール・トゥ・ロール方式により搬送される長尺のフィルムが一定間隔で矩形状にカットされ、サブガスケット５の開口部が形成される。さらにフィルムは開口部の周囲において開口部より大きい所定サイズの矩形状にカットされる。これにより、中央部に開口部が設けられたサブガスケット５が形成される。

【0031】

上記サブガスケット５を用いて、燃料電池１０が製造される。
まず、電解質膜１上に触媒層２１形成用のインクがコートされ、触媒層２１が積層された電解質膜１（ＣＣＭ：Catalyst Coated Membrane）が形成される。このＣＣＭがサブガスケット５の中央の開口部に配置され、サブガスケット５の開口部の縁とＣＣＭの外縁とが熱圧着されるか、又は接着剤等によって接着される。次いで、ＣＣＭの両面にガス拡散層２２及びセパレータ４がこの順に配置され、燃料電池１０が製造される。

【0032】

製造システムＷ１は、サブガスケット５の原料として、新規原料Ｍ１のみを使用することもできるが、リサイクル原料Ｍ２１及びＭ２２を併用することもできる。リサイクル原料Ｍ２１及びＭ２２の使用により、原料のロスを減らし、製造コストを削減することができる。

【0033】

新規原料Ｍ１は、サブガスケット５の製造に初めて使用される単一種類の原料である。リサイクル原料Ｍ２１及びＭ２２は、サブガスケット５の廃棄物から製造される。すなわち、リサイクル原料Ｍ２１及びＭ２２は、熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物であり、複数種類の原料の混合物であり得る。

【0034】

リサイクル原料Ｍ２１は、燃料電池１０において使用される前に回収されたサブガスケット５の廃棄物ｖ１から製造される第１リサイクル原料である。例えば、上記サブガスケット５の製造プロセスにおいて、シワや破れ等の欠陥が生じたフィルム、又は温度条件が不安定な状態で製造されたフィルム等の品質が一定条件を満たさないフィルムが、廃棄物ｖ１として排出される。加工装置６４においてカットされたフィルムの不要部分も廃棄物ｖ１として排出される。また、燃料電池１０の製造時に破れ等の欠陥が生じたサブガスケット５が廃棄物ｖ１として排出される。このような廃棄物ｖ１は回収されて、リサイクル原料Ｍ２１として再生される。

【0035】

リサイクル原料Ｍ２２は、燃料電池１０において使用された後に回収されたサブガスケット５の廃棄物ｖ２から製造される第２リサイクル原料である。例えば、サブガスケット５が組み込まれた燃料電池１０が使用により劣化し、廃棄されると、この燃料電池１０からサブガスケット５が回収され、リサイクル原料Ｍ２２として再生される。

【0036】

フィルムの廃棄物ｖ１から得られるリサイクル原料Ｍ２１だけでなく、燃料電池１０の廃棄物ｖ２から得られるリサイクル原料Ｍ２２を使用することにより、リサイクル原料Ｍ２１のみを使用する場合に比べて製造コストをより削減できる。

【0037】

製造システムＷ１において、制御装置６５が各原料を計量する計量器６１を制御することにより、新規原料Ｍ１と、リサイクル原料Ｍ２１、リサイクル原料Ｍ２２又はその両方とを含む樹脂組成物が調製される。

【0038】

（リサイクル原料の配合割合）
製造システムＷ１において、サブガスケット５の製造に用いる樹脂組成物のうち、リサイクル原料Ｍ２１及びＭ２２の配合割合は５０質量％以下が好ましく、２５質量％以下であることがより好ましい。

【0039】

リサイクル原料Ｍ２１及びＭ２２の使用量が多いほど、製造コストの削減が可能である。しかし、リサイクル原料Ｍ２１及びＭ２２は、新規原料Ｍ１と比べて熱履歴が異なる。溶融混錬時にせん断され、延伸されることによって、原料中の熱可塑性樹脂の分子量分布が異なることもある。このような違いにより、新規原料Ｍ１のみを使用したフィルムに比べて、リサイクル原料Ｍ２１及びＭ２２を併用したフィルムの物性はばらつきやすく、品質管理が難しくなる傾向がある。

【0040】

図３は、一例としてポリフタルアミドフィルムの引張強度Ｋ（ＭＰａ）とリサイクル回数ｎとの関係を示す。
図３に示すように、リサイクル回数ｎが増えるほど、フィルムの引張強度Ｋが低下する。

【0041】

なお、図３において、ｎ＝０のときの引張強度Ｋは、ポリフタルアミドの新規材料Ｍ１のみを用いて製造された１００質量％のポリフタルアミドからなるフィルムの引張強度である。ｎ＝１のときの引張強度Ｋは、ｎ＝１のときのフィルムの廃棄物から製造されたリサイクル原料Ｍ２１を２５質量％、新規材料Ｍ１を７５質量％配合して製造されたフィルムの引張強度である。ｎ＝２以降、同様にしてリサイクル回数ｎがｎ－１のときのフィルムの廃棄物からリサイクル原料Ｍ２１が製造され、２５質量％のリサイクル原料Ｍ２１が新規原料Ｍ１と併用されて製造されたフィルムの引張強度Ｋが測定される。

【0042】

サブガスケット５においても、同様に物性のばらつきが生じる傾向がある。しかし、リサイクル原料Ｍ２１及びＭ２２の配合割合が５０質量％以下であれば、物性が安定した新規原料Ｍ１が過半数を占めるため、サブガスケット５の一定の品質を維持することができる。さらに、配合割合が２５質量％以下であれば、より高品質を維持しやすい。

【0043】

なかでも、樹脂組成物におけるリサイクル原料Ｍ２２の配合割合が２５質量％以下であることが好ましい。リサイクル原料Ｍ２２はさらに燃料電池１０での使用履歴があり、発電時に高温下に置かれた熱履歴を有する。また、リサイクル原料Ｍ２２は、水、水素ガス又は酸素ガスの存在下に置かれるため、使用履歴がないリサイクル原料Ｍ２１に比べて劣化しやすい。よって、配合割合を２５質量％以下とすることにより、サブガスケット５の一定の品質をより維持しやすくなる。高品質を維持する観点からは、上記リサイクル原料Ｍ２２の配合割合は、１０質量％以下がより好ましく、５質量％以下がさらに好ましい。

【0044】

制御装置６５は、上記配合割合となるように新規原料Ｍ１、リサイクル原料Ｍ２１及びＭ２２の投入量を計算する。制御装置６５は、計量器６１を制御し、各原料を計算した投入量で計量させて、樹脂組成物を調製させる。

【0045】

制御装置６５としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マイクロコンピュータ等の制御部、ハードディスク等の記憶部、操作部、表示部、及び通信部等を備えたコンピュータを使用できる。

【0046】

新規原料Ｍ１の投入量は、リサイクル原料Ｍ２１及びＭ２２中の各原料の配合割合に応じて計算される。廃棄物ｖ１及びｖ２が、製造システムＷ１において製造されたサブガスケット５である場合は、リサイクル原料Ｍ２１及びＭ２２中の各原料の配合割合は、サブガスケット５の組成と同じである。

【0047】

廃棄物ｖ１及びｖ２が、組成が不明のサブガスケット５である場合、リサイクル原料Ｍ２１及びＭ２２の組成を赤外分光装置等により分析することにより、リサイクル原料Ｍ２１及びＭ２２の各原料の配合割合を特定すればよい。

【0048】

９５質量％のＰＥＮと５質量％の添加剤からなる樹脂組成物を用いて製造されるサブガスケット５の場合の計算例を説明する。樹脂組成物中の配合割合が３０質量％となるようにリサイクル原料Ｍ２１を使用して１００質量部の樹脂組成物を調製する場合、制御装置６５は下記のように投入量を計算する。なお、リサイクル原料Ｍ２１の組成はサブガスケット５と同じであり、ＰＥＮの配合割合は９５質量％、添加剤の配合割合は５質量％である。
リサイクル原料Ｍ２１の投入量：３０質量部
ＰＥＮの新規原料Ｍ１の投入量：５７質量部
添加剤の新規原料Ｍ１の投入量： ３質量部

【0049】

上記のように添加剤を含有するリサイクル原料Ｍ２１及びＭ２２も、含有しないリサイクル原料Ｍ２１及びＭ２２と同様に使用可能である。添加剤の効果はリサイクルを繰り返すことによって小さくなることがあるため、添加剤を含有するよりは含有しないリサイクル原料Ｍ２１及びＭ２２を使用することが好ましい。

【0050】

（リサイクルシステム）
製造システムＷ１は、廃棄物ｖ１及びｖ２からリサイクル原料Ｍ２１及びＭ２２を製造するリサイクルシステムＷ２を備えてもよい。リサイクルシステムＷ２は、押出機７１及びペレタイザー７２を備える。

【0051】

リサイクルシステムＷ２では、燃料電池１０において使用される前に排出されたサブガスケット５の廃棄物ｖ１が回収される。廃棄物ｖ１は、上述したようにサブガスケット５の製造プロセスか、燃料電池１０に組み込む際に排出された不要なサブガスケット５である。

【0052】

回収された廃棄物ｖ１は、チップ状に粉砕された後、押出機７１により溶融混練されてストランド状に押し出される。ストランドはペレタイザー７２によってカットされて、リサイクル原料Ｍ２１のペレットが製造される。

【0053】

リサイクル原料Ｍ２１のペレットの製造プロセスでは、温度条件が不安定な状態で製造されたペレットや、ヤケが生じたペレット等が排出されることがある。このように排出されたペレットも、サブガスケット５の廃棄物ｖ１であり、再生利用可能である。ペレットの廃棄物ｖ１は回収されて、フィルムの廃棄物ｖ１とともに押出機７１に投入される。

【0054】

一方、廃棄された使用済みの燃料電池１０からサブガスケット５が取り出され、廃棄物ｖ２として回収される。廃棄物ｖ２も、廃棄物ｖ１と同様にチップ状に粉砕され、押出機７１によって溶融混練された後、ストランド状に押し出される。ストランドはペレタイザー７２によってカットされ、リサイクル原料Ｍ２２のペレットが製造される。

【0055】

リサイクル原料Ｍ２２のペレットの製造プロセスにおいても、温度条件が不安定な状態で製造されたペレットや、ヤケが生じたペレット等が排出されることがある。排出されたペレットは、サブガスケット５の廃棄物ｖ２として回収され、フィルムの廃棄物ｖ２とともに押出機７１に再投入される。

【0056】

以上のように、本実施形態によれば、サブガスケット５の廃棄物ｖ１及びｖ２を、サブガスケット５の製造にリサイクルすることができる。原料のロス及び廃棄物ｖ１及びｖ２の処理に要するコストを減らすことができ、製造コストの削減が可能である。燃料電池１０に使用される前に回収されたサブガスケット５の廃棄物ｖ１だけでなく、燃料電池１０に使用された後に回収されたサブガスケットの廃棄物ｖ２も、サブガスケット５の製造にリサイクルするため、廃棄物ｖ１のみをリサイクルする場合に比べて、製造コストをより減らすことが可能である。

【0057】

また、サブガスケット５を製造する樹脂組成物中のリサイクル原料Ｍ２１及びＭ２２の配合割合が２５％以下に制御される。未使用の新規原料Ｍ１が過半数を占めるため、サブガスケット５の一定の品質を保持することができ、品質管理が容易である。

【0058】

リサイクル原料Ｍ２１及びＭ２２の配合割合を増やすほど、製造コストを減らすことができるが、サブガスケット５の物性がばらつきやすく、品質管理が難しい。しかし、本実施形態においては、リサイクル原料Ｍ２１及びＭ２２の配合量を特定の割合に制限することにより、製造コストの削減と品質管理の両立が可能である。原料として、ポリオレフィン樹脂等の汎用樹脂に比べて機能的で高価なＰＥＮ又はＰＥＴ等が用いられた場合には、高機能な品質を維持しつつ、製造コストの削減効果が大きいため、特に有用である。

【0059】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。

【0060】

上記製造システムＷ１では、サブガスケット５のフィルムを形成する成形装置の例として、押出機６２及び延伸装置６３を挙げた。しかし、フィルム成形方法は押出成形に限らず、カレンダー成形、又はインフレーション成形等の他のフィルム成形方法を採用する成形装置であってもよい。

【0061】

またサブガスケット５の製造プロセスにおいて上流で排出された廃棄物は、下流で排出される廃棄物よりも熱履歴や延伸などによる変化が少ない。よって、排出される工程ごとに廃棄物ｖ１を分けてリサイクル原料Ｍ２１を製造し、上流の廃棄物ｖ１から製造されたリサイクル原料Ｍ２１の配合割合を、下流の廃棄物ｖ１から製造されたリサイクル原料Ｍ２１よりも増やしてもよい。これにより、製造コストを削減しつつ、一定の品質保持がより容易になる。

【0062】

例えば、下記のようにリサイクル原料Ｍ２１が、リサイクル原料Ｍ２１１とリサイクル原料Ｍ２１２とに分けて製造されてもよい。リサイクル原料Ｍ２１１は、延伸工程までの間に排出されたフィルムの廃棄物ｖ１から製造される。リサイクル原料Ｍ２１２は、延伸工程より後に排出されたフィルムの廃棄物ｖ１から製造される。

【表1】

【実施例0063】

ＰＥＮの新規原料Ｍ１を７５質量％、リサイクル原料Ｍ２１及びＭ２２との配合割合を２５質量％に制御し、ＰＥＮ製のサブガスケット（ａ）を製造した。新規原料Ｍ１のみを用いて製造されたサブガスケット（ｂ）と、サブガスケット（ａ）との引張弾性率、又は引張強度等の物性の差はほぼなく、同等の品質であった。

【0064】

サブガスケット（ａ）の新規原料Ｍ１の配合割合を段階的に減らし、その分だけリサイクル原料Ｍ２１及びＭ２２の配合割合を増やして、サブガスケットを製造したところ、リサイクル原料Ｍ２１及びＭ２２の配合割合が多くなるほど、サブガスケット（ｂ）と比べて物性のばらつきが大きくなった。

【符号の説明】

【0065】

１０・・・燃料電池、３・・・ＭＥＡ、１・・・電解質膜、２・・・電極、４・・・セパレータ、５・・・サブガスケット、Ｗ１・・・サブガスケットの製造システム、６１・・・計量器、６２・・・押出機、６４・・・加工装置、Ｗ２・・・リサイクルシステム、７１・・・押出機、７２・・・ペレタイザー

【図1】

【図2】

【図3】