JP2000182630A - 燃料電池セパレータ、その製造方法及び当該燃料電池セパレータを使用した固体高分子型燃料電池 - Google Patents
燃料電池セパレータ、その製造方法及び当該燃料電池セパレータを使用した固体高分子型燃料電池Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来技術の問題点を解決し、薄肉化してもセ
パレータに必要な強度を保つことができ、燃料電池の組
み立て時に割れ等の問題が発生することがなく、信頼性
の高い燃料電池セパレータを主として提供する。 【解決手段】 本発明の燃料電池セパレータは、少なく
ともバインダー、平均粒径１０ｎｍ〜１００μｍの粉末
状炭素フィラー及び平均繊維長０．０３〜６ｍｍの短繊
維よりなると共に、これら成分の量比が、バインダー１
００重量部に対して、前記粉末状炭素フィラーが２００
〜８００重量部、前記短繊維が１０〜３００重量部であ
る組成物から得られる基材により形成されることを特徴
とする。
パレータに必要な強度を保つことができ、燃料電池の組
み立て時に割れ等の問題が発生することがなく、信頼性
の高い燃料電池セパレータを主として提供する。 【解決手段】 本発明の燃料電池セパレータは、少なく
ともバインダー、平均粒径１０ｎｍ〜１００μｍの粉末
状炭素フィラー及び平均繊維長０．０３〜６ｍｍの短繊
維よりなると共に、これら成分の量比が、バインダー１
００重量部に対して、前記粉末状炭素フィラーが２００
〜８００重量部、前記短繊維が１０〜３００重量部であ
る組成物から得られる基材により形成されることを特徴
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池セパレー
タ、その製造方法及び当該燃料電池セパレータを使用し
た固体高分子型燃料電池に関するものであり、更に詳し
くは、薄肉化してもセパレータに必要な強度を保つこと
ができる燃料電池セパレータ、その製造方法及び当該燃
料電池セパレータを使用した固体高分子型燃料電池に関
するものである。
タ、その製造方法及び当該燃料電池セパレータを使用し
た固体高分子型燃料電池に関するものであり、更に詳し
くは、薄肉化してもセパレータに必要な強度を保つこと
ができる燃料電池セパレータ、その製造方法及び当該燃
料電池セパレータを使用した固体高分子型燃料電池に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池は、資源の枯渇に留意する必要
のある化石燃料を使用する必要がほとんどない上に、発
電するに際して騒音をほとんど発生せず、エネルギー回
収率も他のエネルギー発電機関と比べて高くすることが
できる等の優れた性質を持つために、ビルや工場等にお
ける比較的小型の発電プラントとして開発が進められて
いる。
のある化石燃料を使用する必要がほとんどない上に、発
電するに際して騒音をほとんど発生せず、エネルギー回
収率も他のエネルギー発電機関と比べて高くすることが
できる等の優れた性質を持つために、ビルや工場等にお
ける比較的小型の発電プラントとして開発が進められて
いる。
【０００３】中でも固体高分子型燃料電池は、他のタイ
プの燃料電池と比べて低温で作動するので、電池を構成
する部品については材料面での腐食の心配が少ないばか
りか、低温作動の割りに比較的大出力を得ることができ
るといった特徴を持ち、車載用の内燃機関の代替電源と
して注目を集めている。
プの燃料電池と比べて低温で作動するので、電池を構成
する部品については材料面での腐食の心配が少ないばか
りか、低温作動の割りに比較的大出力を得ることができ
るといった特徴を持ち、車載用の内燃機関の代替電源と
して注目を集めている。
【０００４】そして、現在では様々な製品や部品に関
し、小型化や薄型化が求められていて、前記固体高分子
型燃料電池についても、車載用の内燃機関の代替電源と
しての使用を考慮した場合は、容積が小さく、コンパク
トなものが求められることになる。
し、小型化や薄型化が求められていて、前記固体高分子
型燃料電池についても、車載用の内燃機関の代替電源と
しての使用を考慮した場合は、容積が小さく、コンパク
トなものが求められることになる。
【０００５】上記の固体高分子型燃料電池を構成する部
品の中で、セパレータは一般に、平板の両面又は片面に
複数の平行する溝を形成してなるもので、燃料電池セル
内で発電した電気を外部へ伝達するために使用されるも
のである。
品の中で、セパレータは一般に、平板の両面又は片面に
複数の平行する溝を形成してなるもので、燃料電池セル
内で発電した電気を外部へ伝達するために使用されるも
のである。
【０００６】従来より使用されていた上記のような燃料
電池セパレータとしては、高密度グラファイト或いはグ
ラファイト材に熱硬化性樹脂を含浸し、更にその両面又
は片面に複数の平行する溝を機械加工したものがある。
電池セパレータとしては、高密度グラファイト或いはグ
ラファイト材に熱硬化性樹脂を含浸し、更にその両面又
は片面に複数の平行する溝を機械加工したものがある。
【０００７】又、機械加工によらず、特殊な熱硬化性樹
脂と黒鉛粉末との混合体を圧力成形することによるセパ
レータの製造方法も提案されている（特公平１−５７４
６６号公報参照）。
脂と黒鉛粉末との混合体を圧力成形することによるセパ
レータの製造方法も提案されている（特公平１−５７４
６６号公報参照）。
【０００８】更に又、フェノール樹脂、炭素繊維ミルド
ファイバー、黒鉛粉を含む混合物をシート状に成形し、
これを黒鉛化することによって燃料電池セパレータを得
る方法も提案されている（特開平４−２１４０７２公報
参照）。
ファイバー、黒鉛粉を含む混合物をシート状に成形し、
これを黒鉛化することによって燃料電池セパレータを得
る方法も提案されている（特開平４−２１４０７２公報
参照）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】一方、前述の通り、容
積が小さく、コンパクトな燃料電池が求められるに連れ
て、燃料電池の大部分の容積を占めるこのセパレータに
ついても必然的に、小型化や薄肉化に耐えることがで
き、しかも、薄肉化してもセパレータに必要な強度を保
つことができるような、高強度で高靭性のものが求めら
れているのであるが、従来より使用されているような、
グラファイトを機械加工して得たセパレータや、特殊な
熱硬化性樹脂、具体的には分子鎖中にパラキシレン結合
を有するという非常に特殊なフェノール樹脂と黒鉛粉末
の混合体を圧力成形して得られたセパレータには、薄肉
化すると脆くなってしまい、燃料電池を組み立てる際に
割れ易く、信頼性に乏しいという問題があった。
積が小さく、コンパクトな燃料電池が求められるに連れ
て、燃料電池の大部分の容積を占めるこのセパレータに
ついても必然的に、小型化や薄肉化に耐えることがで
き、しかも、薄肉化してもセパレータに必要な強度を保
つことができるような、高強度で高靭性のものが求めら
れているのであるが、従来より使用されているような、
グラファイトを機械加工して得たセパレータや、特殊な
熱硬化性樹脂、具体的には分子鎖中にパラキシレン結合
を有するという非常に特殊なフェノール樹脂と黒鉛粉末
の混合体を圧力成形して得られたセパレータには、薄肉
化すると脆くなってしまい、燃料電池を組み立てる際に
割れ易く、信頼性に乏しいという問題があった。
【００１０】又、樹脂、ファイバー、黒鉛粉の混合物を
黒鉛化してなる薄型の燃料電池セパレータには、シート
状物を１５００℃〜３０００℃という高温で焼成して黒
鉛化する必要があり、そのための特殊な装置や方法を考
慮すると、非常に高価なものになってしまうばかりか、
黒鉛化工程でシート状物が収縮するために寸法の再現性
が悪く、加えて、黒鉛化物に収縮時のひずみが残ってし
まうという問題点があった。
黒鉛化してなる薄型の燃料電池セパレータには、シート
状物を１５００℃〜３０００℃という高温で焼成して黒
鉛化する必要があり、そのための特殊な装置や方法を考
慮すると、非常に高価なものになってしまうばかりか、
黒鉛化工程でシート状物が収縮するために寸法の再現性
が悪く、加えて、黒鉛化物に収縮時のひずみが残ってし
まうという問題点があった。
【００１１】本発明は、上記従来技術の難点を解消し
て、薄肉化してもセパレータに必要な強度を保つことが
でき、燃料電池の組み立て時に割れ等の問題が発生する
ことがなく、信頼性の高い燃料電池セパレータ、黒鉛化
する行程を必要としない前記燃料電池セパレータの製造
方法、及び、耐久性に優れた固体高分子型燃料電池を提
供することを目的としてなされた。
て、薄肉化してもセパレータに必要な強度を保つことが
でき、燃料電池の組み立て時に割れ等の問題が発生する
ことがなく、信頼性の高い燃料電池セパレータ、黒鉛化
する行程を必要としない前記燃料電池セパレータの製造
方法、及び、耐久性に優れた固体高分子型燃料電池を提
供することを目的としてなされた。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明が採用した燃料電池セパレータの構成は、少な
くともバインダー、平均粒径１０ｎｍ〜１００μｍの粉
末状炭素フィラー及び平均繊維長０．０３〜６ｍｍの短
繊維よりなると共に、これら成分の量比が、バインダー
１００重量部に対して、前記粉末状炭素フィラーが２０
０〜８００重量部、前記短繊維が１０〜３００重量部で
ある組成物から得られる基材により形成されることを特
徴とするものである。
に本発明が採用した燃料電池セパレータの構成は、少な
くともバインダー、平均粒径１０ｎｍ〜１００μｍの粉
末状炭素フィラー及び平均繊維長０．０３〜６ｍｍの短
繊維よりなると共に、これら成分の量比が、バインダー
１００重量部に対して、前記粉末状炭素フィラーが２０
０〜８００重量部、前記短繊維が１０〜３００重量部で
ある組成物から得られる基材により形成されることを特
徴とするものである。
【００１３】又、同じく上記目的を達成するために本発
明が採用した燃料電池セパレータの製造方法の構成は、
少なくともバインダー、平均粒径１０ｎｍ〜１００μｍ
の粉末状炭素フィラー及び平均繊維長０．０３〜６ｍｍ
の短繊維を、バインダー１００重量部に対して、前記粉
末状炭素フィラーが２００〜８００重量部、前記短繊維
が１０〜３００重量部となる量比で混合し、得られる混
合物を粒径０．０３〜５ｍｍの顆粒状とし、得られる顆
粒状物を成形することを特徴とするものであり、更に本
発明が採用した固体高分子燃料電池の構成は、上記燃料
電池セパレータを使用したことを特徴とするものであ
る。
明が採用した燃料電池セパレータの製造方法の構成は、
少なくともバインダー、平均粒径１０ｎｍ〜１００μｍ
の粉末状炭素フィラー及び平均繊維長０．０３〜６ｍｍ
の短繊維を、バインダー１００重量部に対して、前記粉
末状炭素フィラーが２００〜８００重量部、前記短繊維
が１０〜３００重量部となる量比で混合し、得られる混
合物を粒径０．０３〜５ｍｍの顆粒状とし、得られる顆
粒状物を成形することを特徴とするものであり、更に本
発明が採用した固体高分子燃料電池の構成は、上記燃料
電池セパレータを使用したことを特徴とするものであ
る。
【００１４】
【発明の実施の態様】以下に本発明を説明する。
【００１５】本発明で用いられるバインダーとしては、
そのように称されているものであれば格別の制限はな
く、例えば熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ゴム等を挙げ
ることができる。
そのように称されているものであれば格別の制限はな
く、例えば熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ゴム等を挙げ
ることができる。
【００１６】上記熱硬化性樹脂としては、例えば、フェ
ノール樹脂、ポリカルボジイミド樹脂、フルフリルアル
コール樹脂、エポキシ樹脂、セルロース、尿素樹脂、メ
ラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹
脂、ジアリルフタレート樹脂、ビスマレイミドトリアジ
ン樹脂、ポリアミノビスマレイミド樹脂、芳香族ポリイ
ミド樹脂より選ばれた１種類或いは２種類以上の混合物
を挙げることができる。
ノール樹脂、ポリカルボジイミド樹脂、フルフリルアル
コール樹脂、エポキシ樹脂、セルロース、尿素樹脂、メ
ラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹
脂、ジアリルフタレート樹脂、ビスマレイミドトリアジ
ン樹脂、ポリアミノビスマレイミド樹脂、芳香族ポリイ
ミド樹脂より選ばれた１種類或いは２種類以上の混合物
を挙げることができる。
【００１７】又、上記熱可塑性樹脂としては、例えば、
ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリメ
タクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
ブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルフォン、ポ
リカーボネート、ポリオキサメチレン、ポリアミド、ポ
リイミド、ポリアミドイミド、ポリビニルアルコール、
ポリビニルクロライド、ポリフェニールサルフォン、ポ
リエーテルエーテルケトン、ポリスルフォン、ポリエー
テルケトン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポ
リメチルベンテン、フッ素樹脂、ポリオキシベンゾイル
エステル樹脂、液晶ポリエステル樹脂、芳香族ポリエス
テル、ポリアセタール、ポリアリルスルホン、ポリベン
ゾイミダゾール、ポリエーテルニトリル、ポリチオエー
テルスルホン、ポリフェニレンエーテルより選ばれた１
種類或いは２種類以上の混合物を挙げることができる。
ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリメ
タクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
ブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルフォン、ポ
リカーボネート、ポリオキサメチレン、ポリアミド、ポ
リイミド、ポリアミドイミド、ポリビニルアルコール、
ポリビニルクロライド、ポリフェニールサルフォン、ポ
リエーテルエーテルケトン、ポリスルフォン、ポリエー
テルケトン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポ
リメチルベンテン、フッ素樹脂、ポリオキシベンゾイル
エステル樹脂、液晶ポリエステル樹脂、芳香族ポリエス
テル、ポリアセタール、ポリアリルスルホン、ポリベン
ゾイミダゾール、ポリエーテルニトリル、ポリチオエー
テルスルホン、ポリフェニレンエーテルより選ばれた１
種類或いは２種類以上の混合物を挙げることができる。
【００１８】更に、上記ゴムとしては、例えば、フッ素
ゴム、シリコーンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴ
ム、ニトリルゴム、ニトリルクロロプレンゴム、塩素化
ブチルゴム、エピクロルヒドリンゴム、エピクロルヒド
リン−エチレンオキサイドゴム、エピクロルヒドリン−
エチレンオキサイド−アクリルグリシルエーテル３次元
共重合体、ウレタンゴム、アクリルゴム、エチレン−プ
ロピレンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴム、天然ゴ
ムより選ばれた１種類或いは２種類以上の混合物を挙げ
ることができる。
ゴム、シリコーンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴ
ム、ニトリルゴム、ニトリルクロロプレンゴム、塩素化
ブチルゴム、エピクロルヒドリンゴム、エピクロルヒド
リン−エチレンオキサイドゴム、エピクロルヒドリン−
エチレンオキサイド−アクリルグリシルエーテル３次元
共重合体、ウレタンゴム、アクリルゴム、エチレン−プ
ロピレンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴム、天然ゴ
ムより選ばれた１種類或いは２種類以上の混合物を挙げ
ることができる。
【００１９】本発明で用いられる粉末状炭素フィラーと
しては、導電性に優れた粉末状の炭素フィラーであれ
ば、以下に説明する粒径を除いて格別の制限はないが、
例えば、リン片状黒鉛、土塊状黒鉛等の天然黒鉛、膨張
黒鉛、人造黒鉛、メソフェーズカーボン、石炭コーク
ス、石油コークス、アセチレンブラック、カーボンブラ
ック、ケッチェンブラック、グラッシーカーボン等によ
るものを挙げることができる。
しては、導電性に優れた粉末状の炭素フィラーであれ
ば、以下に説明する粒径を除いて格別の制限はないが、
例えば、リン片状黒鉛、土塊状黒鉛等の天然黒鉛、膨張
黒鉛、人造黒鉛、メソフェーズカーボン、石炭コーク
ス、石油コークス、アセチレンブラック、カーボンブラ
ック、ケッチェンブラック、グラッシーカーボン等によ
るものを挙げることができる。
【００２０】上記粉末状炭素フィラーの粒径としては、
平均粒径で１０ｎｍ〜１００μｍ、好ましくは２０μｍ
〜８０μｍという範囲を挙げることができ、粉末状炭素
フィラーの平均粒径が１０ｎｍ未満の場合には、粉末状
炭素フィラーが嵩高過ぎてセパレータの電気抵抗が高く
なるおそれや、バインダーと均一に混合することが難し
くなり、不均一に混合した場合に成形不良を起こすおそ
れがあり、逆に１００μｍを超える場合には、粉末状炭
素フィラー同士の間や粉末状炭素フィラーと短繊維との
間の電気的接触が少なくなるため、セパレータの電気抵
抗が高くなるおそれがあり、いずれも好ましくない。
平均粒径で１０ｎｍ〜１００μｍ、好ましくは２０μｍ
〜８０μｍという範囲を挙げることができ、粉末状炭素
フィラーの平均粒径が１０ｎｍ未満の場合には、粉末状
炭素フィラーが嵩高過ぎてセパレータの電気抵抗が高く
なるおそれや、バインダーと均一に混合することが難し
くなり、不均一に混合した場合に成形不良を起こすおそ
れがあり、逆に１００μｍを超える場合には、粉末状炭
素フィラー同士の間や粉末状炭素フィラーと短繊維との
間の電気的接触が少なくなるため、セパレータの電気抵
抗が高くなるおそれがあり、いずれも好ましくない。
【００２１】又、本発明で用いられる短繊維としては、
高強度、高弾性率で、耐食性、導電性、耐熱性や耐電気
化学的腐食性に優れた素材によるものが好ましく、例え
ば、炭素繊維、耐炎化処理繊維、ステンレスファイバ−
より選ばれた１種類或いは２種類以上の混合物を挙げる
事ができる。
高強度、高弾性率で、耐食性、導電性、耐熱性や耐電気
化学的腐食性に優れた素材によるものが好ましく、例え
ば、炭素繊維、耐炎化処理繊維、ステンレスファイバ−
より選ばれた１種類或いは２種類以上の混合物を挙げる
事ができる。
【００２２】上記短繊維の繊維長としては、平均繊維長
で０．０３ｍｍ〜６ｍｍ、好ましくは、０．０７ｍｍ〜
３．０ｍｍ、更に好ましくは、０．１ｍｍ〜０．９ｍｍ
という範囲を挙げることができ、短繊維の平均繊維長が
０．０３ｍｍ未満の場合には、強度が向上せず、薄肉化
した場合に強度が不足して燃料電池セパレータとして使
用できなくなるおそれがあり、又、６ｍｍを超える場合
には、混合工程で繊維同士が絡み合ってしまって十分に
分散せず、その結果、強度の不均一が生じ、燃料電池の
組み立て時又は運転中に割れが発生するおそれがある。
で０．０３ｍｍ〜６ｍｍ、好ましくは、０．０７ｍｍ〜
３．０ｍｍ、更に好ましくは、０．１ｍｍ〜０．９ｍｍ
という範囲を挙げることができ、短繊維の平均繊維長が
０．０３ｍｍ未満の場合には、強度が向上せず、薄肉化
した場合に強度が不足して燃料電池セパレータとして使
用できなくなるおそれがあり、又、６ｍｍを超える場合
には、混合工程で繊維同士が絡み合ってしまって十分に
分散せず、その結果、強度の不均一が生じ、燃料電池の
組み立て時又は運転中に割れが発生するおそれがある。
【００２３】上記炭素繊維としては、例えば、ピッチ系
繊維、ポリアクリロニトリル繊維、フェノール繊維、レ
ーヨン繊維、セルロース系繊維、アラミド繊維といった
原料を、不活性ガス雰囲気下で、４５０℃〜３０００
℃、好ましくは、８００℃〜２２００℃の間の熱処理温
度でしたものを挙げることができ、耐炎化処理繊維とし
ては、炭素繊維と同様の原料を２００℃〜４５０℃程度
の温度で加熱したものを挙げることができる。
繊維、ポリアクリロニトリル繊維、フェノール繊維、レ
ーヨン繊維、セルロース系繊維、アラミド繊維といった
原料を、不活性ガス雰囲気下で、４５０℃〜３０００
℃、好ましくは、８００℃〜２２００℃の間の熱処理温
度でしたものを挙げることができ、耐炎化処理繊維とし
ては、炭素繊維と同様の原料を２００℃〜４５０℃程度
の温度で加熱したものを挙げることができる。
【００２４】尚、上記バインダー、粉末状炭素フィラー
及び短繊維の混合物には、成形時の離型性を向上させる
ために滑剤を入れてもよく、この滑剤としては特に制限
はないが、例えば、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛等
の脂肪酸或いは脂肪酸金属塩（金属セッケン）、脂肪酸
エステル、脂肪酸クロライド、アミン系脂肪酸、アミド
系脂肪酸、ワックス、高分子系ワックス等を挙げること
ができる。
及び短繊維の混合物には、成形時の離型性を向上させる
ために滑剤を入れてもよく、この滑剤としては特に制限
はないが、例えば、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛等
の脂肪酸或いは脂肪酸金属塩（金属セッケン）、脂肪酸
エステル、脂肪酸クロライド、アミン系脂肪酸、アミド
系脂肪酸、ワックス、高分子系ワックス等を挙げること
ができる。
【００２５】上記バインダー、粉末状炭素フィラー及び
短繊維の混合物における成分の量比としては、バインダ
ー１００重量部に対して、前記粉末状炭素フィラーが２
００〜８００重量部、短繊維が１０〜３００重量部とい
う範囲を挙げることができる。
短繊維の混合物における成分の量比としては、バインダ
ー１００重量部に対して、前記粉末状炭素フィラーが２
００〜８００重量部、短繊維が１０〜３００重量部とい
う範囲を挙げることができる。
【００２６】粉末状炭素フィラーが２００重量部未満で
あると、導電性、とりわけ繊維間の電気導通路が不足
し、抵抗が高くなるおそれがあり、又、８００重量部を
超えると、セパレータとしての強度が不足して、薄肉化
した場合に、燃料電池組み立て時又は発電中に割れが生
じ、燃料電池セパレータとして使用できなくなるおそれ
がある。
あると、導電性、とりわけ繊維間の電気導通路が不足
し、抵抗が高くなるおそれがあり、又、８００重量部を
超えると、セパレータとしての強度が不足して、薄肉化
した場合に、燃料電池組み立て時又は発電中に割れが生
じ、燃料電池セパレータとして使用できなくなるおそれ
がある。
【００２７】又、短繊維が１０重量部未満であると、セ
パレータとしての強度が不足して、やはり薄肉化した場
合に、燃料電池組み立て時又は発電中に割れが生じ、
又、３００重量部を超えると、成形不良が生じ、いずれ
の場合も燃料電池セパレータとして使用できなくなるお
それがある。
パレータとしての強度が不足して、やはり薄肉化した場
合に、燃料電池組み立て時又は発電中に割れが生じ、
又、３００重量部を超えると、成形不良が生じ、いずれ
の場合も燃料電池セパレータとして使用できなくなるお
それがある。
【００２８】一方、本発明の燃料電池セパレータを製造
するためには、本発明の製造方法により、まず、上記バ
インダー、粉末状炭素フィラー及び短繊維を、上記量比
の範囲内となるように混合し、必要に応じて溶媒を滴下
し、顆粒化を行うのであり、この混合・顆粒工程には、
従来公知の混合方法、例えば、撹拌棒、ニーダー、ミキ
サー、スタティックミキサー、へンシェルミキサー、ス
パーミキサー、リボンミキサー、ニーダー等を用いるこ
とができ、特に制限はない。
するためには、本発明の製造方法により、まず、上記バ
インダー、粉末状炭素フィラー及び短繊維を、上記量比
の範囲内となるように混合し、必要に応じて溶媒を滴下
し、顆粒化を行うのであり、この混合・顆粒工程には、
従来公知の混合方法、例えば、撹拌棒、ニーダー、ミキ
サー、スタティックミキサー、へンシェルミキサー、ス
パーミキサー、リボンミキサー、ニーダー等を用いるこ
とができ、特に制限はない。
【００２９】上記混合・顆粒工程で必要に応じて使用さ
れる溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノー
ル、イソプロピルアルコール、ブタノール、トルエン、
キシレン、メチルエチルケトン、アセトン等を挙げるこ
とができるが、これらに限定されるものではなく、又、
溶媒の添加量としては、上記混合物の全固形分に対して
４０重量％以下、好ましくは２０重量％以下であり、４
０重量％を超える溶媒の添加は、顆粒化が困難になるだ
けでなく、乾燥時間を延長を招くことになって望ましく
ない。
れる溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノー
ル、イソプロピルアルコール、ブタノール、トルエン、
キシレン、メチルエチルケトン、アセトン等を挙げるこ
とができるが、これらに限定されるものではなく、又、
溶媒の添加量としては、上記混合物の全固形分に対して
４０重量％以下、好ましくは２０重量％以下であり、４
０重量％を超える溶媒の添加は、顆粒化が困難になるだ
けでなく、乾燥時間を延長を招くことになって望ましく
ない。
【００３０】上記のようにして得た顆粒状の混合物につ
いては、必要に応じて、流動層乾燥機、温風循環乾燥
機、真空乾燥機、真空流動層乾燥機等のような従来公知
の乾燥手段によって乾燥させ、溶媒等を蒸発させてもよ
い。
いては、必要に応じて、流動層乾燥機、温風循環乾燥
機、真空乾燥機、真空流動層乾燥機等のような従来公知
の乾燥手段によって乾燥させ、溶媒等を蒸発させてもよ
い。
【００３１】上記顆粒状の混合物の粒径としては、０．
０３ｍｍ〜５ｍｍ、好ましくは０．１ｍｍ〜３．０ｍｍ
という範囲を挙げることができ、粒径が０．０３ｍｍ未
満では、短繊維を顆粒物内に取込むことができず、その
結果、セパレータの強度にばらつきが生じるおそれがあ
り、又、５ｍｍを超えると、成形のための金型内に投入
する際に充填密度が均一にならず、薄肉のセパレータを
製造する場合に成形不良が生じるおそれがある。
０３ｍｍ〜５ｍｍ、好ましくは０．１ｍｍ〜３．０ｍｍ
という範囲を挙げることができ、粒径が０．０３ｍｍ未
満では、短繊維を顆粒物内に取込むことができず、その
結果、セパレータの強度にばらつきが生じるおそれがあ
り、又、５ｍｍを超えると、成形のための金型内に投入
する際に充填密度が均一にならず、薄肉のセパレータを
製造する場合に成形不良が生じるおそれがある。
【００３２】本発明の製造方法では次に、上記顆粒状の
混合物を用いて燃料電池セパレータ形状に製造するので
あるが、この際に採用し得る方法としては、例えば、射
出成形法、射出圧縮成形法、圧縮成形法を挙げることが
でき、好ましくは圧縮成形法である。
混合物を用いて燃料電池セパレータ形状に製造するので
あるが、この際に採用し得る方法としては、例えば、射
出成形法、射出圧縮成形法、圧縮成形法を挙げることが
でき、好ましくは圧縮成形法である。
【００３３】尚、上記工程における成形温度、成形圧
力、成形時間については、使用するバインダー等の特性
に応じて選択すればよいが、常温から樹脂が硬化、溶
融、加硫される範囲を例示することができる。尚、得ら
れた成形物を化学的に安定化させるために、成形後、更
に高温で熱処理をしてもよい。
力、成形時間については、使用するバインダー等の特性
に応じて選択すればよいが、常温から樹脂が硬化、溶
融、加硫される範囲を例示することができる。尚、得ら
れた成形物を化学的に安定化させるために、成形後、更
に高温で熱処理をしてもよい。
【００３４】又、生産性を向上させるために、タブレッ
ト成形、押出し成形、素押し成形、ベルトプレス、ロー
ルプレスのような手法を用いて、プレカーサー（前駆
体）を製造しておき、このプレカーサーを成形機に投入
し、最終的に燃料電池セパレータ形状に成形してもよ
い。
ト成形、押出し成形、素押し成形、ベルトプレス、ロー
ルプレスのような手法を用いて、プレカーサー（前駆
体）を製造しておき、このプレカーサーを成形機に投入
し、最終的に燃料電池セパレータ形状に成形してもよ
い。
【００３５】本発明の製造方法においては、上記顆粒状
の混合物の成形時に、酸化剤ガス供給溝、燃料ガス供給
溝、マニホールドその他の、燃料電池セパレータに必要
な形状を設けることができ、このような形状を設けるに
は、例えば、圧縮成形法においては用いる金型の上型／
下型（或いは、コア／キャビティ、押型／受型、オス板
／メス板）の少なくとも一方に、所望の酸化剤ガス供給
溝、燃料ガス供給溝、マニホールドその他の燃料電池セ
パレータに必要な形状に対応した凹凸を造作し、この金
型を用いて成形すればよい。
の混合物の成形時に、酸化剤ガス供給溝、燃料ガス供給
溝、マニホールドその他の、燃料電池セパレータに必要
な形状を設けることができ、このような形状を設けるに
は、例えば、圧縮成形法においては用いる金型の上型／
下型（或いは、コア／キャビティ、押型／受型、オス板
／メス板）の少なくとも一方に、所望の酸化剤ガス供給
溝、燃料ガス供給溝、マニホールドその他の燃料電池セ
パレータに必要な形状に対応した凹凸を造作し、この金
型を用いて成形すればよい。
【００３６】本発明によれば、肉薄化した燃料電池セパ
レータ、例えば、最肉薄部分の厚みが０．１〜２．０ｍ
ｍの燃料電池セパレータを容易に得ることができ、しか
もこのセパレータの曲げ撓み量は０．５ｍｍ以上、曲げ
強度は４〜１５ｋｇｆ／ｍｍ 2、曲げ弾性率は２０００
〜６０００ｋｇｆ／ｍｍ2であり、高強度、高靭性の燃
料電池セパレータということができる。
レータ、例えば、最肉薄部分の厚みが０．１〜２．０ｍ
ｍの燃料電池セパレータを容易に得ることができ、しか
もこのセパレータの曲げ撓み量は０．５ｍｍ以上、曲げ
強度は４〜１５ｋｇｆ／ｍｍ 2、曲げ弾性率は２０００
〜６０００ｋｇｆ／ｍｍ2であり、高強度、高靭性の燃
料電池セパレータということができる。
【００３７】そして、このように薄肉化してもセパレー
タに必要な強度を保つことができる燃料電池セパレータ
を、従来公知の固体高分子型燃料電池と同様に、固体高
分子電解質膜、この固体高分子電解質膜を挟持するガス
拡散電極及びシール部材と共に挟持した後、それらを貫
通するボルト等を所定の圧力で締め付けることによっ
て、従来公知の固体高分子型燃料電池と比較して、より
コンパクトで耐久性の高い固体高分子型燃料電池とする
ことができるのである。
タに必要な強度を保つことができる燃料電池セパレータ
を、従来公知の固体高分子型燃料電池と同様に、固体高
分子電解質膜、この固体高分子電解質膜を挟持するガス
拡散電極及びシール部材と共に挟持した後、それらを貫
通するボルト等を所定の圧力で締め付けることによっ
て、従来公知の固体高分子型燃料電池と比較して、より
コンパクトで耐久性の高い固体高分子型燃料電池とする
ことができるのである。
【００３８】以下実施例によって、本発明を更に詳しく
説明する。
説明する。
【００３９】実施例１〜２５ 表１及び表２に示すバインダー、炭素フィラー、炭素繊
維を、表１及び表２に示す量比となるようにミキサーに
て混合し、全固形分に対してメタノールを１５重量％滴
下して、粒度分布が０．１〜３．０ｍｍの範囲にある顆
粒状物を作製した。この顆粒状物を４０℃の乾燥機で３
時間乾燥した。成形温度１５０℃、成形圧力１５０ｋｇ
／ｃｍ2、５分で圧縮成形し、最も薄肉部分が０．３ｍ
ｍの燃料電池セパレータを得た。このセパレータの物性
について、固有抵抗、ガス透過性、曲げ強度、曲げ弾性
率、曲げ撓み量を表１及び表２に示す。
維を、表１及び表２に示す量比となるようにミキサーに
て混合し、全固形分に対してメタノールを１５重量％滴
下して、粒度分布が０．１〜３．０ｍｍの範囲にある顆
粒状物を作製した。この顆粒状物を４０℃の乾燥機で３
時間乾燥した。成形温度１５０℃、成形圧力１５０ｋｇ
／ｃｍ2、５分で圧縮成形し、最も薄肉部分が０．３ｍ
ｍの燃料電池セパレータを得た。このセパレータの物性
について、固有抵抗、ガス透過性、曲げ強度、曲げ弾性
率、曲げ撓み量を表１及び表２に示す。
【００４０】尚、固有抵抗についてはＪＩＳ Ｈ０６０
２、ガス透過性についてはＪＩＳＫ７１２６の同圧法に
準拠し、曲げ強度、曲げ弾性率についてはＪＩＳ Ｋ６
９１１、曲げ撓み量については、曲げ強度・曲げ弾性率
試験の際の破断までの変形量を曲げたわみ量として測定
した。
２、ガス透過性についてはＪＩＳＫ７１２６の同圧法に
準拠し、曲げ強度、曲げ弾性率についてはＪＩＳ Ｋ６
９１１、曲げ撓み量については、曲げ強度・曲げ弾性率
試験の際の破断までの変形量を曲げたわみ量として測定
した。
【００４１】又、実施例１〜２５で得られたセパレータ
を使用して、固体高分子電解質膜、ガス拡散電極と及び
シール部材と共に挟持して固体高分子型燃料電池を組み
立て、１０００時間運転し、初期セル電圧を１００とし
たときの１０００時間後のセル電圧を測定した。又、電
池を解体してセパレータの状況を観察した結果を表１及
び２に示す。
を使用して、固体高分子電解質膜、ガス拡散電極と及び
シール部材と共に挟持して固体高分子型燃料電池を組み
立て、１０００時間運転し、初期セル電圧を１００とし
たときの１０００時間後のセル電圧を測定した。又、電
池を解体してセパレータの状況を観察した結果を表１及
び２に示す。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【表２】
【００４４】実施例２６〜２８ 実施例５において、顆粒状混合物を表３に示す粒度分布
のものとした以外は同様にして燃料電池セパレータを得
た。このセパレータについて、実施例１〜２５と同様
に、固有抵抗、ガス透過性、曲げ強度、曲げ弾性率、曲
げ撓み量を測定した。結果を表４に示す。又、実施例１
〜２５と同様に高分子型燃料電池を組み立て、セル電圧
を測定し、セパレータの状況を観察した。結果を表４に
示す。
のものとした以外は同様にして燃料電池セパレータを得
た。このセパレータについて、実施例１〜２５と同様
に、固有抵抗、ガス透過性、曲げ強度、曲げ弾性率、曲
げ撓み量を測定した。結果を表４に示す。又、実施例１
〜２５と同様に高分子型燃料電池を組み立て、セル電圧
を測定し、セパレータの状況を観察した。結果を表４に
示す。
【００４５】
【表３】
【００４６】実施例２９ 実施例５において、射出成形法を採用した以外は同様に
して燃料電池セパレータを得た。このセパレータについ
て、実施例１〜２５と同様に、固有抵抗、ガス透過性、
曲げ強度、曲げ弾性率、曲げ撓み量を測定した。結果を
表４に示す。又、実施例１〜２５と同様に高分子型燃料
電池を組み立て、セル電圧を測定し、セパレータの状況
を観察した。結果を表４に示す。
して燃料電池セパレータを得た。このセパレータについ
て、実施例１〜２５と同様に、固有抵抗、ガス透過性、
曲げ強度、曲げ弾性率、曲げ撓み量を測定した。結果を
表４に示す。又、実施例１〜２５と同様に高分子型燃料
電池を組み立て、セル電圧を測定し、セパレータの状況
を観察した。結果を表４に示す。
【００４７】実施例３０ 実施例５において、圧縮射出成形を採用した以外は同様
にして燃料電池セパレータを得た。このセパレータにつ
いて、実施例１〜２５と同様に、固有抵抗、ガス透過
性、曲げ強度、曲げ弾性率、曲げ撓み量を測定した。結
果を表４に示す。又、実施例１〜２５と同様に高分子型
燃料電池を組み立て、セル電圧を測定し、セパレータの
状況を観察した。結果を表４に示す。
にして燃料電池セパレータを得た。このセパレータにつ
いて、実施例１〜２５と同様に、固有抵抗、ガス透過
性、曲げ強度、曲げ弾性率、曲げ撓み量を測定した。結
果を表４に示す。又、実施例１〜２５と同様に高分子型
燃料電池を組み立て、セル電圧を測定し、セパレータの
状況を観察した。結果を表４に示す。
【００４８】
【表４】
【００４９】比較例１ 実施例１において、炭素繊維を炭素フィラーに置き換
え、炭素フィラーを３５８重量部とした以外は同様にし
て、燃料電池セパレータを得た。このセパレータについ
て、実施例１と同様に、固有抵抗、ガス透過性、曲げ強
度、曲げ弾性率、曲げ撓み量を測定した。結果を表５に
示す。又、実施例１と同様に高分子型燃料電池を組み立
て、セル電圧を測定し、セパレータの状況を観察した。
結果を表５に示す。
え、炭素フィラーを３５８重量部とした以外は同様にし
て、燃料電池セパレータを得た。このセパレータについ
て、実施例１と同様に、固有抵抗、ガス透過性、曲げ強
度、曲げ弾性率、曲げ撓み量を測定した。結果を表５に
示す。又、実施例１と同様に高分子型燃料電池を組み立
て、セル電圧を測定し、セパレータの状況を観察した。
結果を表５に示す。
【００５０】比較例２ 実施例１において、炭素フィラーを炭素繊維に置き換
え、炭素繊維を３５８重量部とした以外は同様にして、
燃料電池セパレータを得た。このセパレータについて、
実施例１と同様に、固有抵抗、ガス透過性、曲げ強度、
曲げ弾性率、曲げ撓み量を測定した。結果を表５に示
す。又、実施例１と同様に高分子型燃料電池を組み立
て、セル電圧を測定し、セパレータの状況を観察した。
結果を表５に示す。
え、炭素繊維を３５８重量部とした以外は同様にして、
燃料電池セパレータを得た。このセパレータについて、
実施例１と同様に、固有抵抗、ガス透過性、曲げ強度、
曲げ弾性率、曲げ撓み量を測定した。結果を表５に示
す。又、実施例１と同様に高分子型燃料電池を組み立
て、セル電圧を測定し、セパレータの状況を観察した。
結果を表５に示す。
【００５１】比較例３ 実施例８において、炭素フィラーを炭素繊維に置き換
え、炭素繊維を３５８重量部とした以外は同様にして、
燃料電池セパレータを得た。このセパレータについて、
実施例８と同様に、固有抵抗、ガス透過性、曲げ強度、
曲げ弾性率、曲げ撓み量を測定した。結果を表５に示
す。又、実施例８と同様に高分子型燃料電池を組み立
て、セル電圧を測定し、セパレータの状況を観察した。
結果を表５に示す。
え、炭素繊維を３５８重量部とした以外は同様にして、
燃料電池セパレータを得た。このセパレータについて、
実施例８と同様に、固有抵抗、ガス透過性、曲げ強度、
曲げ弾性率、曲げ撓み量を測定した。結果を表５に示
す。又、実施例８と同様に高分子型燃料電池を組み立
て、セル電圧を測定し、セパレータの状況を観察した。
結果を表５に示す。
【００５２】比較例４〜９ 表５に示すバインダー、炭素フィラー、炭素繊維を、表
５に示す量比となるようにミキサーにて混合し、全固形
分に対してメタノールを１５重量％滴下して、顆粒状物
を作製した。この顆粒状物を乾燥機により４０℃で３時
間乾燥した。成形温度１５０℃、成形圧力１５０ｋｇ／
ｃｍ2で５分圧縮成形し、最も薄肉部分が０．３ｍｍの
燃料電池セパレータを得た。このセパレータの物性につ
いて、実施例と同様に、固有抵抗、ガス透過性、曲げ強
度、曲げ弾性率、曲げ撓み量を測定した。結果を表５に
示す。又、このセパレータを使用して、固体高分子電解
質膜、ガス拡散電極と及びシール部材と共に挟持して固
体高分子型燃料電池を組み立てた。１０００時間運転し
た後の初期セル電圧を１００として、１０００時間後の
セル電圧を測定した。又、電池を解体してセパレータの
状況を観察した。結果を表５に示す。
５に示す量比となるようにミキサーにて混合し、全固形
分に対してメタノールを１５重量％滴下して、顆粒状物
を作製した。この顆粒状物を乾燥機により４０℃で３時
間乾燥した。成形温度１５０℃、成形圧力１５０ｋｇ／
ｃｍ2で５分圧縮成形し、最も薄肉部分が０．３ｍｍの
燃料電池セパレータを得た。このセパレータの物性につ
いて、実施例と同様に、固有抵抗、ガス透過性、曲げ強
度、曲げ弾性率、曲げ撓み量を測定した。結果を表５に
示す。又、このセパレータを使用して、固体高分子電解
質膜、ガス拡散電極と及びシール部材と共に挟持して固
体高分子型燃料電池を組み立てた。１０００時間運転し
た後の初期セル電圧を１００として、１０００時間後の
セル電圧を測定した。又、電池を解体してセパレータの
状況を観察した。結果を表５に示す。
【００５３】
【表５】
【００５４】
【発明の効果】上記実施例及び比較例から明らかなよう
に、本発明の燃料電池セパレータは、薄肉化してもセパ
レータに必要な強度を保つことができ、燃料電池の組み
立て時やその後の発電中に割れ等の問題が発生すること
がなく、信頼性の高いものである。
に、本発明の燃料電池セパレータは、薄肉化してもセパ
レータに必要な強度を保つことができ、燃料電池の組み
立て時やその後の発電中に割れ等の問題が発生すること
がなく、信頼性の高いものである。
【００５５】又、本発明の燃料電池セパレータの製造方
法は、黒鉛化や機械加工する行程を必要とせずに、上記
のような優れた燃料電池セパレータを得ることができ、
更に、本発明の燃料電池セパレータを使用した固体高分
子型燃料電池は、非常に耐久性の高い、優れたものであ
る。
法は、黒鉛化や機械加工する行程を必要とせずに、上記
のような優れた燃料電池セパレータを得ることができ、
更に、本発明の燃料電池セパレータを使用した固体高分
子型燃料電池は、非常に耐久性の高い、優れたものであ
る。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年３月１７日（２０００．３．１
７）
７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】本発明は、上記従来技術の難点を解消し
て、薄肉化してもセパレータに必要な強度を保つことが
でき、燃料電池の組み立て時に割れ等の問題が発生する
ことがなく、信頼性の高い燃料電池セパレータ、黒鉛化
する工程を必要としない前記燃料電池セパレータの製造
方法、及び、前記セパレータを用いた耐久性に優れる固
体高分子型燃料電池を提供することを目的としてなされ
た。
て、薄肉化してもセパレータに必要な強度を保つことが
でき、燃料電池の組み立て時に割れ等の問題が発生する
ことがなく、信頼性の高い燃料電池セパレータ、黒鉛化
する工程を必要としない前記燃料電池セパレータの製造
方法、及び、前記セパレータを用いた耐久性に優れる固
体高分子型燃料電池を提供することを目的としてなされ
た。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】又、上記熱可塑性樹脂としては、例えば、
ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリメ
タクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
ブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルフォン、ポ
リカーボネート、ポリオキサメチレン、ポリアミド、ポ
リイミド、ポリアミドイミド、ポリビニルアルコール、
ポリビニルクロライド、ポリフェニールサルフォン、ポ
リエーテルエーテルケトン、ポリスルフォン、ポリエー
テルケトン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポ
リメチルペンテン、フッ素樹脂、ポリオキシベンゾイル
エステル樹脂、液晶ポリエステル樹脂、芳香族ポリエス
テル、ポリアセタール、ポリアリルスルホン、ポリベン
ゾイミダゾール、ポリエーテルニトリル、ポリチオエー
テルスルホン、ポリフェニレンエーテルより選ばれた１
種類或いは２種類以上の混合物を挙げることができる。
ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリメ
タクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
ブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルフォン、ポ
リカーボネート、ポリオキサメチレン、ポリアミド、ポ
リイミド、ポリアミドイミド、ポリビニルアルコール、
ポリビニルクロライド、ポリフェニールサルフォン、ポ
リエーテルエーテルケトン、ポリスルフォン、ポリエー
テルケトン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポ
リメチルペンテン、フッ素樹脂、ポリオキシベンゾイル
エステル樹脂、液晶ポリエステル樹脂、芳香族ポリエス
テル、ポリアセタール、ポリアリルスルホン、ポリベン
ゾイミダゾール、ポリエーテルニトリル、ポリチオエー
テルスルホン、ポリフェニレンエーテルより選ばれた１
種類或いは２種類以上の混合物を挙げることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】上記粉末状炭素フィラーの粒径としては、
平均粒径で１０ｎｍ〜１００μｍ、好ましくは２０μｍ
〜８０μｍという範囲を挙げることができ、粉末状炭素
フィラーの平均粒径が１０ｎｍ未満の場合には、粉末状
炭素フィラーの嵩密度が低過ぎてセパレータの電気抵抗
が高くなるおそれや、バインダーと均一に混合すること
が難しくなり、不均一に混合した場合に成形不良を起こ
すおそれがあり、逆に１００μｍを超える場合には、粉
末状炭素フィラー同士の間や粉末状炭素フィラーと短繊
維との間の電気的接触が少なくなるため、セパレータの
電気抵抗が高くなるおそれがあり、いずれも好ましくな
い。
平均粒径で１０ｎｍ〜１００μｍ、好ましくは２０μｍ
〜８０μｍという範囲を挙げることができ、粉末状炭素
フィラーの平均粒径が１０ｎｍ未満の場合には、粉末状
炭素フィラーの嵩密度が低過ぎてセパレータの電気抵抗
が高くなるおそれや、バインダーと均一に混合すること
が難しくなり、不均一に混合した場合に成形不良を起こ
すおそれがあり、逆に１００μｍを超える場合には、粉
末状炭素フィラー同士の間や粉末状炭素フィラーと短繊
維との間の電気的接触が少なくなるため、セパレータの
電気抵抗が高くなるおそれがあり、いずれも好ましくな
い。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２８】一方、本発明の燃料電池セパレータを製造
するためには、本発明の製造方法により、まず、上記バ
インダー、粉末状炭素フィラー及び短繊維を、上記量比
の範囲内となるように混合し、必要に応じて溶媒を滴下
し、顆粒化を行うのであり、この混合・顆粒工程には、
従来公知の混合方法、例えば、撹拌棒、ミキサー、スタ
ティックミキサー、へンシェルミキサー、スパーミキサ
ー、リボンミキサー、ニーダー等を用いることができ、
特に制限はない。
するためには、本発明の製造方法により、まず、上記バ
インダー、粉末状炭素フィラー及び短繊維を、上記量比
の範囲内となるように混合し、必要に応じて溶媒を滴下
し、顆粒化を行うのであり、この混合・顆粒工程には、
従来公知の混合方法、例えば、撹拌棒、ミキサー、スタ
ティックミキサー、へンシェルミキサー、スパーミキサ
ー、リボンミキサー、ニーダー等を用いることができ、
特に制限はない。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３３】尚、上記工程における成形温度、成形圧
力、成形時間については、使用するバインダー等の特性
に応じて選択すればよいが、特に成形温度については、
常温から、樹脂の硬化、溶融、加硫までの範囲を例示す
ることができる。尚、得られた成形物を化学的に安定化
させるために、成形後、更に高温で熱処理をしてもよ
い。
力、成形時間については、使用するバインダー等の特性
に応じて選択すればよいが、特に成形温度については、
常温から、樹脂の硬化、溶融、加硫までの範囲を例示す
ることができる。尚、得られた成形物を化学的に安定化
させるために、成形後、更に高温で熱処理をしてもよ
い。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４３】
【表２】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４８】
【表４】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５０】比較例２ 実施例５において、炭素フィラーを炭素繊維に置き換
え、炭素繊維を３５８重量部とした以外は同様にして、
燃料電池セパレータを得た。このセパレータについて、
実施例１と同様に、固有抵抗、ガス透過性、曲げ強度、
曲げ弾性率、曲げ撓み量を測定した。結果を表５に示
す。又、実施例１と同様に高分子型燃料電池を組み立
て、セル電圧を測定し、セパレータの状況を観察した。
結果を表５に示す。
え、炭素繊維を３５８重量部とした以外は同様にして、
燃料電池セパレータを得た。このセパレータについて、
実施例１と同様に、固有抵抗、ガス透過性、曲げ強度、
曲げ弾性率、曲げ撓み量を測定した。結果を表５に示
す。又、実施例１と同様に高分子型燃料電池を組み立
て、セル電圧を測定し、セパレータの状況を観察した。
結果を表５に示す。
Claims (5)
- 【請求項１】 少なくともバインダー、平均粒径１０ｎ
ｍ〜１００μｍの粉末状炭素フィラー及び平均繊維長
０．０３〜６ｍｍの短繊維よりなると共に、これら成分
の量比が、バインダー１００重量部に対して、前記粉末
状炭素フィラーが２００〜８００重量部、前記短繊維が
１０〜３００重量部である組成物から得られる基材によ
り形成されることを特徴とする燃料電池セパレータ。 - 【請求項２】 短繊維が、炭素繊維、耐炎化処理繊維又
はステンレス繊維より選ばれた１種類或いは２種類以上
の混合物である請求項１に記載の燃料電池セパレータ。 - 【請求項３】 少なくともバインダー、平均粒径１０ｎ
ｍ〜１００μｍの粉末状炭素フィラー及び平均繊維長
０．０３〜６ｍｍの短繊維を、バインダー１００重量部
に対して、前記粉末状炭素フィラーが２００〜８００重
量部、前記短繊維が１０〜３００重量部となる量比で混
合し、得られる混合物を粒径０．０３〜５ｍｍの顆粒状
とし、得られる顆粒状物を成形することを特徴とする燃
料電池セパレータの製造方法。 - 【請求項４】 溶媒を使用して混合物を顆粒状とする請
求項３に記載の燃料電池セパレータの製造方法。 - 【請求項５】 請求項１又は２に記載の燃料電池セパレ
ータを使用したことを特徴とする固体高分子型燃料電
池。
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