JP2001089668A - Conductive thermoplastic elastomer composition and conductive member formed therefrom - Google Patents

Conductive thermoplastic elastomer composition and conductive member formed therefrom

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JP2001089668A JP2000252253A JP2000252253A JP2001089668A JP 2001089668 A JP2001089668 A JP 2001089668A JP 2000252253 A JP2000252253 A JP 2000252253A JP 2000252253 A JP2000252253 A JP 2000252253A JP 2001089668 A JP2001089668 A JP 2001089668A
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エー チミルースキィ クレイグ
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a material that is easy in molding and processing, has small electric resistance, and used for manufacturing a conductive member such as a bipolar plate for a fuel cell. SOLUTION: This conductive thermoplastic elastomer composition is formed by adding a conductive filler such as carbon to a vulcanized thermoplastic elastomer. By adding the conductive filler to a completely vulcanized thermoplastic elastomer, the conductive thermoplastic elastomer composition can remarkably increase the compounding amount of the filler and reduce electric resistance while keeping good toughness of the material and excellent thermoplastic operability.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高導電性の熱可塑
性エラストマー組成物および該組成物で形成された導電
性部材に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a highly conductive thermoplastic elastomer composition and a conductive member formed from the composition.

【0002】[0002]

【従来の技術】導電性部材は、電気コネクタ、ワイヤー
やケーブルのカバー、床材、のような多くの用途に使用
されていると共に、コンピュータチップや磁気部品の製
造のように静電気を最小限にする必要がある用途に使用
されている。導電性部材の他の大きな用途は、燃料電池
のように、隔膜触媒の存在下で2以上の物質を化学的に
結合させて化学エネルギを電気エネルギに変換する装置
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION Conductive members are used in many applications, such as electrical connectors, wire and cable covers, flooring, and minimize static electricity, such as in the manufacture of computer chips and magnetic components. Used for applications that need to be. Another major use for conductive members is in devices, such as fuel cells, in which two or more substances are chemically combined in the presence of a diaphragm catalyst to convert chemical energy into electrical energy.

【0003】燃料電池は、燃料を燃焼させることなく燃
料の酸化(例えば、水素と酸素の化学反応)から直接に
連続電流を生成するものである。開発中の燃料電池には
幾つかのタイプがあり、リン酸方式、溶融カーボネート
方式、固体酸化物方式、陽子交換膜(proton exchange
membrane。PEM)方式、アルカリ方式、および直接メタ
ノール方式などが知られている。これらの方式の中で
も、PEM燃料電池は、環境的に友好的な自動車用の電気
化学的動力装置の有力な候補として自動車メーカーによ
って活発に研究開発されている。その理由は、PEM燃料
電池は出力密度性能が比較的高く、エミッションがほぼ
ゼロであるからである。
[0003] A fuel cell generates a continuous current directly from oxidation of a fuel (eg, a chemical reaction between hydrogen and oxygen) without burning the fuel. There are several types of fuel cells under development, including phosphoric acid, molten carbonate, solid oxide, and proton exchange membranes.
membrane. A PEM) method, an alkali method, a direct methanol method, and the like are known. Among these approaches, PEM fuel cells are being actively researched and developed by automakers as potential candidates for environmentally friendly automotive electrochemical power units. This is because PEM fuel cells have relatively high power density performance and almost zero emissions.

【0004】一般に、PEM燃料電池は、隔膜電極アッセ
ンブリ(membrane electrode assembly。MEA)と、この
MEAに面する両側でバイポーラ板に形成された流路を備
えている。MEAは“ナフィオン”(デュポン社の商標)
のような陽子伝導性の電解隔膜で形成されている。この
電解隔膜は2つの電極の間に挟んである。電極と隔膜と
の間には2枚の薄い触媒層がある。PEM燃料電池は、反
応体の化学エネルギを電気エネルギに変換する。PEM燃
料電池の典型例は米国特許第5,260,143号に記載されて
おり、その開示はここに援用する。
[0004] In general, a PEM fuel cell comprises a membrane electrode assembly (MEA) and a membrane electrode assembly (MEA).
It has channels formed in the bipolar plate on both sides facing the MEA. MEA is "Nafion" (trademark of Dupont)
And a proton conductive electrolytic membrane such as This electrolytic diaphragm is sandwiched between two electrodes. There are two thin catalyst layers between the electrode and the diaphragm. PEM fuel cells convert the chemical energy of the reactants into electrical energy. A typical example of a PEM fuel cell is described in US Pat. No. 5,260,143, the disclosure of which is incorporated herein.

【0005】PEM燃料電池の電流は、就中、MEAの活性表
面積(或いは電流生成表面積)のサイズの関数である。
典型的には、バイポーラ板は、モールド成形、機械加
工、若しくはエンボス加工により電極板の平坦な平面状
の表面に形成された溝(流路)を備えており、ガス状の
燃料(典型的には水素)がこれらの溝を通ってMEAの陽
極側へ流れると共に、ガス状の酸化体(典型的には空気
又は酸素)がこれらの溝を通って陰極側へ流れるように
なっている。陽極側では、水素は自由電子と陽子に解離
する。自由電子は電流のベースとなるもので、陽極側か
ら陰極側へとバイポーラ板(又はフローセパレータ板)
を移動する。陽子はMEAを通過し、酸素および自由電子
と結合して水を生じる。
The current of a PEM fuel cell is, inter alia, a function of the size of the active surface area (or current producing surface area) of the MEA.
Typically, a bipolar plate is provided with grooves (channels) formed on a flat, planar surface of an electrode plate by molding, machining, or embossing, so that a gaseous fuel (typically, Hydrogen flows through these channels to the anode side of the MEA, and gaseous oxidant (typically air or oxygen) flows through these channels to the cathode side. On the anode side, hydrogen dissociates into free electrons and protons. The free electrons are the base of the current, and the bipolar plate (or flow separator plate) from the anode side to the cathode side
To move. Protons pass through the MEA and combine with oxygen and free electrons to produce water.

【0006】燃料電池の電気効率を最大限にするため、
自由電子が最小限の抵抗でバイポーラ板を流れることが
できることが非常に重要である。今日知られているバイ
ポーラ板は、複合材料で容易にモールド成形することが
できない。その理由は、電気抵抗を最小限にするために
は、材料中に非常に高い割合で固体を充填する必要があ
るからである。
In order to maximize the electrical efficiency of a fuel cell,
It is very important that free electrons can flow through the bipolar plate with minimal resistance. Bipolar plates known today cannot be easily molded from composite materials. The reason is that in order to minimize the electrical resistance, it is necessary to fill the material with a very high percentage of solids.

【0007】公知の燃料電池の他の制約は、化学的に不
活性の材料で形成された流路板に機械加工又はエンボス
加工により溝を形成する必要があるということである。
従って、安価に製造可能で、製造容易で、耐食性に優
れ、高度の導電性を有するバイポーラ板が要求されてい
る。
[0007] Another limitation of the known fuel cells is that grooves must be formed by machining or embossing flow passage plates formed of a chemically inert material.
Therefore, there is a demand for a bipolar plate which can be manufactured at low cost, is easy to manufacture, has excellent corrosion resistance, and has high conductivity.

【0008】導電性の材料は電気コネクタ、ワイヤーや
ケーブル、床材のような他の用途にも使用されている。
これらの用途においても、材料は安価に製造可能で、製
造又はモールド成形が容易で、耐食性に優れ、高度の導
電性を有することが要求されている。
[0008] Conductive materials have also been used in other applications such as electrical connectors, wires and cables, and flooring.
Also in these applications, it is required that the material can be manufactured at low cost, is easy to manufacture or mold, has excellent corrosion resistance, and has high conductivity.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記要請に対する解決
は、高導電性で、処理(加工)が容易で、耐食性に優
れ、導電性部材を安価に製造可能な、熱可塑性エラスト
マー材料を使用することにより達成することができる。
より詳しくは、この課題は、導電性の加硫された熱可塑
性エラストマー(thermoplastic vulcanizate。TPV)を
使用することにより解決することができる。
A solution to the above demand is to use a thermoplastic elastomer material which has high conductivity, is easy to process (work), has excellent corrosion resistance, and can be manufactured at low cost for a conductive member. Can be achieved.
More specifically, this problem can be solved by using a conductive vulcanized thermoplastic elastomer (TPV).

【0010】周知のように、熱可塑性樹脂は結晶質或い
は半結晶質で比較的高いガラス転移温度を有する材料で
あり、グラファイト粉、カーボンブラック粉、金属粉、
カーボンファイバ、又は金属ファイバのような導電性の
充填材を混合することにより熱可塑性樹脂を導電性にす
ることができる(例えば、英国特許第1,495,275号、米
国特許第4,179,341号、米国特許第4,510,078号、米国特
許第5,207,949号、米国特許第5,322,874号、米国特許第
5,707,699号)。
As is well known, a thermoplastic resin is a crystalline or semi-crystalline material having a relatively high glass transition temperature, such as graphite powder, carbon black powder, metal powder, or the like.
Thermoplastics can be made conductive by mixing conductive fillers such as carbon fibers or metal fibers (e.g., British Patent No. 1,495,275, US Patent No. 4,179,341, US Patent No. 4,510,078). U.S. Pat.No. 5,207,949; U.S. Pat.No. 5,322,874; U.S. Pat.
5,707,699).

【0011】しかしながら、材料の機械的特性および処
理(加工)特性の双方が損なわれないようにするために
は、配合できる充填材の量には限界がある。例えば、米
国特許第4,569,786号には特にこの問題が取り上げてあ
り、金属ファイバとカーボンファイバの組合せを20重
量%未満の割合で熱可塑性材料に配合しても、溶融処理
の容易性が失われないことが開示してある。この量は、
これらのファイバを同じタイプの粉体状の導電性充填材
で置換した場合よりも遥かに多い。このように金属ファ
イバの充填割合の高い組成物は、腐蝕の問題があるの
で、電気化学的燃料電池や他の導電性部材に使用するに
は不適当である。米国特許第4,937,015号では、多量の
充填材が充填された導電性熱可塑性樹脂は処理加工性と
材料特性に劣るという問題が取り上げてある。この文献
は、電極板を成形するために圧力を用いながら、熱可塑
性粒子と20重量%までの固体の導電性素材を用いて材
料を形成することを教示している。しかしながら、この
方法で製造した材料には、体積抵抗率が10Ω・cm
より小さくならないという難点がある。
However, there is a limit to the amount of filler that can be incorporated in order to keep both the mechanical and processing (working) properties of the material intact. For example, U.S. Pat. No. 4,569,786 specifically addresses this problem, and the combination of metal fiber and carbon fiber in less than 20% by weight of thermoplastic material does not impair ease of melt processing. It is disclosed. This amount is
Much more than replacing these fibers with the same type of powdered conductive filler. Such a composition with a high metal fiber loading is unsuitable for use in electrochemical fuel cells and other conductive components due to corrosion problems. U.S. Pat. No. 4,937,015 addresses the problem that conductive thermoplastics filled with large amounts of filler are inferior in processability and material properties. This reference teaches the use of thermoplastic particles and up to 20% by weight of a solid conductive material to form the material, while using pressure to form the electrode plate. However, the material manufactured by this method has a volume resistivity of 10 3 Ω · cm.
The drawback is that it doesn't get smaller.

【0012】多量の充填材が添加された導電性熱可塑性
樹脂の機械的特性を向上させるため、結晶質エラストマ
ー材料と非晶質エラストマー材料(即ち、非結晶性でガ
ラス転移点の低い材料)との配合物に導電性充填材を配
合することが従来行われている。米国特許第4,265,789
号および米国特許第4,321,162号には、エラストマー性
の低Tg(ガラス転移温度)材料と結晶質の高Tg材料
との配合物をベースとする、フレキシブルで溶融処理可
能な導電性材料が記載されている。この材料の目標用途
は、電気コネクタや、ケーブルや、他の導電性の成型品
である。いづれの場合でも、どのポリマー相も化学的に
架橋されていない。
In order to improve the mechanical properties of a conductive thermoplastic resin to which a large amount of filler has been added, a crystalline elastomer material and an amorphous elastomer material (ie, a non-crystalline material having a low glass transition point) are used. Conventionally, a conductive filler is blended with the above-mentioned blend. US Patent 4,265,789
And U.S. Pat. No. 4,321,162 describe a flexible, melt-processable, conductive material based on a blend of an elastomeric low Tg (glass transition temperature) material and a crystalline high Tg material. I have. Target applications for this material are electrical connectors, cables, and other conductive moldings. In each case, none of the polymer phases is chemically crosslinked.

【0013】米国特許第5,484,838号には、また、結晶
質の材料と非晶質の材料との配合物にカーボンブラック
を添加することが記載してあるが、その用途は静電塗装
に適した組成物を目的とするものである。これらの材料
の体積抵抗率は少なくとも10Ω・cmであると記載
してあり、いづれのポリマー相も化学的に架橋されてい
ない。
US Pat. No. 5,484,838 also describes the addition of carbon black to a blend of crystalline and amorphous materials, the use of which is suitable for electrostatic coating. It is intended for compositions. The volume resistivity of these materials is stated to be at least 10 5 Ω · cm, and none of the polymer phases is chemically crosslinked.

【0014】カーボンブラック/ポリマー配合物の電気
抵抗を管理する他のアプローチは、処理加工条件を制御
することである。米国特許第3,823,217号には、カーボ
ンブラック/結晶質ポリマーの配合物の室温抵抗を配合
物の熱的サイクリングによって低減することが記載され
ている。米国特許第4,534,889号には、管理された電気
特性(特に、温度に関する電気特性)を有する材料を製
造するために導電性充填材とポリマーとの配合組成物を
チューニングする方法、および、斯る組成物で作った装
置が記載してある。この方法のキーは、エラストマー相
に充填材を充填し、次に、処理加工条件と硬化サイクル
によって電気特性を制御することである。米国特許第5,
844,037号では、ポリマーブレンド・カーボンブラック
組成物の電気特性の制御は、相形態を制御し、かつ、如
何にして異なる相間にカーボンブラックを分散させるか
を制御することにより行われる。これらすべての先行技
術を通じて、導電性充填材は各ポリマーブレンド成分内
に分散される。
Another approach to managing the electrical resistance of carbon black / polymer blends is to control processing conditions. U.S. Pat. No. 3,823,217 describes that the room temperature resistance of a carbon black / crystalline polymer blend is reduced by thermal cycling of the blend. U.S. Pat. No. 4,534,889 discloses a method of tuning a compounded composition of a conductive filler and a polymer to produce a material having controlled electrical properties, particularly electrical properties with respect to temperature, and such compositions. The device made of the object is described. The key to this method is to fill the elastomer phase with filler and then control the electrical properties through processing conditions and cure cycles. US Patent 5,
In 844,037, the control of the electrical properties of the polymer blend carbon black composition is performed by controlling the phase morphology and how the carbon black is dispersed between the different phases. Through all these prior arts, the conductive filler is dispersed within each polymer blend component.

【0015】前記先行技術特許のいづれも、バイポーラ
板又は他の導電性部材のための処理・加工が容易で高導
電性の材料を提供するという課題を解決するものではな
い。そこで、バイポーラ燃料電池電極板および他の導電
性成形品のための安価で高導電性の材料がなお要請され
ている。
None of the above prior art patents solves the problem of providing a highly conductive material that is easy to process and process for bipolar plates or other conductive members. Thus, there remains a need for inexpensive, highly conductive materials for bipolar fuel cell electrode plates and other conductive moldings.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、バイポーラ燃料電池電極板および他の導
電性成形品を製造するにあたり、完全に加硫(架橋)さ
れた熱可塑性エラストマー(thermoplastic vulcanizat
e。TPV)に導電性充填材(フィラー)を加えることによ
り形成された熱可塑性組成物を用いるものである。ここ
で、“完全に加硫された”とは、米国特許第4,311,628
号に記載されているように、23°Cのシクロヘキサン
に約3%以上溶解しない程度に加硫(架橋)されている
ことを意味する。TPVは、TPV内の離散した化学的に架橋
されたエラストマー相から充填材を排除するために使用
される。充填材をエラストマー相から排除することで、
導電性充填材は専ら材料(組成物)の連続的な熱可塑性
相内に留まるので、材料中に導電路を形成するに必要な
充填材の量が減少する。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention relates to a method for producing a bipolar fuel cell electrode plate and other conductive molded articles, wherein a completely vulcanized (crosslinked) thermoplastic elastomer ( thermoplastic vulcanizat
e. A thermoplastic composition formed by adding a conductive filler to TPV) is used. Here, “fully vulcanized” refers to US Pat. No. 4,311,628.
As described in the above item, it means that it has been vulcanized (crosslinked) to an extent that it does not dissolve in cyclohexane at 23 ° C. by more than about 3%. TPV is used to exclude fillers from a discrete chemically crosslinked elastomeric phase within the TPV. By removing the filler from the elastomer phase,
Since the conductive filler remains exclusively in the continuous thermoplastic phase of the material (composition), the amount of filler required to form conductive paths in the material is reduced.

【0017】本発明で用いる加硫された熱可塑性エラス
トマーは、導電性充填材と共に製造してもよいし、或い
は、導電性充填材なしで製造してもよい。しかしなが
ら、本発明の一特徴は、TPVの合成の後に導電性充填材
を添加することにより、TPVの連続的な熱可塑性マトリ
ックス相に導電性充填材を混ぜ込みかつ分散させること
を包含する。TPVを形成した後に導電性充填材を添加す
れば、TPVを形成する前に導電性充填材を添加する場合
に較べて、より少量の充填材で材料を導電性にすること
ができる。導電性充填材は、材料の体積抵抗率を10
Ω・cm未満、更には10Ω・cm未満、好ましくは
10Ω・cm未満に低減するに充分な量だけ添加され
る。
The vulcanized thermoplastic elastomer used in the present invention may be manufactured with a conductive filler or without a conductive filler. However, one feature of the present invention involves incorporating and dispersing the conductive filler into the continuous thermoplastic matrix phase of the TPV by adding the conductive filler after synthesis of the TPV. If the conductive filler is added after the formation of the TPV, the material can be made conductive with a smaller amount of filler compared to the case where the conductive filler is added before the formation of the TPV. The conductive filler increases the volume resistivity of the material by 10 8.
It is added in an amount sufficient to reduce it to less than Ω · cm, further to less than 10 3 Ω · cm, preferably to less than 10 1 Ω · cm.

【0018】TPVを形成した後に導電性充填材を添加す
ることにより、化学的架橋のネットワークの存在に因
り、充填材がTPVの離散したエラストマー相に進入する
のが妨げられるものと考えられる。従って、必要な導電
路を形成し材料の電気抵抗を低減するためにより少量の
充填材で足りる。
It is believed that the addition of the conductive filler after the formation of the TPV prevents the filler from entering the discrete elastomeric phase of the TPV due to the presence of a network of chemical crosslinking. Thus, a smaller amount of filler is sufficient to form the necessary conductive paths and reduce the electrical resistance of the material.

【0019】本発明は、熱可塑性エラストマーで形成さ
れた導電性部材を提供するもので、この熱可塑性エラス
トマーは加硫された熱可塑性エラストマーと導電性固体
充填材とを含み、前記充填材は5〜75重量パーセント
の範囲であり、もって、前記熱可塑性エラストマーの体
積抵抗率が10Ω・cm未満であることを特徴とす
る。
The present invention provides a conductive member formed of a thermoplastic elastomer, the thermoplastic elastomer comprising a vulcanized thermoplastic elastomer and a conductive solid filler, wherein the filler is 5%. And a volume resistivity of less than 10 8 Ω · cm.

【0020】本発明の目的は、10Ω・cm未満の体
積抵抗率を有する導電性部材用熱可塑性エラストマーを
提供することである。本発明の他の目的は、熱可塑性エ
ラストマーと5〜75重量パーセントの範囲の導電性充
填材を含み、処理加工の容易な導電性部材用を提供する
ことである。
An object of the present invention is to provide a thermoplastic elastomer for a conductive member having a volume resistivity of less than 10 8 Ω · cm. Another object of the present invention is to provide a conductive member which contains a thermoplastic elastomer and a conductive filler in a range of 5 to 75% by weight and is easily processed.

【0021】本発明の更に他の目的は、加硫された熱可
塑性エラストマーを用いた導電性の成形品を提供するこ
とにあり、この加硫された熱可塑性エラストマーにおい
ては、導電路を形成し材料の電気抵抗を低減するに必要
な充填材の量を低減するため、材料の熱可塑性相に導電
性充填材が添加してある。本発明の更に他の目的は、動
的加硫された熱可塑性樹脂を含んだ熱可塑性エラストマ
ーを提供することにあり、この熱可塑性エラストマーで
は、導電路を形成し材料の電気抵抗を低減するに必要な
充填材の量を低減するため、材料の熱可塑性相に導電性
充填材が添加してある。本発明の上記特徴や他の特徴は
以下の記載から更に明らかとなろう。
Still another object of the present invention is to provide a conductive molded article using a vulcanized thermoplastic elastomer, and in the vulcanized thermoplastic elastomer, a conductive path is formed. Conductive fillers have been added to the thermoplastic phase of the material to reduce the amount of filler required to reduce the electrical resistance of the material. Still another object of the present invention is to provide a thermoplastic elastomer containing a dynamically vulcanized thermoplastic resin. In this thermoplastic elastomer, a conductive path is formed to reduce the electric resistance of the material. Conductive fillers have been added to the thermoplastic phase of the material to reduce the amount of filler required. The above and other features of the present invention will become more apparent from the following description.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】加硫された熱可塑性エラストマー
(thermoplastic vulcanizate。TPV)とは、(1)高い
ガラス転移温度を有する結晶質、半結晶質、若しくは非
晶質のポリマーからなる、連続的若しくは共連続的な熱
可塑性相と、(2)離散した粒子状の相、とを有する多
相材料を言うものと定義する。後者の離散した相は、完
全に加硫された非晶質エラストマー(典型的には、低い
ガラス転移温度を有するもの)である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Vulcanized thermoplastic elastomers (TPVs) are defined as (1) continuous, crystalline, semi-crystalline or amorphous polymers having a high glass transition temperature. Alternatively, it is defined as a multi-phase material having a co-continuous thermoplastic phase and (2) a discrete particulate phase. The latter discrete phase is a fully vulcanized amorphous elastomer, typically having a low glass transition temperature.

【0023】本発明の組成物は適当な導電性を有し、モ
ールド成形品又は押し出し成形品に処理加工することが
できる。本発明の好ましい実施態様では、導電性部材用
の高導電性の材料が使用される。導電性部材は、燃料電
池のバイポーラ板や床材や環状部材(電気コネクタやワ
イヤーやケーブルなど)のような平坦な平面状の部材を
含み、これらはいづれも製造時および/又は使用時に静
電気的に低い状態にあることが必要である。
The composition of the present invention has appropriate conductivity and can be processed into a molded article or an extruded article. In a preferred embodiment of the present invention, a highly conductive material for the conductive member is used. The conductive member includes a flat planar member such as a bipolar plate, a floor material, and an annular member (an electrical connector, a wire, a cable, etc.) of a fuel cell, each of which is electrostatically generated during manufacturing and / or use. Need to be in a low state.

【0024】目標とする導電性を達成するに必要な充填
材の量を低減したことにより得られる効果の一は、熱可
塑的処理性(加工性)が向上するということである。更
に、本発明の材料は、非常に小さな体積抵抗率(即ち、
1Ω・cmより小さな体積抵抗率)を達成するに必要な
レベルまで導電性充填材を添加した場合でも、処理性を
維持する。
One of the effects obtained by reducing the amount of the filler necessary to achieve the target conductivity is that the thermoplastic processability (workability) is improved. Further, the materials of the present invention have very low volume resistivity (ie,
Even when the conductive filler is added to a level necessary to achieve a volume resistivity of less than 1 Ω · cm), the processability is maintained.

【0025】本発明で使用可能な加硫された熱可塑性エ
ラストマー(TPV)の非限定的な例としては、米国特許
第4,130,535号および米国特許第4,311,628号に記載され
たTPVがある。これらは、オレフィン系ゴムとオレフィ
ン系熱可塑性樹脂の配合物であり、この配合物において
はゴムは動的加硫処理工程で完全に加硫されている。こ
の動的加硫工程の生成物がTPVであり、後者は、加硫さ
れたゴムが構成する離散した粒子状の相と熱可塑性樹脂
が構成する連続的な相との2相材料であり、熱可塑性樹
脂が材料の熱可塑性処理を可能にする。
[0025] Non-limiting examples of vulcanized thermoplastic elastomers (TPV) that can be used in the present invention include the TPVs described in US Patent Nos. 4,130,535 and 4,311,628. These are blends of an olefin rubber and an olefin thermoplastic resin, in which the rubber has been completely vulcanized in a dynamic vulcanization step. The product of this dynamic vulcanization step is TPV, the latter being a two-phase material consisting of a discrete particulate phase composed of vulcanized rubber and a continuous phase composed of thermoplastic resin, Thermoplastics allow thermoplastic processing of the material.

【0026】市販のTPVとしては、熱可塑性ゴム“サン
トプレン”(アドバンスド・エラストマー・システムズ
社の商標)や、熱可塑性ゴム“サーリンク”(DMSサー
モプラスチック・エラストマーズ社の商標)が挙げられ
る。また、他の適当な熱可塑性樹脂・エラストマー系を
ベースとするTPVも本発明を実施するために使用するこ
とができる。それらの非限定的な例としては、米国特許
第4,141,863号に記載されたポリエステルで架橋された
ゴム系や、米国特許第5,003,003号および欧州特許EP 0,
915,121-A1に記載されたポリアミド−EPDM系や、米国特
許第5,300,537号に記載されたポリエステル−アクリレ
ートゴム系や、米国特許第5,591,798号に記載されたポ
リアミド−アクリレートゴム系がある。
Commercially available TPVs include thermoplastic rubber "Santoprene" (trademark of Advanced Elastomer Systems) and thermoplastic rubber "Surlink" (trademark of DMS Thermoplastic Elastomers). TPVs based on other suitable thermoplastic resin-elastomer systems can also be used to practice the present invention. Non-limiting examples thereof include rubber systems crosslinked with polyesters described in U.S. Pat.No. 4,141,863, and U.S. Pat.
There is a polyamide-EPDM system described in 915,121-A1, a polyester-acrylate rubber system described in U.S. Pat. No. 5,300,537, and a polyamide-acrylate rubber system described in U.S. Pat. No. 5,591,798.

【0027】本発明では、導電性充填材とは、1Ω・c
mより小さな体積抵抗率を有する固体充填材を意味す
る。それらの非限定的な例としては、粉体およびファイ
バーの形のカーボン(カーボンブラックおよびグラファ
イト)、並びに、ピッチやポリアクリロニトリル(PA
N)をベースとするファイバがある。また、粉体、フレ
ーク、およびファイバーの形の金属(例えば、アルミニ
ウム、銅、金、ニッケル、銀、鋼、タングステン、亜
鉛、等)も含まれる。更に、真鍮、錫、ステンレス鋼の
ような合金の粒子状物や、金属をコーティングした粒子
(例えば、ニッケルや銀をコーティングしたガラスファ
イバ又はガラス球)も含まれる。また、粒子の形の導電
性ポリマーも含まれ、その非限定的な例としては、ポリ
ピロール、ポリアニリン、ポリチオペン、および類似材
料の導電性塩がある。本発明のために好適な充填材はカ
ーボンブラックおよびグラファイトタイプの充填材であ
る。
In the present invention, the conductive filler is 1 Ω · c
means a solid filler having a volume resistivity less than m. Non-limiting examples of these include carbon in powder and fiber form (carbon black and graphite) and pitch and polyacrylonitrile (PA
There are fibers based on N). Also included are metals in the form of powders, flakes, and fibers (eg, aluminum, copper, gold, nickel, silver, steel, tungsten, zinc, etc.). Further, particles of alloys such as brass, tin, and stainless steel, and particles coated with metal (for example, glass fibers or glass spheres coated with nickel or silver) are also included. Also included are conductive polymers in the form of particles, non-limiting examples of which include conductive salts of polypyrrole, polyaniline, polythiopenes, and similar materials. Suitable fillers for the present invention are carbon black and graphite type fillers.

【0028】本発明では、導電性カーボンブラックは混
合工程後よりも混合工程前の方が大きな凝塊サイズを有
する。カーボンブラックの初期凝塊サイズは決定的では
ないが、一般に、ほぼ全ての粒子は5ミクロン、好まし
くは3ミクロン、より好ましくは1ミクロンより小さ
い。
In the present invention, the conductive carbon black has a larger agglomerate size before the mixing step than after the mixing step. The initial agglomerate size of carbon black is not critical, but generally, almost all particles are less than 5 microns, preferably 3 microns, more preferably less than 1 micron.

【0029】TPVに加える導電性カーボンブラックは、
好ましくは、ASTM D 2414-97に基づくジブチルフタレー
ト(DBP)吸着法で測定して、150ml/100g以
上の孔隙容積を有することができる。400ml/10
0gのDBPレベルを有するか0.05ミクロン前後のカ
ーボンブラックが好ましい。本発明に好適なカーボンブ
ラックの非限定的な例としては、アクゾー・ノーベル・
ケミカルズ社の“Ketjenblack EC-300J”(“Ketjenbla
ck”は同社の商標)(DBP吸着:380)、デグサ・ヒュル
社の“プリンテックス XE-2”(“プリンテックス”は
同社の商標)(DBP吸着:175 ml/100 g)、コロンビア
・ケミカルズ社の“Conductex 975U”(“Conductex”
は同社の商標)(DBP吸着:165 ml/100g)がある。
The conductive carbon black added to the TPV is
Preferably, it can have a pore volume of 150 ml / 100 g or more as measured by the dibutyl phthalate (DBP) adsorption method based on ASTM D 2414-97. 400ml / 10
Carbon black having a DBP level of 0 g or around 0.05 microns is preferred. Non-limiting examples of carbon blacks suitable for the present invention include Akzo Nobel®
Chemicals “Ketjenblack EC-300J” (“Ketjenbla
"ck" is a trademark of the company) (DBP adsorption: 380), Degussa Hüll "Printex XE-2"("Printex" is a trademark of the company) (DBP adsorption: 175 ml / 100 g), Columbia Chemicals “Conductex 975U” (“Conductex”
Is the company's trademark) (DBP adsorption: 165 ml / 100g).

【0030】TPVには個々のグレードのカーボンブラッ
クを単独で用いてもよいし、2種以上のタイプのカーボ
ンブラックのブレンドを加えてもよい。本発明のTPV組
成物にカーボンブラックを用いる場合には、用いるカー
ボンブラックのタイプに関係なく、その量は全体の5〜
75重量パーセントであり、好ましくは20〜60重量
パーセントである。この量は、カーボンブラックの種類
や、カーボンブラックを加えるために用いる処理条件
や、必要とする導電性レベルに応じて変えることができ
る。
In the TPV, individual grades of carbon black may be used alone, or a blend of two or more types of carbon black may be added. When using carbon black in the TPV composition of the present invention, the amount thereof is 5 to 5 regardless of the type of carbon black used.
75 weight percent, preferably 20-60 weight percent. This amount can vary depending on the type of carbon black, the processing conditions used to add the carbon black, and the required level of conductivity.

【0031】充填用グラファイトは合成のものでも天然
のものでもよい。合成グラファイトは層状結晶構造に因
り天然グラファイトよりも高い導電性を有するので、合
成グラファイトが好ましい。カーボンブラック粒子と同
様に、グラファイト粒子は混合工程前の方が大きな粒径
を有し、混合工程で粒径は小さくなる。グラファイト粒
子の初期粒径は決定的ではないが、一般に、ほぼ全ての
粒子は50ミクロン、好ましくは5ミクロン、より好ま
しくは1ミクロンより小さい。グラファイトは良好な潤
滑特性を有するので、導電性の大幅な損失を伴うことな
くグラファイト粒子をTPVに完全かつ均質に混合するの
が容易である。好ましいグラファイトとしては、アスバ
リーカーボンズ社の“グラファイト3120”(平均粒径3
〜5ミクロン)、“グラファイトA99”(平均粒径25
ミクロン)、“Micro 450”(平均粒径3〜5ミクロ
ン)がある。
The filling graphite may be synthetic or natural. Synthetic graphite is preferred because synthetic graphite has higher conductivity than natural graphite due to the layered crystal structure. Like the carbon black particles, the graphite particles have a larger particle size before the mixing step, and have a smaller particle size during the mixing step. The initial particle size of the graphite particles is not critical, but generally, almost all particles are less than 50 microns, preferably 5 microns, more preferably less than 1 micron. Since graphite has good lubricating properties, it is easy to mix graphite particles completely and homogeneously with TPV without significant loss of conductivity. As a preferred graphite, “Graphite 3120” (average particle size of 3
~ 5 microns), "Graphite A99" (average particle size 25
Micron) and "Micro 450" (average particle size 3-5 microns).

【0032】TPVには個々のタイプのグラファイトを単
独で用いてもよいし、2種以上のグラファイトのブレン
ドを加えてもよい。本発明のTPV組成物にグラファイト
を用いる場合には、用いるグラファイトのタイプに関係
なく、その量は、カーボンブラックと同様に、全体の5
〜75重量パーセントであり、好ましくは20〜60重
量パーセントである。この量は、グラファイト充填材の
種類や、グラファイト充填材を加えるために用いる処理
条件や、必要とする導電性レベルに応じて変えることが
できる。
Each type of graphite may be used alone or a blend of two or more graphites may be added to the TPV. When graphite is used in the TPV composition of the present invention, regardless of the type of graphite used, the amount thereof is the same as that of carbon black, and the total amount is 5%.
7575% by weight, preferably 20-60% by weight. This amount can vary depending on the type of graphite filler, the processing conditions used to add the graphite filler, and the required conductivity level.

【0033】更に、本発明の実施にあたり他のタイプの
充填材を組み合わせて用いることも可能である。このよ
うな充填材混合物の非限定的な例としては、グラファイ
ト粉末とカーボン粉末の混合物、グラファイト・カーボ
ン粉末とカーボンファイバの混合物、グラファイトファ
イバとカーボンファイバの混合物、又は、グラファイト
・カーボン粉末と銀粉末と他の類似材料の混合物があ
る。あらゆる導電性充填材の組合せが本発明の範囲に含
まれる。本発明で用いる熱可塑的処理装置は、押出し、
射出、トランスファー成形などの成形装置を包含する。
また、本発明で用いる極性熱可塑性樹脂は、アクリル系
ゴム、フッ素系ゴム、エピクロルヒドリン系ゴム、水素
添加ニトリルブタジエン系ゴムなどを含む。
Further, other types of fillers can be used in combination in the practice of the present invention. Non-limiting examples of such filler mixtures include a mixture of graphite powder and carbon powder, a mixture of graphite carbon powder and carbon fiber, a mixture of graphite fiber and carbon fiber, or a mixture of graphite carbon powder and silver powder. And mixtures of other similar materials. Any combination of conductive fillers is within the scope of the present invention. The thermoplastic processing apparatus used in the present invention comprises an extrusion,
Includes molding equipment such as injection and transfer molding.
The polar thermoplastic resin used in the present invention includes acrylic rubber, fluorine rubber, epichlorohydrin rubber, hydrogenated nitrile butadiene rubber and the like.

【0034】[0034]

【実施例】以下の具体的実施例は本発明の特徴と利点を
明らかにする目的で掲げるもので、これらは例示にすぎ
ず、これらの実施例は本発明の範囲を限定するものでは
ない。硬度、最終引っ張り強さ(UTS)、および、破断
時伸びは、夫々、次のASTM規格に基づいて測定した:AS
TM D 2240-97、ASTM D 412-98a、および、ASTM D 412-9
8a。
The following specific examples are provided for the purpose of clarifying the features and advantages of the present invention, and are merely illustrative, and do not limit the scope of the present invention. Hardness, ultimate tensile strength (UTS) and elongation at break were each measured according to the following ASTM standard: AS
TM D 2240-97, ASTM D 412-98a, and ASTM D 412-9
8a.

【0035】実施例1 処理性を維持しながら高度の導電性を達成することがで
きることを証明するため、2種のグラファイトを夫々別
々に異なる割合でオレフィンベースのTPVに混合した。T
PVは、アドバンスド・エラストマー・システムズ社(ア
クロン、オハイオ州)から商品名“サントプレン(商
標)101-87”で市販されているショアA硬度91のオレ
フィンベースTPVである。用いたグラファイトは、アス
バリーカーボンズ社(アスバリー、ニュージャージー
州)の天然グラファイト“グラファイト3120”(粒径3
〜5ミクロン)および合成グラファイト“グラファイト
A99”(平均粒径25ミクロン)であった。材料を1.
6リッターのバンバリー社ミキサーで190°Cで7.
5分間混合し、落下させてミルにかけ、更に6分間バン
バリーミキサーで混合した。すべてのサンプルを圧縮成
形で成形した。サンプルの組成と試験結果を表1に示
す。表中、サンプル組成は重量%である。即ち、サンプ
ルBはTPV96重量%、“グラファイト3120”4重量%
である。サンプルAからFについての体積抵抗率の測定
はASTM D 257-93を用いて行い、サンプルGからJにつ
いてはASTM D 4496-87(再承認1993)を用いて行った。
Example 1 To demonstrate that a high degree of conductivity could be achieved while maintaining processability, the two graphites were each separately mixed in different proportions with an olefin-based TPV. T
PV is an olefin-based TPV with a Shore A hardness of 91 sold by Advanced Elastomer Systems, Inc. (Akron, Ohio) under the trade name "Santoprene ™ 101-87". The graphite used was a natural graphite “Graphite 3120” (particle size 3) of Asbury Carbons (Asbury, NJ).
~ 5 microns) and synthetic graphite "graphite
A99 "(average particle size 25 microns).
6. 190 ° C. in a 6 liter Banbury mixer.
Mix for 5 minutes, drop and mill, and mix in Banbury mixer for an additional 6 minutes. All samples were formed by compression molding. Table 1 shows the composition of the sample and the test results. In the table, the sample composition is% by weight. That is, sample B is 96% by weight of TPV, 4% by weight of "Graphite 3120"
It is. The volume resistivity of Samples A to F was measured using ASTM D 257-93, and that of Samples G to J was measured using ASTM D 4496-87 (reapproved 1993).

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】実施例2 この実施例は、TPVに導電性充填材を配合することによ
り、非常に導電性でしかも処理性の良い材料が得られる
ことを示すものである。この実施例では、アドバンスド
・エラストマー・システムズ社のTPV“サントプレン”
(商標)にアスバリーカーボンズ社の2種の異なるグレ
ードのグラファイトとキャボット社(ボストン)の導電
性カーボンブラックを混合した。これらの材料をモリヤ
マのミキサーでTPV“サントプレン”の融点より高い2
00°Cで30分間混合した。このように配合した材料
からなる厚さ約2mmのテストプレートを200°Cで
4分間の圧縮成形と8分間の冷却により製作した。テス
トプレートについてルーカス・シグネトーン社の直列4
点抵抗プローブを用いて体積抵抗率の測定を行った。直
列4点抵抗プローブの原理と操作は、L.B.Valdesの“ト
ランジスタ用ゲルマニウムの抵抗測定”(Proc. Ins
t.、Radio Eng.、42頁、420-7、1954)に記載されてい
る。
Example 2 This example shows that the addition of a conductive filler to a TPV results in a very conductive and processable material. In this example, a TPV “Santoprene” manufactured by Advanced Elastomer Systems, Inc.
(Trademark) was mixed with two different grades of graphite from Asbury Carbons and conductive carbon black from Cabot (Boston). These materials are mixed in a Moriyama mixer with a melting point higher than the melting point of TPV "Santoprene".
Mix for 30 minutes at 00 ° C. A test plate having a thickness of about 2 mm made of the material thus mixed was produced by compression molding at 200 ° C. for 4 minutes and cooling for 8 minutes. About test plates Lucas Signtone series 4
The volume resistivity was measured using a point resistance probe. The principle and operation of the series four-point resistance probe are described in LB Valdes's "Measurement of Germanium Resistance for Transistors" (Proc. Ins
t., Radio Eng., p. 42, 420-7, 1954).

【0038】[0038]

【表2】 [Table 2]

【0039】実施例3 この実施例は、ポッターズ・インダストリー社(バレー
フォージ、ペンシルバニア州)製のグラファイトとカー
ボンブラックと銀被覆ガラス球との混合物(Conduct-o-
Fil)をTPV“サントプレン”に加えると高度に導電性の
材料が得られることを示すものである。更に、この実施
例は、溶融処理性を向上させるため、材料に大量のオイ
ルを添加することができることを示している。この実施
例の材料を混練し実施例2と同様の方法で厚さ1.5m
mのプレートに成形した。同様に、実施例2と同様の直
列4点抵抗プローブを用いて体積抵抗率を測定した。
Example 3 This example demonstrates a mixture of graphite, carbon black, and silver-coated glass spheres from Potters Industries, Inc. (Valley Forge, Pa.).
Fil) added to the TPV "Santoprene" shows that highly conductive materials can be obtained. Furthermore, this example shows that a large amount of oil can be added to the material to improve the melt processability. The material of this example was kneaded, and the thickness was 1.5 m in the same manner as in Example 2.
m plate. Similarly, the volume resistivity was measured using the same series four-point resistance probe as in Example 2.

【0040】[0040]

【表3】 [Table 3]

【0041】図1および図2には、本発明の好ましい実
施例であるバイポーラ板(電極板)10を示す。電極板
10は平坦な第1の表面12と反対側の第2の平坦な表
面16とを備えた薄い平坦な部材である。表面12、1
6の一方若しくは双方には、流路(溝)20が形成して
ある。電極板10は、流路20にガスを供給するための
開口22と、流路から排気ガスを取り出すための開口2
4を有する。
FIGS. 1 and 2 show a bipolar plate (electrode plate) 10 according to a preferred embodiment of the present invention. The electrode plate 10 is a thin, flat member having a flat first surface 12 and an opposite second flat surface 16. Surface 12, 1
A channel (groove) 20 is formed in one or both of the channels 6. The electrode plate 10 has an opening 22 for supplying gas to the flow path 20 and an opening 2 for extracting exhaust gas from the flow path.
4

【0042】単位燃料電池は、1つの固体隔膜電極アッ
センブリ(membrane electrode assembly。MEA)28
と、1つのバイポーラ板10と、同様の他の1つのバイ
ポーラ板10’とで構成される。MEA28の両面は薄い
白金触媒でコーティングしてあり、水素ガスはバイポー
ラ板対のうちの陽極側の電極板の流路を流れ、空気はバ
イポーラ板対のうちの陰極側の電極板の流路を流れる。
The unit fuel cell comprises one solid membrane electrode assembly (MEA) 28.
And one bipolar plate 10 and another similar bipolar plate 10 '. Both sides of the MEA 28 are coated with a thin platinum catalyst, hydrogen gas flows through the flow path of the anode side electrode plate of the bipolar plate pair, and air flows through the flow path of the cathode side electrode plate of the bipolar plate pair. Flows.

【0043】従って、MEA28は、ポリマーの電解隔膜
と、触媒層と、反応電極層とで構成されている。ポリマ
ーの電解隔膜は、“ナフィオン”(登録商標)のような
フッ素ポリマー若しくは燃料電池の用途に適当な他の類
似の材料(例えば、W.L. GORE社で製造されているも
の)で形成されている。
Accordingly, the MEA 28 is composed of a polymer electrolytic diaphragm, a catalyst layer, and a reaction electrode layer. The polymeric electrolytic diaphragm is formed of a fluoropolymer such as "Nafion" (R) or other similar materials suitable for fuel cell applications (e.g., those manufactured by WL GORE).

【0044】陽極側では水素ガスは白金触媒の存在下で
自由電子と陽子に解離する。自由電子はバイポーラ板1
0によって電流の形で外部回路(図示せず)へと導かれ
る。陽子はMEAを通過して陰極側へ達し、陰極側では、
空気からの酸素と、隣のバイポーラ板を通過して外部回
路から来る電子と、陽子とが、水と熱を発生する。バイ
ポーラ板10’は、MEAに関して電極板10とは反対側
に位置することを除き、バイポーラ板10と同一であ
る。
On the anode side, hydrogen gas dissociates into free electrons and protons in the presence of a platinum catalyst. Free electrons are bipolar plates 1
The zeros lead in the form of a current to an external circuit (not shown). Protons pass through the MEA to the cathode side, where
Oxygen from the air, electrons coming from an external circuit through an adjacent bipolar plate, and protons generate water and heat. The bipolar plate 10 'is identical to the bipolar plate 10 except that it is located on the opposite side of the MEA from the electrode plate 10.

【0045】バイポーラ板10および10’は、前述し
たようにTPVを動的加硫した後にTPVを導電性充填材と結
合させて、TPVの連続的な熱可塑性相に導電性充填材を
分散させることにより形成される。これにより、導電性
が改良され、材料の体積抵抗率が低減する。材料の体積
抵抗率が低減することにより、燃料電池はより低い温度
で作動し、電子の流れが受ける抵抗はより小さくなるの
で、より効果的な電気化学反応が生じる。更に、バイポ
ーラ板は弾性を有するので、フレキシブルで、燃料電池
への組立てがより容易で、取扱い時に割れにくい電極板
が得られる。また、バイポーラ板の弾性は、隣り合うバ
イポーラ板間のシール性を向上させる。当業者に明らか
なように、燃料電池においては、MEAに対するシール機
能ならびに電気絶縁機能を実現するために電極板間に絶
縁層を設ける必要がある。
The bipolar plates 10 and 10 'combine the TPV with the conductive filler after dynamic vulcanization of the TPV as described above to disperse the conductive filler in the continuous thermoplastic phase of the TPV. It is formed by this. This improves conductivity and reduces the volume resistivity of the material. Due to the reduced volume resistivity of the material, the fuel cell operates at a lower temperature and receives less resistance to the flow of electrons, resulting in a more effective electrochemical reaction. Further, the bipolar plate has elasticity, so that an electrode plate that is flexible, easier to assemble into a fuel cell, and hard to crack during handling is obtained. In addition, the elasticity of the bipolar plate improves the sealing property between the adjacent bipolar plates. As is apparent to those skilled in the art, in a fuel cell, it is necessary to provide an insulating layer between electrode plates in order to realize a sealing function and an electrical insulating function for the MEA.

【0046】図3は本発明の第2の実施例としての床タ
イルを示す。床タイル200は相反する一対の平坦な表
面210を備えた薄い平坦な部材である。タイル200
はまたエッジ220を有する。床タイル200は好まし
くは正方形であるが、他の適当な形状(矩形、三角形、
多角形、円形、卵形、など)にすることができる。床タ
イル200は、導電性材料(前述したようにTPVを動的
加硫した後にTPVを導電性充填材と結合させて、TPVの連
続的な熱可塑性相に導電性充填材を分散させることによ
りブレンドしたもの)を用いて成形、モールド成形、又
は押し出し成形される。これにより、導電性が改良さ
れ、材料の体積抵抗率が低減する。従って、作業領域内
の床タイルの上を歩く人々の靴が発生する静電気は地面
(図示せず)へ導かれ、静電気は電気感受性部品の製造
領域の直近から床タイルを通じて除去される。
FIG. 3 shows a floor tile according to a second embodiment of the present invention. The floor tile 200 is a thin flat member having a pair of opposing flat surfaces 210. Tile 200
Also has an edge 220. The floor tile 200 is preferably square, but any other suitable shape (rectangular, triangular,
Polygonal, circular, oval, etc.). The floor tile 200 is formed by dispersing the conductive filler in the continuous thermoplastic phase of the TPV by combining the TPV with the conductive filler after dynamically vulcanizing the TPV as described above. Molded, molded or extruded using the blended material. This improves conductivity and reduces the volume resistivity of the material. Thus, the static electricity generated by the shoes of people walking on the floor tiles in the work area is directed to the ground (not shown), and the static electricity is removed through the floor tiles in the immediate vicinity of the production area of the electro-sensitive component.

【0047】図4は本発明の第3の実施例としての電気
コネクタ300を示す。電気コネクタ300は雄コネク
タ部材310と雌コネクタ部材350を有する。雄コネ
クタ部材310は外側本体部分312と内側本体部分3
14を有する。内側本体部分314は少なくとも1つ好
ましくは2つ以上のワイヤー320を保持している。ワ
イヤー320はコネクタ300の外側本体部分312か
ら外側に突き出したピン330を有する。
FIG. 4 shows an electric connector 300 according to a third embodiment of the present invention. The electrical connector 300 has a male connector member 310 and a female connector member 350. Male connector member 310 includes outer body portion 312 and inner body portion 3.
It has 14. Inner body portion 314 holds at least one, and preferably two or more, wires 320. Wire 320 has pins 330 protruding outwardly from outer body portion 312 of connector 300.

【0048】雌コネクタ部材350は外側本体部分35
2と内側本体部分354を有する。内側本体部分354
は少なくとも1つ好ましくは2つ以上のワイヤー360
をその内部に保持している。雌コネクタ部材350は雄
コネクタ部材310のワイヤー320と相互係合する少
なくとも1つ好ましくは2つ以上のソケット370を有
する。コネクタを接続した時には、雄コネクタ部材31
0のピン330はソケット370に挿入され、機械的ロ
ック機構(図示せず)によってロックされる。
The female connector member 350 is connected to the outer body portion 35.
2 and an inner body portion 354. Inner body part 354
Is at least one, preferably two or more wires 360
Is held inside. Female connector member 350 has at least one, and preferably two or more, sockets 370 that interengage with wires 320 of male connector member 310. When the connector is connected, the male connector member 31
The zero pin 330 is inserted into the socket 370 and locked by a mechanical locking mechanism (not shown).

【0049】電気コネクタ300は、導電性材料(前述
したようにTPVを動的加硫した後にTPVを導電性充填材と
結合させて、TPVの連続的な熱可塑性相に導電性充填材
を分散させることによりブレンドしたもの)を用いて成
形、モールド成形、又は押し出し成形される。これによ
り、導電性が改良され、材料の体積抵抗率が低減する。
材料の体積抵抗率が低減することにより、電気コネクタ
はより低い温度で作動し、電子の流れが受ける抵抗はよ
り小さくなる。更に、導電性充填材を含んだTPVは弾性
を有するので、フレキシブルで、組立てがより容易で、
取扱い時に破損しにくく、コネクタ300への静電荷の
蓄積の可能性を低減させることが可能で、シール機能を
提供することの可能なコネクタが得られる。
The electrical connector 300 is made of a conductive material (the TPV is dynamically vulcanized as described above, then the TPV is combined with the conductive filler, and the conductive filler is dispersed in the continuous thermoplastic phase of the TPV. Molded, molded, or extruded using the blended material. This improves conductivity and reduces the volume resistivity of the material.
Due to the reduced volume resistivity of the material, the electrical connector operates at a lower temperature and the flow of electrons undergoes less resistance. In addition, TPVs containing conductive fillers are elastic, making them flexible and easier to assemble,
It is possible to obtain a connector that is hardly damaged during handling, can reduce the possibility of accumulation of static charge in the connector 300, and can provide a sealing function.

【0050】図5は本発明の第4の実施例としての電気
ワイヤー又はケーブル400を示す。ケーブル400は
外皮410と内側本体415を有する。内側本体415
には少なくとも1つ好ましくは2つ以上のワイヤー42
0が埋設してある。電気ケーブル400の外皮410と
内側本体415は、前述したようにTPVを動的加硫した
後にTPVを導電性充填材と結合させてTPVの連続的な熱可
塑性相に導電性充填材を分散させることによりブレンド
した導電性材料を用いて成形、モールド成形、又は押し
出し成形される。これにより、導電性が改良され、材料
の体積抵抗率が低減する。材料の体積抵抗率が低減する
ことにより、ケーブルはより低い温度で作動し、電子の
流れが受ける抵抗はより小さくなる。更に、導電性充填
材を含んだTPVは弾性を有するので、フレキシブルで、
製造がより容易で、取扱い時に破損しにくく、ケーブル
400への静電荷の蓄積の可能性を低減させることが可
能なケーブルが得られる。
FIG. 5 shows an electric wire or cable 400 according to a fourth embodiment of the present invention. The cable 400 has an outer skin 410 and an inner body 415. Inner body 415
Has at least one, preferably two or more wires 42
0 is buried. The outer sheath 410 and the inner body 415 of the electrical cable 400 combine the TPV with the conductive filler after dynamically vulcanizing the TPV as described above to disperse the conductive filler in the continuous thermoplastic phase of the TPV. Then, molding, molding, or extrusion molding is performed using the blended conductive material. This improves conductivity and reduces the volume resistivity of the material. Due to the reduced volume resistivity of the material, the cable operates at lower temperatures and the resistance to the flow of electrons is less. Furthermore, TPVs containing conductive fillers have elasticity, so they are flexible,
A cable is obtained that is easier to manufacture, less susceptible to breakage during handling, and that reduces the likelihood of static charge buildup on the cable 400.

【0051】当業者に明らかなように、本発明の原理を
用いて製造した材料は他の導電性成形物にも使用可能で
あり、それらも本発明の範囲に属する。以上には本発明
の好ましい実施例について記載したが、本発明はこれら
の実施例に限定されるものではなく、本発明は種々の変
化形を包含するものである。
As will be apparent to those skilled in the art, materials made using the principles of the present invention can be used in other conductive moldings, and they are also within the scope of the present invention. Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and the present invention includes various modifications.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に基づくバイポーラ板の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a bipolar plate according to the present invention.

【図2】燃料電池の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a fuel cell.

【図3】本発明に基づく床材の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a flooring according to the present invention.

【図4】本発明に基づく電気コネクタの断面図である。FIG. 4 is a sectional view of an electrical connector according to the present invention.

【図5】本発明に基づく電気ケーブルの断面図である。FIG. 5 is a sectional view of an electric cable according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10: バイポーラ板 12: 電極板の表面 20: 流路 10: Bipolar plate 12: Surface of electrode plate 20: Channel

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01B 1/20 H01B 1/20 Z H01M 8/02 H01M 8/02 Y // H01M 8/10 8/10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01B 1/20 H01B 1/20 Z H01M 8/02 H01M 8/02 Y // H01M 8/10 8/10

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 加硫された熱可塑性エラストマーと導電
性の固体充填材とを含む導電性熱可塑性組成物であっ
て、前記充填材は5〜75重量パーセントの範囲にあ
り、前記組成物の体積抵抗率が10Ω・cm未満であ
ることを特徴とする導電性熱可塑性組成物。
1. A conductive thermoplastic composition comprising a vulcanized thermoplastic elastomer and a conductive solid filler, wherein the filler is in the range of 5 to 75 weight percent. A conductive thermoplastic composition having a volume resistivity of less than 10 8 Ω · cm.
【請求項2】 体積抵抗率が10Ω・cm未満である
ことを特徴とする請求項1に基づく導電性熱可塑性組成
物。
2. The conductive thermoplastic composition according to claim 1, having a volume resistivity of less than 10 3 Ω · cm.
【請求項3】 体積抵抗率が10Ω・cm未満である
ことを特徴とする請求項2に基づく導電性熱可塑性組成
物。
Wherein a volume resistivity of 10 0 Omega · conductive thermoplastic compositions based on claim 2, characterized in that less than cm.
【請求項4】 前記組成物は熱可塑的処理装置で処理可
能であることを特徴とする請求項1から3のいづれかに
基づく導電性熱可塑性組成物。
4. The conductive thermoplastic composition according to claim 1, wherein said composition can be processed in a thermoplastic processing apparatus.
【請求項5】 前記加硫された熱可塑性エラストマー
は、ポリオレフィンエラストマーとポリオレフィン熱可
塑性樹脂とを含むことを特徴とする請求項1から4のい
づれかに基づく導電性熱可塑性組成物。
5. The conductive thermoplastic composition according to claim 1, wherein the vulcanized thermoplastic elastomer contains a polyolefin elastomer and a polyolefin thermoplastic resin.
【請求項6】 前記加硫された熱可塑性エラストマー
は、エチレンポリプロピレンゴムとポリプロピレン熱可
塑性樹脂とを含むことを特徴とする請求項1から4のい
づれかに基づく導電性熱可塑性組成物。
6. The conductive thermoplastic composition according to claim 1, wherein the vulcanized thermoplastic elastomer contains an ethylene polypropylene rubber and a polypropylene thermoplastic resin.
【請求項7】 前記加硫された熱可塑性エラストマー
は、極性ゴムと極性熱可塑性樹脂とを含むことを特徴と
する請求項1から4のいづれかに基づく導電性熱可塑性
組成物。
7. The conductive thermoplastic composition according to claim 1, wherein the vulcanized thermoplastic elastomer contains a polar rubber and a polar thermoplastic resin.
【請求項8】 前記加硫された熱可塑性エラストマー
は、アクリレートゴムとポリエステル熱可塑性樹脂とを
含むことを特徴とする請求項7に基づく導電性熱可塑性
組成物。
8. The conductive thermoplastic composition according to claim 7, wherein the vulcanized thermoplastic elastomer contains an acrylate rubber and a polyester thermoplastic resin.
【請求項9】 前記加硫された熱可塑性エラストマー
は、アクリレートゴムとポリアミド系熱可塑性樹脂とを
含むことを有することを特徴とする請求項7に基づく導
電性熱可塑性組成物。
9. The conductive thermoplastic composition according to claim 7, wherein the vulcanized thermoplastic elastomer contains an acrylate rubber and a polyamide-based thermoplastic resin.
【請求項10】 請求項1から9のいづれかに基づく導
電性熱可塑性組成物によって形成された燃料電池用バイ
ポーラ板。
10. A bipolar plate for a fuel cell formed from the conductive thermoplastic composition according to claim 1.
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