JP2002083609A - 燃料電池用セパレータ用組成物及びその製造方法 - Google Patents
燃料電池用セパレータ用組成物及びその製造方法Info
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気比抵抗の低い燃料電池用のセパレータを
焼成等の熱処理なしに安価に得る。また、導電性、ガス
不透過性、強度等が優れる燃料電池用のセパレータ用材
料を提供する。 【解決手段】 黒鉛粉とエポキシ樹脂結合剤と硬化促進
剤を含有する組成物において、エポキシ樹脂結合剤に対
し、黒鉛粉を重量比で５〜１５倍量配合し、エポキシ樹
脂結合剤が、エポキシ樹脂とエポキシ樹脂の硬化剤から
なり、エポキシ樹脂結合剤の１５０℃における粘度が
０．０１〜０．５Ｐａ・ｓであり、２５℃における粘度
が３Ｐａ・ｓ以上の粘度又は固体であることを特徴とす
る燃料電池用セパレータ用組成物。エポキシ樹脂結合剤
は、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等とノボラック系
硬化剤等との組合せが優れる。
焼成等の熱処理なしに安価に得る。また、導電性、ガス
不透過性、強度等が優れる燃料電池用のセパレータ用材
料を提供する。 【解決手段】 黒鉛粉とエポキシ樹脂結合剤と硬化促進
剤を含有する組成物において、エポキシ樹脂結合剤に対
し、黒鉛粉を重量比で５〜１５倍量配合し、エポキシ樹
脂結合剤が、エポキシ樹脂とエポキシ樹脂の硬化剤から
なり、エポキシ樹脂結合剤の１５０℃における粘度が
０．０１〜０．５Ｐａ・ｓであり、２５℃における粘度
が３Ｐａ・ｓ以上の粘度又は固体であることを特徴とす
る燃料電池用セパレータ用組成物。エポキシ樹脂結合剤
は、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等とノボラック系
硬化剤等との組合せが優れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池用セパレ
ータ組成物及びその製造方法に関するものである。
ータ組成物及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車搭載用途等に利用される燃料電池
が注目されている。この燃料電池は、化学エネルギーを
熱エネルギーに変換することなく直接電気エネルギーと
して利用するものであり、通常水素及び酸素の反応によ
って電気を取出す電池をいう。こうした燃料電池には、
リン酸型燃料電池、固体電解質型燃料電池及び固体高分
子型燃料電池（ＰＥＦＣ）等いくつかの方式のものがあ
るが、その中で固体高分子型燃料電池、リン酸型燃料電
池では導電性成形品であるセパレータが使用されてい
る。セパレータは、電極等と共に単位セルを構成し、該
単位セルを積層して使用されるものであって、ガス（水
素・酸素）を隔離する一方で導電性を必要とする。その
ため、１．０×１０-2Ωｃｍ以下の高い電気導電性が要
求される他、気体透過率が低いこと、さらには耐酸化
性、耐加水分解性、耐熱水性などが要求される。
が注目されている。この燃料電池は、化学エネルギーを
熱エネルギーに変換することなく直接電気エネルギーと
して利用するものであり、通常水素及び酸素の反応によ
って電気を取出す電池をいう。こうした燃料電池には、
リン酸型燃料電池、固体電解質型燃料電池及び固体高分
子型燃料電池（ＰＥＦＣ）等いくつかの方式のものがあ
るが、その中で固体高分子型燃料電池、リン酸型燃料電
池では導電性成形品であるセパレータが使用されてい
る。セパレータは、電極等と共に単位セルを構成し、該
単位セルを積層して使用されるものであって、ガス（水
素・酸素）を隔離する一方で導電性を必要とする。その
ため、１．０×１０-2Ωｃｍ以下の高い電気導電性が要
求される他、気体透過率が低いこと、さらには耐酸化
性、耐加水分解性、耐熱水性などが要求される。
【０００３】特開平４−２１４０７２号公報では、緻密
で機械的な強度が大きく、導電性に優れた燃料電池用セ
パレータとして適した炭素材を得るため、バインダーと
複数の粒度を有する炭素質粉粒体とからなる黒鉛化炭素
材を提案している。しかし、この方法は成形後、黒鉛化
処理する必要がある。特開平８−３１２３１号公報で
は、空隙率が５％以下、成形体のXY方向の体積固有抵抗
とZ方向の体積固有抵抗の比の値が２以下の燃料電池用
セパレータとして適した炭素材を得るため、熱硬化樹脂
とケッチェンブラック、真球状黒鉛粒子を配合した炭素
材を提案している。また、特開平１１−１９５４２２号
公報では、バインダーの量を減らして、導電性を向上さ
せるため、カーボン材料に少量のバインダーを配合して
加圧成形し、その後含浸剤を含浸させる方法が提案され
ている。更に、特開平１１−２９７３３８号公報では、
電極部との接触抵抗が低い燃料電池用セパレータを得る
ため、表面粗さを一定範囲とした燃料電池用セパレータ
を提案している。また、特開平２０００−４０５１７号
公報では、異方性の少ない燃料電池用セパレータ部材を
得るため、人造黒鉛と天然黒鉛を併用することを提案し
ている。特開平２０００−２１４２１号公報では、ガス
不透過性、熱伝導性、導電性等のバランスがとれた燃料
電池用セパレータ部材を得るため、特定の黒鉛紛末を使
用することを提案している。しかしながら、燃料電池用
セパレータとしての特性がより優れ、且つ、バランスの
優れた燃料電池用セパレータ部材が望まれている。
で機械的な強度が大きく、導電性に優れた燃料電池用セ
パレータとして適した炭素材を得るため、バインダーと
複数の粒度を有する炭素質粉粒体とからなる黒鉛化炭素
材を提案している。しかし、この方法は成形後、黒鉛化
処理する必要がある。特開平８−３１２３１号公報で
は、空隙率が５％以下、成形体のXY方向の体積固有抵抗
とZ方向の体積固有抵抗の比の値が２以下の燃料電池用
セパレータとして適した炭素材を得るため、熱硬化樹脂
とケッチェンブラック、真球状黒鉛粒子を配合した炭素
材を提案している。また、特開平１１−１９５４２２号
公報では、バインダーの量を減らして、導電性を向上さ
せるため、カーボン材料に少量のバインダーを配合して
加圧成形し、その後含浸剤を含浸させる方法が提案され
ている。更に、特開平１１−２９７３３８号公報では、
電極部との接触抵抗が低い燃料電池用セパレータを得る
ため、表面粗さを一定範囲とした燃料電池用セパレータ
を提案している。また、特開平２０００−４０５１７号
公報では、異方性の少ない燃料電池用セパレータ部材を
得るため、人造黒鉛と天然黒鉛を併用することを提案し
ている。特開平２０００−２１４２１号公報では、ガス
不透過性、熱伝導性、導電性等のバランスがとれた燃料
電池用セパレータ部材を得るため、特定の黒鉛紛末を使
用することを提案している。しかしながら、燃料電池用
セパレータとしての特性がより優れ、且つ、バランスの
優れた燃料電池用セパレータ部材が望まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、成形
性が優れ、ガス不透過性が優れ、機械的強度が優れ、緻
密で導電性に優れた燃料電池用のセパレータの製造方法
を提供することにある。
性が優れ、ガス不透過性が優れ、機械的強度が優れ、緻
密で導電性に優れた燃料電池用のセパレータの製造方法
を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記のよう
な課題を解決するため研究を行ない、特定のエポキシ樹
脂を必須の成分とする樹脂結合剤を使用して、黒鉛粉末
と樹脂結合剤と混練したのち、これを微粉砕し、プレス
成形をすれば、導電性に優れた樹脂成形品が得られるこ
とを見出し、本発明を完成した。
な課題を解決するため研究を行ない、特定のエポキシ樹
脂を必須の成分とする樹脂結合剤を使用して、黒鉛粉末
と樹脂結合剤と混練したのち、これを微粉砕し、プレス
成形をすれば、導電性に優れた樹脂成形品が得られるこ
とを見出し、本発明を完成した。
【０００６】本発明は、黒鉛粉とエポキシ樹脂結合剤と
の配合割合を、エポキシ樹脂結合剤に対し、黒鉛粉を５
〜１５倍量とし、エポキシ樹脂結合剤が、エポキシ樹脂
とエポキシ樹脂の硬化剤からなり、１５０℃における粘
度が０．０１〜０．５Ｐａ・ｓであり、２５℃において
固体又は３Ｐａ・ｓ以上の粘度であることを特徴とする
燃料電池用セパレータ用組成物である。また、本発明
は、エポキシ樹脂結合剤が以下の下記式（１） GO−φ−（OCH2ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2Ｏφ−）n−ＯＧ （１） （但し、Ｇはグリシジル基又はメチルグリシジル基を示
し、φは
の配合割合を、エポキシ樹脂結合剤に対し、黒鉛粉を５
〜１５倍量とし、エポキシ樹脂結合剤が、エポキシ樹脂
とエポキシ樹脂の硬化剤からなり、１５０℃における粘
度が０．０１〜０．５Ｐａ・ｓであり、２５℃において
固体又は３Ｐａ・ｓ以上の粘度であることを特徴とする
燃料電池用セパレータ用組成物である。また、本発明
は、エポキシ樹脂結合剤が以下の下記式（１） GO−φ−（OCH2ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2Ｏφ−）n−ＯＧ （１） （但し、Ｇはグリシジル基又はメチルグリシジル基を示
し、φは
【化４】 を示し、Ｒは同一であっても異なってもよい水素原子、
ハロゲン原子又は炭素数１〜６の炭化水素基を示し、ｎ
は０〜１５の数を示す）で表されるエポキシ樹脂を必須
の成分とし、エポキシ樹脂結合剤に対し５〜１５倍量の
黒鉛粉を、エポキシ樹脂結合剤、硬化促進剤とともに混
練し、均一な樹脂組成物としたのち、粉砕し、粉砕物を
プレス成形、硬化することを特徴とする燃料電池用セパ
レータの製造方法である。
ハロゲン原子又は炭素数１〜６の炭化水素基を示し、ｎ
は０〜１５の数を示す）で表されるエポキシ樹脂を必須
の成分とし、エポキシ樹脂結合剤に対し５〜１５倍量の
黒鉛粉を、エポキシ樹脂結合剤、硬化促進剤とともに混
練し、均一な樹脂組成物としたのち、粉砕し、粉砕物を
プレス成形、硬化することを特徴とする燃料電池用セパ
レータの製造方法である。
【０００７】本発明の好ましい態様は、次のとおりであ
る。エポキシ樹脂が、上記式（１）で示されるもののう
ち、φが式（２）の構造であるビスフェノールＦ型エポ
キシ樹脂、又は式（３）で表されるエポキシ樹脂で表さ
れるエポキシ樹脂であって、２５℃で液状であるか、軟
化点又は融点が３０〜１００℃の固形のエポキシ樹脂で
ある前記の燃料電池用セパレータ用組成物である。
る。エポキシ樹脂が、上記式（１）で示されるもののう
ち、φが式（２）の構造であるビスフェノールＦ型エポ
キシ樹脂、又は式（３）で表されるエポキシ樹脂で表さ
れるエポキシ樹脂であって、２５℃で液状であるか、軟
化点又は融点が３０〜１００℃の固形のエポキシ樹脂で
ある前記の燃料電池用セパレータ用組成物である。
【化５】
【化６】 エポキシ樹脂結合剤が、エポキシ樹脂とエポキシ樹脂の
硬化剤からなり、１５０℃における粘度が０．０１〜
０．５Ｐａ・ｓである前記燃料電池用セパレータの製造
方法。平均粒径５０〜３００μｍの人造黒鉛粉と平均粒
径５０μｍ未満のキッシュ黒鉛粉の重量割合が４０：６
０〜９０：１０の範囲とされた黒鉛粉は、エポキシ樹脂
結合剤に対し５〜１５倍量で、エポキシ樹脂結合剤、硬
化促進剤とともに配合、混練し、均一な樹脂組成物とし
たのち、平均粒径が２０〜５０μmとなるように粉砕
し、得られた粉砕物を成形、硬化することを特徴とする
燃料電池用セパレータの製造方法。
硬化剤からなり、１５０℃における粘度が０．０１〜
０．５Ｐａ・ｓである前記燃料電池用セパレータの製造
方法。平均粒径５０〜３００μｍの人造黒鉛粉と平均粒
径５０μｍ未満のキッシュ黒鉛粉の重量割合が４０：６
０〜９０：１０の範囲とされた黒鉛粉は、エポキシ樹脂
結合剤に対し５〜１５倍量で、エポキシ樹脂結合剤、硬
化促進剤とともに配合、混練し、均一な樹脂組成物とし
たのち、平均粒径が２０〜５０μmとなるように粉砕
し、得られた粉砕物を成形、硬化することを特徴とする
燃料電池用セパレータの製造方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
燃料電池用セパレータは、単位セルを複数積層して構成
する燃料電池において、隣接する単位セル間に設けら
れ、電極との間で燃料ガス流路、酸化ガス流路を形成
し、燃料ガスと酸化ガスとを隔てる作用を有するもので
あり、ガス流路用の溝等が形成されている。本発明で製
造する燃料電池用セパレータは、黒鉛紛と熱硬化樹脂と
が所定の形状に成形、硬化されてなるものであり、その
まま、又は必要により溝加工、穴あけ加工等がなされて
燃料電池用セパレータとして使用される。
燃料電池用セパレータは、単位セルを複数積層して構成
する燃料電池において、隣接する単位セル間に設けら
れ、電極との間で燃料ガス流路、酸化ガス流路を形成
し、燃料ガスと酸化ガスとを隔てる作用を有するもので
あり、ガス流路用の溝等が形成されている。本発明で製
造する燃料電池用セパレータは、黒鉛紛と熱硬化樹脂と
が所定の形状に成形、硬化されてなるものであり、その
まま、又は必要により溝加工、穴あけ加工等がなされて
燃料電池用セパレータとして使用される。
【０００９】本発明で使用する黒鉛粉は高い導電性を示
すものであれば制限はなく、例えば、メソカーボンマイ
クロビーズなどの炭素質を黒鉛化したもの、石炭系コー
クスや石油系コークスを黒鉛化したものの他、黒鉛電極
や特殊炭素材料の加工粉、天然黒鉛、キッシュ黒鉛、膨
張黒鉛の少なくとも１種類が使用される。
すものであれば制限はなく、例えば、メソカーボンマイ
クロビーズなどの炭素質を黒鉛化したもの、石炭系コー
クスや石油系コークスを黒鉛化したものの他、黒鉛電極
や特殊炭素材料の加工粉、天然黒鉛、キッシュ黒鉛、膨
張黒鉛の少なくとも１種類が使用される。
【００１０】本発明で使用する黒鉛粉は、少なくとも２
種類の粒度分布を有する黒鉛粉であることがよく、平均
粒径５０〜３００μｍ、好ましくは平均粒径８０〜１５
０μｍの黒鉛粉と平均粒径５０μｍ未満、好ましくは平
均粒径１〜２０μｍの黒鉛粉からなる。平均粒径５０〜
３００μｍの黒鉛粉と平均粒径５０μｍ未満の黒鉛粉の
割合は重量比で４０：６０〜９０：１０好ましくは７
０：３０〜８０：２０である。２種類の黒鉛粉を使用す
ることにより、大きい粒子については、混練後の粉砕の
際、粉砕されて新しいコークス面が出るために、接触し
て導電パスができる一方、大きい粒子は表面積が小さい
ため、少量の樹脂量でも混練を可能とすることが期待さ
れる。小さい粒子については、黒鉛粒子同士の接触性を
高める一方、成形品の強度を高めることが期待される。
好ましくは、平均粒径５０〜３００μｍ、好ましくは平
均粒径７０〜１５０μｍの人造黒鉛粉と平均粒径５０μ
ｍ未満、好ましくは平均粒径５〜２０μｍのキッシュ黒
鉛粉からなる。人造黒鉛粉とキッシュ黒鉛粉の重量割合
は、４０:６０〜９０:１０の範囲、好ましくは７０:３
０〜８０:２０の範囲である。この範囲を外れると、嵩
密度が低下し、導電性、ガス不透過性、強度等の性質が
低下する。また、人造黒鉛粉は天然黒鉛粉に比べて導電
性は多少劣るものの、異方性が少ないという特徴もあ
る。
種類の粒度分布を有する黒鉛粉であることがよく、平均
粒径５０〜３００μｍ、好ましくは平均粒径８０〜１５
０μｍの黒鉛粉と平均粒径５０μｍ未満、好ましくは平
均粒径１〜２０μｍの黒鉛粉からなる。平均粒径５０〜
３００μｍの黒鉛粉と平均粒径５０μｍ未満の黒鉛粉の
割合は重量比で４０：６０〜９０：１０好ましくは７
０：３０〜８０：２０である。２種類の黒鉛粉を使用す
ることにより、大きい粒子については、混練後の粉砕の
際、粉砕されて新しいコークス面が出るために、接触し
て導電パスができる一方、大きい粒子は表面積が小さい
ため、少量の樹脂量でも混練を可能とすることが期待さ
れる。小さい粒子については、黒鉛粒子同士の接触性を
高める一方、成形品の強度を高めることが期待される。
好ましくは、平均粒径５０〜３００μｍ、好ましくは平
均粒径７０〜１５０μｍの人造黒鉛粉と平均粒径５０μ
ｍ未満、好ましくは平均粒径５〜２０μｍのキッシュ黒
鉛粉からなる。人造黒鉛粉とキッシュ黒鉛粉の重量割合
は、４０:６０〜９０:１０の範囲、好ましくは７０:３
０〜８０:２０の範囲である。この範囲を外れると、嵩
密度が低下し、導電性、ガス不透過性、強度等の性質が
低下する。また、人造黒鉛粉は天然黒鉛粉に比べて導電
性は多少劣るものの、異方性が少ないという特徴もあ
る。
【００１１】本発明で使用する樹脂結合剤は、黒鉛粉を
所定の強度に結合、固化するものであり、エポキシ樹脂
とエポキシ樹脂硬化剤からなる。エポキシ樹脂として
は、前記粘度特性を有するものが使用される。好ましく
は、式（１）で表されるエポキシ樹脂であり、式（１）
において、Ｇはグリシジル基又はメチルグリシジル基を
示すが、好ましくはグリシジル基であり、ｎは繰り返し
数を表し、平均の繰り返し数は、好ましくは０〜１０で
ある。好ましいエポキシ樹脂は、フェノールとホルマリ
ンから得られるビスフェノールＦをエピクロロヒドリン
でエポキシ化して得られるビスフェノールＦ型エポキシ
樹脂又は上記式（２）で表されるエポキシ樹脂であっ
て、軟化点又は融点が３０〜１００℃、好ましくは４０
〜９０℃の固形のエポキシ樹脂である。なお、上記式
（１）で表されるエポキシ樹脂は、クレゾール、キシレ
ノール、トリメチルフェノール、テトラメチルフェノー
ル、クロロフェノール等の置換フェノールとホルマリン
から得られる置換ビスフェノールＦをエピクロロヒドリ
ンでエポキシ化して得られる。置換基としてはメチル基
が好ましく、その数はフェノール環１つ当たり２〜４で
ある。
所定の強度に結合、固化するものであり、エポキシ樹脂
とエポキシ樹脂硬化剤からなる。エポキシ樹脂として
は、前記粘度特性を有するものが使用される。好ましく
は、式（１）で表されるエポキシ樹脂であり、式（１）
において、Ｇはグリシジル基又はメチルグリシジル基を
示すが、好ましくはグリシジル基であり、ｎは繰り返し
数を表し、平均の繰り返し数は、好ましくは０〜１０で
ある。好ましいエポキシ樹脂は、フェノールとホルマリ
ンから得られるビスフェノールＦをエピクロロヒドリン
でエポキシ化して得られるビスフェノールＦ型エポキシ
樹脂又は上記式（２）で表されるエポキシ樹脂であっ
て、軟化点又は融点が３０〜１００℃、好ましくは４０
〜９０℃の固形のエポキシ樹脂である。なお、上記式
（１）で表されるエポキシ樹脂は、クレゾール、キシレ
ノール、トリメチルフェノール、テトラメチルフェノー
ル、クロロフェノール等の置換フェノールとホルマリン
から得られる置換ビスフェノールＦをエピクロロヒドリ
ンでエポキシ化して得られる。置換基としてはメチル基
が好ましく、その数はフェノール環１つ当たり２〜４で
ある。
【００１２】エポキシ樹脂の硬化剤は、フェノール系、
アミン系、フタル酸類のようなカルボン酸系等公知のも
のを使用することができるが、好ましくは多価フェノー
ル類であり、より好ましくはフェノ−ル、アルキルフェ
ノールとホルマリンから得られるノボラック系の硬化剤
である。ノボラック系の硬化剤は、軟化点が常温以上で
あるものが有利である。
アミン系、フタル酸類のようなカルボン酸系等公知のも
のを使用することができるが、好ましくは多価フェノー
ル類であり、より好ましくはフェノ−ル、アルキルフェ
ノールとホルマリンから得られるノボラック系の硬化剤
である。ノボラック系の硬化剤は、軟化点が常温以上で
あるものが有利である。
【００１３】エポキシ樹脂結合剤は、エポキシ樹脂とエ
ポキシ樹脂の硬化剤からなり、１５０℃における粘度が
０．０１〜０．５Ｐａ・ｓ、好ましくは０．０３〜０．
４Ｐａ・ｓであることがよい。また、２５℃における粘
度が３Ｐａ・ｓ以上又は固体状であることが好ましい。
２５℃における粘度が高いと取扱い性に優れる。また、
１５０℃における粘度をこのような粘度とする理由は、
少量の結合剤で、高い成形品強度を与え、しかも嵩密度
が高く、固有抵抗の低い成形品、すなわちセパレータを
与える為である。そして、このような粘度とすることは
上記エポキシ樹脂と硬化剤とから、軟化点や粘度を選択
することにより容易である。なお、エポキシ樹脂硬化促
進剤としては、アミン類、イミダゾール類、有機ホスフ
ィン類、ルイス酸等の公知の促進剤が使用できる。
ポキシ樹脂の硬化剤からなり、１５０℃における粘度が
０．０１〜０．５Ｐａ・ｓ、好ましくは０．０３〜０．
４Ｐａ・ｓであることがよい。また、２５℃における粘
度が３Ｐａ・ｓ以上又は固体状であることが好ましい。
２５℃における粘度が高いと取扱い性に優れる。また、
１５０℃における粘度をこのような粘度とする理由は、
少量の結合剤で、高い成形品強度を与え、しかも嵩密度
が高く、固有抵抗の低い成形品、すなわちセパレータを
与える為である。そして、このような粘度とすることは
上記エポキシ樹脂と硬化剤とから、軟化点や粘度を選択
することにより容易である。なお、エポキシ樹脂硬化促
進剤としては、アミン類、イミダゾール類、有機ホスフ
ィン類、ルイス酸等の公知の促進剤が使用できる。
【００１４】黒鉛粉とエポキシ樹脂結合剤との配合割合
をエポキシ樹脂結合剤に対し、黒鉛粉を５〜１５倍量と
し、樹脂結合剤が多すぎても、少なすぎても固有抵抗が
増大するので、好ましくは８〜１２倍量の範囲である。
一般に、熱硬化性樹脂の割合が多すぎると黒鉛粉同士の
接触が阻害されて導電性が低下し、少なすぎると所定の
強度を有する成形体が得られなくなるので、これらを考
慮しても好ましい範囲は、上記の範囲となる。樹脂結合
剤の配合割合の下限は、所定の強度を有する成形体とす
るに必要な量であり、樹脂の種類等により異なるが、通
常、５倍量以上である。なお、黒鉛粉と樹脂結合剤の混
合は、これらを同時に混合してもよく、少なくとも２種
類の粒度分布を有する黒鉛粉を事前に混合したのち、樹
脂結合剤と混合してもよいが、後者の方法が好ましい。
また、黒鉛粉と樹脂結合剤の他に、離型剤、他の導電性
フィラー等を本発明の効果を妨げない範囲で配合するこ
ともできるが、これらは、樹脂結合剤あるいは黒鉛粉と
して、計算しない。有利には、平均粒径７０〜１５０μ
ｍの人造黒鉛粉と平均粒径５〜２０μｍのキッシュ黒鉛
粉の重量割合が７０：３０〜８０：２０の範囲とされた
黒鉛粉は、エポキシ樹脂に対して５〜１５倍量とし、エ
ポキシ樹脂結合剤、硬化促進剤とともに混練し、均一な
樹脂組成物としたのち、平均粒径が２０〜５０μmとな
るように粉砕し、得られた粉砕物を成形、硬化する。
をエポキシ樹脂結合剤に対し、黒鉛粉を５〜１５倍量と
し、樹脂結合剤が多すぎても、少なすぎても固有抵抗が
増大するので、好ましくは８〜１２倍量の範囲である。
一般に、熱硬化性樹脂の割合が多すぎると黒鉛粉同士の
接触が阻害されて導電性が低下し、少なすぎると所定の
強度を有する成形体が得られなくなるので、これらを考
慮しても好ましい範囲は、上記の範囲となる。樹脂結合
剤の配合割合の下限は、所定の強度を有する成形体とす
るに必要な量であり、樹脂の種類等により異なるが、通
常、５倍量以上である。なお、黒鉛粉と樹脂結合剤の混
合は、これらを同時に混合してもよく、少なくとも２種
類の粒度分布を有する黒鉛粉を事前に混合したのち、樹
脂結合剤と混合してもよいが、後者の方法が好ましい。
また、黒鉛粉と樹脂結合剤の他に、離型剤、他の導電性
フィラー等を本発明の効果を妨げない範囲で配合するこ
ともできるが、これらは、樹脂結合剤あるいは黒鉛粉と
して、計算しない。有利には、平均粒径７０〜１５０μ
ｍの人造黒鉛粉と平均粒径５〜２０μｍのキッシュ黒鉛
粉の重量割合が７０：３０〜８０：２０の範囲とされた
黒鉛粉は、エポキシ樹脂に対して５〜１５倍量とし、エ
ポキシ樹脂結合剤、硬化促進剤とともに混練し、均一な
樹脂組成物としたのち、平均粒径が２０〜５０μmとな
るように粉砕し、得られた粉砕物を成形、硬化する。
【００１５】混練工程では、混練機を用いて混練する。
混練機としては、汎用の例えば、ニーダー、ロール等を
用いることができるが、これらに制限されるものではな
い。混練は、樹脂と黒鉛粉とが可及的に均一な組成物を
形成するように行う。混練中は樹脂の粘度を低下させる
目的で加熱したり、低沸点溶媒を添加したりすることも
できるが、硬化を完了させないことが必要である。
混練機としては、汎用の例えば、ニーダー、ロール等を
用いることができるが、これらに制限されるものではな
い。混練は、樹脂と黒鉛粉とが可及的に均一な組成物を
形成するように行う。混練中は樹脂の粘度を低下させる
目的で加熱したり、低沸点溶媒を添加したりすることも
できるが、硬化を完了させないことが必要である。
【００１６】次に、混練して得られた組成物を粉砕する
が、この工程が特に重要である。混練して得られた組成
物は、樹脂量が比較的少ないので、これを冷却したりす
れば、非粘着性の組成物となることが多いので、粉砕は
公知の粉砕機を使用して行うことができる。ここで使用
する粉砕機としては、例えばせん断粉砕としてパルペラ
イザー、圧縮粉砕としてディスクミルなどを挙げること
ができる。粉砕物の平均粒径は５０μｍ以下、好ましく
は３０μｍ以下とすることが有利である。５０μｍ以上
であると成形体の電気比抵抗が十分に低下せず、また粒
径を小さくしすぎると粉砕費用が増大するために粉砕機
の能力と価格を勘案し、粒径を決定するのが好ましい。
この粉砕工程では平均粒径の異なる黒鉛粉の内、大きい
粒径の黒鉛粉が優先的に粉砕されて、樹脂の付着してい
ない面が生じるために、電気比抵抗を下げる効果が生じ
るものと推定される。そのため、原料として使用する平
均粒径が５０〜３００μｍの黒鉛粉を選択的に粉砕して
５０μm以下にし、平均粒径が５０μｍの黒鉛粉はなる
べく粉砕しないようにすることが有利であり、必要以上
に粉砕し過ぎると、樹脂が十分に行き渡らなくなるため
成形品の強度が低下してしまう恐れがある。
が、この工程が特に重要である。混練して得られた組成
物は、樹脂量が比較的少ないので、これを冷却したりす
れば、非粘着性の組成物となることが多いので、粉砕は
公知の粉砕機を使用して行うことができる。ここで使用
する粉砕機としては、例えばせん断粉砕としてパルペラ
イザー、圧縮粉砕としてディスクミルなどを挙げること
ができる。粉砕物の平均粒径は５０μｍ以下、好ましく
は３０μｍ以下とすることが有利である。５０μｍ以上
であると成形体の電気比抵抗が十分に低下せず、また粒
径を小さくしすぎると粉砕費用が増大するために粉砕機
の能力と価格を勘案し、粒径を決定するのが好ましい。
この粉砕工程では平均粒径の異なる黒鉛粉の内、大きい
粒径の黒鉛粉が優先的に粉砕されて、樹脂の付着してい
ない面が生じるために、電気比抵抗を下げる効果が生じ
るものと推定される。そのため、原料として使用する平
均粒径が５０〜３００μｍの黒鉛粉を選択的に粉砕して
５０μm以下にし、平均粒径が５０μｍの黒鉛粉はなる
べく粉砕しないようにすることが有利であり、必要以上
に粉砕し過ぎると、樹脂が十分に行き渡らなくなるため
成形品の強度が低下してしまう恐れがある。
【００１７】粉砕後、金型による加熱型の成形機などを
使用して成形する。この際、成形と同時に熱硬化性樹脂
を硬化するために、１００〜３５０℃、好ましくは１５
０〜２００℃程度に保持することにより行うことがよ
い。温度は使用する熱硬化樹脂の硬化温度以上、炭化温
度未満の条件とする。成形圧力は面方向の電気比抵抗を
下げ、嵩密度を高くするためには高いほうが好ましい
が、圧力を高くすると設備費用が増大するため、２０〜
１０００Ｋｇ／ｃｍ2程度、好ましくは１００〜５００
Ｋｇ／ｃｍ2程度が適当である。また、本発明の燃料電
池用セパレータ部材の形状は、成形の際、所定の燃料電
池用セパレータの形状とし、しかも所定の溝等を同時に
設ければ、それをそのまま又は簡単な加工のみで燃料電
池用セパレータとすることができ、有利である。
使用して成形する。この際、成形と同時に熱硬化性樹脂
を硬化するために、１００〜３５０℃、好ましくは１５
０〜２００℃程度に保持することにより行うことがよ
い。温度は使用する熱硬化樹脂の硬化温度以上、炭化温
度未満の条件とする。成形圧力は面方向の電気比抵抗を
下げ、嵩密度を高くするためには高いほうが好ましい
が、圧力を高くすると設備費用が増大するため、２０〜
１０００Ｋｇ／ｃｍ2程度、好ましくは１００〜５００
Ｋｇ／ｃｍ2程度が適当である。また、本発明の燃料電
池用セパレータ部材の形状は、成形の際、所定の燃料電
池用セパレータの形状とし、しかも所定の溝等を同時に
設ければ、それをそのまま又は簡単な加工のみで燃料電
池用セパレータとすることができ、有利である。
【００１８】本発明の導電性樹脂成形体は、緻密で機械
的強度が高く、導電性に優れた材料を得ることができ
る。また、燃料電池用セパレータに使用すれば、緻密で
ガス透過率が低く電気比抵抗が低い材料を、金型に溝を
加工した成形をするだけで得ることができるため、これ
までのような黒鉛材料を加工して使用しなくてよく非常
に効率的である。
的強度が高く、導電性に優れた材料を得ることができ
る。また、燃料電池用セパレータに使用すれば、緻密で
ガス透過率が低く電気比抵抗が低い材料を、金型に溝を
加工した成形をするだけで得ることができるため、これ
までのような黒鉛材料を加工して使用しなくてよく非常
に効率的である。
【００１９】本発明の製造方法で得られる燃料電池用セ
パレータは、嵩密度が１．９０ｇ/cm3以上、好ましくは
１．９５ｇ/cm3以上とすることが可能であり、ガス不透
過性、機械的強度も優れたものとなる。また、カーボン
ペーパーを含んだ面積抵抗（面圧０．５ＭＰａ）は燃料
電池として機能するためには４０ｍΩｃｍ2以下である
必要があるが、本製造方法によりそれが達成される。し
たがって、緻密で機械的強度が高く、導電性に優れ、異
方性が少なく、気体透過率が小さいので、これを燃料電
池に使用したとき、効率の高い、寿命の長い燃料電池と
することができる。
パレータは、嵩密度が１．９０ｇ/cm3以上、好ましくは
１．９５ｇ/cm3以上とすることが可能であり、ガス不透
過性、機械的強度も優れたものとなる。また、カーボン
ペーパーを含んだ面積抵抗（面圧０．５ＭＰａ）は燃料
電池として機能するためには４０ｍΩｃｍ2以下である
必要があるが、本製造方法によりそれが達成される。し
たがって、緻密で機械的強度が高く、導電性に優れ、異
方性が少なく、気体透過率が小さいので、これを燃料電
池に使用したとき、効率の高い、寿命の長い燃料電池と
することができる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例に基づいて本発明を詳
細に説明する。実施例１ 平均粒径１１０μｍの黒鉛粉（新日化テクノカーボン株
式会社製）５０重量部と平均粒径１０μｍのキッシュ黒
鉛粉（光和精鉱株式会社製）５０重量部を混合した黒鉛
粉合計１００重量部に、エポキシ樹脂及び硬化剤からな
る樹脂結合剤並びに硬化促進剤を表１に示す量で配合し
た。ここで、樹脂結合剤は、エポキシ樹脂としてオルソ
クレゾールノボラックのエポキシ樹脂（日本化薬株式会
社製、商品名ＥＯＣＮ―１０２０、融点６５℃、１５０
℃粘度０．３Ｐａ・ｓ）２重量部、硬化剤としてフェノ
ールノボラック（荒川化学工業株式会社製タマノル、軟
化点８３℃、１５０℃粘度０．２２〜０．３５Ｐａ・
ｓ）１重量部とからなる。オルソクレゾールノボラック
のエポキシ樹脂とフェノールノボラック系の結合剤の１
５０℃における粘度は０．３８Ｐａ・ｓである。また、
硬化促進剤としてトリフェニルホスフィン（北興化学工
業株式会社製）を、樹脂結合剤の０．０１倍量使用し
た。これを、１００℃に加熱したロールで混練した。得
られた混練物をディスクミルで表１に示す２次粒子径
（平均粒径）に粉砕した。得られた粉砕物を金型に入
れ、温度１７５℃、圧力３５０ｋｇ／ｃｍ2の条件で２
０分間成形し、脱型した。ロール混錬後の２次粒子径と
成形体の嵩密度、面積抵抗を測定した。結果を表１に示
す。
細に説明する。実施例１ 平均粒径１１０μｍの黒鉛粉（新日化テクノカーボン株
式会社製）５０重量部と平均粒径１０μｍのキッシュ黒
鉛粉（光和精鉱株式会社製）５０重量部を混合した黒鉛
粉合計１００重量部に、エポキシ樹脂及び硬化剤からな
る樹脂結合剤並びに硬化促進剤を表１に示す量で配合し
た。ここで、樹脂結合剤は、エポキシ樹脂としてオルソ
クレゾールノボラックのエポキシ樹脂（日本化薬株式会
社製、商品名ＥＯＣＮ―１０２０、融点６５℃、１５０
℃粘度０．３Ｐａ・ｓ）２重量部、硬化剤としてフェノ
ールノボラック（荒川化学工業株式会社製タマノル、軟
化点８３℃、１５０℃粘度０．２２〜０．３５Ｐａ・
ｓ）１重量部とからなる。オルソクレゾールノボラック
のエポキシ樹脂とフェノールノボラック系の結合剤の１
５０℃における粘度は０．３８Ｐａ・ｓである。また、
硬化促進剤としてトリフェニルホスフィン（北興化学工
業株式会社製）を、樹脂結合剤の０．０１倍量使用し
た。これを、１００℃に加熱したロールで混練した。得
られた混練物をディスクミルで表１に示す２次粒子径
（平均粒径）に粉砕した。得られた粉砕物を金型に入
れ、温度１７５℃、圧力３５０ｋｇ／ｃｍ2の条件で２
０分間成形し、脱型した。ロール混錬後の２次粒子径と
成形体の嵩密度、面積抵抗を測定した。結果を表１に示
す。
【００２１】
【表１】
【００２２】面積抵抗（ｍΩｃｍ2）の測定方法は、次
のとおり。図１は面積抵抗の測定方法を説明するための
概念図であり、厚さ３mmの試料（セパレータ部材）１の
上下にカーボンペーパー２を配置し、更にその上下に銅
板３を配置し、上下方向に面圧０．５MPaの圧力をかけ
る。２枚のカーボンペーパー２間の電圧を電圧計４で読
むと同時に、２枚の銅板３間の電流を電流計５で読んで
抵抗（平均値）を計算する。なお、使用したカーボンペ
ーパーは、東レ社製のＴＧＰ−Ｈ−Ｍシリーズ（０９０
Ｍ：厚さ０．２８mm、１２０Ｍ：厚さ０．３８mm）であ
る。
のとおり。図１は面積抵抗の測定方法を説明するための
概念図であり、厚さ３mmの試料（セパレータ部材）１の
上下にカーボンペーパー２を配置し、更にその上下に銅
板３を配置し、上下方向に面圧０．５MPaの圧力をかけ
る。２枚のカーボンペーパー２間の電圧を電圧計４で読
むと同時に、２枚の銅板３間の電流を電流計５で読んで
抵抗（平均値）を計算する。なお、使用したカーボンペ
ーパーは、東レ社製のＴＧＰ−Ｈ−Ｍシリーズ（０９０
Ｍ：厚さ０．２８mm、１２０Ｍ：厚さ０．３８mm）であ
る。
【００２３】実施例２ エポキシ樹脂としてテトラメチルビスフェノールF型エ
ポキシ樹脂（新日鐵化学株式会社製、商品名ＹＳＬＶ−
８０ＸＹ、軟化点７５〜８０℃、１５０℃粘度０．００
８Ｐａ・ｓ）を使用した。他は、実施例２と同じ黒鉛
粉、樹脂結合剤及び硬化促進剤を使用した。テトラメチ
ルビスフェノールF型エポキシ樹脂とフェノールノボラ
ック系の結合剤の１５０℃における粘度は０．０３６Ｐ
ａ・ｓである（１５０℃）。実施例１と同様にして、混
練し、粉砕し、成形し、脱型した。熱硬化性樹脂類配合
量及びこの成形体の物性測定結果を表２に示す。
ポキシ樹脂（新日鐵化学株式会社製、商品名ＹＳＬＶ−
８０ＸＹ、軟化点７５〜８０℃、１５０℃粘度０．００
８Ｐａ・ｓ）を使用した。他は、実施例２と同じ黒鉛
粉、樹脂結合剤及び硬化促進剤を使用した。テトラメチ
ルビスフェノールF型エポキシ樹脂とフェノールノボラ
ック系の結合剤の１５０℃における粘度は０．０３６Ｐ
ａ・ｓである（１５０℃）。実施例１と同様にして、混
練し、粉砕し、成形し、脱型した。熱硬化性樹脂類配合
量及びこの成形体の物性測定結果を表２に示す。
【００２４】
【表２】
【００２５】実施例３ 平均粒径１１０μｍの黒鉛粉（新日化テクノカーボン株
式会社製）７５重量部と平均粒径１０μｍのキッシュ黒
鉛粉（光和精鉱株式会社製）２５重量部を混合した黒鉛
粉合計１００重量部に、エポキシ樹脂及び硬化剤からな
る樹脂結合剤並びに硬化促進剤を表３に示す量で配合し
た。ここで、樹脂結合剤は、ビスフェノールF型エポキ
シ樹脂（東都化成株式会社製、商品名エポトートＹＤＦ
-１７０、２５℃で液状）２重量部、硬化剤としてフェ
ノールノボラック（荒川化学工業社製タマノル７５８、
軟化点８３℃、１５０℃粘度０．２２〜０．３５Ｐａ・
ｓ）１重量部とからなる。ビスフェノールF型エポキシ
樹脂とフェノールノボラック系の結合剤の１５０℃粘度
は０．０２２Ｐａ・ｓである。また、硬化促進剤として
トリフェニルホスフィン（北興化学工業株式会社製）
を、樹脂結合剤の０．０１倍量使用した。これを、１０
０℃に加熱したロールで混練した。得られた混練物をデ
ィスクミルで表３に示す２次粒子径（平均粒径）に粉砕
した。得られた粉砕物を金型に入れ、温度１７５℃、圧
力３５０ｋｇ／ｃｍ2の条件で２０分間成形し、脱型し
た。熱硬化性樹脂類配合量及びこの成形体の物性測定結
果を表３に示す。
式会社製）７５重量部と平均粒径１０μｍのキッシュ黒
鉛粉（光和精鉱株式会社製）２５重量部を混合した黒鉛
粉合計１００重量部に、エポキシ樹脂及び硬化剤からな
る樹脂結合剤並びに硬化促進剤を表３に示す量で配合し
た。ここで、樹脂結合剤は、ビスフェノールF型エポキ
シ樹脂（東都化成株式会社製、商品名エポトートＹＤＦ
-１７０、２５℃で液状）２重量部、硬化剤としてフェ
ノールノボラック（荒川化学工業社製タマノル７５８、
軟化点８３℃、１５０℃粘度０．２２〜０．３５Ｐａ・
ｓ）１重量部とからなる。ビスフェノールF型エポキシ
樹脂とフェノールノボラック系の結合剤の１５０℃粘度
は０．０２２Ｐａ・ｓである。また、硬化促進剤として
トリフェニルホスフィン（北興化学工業株式会社製）
を、樹脂結合剤の０．０１倍量使用した。これを、１０
０℃に加熱したロールで混練した。得られた混練物をデ
ィスクミルで表３に示す２次粒子径（平均粒径）に粉砕
した。得られた粉砕物を金型に入れ、温度１７５℃、圧
力３５０ｋｇ／ｃｍ2の条件で２０分間成形し、脱型し
た。熱硬化性樹脂類配合量及びこの成形体の物性測定結
果を表３に示す。
【００２６】
【表３】
【００２７】比較例１ 実施例１において、樹脂結合剤としてビスフェノールＡ
型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製、商品名ＹＤ―０
１７、軟化点１１７〜１２７℃）とフェノールノボラッ
ク（荒川化学工業株式会社製タマノル７５８、軟化点８
３℃、１５０℃粘度０．２２〜０．３５Ｐａ・ｓ）の重
量比１６：１混合物は粘度が高すぎて、黒鉛粉との１０
０℃でのロール混錬ができなかった。１００℃以上での
ロール混錬はエポキシ樹脂、硬化剤の各々単味での硬化
が進んでしまい、均一な混練性が得られなかった。
型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製、商品名ＹＤ―０
１７、軟化点１１７〜１２７℃）とフェノールノボラッ
ク（荒川化学工業株式会社製タマノル７５８、軟化点８
３℃、１５０℃粘度０．２２〜０．３５Ｐａ・ｓ）の重
量比１６：１混合物は粘度が高すぎて、黒鉛粉との１０
０℃でのロール混錬ができなかった。１００℃以上での
ロール混錬はエポキシ樹脂、硬化剤の各々単味での硬化
が進んでしまい、均一な混練性が得られなかった。
【００２８】比較例２ 実施例３において、樹脂結合剤として液状エポキシ（ダ
イセル化学工業株式会社製、商品名セロキサイド２０２
１Ａ 融点―２０℃、２５℃粘度０．２９Ｐａ・ｓ）と
液状硬化剤（日立化成工業株式会社製、商品名リカシッ
ドＭＨ-７００）の２：１混合物を使用した。液状エポ
キシと液状硬化剤系の結合剤の１５０℃粘度は０．００
３Ｐａ・ｓである。他は、実施例３と同様にして、黒鉛
粉とのロール混練を行ったが、結合剤の粘度が低すぎる
ため、黒鉛粉表面の空隙に樹脂が吸収され、良好な混練
ができなかった。
イセル化学工業株式会社製、商品名セロキサイド２０２
１Ａ 融点―２０℃、２５℃粘度０．２９Ｐａ・ｓ）と
液状硬化剤（日立化成工業株式会社製、商品名リカシッ
ドＭＨ-７００）の２：１混合物を使用した。液状エポ
キシと液状硬化剤系の結合剤の１５０℃粘度は０．００
３Ｐａ・ｓである。他は、実施例３と同様にして、黒鉛
粉とのロール混練を行ったが、結合剤の粘度が低すぎる
ため、黒鉛粉表面の空隙に樹脂が吸収され、良好な混練
ができなかった。
【００２９】実施例１と同様な実験において、エポキシ
樹脂と硬化剤の組合せを変えて、樹脂結合剤を得て、そ
の粘度と温度の関係を調べた。１５０℃粘度と２５℃粘
度（液状の場合）との間には、相関関係があり、約１０
〜２０倍以上の粘度上昇がある場合が多いことが判明し
た。なお、各実施例において、得られたセパレータ部材
の気体透過率（Darcyの法則に基づいて計算した）は、
いずれも１×１０-14ｃｍ2以下であった。
樹脂と硬化剤の組合せを変えて、樹脂結合剤を得て、そ
の粘度と温度の関係を調べた。１５０℃粘度と２５℃粘
度（液状の場合）との間には、相関関係があり、約１０
〜２０倍以上の粘度上昇がある場合が多いことが判明し
た。なお、各実施例において、得られたセパレータ部材
の気体透過率（Darcyの法則に基づいて計算した）は、
いずれも１×１０-14ｃｍ2以下であった。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、電気比抵抗の低い導電
性樹脂成形品が焼成等の熱処理なしに得られるので、低
コスト化を行なえる効果がある。また、導電性、ガス不
透過性、強度等が優れるので、燃料電池用のセパレータ
としての価値が高い。
性樹脂成形品が焼成等の熱処理なしに得られるので、低
コスト化を行なえる効果がある。また、導電性、ガス不
透過性、強度等が優れるので、燃料電池用のセパレータ
としての価値が高い。
【図１】 図１は面積抵抗の測定方法を説明するための
概念図
概念図
１ 試料（セパレータ部材） ２ カーボンペーパー ３ 銅板
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｃ０８Ｋ 3/04 Ｃ０８Ｋ 3/04 Ｃ０８Ｌ 63/00 Ｃ０８Ｌ 63/00 Ｃ // Ｂ２９Ｋ 63:00 Ｂ２９Ｋ 63:00 103:04 103:04 Ｂ２９Ｌ 31:30 Ｂ２９Ｌ 31:30 (72)発明者 瓦田 貴之 福岡県北九州市戸畑区大字中原先の浜46− 80 新日鐵化学株式会社総合研究所内 (72)発明者 川野 陽一 福岡県北九州市戸畑区大字中原先の浜46− 80 新日鐵化学株式会社総合研究所内 Ｆターム(参考） 4F070 AA46 AB10 AC04 AE06 DA46 DA50 DA60 DC05 DC07 DC11 4F204 AA39 AB18 AH17 FA01 FB01 FN11 FN15 4J002 CC052 CD051 CD061 DA026 DA027 EF118 EJ018 EN008 EN009 EU119 EW139 FD116 FD117 FD142 FD148 FD159 GQ02 4J036 AD08 AF06 DA01 DA02 DA05 DB05 DB22 DC02 DC41 DD07 FA02 FB07 JA15 KA06 5H026 AA04 AA06 BB01 BB02 BB06 BB08 CC03 CX04 EE06 EE18 HH00 HH01 HH05 HH08
Claims (6)
- 【請求項１】 黒鉛粉とエポキシ樹脂結合剤と硬化促進
剤を含有する組成物において、エポキシ樹脂結合剤に対
し、黒鉛粉を重量比で５〜１５倍量配合し、エポキシ樹
脂結合剤が、エポキシ樹脂とエポキシ樹脂の硬化剤から
なり、エポキシ樹脂結合剤の１５０℃における粘度が
０．０１〜０．５Ｐａ・ｓであり、２５℃における粘度
が３Ｐａ・ｓ以上の粘度又は固体であることを特徴とす
る燃料電池用セパレータ用組成物。 - 【請求項２】 エポキシ樹脂結合剤は下記式（１） GO−φ−（OCH2ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2Ｏφ−）n−ＯＧ （１） （但し、Ｇはグリシジル基又はメチルグリシジル基を示
し、φは 【化１】 を示し、Ｒは同一であっても異なってもよい水素原子、
ハロゲン原子又は炭素数１〜６の炭化水素基を示し、ｎ
は０〜１５の数を示す）で表されるエポキシ樹脂を必須
の成分とし、エポキシ樹脂結合剤に対し重量比で５〜１
５倍量の黒鉛粉と、硬化促進剤を混練した燃料電池用セ
パレーター用組成物。 - 【請求項３】 エポキシ樹脂が、下記式（１）で示され
るもののうち、φが式（２）の構造であるビスフェノー
ルＦ型エポキシ樹脂、又は式（３）で表されるエポキシ
樹脂であって、２５℃で液状であるか、軟化点又は融点
が３０〜１００℃の固形のエポキシ樹脂である請求項１
又は２記載の燃料電池用セパレーター用組成物。 GO−φ−（OCH2ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2Ｏφ−）n−ＯＧ （１） （但し、Ｇはグリシジル基又はメチルグリシジル基を示
す。） 【化２】 【化３】 - 【請求項４】 エポキシ樹脂結合剤は式（１）で表され
るエポキシ樹脂を必須の成分とし、エポキシ樹脂結合剤
に対し重量比で５〜１５倍量の黒鉛粉と、硬化促進剤を
混練し、請求項２記載の均一な樹脂組成物としたのち、
粉砕し、得られた粉砕物を成形、硬化することを特徴と
する燃料電池用セパレータの製造方法。 - 【請求項５】 エポキシ樹脂が、上記式（１）で示され
るもののうち、φが式（２）の構造であるビスフェノー
ルＦ型エポキシ樹脂、又は式（３）で表されるエポキシ
樹脂であって、２５℃で液状であるか、軟化点又は融点
が３０〜１００℃の固形である請求項３記載のエポキシ
樹脂を用いた燃料電池用セパレータ用組成物を用いるの
燃料電池用セパレータの製造方法。 - 【請求項６】 平均粒径５０〜３００μｍの人造黒鉛粉
と平均粒径５０μｍ未満のキッシュ黒鉛粉の重量割合が
４０：６０〜９０：１０の範囲とされた黒鉛粉は、エポ
キシ樹脂結合剤に対し５〜１５倍量配合し、エポキシ樹
脂結合剤、硬化促進剤とともに混練し、均一な樹脂組成
物としたのち、平均粒径が２０〜５０μmとなるように
粉砕し、得られた粉砕物を成形、硬化することを特徴と
する燃料電池用セパレータの製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000272061A JP2002083609A (ja) | 2000-09-07 | 2000-09-07 | 燃料電池用セパレータ用組成物及びその製造方法 |
| GB0304372A GB2382457B (en) | 2000-09-04 | 2001-09-03 | Separator for fuel cell, process for producing the same, and material therefor |
| CA002421205A CA2421205A1 (en) | 2000-09-04 | 2001-09-03 | Separator for fuel cell, process for producing the same, and material therefor |
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