JP2015002003A - 燃料電池用セパレータ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記平坦面上に積層している絶縁シール層を更に備え、前記絶縁シール層が、半硬化状態の第一の熱硬化性樹脂組成物を含有するシート状部材が、前記平坦面上で硬化することで形成されたことを特徴とする。
前記本体部材が、エポキシ樹脂、フェノール系硬化剤、及び導電性材料を含有する第二の熱硬化性樹脂組成物の硬化物から構成され、
前記第一の熱硬化性樹脂組成物中の前記エポキシ樹脂1当量に対する前記フェノール系硬化剤の当量の値が1未満であると共に、前記第二の熱硬化性樹脂組成物中の前記エポキシ樹脂1当量に対する前記フェノール系硬化剤の当量の値が1より大きく、或いは、
前記第一の熱硬化性樹脂組成物中の前記エポキシ樹脂1当量に対する前記フェノール系硬化剤の当量の値が1よりも大きいと共に、前記第二の熱硬化性樹脂組成物中の前記エポキシ樹脂1当量に対する前記フェノール系硬化剤の当量の値が1未満であることを特徴とする。
主面と、この主面に形成されているガス流通用の溝と、前記主面で開口するマニホールドと、前記主面に形成され、前記ガス流通用の溝と前記マニホールドとを接続する凹所と、前記主面における前記ガス流通用の溝、前記マニホールド及び前記凹所が形成されてない平坦面とを備える本体部材を準備する工程;
前記本体部材の前記平坦面上に、半硬化状態の熱硬化性樹脂組成物を含有する、シート状部材を重ねる工程;及び
前記本体部材と前記シート状部材とを加熱加圧成形することで、前記平坦面上に積層する絶縁シール層を形成する工程を含むことを特徴とする。
各実施例及び比較例につき、図1,2に示す構成を有するセパレータを、次のようにして作製した。
各実施例におけるセパレータの本体部材及びシール部材の各々から、サンプルを切り出した。各サンプルを、セイコーインスツル社製TMA(型式SS7100)を用いて毎分10℃の昇温速度で、50℃から100℃まで昇温し、その間の平均線膨張係数を測定した。その結果を後掲の表に示す。
各実施例で得られた第二の熱硬化性樹脂組成物とシート状部材を用い、上記セパレータ成形時と同じ条件で、第二の熱硬化性樹脂組成物の硬化物とシート状部材の硬化物とが接合した試験片を得た。この試験片におけるシート状部材の硬化物の平面視寸法は、4mm×4mmである。
各実施例で得られた第二の熱硬化性樹脂組成物とシート状部材を用い、上記セパレータ成形時と同じ条件で、第二の熱硬化性樹脂組成物の硬化物とシート状部材の硬化物とが接合した試験片を得た。この試験片におけるシート状部材の硬化物の平面視寸法は、4mm×4mmである。
・エポキシ樹脂:クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬株式会社製「EOCN−1020−75」、エポキシ当量199、融点75℃)。
・硬化剤:ノボラック型フェノール樹脂(群栄化学工業株式会社製「PSM6200」、OH当量105)。
・硬化促進剤:トリフェニルホスフィン(北興化学工業株式会社製「TPP」)。
・天然黒鉛(株式会社中越黒鉛工業所製「WR50A」、平均粒径50μm、灰分0.05%、ナトリウムイオン4ppm、塩化物イオン2ppm)。
・人造黒鉛(SECカーボン株式会社製「SGP100」、平均粒径100μm、灰分0.05%、ナトリウムイオン3ppm、塩化物イオン1ppm)。
・カップリング剤:エポキシシラン(日本ユニカー株式会社製「A187」)。
・内部離型剤A:天然カルナバワックス(大日化学工業株式会社製「H1−100」、融点83℃)。
・内部離型剤B:モンタン酸ビスアマイド(大日化学工業株式会社製「J−900」、融点123℃)。
・エポキシ樹脂:クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬株式会社製「EOCN−1020−75」、エポキシ当量199、融点75℃)。
・硬化剤:ノボラック型フェノール樹脂(群栄化学工業株式会社製「PSM6200」、OH当量105)。
・硬化促進剤:トリフェニルホスフィン(北興化学工業株式会社製「TPP」)。
・球状シリカ:(龍森社製「MSR04」、平均粒径4.1μm)。
・カップリング剤:エポキシシラン(日本ユニカー株式会社製「A187」)。
・溶媒:MEK(メチルエチルケトン)
2 本体部材
21 主面
22 第二の主面
23 ガス流通用の溝
24 マニホールド
25 凹所
26 平坦面
31 絶縁シール層
32 ブリッジ部
Claims (7)
- 導電性を有する本体部材を備え、この本体部材が、主面と、前記主面に形成されているガス流通用の溝と、前記主面で開口するマニホールドと、前記主面に形成され、前記ガス流通用の溝と前記マニホールドとを接続する凹所と、前記主面における、前記ガス流通用の溝、前記マニホールド及び前記凹所のいずれも形成されてない領域からなる平坦面とを備える燃料電池用セパレータであって、
前記平坦面上に積層している絶縁シール層を更に備え、前記絶縁シール層が、半硬化状態の第一の熱硬化性樹脂組成物を含有するシート状部材が、前記平坦面上で硬化することで形成されたことを特徴とする燃料電池用セパレータ。 - 前記主面上で前記凹所の開口を覆うブリッジ部を更に備え、このブリッジ部が、熱硬化性樹脂硬化物で構成されていることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用セパレータ。
- 前記ブリッジ部が、前記絶縁シール層と接続して一体となっていることを特徴とする請求項2に記載の燃料電池用セパレータ。
- 前記第一の熱硬化性樹脂組成物が、エポキシ樹脂及びフェノール系硬化剤を含有し、
前記本体部材が、エポキシ樹脂、フェノール系硬化剤、及び導電性材料を含有する第二の熱硬化性樹脂組成物の硬化物から構成され、
前記第一の熱硬化性樹脂組成物中の前記エポキシ樹脂1当量に対する前記フェノール系硬化剤の当量の値が1未満であると共に、前記第二の熱硬化性樹脂組成物中の前記エポキシ樹脂1当量に対する前記フェノール系硬化剤の当量の値が1より大きく、或いは、
前記第一の熱硬化性樹脂組成物中の前記エポキシ樹脂1当量に対する前記フェノール系硬化剤の当量の値が1よりも大きいと共に、前記第二の熱硬化性樹脂組成物中の前記エポキシ樹脂1当量に対する前記フェノール系硬化剤の当量の値が1未満であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の燃料電池用セパレータ。 - 前記絶縁シール層が、絶縁性フィラーを含有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の燃料電池用セパレータ。
- ガスケットを更に備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の燃料電池用セパレータ。
- 主面と、
この主面に形成されているガス流通用の溝と、
前記主面で開口するマニホールドと、
前記主面に形成され、前記ガス流通用の溝と前記マニホールドとを接続する凹所と、
前記主面における前記ガス流通用の溝、前記マニホールド及び前記凹所が形成されてない平坦面とを備える本体部材を準備する工程;
前記本体部材の前記平坦面上に、半硬化状態の熱硬化性樹脂組成物を含有する、シート状部材を重ねる工程;及び
前記本体部材と前記シート状部材とを加熱加圧成形することで、前記平坦面上に積層する絶縁シール層を形成する工程を含むことを特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法。
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