JP5797164B2 - Manufacturing method of fuel cell separator - Google Patents
Manufacturing method of fuel cell separator Download PDFInfo
- Publication number
- JP5797164B2 JP5797164B2 JP2012157411A JP2012157411A JP5797164B2 JP 5797164 B2 JP5797164 B2 JP 5797164B2 JP 2012157411 A JP2012157411 A JP 2012157411A JP 2012157411 A JP2012157411 A JP 2012157411A JP 5797164 B2 JP5797164 B2 JP 5797164B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- cell separator
- resin
- mold
- resin composition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Description
本発明は、発電効率に優れる低公害の燃料電池に使用される燃料電池用セパレータの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a fuel cell separator used in a low pollution fuel cell having excellent power generation efficiency.
従来の燃料電池用セパレータは、図示しないが、所定の導電性樹脂組成物により厚い板に成形され、電極接合体に積層接着されるとともに、二枚一組で電極接合体を挟持してセルを構成する。 Although not shown, a conventional fuel cell separator is molded into a thick plate with a predetermined conductive resin composition, laminated and adhered to the electrode assembly, and a cell is formed by sandwiching the electrode assembly in pairs. Configure.
燃料電池用セパレータの所定の導電性樹脂組成物は、強度と導電性とを両立させるため、所定の樹脂と導電材料とにより調製され、導電材料として黒鉛等が使用される。燃料電池用セパレータの表裏両面には、流体用の流通溝がそれぞれ配列形成され、この複数の流通溝が燃料ガスや冷却水を流通させる(特許文献1、2、3、4、5、6、7、8、9、10参照)。
The predetermined conductive resin composition of the fuel cell separator is prepared from a predetermined resin and a conductive material in order to achieve both strength and conductivity, and graphite or the like is used as the conductive material. Flow grooves for fluid are arranged on both the front and back surfaces of the fuel cell separator, and the plurality of flow grooves distribute fuel gas and cooling water (
ところで、近年の燃料電池用セパレータには、燃料電池の小型化を実現するため、薄肉高強度化が求められている。特に、近年の自動車には、薄肉高強度の燃料電池用セパレータが強く要望されている。しかしながら、従来の燃料電池用セパレータは、所定の導電性樹脂組成物が樹脂と導電材料とにより単に調製されているので、厚肉高強度化に対応することができるものの、薄肉高強度化に対応することが困難であるという問題がある。すなわち、従来においては、燃料電池用セパレータの導電性を維持しつつ薄型化を図ろうとすると、強度が不足し、燃料電池用セパレータの破損や損傷を招くおそれがある。 By the way, recent fuel cell separators are required to be thin and have high strength in order to realize miniaturization of fuel cells. Particularly in recent automobiles, a thin and high strength fuel cell separator is strongly demanded. However, conventional separators for fuel cells can cope with the increase in thickness and strength, although the predetermined conductive resin composition is simply prepared from the resin and the conductive material. There is a problem that it is difficult to do. In other words, conventionally, when attempting to reduce the thickness while maintaining the conductivity of the fuel cell separator, the strength is insufficient, and the fuel cell separator may be damaged or damaged.
係る問題を解消するため、(1)燃料電池用セパレータに金属板を内蔵する方法、(2)燃料電池用セパレータを連続した断面略波形に形成する方法が提案されている。しかし、(1)の方法の場合には、燃料電池用セパレータの薄肉化に限界があり、燃料電池用セパレータと金属板との一体化が十分でないことがある。また、金属成分の溶出や重量増加等の問題も発生する。また、(2)の方法の場合には、燃料電池用セパレータの薄肉高強度化が期待できるものの、流通溝の本数の減少を招く等、設計の自由度が大きく制約されてしまうという問題が新たに生じることとなる。 In order to solve such problems, there have been proposed (1) a method of incorporating a metal plate in a fuel cell separator, and (2) a method of forming the fuel cell separator in a continuous substantially waveform. However, in the case of the method (1), there is a limit to the thinning of the fuel cell separator, and the integration of the fuel cell separator and the metal plate may not be sufficient. In addition, problems such as elution of metal components and weight increase occur. In addition, in the case of the method (2), although it is expected that the thickness and strength of the fuel cell separator will be increased, there is a new problem that the degree of freedom of design is greatly restricted, such as reducing the number of flow grooves. Will occur.
本発明は上記に鑑みなされたもので、燃料電池用セパレータの薄肉高強度化を実現することができ、金属成分の溶出や重量増加等を防ぎ、しかも、流通溝等の設計の自由度を向上させることのできる燃料電池用セパレータの製造方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above, and it is possible to realize a thin and high-strength separator for a fuel cell, to prevent elution and weight increase of metal components, and to improve the degree of freedom in designing a distribution groove and the like. It aims at providing the manufacturing method of the separator for fuel cells which can be made.
本発明においては上記課題を解決するため、電極接合体に重なる厚さ1mm以下の薄板形の燃料電池用セパレータを、金型で導電性樹脂組成物を成形することにより製造する燃料電池用セパレータの製造方法であって、
金型を、対向する下型と上型とから構成し、これら下型と上型とのキャビティ面に燃料電池用セパレータの流通溝用の模様を形成し、上型のキャビティ面に、燃料電池用セパレータの流通口用の複数の打ち抜きピンを配設し、
導電性樹脂組成物を、熱可塑性樹脂と平均粒子径が1μm以上500μm以下の人造黒鉛とを溶融混練して粉砕することにより調製し、熱可塑性樹脂と人造黒鉛の組成体積比率を50/50〜15/85(体積%)とし、
金型に離型剤を塗布してその下型に導電性樹脂組成物を充填し、この導電性樹脂組成物上に、0.1〜0.6mmの厚さを有する炭素繊維製のクロスからなる補強材を投入し、金型の下型に、補強材を覆う導電性樹脂組成物を新たに充填し、その後、金型の下型に上型を型締めしてその複数の打ち抜きピンを補強材の連通孔に貫通させるとともに、導電性樹脂組成物を溶融加圧して導電性樹脂組成物と補強材とを密着させることにより、補強材を内蔵した燃料電池用セパレータを圧縮成形し、燃料電池用セパレータの周縁部付近に流体用の複数の流通口をそれぞれ穿孔し、燃料電池用セパレータの両面には、流体用の流通溝をそれぞれ複数凹み形成することを特徴としている。
In the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, a fuel cell separator manufactured by molding a conductive resin composition with a mold into a thin plate fuel cell separator having a thickness of 1 mm or less that overlaps with an electrode assembly. A manufacturing method comprising:
The mold is composed of a lower mold and an upper mold facing each other, a pattern for the flow groove of the separator for the fuel cell is formed on the cavity surface of the lower mold and the upper mold, and the fuel cell is formed on the cavity surface of the upper mold. Arranging a plurality of punching pins for the distribution port of the separator for
A conductive resin composition is prepared by melting and kneading a thermoplastic resin and artificial graphite having an average particle diameter of 1 μm or more and 500 μm or less and pulverizing, and the composition volume ratio of the thermoplastic resin and the artificial graphite is 50 / 50˜ 15/85 (volume%)
A mold release agent is applied to the mold, and the lower mold is filled with the conductive resin composition. On the conductive resin composition, a carbon fiber cloth having a thickness of 0.1 to 0.6 mm is used. The lower mold is filled with a conductive resin composition that covers the reinforcement, and then the upper mold is clamped to the lower mold and the plurality of punching pins are attached. The fuel cell separator containing the reinforcing material is compression-molded by passing through the communication hole of the reinforcing material and melt-pressing the conductive resin composition to bring the conductive resin composition and the reinforcing material into close contact with each other. A plurality of fluid flow ports are formed in the vicinity of the periphery of the battery separator, and a plurality of fluid flow grooves are formed on both sides of the fuel cell separator.
なお、燃料電池用セパレータの両面の複数の流通溝を対向させることができる。 A plurality of flow grooves on both sides of the fuel cell separator can be made to face each other.
また、熱可塑性樹脂をポリプロピレン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフェニルサルフォン樹脂、又はポリフェニルサルホン樹脂とすることができる。Further, the thermoplastic resin can be a polypropylene resin, a polyphenylene sulfide resin, a polyphenylene sulfide resin, a polyphenyl sulfone resin, or a polyphenyl sulfone resin.
ここで、特許請求の範囲の導電性樹脂組成物には、必要に応じ、成形性、耐熱性、難燃性等を向上させる各種のフィラーを添加することができる。補強材は、薄板である燃料電池用セパレータに単数複数内蔵することができる。 Here, various fillers that improve moldability, heat resistance, flame retardancy, and the like can be added to the conductive resin composition of the claims as needed. A plurality of reinforcing materials can be incorporated in a fuel cell separator which is a thin plate.
本発明によれば、燃料電池用セパレータに薄く軽い補強材を内蔵してその材質を炭素繊維製クロスとするので、燃料電池用セパレータの導電性を維持しつつ薄型化を図ることができ、しかも、強度不足に伴い、燃料電池用セパレータが破損したり、損傷するおそれを有効に抑制することができる。また、金属成分が溶出したり、燃料電池用セパレータの重量が増加等するのを抑制することができる。 According to the present invention, since a thin and light reinforcing material is incorporated in the fuel cell separator and the material thereof is a carbon fiber cloth, it is possible to reduce the thickness while maintaining the conductivity of the fuel cell separator. The risk of the fuel cell separator being broken or damaged due to insufficient strength can be effectively suppressed. Moreover, it can suppress that a metal component elutes or the weight of the separator for fuel cells increases.
本発明によれば、燃料電池用セパレータの薄肉高強度化を実現することができ、金属成分の溶出や重量増加等の問題を有効に解消することができるという効果がある。また、流通溝等の設計の自由度を向上させることができる。また、熱可塑性樹脂と人造黒鉛の組成体積比率が50/50〜15/85(体積%)の範囲なので、燃料電池用セパレータとして必要な導電性を得ることができ、しかも、導電性樹脂組成物の溶融流動性が低下し、加工性の低下あるいは機械的強度の低下を招くことがなく、導電性樹脂組成物が補強材から剥離しやすくなることもない。また、安価な人造黒鉛を用いるので、加工性や機械的性質に優れ、化学的に安定させることができるし、不純物や溶出性が少なく、高い純度で優れた導電性を得ることもできる。
また、人造黒鉛の平均粒子径を1〜500μm以下とするので、作業時に炭素系導電材料が舞い上がって作業環境の汚染を招いたり、二次凝集が生じて熱可塑性樹脂との均一分散性が低下し、燃料電池用セパレータの導電性が低下するおそれがない。また、導電性樹脂組成物間の隙間が拡大して高充填が困難になり、熱可塑性樹脂との接触面積が低下して機械的特性が低下するおそれを排除し、しかも、熱可塑性樹脂と人造黒鉛との混合性が低下し、均一な成形体を得ることが困難になるおそれを排除することもできる。また、補強材を炭素繊維製のクロスとするので、繊維の含有量を多くし、導電性樹脂組成物との密着度を高め、強度の大幅な向上が期待できる。
また、導電性樹脂組成物ではなく、金型に離型剤を塗布するので、成形時の高熱で離型剤が機能しなくなるおそれを排除することが可能になる。また、上型の複数の打ち抜きピンを補強材の連通孔に貫通させるので、燃料電池用セパレータに複数の流通口を確実に穿孔することが可能になる。また、導電性樹脂組成物の配向が少ない圧縮成形法により薄い燃料電池用セパレータを製造するので、少ない設備投資で燃料電池用セパレータの強度を安価に向上させることが可能になる。さらに、圧縮成形時に燃料電池用セパレータに成形圧力が直接作用するので、燃料電池用セパレータの内部応力を減少させ、変形を防止することが可能となる。
According to the present invention, it is possible to realize a thin and high strength separator for a fuel cell and to effectively solve problems such as elution of metal components and an increase in weight. Moreover, the freedom degree of design of a distribution groove etc. can be improved. Moreover, since the composition volume ratio of the thermoplastic resin and the artificial graphite is in the range of 50/50 to 15/85 (volume%), the conductivity necessary for a fuel cell separator can be obtained, and the conductive resin composition. Thus, the melt fluidity of the conductive resin composition does not deteriorate, the workability or mechanical strength does not decrease, and the conductive resin composition does not easily peel from the reinforcing material. Further, since inexpensive artificial graphite is used, it is excellent in processability and mechanical properties, can be chemically stabilized, has few impurities and elution properties, and can obtain excellent conductivity with high purity.
In addition, since the average particle size of artificial graphite is 1 to 500 μm or less, the carbon-based conductive material rises at the time of work, causing contamination of the work environment, or causing secondary aggregation and lowering the uniform dispersibility with the thermoplastic resin. In addition, the conductivity of the fuel cell separator does not decrease. In addition, the gap between the conductive resin compositions is enlarged, making it difficult to achieve high filling, eliminating the possibility that the contact area with the thermoplastic resin will be reduced and the mechanical properties will be reduced. It is also possible to eliminate the possibility that it becomes difficult to obtain a uniform molded body due to a decrease in the miscibility with graphite. Moreover, since the reinforcing material is made of carbon fiber cloth, the fiber content is increased, the degree of adhesion with the conductive resin composition is increased, and a significant improvement in strength can be expected.
In addition, since the release agent is applied to the mold instead of the conductive resin composition, it is possible to eliminate the possibility that the release agent will not function due to high heat during molding. In addition, since the plurality of punching pins of the upper die are penetrated through the communication holes of the reinforcing material, it is possible to reliably drill a plurality of flow ports in the fuel cell separator. In addition, since a thin fuel cell separator is manufactured by a compression molding method in which the orientation of the conductive resin composition is small, the strength of the fuel cell separator can be improved at low cost with a small capital investment. Furthermore, since the molding pressure directly acts on the fuel cell separator during compression molding, the internal stress of the fuel cell separator can be reduced and deformation can be prevented.
また、請求項2記載の発明によれば、燃料電池用セパレータを連続した断面略波形に成形する必要がないので、設計の自由度を向上させることができる。
In addition, according to the invention described in
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明すると、本実施形態の燃料電池用セパレータの製造方法は、図1ないし図3に示すように、MEA(Membrane Electrode Assembly)と呼ばれる電極接合体に積層される薄い燃料電池用セパレータ1を導電性樹脂組成物4により成形する製造方法であり、燃料電池用セパレータ1の内部中央に薄い補強材5をインサートしてその材質を炭素繊維とし、この補強材5により、燃料電池用セパレータ1を補強してその強度を向上させるようにしている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. A manufacturing method of a fuel cell separator according to the present embodiment includes an electrode assembly called MEA (Mebrane Electrode Assembly) as shown in FIGS. A thin fuel cell separator 1 laminated on a fuel cell separator 1 is molded with a
燃料電池用セパレータ1は、図1や図2に示すように、例えば金型10を使用して1mm以下の厚みを有する平面矩形の薄板に成形され、二枚一組で電極接合体を挟持してセルを構成する。この燃料電池用セパレータ1の周縁部付近には複数の取付孔や流通口2がそれぞれ穿孔され、複数の流通口2が空気や燃料ガスを流通させるよう機能する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the fuel cell separator 1 is formed, for example, into a flat rectangular thin plate having a thickness of 1 mm or less using a
燃料電池用セパレータ1の表裏両面の周縁部以外の箇所には、流体用の流通溝3・3Aがそれぞれサーペンタイン形に複数凹み形成され、この複数の流通溝3・3Aが燃料ガスや冷却水を流通させる。燃料電池用セパレータ1の表裏両面の複数の流通溝3・3Aは、少なくともその大部分が対向して表面の流通溝3の凹部と裏面の流通溝3Aの凹部とを向き合わせ、各流通溝3・3Aが断面略U字形状に区画形成される。
A plurality of
導電性樹脂組成物4は、所定の樹脂と炭素系導電材料とにより調製され、これら樹脂と炭素系導電材料の組成体積比率が50/50〜15/85(体積%)とされる。所定の樹脂は、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂のいずれでも良いが、熱可塑性樹脂が好ましい。これは、熱硬化性樹脂の場合には、硬化に長時間を要し、生産性の向上を図ることができないからである。また、未硬化成分や反応生成物が燃料電池用セパレータ1中に残留しやすく、燃料電池の作動中に残留物が溶出して燃料電池の耐久性の低下を招くからである。また、熱硬化性樹脂は、硬化収縮が生じるので、金型10の設計が煩雑化するからである。さらに、熱可塑性樹脂はリサイクルが可能であるものの、熱硬化性樹脂は硬化後のリサイクルが不可能なので、製品コストが上昇し、しかも、廃棄物の量が増大するという理由に基づく。
The
具体的な熱可塑性樹脂としては、例えばオレフィン系樹脂〔低密度ポリエチレン(LDPE)樹脂、高密度ポリエチレン(HDPE)樹脂、超低密度ポリエチレン(VLDPE)樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)樹脂、超高分子量ポリエチレン(UHMW‐PE)樹脂、ホモポリプロピレン樹脂、ブロックポリプロピレン樹脂あるいはランダムポリプロピレン樹脂等のポリプロピレン(PP)樹脂、ポリメチルペンテン(PMP)樹脂、あるいは環状オレフィン樹脂等〕、ポリスチレン(PS)樹脂〔アタクチックポリスチレン樹脂、シンジオタクチックポリスチレン樹脂等〕、ポリエステル系樹脂〔ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、ポリトリメチレンナフタレート(PTT)樹脂、ポリエチレンナフタレート(PEN)樹脂、ポリブチレンナフタレート(PBN)樹脂、あるいはポリ乳酸(PLA)樹脂等〕、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリアミド系樹脂〔ポリアミド6樹脂、ポリアミド11樹脂、ポリアミド12樹脂、ポリアミド46樹脂、ポリアミド66樹脂、ポリアミド610樹脂、ポリアミド4T樹脂、ポリアミド6T樹脂、ポリアミド9T樹脂、ポリアミド10T樹脂等〕、ポリアリーレン(PAR)樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、フッ素系樹脂〔テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(ETFE)樹脂、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)樹脂、あるいはテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)樹脂等〕、ポリサルホン系樹脂〔ポリサルホン(PSU)樹脂、ポリエーテルサルホン(PES)樹脂、ポリフェニルサルホン(PPSU)樹脂等〕、ポリアリーレンスルフィド系樹脂〔ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂、ポリフェニレンスルフィドスルホン樹脂、あるいはポリフェニレンスルフィドケトン樹脂〕、液晶ポリマー、あるいはポリアリーレンケトン系樹脂〔ポリエーテルケトン(PEK)樹脂、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)樹脂、ポリエーテルエーテルケトンケトン(PEEKK)樹脂等〕、ポリイミド系樹脂〔ポリエーテルイミド(PEI)樹脂、ポリアミドイミド(PAI)樹脂、ポリイミド(PI)樹脂等〕があげられるが、何らこれらに限定されるものではない。 Specific thermoplastic resins include, for example, olefin resins (low density polyethylene (LDPE) resin, high density polyethylene (HDPE) resin, very low density polyethylene (VLDPE) resin, linear low density polyethylene (LLDPE) resin, Ultra high molecular weight polyethylene (UHMW-PE) resin, homopolypropylene resin, polypropylene (PP) resin such as block polypropylene resin or random polypropylene resin, polymethylpentene (PMP) resin, cyclic olefin resin, etc.], polystyrene (PS) resin [Atactic polystyrene resin, syndiotactic polystyrene resin, etc.], polyester resin [polyethylene terephthalate (PET) resin, polybutylene terephthalate (PBT) resin, polytrimethylene naphthalate PTT) resin, polyethylene naphthalate (PEN) resin, polybutylene naphthalate (PBN) resin, or polylactic acid (PLA) resin], polycarbonate (PC) resin, polyamide resin [polyamide 6 resin, polyamide 11 resin, polyamide 12 resin, polyamide 46 resin, polyamide 66 resin, polyamide 610 resin, polyamide 4T resin, polyamide 6T resin, polyamide 9T resin, polyamide 10T resin, etc.], polyarylene (PAR) resin, modified polyphenylene ether resin, fluororesin [tetra Fluoroethylene / ethylene copolymer (ETFE) resin, tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP) resin, or tetrafluoroethylene / perfluoroalkylvinyltetrafluoroethylene Ren / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) resin, etc.], polysulfone resin [polysulfone (PSU) resin, polyethersulfone (PES) resin, polyphenylsulfone (PPSU) resin, etc.], polyarylene sulfide type Resin [polyphenylene sulfide (PPS) resin, polyphenylene sulfide sulfone resin, or polyphenylene sulfide ketone resin], liquid crystal polymer, or polyarylene ketone-based resin [polyether ketone (PEK) resin, polyether ketone ketone (PEKK) resin, polyether Ether ketone ketone (PEEKK) resin, etc.], polyimide resin [polyether imide (PEI) resin, polyamide imide (PAI) resin, polyimide (PI) resin, etc.]. It is not limited to that.
これらの熱可塑性樹脂の中では、燃料電池用セパレータ1の機械的性質、化学的安定性(耐加水分解性、耐溶剤性)、入手のし易さ、コストの観点から、ポリプロピレン(PP)樹脂、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂、又はポリフェニルサルホン(PPSU)樹脂が好適に用いられる。また、熱可塑性樹脂は、1種単独で使用しても良いし、2種以上を併用することもでき、粉体状、顆粒状、塊状、粒状、ペレット状等の形状を特に問うものではない。 Among these thermoplastic resins, polypropylene (PP) resin is used from the viewpoint of mechanical properties, chemical stability (hydrolysis resistance, solvent resistance), availability, and cost of the fuel cell separator 1. Polyphenylene sulfide (PPS) resin or polyphenylsulfone (PPSU) resin is preferably used. In addition, the thermoplastic resin may be used alone or in combination of two or more, and there is no particular limitation on the shape of powder, granule, lump, granule, pellet or the like. .
導電性樹脂組成物4は、金属系導電材料の場合には、燃料電池として使用中に腐食するおそれがあるので、炭素系導電材料が好ましい。この炭素系導電材料としては、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、フラーレン、アモルファスカーボン、炭素繊維、黒鉛等があげられる。カーボンブラックには、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック等が該当する。
The
カーボンナノチューブとしては、単層カーボンナノチューブや多層カーボンナノチューブ等を用いることができる。また、炭素繊維としては、PAN系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、フェノール系炭素繊維、あるいはレーヨン系炭素繊維を用いることができる。また、黒鉛には、鱗片状黒鉛、塊状黒鉛や土状黒鉛等からなる天然黒鉛、鱗片状黒鉛を濃硫酸等で化学処理した後に加熱して得られる膨張黒鉛、膨張黒鉛を高温で加熱処理して得られる膨張化黒鉛、人造黒鉛等が該当する。 As the carbon nanotube, a single-walled carbon nanotube, a multi-walled carbon nanotube, or the like can be used. Further, as the carbon fiber, a PAN-based carbon fiber, a pitch-based carbon fiber, a phenol-based carbon fiber, or a rayon-based carbon fiber can be used. In addition, for graphite, scaled graphite, natural graphite composed of massive graphite, earthy graphite, etc., expanded graphite obtained by chemical treatment of scaled graphite with concentrated sulfuric acid, etc., and then heated, are subjected to heat treatment at high temperature. For example, expanded graphite, artificial graphite, and the like obtained in this manner are applicable.
これらの炭素系導電材料の中では、加工性や機械的性質に優れ、化学的に安定で安価な黒鉛が最も好ましい。この黒鉛の中では、不純物や溶出性が少なく、高い純度で優れた導電性が得られる人造黒鉛が最適である。また、炭素系導電材料は、粉体状、顆粒状、塊状、繊維状を特に問わないが、機械的性質の異方性が少なく、加工性に優れる粉体状が最適である。また、1種単独で使用しても良いし、2種以上を併用することも可能である。 Among these carbon-based conductive materials, graphite that is excellent in workability and mechanical properties, chemically stable and inexpensive is most preferable. Among these graphites, artificial graphite is most suitable because it has few impurities and elution properties and can provide excellent conductivity with high purity. Further, the carbon-based conductive material is not particularly limited to powder, granule, lump, and fiber, but a powder that has little mechanical property anisotropy and excellent workability is optimal. Moreover, you may use individually by 1 type and it is also possible to use 2 or more types together.
炭素系導電材料の平均粒子径は、1〜500μm以下、好ましくは5〜300μm以下、より好ましくは10〜200μm以下の範囲が良い。これは、平均粒子径が1μm未満の場合には、作業時に炭素系導電材料が舞い上がって作業環境の汚染を招いたり、二次凝集が生じて熱可塑性樹脂との均一分散性が低下し、燃料電池用セパレータ1の導電性が低下するからである。また、導電性樹脂組成物4の溶融流動性が低下するので、薄肉の燃料電池用セパレータ1の成形が困難になるからである。
The average particle diameter of the carbon-based conductive material is 1 to 500 μm or less, preferably 5 to 300 μm or less, more preferably 10 to 200 μm or less. This is because when the average particle size is less than 1 μm, the carbon-based conductive material rises at the time of work and causes contamination of the work environment, or secondary agglomeration occurs and the uniform dispersibility with the thermoplastic resin is reduced. This is because the conductivity of the battery separator 1 is lowered. Moreover, since the melt fluidity of the
これに対し、炭素系導電材料の平均粒子径が500μmを超える場合には、導電性樹脂組成物4間の隙間が拡大して高充填が困難になり、熱可塑性樹脂との接触面積が低下して機械的特性が低下するという理由に基づく。また、熱可塑性樹脂と炭素系導電材料との混合性が低下し、均一な成形体を得ることが困難になるという理由に基づく。
On the other hand, when the average particle diameter of the carbon-based conductive material exceeds 500 μm, the gap between the
炭素系導電材料は、粒子径の異なる2種以上を併用することができ、併用する場合には、高充填化が可能になるので、高導電性の燃料電池用セパレータ1を得ることが可能となる。炭素系導電材料として黒鉛粒子が選択される場合、この黒鉛粒子の平均粒径は、5〜500μm以下、好ましくは10〜300μm以下、より好ましくは3〜200μm以下が好適である。 Two or more kinds of carbon-based conductive materials having different particle diameters can be used in combination, and when used in combination, a high packing can be achieved, so that it is possible to obtain a highly conductive fuel cell separator 1. Become. When graphite particles are selected as the carbon-based conductive material, the average particle size of the graphite particles is 5 to 500 μm or less, preferably 10 to 300 μm or less, more preferably 3 to 200 μm or less.
これは、黒鉛粒子の平均粒径が5μm未満の場合には、作業中に黒鉛粒子が舞い上がって作業環境が悪化したり、二次凝集が生じて所定の樹脂との均一分散性が低下し、燃料電池用セパレータ1の導電性が低下するという理由に基づく。また、導電性樹脂組成物4の溶融流動性が低下するので、薄い燃料電池用セパレータ1を成形することが困難になるからである。
This is because when the average particle size of the graphite particles is less than 5 μm, the graphite particles soar during the work, the working environment is deteriorated, or secondary agglomeration occurs and the uniform dispersibility with a predetermined resin is reduced, This is based on the reason that the conductivity of the fuel cell separator 1 is lowered. Moreover, since the melt fluidity of the
黒鉛粒子は、例えばシランカップリング剤〔3‐グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3‐メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3‐アミノプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等〕、チタネート系カップリング剤〔イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネート、イソプロピルトリ(N‐アミトエチル・アミノエチル)チタネート等〕、アルミネート系カップリング剤〔アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等〕等の各種カップリング剤、界面活性剤〔陰イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、両性イオン系界面活性剤、非イオン性界面活性剤等〕、スチレン、アクリル等の有機化合物で処理することができる。 Graphite particles include, for example, silane coupling agents [3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, etc.], titanate cups Ring agents [isopropyl triisostearoyl titanate, tetraisopropyl bis (dioctyl phosphite) titanate, bis (dioctyl pyrophosphate) oxyacetate titanate, isopropyl tri (N-amitoethylaminoethyl) titanate, etc.], aluminate coupling agents [ Various coupling agents such as acetoalkoxyaluminum diisopropylate, etc., surfactants (anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, non-ionic surfactants) Sex surfactants, etc.], styrene, can be treated with an organic compound such as acrylic.
熱可塑性樹脂と炭素系導電材料の組成体積比率は、50/50〜15/85(体積%)の範囲が好ましい。これは、係る範囲から外れると、燃料電池用セパレータ1として必要な導電性が得られないという理由に基づく。また、85体積%を越える場合には、導電性樹脂組成物4の溶融流動性が低下し、加工性の低下あるいは機械的強度の低下を招くという理由に基づく。さらに、導電性樹脂組成物4と補強材5との接着が不足し、導電性樹脂組成物4が補強材5から剥離しやすくなるからである。
The composition volume ratio between the thermoplastic resin and the carbon-based conductive material is preferably in the range of 50/50 to 15/85 (volume%). This is based on the reason that the conductivity necessary for the fuel cell separator 1 cannot be obtained if it is out of the range. Moreover, when exceeding 85 volume%, the melt fluidity | liquidity of the
導電性樹脂組成物4には、所定の樹脂、黒鉛粒子等の炭素系導電材料の他、所定の添加剤を選択的に添加することができる。この所定の添加剤としては、例えば酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、難燃剤、帯電防止剤、耐熱向上剤、無機充填剤、有機充填剤等があげられる。
In addition to carbon-based conductive materials such as predetermined resins and graphite particles, predetermined additives can be selectively added to the
導電性樹脂組成物4の熱可塑性樹脂と炭素系導電材料とは、例えば(1)粉末の熱可塑性樹脂と炭素系導電材料とを熱可塑性樹脂の溶融開始温度未満の温度で分散混合する方法、(2)熱可塑性樹脂と炭素系導電材料とを熱可塑性樹脂の溶融開始温度以上の温度で溶融混練して溶融混練後に粉砕する方法、(3)熱可塑性樹脂と炭素系導電材料とを熱可塑性樹脂の溶融混練温度以上の温度で溶融混練してマスターバッチを調製し、このマスターバッチを粉砕して炭素系導電材料を混合したり、混練する方法等により調製される。
The thermoplastic resin and the carbon-based conductive material of the
これらの方法は、特に限定されるものではなく、いずれをも採用することができる。但し、熱可塑性樹脂としてポリプロピレン樹脂が採用される場合には、ポリプロピレン樹脂単独では粉砕が困難なので、(2)、(3)の方法が好ましい。 These methods are not particularly limited, and any of them can be adopted. However, when a polypropylene resin is employed as the thermoplastic resin, the methods (2) and (3) are preferred because the polypropylene resin alone is difficult to grind.
(1)〜(3)の方法の溶融開始温度は、所定の樹脂の種類により相違する。すなわち、溶融開始温度は、所定の樹脂が熱可塑性樹脂の場合、ポリプロピレン樹脂あるいはポリフェニレンスルファイド樹脂等の結晶性熱可塑性樹脂と、ポリフェニルサルホン樹脂等の非晶性熱可塑性樹脂とでは異なる。溶融開始温度は、結晶性熱可塑性樹脂の場合には融点、非晶性熱可塑性樹脂の場合にはガラス転移点温度を指す。 The melting start temperature of the methods (1) to (3) differs depending on the type of the predetermined resin. That is, when the predetermined resin is a thermoplastic resin, the melting start temperature is different between a crystalline thermoplastic resin such as polypropylene resin or polyphenylene sulfide resin and an amorphous thermoplastic resin such as polyphenylsulfone resin. The melting start temperature indicates a melting point in the case of a crystalline thermoplastic resin and a glass transition temperature in the case of an amorphous thermoplastic resin.
熱可塑性樹脂と炭素系導電材料とは、(1)の方法で調製される場合、ナウターミキサー、タンブラーミキサー、ヘンシルミキサー、リボンブレンダー、V型混合機等からなる攪拌機やボールミルにより混合調製される。熱可塑性樹脂や炭素系導電材料はいかなる形状でも良いが、最適な形状は燃料電池用セパレータ1の成形法により異なる。例えば、成形法として圧縮成形法が採用される場合には、機械的性質や電気的性質の異方性を抑制することができ、燃料電池用セパレータ1内での機械的性質や電気的性質の局部的なバラツキを小さくでき、しかも、加工性に優れる粉体状が良い。 When the thermoplastic resin and the carbon-based conductive material are prepared by the method (1), they are mixed and prepared by a stirrer or a ball mill composed of a Nauter mixer, a tumbler mixer, a hensil mixer, a ribbon blender, a V-type mixer, and the like. The The thermoplastic resin and the carbon-based conductive material may have any shape, but the optimum shape varies depending on the molding method of the fuel cell separator 1. For example, when a compression molding method is adopted as the molding method, the anisotropy of mechanical properties and electrical properties can be suppressed, and the mechanical properties and electrical properties within the fuel cell separator 1 are reduced. A powder form that can reduce local variations and is excellent in workability is preferable.
熱可塑性樹脂と炭素系導電材料とは、(2)の方法で調製される場合、加圧ニーダー、フラッシングニーダー、ケーエックスニーダー等からなる各種ニーダー、単軸押出機、二軸押出機、三軸押出機、四軸押出機等からなる各種の押出機、バンバリーミキサーやプラネタリーミキサー等の溶融混練機により溶融混練される。但し、必要に応じ、熱可塑性樹脂と炭素系導電材料とを加熱混練する前に、分散性を向上させる観点から、熱可塑性樹脂の溶融開始温度未満の温度でナウターミキサー、タンブラーミキサー、ヘンシルミキサー、リボンブレンダー、V型混合機等の攪拌機、ボールミル等を使用して攪拌混合しても良い。 When the thermoplastic resin and the carbon-based conductive material are prepared by the method (2), various types of kneaders such as a pressure kneader, a flushing kneader, and a KEX kneader, a single screw extruder, a twin screw extruder, a triaxial screw It is melt kneaded by various kneaders such as various extruders such as an extruder and a four-screw extruder, a Banbury mixer and a planetary mixer. However, if necessary, before heat-kneading the thermoplastic resin and the carbon-based conductive material, from the viewpoint of improving dispersibility, a Nauter mixer, tumbler mixer, hensil at a temperature lower than the melting start temperature of the thermoplastic resin. You may stir and mix using mixers, ribbon blenders, stirrers such as V-type mixers, and ball mills.
熱可塑性樹脂と炭素系導電材料との加熱混練温度は、結晶性熱可塑性樹脂の場合には、溶融開始温度〜熱分解温度未満、好ましくは溶融開始温度+30℃〜熱分解温度未満である。これに対し、非晶性熱可塑性樹脂の場合には、溶融開始温度〜熱分解温度未満、好ましくは溶融開始温度+50℃〜熱分解温度未満、より好ましくは溶融開始温度+100℃〜熱分解温度未満が良い。 In the case of a crystalline thermoplastic resin, the heating and kneading temperature between the thermoplastic resin and the carbon-based conductive material is from the melting start temperature to less than the thermal decomposition temperature, preferably from the melting start temperature + 30 ° C. to the thermal decomposition temperature. In contrast, in the case of an amorphous thermoplastic resin, the melting start temperature is less than the thermal decomposition temperature, preferably the melting start temperature + 50 ° C. to less than the thermal decomposition temperature, more preferably the melting start temperature + 100 ° C. to the thermal decomposition temperature. Is good.
熱可塑性樹脂と炭素系導電材料とは、加熱混練して調製されると、粉砕して粉体化された導電性樹脂組成物4となる。粉砕は、必要に応じ、1段階、2段階、複数段階で実施することが可能である。粉砕する方法としては、例えばせん断粉砕法、衝撃粉砕法、衝突粉砕法、冷凍粉砕法、溶液粉砕法等があげられる。これらの中では、工程の簡素化とコスト削減の観点から、せん断粉砕法と衝撃粉砕法が最適である。
When the thermoplastic resin and the carbon-based conductive material are prepared by heating and kneading, the
粉砕の温度は、熱可塑性樹脂の種類により異なるが、通常は溶融開始温度未満の温度、好ましくは溶融開始温度−70℃以下、好ましくは溶融開始温度−100℃以下が最適である。これは、粉砕の温度が溶融開始温度以上であると、導電性樹脂組成物4が軟化して粉砕不可能になるからである。具体的な粉砕に際しては、ハンマーミル、カッターミル、フェザーミル、フレーククラッシャー、ピンミル、インパクトミル、ビクトリミル、ボールミル、ジェットミル等の粉砕機、解砕機、裁断機等を用いることができる。
The pulverization temperature varies depending on the kind of the thermoplastic resin, but usually the temperature lower than the melting start temperature, preferably the melting start temperature of −70 ° C. or lower, preferably the melting start temperature of −100 ° C. or lower is optimal. This is because if the pulverization temperature is equal to or higher than the melting start temperature, the
粉砕された導電性樹脂組成物4は、篩網、振動網、振動スクリーン、超音波篩、ミクロンセパレータ、ターボクラシフィア等の分級機で選択的に分級される。導電性樹脂組成物4はいかなる形状でも良いが、最適な形状は燃料電池用セパレータ1の成形法により異なる。例えば、成形法が圧縮成形法の場合には、(1)の場合と同様、粉体状が良い。
The pulverized
熱可塑性樹脂と炭素系導電材料とが(3)の方法で調製される場合、炭素系導電材料の添加量は、導電性樹脂組成物4中の炭素系導電材料の添加量×0.5以上、かつ導電性樹脂組成物4中の炭素系導電材料の添加量×1.0未満が良い。熱可塑性樹脂と炭素導電性樹脂組成物とは、均一分散性に優れる導電性樹脂組成物4を調製する観点から、溶融混練前に熱可塑性樹脂の溶融開始温度未満の温度でナウターミキサー、タンブラーミキサー、ヘンシルミキサー、リボンブレンダー、V型混合機等からなる攪拌機やボールミルにより混合されることが好ましい。熱可塑性樹脂と炭素系導電材料との加熱混練温度については、(2)の方法と同様である。
When the thermoplastic resin and the carbon-based conductive material are prepared by the method (3), the addition amount of the carbon-based conductive material is the addition amount of the carbon-based conductive material in the
マスターバッチは、加圧ニーダー、フラッシングニーダー、ケーエックスニーダー等からなる各種ニーダー、単軸押出機、二軸押出機、三軸押出機、四軸押出機等からなる各種の押出機、バンバリーミキサーやプラネタリーミキサー等の溶融混練機により溶融混練され、粉砕された後に調製される。 Masterbatches are various kneaders such as pressure kneaders, flushing kneaders, KEX kneaders, various extruders consisting of single screw extruders, twin screw extruders, triaxial extruders, four screw extruders, Banbury mixers, It is prepared after being melt kneaded and pulverized by a melt kneader such as a planetary mixer.
粉砕には、カッターミル、ハンマーミル、スパイラルミル、ピンミル、ボールミル、インパクトミル、ビクトリミル、ジェットミル等からなる粉砕機や裁断機が使用される。また、粉砕された後、篩網、振動網、振動スクリーン、超音波篩、ミクロンセパレータ、ターボクラシフィア等の分級機で選択的に分級される。マスターバッチに炭素系導電材料をさらに添加して熱可塑性樹脂の溶融開始温度未満の温度で混合する場合には、ナウターミキサー、タンブラーミキサー、ヘンシルミキサー、リボンブレンダー、V型混合機等からなる攪拌機やボールミルが使用される。調製される導電性樹脂組成物4の形状については、(1)、(2)の場合と同様である。
For the pulverization, a pulverizer or a cutting machine including a cutter mill, a hammer mill, a spiral mill, a pin mill, a ball mill, an impact mill, a Victory mill, a jet mill, or the like is used. Further, after being pulverized, it is selectively classified by a classifier such as a sieve mesh, a vibrating mesh, a vibrating screen, an ultrasonic sieve, a micron separator, and a turbo classifier. When a carbon-based conductive material is further added to the masterbatch and mixed at a temperature lower than the melting start temperature of the thermoplastic resin, it consists of a Nauter mixer, a tumbler mixer, a hensil mixer, a ribbon blender, a V-type mixer, etc. A stirrer or ball mill is used. About the shape of the prepared
燃料電池用セパレータ1は各種の成形法により製造されるが、具体的な成形方法としては、圧縮成形法、射出成形法、トランスファー成形法、射出圧縮成形法等があげられる。但し、機械的性質と電気的性質の異方性が少なく、寸法精度の向上が期待できる圧縮成形法が最適である。この成形法によれば、熱可塑性樹脂を増加させ、導電性樹脂組成物4を削減しつつ良好な導電性を得ることが可能になる。
The fuel cell separator 1 is manufactured by various molding methods. Specific molding methods include a compression molding method, an injection molding method, a transfer molding method, and an injection compression molding method. However, a compression molding method that has little anisotropy in mechanical properties and electrical properties and can be expected to improve dimensional accuracy is optimal. According to this molding method, it is possible to increase the thermoplastic resin and obtain good conductivity while reducing the
補強材5は、図2や図3に示すように、軽量の薄い炭素繊維製クロス等からなり、燃料電池用セパレータ1の圧縮成形時に金型10の下型11にインサートされることにより、燃料電池用セパレータ1の表裏両面の複数の流通溝3・3A間に介在される。この補強材5は、燃料電池用セパレータ1の周面から食み出て剥離の契機にならないよう、燃料電池用セパレータ1よりも小さく形成され、燃料電池用セパレータ1の複数の流通口2に対応する連通孔6が燃料電池用セパレータ1の圧縮成形前あるいは圧縮成形時に穿孔される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the reinforcing
補強材5の材質としては、軽量で薄い炭素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、チラノ繊維、ケブラー繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリアリレート繊維PBO(ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール)繊維等の無機繊維あるいは有機繊維、不織布があげられる。これらの中では、燃料電池用セパレータ1の導電性を低下させることなく、剛性や強度の向上が期待できる炭素繊維が好適である。
The material of the reinforcing
補強材5は、炭素繊維と他の繊維を混合して使用することもできる。炭素繊維の形態は、クロス、フェルト・マット、あるいは不織布等をあげることができるが、繊維の含有量を多くし、導電性樹脂組成物4との密着度を高め、強度を大幅に向上させる観点からクロスが好適である。
The reinforcing
クロスは、経糸と緯糸からなる織物であり、厚さが0.1mm以上、0.6mm以下、重量が50g/m2以上、500g/m2以下のタイプが好適である。このクロスの織り方は、平織り、綾織り、朱子織り等があるが、特に制約されるものではない。炭素繊維製クロスの編み方には、綾織や朱子織等の種類があるが、目崩れしにくい丈夫な平織が好ましい。 The cloth is a woven fabric composed of warp and weft, and is preferably a type having a thickness of 0.1 mm to 0.6 mm and a weight of 50 g / m 2 to 500 g / m 2 . The cloth weave includes plain weave, twill weave, satin weave, etc., but is not particularly limited. There are various types of carbon fiber cloth knitting methods such as twill weave and satin weave, but a strong plain weave that is difficult to break is preferable.
具体的な炭素繊維のクロスとしては、特に限定されないが、例えばトレカクロス(東レ社製:商品名)、パイロフィル織物(クロス)(三菱レイヨン社製:商品名)、テナックス織物(東邦テナックス社製:商品名)、ダイヤリード(三菱樹脂社製:商品名)等をあげることができる。 Specific carbon fiber cloth is not particularly limited. For example, trading card cloth (trade name) manufactured by Toray Co., Ltd., pyrofil fabric (cross) (trade name manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.), tenax fabric (manufactured by Toho Tenax Co., Ltd.) Product name) and diamond lead (product name: manufactured by Mitsubishi Plastics).
上記において、燃料電池用セパレータ1を製造する場合には、先ず、熱可塑性樹脂と炭素系導電材料の組成体積比率が50/50〜15/85(体積%)の導電性樹脂組成物4を用意する。導電性樹脂組成物4の離型性が悪い場合、離型剤の活用が好ましいが、導電性樹脂組成物4に離型剤を単に添加すると、成形時の高熱で離型剤が機能しなくなるおそれがある。そこで、金型10に予め離型剤を均一に塗布しておくことが好ましい。
In the above, when manufacturing the fuel cell separator 1, first, the
導電性樹脂組成物4を用意したら、導電性樹脂組成物4を金型10の下型11に直接充填して導電性樹脂組成物4の表面を整え、この導電性樹脂組成物4上に炭素繊維クロス製の補強材5を投入して水平にセットし、金型10の下型11に、補強材5を覆う導電性樹脂組成物4を新たに直接充填してその表面を整える。
When the
金型10は、例えば相対向する下型11と上型12とを備え、これら下型11と上型12とのキャビティ面には流通溝3・3A用の模様等がそれぞれ形成されており、上型12のキャビティ面には、補強材5の連通孔6を貫通する流通口2用の複数の打ち抜きピン13が配設される。金型10は、導電性樹脂組成物4の溶融開始温度未満の温度、好ましくは常温に予め加熱しておくことが好ましい。
The
金型10の下型11に新たな導電性樹脂組成物4を充填したら、金型10の下型11に上型12を型締めして所定の温度に加熱し、導電性樹脂組成物4を溶融加圧することにより、補強材5を内蔵した燃料電池用セパレータ1を圧縮成形する。この金型10の加熱加圧に際しては、圧縮成形機の所定温度まで加熱した一対の熱板間にセットするのが好ましい。金型10の加圧圧力は、300kg/cm2以上が必要となる。
When the
金型10の温度は、樹脂の結晶性と非晶性とを問わず、溶融開始温度以上熱分解温度未満、好ましくは溶融開始温度+50℃〜熱分解温度未満、より好ましくは溶融開始温度+70℃〜熱分解温度未満が良い。また、金型10の加熱加圧時間は、補強材5の炭素繊維クロス間に所定の熱可塑性樹脂が流入するのに要する時間であれば良い。具体的には、10〜80秒で十分である。
The temperature of the
金型10が加熱加圧されると、導電性樹脂組成物4の熱可塑性樹脂の溶融開始温度以上の温度域で熱可塑性樹脂が流動を開始し、補強材5である炭素繊維クロスの経糸と緯糸の間に熱可塑性樹脂が流入する。したがって、導電性樹脂組成物4の熱可塑性樹脂と補強材5とが密着し、優れた機械的強度が期待できる。また、炭素系導電材料の周辺に熱可塑性樹脂が過度に密着することが少ないので、良好な導電性が期待できる。
When the
燃料電池用セパレータ1を圧縮成形したら、金型10を加圧冷却して燃料電池用セパレータ1を脱型することにより、燃料電池用セパレータ1を得ることができる。金型10を加圧冷却する方法としては、(1)金型10を取り出して冷却された別の圧縮成形機の一対の熱板間にセットする方法、(2)金型10を圧縮成形機の一対の熱板間にセットしたままで加圧冷却する方法があげられる。
After the fuel cell separator 1 is compression molded, the fuel cell separator 1 can be obtained by pressurizing and cooling the
金型10は、導電性樹脂組成物4の熱可塑性樹脂が結晶性樹脂の場合には、溶融開始温度以下、好ましくは結晶化温度以下、より好ましくはガラス転移点以下まで冷却される。これに対し、非晶性樹脂の場合には、溶融開始温度以下、好ましくは溶融開始温度−100℃以下、より好ましくは溶融開始温度−150℃以下まで冷却される。これは、係る温度範囲まで金型10を冷却すれば、燃料電池用セパレータ1の導電性が向上したり、反りや曲がりの低減に資するからである。
When the thermoplastic resin of the
但し、冷却温度の低下で生産性が悪化するので、導電性を満足する範囲の高温で燃料電池用セパレータ1を脱型すると良い。また、熱可塑性樹脂が結晶性樹脂の場合には、ガラス転移点−30℃以上〜結晶化温度以下、非晶性樹脂の場合には、溶融開始温度−30℃以上〜溶融開始温度未満でアリーニングし、燃料電池用セパレータ1の反りや曲がりを矯正しても良い。 However, since the productivity deteriorates due to a decrease in the cooling temperature, the fuel cell separator 1 may be removed from the mold at a high temperature that satisfies the electrical conductivity. Further, when the thermoplastic resin is a crystalline resin, the glass transition point is -30 ° C. or higher to the crystallization temperature or lower. When the thermoplastic resin is an amorphous resin, The warping and bending of the fuel cell separator 1 may be corrected.
アリーニングは、燃料電池用セパレータ1を積層して0.05kg/cm2の錘を載せ、実施することが好ましい。また、製造した燃料電池用セパレータ1には、コロナ処理、紫外線処理、プラズマ処理、火炎処理やブラスト処理等の表面処理を施して親水性を向上させることができる。 The aligning is preferably performed by stacking the fuel cell separator 1 and placing a weight of 0.05 kg / cm 2 thereon. Further, the manufactured fuel cell separator 1 can be subjected to surface treatment such as corona treatment, ultraviolet treatment, plasma treatment, flame treatment or blast treatment to improve hydrophilicity.
上記によれば、燃料電池用セパレータ1に補強材5を内蔵してその材質を軽量の炭素繊維とするので、燃料電池用セパレータ1の導電性を維持しつつ薄型化を図ることができ、しかも、強度不足に伴う燃料電池用セパレータ1の破損や損傷のおそれを有効に排除することができる。また、燃料電池用セパレータ1に厚い金属板ではなく、薄い炭素繊維製クロスあるいは炭素繊維製不織布を内蔵するので、燃料電池用セパレータ1の薄肉化や軽量化に支障を来すことがなく、金属成分の溶出や重量増加等の問題も防止することができる。
According to the above, since the reinforcing
また、補強材5を炭素繊維製クロスとすれば、その多数の編目に導電性樹脂組成物4が成形時に滲入するので、燃料電池用セパレータ1と補強材5とを強固に密着して一体化し、寸法安定性や剛性を著しく向上させることが可能となる。さらに、補強材5により薄肉高強度化が期待できるので、燃料電池用セパレータ1の流通溝3・3Aを千鳥形に配列するのではなく、これらを対向させることが可能となる。したがって、燃料電池用セパレータ1を連続した断面略波形に形成してその流通溝を減少させる必要が全くなく、設計の自由度の著しい向上が期待できる。
Further, if the reinforcing
なお、上記実施形態では金型10を単に加熱加圧したり、加圧冷却したが、これらの作業の際にエネルギーコスト対策の観点から電気ヒーター等の加熱機構や冷却水路等の冷却機構を使用しても良い。また、蒸気を使用して加熱する場合には、常温で高温を得ることのできる過熱蒸気を使用すると良い。また、上記実施形態では圧縮成形前に補強材5に連通孔6を予め穿孔したが、何らこれに限定されるものではない。例えば、燃料電池用セパレータ1に複数の流通口2を確実に穿孔できるのであれば、補強材5の連通孔6を省略することもできる。
In the above embodiment, the
次に、本発明の実施例を比較例と共に説明する。
・実施例1
先ず、熱可塑性樹脂であるポリプロピレン樹脂[プライムポリマー社製:商品名 プライムポリプロ E200GV]31.0体積%、炭素系導電材料として人造黒鉛[オリエンタル産業社製:商品名 人造黒鉛粉 AT−No.5S、平均粒子径:53.3μm]69.0体積%を樹脂製容器に投入し、かつ樹脂製容器にφ10mmのジルコニアボールを併せて投入し、樹脂容器に蓋を取り付けてタンブラーミキサーに装着するとともに、このタンブラーミキサーを23℃、1時間の条件で回転させてポリプロピレン樹脂、人造黒鉛、ジルコニアボールを分散混合させ、その後、ジルコニアボールを取り出して分散混合物を調製した。
Next, examples of the present invention will be described together with comparative examples.
Example 1
First, polypropylene resin which is a thermoplastic resin [manufactured by Prime Polymer Co., Ltd .: trade name: Prime Polypro E200GV] 31.0% by volume, artificial graphite as a carbon-based conductive material [manufactured by Oriental Sangyo Co., Ltd .: trade name: artificial graphite powder AT-No. 5S, average particle diameter: 53.3 μm] 69.0% by volume is charged into a resin container, and a zirconia ball having a diameter of 10 mm is also charged into the resin container, and a lid is attached to the resin container and attached to the tumbler mixer. At the same time, this tumbler mixer was rotated at 23 ° C. for 1 hour to disperse and mix polypropylene resin, artificial graphite and zirconia balls, and then the zirconia balls were taken out to prepare a dispersion mixture.
ポリプロピレン樹脂の融点を示差走査熱量測定したところ、ポリプロピレン樹脂の融点は172℃であった。ポリプロピレン樹脂は、結晶性樹脂であるため、融点を溶融開始温度とした。示差走査熱量測定による溶融開始温度は、熱可塑性樹脂の試料10mgを精量し、示差走査熱量計にて10℃/分の昇温速度で昇温し、このときに得られる示差走査熱量曲線から求めた。 When the melting point of the polypropylene resin was measured by differential scanning calorimetry, the melting point of the polypropylene resin was 172 ° C. Since the polypropylene resin is a crystalline resin, the melting point is set as the melting start temperature. The melting start temperature by differential scanning calorimetry is obtained by accurately weighing 10 mg of a thermoplastic resin sample and raising the temperature at a heating rate of 10 ° C./min with a differential scanning calorimeter. Asked.
ここで、融点は示差走査熱量曲線において最大吸熱ピークを示す温度とし、ガラス転移点は示差走査熱量曲線のベースラインと変曲点の接線の交点とした。示差走査熱量計は、セイコー電子工業社製〔商品名 PSC220〕を使用した。また、人造黒鉛粉の平均粒径については、レーザー回折散乱法又はマイクロトラック法により測定した。 Here, the melting point was a temperature showing the maximum endothermic peak in the differential scanning calorimetry curve, and the glass transition point was the intersection of the base line of the differential scanning calorimetry curve and the tangent of the inflection point. As the differential scanning calorimeter, Seiko Electronics Co., Ltd. [trade name PSC220] was used. The average particle size of the artificial graphite powder was measured by a laser diffraction scattering method or a microtrack method.
次いで、分散混合物を200℃に加熱した加圧ニーダーに投入して10分間溶融混練し、加圧ニーダーから溶融混練物を取り出して50℃以下に冷却し、この溶融混練物をφ4mmのパンチングメタルを備えたカッターミルに投入して粉砕した。こうして溶融混練物を粉砕したら、この粉砕した溶融混練物をφ0.3mmのパンチングメタルを取り付けたピンミルに再度投入して粉砕し、導電性樹脂組成物を調製した。この導電性樹脂組成物の平均粒径をレーザー回折散乱法又はマイクロトラック法により測定したところ、85.5μmであった。 Next, the dispersion mixture is put into a pressure kneader heated to 200 ° C. and melt-kneaded for 10 minutes. The melt-kneaded product is taken out from the pressure kneader and cooled to 50 ° C. or less. It was put into a cutter mill provided and pulverized. When the melt-kneaded product was pulverized in this way, the pulverized melt-kneaded product was again put into a pin mill equipped with a punching metal having a diameter of 0.3 mm and pulverized to prepare a conductive resin composition. It was 85.5 micrometers when the average particle diameter of this conductive resin composition was measured by the laser diffraction scattering method or the microtrack method.
次いで、金型(金型内サイズ:150mm×150mm)内に導電性樹脂組成物を均一に充填し、この導電性樹脂組成物上に148mm×148mmに裁断した補強材である炭素繊維クロス〔三菱レイヨン社製:商品名 パイロフィル、品番 TR3110M、重さ 200g/m2(カタログ値)、厚さ 0.23mm(カタログ値)〕を配置するとともに、この炭素繊維クロス上に導電性樹脂組成物を新たに充填し、圧縮成形機の上下一対の熱板により、金型の側面温度が200℃に達するまで加熱加圧して燃料電池用セパレータを圧縮成形した。圧縮成形機の熱板の温度は250℃に調整し、成形圧力は燃料電池用セパレータの面積に対して600kg/cm2とした。 Subsequently, a carbon fiber cloth [Mitsubishi, which is a reinforcing material cut into 148 mm × 148 mm on the conductive resin composition, in which a conductive resin composition is uniformly filled in a mold (inside mold size: 150 mm × 150 mm). Made by Rayon Co., Ltd .: Product name Pyrofil, product number TR3110M, weight 200 g / m 2 (catalog value), thickness 0.23 mm (catalog value)], and a new conductive resin composition on this carbon fiber cloth The fuel cell separator was compression molded by heating and pressurizing with a pair of upper and lower hot plates of a compression molding machine until the side surface temperature of the mold reached 200 ° C. The temperature of the hot plate of the compression molding machine was adjusted to 250 ° C., and the molding pressure was 600 kg / cm 2 with respect to the area of the fuel cell separator.
金型の側面温度が200℃に達したら、そのままの状態で15秒間加熱加圧し、その後、上下一対の熱板に冷却水を流入し、金型の側面温度が50℃以下になるまで加圧冷却し、金型から150mm×150mm、厚さ:1mmの外形を有する燃料電池用セパレータを脱型した。こうして燃料電池用セパレータを製造したら、この燃料電池用セパレータの特性、すなわち機械的強度と導電性とをそれぞれ評価し、表1にまとめた。 When the side temperature of the mold reaches 200 ° C., heat and press for 15 seconds as it is, and then flow cooling water into a pair of upper and lower hot plates until the side temperature of the mold reaches 50 ° C. or lower. After cooling, the fuel cell separator having an outer shape of 150 mm × 150 mm and a thickness of 1 mm was removed from the mold. When the fuel cell separator was manufactured in this manner, the characteristics of the fuel cell separator, that is, mechanical strength and conductivity, were evaluated and summarized in Table 1.
燃料電池用セパレータの機械的強度についは曲げ強度[MPa]、導電性については体積抵抗値〔mΩ・cm〕によりそれぞれ評価した。曲げ強度はJIS7171に準拠し、燃料電池用セパレータの平坦部から切り出した評価用試験片により評価した。また、体積抵抗値は、燃料電池用セパレータの平坦部から切り出した評価用試験片を用いて四端子四探針法により測定した。測定器として、低抵抗率計〔三菱化学社製:商品名 ロレスタ GP MCP−T610〕を用いた。 The mechanical strength of the fuel cell separator was evaluated by bending strength [MPa], and the conductivity was evaluated by volume resistance [mΩ · cm]. The bending strength was evaluated in accordance with JIS7171, using an evaluation test piece cut out from the flat portion of the fuel cell separator. The volume resistance value was measured by a four-terminal four-probe method using an evaluation test piece cut out from the flat portion of the fuel cell separator. A low resistivity meter [manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd .: trade name: Loresta GP MCP-T610] was used as a measuring instrument.
・実施例2
先ず、樹脂製の容器に、熱可塑性樹脂としてポリプロピレン樹脂〔日本ポリプロピレン社製:商品名 ノバティック MA3U〕33.1体積%、炭素系導電材料として人造黒鉛〔オリエンタル産業社製:商品名 人造黒鉛粉 AT−No.5S、平均粒子径:53.3μm〕66.9体積%、攪拌媒体としてφ10mmのジルコニアボールをそれぞれ投入して蓋を取り付けた。
Example 2
First, polypropylene resin (made by Nippon Polypropylene, trade name: Novatik MA3U), 33.1% by volume as a thermoplastic resin, and artificial graphite as a carbon-based conductive material (made by Oriental Sangyo Co., Ltd .: trade name, artificial graphite powder) AT-No. 5S, average particle diameter: 53.3 μm] 66.9% by volume, and zirconia balls having a diameter of 10 mm were added as stirring media, and lids were attached.
こうして蓋を取り付けたら、容器をタンブラーミキサーに装着して26℃、1時間の条件で回転させ、これらポリプロピレン樹脂、人造黒鉛、ジルコニアボールを分散混合させ、ジルコニアボールを取り出してポリプロピレン樹脂と人造黒鉛の分散混合物を調製した。ポリプロピレン樹脂の融点を示差走査熱量測定したところ、ポリプロピレン樹脂の融点は169℃であった。ポリプロピレン樹脂は、結晶性樹脂であるため、融点を溶融開始温度とした。 After the lid is attached in this manner, the container is mounted on a tumbler mixer and rotated under the conditions of 26 ° C. for 1 hour, and these polypropylene resin, artificial graphite and zirconia balls are dispersed and mixed, and the zirconia balls are taken out and made of polypropylene resin and artificial graphite. A dispersion mixture was prepared. When the melting point of the polypropylene resin was measured by differential scanning calorimetry, the melting point of the polypropylene resin was 169 ° C. Since the polypropylene resin is a crystalline resin, the melting point is set as the melting start temperature.
次いで、分散混合物を200℃に加熱した加圧ニーダーに投入して10分間溶融混練し、加圧ニーダーから溶融混練物を取り出して50℃以下に冷却し、この溶融混練物をφ4mmのパンチングメタルを備えたカッターミルに投入して粉砕した。こうして溶融混練物を粉砕したら、この粉砕した溶融混練物をφ0.5mmのパンチングメタルを取り付けたピンミルに再度投入して粉砕した。この粉砕した溶融混練物の平均粒径を測定したところ、108.7μmであった。 Next, the dispersion mixture is put into a pressure kneader heated to 200 ° C. and melt-kneaded for 10 minutes. The melt-kneaded product is taken out from the pressure kneader and cooled to 50 ° C. or less. It was put into a cutter mill provided and pulverized. When the melt-kneaded product was pulverized in this way, the pulverized melt-kneaded product was again put into a pin mill equipped with a φ0.5 mm punching metal and pulverized. The average particle size of the crushed melt-kneaded product was measured and found to be 108.7 μm.
溶融混練物を粉砕したら、樹脂製の容器に、溶融混練物、人造黒鉛の体積比率が70.8体積%となるよう、人造黒鉛〔オリエンタル産業社製:商品名 人造黒鉛粉 AT−No.5S、平均粒子径:53.3μm〕、φ10mmのジルコニアボールをそれぞれ投入して蓋を取り付けた。蓋を取り付けたら、容器をタンブラーミキサーに装着して25℃、1時間の条件で回転させ、これら溶融混練物、人造黒鉛、ジルコニアボールを分散混合させた後、ジルコニアボールを取り出して導電性樹脂組成物を調製した。 When the melt-kneaded product is pulverized, artificial graphite [manufactured by Oriental Sangyo Co., Ltd .: trade name artificial graphite powder AT-No. 5S, average particle diameter: 53.3 μm] and φ10 mm zirconia balls were introduced, and lids were attached. Once the lid is attached, the container is attached to a tumbler mixer and rotated under the conditions of 25 ° C. for 1 hour, and after these melt-kneaded materials, artificial graphite, and zirconia balls are dispersed and mixed, the zirconia balls are taken out and a conductive resin composition is obtained. A product was prepared.
以下、実施例1と同様の方法により燃料電池用セパレータを製造したが、補強材である炭素繊維クロスとして、商品名:W−3161〔東邦テナックス社製、重さ 200g/m2(カタログ値)、厚さ 0.25mm(カタログ値)〕を使用した。燃料電池用セパレータを製造したら、この燃料電池用セパレータの特性、すなわち機械的強度と導電性とを実施例1と同様の方法により評価し、表1にまとめた。 Hereinafter, a separator for a fuel cell was produced by the same method as in Example 1, but as a carbon fiber cloth as a reinforcing material, a trade name: W-3161 [manufactured by Toho Tenax Co., Ltd., weight 200 g / m 2 (catalog value) , Thickness 0.25 mm (catalog value)]. When the fuel cell separator was manufactured, the characteristics of the fuel cell separator, that is, mechanical strength and conductivity, were evaluated by the same method as in Example 1, and are summarized in Table 1.
・実施例3
先ず、熱可塑性樹脂であるポリフェニレンサルファイド樹脂〔東レ社製:商品名 トレリナE2180〕を冷凍粉砕法により粉砕した。粉砕したポリフェニルサルファイド樹脂の平均粒子径をレーザー回折散乱法又はマイクロトラック法により測定したところ、57.8μmであった。
Example 3
First, polyphenylene sulfide resin [manufactured by Toray Industries, Inc .: trade name Torelina E2180] which is a thermoplastic resin was pulverized by a freeze pulverization method. The average particle size of the pulverized polyphenyl sulfide resin was measured by a laser diffraction scattering method or a microtrack method, and found to be 57.8 μm.
ポリフェニレンサルファイド樹脂を粉砕したら、このポリフェニレンサルファイド樹脂32.3体積%と、炭素系導電材料として人造黒鉛〔オリエント産業社製:商品名 人造黒鉛粉 AT−No.5S、平均粒径53.3μm〕67.7体積%とを樹脂容器に投入し、攪拌媒体としてφ10mmのジルコニアボールをそれぞれ投入して蓋を取り付けた。 When the polyphenylene sulfide resin is pulverized, 32.3% by volume of the polyphenylene sulfide resin and artificial graphite as a carbon-based conductive material [trade name: artificial graphite powder AT-No. 5S, average particle diameter 53.3 μm] was introduced into a resin container, and zirconia balls with a diameter of 10 mm were respectively introduced as a stirring medium, and a lid was attached.
蓋を取り付けたら、容器をタンブラーミキサーに装着して26℃、1時間の条件で回転させ、これらポリフェニレンサルファイド樹脂、人造黒鉛、ジルコニアボールを分散混合させ、ジルコニアボールを取り出して導電性樹脂組成物を調製した。ポリフェニレンサルファイド樹脂の融点を示差走査熱量測定したところ、ポリフェニレンサルファイド樹脂の融点は280℃であった。ポリフェニレンサルファイド樹脂は、結晶性樹脂なので、融点を溶融開始温度とした。 Once the lid is attached, the container is attached to a tumbler mixer and rotated at 26 ° C. for 1 hour. The polyphenylene sulfide resin, artificial graphite and zirconia balls are dispersed and mixed, and the zirconia balls are taken out to obtain the conductive resin composition. Prepared. When the melting point of the polyphenylene sulfide resin was measured by differential scanning calorimetry, the melting point of the polyphenylene sulfide resin was 280 ° C. Since polyphenylene sulfide resin is a crystalline resin, the melting point was set as the melting start temperature.
次いで、金型(金型内サイズ:150mm×150mm)内に導電性樹脂組成物を均一に充填し、この導電性樹脂組成物上に148mm×148mmに裁断した補強材である炭素繊維クロス〔三菱レイヨン社製:商品名 パイロフィル、品番 TRK101M、重さ 400g/m2、厚さ 0.43mm〕を配置し、さらに炭素繊維クロス上に導電性樹脂組成物を新たに充填し、圧縮成形機の上下一対の熱板により、金型の側面温度が350℃に達するまで加熱加圧して燃料電池用セパレータを圧縮成形した。圧縮成形機の熱板の温度は380℃に調整し、成形圧力は燃料電池用セパレータの面積に対して600kg/cm2とした。 Subsequently, a carbon fiber cloth [Mitsubishi, which is a reinforcing material cut into 148 mm × 148 mm on the conductive resin composition, in which a conductive resin composition is uniformly filled in a mold (inside mold size: 150 mm × 150 mm). Manufactured by Rayon Co., Ltd .: trade name Pyrofil, product number TRK101M, weight 400 g / m 2 , thickness 0.43 mm], and a conductive resin composition is newly filled on the carbon fiber cloth, and the upper and lower sides of the compression molding machine The fuel cell separator was compression molded by heating and pressurizing with a pair of hot plates until the side surface temperature of the mold reached 350 ° C. The temperature of the hot plate of the compression molding machine was adjusted to 380 ° C., and the molding pressure was 600 kg / cm 2 with respect to the area of the fuel cell separator.
金型の側面温度が350℃に達したら、そのままの状態で30秒間加熱加圧し、その後、上下一対の熱板に冷却水を流入し、金型の側面温度が50℃以下になるまで加圧冷却し、金型から150mm×150mm、厚さ1mmの外形を有する燃料電池用セパレータを脱型した。燃料電池用セパレータを製造したら、この燃料電池用セパレータの機械的強度と導電性とを実施例1と同様の方法により評価し、表1にまとめた。 When the side temperature of the mold reaches 350 ° C., heat and press for 30 seconds as it is, and then flow cooling water into a pair of upper and lower hot plates until the side temperature of the mold reaches 50 ° C. or lower. After cooling, the fuel cell separator having an outer shape of 150 mm × 150 mm and a thickness of 1 mm was removed from the mold. When the fuel cell separator was manufactured, the mechanical strength and conductivity of the fuel cell separator were evaluated in the same manner as in Example 1, and are summarized in Table 1.
・実施例4
先ず、樹脂製の容器に、実施例3で使用したポリフェニレンサルファイド樹脂21.7体積%と、炭素導電性樹脂組成物として鱗片状黒鉛〔中越黒鉛工業社製:商品名 HG−50A、平均粒径50μm(カタログ値)〕78.3体積%とを樹脂容器に投入し、攪拌媒体としてφ10mmのジルコニアボールをそれぞれ投入して蓋を取り付けた。こうして蓋を取り付けたら、容器をタンブラーミキサーに装着して26℃、1時間の条件で回転させ、これらポリフェニレンサルファイド樹脂、鱗片状黒鉛、ジルコニアボールを分散混合させ、ジルコニアボールを取り出して分散混合物を調製した。
Example 4
First, in a resin container, 21.7% by volume of the polyphenylene sulfide resin used in Example 3, and scaly graphite as a carbon conductive resin composition [manufactured by Chuetsu Graphite Industry Co., Ltd .: trade name HG-50A, average particle size] 50 μm (catalog value)] was introduced into a resin container, and a zirconia ball having a diameter of 10 mm was added as a stirring medium to attach a lid. After attaching the lid in this way, the container is mounted on a tumbler mixer and rotated under the conditions of 26 ° C. for 1 hour to disperse and mix these polyphenylene sulfide resin, scaly graphite and zirconia balls, and the zirconia balls are taken out to prepare a dispersion mixture. did.
次いで、分散混合物を320℃に加熱した加圧ニーダーに投入して10分間溶融混練し、加圧ニーダーから溶融混練物を取り出して50℃以下に冷却し、この溶融混練物をφ4mmのパンチングメタルを備えたカッターミルに投入して粉砕した。溶融混練物を粉砕したら、この粉砕した溶融混練物をφ0.3mmのパンチングメタルを取り付けたピンミルに再度投入して粉砕し、導電性樹脂組成物を調製した。導電性樹脂組成物の平均粒径を測定したところ、65.5μmであった。粉砕した溶融混練物の平均粒径については、レーザー回折散乱法又はマイクロトラック法により測定した。 Next, the dispersion mixture is put into a pressure kneader heated to 320 ° C. and melt-kneaded for 10 minutes. The melt-kneaded product is taken out from the pressure kneader and cooled to 50 ° C. or lower. It was put into a cutter mill provided and pulverized. When the melt-kneaded product was pulverized, the pulverized melt-kneaded product was again put into a pin mill equipped with a punching metal having a diameter of 0.3 mm and pulverized to prepare a conductive resin composition. When the average particle diameter of the conductive resin composition was measured, it was 65.5 μm. The average particle size of the pulverized melt-kneaded product was measured by a laser diffraction scattering method or a microtrack method.
以下、実施例3と同様に燃料電池用セパレータを製造し、燃料電池用セパレータの機械的強度と導電性とをそれぞれ評価して表1にまとめた。補強材である炭素繊維クロスは、実施例1で使用したパイロフィル〔三菱レイヨン社製:商品名、品番 TR3110M、重さ 200g/m2(カタログ値)、厚さ 0.23mm(カタログ値)〕とした。その他の部分については、実施例1と同様とした。 Hereinafter, a fuel cell separator was produced in the same manner as in Example 3, and the mechanical strength and conductivity of the fuel cell separator were evaluated and summarized in Table 1. The carbon fiber cloth which is a reinforcing material is the pyrofil used in Example 1 [manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd .: trade name, product number TR3110M, weight 200 g / m 2 (catalog value), thickness 0.23 mm (catalog value)] did. The other parts were the same as in Example 1.
・実施例5
先ず、ポリフェニルサルホン樹脂〔BASF社製:商品名 ウルトラゾーンP3010〕を衝突粉砕法により粉砕した。粉砕したポリフェニルサルホン樹脂の平均粒子径をレーザー回折散乱法又はマイクロトラック法により測定したところ、62.7μmであった。ポリフェニレサルホン樹脂を粉砕したら、このポリフェニレサルホン樹脂30.7体積%と、炭素系導電材料として人造黒鉛〔オリエント産業社製:商品名 人造黒鉛粉 AT−No.5S、平均粒径53.3μm〕69.3体積%とを樹脂容器に投入し、攪拌媒体としてφ10mmのジルコニアボールをそれぞれ投入して蓋を取り付けた。
Example 5
First, polyphenylsulfone resin [manufactured by BASF: trade name Ultra Zone P3010] was pulverized by a collision pulverization method. The average particle size of the pulverized polyphenylsulfone resin was measured by a laser diffraction scattering method or a microtrack method, and found to be 62.7 μm. When the polyphenylesulphone resin is pulverized, 30.7% by volume of the polyphenylesulphone resin and artificial graphite (made by Orient Sangyo Co., Ltd .: trade name artificial graphite powder AT-No. 5S, average particle size of 53.3 μm] was introduced into a resin container, and zirconia balls having a diameter of 10 mm were added as stirring media, and a lid was attached.
蓋を取り付けたら、容器をタンブラーミキサーに装着して26℃、1時間の条件で回転させ、これらポリフェニルサルホン樹脂、人造黒鉛、ジルコニアボールを分散混合させ、ジルコニアボールを取り出して導電性樹脂組成物を調製した。ポリフェニルサルホン樹脂のガラス転移点を示差走査熱量測定したところ、ガラス転移点は218℃であった。ポリフェニルサルホン樹脂は、非晶性樹脂なので、ガラス転移点を溶融開始温度とした。 Once the lid is attached, the container is mounted on a tumbler mixer and rotated at 26 ° C. for 1 hour. These polyphenylsulfone resins, artificial graphite, and zirconia balls are dispersed and mixed, and the zirconia balls are taken out to form a conductive resin composition. A product was prepared. When the glass transition point of the polyphenylsulfone resin was measured by differential scanning calorimetry, the glass transition point was 218 ° C. Since the polyphenylsulfone resin is an amorphous resin, the glass transition point is set as the melting start temperature.
次いで、金型(金型内サイズ:150mm×150mm)内に導電性樹脂組成物を均一に充填し、この導電性樹脂組成物上に148mm×148mmに裁断した炭素繊維クロス〔三菱レイヨン社製:商品名 パイロフィル、品番 TR3110M、重さ 200g/m2(カタログ値)、厚さ 0.23mm(カタログ値)〕を配置するとともに、この炭素繊維クロス上に新たな導電性樹脂組成物を充填し、圧縮成形機の上下一対の熱板により、金型の側面温度が360℃に達するまで加熱加圧して燃料電池用セパレータを圧縮成形した。圧縮成形機の熱板の温度は400℃に調整し、成形圧力は燃料電池用セパレータの面積に対して600kg/cm2とした。 Next, a carbon fiber cloth (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd .: 148 mm × 148 mm cut into 148 mm × 148 mm on the conductive resin composition, in which a conductive resin composition is uniformly filled in a mold (inside mold size: 150 mm × 150 mm). Product name Pyrofil, product number TR3110M, weight 200 g / m 2 (catalog value), thickness 0.23 mm (catalog value)], and a new conductive resin composition is filled on this carbon fiber cloth, The fuel cell separator was compression molded by heating and pressurizing with a pair of upper and lower hot plates of a compression molding machine until the side surface temperature of the mold reached 360 ° C. The temperature of the hot plate of the compression molding machine was adjusted to 400 ° C., and the molding pressure was 600 kg / cm 2 with respect to the area of the fuel cell separator.
金型の側面温度が360℃に達したら、そのままの状態で60秒間加熱加圧し、その後、上下一対の熱板に冷却水を流入し、金型の側面温度が70℃以下になるまで加圧冷却し、金型から150mm×150mm、厚さ1mmの外形を有する燃料電池用セパレータを脱型した。燃料電池用セパレータを脱型したら、この燃料電池用セパレータの機械的強度と導電性とをそれぞれ評価して表1にまとめた。その他の部分については、実施例1と同様とした。 When the side surface temperature of the mold reaches 360 ° C., heat and press for 60 seconds as it is, and then inject cooling water into a pair of upper and lower hot plates and pressurize until the side surface temperature of the mold reaches 70 ° C. or less. After cooling, the fuel cell separator having an outer shape of 150 mm × 150 mm and a thickness of 1 mm was removed from the mold. After removing the fuel cell separator, the mechanical strength and conductivity of the fuel cell separator were evaluated and summarized in Table 1. The other parts were the same as in Example 1.
・実施例6
先ず、ポリフェニルサルホン樹脂〔BASF社製:商品名 ウルトラゾーンP3010〕16.4体積%、炭素系導電材料として人造黒鉛[オリエンタル産業社製:商品名 人造黒鉛粉 AT−No.5S、平均粒子径:53.3μm]83.6体積%を樹脂製容器に投入し、かつ樹脂製容器にφ10mmのジルコニアボールを併せて投入し、樹脂容器に蓋を取り付けてタンブラーミキサーに装着するとともに、このタンブラーミキサーを23℃、1時間の条件で回転させてポリフェニルサルホン樹脂、人造黒鉛、ジルコニアボールを分散混合させ、その後、ジルコニアボールを取り出して分散混合物を調製した。
Example 6
First, polyphenylsulfone resin [manufactured by BASF: trade name Ultra Zone P3010] 16.4% by volume, artificial graphite as a carbon-based conductive material [manufactured by Oriental Sangyo Co., Ltd .: trade name, artificial graphite powder AT-No. 5S, average particle diameter: 53.3 μm] 83.6% by volume is put into a resin container, and a zirconia ball having a diameter of 10 mm is also put into the resin container, and a lid is attached to the resin container and attached to the tumbler mixer. At the same time, the tumbler mixer was rotated at 23 ° C. for 1 hour to disperse and mix polyphenylsulfone resin, artificial graphite and zirconia balls, and then the zirconia balls were taken out to prepare a dispersion mixture.
次いで、分散混合物を350℃に加熱した加圧ニーダーに投入して10分間溶融混練し、加圧ニーダーから溶融混練物を取り出して50℃以下に冷却し、この溶融混練物をφ4mmのパンチングメタルを備えたカッターミルに投入して粉砕した。こうして溶融混練物を粉砕したら、この粉砕した溶融混練物をφ0.3mmのパンチングメタルを取り付けたピンミルに再度投入して粉砕し、導電性樹脂組成物を調製した。導電性樹脂組成物の平均粒径を測定したところ、73.5μmであった。粉砕した溶融混練物の平均粒径については、レーザー回折散乱法又はマイクロトラック法により測定した。 Next, the dispersion mixture is put into a pressure kneader heated to 350 ° C. and melt-kneaded for 10 minutes. The melt-kneaded product is taken out from the pressure kneader and cooled to 50 ° C. or lower. It was put into a cutter mill provided and pulverized. When the melt-kneaded product was pulverized in this way, the pulverized melt-kneaded product was again put into a pin mill equipped with a punching metal having a diameter of 0.3 mm and pulverized to prepare a conductive resin composition. When the average particle diameter of the conductive resin composition was measured, it was 73.5 μm. The average particle size of the pulverized melt-kneaded product was measured by a laser diffraction scattering method or a microtrack method.
以下、実施例5と同様に燃料電池用セパレータを製造し、製造した燃料電池用セパレータの機械的強度と導電性とを実施例1と同様に評価し、表1にまとめた。炭素繊維クロスは、実施例2で使用した商品名:W−3161〔東邦テナックス社製、重さ 200g/m2(カタログ値)、厚さ 0.25mm(カタログ値)〕を選択した。 Hereinafter, a fuel cell separator was produced in the same manner as in Example 5. The mechanical strength and conductivity of the produced fuel cell separator were evaluated in the same manner as in Example 1, and are summarized in Table 1. For the carbon fiber cloth, the trade name used in Example 2: W-3161 [manufactured by Toho Tenax Co., Ltd., weight 200 g / m 2 (catalog value), thickness 0.25 mm (catalog value)] was selected.
・比較例1
実施例1で調製したポリプロピレン樹脂と人造黒鉛とからなる導電性樹脂組成物を金型(金型内サイズ:150mm×150mm)内に均一に充填し、金型の側面温度が200℃に達するまで加熱加圧して燃料電池用セパレータを圧縮成形した。圧縮成形機の熱板の温度は250℃とし、成形圧力は燃料電池用セパレータの面積に対して600kg/cm2とした。
Comparative example 1
The conductive resin composition comprising the polypropylene resin and artificial graphite prepared in Example 1 is uniformly filled in a mold (in-mold size: 150 mm × 150 mm) until the side surface temperature of the mold reaches 200 ° C. The fuel cell separator was compression molded by heating and pressing. The temperature of the hot plate of the compression molding machine was 250 ° C., and the molding pressure was 600 kg / cm 2 with respect to the area of the fuel cell separator.
金型の側面温度が200℃に達したら、そのままの状態で30秒間加熱加圧し、その後、上下一対の熱板に冷却水を流入し、金型の側面温度が50℃以下になるまで加圧冷却し、金型から150mm×150mm×1mmの外形を有する燃料電池用セパレータを脱型した。 When the side temperature of the mold reaches 200 ° C., heat and press for 30 seconds as it is, and then flow cooling water into a pair of upper and lower hot plates until the side temperature of the mold reaches 50 ° C. or lower. After cooling, the fuel cell separator having an outer shape of 150 mm × 150 mm × 1 mm was removed from the mold.
燃料電池用セパレータを製造したら、この燃料電池用セパレータの特性、すなわち機械的強度と導電性とを実施例1と同様の方法により評価し、表2にまとめた。 When the fuel cell separator was manufactured, the characteristics of the fuel cell separator, that is, mechanical strength and conductivity were evaluated by the same method as in Example 1, and are summarized in Table 2.
・比較例2
実施例1で使用したポリプロピレン樹脂55.3体積%と、炭素系導電材料として人造黒鉛44.7体積%とを実施例1と同様の方法で分散混合物を調製した。こうして分散混合物を調製したら、この分散混合物からジルコニアボールを取り出してポリプロピレン樹脂と人造黒鉛の分散混合物を調製した。分散混合物を調製したら、この分散混合物の平均粒子径をレーザー回折散乱法又はマイクロトラック法により測定し、平均粒子径を求めたところ、104μmであった。
Comparative example 2
A dispersion mixture was prepared in the same manner as in Example 1, except that 55.3% by volume of the polypropylene resin used in Example 1 and 44.7% by volume of artificial graphite as a carbon-based conductive material were used. When the dispersion mixture was prepared in this manner, zirconia balls were taken out from the dispersion mixture to prepare a dispersion mixture of polypropylene resin and artificial graphite. When the dispersion mixture was prepared, the average particle size of the dispersion mixture was measured by the laser diffraction scattering method or the microtrack method, and the average particle size was determined to be 104 μm.
次いで、分散混合物を実施例1の方法により導電性樹脂組成物に調製し、実施例1の方法で燃料電池用セパレータを製造した。この際、補強材である炭素繊維クロスは、実施例1で使用したパイロフィル〔三菱レイヨン社製:商品名、品番 TR3110M、重さ 200g/m2(カタログ値)、厚さ 0.23mm(カタログ値)〕を選択した。燃料電池用セパレータを製造したら、この燃料電池用セパレータの機械的強度と導電性とを実施例1と同様の方法により評価し、表2にまとめた。 Next, a dispersion mixture was prepared into a conductive resin composition by the method of Example 1, and a fuel cell separator was produced by the method of Example 1. At this time, the carbon fiber cloth as the reinforcing material was the pyrofil used in Example 1 [Mitsubishi Rayon Co., Ltd .: trade name, product number TR3110M, weight 200 g / m 2 (catalog value), thickness 0.23 mm (catalog value). )] Was selected. When the fuel cell separator was manufactured, the mechanical strength and conductivity of the fuel cell separator were evaluated in the same manner as in Example 1, and are summarized in Table 2.
・比較例3
実施例3の粉砕したポリフェニルサルファイド樹脂10体積%と、人造黒鉛90体積%を実施例3と同様の方法で分散混合物に調製し、この分散混合物を実施例3の方法に従い導電性樹脂組成物に調製し、実施例3の方法に従い導電性樹脂組成物から燃料電池用セパレータを製造した。補強材である炭素繊維クロスは、実施例1で使用したパイロフィル〔三菱レイヨン社製:商品名、品番 TR3110M、重さ 200g/m2(カタログ値)、厚さ 0.23mm(カタログ値)〕を用いた。
Comparative example 3
10% by volume of the pulverized polyphenyl sulfide resin of Example 3 and 90% by volume of artificial graphite were prepared into a dispersion mixture by the same method as in Example 3, and this dispersion mixture was prepared according to the method of Example 3 to be a conductive resin composition. A fuel cell separator was produced from the conductive resin composition according to the method of Example 3. The carbon fiber cloth as a reinforcing material is the pyrofil used in Example 1 (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd .: trade name, product number TR3110M, weight 200 g / m 2 (catalog value), thickness 0.23 mm (catalog value)). Using.
燃料電池用セパレータを製造したら、この燃料電池用セパレータの機械的強度と導電性とを実施例1と同様の方法により評価し、表2にまとめた。 When the fuel cell separator was manufactured, the mechanical strength and conductivity of the fuel cell separator were evaluated in the same manner as in Example 1, and are summarized in Table 2.
実施例1〜6によれば、表1に示すように、優れた機械的強度と導電性の燃料電池用セパレータを得ることができた。これに対し、比較例1〜3によれば、表2に示すように、燃料電池用セパレータの機械的強度と導電性の少なくともいずれかが悪化し、満足する結果を得ることができなかった。 According to Examples 1-6, as shown in Table 1, the separator for fuel cells excellent in mechanical strength and conductivity could be obtained. On the other hand, according to Comparative Examples 1 to 3, as shown in Table 2, at least one of the mechanical strength and conductivity of the fuel cell separator deteriorated, and satisfactory results could not be obtained.
本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法は、例えば燃料電池自動車、家電機器、モバイル機器の分野等で使用することができる。 The fuel cell separator manufacturing method according to the present invention can be used , for example, in the fields of fuel cell automobiles, home appliances, mobile devices, and the like.
1 燃料電池用セパレータ
3 流通溝
3A 流通溝
4 導電性樹脂組成物
5 補強材
10 金型
11 下型
12 上型
13 打ち抜きピン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
金型を、対向する下型と上型とから構成し、これら下型と上型とのキャビティ面に燃料電池用セパレータの流通溝用の模様を形成し、上型のキャビティ面に、燃料電池用セパレータの流通口用の複数の打ち抜きピンを配設し、
導電性樹脂組成物を、熱可塑性樹脂と平均粒子径が1μm以上500μm以下の人造黒鉛とを溶融混練して粉砕することにより調製し、熱可塑性樹脂と人造黒鉛の組成体積比率を50/50〜15/85(体積%)とし、
金型に離型剤を塗布してその下型に導電性樹脂組成物を充填し、この導電性樹脂組成物上に、0.1〜0.6mmの厚さを有する炭素繊維製のクロスからなる補強材を投入し、金型の下型に、補強材を覆う導電性樹脂組成物を新たに充填し、その後、金型の下型に上型を型締めしてその複数の打ち抜きピンを補強材の連通孔に貫通させるとともに、導電性樹脂組成物を溶融加圧して導電性樹脂組成物と補強材とを密着させることにより、補強材を内蔵した燃料電池用セパレータを圧縮成形し、燃料電池用セパレータの周縁部付近に流体用の複数の流通口をそれぞれ穿孔し、燃料電池用セパレータの両面には、流体用の流通溝をそれぞれ複数凹み形成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。 A fuel cell separator manufacturing method for manufacturing a thin plate fuel cell separator having a thickness of 1 mm or less overlapping an electrode assembly by molding a conductive resin composition with a mold ,
The mold is composed of a lower mold and an upper mold facing each other, a pattern for the flow groove of the separator for the fuel cell is formed on the cavity surface of the lower mold and the upper mold, and the fuel cell is formed on the cavity surface of the upper mold. Arranging a plurality of punching pins for the distribution port of the separator for
A conductive resin composition is prepared by melting and kneading a thermoplastic resin and artificial graphite having an average particle diameter of 1 μm or more and 500 μm or less and pulverizing, and the composition volume ratio of the thermoplastic resin and the artificial graphite is 50 / 50˜ 15/85 (volume%)
A mold release agent is applied to the mold, and the lower mold is filled with the conductive resin composition. On the conductive resin composition, a carbon fiber cloth having a thickness of 0.1 to 0.6 mm is used. The lower mold is filled with a conductive resin composition that covers the reinforcement, and then the upper mold is clamped to the lower mold and the plurality of punching pins are attached. The fuel cell separator containing the reinforcing material is compression-molded by passing through the communication hole of the reinforcing material and melt-pressing the conductive resin composition to bring the conductive resin composition and the reinforcing material into close contact with each other. A fuel cell separator characterized in that a plurality of fluid flow ports are formed in the vicinity of the peripheral edge of the battery separator, and a plurality of fluid flow grooves are formed on both sides of the fuel cell separator. Production method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012157411A JP5797164B2 (en) | 2012-07-13 | 2012-07-13 | Manufacturing method of fuel cell separator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012157411A JP5797164B2 (en) | 2012-07-13 | 2012-07-13 | Manufacturing method of fuel cell separator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014022096A JP2014022096A (en) | 2014-02-03 |
JP5797164B2 true JP5797164B2 (en) | 2015-10-21 |
Family
ID=50196778
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012157411A Active JP5797164B2 (en) | 2012-07-13 | 2012-07-13 | Manufacturing method of fuel cell separator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5797164B2 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170068686A (en) * | 2015-12-09 | 2017-06-20 | (주)엘지하우시스 | Composite materials separator and method of manufacturing the same |
KR101926457B1 (en) * | 2016-04-21 | 2018-12-07 | (주)엘지하우시스 | Composite materials separator and method of manufacturing the same |
KR101926458B1 (en) * | 2016-04-21 | 2018-12-07 | (주)엘지하우시스 | Composite materials separator and method of manufacturing the same |
US20190319277A1 (en) | 2016-12-27 | 2019-10-17 | Showa Denko K.K. | Thermoplastic resin composition, molded body, separator for fuel cell, bipolar plate for redox flow cell, and method for producing molded body |
JP7382539B2 (en) * | 2021-07-16 | 2023-11-16 | 信越ポリマー株式会社 | Fuel cell separator and its manufacturing method |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3596773B2 (en) * | 2001-09-28 | 2004-12-02 | 松下電器産業株式会社 | Polymer electrolyte fuel cell |
TWI241732B (en) * | 2002-09-25 | 2005-10-11 | E I Du Pont Canada Company | Mesh reinforced fuel cell separator plate |
JP2005268042A (en) * | 2004-03-18 | 2005-09-29 | Mitsubishi Electric Corp | Fuel battery cell |
JP2008527645A (en) * | 2005-01-10 | 2008-07-24 | デーナ、コーポレイション | Fuel cell separator plate reinforcement via joint assembly |
US20080116609A1 (en) * | 2005-01-10 | 2008-05-22 | Darke Joseph B | In-Situ Molding Of Fuel Cell Separator Plate Reinforcement |
JP2008078023A (en) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | Manufacturing method of separator for fuel cell, and separator for the fuel cell |
KR100886525B1 (en) * | 2007-02-05 | 2009-03-02 | 엘에스전선 주식회사 | Separator for fuel cell and stack for fuel cell comprising the same |
JP5349267B2 (en) * | 2009-12-03 | 2013-11-20 | 信越ポリマー株式会社 | Manufacturing method of fuel cell separator and fuel cell separator |
JP5465091B2 (en) * | 2010-06-02 | 2014-04-09 | 信越ポリマー株式会社 | Manufacturing method of fuel cell separator and fuel cell separator |
-
2012
- 2012-07-13 JP JP2012157411A patent/JP5797164B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014022096A (en) | 2014-02-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5797164B2 (en) | Manufacturing method of fuel cell separator | |
Radzuan et al. | The effect of milled carbon fibre filler on electrical conductivity in highly conductive polymer composites | |
Boyaci San et al. | A review of thermoplastic composites for bipolar plate applications | |
Lee et al. | Structural optimization of graphite for high-performance fluorinated ethylene–propylene composites as bipolar plates | |
KR101068826B1 (en) | Separator for fuel cell, single cell unit for fuel cell, short stack unit for fuel cell, and production methods of separator for fuel cell and cell unit〔single cell unit or short stack unit〕for fuel cell | |
Suherman et al. | Effect of small-sized conductive filler on the properties of an epoxy composite for a bipolar plate in a PEMFC | |
CN100438170C (en) | Conductive structure, method for manufacturing the same and separator for fuel cell | |
CN102448696B (en) | Sheet press molding method and method of producing fuel cell separator | |
JP5349267B2 (en) | Manufacturing method of fuel cell separator and fuel cell separator | |
Kim et al. | Material selection windows for hybrid carbons/poly (phenylene sulfide) composite for bipolar plates of fuel cell | |
Akhtar et al. | Multi-component MWCNT/NG/EP-based bipolar plates with enhanced mechanical and electrical characteristics fabricated by compression moulding | |
JP2016081900A (en) | Fuel cell separator and manufacturing method thereof, fuel cell, conductive molding body and manufacturing method thereof, and conductive molding unwoven fabric and sheet making method thereof | |
Onyu et al. | Evaluation of the possibility for using polypropylene/graphene composite as bipolar plate material instead of polypropylene/graphite composite | |
TW200522425A (en) | Separator for fuel cell and its manufacturing method | |
CN100359732C (en) | Method for improving conductivity of bipolar plate of high-conducting composite material | |
Dweiri | The Potential of Using Graphene Nanoplatelets for Electrically Conductive Compression-Molded Plates. | |
JP5465091B2 (en) | Manufacturing method of fuel cell separator and fuel cell separator | |
JP4780257B2 (en) | Fuel cell separator and manufacturing method thereof | |
Wang et al. | The synergistic effects of carbon black and carbon fibre on the thermal conductivity of silicone rubber | |
JP2013058414A (en) | Fuel cell separator and method for manufacturing the same | |
JP2006164816A (en) | Sheet manufactured by papermaking method and separator for fuel cell | |
Saadat et al. | Enhancing performance of advanced fuel cell design with functional energy materials and process | |
WO2015040278A1 (en) | Carbon-containing composites and their electrochemical applications | |
CN1957495B (en) | Electrically conducting resin composition for fuel cell separator and fuel cell separator | |
Jiang et al. | Properties of injection molded high density polyethylene nanocomposites filled with exfoliated graphene nanoplatelets |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140918 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150528 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150602 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150612 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150707 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150715 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150818 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150818 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5797164 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |