JPH0660885A - 多孔質炭素板の撥水処理法 - Google Patents
多孔質炭素板の撥水処理法Info
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- JPH0660885A JPH0660885A JP4210286A JP21028692A JPH0660885A JP H0660885 A JPH0660885 A JP H0660885A JP 4210286 A JP4210286 A JP 4210286A JP 21028692 A JP21028692 A JP 21028692A JP H0660885 A JPH0660885 A JP H0660885A
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- porous carbon
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- 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
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- Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 多孔質炭素板の撥水処理において、燐酸によ
る多孔質炭素板内部の濡れを防止し、空隙の閉塞を防ぐ
ことを目的とする。 【構成】 多孔質炭素板にフッ素樹脂エマルジョンを含
浸させる撥水処理法について、含浸させたフッ素樹脂エ
マルジョンを凍結させ、次いで加熱乾燥し、３４０〜４
００℃に加熱しフッ素樹脂を融着させ、炭素板に担持さ
せることを特徴とする多孔質炭素板の撥水処理方法。
る多孔質炭素板内部の濡れを防止し、空隙の閉塞を防ぐ
ことを目的とする。 【構成】 多孔質炭素板にフッ素樹脂エマルジョンを含
浸させる撥水処理法について、含浸させたフッ素樹脂エ
マルジョンを凍結させ、次いで加熱乾燥し、３４０〜４
００℃に加熱しフッ素樹脂を融着させ、炭素板に担持さ
せることを特徴とする多孔質炭素板の撥水処理方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多孔質炭素板の撥水処
理法に関するものである。更に詳しく述べるならば、本
発明はフッ素樹脂エマルジョンの乾燥法において、特に
乾燥前に凍結させることにより、フッ素樹脂を炭素板表
層から内層にかけて、厚さ方向に均一に付着させる、優
れた撥水性を得る方法に関する。
理法に関するものである。更に詳しく述べるならば、本
発明はフッ素樹脂エマルジョンの乾燥法において、特に
乾燥前に凍結させることにより、フッ素樹脂を炭素板表
層から内層にかけて、厚さ方向に均一に付着させる、優
れた撥水性を得る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】燐酸型燃料電池用電極は、例えば図１に
示すように、多孔質炭素板の上に電極触媒層を結着させ
て構成される。電極触媒層は、カーボン担体の表面に白
金を担持した粒子がフッ素樹脂により結着されて形成さ
れる。触媒層では、電解質である燐酸と多孔質炭素板か
らの反応ガスとが接触し、化学反応が進行する。
示すように、多孔質炭素板の上に電極触媒層を結着させ
て構成される。電極触媒層は、カーボン担体の表面に白
金を担持した粒子がフッ素樹脂により結着されて形成さ
れる。触媒層では、電解質である燐酸と多孔質炭素板か
らの反応ガスとが接触し、化学反応が進行する。
【０００３】また効率良くこの反応を行うためには、多
孔質炭素板から触媒層へ送り込まれるガスの透過性を維
持し、燐酸による多孔板の空隙の閉塞を防ぐ必要があ
り、同時に燐酸が流失することも防ぐ必要がある。これ
らの対策としては従来、撥水性の高いフッ素樹脂により
処理が行われている。
孔質炭素板から触媒層へ送り込まれるガスの透過性を維
持し、燐酸による多孔板の空隙の閉塞を防ぐ必要があ
り、同時に燐酸が流失することも防ぐ必要がある。これ
らの対策としては従来、撥水性の高いフッ素樹脂により
処理が行われている。
【０００４】この処理については、フッ素樹脂エマルジ
ョンに多孔質炭素板を浸漬し前記エマルジョンを含浸さ
せ、加熱乾燥後、３４０℃〜４００℃の温度で融着させ
て、多孔質炭素板を撥水化させる方法が知られている。
しかしこの炭素板への撥水処理法を検討した結果、乾燥
後、熱融着させる方法では、フッ素樹脂が炭素板内で表
層に移動するためか、表面に近い部分の付着量が多く、
内部での付着量が非常に少ないというように、処理が不
均一となることがわかった。そこでフッ素樹脂の付着量
が、炭素板内の厚さ方向で均一となるような撥水処理法
に対する要望がある。
ョンに多孔質炭素板を浸漬し前記エマルジョンを含浸さ
せ、加熱乾燥後、３４０℃〜４００℃の温度で融着させ
て、多孔質炭素板を撥水化させる方法が知られている。
しかしこの炭素板への撥水処理法を検討した結果、乾燥
後、熱融着させる方法では、フッ素樹脂が炭素板内で表
層に移動するためか、表面に近い部分の付着量が多く、
内部での付着量が非常に少ないというように、処理が不
均一となることがわかった。そこでフッ素樹脂の付着量
が、炭素板内の厚さ方向で均一となるような撥水処理法
に対する要望がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、多孔質炭素
板の撥水処理において、フッ素樹脂の付着を均一にする
処理方法を提供しようとするものである。
板の撥水処理において、フッ素樹脂の付着を均一にする
処理方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】特開平１−３１１５６８
号の方法によって、多孔質炭素板を３％フッ素樹脂エマ
ルジョンに浸漬後、乾燥し、３５０〜３７０℃でフッ素
樹脂を熱融着させ撥水処理を施した。この方法による
と、その後は電極触媒層と炭素板の間にフッ素樹脂を用
いた多孔質の撥水層を備える。ここで撥水処理を施した
炭素板内におけるフッ素樹脂の分布は、走査型電子顕微
鏡で観察するか蛍光Ｘ線分析によりフッ素原子を定量す
ることにより測定できる。測定するサンプルについて
は、表面はそのまま、内部は鋭利な金属性の刃で表面に
沿って削り出したものを用い、例えば蛍光Ｘ線のＸ線強
度でフッ素量を比較してみると、炭素板表層に比べ中央
の部分のＸ線強度は３〜１３％とかなり少なく、フッ素
樹脂が均一に分布していないことがわかった。この原因
としては、乾燥する際に内層のフッ素樹脂が表層に移動
する可能性が考えられた。そこでこの乾燥の前処理とし
て、フッ素樹脂を凍結させて乾燥させたところ、フッ素
量は表層については減少し内層では増加し、表層に比べ
中央層のＸ線強度は５０％以上にまで増加し、改善する
ことができ、かなり均一にフッ素樹脂を分布させること
ができることを見い出した。
号の方法によって、多孔質炭素板を３％フッ素樹脂エマ
ルジョンに浸漬後、乾燥し、３５０〜３７０℃でフッ素
樹脂を熱融着させ撥水処理を施した。この方法による
と、その後は電極触媒層と炭素板の間にフッ素樹脂を用
いた多孔質の撥水層を備える。ここで撥水処理を施した
炭素板内におけるフッ素樹脂の分布は、走査型電子顕微
鏡で観察するか蛍光Ｘ線分析によりフッ素原子を定量す
ることにより測定できる。測定するサンプルについて
は、表面はそのまま、内部は鋭利な金属性の刃で表面に
沿って削り出したものを用い、例えば蛍光Ｘ線のＸ線強
度でフッ素量を比較してみると、炭素板表層に比べ中央
の部分のＸ線強度は３〜１３％とかなり少なく、フッ素
樹脂が均一に分布していないことがわかった。この原因
としては、乾燥する際に内層のフッ素樹脂が表層に移動
する可能性が考えられた。そこでこの乾燥の前処理とし
て、フッ素樹脂を凍結させて乾燥させたところ、フッ素
量は表層については減少し内層では増加し、表層に比べ
中央層のＸ線強度は５０％以上にまで増加し、改善する
ことができ、かなり均一にフッ素樹脂を分布させること
ができることを見い出した。
【０００７】すなわち本発明に係る多孔質炭素板の撥水
処理方法は、多孔質炭素板に含浸させたフッ素樹脂エマ
ルジョンを凍結させ、次いで加熱乾燥し、３４０〜４０
０℃に加熱しフッ素樹脂を融着させ、炭素板に担持させ
ることを特徴とするものであって、それによりフッ素樹
脂が厚さ方向に均一に付着した、優れた撥水性を有する
多孔質炭素板が得られる。
処理方法は、多孔質炭素板に含浸させたフッ素樹脂エマ
ルジョンを凍結させ、次いで加熱乾燥し、３４０〜４０
０℃に加熱しフッ素樹脂を融着させ、炭素板に担持させ
ることを特徴とするものであって、それによりフッ素樹
脂が厚さ方向に均一に付着した、優れた撥水性を有する
多孔質炭素板が得られる。
【０００８】以下に本発明について詳述する。本発明の
方法において使用される多孔質炭素板としては、特公平
２−２３５０５号及び特開平２−１０６８７６号の方法
で製造した気孔率６５〜７０％のものなどが挙げられ
る。
方法において使用される多孔質炭素板としては、特公平
２−２３５０５号及び特開平２−１０６８７６号の方法
で製造した気孔率６５〜７０％のものなどが挙げられ
る。
【０００９】例えば特公平２−２３５０５号の方法によ
ると、炭素繊維製造用有機繊維６５〜９０重量％、パル
プ１０〜３５重量％を抄紙して得られたシートに、炭素
質粉末を懸濁した有機高分子溶液を含浸させ、原紙シー
トに対して炭素質粉末を５〜４０重量％、高分子物質を
２０〜１６０重量％混合含浸したシートを形成する。こ
の含浸シートを乾燥後、加熱プレスにより成形及び硬化
を施し、さらに不活性ガス雰囲気中で８００℃以上の温
度で焼成して炭化させることにより多孔質炭素板を製造
する（このような炭素板の製造法を以下積層法とす
る）。
ると、炭素繊維製造用有機繊維６５〜９０重量％、パル
プ１０〜３５重量％を抄紙して得られたシートに、炭素
質粉末を懸濁した有機高分子溶液を含浸させ、原紙シー
トに対して炭素質粉末を５〜４０重量％、高分子物質を
２０〜１６０重量％混合含浸したシートを形成する。こ
の含浸シートを乾燥後、加熱プレスにより成形及び硬化
を施し、さらに不活性ガス雰囲気中で８００℃以上の温
度で焼成して炭化させることにより多孔質炭素板を製造
する（このような炭素板の製造法を以下積層法とす
る）。
【００１０】また特開平２−１０６８７６号の方法によ
ると、５〜２０μｍの平均直径と、０．００５〜２．５
mmの長さとを有する短炭素繊維５〜２０重量％、平均粒
径８〜５０μｍに粉砕され、かつ構成元素中の炭素含有
量が９７重量％以上のコークス粒子１５〜３０重量％，
９００℃焼成時の炭化収率が４０〜７０重量％の結合材
２０〜４０重量％、及び９００℃焼成時の炭化収率が１
０重量％以下の気孔形成剤３０〜６０重量％を混合し、
得られた混合物を温圧成形後、常法により不活性雰囲気
下または減圧下で８００〜３０００℃で焼成炭化するこ
とにより多孔質炭素板を製造する（このような炭素板の
製造法を以下モールド法とする）。
ると、５〜２０μｍの平均直径と、０．００５〜２．５
mmの長さとを有する短炭素繊維５〜２０重量％、平均粒
径８〜５０μｍに粉砕され、かつ構成元素中の炭素含有
量が９７重量％以上のコークス粒子１５〜３０重量％，
９００℃焼成時の炭化収率が４０〜７０重量％の結合材
２０〜４０重量％、及び９００℃焼成時の炭化収率が１
０重量％以下の気孔形成剤３０〜６０重量％を混合し、
得られた混合物を温圧成形後、常法により不活性雰囲気
下または減圧下で８００〜３０００℃で焼成炭化するこ
とにより多孔質炭素板を製造する（このような炭素板の
製造法を以下モールド法とする）。
【００１１】これらの方法で得られた多孔質炭素板にフ
ッ素樹脂エマルジョンを含浸する。フッ素樹脂には、ポ
リテトラフルオロエチレン（以下ＰＴＦＥとする）、テ
トラフルオロエチレン（以下ＴＦＥとする）とパーフル
オロとのランダム共重合体であるＰＦＡ，ＴＦＥとヘキ
サフルオロプロペンの共重合体であるＦＥＰ，ＴＦＥと
エチレンの共重合体であるＥＴＦＥ、ポリクロロトリフ
ルオロエチレン、ＰＶＤＦ（クレハＫＦポリマー）など
が挙げられる。
ッ素樹脂エマルジョンを含浸する。フッ素樹脂には、ポ
リテトラフルオロエチレン（以下ＰＴＦＥとする）、テ
トラフルオロエチレン（以下ＴＦＥとする）とパーフル
オロとのランダム共重合体であるＰＦＡ，ＴＦＥとヘキ
サフルオロプロペンの共重合体であるＦＥＰ，ＴＦＥと
エチレンの共重合体であるＥＴＦＥ、ポリクロロトリフ
ルオロエチレン、ＰＶＤＦ（クレハＫＦポリマー）など
が挙げられる。
【００１２】この中でも比較的粒径が平均０．１〜０．
４μｍと小さく、耐熱、耐薬品性に優れたフッ素樹脂で
あるＰＴＦＥが好ましい。粒径は小さい方が多孔質炭素
板の細孔部にまで含浸しやすく好ましい。またＰＴＦＥ
については、乳化重合で得られたラテックスを濃縮、安
定化したディスパージョンとして用いた方が含浸性など
の面から使用し易い。ＰＴＦＥディスパージョンは含
浸、塗装などの用途に市販されており、通常、固形分約
６０％の濃度に調整され、安定剤として非イオン系界面
活性剤をポリマー重量に対して約１〜１５％含む。ＰＴ
ＦＥディスパージョンとしてはポリフロンＤ−１，２
（ダイキン工業（株）製）、テフロン３０−Ｊ，３１７
０−Ｊ（三井・デュポンフロロケミカル（株）製）など
から選ぶことができる。
４μｍと小さく、耐熱、耐薬品性に優れたフッ素樹脂で
あるＰＴＦＥが好ましい。粒径は小さい方が多孔質炭素
板の細孔部にまで含浸しやすく好ましい。またＰＴＦＥ
については、乳化重合で得られたラテックスを濃縮、安
定化したディスパージョンとして用いた方が含浸性など
の面から使用し易い。ＰＴＦＥディスパージョンは含
浸、塗装などの用途に市販されており、通常、固形分約
６０％の濃度に調整され、安定剤として非イオン系界面
活性剤をポリマー重量に対して約１〜１５％含む。ＰＴ
ＦＥディスパージョンとしてはポリフロンＤ−１，２
（ダイキン工業（株）製）、テフロン３０−Ｊ，３１７
０−Ｊ（三井・デュポンフロロケミカル（株）製）など
から選ぶことができる。
【００１３】ここでフッ素樹脂エマルジョンは含浸性の
面から希釈して使用することが好ましい。しかしながら
希釈し過ぎるとフッ素樹脂が不足し、撥水性が不十分と
なり炭素板が燐酸に濡れてしまい十分に反応しない。ま
た希釈を行わないと、フッ素樹脂が過剰なため炭素板の
電気比抵抗、熱伝導率が悪化する傾向にあり、また使用
が多く不経済でもある。
面から希釈して使用することが好ましい。しかしながら
希釈し過ぎるとフッ素樹脂が不足し、撥水性が不十分と
なり炭素板が燐酸に濡れてしまい十分に反応しない。ま
た希釈を行わないと、フッ素樹脂が過剰なため炭素板の
電気比抵抗、熱伝導率が悪化する傾向にあり、また使用
が多く不経済でもある。
【００１４】含浸後、フッ素樹脂を均一に付着させるた
め過剰な溶液を吸引除去し、そのままの状態で−５℃以
下、好ましくは−１０℃以下で１０分以上凍結させる。
これより低温では凍結するまでの時間を適宜定めれば良
い。また−５℃以上であると凍結までに時間を要するの
で、その間にフッ素樹脂が下方に集中してしまう可能性
が高く好ましくない。この凍結によって、多孔板内で溶
媒が凝集する時にそのままの位置でエマルジョンが破壊
され、板に付着することにより移動がなくなり分布が均
一になってくると考えられる。
め過剰な溶液を吸引除去し、そのままの状態で−５℃以
下、好ましくは−１０℃以下で１０分以上凍結させる。
これより低温では凍結するまでの時間を適宜定めれば良
い。また−５℃以上であると凍結までに時間を要するの
で、その間にフッ素樹脂が下方に集中してしまう可能性
が高く好ましくない。この凍結によって、多孔板内で溶
媒が凝集する時にそのままの位置でエマルジョンが破壊
され、板に付着することにより移動がなくなり分布が均
一になってくると考えられる。
【００１５】その後、約１２０℃で１時間以上熱風乾燥
を施し、次いで３４０℃〜４００℃でフッ素樹脂を加熱
融着させる。ＰＴＦＥの融点は通常便宜的に３２７℃で
あるとされているが、重合上がりのポリマーの融解は３
４０±５℃で起こるため３４０℃以上必要とされる。ま
た黒鉛は４２０℃〜４６０℃で酸化されることが知られ
ており、とくに本発明で使用される炭素板は多孔質なた
め酸化され易い。そのために加熱は４００℃以下にする
必要がある。
を施し、次いで３４０℃〜４００℃でフッ素樹脂を加熱
融着させる。ＰＴＦＥの融点は通常便宜的に３２７℃で
あるとされているが、重合上がりのポリマーの融解は３
４０±５℃で起こるため３４０℃以上必要とされる。ま
た黒鉛は４２０℃〜４６０℃で酸化されることが知られ
ており、とくに本発明で使用される炭素板は多孔質なた
め酸化され易い。そのために加熱は４００℃以下にする
必要がある。
【００１６】この加熱によって８０重量％のフッ素樹脂
が炭素板内層で均一に融着され、本発明の目的である撥
水性に優れた多孔質炭素板が得られる。
が炭素板内層で均一に融着され、本発明の目的である撥
水性に優れた多孔質炭素板が得られる。
【００１７】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明する。 実施例１ 木材パルプ（ＮＢＫＰ）２０重量％と、太さ１０デニー
ル、長さ３mmのアクリル繊維８０重量％から抄紙したシ
ートに、シート１００重量％に対してフェノール樹脂
（群栄化学製、商標：ＰＬ−２２１５）を１１０重量
％、炭素質粉末（粒径１０μｍ以下）を２０重量％をメ
タノール溶液にて混合含浸し、固形分で合計１３０重量
％を含浸した含浸シートを形成した後、１０５℃の温度
で乾燥した。乾燥後の含浸シート１１枚を重ね、１７０
℃の温度で５分間、熱プレスを施しプレス板を製造し
た。得られたプレス板を空気中で２２０℃，４０時間、
不融化処理を施した。この不融化板をグラファイト板の
間に挟み、これに窒素ガス中で１０００℃，１時間の加
熱炭化処理を施し、その後アルゴンガス中で２８００
℃，３０分間の熱処理を施し、多孔質炭素板を製造し
た。得られた厚さ２．５mm、気孔率６５％の多孔質炭素
板をポリテトラフルオロエチレン（三井・デュポンフロ
ロケミカル（株）製テフロン３０−Ｊ）３％懸濁液に６
０分浸漬し、過剰な溶液を吸引し、冷凍庫にて−２０℃
で３時間冷凍し凍結させた。その後、約１０５℃で１時
間熱風乾燥を行い、圧力１．２kg／cm2 ，３５０℃で熱
プレスし融着させ、３重量％のポリテトラフルオロエチ
レンを担持し、多孔質炭素板を撥水処理した。
説明する。 実施例１ 木材パルプ（ＮＢＫＰ）２０重量％と、太さ１０デニー
ル、長さ３mmのアクリル繊維８０重量％から抄紙したシ
ートに、シート１００重量％に対してフェノール樹脂
（群栄化学製、商標：ＰＬ−２２１５）を１１０重量
％、炭素質粉末（粒径１０μｍ以下）を２０重量％をメ
タノール溶液にて混合含浸し、固形分で合計１３０重量
％を含浸した含浸シートを形成した後、１０５℃の温度
で乾燥した。乾燥後の含浸シート１１枚を重ね、１７０
℃の温度で５分間、熱プレスを施しプレス板を製造し
た。得られたプレス板を空気中で２２０℃，４０時間、
不融化処理を施した。この不融化板をグラファイト板の
間に挟み、これに窒素ガス中で１０００℃，１時間の加
熱炭化処理を施し、その後アルゴンガス中で２８００
℃，３０分間の熱処理を施し、多孔質炭素板を製造し
た。得られた厚さ２．５mm、気孔率６５％の多孔質炭素
板をポリテトラフルオロエチレン（三井・デュポンフロ
ロケミカル（株）製テフロン３０−Ｊ）３％懸濁液に６
０分浸漬し、過剰な溶液を吸引し、冷凍庫にて−２０℃
で３時間冷凍し凍結させた。その後、約１０５℃で１時
間熱風乾燥を行い、圧力１．２kg／cm2 ，３５０℃で熱
プレスし融着させ、３重量％のポリテトラフルオロエチ
レンを担持し、多孔質炭素板を撥水処理した。
【００１８】実施例２ 実施例１と同様に多孔質炭素板を製造し撥水処理した。
ただし多孔質炭素板は、厚さ２．５mmのものを０．６mm
にまで表面研磨して使用した。
ただし多孔質炭素板は、厚さ２．５mmのものを０．６mm
にまで表面研磨して使用した。
【００１９】実施例３ 実施例１と同様に多孔質炭素板を製造し撥水処理した。
ただし冷凍庫での凍結温度を−１０℃とした。
ただし冷凍庫での凍結温度を−１０℃とした。
【００２０】実施例４ 平均直径１６μｍ、長さ０．０１６〜２mmのピッチ由来
の短炭素繊維６．２重量％、平均粒径３４μｍのピッチ
コークス１９．６重量％、粉末フェノール樹脂（カネボ
ウ製ベルパールＳ−８７０、平均粒径１０μｍ）２０．
８重量％、ポリビニルアルコール（クラレ製ポバール、
平均粒径２００μｍ）２９．７重量％、ポリエチレン
（平均粒径２００μｍ）２．９重量％、ポリメタクリル
酸メチル（平均粒径２２０μｍ）２０．８重量％を混合
後、ヘンシェルミキサーで１５分間強攪拌した。混合し
たこれらの原料混合物を金型に供給し、１４０℃、成形
圧力１５kg／cm2 、保持時間２０分で熱プレスし、これ
に熱風乾燥機で後硬化処理を施して結合剤を完全に熱硬
化させた（１８０℃、保持時間３０分）。得られたプレ
ス板を空気中で２１５℃で５時間、加熱し不融化処理を
施した。次にこの不融化板をグラファイト板の間に挟
み、これに窒素ガス中で１０００℃，３０分間の加熱処
理を施し、その後アルゴンガス中で２４００℃，１時間
の熱処理を施し、多孔質炭素板を製造した。このように
して得られた気孔率７０％、厚さ２．５mm炭素板を実施
例１と同様に撥水処理した。
の短炭素繊維６．２重量％、平均粒径３４μｍのピッチ
コークス１９．６重量％、粉末フェノール樹脂（カネボ
ウ製ベルパールＳ−８７０、平均粒径１０μｍ）２０．
８重量％、ポリビニルアルコール（クラレ製ポバール、
平均粒径２００μｍ）２９．７重量％、ポリエチレン
（平均粒径２００μｍ）２．９重量％、ポリメタクリル
酸メチル（平均粒径２２０μｍ）２０．８重量％を混合
後、ヘンシェルミキサーで１５分間強攪拌した。混合し
たこれらの原料混合物を金型に供給し、１４０℃、成形
圧力１５kg／cm2 、保持時間２０分で熱プレスし、これ
に熱風乾燥機で後硬化処理を施して結合剤を完全に熱硬
化させた（１８０℃、保持時間３０分）。得られたプレ
ス板を空気中で２１５℃で５時間、加熱し不融化処理を
施した。次にこの不融化板をグラファイト板の間に挟
み、これに窒素ガス中で１０００℃，３０分間の加熱処
理を施し、その後アルゴンガス中で２４００℃，１時間
の熱処理を施し、多孔質炭素板を製造した。このように
して得られた気孔率７０％、厚さ２．５mm炭素板を実施
例１と同様に撥水処理した。
【００２１】比較例１ 実施例１と同様に多孔質炭素板を製造し撥水処理した。
ただし冷凍庫での凍結は行わず含浸後、直ちに加熱乾燥
させた。
ただし冷凍庫での凍結は行わず含浸後、直ちに加熱乾燥
させた。
【００２２】比較例２ 比較例１と同様に多孔質炭素板を製造し撥水処理した。
ただし多孔質炭素板は、厚さ２．５mmのものを０．６mm
に表面研磨して用いた。
ただし多孔質炭素板は、厚さ２．５mmのものを０．６mm
に表面研磨して用いた。
【００２３】比較例３ 実施例４と同様に多孔質炭素板を製造し撥水処理した。
ただし冷凍庫での凍結は行わず含浸後、直ちに加熱乾燥
させた。
ただし冷凍庫での凍結は行わず含浸後、直ちに加熱乾燥
させた。
【００２４】上記の実施例１，２，３，４及び比較例
１，２，３の方法で撥水処理した多孔質炭素板内のフッ
素樹脂の付着量分布は、蛍光Ｘ線装置でポリテトラフル
オロエチレンのフッ素量を測定することによって得た。
このフッ素量は、厚さ２．５mmのサンプルについては、
表層、表層から０．６mm、及び１．２mm内層部を、厚さ
０．６mmサンプルについては表層及び表層から０．３mm
内層部を、鋭利な金属性の刃で表面に沿って削り出すこ
とにより測定し、１秒あたりのＸ線ピーク強度ｋｃｐｓ
（キロカウント／秒）という単位で表した。また燐酸の
撥水性を測定するために、重量既知のサンプルを２００
℃の燐酸液に６０分浸漬し、その後の重量増を測定し、
以下の式で燐酸吸収率として表した。
１，２，３の方法で撥水処理した多孔質炭素板内のフッ
素樹脂の付着量分布は、蛍光Ｘ線装置でポリテトラフル
オロエチレンのフッ素量を測定することによって得た。
このフッ素量は、厚さ２．５mmのサンプルについては、
表層、表層から０．６mm、及び１．２mm内層部を、厚さ
０．６mmサンプルについては表層及び表層から０．３mm
内層部を、鋭利な金属性の刃で表面に沿って削り出すこ
とにより測定し、１秒あたりのＸ線ピーク強度ｋｃｐｓ
（キロカウント／秒）という単位で表した。また燐酸の
撥水性を測定するために、重量既知のサンプルを２００
℃の燐酸液に６０分浸漬し、その後の重量増を測定し、
以下の式で燐酸吸収率として表した。
【数１】 結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】表１から明らかなように本発明により得ら
れた実施例１，２，３及び４品は比較例１，２，３品に
対して炭素板内層部のフッ素樹脂付着量が著しく上昇し
ており、燐酸吸収率も低く撥水性が高い。
れた実施例１，２，３及び４品は比較例１，２，３品に
対して炭素板内層部のフッ素樹脂付着量が著しく上昇し
ており、燐酸吸収率も低く撥水性が高い。
【００２７】
【本発明の効果】本発明は、多孔質炭素板に電極触媒層
を結着して製造する燃料電池用電極板において、その結
着する前処理として行う多孔質炭素板への撥水処理につ
いて、特にフッ素樹脂エマルジョンの乾燥法で、凍結後
に次いで加熱乾燥させることを特徴とする。フッ素樹脂
エマルジョンを加熱乾燥する前に凍結させることによっ
て、炭素板内層部のフッ素樹脂付着量を増加させ、燐酸
による炭素板内部の濡れを防止し、空隙の閉塞を防ぐこ
とができる。
を結着して製造する燃料電池用電極板において、その結
着する前処理として行う多孔質炭素板への撥水処理につ
いて、特にフッ素樹脂エマルジョンの乾燥法で、凍結後
に次いで加熱乾燥させることを特徴とする。フッ素樹脂
エマルジョンを加熱乾燥する前に凍結させることによっ
て、炭素板内層部のフッ素樹脂付着量を増加させ、燐酸
による炭素板内部の濡れを防止し、空隙の閉塞を防ぐこ
とができる。
【図１】本発明方法における燐酸型燃料電池用電極の構
造の一例を示す部分断面図。
造の一例を示す部分断面図。
Claims (1)
- 【請求項１】 多孔質炭素板にフッ素樹脂エマルジョン
を含浸させる撥水処理法において、前記含浸させたフッ
素樹脂エマルジョンを凍結させ、次いで加熱乾燥し、３
４０〜４００℃に加熱することによりフッ素樹脂を融着
させ、炭素板に担持させることを特徴とする多孔質炭素
板の撥水処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4210286A JPH0660885A (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | 多孔質炭素板の撥水処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4210286A JPH0660885A (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | 多孔質炭素板の撥水処理法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0660885A true JPH0660885A (ja) | 1994-03-04 |
Family
ID=16586888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4210286A Pending JPH0660885A (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | 多孔質炭素板の撥水処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0660885A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008511119A (ja) * | 2004-08-25 | 2008-04-10 | ゼネラル・モーターズ・コーポレーション | 微孔質層を有する拡散媒体 |
| WO2009025135A1 (ja) | 2007-08-17 | 2009-02-26 | Hymo Corporation | 電気泳動用プレキャストゲル、その製造方法及びその使用方法 |
| JP2014135270A (ja) * | 2012-12-10 | 2014-07-24 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 多孔質炭素電極とその製造方法 |
-
1992
- 1992-08-06 JP JP4210286A patent/JPH0660885A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008511119A (ja) * | 2004-08-25 | 2008-04-10 | ゼネラル・モーターズ・コーポレーション | 微孔質層を有する拡散媒体 |
| WO2009025135A1 (ja) | 2007-08-17 | 2009-02-26 | Hymo Corporation | 電気泳動用プレキャストゲル、その製造方法及びその使用方法 |
| JP2014135270A (ja) * | 2012-12-10 | 2014-07-24 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 多孔質炭素電極とその製造方法 |
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