JPS60127284A - 燃料電池用不浸透性炭素材の製造法 - Google Patents
燃料電池用不浸透性炭素材の製造法Info
- Publication number
- JPS60127284A JPS60127284A JP58237029A JP23702983A JPS60127284A JP S60127284 A JPS60127284 A JP S60127284A JP 58237029 A JP58237029 A JP 58237029A JP 23702983 A JP23702983 A JP 23702983A JP S60127284 A JPS60127284 A JP S60127284A
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- JP
- Japan
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- carbon material
- impermeable
- resin
- impermeable carbon
- expanded graphite
- 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.)
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- 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
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、不浸透性炭素材に関する。
不浸透性炭素材は、熱交換器用部材のほか電気伝導性を
有するので燃料電池用の隔壁板として使用され、最近で
は燃料電池の効率を上げる為に大型（例えば１ｍ２）で
薄い（例えば１肛以下）材料が要求されている。従来の
不浸透性炭素材はコークスや人造黒鉛の粉末を骨材とし
、これに粘結材としてタールｆピッチを配合及び捏合し
たものを成形し、これを約１０００℃で一次焼成し、必
要に応じて２０００℃以上の温度で二次焼成（黒鉛化）
して得られる炭素材の気孔にピッチｆ熱硬化性の樹脂を
含浸し硬化させたもの、又はとの含浸硬化した炭素材を
上記温度で焼成したものが用いられていた。しかしこの
炭素材は９通気率１０−６ｃｍＶ 需ｅｃ以下の不浸透
性とする為には、含浸及び硬化処理を５回以上繰返して
行なわねばならず工数が増加するほか、板厚１ｍｍ以下
の薄板の成形体は焼成時にそ９やねじれが生じ易く、薄
板製造には切削加工が必要となるなどの為に、薄板の不
浸透性炭素材は生産性が悪く高価格になる欠点がめった
。
有するので燃料電池用の隔壁板として使用され、最近で
は燃料電池の効率を上げる為に大型（例えば１ｍ２）で
薄い（例えば１肛以下）材料が要求されている。従来の
不浸透性炭素材はコークスや人造黒鉛の粉末を骨材とし
、これに粘結材としてタールｆピッチを配合及び捏合し
たものを成形し、これを約１０００℃で一次焼成し、必
要に応じて２０００℃以上の温度で二次焼成（黒鉛化）
して得られる炭素材の気孔にピッチｆ熱硬化性の樹脂を
含浸し硬化させたもの、又はとの含浸硬化した炭素材を
上記温度で焼成したものが用いられていた。しかしこの
炭素材は９通気率１０−６ｃｍＶ 需ｅｃ以下の不浸透
性とする為には、含浸及び硬化処理を５回以上繰返して
行なわねばならず工数が増加するほか、板厚１ｍｍ以下
の薄板の成形体は焼成時にそ９やねじれが生じ易く、薄
板製造には切削加工が必要となるなどの為に、薄板の不
浸透性炭素材は生産性が悪く高価格になる欠点がめった
。
一方、薄板で可撓性を有する不浸透黒鉛材として膨張黒
鉛成形体があげられる。これは天燃黒鉛などを濃硫酸と
１強酸化剤の混液で処理し黒鉛層間化合物を形成させ、
これを急激に加熱１発泡させて得られる高度に膨張した
黒鉛粒子をロールで押し出すか、型押ししてシート状に
加工したものである。本品は容易に薄板状となし得て可
撓性を有し、不浸透性も有するが、単なる膨張黒鉛粒子
の絡み合いによるものであるため１強度面が弱く。
鉛成形体があげられる。これは天燃黒鉛などを濃硫酸と
１強酸化剤の混液で処理し黒鉛層間化合物を形成させ、
これを急激に加熱１発泡させて得られる高度に膨張した
黒鉛粒子をロールで押し出すか、型押ししてシート状に
加工したものである。本品は容易に薄板状となし得て可
撓性を有し、不浸透性も有するが、単なる膨張黒鉛粒子
の絡み合いによるものであるため１強度面が弱く。
例えば２００℃のリン酸を電解液とする燃料電池に利用
しようとすると膨潤、破壊するといった問題を有してい
た。
しようとすると膨潤、破壊するといった問題を有してい
た。
本発明は、上記した欠点を解消する不浸透性炭素材を提
供することを目的とする。
供することを目的とする。
本発明は、膨張黒鉛成形体表面に樹脂を塗布し。
加熱硬化後焼成してなる不浸透性炭素材に関する。
本発明において膨張黒鉛成形体は可撓性及び不浸透性の
点で嵩比重が０．５〜１．８のものが好ましく、１．２
〜１．８であれば更に好ましい。
点で嵩比重が０．５〜１．８のものが好ましく、１．２
〜１．８であれば更に好ましい。
表面に塗布する樹脂は耐熱性のあるフェノール系、フラ
ン系、エポキシ系の熱硬化性樹脂、炭化収率の高いポリ
フェニレン樹脂、ポリイミド樹脂等が好ましい。樹脂の
塗布量は焼成後の炭素膜として１０〜５００μｍになる
ように調整するのが好ましい。炭素膜は薄すぎると耐薬
品性が低下し。
ン系、エポキシ系の熱硬化性樹脂、炭化収率の高いポリ
フェニレン樹脂、ポリイミド樹脂等が好ましい。樹脂の
塗布量は焼成後の炭素膜として１０〜５００μｍになる
ように調整するのが好ましい。炭素膜は薄すぎると耐薬
品性が低下し。
厚すぎると剛性が増して可撓性が低下してくる。
塗布した樹脂は、昇温速度を毎時２０℃以下で加熱すれ
ば樹脂の発泡を防止できて好ましい。また焼成時の昇温
速度を毎時１００℃以下で行なえば樹脂炭化物のクラッ
クを生ずることがなく好ましい。
ば樹脂の発泡を防止できて好ましい。また焼成時の昇温
速度を毎時１００℃以下で行なえば樹脂炭化物のクラッ
クを生ずることがなく好ましい。
以下、実施例を説明する。
実施例１
嵩比重１．５．厚さ０．３ ｍｍで１ｍ角の膨張黒鉛成
形体（日立化成工業株式会社製、商品名カーボフィット
）の表面に、フルフリルアルコール初期縮合物（日立化
成工業株式会社製、商品名ＶＦ−３０３）４０重量部を
アセトン６０重量部に溶解した溶液をｏ、ｏ ｓ ｇ／
ｃｍ２塗布したのち、毎時１０℃で昇温加熱し２００℃
で１時間保持し硬化させた。次にこれを焼成炉に入れ毎
時６０℃で昇温し１１００℃まで焼成し炭化させた。炭
素膜の厚さは３０μｍでそり、ねじれ等の変形はなかっ
た。
形体（日立化成工業株式会社製、商品名カーボフィット
）の表面に、フルフリルアルコール初期縮合物（日立化
成工業株式会社製、商品名ＶＦ−３０３）４０重量部を
アセトン６０重量部に溶解した溶液をｏ、ｏ ｓ ｇ／
ｃｍ２塗布したのち、毎時１０℃で昇温加熱し２００℃
で１時間保持し硬化させた。次にこれを焼成炉に入れ毎
時６０℃で昇温し１１００℃まで焼成し炭化させた。炭
素膜の厚さは３０μｍでそり、ねじれ等の変形はなかっ
た。
実施例２
嵩比重１．０．厚さ０．５ ｍｍで１ｍ角の前記カーボ
ッイツトの表面にフェノール樹脂（日立化成工業株式会
社製、商品名ＶＰ−１１Ｎ）３０重量部をアセトン７０
重量部に溶解した溶液をＯ，０３ｇ ７ｃｍ”塗布した
のち、毎時工Ｏ℃で昇温加熱し２５０’Ｃで１時間保持
し硬化させた。次にこれを実施例１と同一条件で炭化さ
せたのち、電気炉で２０００℃まで毎時５０℃で昇温し
二次焼成した。炭素膜の厚さは２０μｍであり、変形は
認められなかった。
ッイツトの表面にフェノール樹脂（日立化成工業株式会
社製、商品名ＶＰ−１１Ｎ）３０重量部をアセトン７０
重量部に溶解した溶液をＯ，０３ｇ ７ｃｍ”塗布した
のち、毎時工Ｏ℃で昇温加熱し２５０’Ｃで１時間保持
し硬化させた。次にこれを実施例１と同一条件で炭化さ
せたのち、電気炉で２０００℃まで毎時５０℃で昇温し
二次焼成した。炭素膜の厚さは２０μｍであり、変形は
認められなかった。
上記実施例１及び実施例２の不浸透性炭素材。
比較例１として実施例１に用いた樹脂を塗布しない膨張
黒鉛成形体及び比較例２として膨張黒鉛を使用しないＩ
嵩比重１．７０．厚さ１ｍｍで４００ｍｍ角のピッチコ
ークス系の人造黒鉛にフェノール樹脂を含浸し硬化させ
た不浸透性炭素材（日立化成工業株式会社製、商品名ヒ
タ〉イト）について。
黒鉛成形体及び比較例２として膨張黒鉛を使用しないＩ
嵩比重１．７０．厚さ１ｍｍで４００ｍｍ角のピッチコ
ークス系の人造黒鉛にフェノール樹脂を含浸し硬化させ
た不浸透性炭素材（日立化成工業株式会社製、商品名ヒ
タ〉イト）について。
ガス通気率及び耐薬品性の試験を行なった。
ガス通気率は、５０＋ｍｍ角の試験片の片側に１にり／
ｃｍＺの空気圧をかけ水中置換法により空気の漏洩量を
測定し１次式により算出した。
ｃｍＺの空気圧をかけ水中置換法により空気の漏洩量を
測定し１次式により算出した。
通気率Ｄ＝互・土
ΔｔＳ
耐薬品性は１５０ｍｍ角の試験片を２００℃のり５−
ン酸溶液中に浸漬したときの厚み増加率を測定した。
試験結果を第１表に示す。
第１表
第１表から明らかなように実施例の不浸透性炭素材は比
較例のものより低いガス通気率を示し。
較例のものより低いガス通気率を示し。
リン酸浸漬試験においても比較例１の膨張黒鉛単体のも
のより厚み増加は非常に小さい。
のより厚み増加は非常に小さい。
本発明の不浸透性炭素材は、不浸透性、耐薬品性、可撓
性に優れ、変形のない薄い大型のものを効率よく得られ
、特に燃料電池用隔壁板等に用いて効果的である。
性に優れ、変形のない薄い大型のものを効率よく得られ
、特に燃料電池用隔壁板等に用いて効果的である。
６−
Claims (1)
- １、膨張黒鉛成形体表面に樹脂を塗布し、加熱硬化後、
焼成してなる不浸透性炭素材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58237029A JPS60127284A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | 燃料電池用不浸透性炭素材の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58237029A JPS60127284A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | 燃料電池用不浸透性炭素材の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60127284A true JPS60127284A (ja) | 1985-07-06 |
| JPH0127030B2 JPH0127030B2 (ja) | 1989-05-26 |
Family
ID=17009333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58237029A Granted JPS60127284A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | 燃料電池用不浸透性炭素材の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60127284A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6330385A (ja) * | 1986-07-21 | 1988-02-09 | 東洋炭素株式会社 | 加熱用保護炭素質材料 |
| JPH0272943A (ja) * | 1988-09-09 | 1990-03-13 | Agency Of Ind Science & Technol | 耐熱パッキン及びその製造法 |
| JPWO2015008867A1 (ja) * | 2013-07-18 | 2017-03-02 | 東洋炭素株式会社 | シート状積層体、シート状積層体の製造方法及びシート状複合体 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5491507A (en) * | 1977-12-28 | 1979-07-20 | Nippon Carbon Co Ltd | Method of making flexible graphite product |
-
1983
- 1983-12-14 JP JP58237029A patent/JPS60127284A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5491507A (en) * | 1977-12-28 | 1979-07-20 | Nippon Carbon Co Ltd | Method of making flexible graphite product |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6330385A (ja) * | 1986-07-21 | 1988-02-09 | 東洋炭素株式会社 | 加熱用保護炭素質材料 |
| JPH0272943A (ja) * | 1988-09-09 | 1990-03-13 | Agency Of Ind Science & Technol | 耐熱パッキン及びその製造法 |
| JPWO2015008867A1 (ja) * | 2013-07-18 | 2017-03-02 | 東洋炭素株式会社 | シート状積層体、シート状積層体の製造方法及びシート状複合体 |
| CN108970943A (zh) * | 2013-07-18 | 2018-12-11 | 东洋炭素株式会社 | 片状叠层体、片状叠层体的制造方法和片状复合体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0127030B2 (ja) | 1989-05-26 |
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