JPS61154811A - 高導電性の熱可塑性材料の製造方法 - Google Patents

高導電性の熱可塑性材料の製造方法

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JPS61154811A JP60285386A JP28538685A JPS61154811A JP S61154811 A JPS61154811 A JP S61154811A JP 60285386 A JP60285386 A JP 60285386A JP 28538685 A JP28538685 A JP 28538685A JP S61154811 A JPS61154811 A JP S61154811A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば導電結合、燃料電池の二極素子、他の
電気化学的装置等で使用され得る高導電性の熱可塑性材
料の製造方法に係る。
このような材料は以下の特徴を同時に備えている必要が
ある。
一電気抵抗率ができるだけ小さく、例えば数Ωｃｍ〜数
十Ωｃｍ程度である、 一組成及び特性、特に電気的及び機械的特性の均一性に
優れている、 一該当する電気化学的装置で使用され得る触媒に対して
有害な添加剤を含んでいない、 −使用動作温度で電気化学的装置内を循環し得る流体に
対して化学的に十分不活性である、−原価が非常に安い
、 一押出、カレンダー加工、熱圧縮、射出等の成形工程に
よる経済的な工業生産が可能であって、一般に１ミリメ
ートル程度の厚さと数平方デシメートル〜１平方メート
ルに達し得る表面積とを有する表面積が大きく薄板状の
部品を大規模に生産できる、 −この材料から作成された板が脆弱でなく、しかも電気
化学的装置その他の組立方法に適合し得ダ、従ってそれ
等の部材を構成し得るような低温及び高温での曲げ強さ
が得られるような機械的特性を有している、 一前記部品の厚さにおいて十分な気密性及び液密性を有
している、 一該当用途に適合できるように特性が経時的に安定して
いる。
抵抗については、熱可塑性材料に金属充填物を配合する
ことにより満足できる材料を得ることが可能であるが、
このような材料の費用は非常に高価であり、更に金属充
填物は周囲媒体に対して化学的に不活性であり得ない。
以上の理由から、非常に安価で且つ反応性が全般的に極
めて低い炭素充填物を使用することがより有利である。
炭素充填物を含有する熱可塑性導電材料として既に種々
のものが製造されており、以下の論文中にも示されてい
るように多くが市販されている。
−炭素充填ポリマーの導電メカニズム（Ｅｌｅｃｔｒｉ
−ｃａｌ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ　Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ
　ｉｎ　ｃａｒｂｏｎ　ｆｉｌｌｅｄｐｏｌｙｍｅｒｓ
）　（電気電子工学学会講演草稿１９７１年５月７６月
、９１３〜９１６頁）、 一モダン・プラスチックス・インターナショナル（Ｍｏ
ｄｅｒｎ　Ｐｌａｓｔｉｃｓ　　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏ
ｎａｌ）１９７６年３月、４５〜４７頁、 一電子工学誌（ＪＥＥ）１９７８年１１月、４２〜４５
頁、−モダン・プラスチックス・インターナショナル１
９８３年８月、３８〜４０頁、 一リサーチ・アンド・ディベロップメント（Ｒｅｓｅａ
ｒｃｈ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）１９８４年
５月、１１８〜１２３頁、 一アドヒージブ・エイジ（Ａｄｈｅｓｉｖｅ　Ａｇｅ）
１９８４年６月１７〜２０頁。
しかしながら、これらの論文中に記載されてい１制ｑプ
詰幻小輪傷小Ａ纂九進ナー１プいスｔ１のけない。
下記の第１表は、現在市販されている既知の製品の電気
抵抗率、製造方法、炭素充填率、及び高　　温での粘度
指数（メルトフローインデックス）を示したものである
。尚前記指数は、表面積が大きく薄い部品の製造を経済
的に実施できるかどうｈ＼を条件付けるものである。
第１表 （１）：パルカン・エックス・シー（Ｖｕｌｃａｎ　Ｘ
Ｃ７２）カーボンブラック使用 （２）：カーボンファイバー使用。
（以下余白） 従来方法（開放型混合機又はバンバリー型内部混合機）
で低い電気抵抗率を得るには、炭素充填率を非常に高く
しなければならないことが確認されよう。
こうして得られる製品は、高温での流動性が不十分であ
るか又は得られた製品が脆弱であるため、表面積が大き
く薄い部品を作成する経済的な射出成形には使用できな
い。
米国特許第４１２４７４７号は、予熱されたバンバリー
型混合機内で熱可塑性プロピレン−エチレン共重合体と
３０重景％程度の微粒状炭素との混合物を混練する不連
続式方法を開示している。予熱は１００’程度とし、混
練は３〜５分程程度間実施される。
このようにして得られる熱可塑性材料は、厚さ１５０〜
５００ミクロン、抵抗数ΩｃＩＩｌ程度のシート状に押
出成形される。しかしながら、薄く大表面積のｉ　、Ｐ
、Ｊ！、−旭スベビ計由箭Ｖ＋スーシ神　暉７−凍〜）
−理由から実際には不可能である。
本願出願人は、開放型又は閉止型（バンバリー型）混合
機を使用し、粉末状態の２成分を超高速混合機内で予め
混合した後、この混合物を押出機内で可塑化することに
より、上記の現状を改良するべく種々の実験を試みた。
第２表はこれらの実験の主な結果を要約したものである
。
第２表 この結果から判断すると、従来使用されている各種の方
法では、高温での流動性指数が著しく低いために表面積
が大きく薄い部品を射出成形し得ないような炭素濃度を
使用しなければ、十分導電性の材料を製造し得ないよう
に思われる。
本発明の目的は、従来材料よりも小さい抵抗率、即ち数
十Ωｃｍ程度の抵抗率を有すると共に、非常に薄く且つ
破壊しにくい導電性シートを得るべく工業的に上記成形
工程を実施し得るに十分な高温流動性を有する熱可塑性
導電材料を製造することにある。
本発明の目的は、熱可塑性樹脂と炭素充填物との混合物
から成る熱可塑性材料の連続的製造方法φ を提供することにあり、該方法は、直径の２０倍の長さ
を有する２本スクリュ一式混合機を使用し、２本スクリ
ューの回転速度を１５０〜２５０ｒｐＨｌ、各ゾーンの
温度を１６５℃〜３００℃とし、前記２本スクリューの
第１のゾーン内に前記熱可塑性樹脂を連続的に導入して
圧縮及び予熱し、次に前記樹脂を２本スクリューの第２
のゾーン内に移送して混練及び可塑化させ、３Ｑ〜５０
重量％の粒状炭素充填物を分散させるべく２本スクリュ
ーの第３のゾーンに連続的に導入し、その後、この混合
物を押出ヘッドの出口で回収することを特徴とする。
炭素充填率は、好ましくは３５〜４５重量％とする。
本発明の一改良例によると、粒状炭素充填物と同時又は
別に、１０重量％未満の繊維状炭素充填物を導入する。
好ましくは、大気圧から数ミリバールの圧力下で前記混
合物を脱気するべく第３のゾーンに続いて形成された第
４のゾーンを有する２本スクリューが使用される。
炭素充填物が粒状充填物の場合、予期せぬことに極めて
顕著な電気的及び機械的特性を有する製品が得られた。
即ち、電気抵抗率は従来方法により製造されていた同一
組成の材料よりも著しく低く、他方、例えば射出成形に
より得られる大表面積の薄板の機械的特性は非常に優れ
ていた。
粒状炭素充填物に数パーセントの繊維状炭素充填物を添
加すると、前記材料の導電率は予期せぬことに更に数倍
となる。
熱可塑性樹脂としてはエチレンとプロピレンとめ北舌Ａ
、Ｉ−ｋ　　串査零智物シ１プ？）欠括ハ七−ギ・ノブ
ラックを選択することができる。これらの炭素充填物は
、樹脂への混入が容易でありながら高導電性で且つでき
るだけ安価でなければならない。
密度が小さければ小さいほど分散は良好であるが、混入
はより困難になる。従って、超微粒カーボンブラックに
よる低充填率と、より粗粒で且つ混入容易なカーボンブ
ラックによる高充填率との間で適当に選択する。
定量誤差±１％以内の重量定量計を使用して熱可塑性樹
脂と炭素充填物とを連続的に供給すると、前記結果は容
易に得られる。
本発明の他の特徴及び利点は、本発明の方法の一実施例
に関する以下の記載から明らかになろう。
第１図は、本発明の材料の製造を行うための混合機１１
を概略的に示している。該混合機は、商標名ヴエルナー
・ラント・プライプラー（ＹＥＲＮＥＲｕｎｄ　ＰＥＬ
ＥＩＤＥＲＥＲ）で市販されている型の２本スクリュー
型混合機であり、２本スクリューの長さは直径の２０倍
である。因みに、商品番号ＺＳＫ３Ｇ及びＺＳＫ５７で
市販されている混合機の直径は夫々３０ｍｍ及び５７ｍ
ｍである。　　　　。
２本スクリューはスリーブ１〜ＩＯに包囲されており、
前記スリーブは後述するように１６５℃〜３００℃の温
度に調節される。２本スクリューはケーシング２０とし
て略示したモータにより駆動され、その回転速度は１５
０ｒｐｍ　〜２５Ｏｒｐｍである。
重量分叶計２１において精度±１％で定量されたプロピ
レン・エチレン共重合体２２は、装置２５により、スリ
ーブ１に包囲された２本スクリューの第１のゾーン内に
導入され、樹脂は該ゾーンで圧縮及び予熱されるが、ゲ
ル化は完全に避けられなければならない。スリーブ２及
び３で２本スクリューは樹脂を混練及び可塑化し、スリ
ーブ２は２２０℃、スリーブ３は２９５℃に調節される
。同様に２９５℃に調節されたスリーブ４で、カーボン
ブラック型炭素充填物２４が導入される。該充填物は、
予め重量分析計２３において高精度で定量しておく。こ
うして樹脂内にカーボンブラック２４が混入及び分散さ
れる。
製品の機能と、非常に安定性の高い原料を必要とする高
速射出の実施とを考慮すると、導電性充填物充填率の安
定性及び精度は、製品の主要特性を構成している導電率
及び流動性指数の安定性に不可欠である。
既に記載したように、実際に該当用途に適合できるよう
に非常に良好な充填物分散、一定濃度、従って均一な高
導電率、並びに十分な値であり且つ安定的な高温流動性
指数を同時に得ることは、他の如何なる導電性混合物製
造方法によっても不可能である。
混練及び分散はスリーブ５〜１０における２本スクリュ
ー内で実施され、スリーブ５は２９５℃、スリーブ６〜
１０は２００℃に調節される。混合物の脱気は、スリー
ブ９において例えば５５ミリバールで実施される。
得られた混合物は、２５０℃程度の温度に調節された押
出ヘッド３０を通る。押出は、夫々直径数ミリメートル
の１０個の孔部を有するダイを介して実施され、ダイの
出口における材料の温度は２７０℃程度である。こうし
て形成された線状体は水槽に通され、造粒機に導入され
る。
２本スクリューを２５Ｏｒｐｍで回転させた場合、例え
ば５５Ｋｇ／時程度の材料生産高が得られる。
第２図は、本発明の方法により得られる材料の電気的特
性が市販の製品及び従来技術のバンバリー型不連続法に
より得られる材料の電気的特性に比較して、著しく優れ
ていることを示している。
混合物の主成分は２例とも同一である。カーボンブラッ
クは、キャボット（ＣＡＢＯＴ）の商標パルカン・エッ
クス・シー（ＶＵＬＣＡＮ　ＸＣ）７２を使用した。曲
線Ａは従来技術の材料の抵抗率、曲線Ｂは本発明の材料
の抵抗率を示している。例えば、カーボンブラック濃度
が約３５％の時、従来技術の混合物の抵抗率は６Ωｃｍ
、本発明の混合物の抵抗は０．８５Ωｃｍである。同一
程度の値の抵抗を有する従来技術の材料を製造すること
も可能であるが、そのためにはカーボンブラックの濃度
を５０％程度にしなければならない。このような混合物
の粘度は射出成形には使用不可能である。更に、このよ
うな材料から熱圧縮により製造した薄板は非常に脆弱で
ある。
第３図は、第２図の曲線Ｂの拡大図、及びカーボンブラ
ック濃度Ｃ（％）に対する流動性指数（ｉ）を表す曲線
りを示している。
点Ｅは、既に炭素濃度が４７％と非常に高く、従って大
表面積の薄型導電性部品を射出成形するには適合し得な
い高温粘度指数を有する従来技術の混合物の抵抗率を示
している。
カーボンブラックであるパルカンの代わりに別の粒状炭
素充填物を使用することもできる。同一方法によりアク
ゾ（ＡＫＺＯ）社の商標ケラトジエン・ブラック（Ｋｅ
ｔｊｅｎ　ｂｌａｃｋ）を充填率２５％で使用した場合
、パルカン３８％と同一の抵抗率が得られた。
本発明方法の実施により得られる極めて優れた結果によ
り、大量生産用機械で燃料電池用二極素子型の製品を射
出成形により製造することが可能である。
前記部材は、高導電率に加えて他の多くの品質、特に； 一硬度；６０〜７０ショア、 一可撓性：厚さ１．５ｍｍの部材を破損することなく直
径１５０ｍｍの円孤状に撓曲可能である、−引張り強さ
：前記部材が耐え得る最大応力２．５〜３．５ｄａＮ／
ｍｌ１ｌ”（延び率４．０〜７．５％）、−熱的不活性
及び化学的不活性、 を備えている。
本発明の方法の一改良例に従い、既に３８％のカーボン
ブラック、パルカン・エックス・シー７２を含有してい
る上記混合物に、３〜９重量％の繊維状炭素充填物を添
加した処、驚くべきことに３〜６倍の導電率が観察され
た。
当然のことながら本発明は、特に２本スクリュー型とい
う混合機の型、各スリーブの調節温度、熱可塑性樹脂及
び炭素充填物の性質に関して、上記記載の具体例に限定
されない。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の方法を実施するための装置の概略図、
第２図はカーボンブラック濃度Ｃ（％）に対する抵抗ρ
（９ｃｍ）の変化を従来技術の方法により製造された材
料（曲線Ａ）と本発明の方法により製造された材料（曲
線Ｂ）とについて示したグラフ、第３図は第２図の曲線
Ｂの拡大曲線と、カーボンブラック濃度Ｃ（％）に対す
る本発明方法により製造された材料の流動性指数の変化
を表す曲線（Ｄ）とを示すグラフである。 量→≠計、２２・・・・・・プロピレン・エチレン共重
合体、２４・・・・・・カーボンブラック、３ｏ・旧・
・押出ヘッド。 ＦＩＧ、１

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）熱可塑性樹脂と炭素充填物との混合物から成る熱
    可塑性材料の製造方法であって、直径の２０倍以上の長
    さを有する２本スクリュー式混合機を使用し、２本スク
    リューの回転速度を１５０〜２５０ｒｐｍ、各ゾーンの
    温度を１６５℃〜３００℃とし、前記２本スクリューの
    第１のゾーン内に前記熱可塑性樹脂を連続的に導入して
    圧縮及び予熱し、次に前記樹脂を２本スクリューの第２
    のゾーン内に移送して混練及び可塑化させ、３０〜５０
    重量％の粒状炭素充填物を分散させるべく２本スクリュ
    ーの第３のゾーンに連続的に導入し、その後この混合物
    を押出ヘッドの出口で回収することを特徴とする方法。
  2. （２）前記ゾーンの１個で、１０重量％未満の繊維状炭
    素充填物を前記混合物に導入することを特徴とする特許
    請求の範囲第１項に記載の方法。
  3. （３）大気圧から数ミリバールの間の圧力で前記混合物
    を脱気させるべく第３のゾーンに続いて形成された第４
    のゾーンを含む２本スクリューを使用することを特徴と
    する特許請求の範囲第１項に記載の方法。
  4. （４）熱可塑性樹脂としてプロピレンとエチレンの共重
    合体を選択し、粒状炭素充填物として３５から４５重量
    ％のカーボンブラックを選択することを特徴とする特許
    請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載の方法。
  5. （５）定量精度±１％以内の重量定量計により、熱可塑
    性樹脂及び炭素充填物を連続的に供給することを特徴と
    する特許請求の範囲第１項から第４項のいずれかに記載
    の方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006106687A1 (ja) * 2005-03-31 2006-10-12 Bussan Nanotech Research Institute Inc. 微細炭素繊維含有樹脂組成物の製造方法
WO2006106691A1 (ja) * 2005-03-31 2006-10-12 Bussan Nanotech Research Institute Inc. 微細炭素繊維含有樹脂組成物の製造方法

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5264261A (en) * 1986-12-06 1993-11-23 Prosyma Research Limited Fibre reinforced polymer compositions and process and apparatus for production thereof
DK89087A (da) * 1987-02-20 1988-08-21 Nordiske Kabel Traad Fremgangsmaade til fremstilling af en elektrisk halvledende, stripbar plastblending
US4923637A (en) * 1987-06-24 1990-05-08 Yazaki Corporation High conductivity carbon fiber
US5032473A (en) * 1987-07-06 1991-07-16 Alupower, Inc. Electrochemical cathode
US5213736A (en) * 1988-04-15 1993-05-25 Showa Denko K.K. Process for making an electroconductive polymer composition
DE3824292A1 (de) * 1988-07-16 1990-01-18 Battelle Institut E V Verfahren zur herstellung von duennschichtabsorbern fuer elektromagnetische wellen
US5116540A (en) * 1989-03-03 1992-05-26 Ferro Corporation Free-radical modified carbon black filled polypropylenes
US4976904A (en) * 1989-04-20 1990-12-11 Energy Research Corporation Method and apparatus for continuous formation of fibrillated polymer binder electrode component
WO1991016716A1 (en) * 1990-04-24 1991-10-31 Ferro Corporation Free-radical modified carbon black filled polypropylenes
US5122641A (en) * 1990-05-23 1992-06-16 Furon Company Self-regulating heating cable compositions therefor, and method
DE4024268A1 (de) * 1990-07-31 1992-02-06 Lehmann & Voss & Co Elektrisch leitfaehiges kunststoffelement und seine verwendung
WO1992021156A1 (en) * 1991-05-23 1992-11-26 Alupower, Inc. Improved electrochemical electrode
DE4130314C1 (ja) * 1991-09-12 1992-10-15 Hermann Berstorff Maschinenbau Gmbh, 3000 Hannover, De
US5374387A (en) * 1993-01-29 1994-12-20 The Gates Rubber Company Process for processing elastomeric compositions
WO1995029050A1 (fr) * 1994-04-21 1995-11-02 Lion Corporation Procede de production d'une composition de resine thermoplastique electroconductrice et d'un conducteur electrique
US5585054A (en) * 1995-03-08 1996-12-17 Evans; Daniel W. Method of making a composite fiber reinforced polyethylene
US5776281A (en) * 1995-03-08 1998-07-07 Evans; Daniel W. Method of manufacturing a pallet made of composite fiber reinforced polyolefin
US5858291A (en) * 1997-03-04 1999-01-12 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Method of making an electrically conductive strain gauge material
DE60007914T2 (de) * 1999-05-13 2004-12-23 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corp., Danbury Halbleitfähiger Kabelschirm
US7235514B2 (en) * 2000-07-28 2007-06-26 Tri-Mack Plastics Manufacturing Corp. Tribological materials and structures and methods for making the same
US20020111415A1 (en) * 2000-07-28 2002-08-15 Mack Edward J. Thermoplastic materials with improved thermal conductivity and methods for making the same
KR100841106B1 (ko) * 2001-11-19 2008-06-25 연세대학교 산학협력단 전기 전도성 수지 조성물을 이용한 바이폴라 플래이트제조방법
EP1474838A1 (en) * 2002-02-13 2004-11-10 Dupont Canada Inc. Method for manufacturing fuel cell separator plates under low shear strain
TWI241732B (en) * 2002-09-25 2005-10-11 E I Du Pont Canada Company Mesh reinforced fuel cell separator plate
WO2004086540A1 (en) * 2003-03-27 2004-10-07 E.I. Du Pont Canada Company Post-molding treatment of current collector plates for fuel cells to improve conductivity
US7686994B2 (en) * 2005-03-02 2010-03-30 Cabot Microelectronics Corporation Method of preparing a conductive film
JP2009047312A (ja) * 2008-10-06 2009-03-05 Yanmar Co Ltd 掘削旋回作業車の油圧装置
CN103192514A (zh) * 2013-03-29 2013-07-10 江苏德威新材料股份有限公司 一种高压半导电屏蔽料的制备方法
WO2017019023A1 (en) * 2015-07-27 2017-02-02 Hewlett-Packard Indigo B.V. Conductive plastic structure

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE548552A (ja) * 1955-06-14 1900-01-01
GB1201166A (en) * 1967-12-04 1970-08-05 Ici Ltd Conducting plastic articles
JPS5648923B2 (ja) * 1972-01-20 1981-11-18
US3846223A (en) * 1972-08-30 1974-11-05 Gulf & Western Ind Prod Co Conductive plastic article and method for making same
US4124747A (en) * 1974-06-04 1978-11-07 Exxon Research & Engineering Co. Conductive polyolefin sheet element
GB1495275A (en) * 1974-06-04 1977-12-14 Exxon Research Engineering Co Conductive polyolefin compositions
DE2612827C3 (de) * 1976-03-26 1982-11-18 Werner & Pfleiderer, 7000 Stuttgart Schneckenstrangpresse zur kontinuierlichen Aufbereitung und Entgasung von Elastomeren und Polymeren mit einer Viskosität über 1000 d Pa s
DE2901758A1 (de) * 1979-01-18 1980-07-31 Basf Ag Verfahren zur herstellung elektrisch leitender polyolefinformkoerper und deren verwendung
US4288352A (en) * 1979-03-26 1981-09-08 Exxon Research & Engineering Co. Electrically conductive polymeric compositions
US4279783A (en) * 1979-04-04 1981-07-21 Dow Corning Corporation Electrically conductive silicone elastomers
JPS5716041A (en) * 1980-05-23 1982-01-27 Kureha Chem Ind Co Ltd Electrically conductive molding resin composite material
NL8006774A (nl) * 1980-12-13 1982-07-01 Electrochem Energieconversie Brandstofcelelectrode en werkwijze voor het vervaardigen van een brandstofcelelectrode.
US4465616A (en) * 1981-02-04 1984-08-14 Rca Corporation Formulation of electrically conductive plastics
US4461814A (en) * 1982-02-08 1984-07-24 Gte Laboratories Incorporated Electrochemical cell
US4474685A (en) * 1982-03-29 1984-10-02 Occidental Chemical Corporation High performance molding compounds for shielding electromagnetic interference
US4551220A (en) * 1982-08-03 1985-11-05 Asahi Glass Company, Ltd. Gas diffusion electrode material
JPS59138067A (ja) * 1983-01-27 1984-08-08 Meidensha Electric Mfg Co Ltd 金属−ハロゲン電池のプラスチツク電極
JPS59100145A (ja) * 1982-12-01 1984-06-09 Denki Kagaku Kogyo Kk 導電性組成物
EP0123540A3 (en) * 1983-04-20 1985-01-02 RAYCHEM CORPORATION (a California corporation) Conductive polymers and devices containing them
JPS59210957A (ja) * 1983-05-17 1984-11-29 Denki Kagaku Kogyo Kk 導電性プラスチツクフイルム又はシ−ト
NL8301780A (nl) * 1983-05-19 1984-12-17 Electrochem Energieconversie Poreuze elektrode.
JPS6042442A (ja) * 1983-08-19 1985-03-06 Nippon Oil Co Ltd 導電性樹脂組成物
US4585711A (en) * 1983-12-15 1986-04-29 Communications Satellite Corporation Hydrogen electrode for a fuel cell
JPS6197360A (ja) * 1984-10-18 1986-05-15 Denki Kagaku Kogyo Kk 導電性組成物
JPS6197359A (ja) * 1984-10-18 1986-05-15 Denki Kagaku Kogyo Kk 高導電性組成物
DE3543279A1 (de) * 1985-12-07 1987-06-11 Roehm Gmbh Verfahren zur herstellung von kunststoff-pressplatten mit elektrischer leitfaehigkeit
US4758473A (en) * 1986-11-20 1988-07-19 Electric Power Research Institute, Inc. Stable carbon-plastic electrodes and method of preparation thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006106687A1 (ja) * 2005-03-31 2006-10-12 Bussan Nanotech Research Institute Inc. 微細炭素繊維含有樹脂組成物の製造方法
WO2006106691A1 (ja) * 2005-03-31 2006-10-12 Bussan Nanotech Research Institute Inc. 微細炭素繊維含有樹脂組成物の製造方法
JP2006282842A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Bussan Nanotech Research Institute Inc 微細炭素繊維含有樹脂組成物の製造方法
JP2006282843A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Bussan Nanotech Research Institute Inc 微細炭素繊維含有樹脂組成物の製造方法

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