JPS63105473A - 燃料電池セパレータ用炭素板の製造法 - Google Patents
燃料電池セパレータ用炭素板の製造法Info
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- JPS63105473A JPS63105473A JP61249744A JP24974486A JPS63105473A JP S63105473 A JPS63105473 A JP S63105473A JP 61249744 A JP61249744 A JP 61249744A JP 24974486 A JP24974486 A JP 24974486A JP S63105473 A JPS63105473 A JP S63105473A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/96—Carbon-based electrodes
-
- 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
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の分野
本発明はアルコール等の燃料電池用炭素板の製造法に関
する。詳しくは黒鉛粉末と特定量のベンジリックエーテ
ル型フェノール樹脂とを混練し、成形してアルコール等
の燃料電池用の炭素板を製造する方法である。
する。詳しくは黒鉛粉末と特定量のベンジリックエーテ
ル型フェノール樹脂とを混練し、成形してアルコール等
の燃料電池用の炭素板を製造する方法である。
従来の技術
樹脂結合質カーボンヤレジン系炭素複合体は、機械用カ
ーボン素材、電気用ブラシ、燃料電池用セパレーターな
ど広範囲の用途に利用されている。
ーボン素材、電気用ブラシ、燃料電池用セパレーターな
ど広範囲の用途に利用されている。
上記樹脂結合質カーボン素材の製造方法については、例
えば１、武井 武・河嶋千尋編：新しい工業材料の化学
炭素と黒鉛製品、金原出版、（昭４２．１０．３０）
、Ｐ１９４Ｊに、炭素粉に合成樹脂（熱硬化性樹脂：フ
ェノール、フランその他）を加えて混ねつして加熱成形
することが記載されている。
えば１、武井 武・河嶋千尋編：新しい工業材料の化学
炭素と黒鉛製品、金原出版、（昭４２．１０．３０）
、Ｐ１９４Ｊに、炭素粉に合成樹脂（熱硬化性樹脂：フ
ェノール、フランその他）を加えて混ねつして加熱成形
することが記載されている。
本発明は、特にアルコール等の燃料電池用炭素板が一般
の炭素材とは違った特別の特性が要求されることに鑑み
、この要求を満たし、かつ生産性の高いｆ４造方法につ
いて研究した結果、なされたものである。
の炭素材とは違った特別の特性が要求されることに鑑み
、この要求を満たし、かつ生産性の高いｆ４造方法につ
いて研究した結果、なされたものである。
アルコール等の燃料電池、代表的にはメタノール燃料電
池であるが、この電池は通常多数直列に接続して使用さ
れている。そのとき炭素板はセパレーターとして使用、
されるものである。
池であるが、この電池は通常多数直列に接続して使用さ
れている。そのとき炭素板はセパレーターとして使用、
されるものである。
前記炭素板は、電気抵抗が小さく、強度が大であること
、通気性か殆んどないことが要求されている。電気抵抗
が小ざいことから炭素板は必然的に薄くなる。また当然
工業的には生産性が高いことが必要である。
、通気性か殆んどないことが要求されている。電気抵抗
が小ざいことから炭素板は必然的に薄くなる。また当然
工業的には生産性が高いことが必要である。
従来、アルコール燃料電池用炭素板を作る方法としては
、 ■人造黒鉛粉にフェノール樹脂を加えて混練し、この混
線物を射出機によって成形する。
、 ■人造黒鉛粉にフェノール樹脂を加えて混練し、この混
線物を射出機によって成形する。
■上記混線物を鋳型に装入し圧縮成形（モールド成形）
する（特公昭５０−１１３５５号公報）。
する（特公昭５０−１１３５５号公報）。
■上記混線物を、一対のローラー間に押し込んで圧搾成
形する。
形する。
などの成形法によって板状に成形していた。
発明が解決しようとする問題点
射出成形は生産性が高いが、その成形が可能とするには
良好な流れ特性が必要でおり、従来の射出成形に使われ
ているものはフェノール樹脂を多く用いており、そうす
ると電気抵抗か高くなり、燃料電池用の炭素板には向か
ない。そこで燃料電池用炭素板のように樹脂分が少ない
、例えば前記特公昭５０−１１３５５号公報に記載の発
明の場合は、樹脂バインダーが５〜２５％が好ましいと
されているが、このように少ないバインダーでは射出成
形は不可能でおるのでモールド成形を行なつでいる。
良好な流れ特性が必要でおり、従来の射出成形に使われ
ているものはフェノール樹脂を多く用いており、そうす
ると電気抵抗か高くなり、燃料電池用の炭素板には向か
ない。そこで燃料電池用炭素板のように樹脂分が少ない
、例えば前記特公昭５０−１１３５５号公報に記載の発
明の場合は、樹脂バインダーが５〜２５％が好ましいと
されているが、このように少ないバインダーでは射出成
形は不可能でおるのでモールド成形を行なつでいる。
燃料電池炭素板はかなり薄いものであり、その上ある程
度の大きざが８廿である。この炭素板を緻密で均一な厚
みに成形するにはロール間を通す成形では容易でない。
度の大きざが８廿である。この炭素板を緻密で均一な厚
みに成形するにはロール間を通す成形では容易でない。
本発明の目的は、射出成形を前提とし、そのために成形
材料の流れ特性が良好で必って、しかも電気比抵抗が小
（０，２Ωｃｍ以下）さく、低通気性で、曲げ強さが人
（６００Ｋｙ／ｃｍ以上）である燃料電池用炭素板を製
）ｈすることに必ろ。
材料の流れ特性が良好で必って、しかも電気比抵抗が小
（０，２Ωｃｍ以下）さく、低通気性で、曲げ強さが人
（６００Ｋｙ／ｃｍ以上）である燃料電池用炭素板を製
）ｈすることに必ろ。
問題点を解決１−るだめの手段
上記のように、炭素板を製造するに際しては、少量のフ
ェノール樹脂で成形材料の流れ特性を十分に発揮し、得
られる炭素板の電気比抵抗、曲げ強さが良好でなくては
ならない。そのためには、使用されるフェノール樹脂の
特性か成形材料の流れ特性と炭素板の特性に大きく影響
するとの観点に立脚して、鋭意研究を続けてきた、その
結果、ベンジリックエーテル型フェノール樹脂を用いる
と、粘度が低く、しかも成形温度に保持された場合に樹
脂の増粘速度が遅いので、安定して射出成形かできる。
ェノール樹脂で成形材料の流れ特性を十分に発揮し、得
られる炭素板の電気比抵抗、曲げ強さが良好でなくては
ならない。そのためには、使用されるフェノール樹脂の
特性か成形材料の流れ特性と炭素板の特性に大きく影響
するとの観点に立脚して、鋭意研究を続けてきた、その
結果、ベンジリックエーテル型フェノール樹脂を用いる
と、粘度が低く、しかも成形温度に保持された場合に樹
脂の増粘速度が遅いので、安定して射出成形かできる。
そのため、樹脂量が少なくても成形材料の流れ特性が良
好であり、しかも得られる炭素板の要求される特性を発
現させることを見出した。
好であり、しかも得られる炭素板の要求される特性を発
現させることを見出した。
上記ベンジリックエーテル型フェノール樹脂と黒鉛粉末
を混和した後、一般的にはプレキュア−（１０ｏ ’ｃ
、〜数時間）の工程を採ることにより成形材料の流れ
特性を調整して射出→成形が行なわれる。
を混和した後、一般的にはプレキュア−（１０ｏ ’ｃ
、〜数時間）の工程を採ることにより成形材料の流れ
特性を調整して射出→成形が行なわれる。
本発明で使用されるベンジリックエーテル型フェノール
樹脂は次のようにして作られる。
樹脂は次のようにして作られる。
フェノール化合物とＰＣＩ−ｔｏ（Ｒは１」又は炭化水
素基）で表わされるアルデヒドとを１：１〜３程度の割
合に金属塩触媒、例えば亜鉛、］パル］〜、マンガン、
スズ等の塩を触媒にして反応させて得られる。この樹脂
はレゾールとノボラックの中間的な性質をもっている。
素基）で表わされるアルデヒドとを１：１〜３程度の割
合に金属塩触媒、例えば亜鉛、］パル］〜、マンガン、
スズ等の塩を触媒にして反応させて得られる。この樹脂
はレゾールとノボラックの中間的な性質をもっている。
黒鉛粉末と樹脂の混合割合については黒鉛゛扮末１００
ｉｉ部に対し、フェノール樹脂（不揮発分）は１３〜３
０重、置部か適当で必る。
ｉｉ部に対し、フェノール樹脂（不揮発分）は１３〜３
０重、置部か適当で必る。
１３重量部より少ないと射出成形が困難となり、また特
性的には炭素板の通気性が生ずる。樹脂が３０重量部を
越えると成形時に反り等か生じ保形性が悪くなり、また
電気抵抗も大きくなる。
性的には炭素板の通気性が生ずる。樹脂が３０重量部を
越えると成形時に反り等か生じ保形性が悪くなり、また
電気抵抗も大きくなる。
本発明の製造法は、人造黒鉛粉末にベンジリックエーテ
ル型フェノール樹脂の特定性を混合して加圧ニーダ−で
混和（）た後、望ましくは所定の温度と時間でプレキュ
ア−し、得られた混和物を解砕した後、その解砕物を射
出成形機により薄板状に成形する方法である。
ル型フェノール樹脂の特定性を混合して加圧ニーダ−で
混和（）た後、望ましくは所定の温度と時間でプレキュ
ア−し、得られた混和物を解砕した後、その解砕物を射
出成形機により薄板状に成形する方法である。
射出成形時の温度は、画材１′斗の）圧用比率、炭素板
の大きざ、Ｑｌ出成形機の構造等によって異なるが、一
般的には、温度は１２０〜２００ ’Ｃの範囲か適当で
ある。
の大きざ、Ｑｌ出成形機の構造等によって異なるが、一
般的には、温度は１２０〜２００ ’Ｃの範囲か適当で
ある。
使用される黒鉛粉末は、得られる炭素板の特性を考慮し
て、５００μｍｍ以下のものか適当て必る。
て、５００μｍｍ以下のものか適当て必る。
また、使用される成形機は、通常の射出成形機でよい。
実施例
以下、本発明の実施例を示ず。
ベンジリックエーテル型フェノール樹脂は次のようにし
て製造した。
て製造した。
フェノール９４ｇ（１，０モル）に対し３７％ホルマリ
ン１２１ｇ（ＣＨ２０換算１．５モル）を加え、触媒と
して、無水酢酸亜鉛０．９ｇ（０゜００５モル）を添加
して１００℃で２時間反応させた。反応終了後、真空脱
水で水分が１％になる様に水を除去しフェノール樹脂を
得た。
ン１２１ｇ（ＣＨ２０換算１．５モル）を加え、触媒と
して、無水酢酸亜鉛０．９ｇ（０゜００５モル）を添加
して１００℃で２時間反応させた。反応終了後、真空脱
水で水分が１％になる様に水を除去しフェノール樹脂を
得た。
得られた樹脂の物性は
粘度 １２．０ＯＯＣＰＳ
不揮発分 ８０％
水分 ０．９％
でめった。
人造黒鉛微粉（７４μｍｍ＞４０％＞１００重量部に対
し、前記のヘンシリツクエーテル型フェノール樹脂を表
中に示すように配合して、加圧ニーグー（室温２５°Ｃ
１１に９／ｃｔｉ＞で１時間混和した後、１００℃、〜
２０分でプレキュア−した。このプレキュアしたものを
ハンマーミルで解砕した後、スクリューはで一対の金型
量的に射出させた。
し、前記のヘンシリツクエーテル型フェノール樹脂を表
中に示すように配合して、加圧ニーグー（室温２５°Ｃ
１１に９／ｃｔｉ＞で１時間混和した後、１００℃、〜
２０分でプレキュア−した。このプレキュアしたものを
ハンマーミルで解砕した後、スクリューはで一対の金型
量的に射出させた。
金型に射出されるときの温度は、約９０℃〜９５°Ｃで
あった。なお金型の温度は約１９０℃にヒーターで加熱
されていた。成形材料の射出完了後、金型を締め圧５
Ｑ ｔｏｎで締付けた。かくして得られた炭素板は１０
０ｍ角Ｘ３．Ｏａｎ厚であった。
あった。なお金型の温度は約１９０℃にヒーターで加熱
されていた。成形材料の射出完了後、金型を締め圧５
Ｑ ｔｏｎで締付けた。かくして得られた炭素板は１０
０ｍ角Ｘ３．Ｏａｎ厚であった。
得られた炭素板の特性は次表の通りであった。
註二表中の樹脂の値は不揮発分を示すが１、これには揮
発分が約２２％含まれている。
発分が約２２％含まれている。
成形材料の射出時の流れ性は良好であって、スクリュー
内の付着はなかった。得られた炭素板は電気比抵抗、曲
げ強さ及び気密性はその試験結果が示すように優れた値
を示した。
内の付着はなかった。得られた炭素板は電気比抵抗、曲
げ強さ及び気密性はその試験結果が示すように優れた値
を示した。
発明の効果
本発明によると、樹脂量が少なくても成形材料の流れ性
が良いので、射出成形ができ生産性の向上が図られると
ともに、得れる炭素板の電気比抵抗、気密性、機械強度
にすぐれている炭素板が得られる。さらに耐薬品性、耐
熱性の面においてもノボラック系フェノール樹脂よりも
優れている副次的効果もある。
が良いので、射出成形ができ生産性の向上が図られると
ともに、得れる炭素板の電気比抵抗、気密性、機械強度
にすぐれている炭素板が得られる。さらに耐薬品性、耐
熱性の面においてもノボラック系フェノール樹脂よりも
優れている副次的効果もある。
Claims (1)
- 黒鉛粉末１００重量部にベンジリックエーテル型フェノ
ール樹脂（不揮発分）１３〜３０重量部を添加して混練
し、その混練物を射出成形することを特徴とする燃料電
池用炭素板の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61249744A JPH0622136B2 (ja) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | 燃料電池セパレータ用炭素板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61249744A JPH0622136B2 (ja) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | 燃料電池セパレータ用炭素板の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63105473A true JPS63105473A (ja) | 1988-05-10 |
| JPH0622136B2 JPH0622136B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=17197566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61249744A Expired - Lifetime JPH0622136B2 (ja) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | 燃料電池セパレータ用炭素板の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0622136B2 (ja) |
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| EP0969540A2 (en) * | 1998-06-05 | 2000-01-05 | Nisshinbo Industries, Inc. | Fuel cell separator and process for producing same |
| JP2000082476A (ja) * | 1998-06-25 | 2000-03-21 | Hitachi Chem Co Ltd | 燃料電池、燃料電池用セパレ―タ及びその製造方法 |
| JP2001325967A (ja) * | 2000-05-15 | 2001-11-22 | Nisshinbo Ind Inc | 燃料電池セパレータの製造方法、燃料電池セパレータ及び固体高分子型燃料電池 |
| US6630258B1 (en) * | 1998-04-30 | 2003-10-07 | Emitec Gesellschaft Fuer Emissionstechnologie Mbh | Process for wetting at least one of the surfaces of an electrolyte in a fuel cell |
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|---|---|---|---|---|
| CN1195793C (zh) | 2001-08-06 | 2005-04-06 | 昭和电工株式会社 | 导电的可固化树脂组合物和燃料电池用的隔板 |
| EP1869120B1 (en) | 2005-04-04 | 2014-12-31 | Showa Denko K.K. | Electrically conducting curable resin composition, cured product thereof and molded article of the same |
| TR200704155A2 (tr) | 2007-06-15 | 2009-01-21 | Tübi̇tak- Türki̇ye Bi̇li̇msel Ve Teknoloji̇k Araştirma Kurumu | Geri dönüşümlü bipolar plaka üretimi |
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-
1986
- 1986-10-22 JP JP61249744A patent/JPH0622136B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0622136B2 (ja) | 1994-03-23 |
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