JPS63269462A - 燃料電池用マトリツクスの製造方法 - Google Patents
燃料電池用マトリツクスの製造方法Info
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- JPS63269462A JPS63269462A JP62102835A JP10283587A JPS63269462A JP S63269462 A JPS63269462 A JP S63269462A JP 62102835 A JP62102835 A JP 62102835A JP 10283587 A JP10283587 A JP 10283587A JP S63269462 A JPS63269462 A JP S63269462A
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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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
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、炭化ケイ素微粉末とポリテトラフルオロエチ
レン樹脂（以下ｒＰＴＦＥ樹脂」という）とを主体とす
る燃料電池の電解質保持用のマトリックスの製造方法に
関する。
レン樹脂（以下ｒＰＴＦＥ樹脂」という）とを主体とす
る燃料電池の電解質保持用のマトリックスの製造方法に
関する。
［従来の技術及び問題点］
一般に、電解質にリン酸水溶液などを用いる燃料電池の
電解質保持用のマトリックスには、電解質の保持性がよ
く、温度１５０〜２００℃のリン酸水溶液に対して耐久
性のある、炭化ケイ素とＰＴＦＥ樹脂とを主体とするマ
トリックスが使用されている。
電解質保持用のマトリックスには、電解質の保持性がよ
く、温度１５０〜２００℃のリン酸水溶液に対して耐久
性のある、炭化ケイ素とＰＴＦＥ樹脂とを主体とするマ
トリックスが使用されている。
従来、このマトリックスの製法としては、■炭化ケイ素
とＰＴＦＥ樹脂とを含む懸濁液を、吹きつけ、塗布、薄
膜プリントなどにより電極の表面−Ｌに付加する方法（
特公昭５８−１５６号）や、■炭化ケイ素とＰＴＦＥ樹
脂とを含む懸濁液を加熱し、メタノールなとの添加剤を
混合し、更に加熱した後、シート状に成形する方法（特
公昭６０−４６５１５号）なとが知られている。
とＰＴＦＥ樹脂とを含む懸濁液を、吹きつけ、塗布、薄
膜プリントなどにより電極の表面−Ｌに付加する方法（
特公昭５８−１５６号）や、■炭化ケイ素とＰＴＦＥ樹
脂とを含む懸濁液を加熱し、メタノールなとの添加剤を
混合し、更に加熱した後、シート状に成形する方法（特
公昭６０−４６５１５号）なとが知られている。
しかしながら、上記■の方法は懸濁液を直接電極表面に
塗布することなどによりマトリックスを形成するため、
電極表面の数十μｍの凹凸に影響を受けやすく、マトリ
ックスの厚さを一様にするのが難しいので電流の不良分
布を生じやすい。また、内部抵抗を小さくするためにマ
トリックスの厚さを薄くするとピンホールが生じたり、
電極が露呈したりすることもある。しかも、この方法で
は単に懸濁液を塗布するだけであるので、得られるマト
リックスの機械的強度は小さく、曲げたり、衝撃が加わ
ったりすると表面に亀裂が生じやすい。
塗布することなどによりマトリックスを形成するため、
電極表面の数十μｍの凹凸に影響を受けやすく、マトリ
ックスの厚さを一様にするのが難しいので電流の不良分
布を生じやすい。また、内部抵抗を小さくするためにマ
トリックスの厚さを薄くするとピンホールが生じたり、
電極が露呈したりすることもある。しかも、この方法で
は単に懸濁液を塗布するだけであるので、得られるマト
リックスの機械的強度は小さく、曲げたり、衝撃が加わ
ったりすると表面に亀裂が生じやすい。
一方、■の方法はマトリックスの厚さを比較的均一にす
ることが可能であり、しかもＰＴＦＥ樹脂を繊維状にす
ることによりある程度の機械的強度も得られるが、マト
リックスの厚さを薄くすることが難しく、薄くするとピ
ンホールや亀裂が生じるという欠点がある。これは、従
来用いられていた炭化ケイ素が結晶構造が六方晶系であ
り、角張った粒形からなるα型結晶であるため、粒子問
に空隙を生じやすく、この様な空隙においては、フィブ
リル化して繊維状となったＰＴＦＥ樹脂が切断されるこ
となどにより十分空隙を覆うことができなくなるので、
シートが薄くなるとこれらの空隙が顕在化し、ピンホー
ルや亀裂が生じるものと推定される。また、通常のシー
ト成形では水が徐々に蒸発してマトリックス内に潤滑作
用を行う物質がなくなるため、それ以上の混練や圧延が
しずらくなり、炭化ケイ素の充填率を高めることができ
なくなるから、薄いシートの作成は困難であり、もし簾
理に混練や圧延を進めるとマトリックスに亀裂が生じて
しまう。
ることが可能であり、しかもＰＴＦＥ樹脂を繊維状にす
ることによりある程度の機械的強度も得られるが、マト
リックスの厚さを薄くすることが難しく、薄くするとピ
ンホールや亀裂が生じるという欠点がある。これは、従
来用いられていた炭化ケイ素が結晶構造が六方晶系であ
り、角張った粒形からなるα型結晶であるため、粒子問
に空隙を生じやすく、この様な空隙においては、フィブ
リル化して繊維状となったＰＴＦＥ樹脂が切断されるこ
となどにより十分空隙を覆うことができなくなるので、
シートが薄くなるとこれらの空隙が顕在化し、ピンホー
ルや亀裂が生じるものと推定される。また、通常のシー
ト成形では水が徐々に蒸発してマトリックス内に潤滑作
用を行う物質がなくなるため、それ以上の混練や圧延が
しずらくなり、炭化ケイ素の充填率を高めることができ
なくなるから、薄いシートの作成は困難であり、もし簾
理に混練や圧延を進めるとマトリックスに亀裂が生じて
しまう。
［発明の目的］
本発明は、上記従来技術の欠点を解消すべくなされたも
のであって、均一な厚みを持ち、内部抵抗を小さくする
のに十分なほど薄く、かつピンホールや亀裂がなくて機
械的強度に優れた燃料電池用マトリックスの製造方法を
提供することを目的とする。
のであって、均一な厚みを持ち、内部抵抗を小さくする
のに十分なほど薄く、かつピンホールや亀裂がなくて機
械的強度に優れた燃料電池用マトリックスの製造方法を
提供することを目的とする。
［発明の構成］
本発明はβ型結晶の炭化ケイ素微粉末９０〜９９重量部
とＰＴＦＥ樹脂１〜ｌＯ重量部とに、沸点１００〜２５
０°Ｃの潤滑剤を加えて混練した後、該混練物をシート
状に形成し、加熱して該潤滑剤を除去することを特徴と
する燃料電池用マトリックスの製造方法である。
とＰＴＦＥ樹脂１〜ｌＯ重量部とに、沸点１００〜２５
０°Ｃの潤滑剤を加えて混練した後、該混練物をシート
状に形成し、加熱して該潤滑剤を除去することを特徴と
する燃料電池用マトリックスの製造方法である。
本発明に使用するβ型結晶の炭化ケイ素微粉末には、結
晶構造が立方晶系からなる平均粒径０．０１〜ＩＯμｍ
の炭化ケイ素が好適に使用される。このβ型結晶の炭化
ケイ素微粉末は粒径が小さく、比較的球に近い粒子形状
なので、混練や圧延の工程を経ることにより非常に緻密
に充填することができ、フィブリル化により繊維状とな
ったＰＴＦＥ樹脂の切断もほとんど起こらないため、ピ
ンホールや亀裂が生じにくく機械的強度に優れたマトリ
ックスを製造することができる。特に薄いマトリックス
を製造する場合には、炭化ケイ素の平均粒径は０．０１
〜２μｍであるのがよく、その粒径分布よい。なお、微
量であればα型結晶の炭化ケイ素を含んでも良いが、そ
の場合でも平均粒径は上記の０．０１〜ｌＯμｍの範囲
にあることが望ましい。
晶構造が立方晶系からなる平均粒径０．０１〜ＩＯμｍ
の炭化ケイ素が好適に使用される。このβ型結晶の炭化
ケイ素微粉末は粒径が小さく、比較的球に近い粒子形状
なので、混練や圧延の工程を経ることにより非常に緻密
に充填することができ、フィブリル化により繊維状とな
ったＰＴＦＥ樹脂の切断もほとんど起こらないため、ピ
ンホールや亀裂が生じにくく機械的強度に優れたマトリ
ックスを製造することができる。特に薄いマトリックス
を製造する場合には、炭化ケイ素の平均粒径は０．０１
〜２μｍであるのがよく、その粒径分布よい。なお、微
量であればα型結晶の炭化ケイ素を含んでも良いが、そ
の場合でも平均粒径は上記の０．０１〜ｌＯμｍの範囲
にあることが望ましい。
上記のβ型結晶の炭化ケイ素微粉末にはＰＴＦＥ樹脂が
混合される。このＰＴＦＥ樹脂は圧縮剪断力を受けると
フィブリル化して結着性のある繊維状となるため、混練
や圧延などの工程を経ることにより繊維化が進み、結合
力が増す。本発明に使用するＰＴＦＥ樹脂は粉末でも、
ディスパージョンでもよいが、その固形分量は得られる
マトリックス中に１〜１０重量部となるように配合され
なければならない。これはＰＴＦＥ樹脂が本来疎水性の
梅脂であるため、１０重量部より多く含まれると電解質
であるリン酸水溶液の保持性が極めて悪くなるからであ
り、この意味からはＰＴＦＥ樹脂の量はできるだけ少な
いほうがよい。ただし、ＰＴＦＥ樹脂の量をあまり少な
くし過ぎるとマトリックスに必要な強度が不足してしま
うので、少なくとも１重量部は含まれている必要がある
。とく１−：’ Ｍ４−Ｊ＝ Ｉ、１）Ｔ） Ｔ
Ｔ；’ Ｗ ｔ！ｊ ’Ｆａ ｎ）層？＋ １
、 Ｑ ｉＩｒ ｌｌｋ ＣＷ Ｍ ｇる。
混合される。このＰＴＦＥ樹脂は圧縮剪断力を受けると
フィブリル化して結着性のある繊維状となるため、混練
や圧延などの工程を経ることにより繊維化が進み、結合
力が増す。本発明に使用するＰＴＦＥ樹脂は粉末でも、
ディスパージョンでもよいが、その固形分量は得られる
マトリックス中に１〜１０重量部となるように配合され
なければならない。これはＰＴＦＥ樹脂が本来疎水性の
梅脂であるため、１０重量部より多く含まれると電解質
であるリン酸水溶液の保持性が極めて悪くなるからであ
り、この意味からはＰＴＦＥ樹脂の量はできるだけ少な
いほうがよい。ただし、ＰＴＦＥ樹脂の量をあまり少な
くし過ぎるとマトリックスに必要な強度が不足してしま
うので、少なくとも１重量部は含まれている必要がある
。とく１−：’ Ｍ４−Ｊ＝ Ｉ、１）Ｔ） Ｔ
Ｔ；’ Ｗ ｔ！ｊ ’Ｆａ ｎ）層？＋ １
、 Ｑ ｉＩｒ ｌｌｋ ＣＷ Ｍ ｇる。
なお、ディスパージョンの場合、ＰＴＦＥ樹脂のフィブ
リル化を若干阻害する界面活性剤が存在するのでＰＴＦ
Ｅ樹脂は粉末で用いられるほうがより好ましい。
リル化を若干阻害する界面活性剤が存在するのでＰＴＦ
Ｅ樹脂は粉末で用いられるほうがより好ましい。
本発明においては、このβ型結晶の炭化ケイ素微粉末と
ＰＴＦＥ樹脂とのマトリックスを構成する主成分に、更
に沸点１００〜２５０℃の潤滑剤が混合される。この潤
滑剤は炭化ケイ素微粉末とＰＴＦＥ樹脂との混合と、Ｐ
ＴＦＥ樹脂のフィブリル化を助ける働きをするが、本発
明ではとくに沸点が１００〜２５０℃のものを用いてい
るので、混練や圧延などの工程中に潤滑剤が蒸発して作
業が中断したり、停止したりすることはなく、工程途中
で潤滑剤を補給するなどの煩雑な作業を加えなくても良
い。このため、マトリックスをシート化するまでに十分
な混練と圧延が行えるので、炭化ケイ素の充填率の高い
、薄くて機械的強度に優れたマトリックスが製造できる
。なお、本発明においてマトリックスには使用時の温度
での性能を保証するために、製造の最終工程において使
用温度以上の温度が加えられるので、この時点で潤滑剤
が蒸発されるように潤滑剤の沸点はマトリックスの使用
温度に対応する１５０〜２００℃であるのがとくに望ま
しい。
ＰＴＦＥ樹脂とのマトリックスを構成する主成分に、更
に沸点１００〜２５０℃の潤滑剤が混合される。この潤
滑剤は炭化ケイ素微粉末とＰＴＦＥ樹脂との混合と、Ｐ
ＴＦＥ樹脂のフィブリル化を助ける働きをするが、本発
明ではとくに沸点が１００〜２５０℃のものを用いてい
るので、混練や圧延などの工程中に潤滑剤が蒸発して作
業が中断したり、停止したりすることはなく、工程途中
で潤滑剤を補給するなどの煩雑な作業を加えなくても良
い。このため、マトリックスをシート化するまでに十分
な混練と圧延が行えるので、炭化ケイ素の充填率の高い
、薄くて機械的強度に優れたマトリックスが製造できる
。なお、本発明においてマトリックスには使用時の温度
での性能を保証するために、製造の最終工程において使
用温度以上の温度が加えられるので、この時点で潤滑剤
が蒸発されるように潤滑剤の沸点はマトリックスの使用
温度に対応する１５０〜２００℃であるのがとくに望ま
しい。
本発明に使用する潤滑剤は上記のように沸点が１００〜
２５０℃であって、β型結晶の炭化ケイ素やＰＴＦＥＩ
脂と反応したり、変質させたりするものでなければよい
が、更にβ型結晶の炭化ケイ素あるいはＰＴＦＥ樹脂と
の濡れ性の高いものであればより好ましい。これら潤滑
剤としては、ＰＴＦＥ樹脂が粉末で用いられる場合には
、ＰＴＦＥ樹脂との濡れ性の良いナフサなどの炭化水素
系化合物が好ましく、ＰＴＦＥ樹脂がディスパージョン
で用いられる場合には、エチレングリコール、グリセリ
ン、シクロヘキサノールなどのアルコール系化合物、ク
レゾールなどのフェノール系化合物などの親水性の高い
化合物が好適に用いられる。
２５０℃であって、β型結晶の炭化ケイ素やＰＴＦＥＩ
脂と反応したり、変質させたりするものでなければよい
が、更にβ型結晶の炭化ケイ素あるいはＰＴＦＥ樹脂と
の濡れ性の高いものであればより好ましい。これら潤滑
剤としては、ＰＴＦＥ樹脂が粉末で用いられる場合には
、ＰＴＦＥ樹脂との濡れ性の良いナフサなどの炭化水素
系化合物が好ましく、ＰＴＦＥ樹脂がディスパージョン
で用いられる場合には、エチレングリコール、グリセリ
ン、シクロヘキサノールなどのアルコール系化合物、ク
レゾールなどのフェノール系化合物などの親水性の高い
化合物が好適に用いられる。
また潤滑剤の量は使用する潤滑剤の種類によって変わる
が、大略２０〜７０重量部であることが望ましく、２０
重量部未満では工程の最後まで十分な混練や圧延が行え
ず、薄くて機械的強度の高いマトリックスが得られなく
なり、７０重市部を越えると炭化ケイ素やＰＴＦＥ樹脂
が潤滑剤中に分散され過ぎて、混練や圧延を行っても結
合せず、シート化できなくなってしまう。
が、大略２０〜７０重量部であることが望ましく、２０
重量部未満では工程の最後まで十分な混練や圧延が行え
ず、薄くて機械的強度の高いマトリックスが得られなく
なり、７０重市部を越えると炭化ケイ素やＰＴＦＥ樹脂
が潤滑剤中に分散され過ぎて、混練や圧延を行っても結
合せず、シート化できなくなってしまう。
この様にして混合されたβ型結晶の炭化ケイ素微粉末と
ＰＴＦＥ樹脂と沸点１００〜２５０℃の潤滑剤とは、混
練されて、炭化ケイ素微粉末が密に充填され、かつＰＴ
ＦＥ樹脂がフィブリル化されて結着性のある繊維状とな
り、機械的強度の向上した混練物を形成する。
ＰＴＦＥ樹脂と沸点１００〜２５０℃の潤滑剤とは、混
練されて、炭化ケイ素微粉末が密に充填され、かつＰＴ
ＦＥ樹脂がフィブリル化されて結着性のある繊維状とな
り、機械的強度の向上した混練物を形成する。
この後、混練物はロールなどを用いて圧延されることに
より均一な厚さのシート状に成形されるが、この際にも
、炭化ケイ素微粉末の充填密度は高められて薄いシート
となり、かつＰＴＦＥ樹脂のフィブリル化が進んで結合
力も増す。なお、この混練及びシート化の工程において
潤滑剤は蒸発しに＜＜、炭化ケイ素微粉末とＰＴＦＥ樹
脂の混合をスムーズにすると共に、炭化ケイ素の緻密化
とＰＴＦＥ樹脂のフィブリル化を助ける働きをする。ま
た、炭化ケイ素微粉末はβ型結晶のものからなるので密
に充填され、フィブリル化して繊維状となったＰＴＦＥ
Ｉ脂を切断することもないため、上記工程を経ても、ピ
ンホールや亀裂は生じにくい。
より均一な厚さのシート状に成形されるが、この際にも
、炭化ケイ素微粉末の充填密度は高められて薄いシート
となり、かつＰＴＦＥ樹脂のフィブリル化が進んで結合
力も増す。なお、この混練及びシート化の工程において
潤滑剤は蒸発しに＜＜、炭化ケイ素微粉末とＰＴＦＥ樹
脂の混合をスムーズにすると共に、炭化ケイ素の緻密化
とＰＴＦＥ樹脂のフィブリル化を助ける働きをする。ま
た、炭化ケイ素微粉末はβ型結晶のものからなるので密
に充填され、フィブリル化して繊維状となったＰＴＦＥ
Ｉ脂を切断することもないため、上記工程を経ても、ピ
ンホールや亀裂は生じにくい。
最後に、このシート化したものを潤滑剤の沸点以上の温
度で加熱することにより、潤滑剤を蒸発させて除去すれ
ば厚さ５０〜２００μｍの均一で薄く、かつピンホール
や亀裂のない機械的強度に優れたマトリックスが得られ
る。
度で加熱することにより、潤滑剤を蒸発させて除去すれ
ば厚さ５０〜２００μｍの均一で薄く、かつピンホール
や亀裂のない機械的強度に優れたマトリックスが得られ
る。
（実施例１）
平均粒径１．５７１ｍのβ型結晶の炭化ケイ素微粉末９
５ｇとＰＴＦＥ樹脂粉末（三井・デュポンフロロケミカ
ル曲製；ｅ−Ｊ）５ｇとに潤滑剤としてナフサ（沸点１
７４〜１９０℃）５０ｇを加えて十分に混練する。次い
で、この混練物をロールにより圧延し、展開して厚さ１
５０μｍのシート状に形成した。
５ｇとＰＴＦＥ樹脂粉末（三井・デュポンフロロケミカ
ル曲製；ｅ−Ｊ）５ｇとに潤滑剤としてナフサ（沸点１
７４〜１９０℃）５０ｇを加えて十分に混練する。次い
で、この混練物をロールにより圧延し、展開して厚さ１
５０μｍのシート状に形成した。
最後に、このシートを２５０℃に加熱したオーブン中に
１時間放置し、ナフサの除去を行いマトリックスを得た
。
１時間放置し、ナフサの除去を行いマトリックスを得た
。
得られたマトリックスにはピンホールも亀裂もなく、引
張強度も２ 、２ｋｇ ／ ｃｔｓ ２と良好な値を示
した。
張強度も２ 、２ｋｇ ／ ｃｔｓ ２と良好な値を示
した。
（実施例２）
平均粒径０．４μｍのβ型結晶の炭化ケイ素微粉末を用
いたことと、シート厚さを５０μｍとしたこと以外は実
施例１と同様にしてマトリックスを作成した。
いたことと、シート厚さを５０μｍとしたこと以外は実
施例１と同様にしてマトリックスを作成した。
得られたマトリックスにはピンホールも亀裂もなく、引
張強度も３ 、０ｋｇ ／ （？１１２と実施例１より
も優れていた。
張強度も３ 、０ｋｇ ／ （？１１２と実施例１より
も優れていた。
（実施例３）
平均粒径０．４μｍのβ型結晶の炭化ケイ素微粉末９８
ｇとＰＴＦＥ樹脂粉末（三片・デュポンフロロケミカル
１＄１製：６−Ｊ）２ｇとに潤滑剤としてナフサ（沸点
１７４〜１９０℃）５０ｇを加えて十分に混練する。次
いて、この混練物をロールにより圧延し、展開して厚さ
１００μｍのシート状に形成した。
ｇとＰＴＦＥ樹脂粉末（三片・デュポンフロロケミカル
１＄１製：６−Ｊ）２ｇとに潤滑剤としてナフサ（沸点
１７４〜１９０℃）５０ｇを加えて十分に混練する。次
いて、この混練物をロールにより圧延し、展開して厚さ
１００μｍのシート状に形成した。
最後に、このシートを２５０℃に加熱したオーブン中に
１時間放置し、ナフサの除去を行いマトリックスを得た
。
１時間放置し、ナフサの除去を行いマトリックスを得た
。
得られたマトリックスにはピンホールも亀裂もなく、引
張強度も２．０ｋｇ／ｃｍ２と良好な値を示した。
張強度も２．０ｋｇ／ｃｍ２と良好な値を示した。
また、このマトリックスは電解質の保持性が実施例１．
２よりも優れていた。
２よりも優れていた。
（実施例４）
平均粒径１．５μｍのβ型結晶の炭化ケイ素ｖ＆粉末９
５ｇとＰＴＦＥ樹脂を６０重量％含むディスパージョン
８．３ｇとに潤滑剤としてグリセリン（沸点１５４℃）
５０ｇを加えて十分に混練する。次いで、この混練物を
ロールにより圧延し展開して厚さ１５０μｍのシート状
に形成した。最後に、このシートを２５０℃に加熱した
オーブン中に１時間放置し、グリセリンの除去を行いマ
トリックスを得た。
５ｇとＰＴＦＥ樹脂を６０重量％含むディスパージョン
８．３ｇとに潤滑剤としてグリセリン（沸点１５４℃）
５０ｇを加えて十分に混練する。次いで、この混練物を
ロールにより圧延し展開して厚さ１５０μｍのシート状
に形成した。最後に、このシートを２５０℃に加熱した
オーブン中に１時間放置し、グリセリンの除去を行いマ
トリックスを得た。
得られたマトリックスにはピンホールも亀裂もなく、引
張強度も２．１ｋｇ／ｃ１１２と良好な値を示した。
張強度も２．１ｋｇ／ｃ１１２と良好な値を示した。
（実施例５）
平均粒径０．４μｍのβ型結晶の炭化ケイ素微粉末を用
いたことと、シート厚さを５０μｍとしたこと以外は実
施例４と同様にしてマトリックスを作成した。
いたことと、シート厚さを５０μｍとしたこと以外は実
施例４と同様にしてマトリックスを作成した。
得られたマトリックスにはピンホールも亀裂もなく、引
張強度も２．８ｋｇ／ ｃｖｍ ２と実施例４よりも優
れていた。
張強度も２．８ｋｇ／ ｃｖｍ ２と実施例４よりも優
れていた。
（実施例６）
平均粒径０．４μｍのβ型結晶の炭化ケイ素微粉末９８
ｇとＰＴＦＥ樹脂を６０重量％含むディスパージョン３
゜３ｇとに潤滑剤としてグリセリン（沸点１５４℃）５
０ｇを加えて十分に混練する。次いで、この混練物をロ
ールにより圧延し展開して厚さ１００μｍのシート状に
形成した。最後に、このシートを２５０℃に加熱したオ
ーブン中に１時間放置し、グリセリンの除去を行いマト
リックスを得た。
ｇとＰＴＦＥ樹脂を６０重量％含むディスパージョン３
゜３ｇとに潤滑剤としてグリセリン（沸点１５４℃）５
０ｇを加えて十分に混練する。次いで、この混練物をロ
ールにより圧延し展開して厚さ１００μｍのシート状に
形成した。最後に、このシートを２５０℃に加熱したオ
ーブン中に１時間放置し、グリセリンの除去を行いマト
リックスを得た。
得られたマトリックスにはピンホールも亀裂もなく、引
張強度も２−０ｋｇ ／ ｃ１１２と良好な値を示した
。
張強度も２−０ｋｇ ／ ｃ１１２と良好な値を示した
。
また、このマトリックスは電解質の保持性が実施例４．
５よりも優れていた。
５よりも優れていた。
（比較例１）
平均粒径１．５μｍのα型結晶の炭化ケイ素微粉末９５
ｇとＰＴＦＥ樹脂粉末（三片・デュポンフロロケミカル
■製；６−Ｊ）５ｇとに潤滑剤としてナフサ（沸点１７
４〜１９０℃）５０ｇを加えて十分に混練する。次いで
、この混練物をロールにより圧延し、展開しようとした
ところ、シート厚さを３５０μｍまで薄くした時にシー
トを貫通する無数のピンホールが生じた。更に薄くする
とピンホールの数が増え、亀裂が生じてシート化できな
かった。
ｇとＰＴＦＥ樹脂粉末（三片・デュポンフロロケミカル
■製；６−Ｊ）５ｇとに潤滑剤としてナフサ（沸点１７
４〜１９０℃）５０ｇを加えて十分に混練する。次いで
、この混練物をロールにより圧延し、展開しようとした
ところ、シート厚さを３５０μｍまで薄くした時にシー
トを貫通する無数のピンホールが生じた。更に薄くする
とピンホールの数が増え、亀裂が生じてシート化できな
かった。
（比較例２）
平均粒径０．４μｍのα型結晶の炭化ケイ素微粉末を用
いたこと以外は、比較例１と同様にしてシートを作成し
ようとしたところ、シートの厚さが２５０μｍになった
時に比較例１と同様に無数のピンホールを生じた。
いたこと以外は、比較例１と同様にしてシートを作成し
ようとしたところ、シートの厚さが２５０μｍになった
時に比較例１と同様に無数のピンホールを生じた。
（比較例３）
平均粒径１．５μｍのα型結晶の炭化ケイ素微粉末９５
ｇとＰＴＦＥ樹脂を６０重量％含むディスパージョン８
．３ｇとに潤滑剤としてグリセリン（沸点１５４℃）５
０ｇを加えて十分に混練する。次いで、この混練物をロ
ールにより圧延し、展開しようとしたところ、シート厚
さを３５０μｍまで薄くした時にシートを貫通する無数
のピンホールが生じた。
ｇとＰＴＦＥ樹脂を６０重量％含むディスパージョン８
．３ｇとに潤滑剤としてグリセリン（沸点１５４℃）５
０ｇを加えて十分に混練する。次いで、この混練物をロ
ールにより圧延し、展開しようとしたところ、シート厚
さを３５０μｍまで薄くした時にシートを貫通する無数
のピンホールが生じた。
更に薄くするとピンホールの数が増え、亀裂が生じてシ
ート化できなかった。
ート化できなかった。
（比較例４）
平均粒径１．５μｍのβ型結晶の炭化ケイ素微粉末９５
ｇとＰＴＦＥ樹脂を６０重量％含むディスパージョン８
．３ｇとに潤滑剤として水５０ｇを加えて十分に混練す
る。次いで、この混練物を常温でシート状に展開しよう
としたところ、水が徐々に飛散して硬くなり、薄いシー
トを得るために圧延を繰り返したら亀裂が生じてシート
化が不可能になった。
ｇとＰＴＦＥ樹脂を６０重量％含むディスパージョン８
．３ｇとに潤滑剤として水５０ｇを加えて十分に混練す
る。次いで、この混練物を常温でシート状に展開しよう
としたところ、水が徐々に飛散して硬くなり、薄いシー
トを得るために圧延を繰り返したら亀裂が生じてシート
化が不可能になった。
［発明の効果コ
以上説明したように、本発明によれば、マトリックスは
炭化ケイ素微粉末とＰＴＦＥ樹脂とに潤滑剤を加えて混
練し、シート化し、加熱により潤滑剤を除去するという
簡便な工程で製造でき、しかも、面積が大きく、均一な
厚さのマトリックスを得ることが可能となる。また、本
発明では潤滑剤に沸点１００〜２５０℃のものを使用し
ているため、混練やシート化の工程が中断したり、停止
したりすることなく十分に行え、しかも、炭化ケイ素微
粉末にβ型結晶のものを使用しているため、緻密に充填
できるので、薄くて、機械的強度に優れ、ピンホールや
亀裂のないマトリックスが得られる。
炭化ケイ素微粉末とＰＴＦＥ樹脂とに潤滑剤を加えて混
練し、シート化し、加熱により潤滑剤を除去するという
簡便な工程で製造でき、しかも、面積が大きく、均一な
厚さのマトリックスを得ることが可能となる。また、本
発明では潤滑剤に沸点１００〜２５０℃のものを使用し
ているため、混練やシート化の工程が中断したり、停止
したりすることなく十分に行え、しかも、炭化ケイ素微
粉末にβ型結晶のものを使用しているため、緻密に充填
できるので、薄くて、機械的強度に優れ、ピンホールや
亀裂のないマトリックスが得られる。
本発明により得られたマトリックスは、非常に薄いため
内部抵抗を極めて小さくでき、にもかかわらず機械的強
度に優れるので、例えば燃料電池内のマトリックスによ
り隔てられたガス問に差圧が生じても、亀裂や割れが生
じる心配がなく、安定して使用できる。また、ＰＴＦＥ
樹脂をより高度にフィブリル化させているため、少量で
十分な強度かえられるので、マトリックス全体の親水性
を高めることができ、電界液の保持性にも優れている。
内部抵抗を極めて小さくでき、にもかかわらず機械的強
度に優れるので、例えば燃料電池内のマトリックスによ
り隔てられたガス問に差圧が生じても、亀裂や割れが生
じる心配がなく、安定して使用できる。また、ＰＴＦＥ
樹脂をより高度にフィブリル化させているため、少量で
十分な強度かえられるので、マトリックス全体の親水性
を高めることができ、電界液の保持性にも優れている。
この様に、本発明の製造方法は、簡便な工程により、優
れた性能を有する燃料電池用のマトリックスが得られる
、極めて有用な方法である。
れた性能を有する燃料電池用のマトリックスが得られる
、極めて有用な方法である。
手続補正書く自発）
Claims (3)
- （１）β型結晶の炭化ケイ素微粉末９０〜９９重量部と
ポリテトラフルオロエチレン樹脂１〜１０重量部とに、
沸点１００〜２５０℃の潤滑剤を加えて混練した後、該
混練物をシート状に形成し、加熱して該潤滑剤を除去す
ることを特徴とする燃料電池用マトリックスの製造方法
。 - （２）ポリテトラフルオロエチレン樹脂が粉末であり、
潤滑剤が炭化水素からなる特許請求の範囲第１項記載の
燃料電池用マトリックスの製造方法。 - （３）ポリテトラフルオロエチレン樹脂がディスパージ
ョンであり、潤滑剤が親水性の有機化合物からなる特許
請求の範囲第１項記載の燃料電池用マトリックスの製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62102835A JP2649673B2 (ja) | 1987-04-24 | 1987-04-24 | 燃料電池用マトリツクスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62102835A JP2649673B2 (ja) | 1987-04-24 | 1987-04-24 | 燃料電池用マトリツクスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63269462A true JPS63269462A (ja) | 1988-11-07 |
| JP2649673B2 JP2649673B2 (ja) | 1997-09-03 |
Family
ID=14338056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62102835A Expired - Lifetime JP2649673B2 (ja) | 1987-04-24 | 1987-04-24 | 燃料電池用マトリツクスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2649673B2 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61133572A (ja) * | 1984-12-04 | 1986-06-20 | Japan Goatetsukusu Kk | 燃料電池の電解質保持用シ−ト状物の製造法 |
| JPS61259460A (ja) * | 1985-05-10 | 1986-11-17 | Fuji Electric Co Ltd | 燐酸型燃料電池のマトリツクス |
| JPS62145661A (ja) * | 1985-12-19 | 1987-06-29 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池用マトリツクスの製造方法 |
-
1987
- 1987-04-24 JP JP62102835A patent/JP2649673B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61133572A (ja) * | 1984-12-04 | 1986-06-20 | Japan Goatetsukusu Kk | 燃料電池の電解質保持用シ−ト状物の製造法 |
| JPS61259460A (ja) * | 1985-05-10 | 1986-11-17 | Fuji Electric Co Ltd | 燐酸型燃料電池のマトリツクス |
| JPS62145661A (ja) * | 1985-12-19 | 1987-06-29 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池用マトリツクスの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2649673B2 (ja) | 1997-09-03 |
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