JP2003187809A - 拡散膜、該拡散膜を有する電極および拡散膜の製造方法 - Google Patents
拡散膜、該拡散膜を有する電極および拡散膜の製造方法Info
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Abstract
(PTFE)、焼成PTFEおよび導電性物質を含有す
る拡散膜。上記拡散層(膜)と、その表面に設けられた
触媒層とを有する電極。未焼成PTFEと焼成PTFE
と導電性物質とを分散液に分散させた後、この分散液を
除去し、次いで液状潤滑剤を添加して混練し、得られた
混練物(好ましくはロッド状予備成形物)を圧延して膜
を形成し、次いで液状潤滑剤を除去する、拡散膜の製造
方法。上記拡散膜には、未焼成PTFEが1〜30重量
%の量で、焼成PTFEが5〜30重量%の量で含有さ
れていることが好ましい。また、導電性物質としては、
グラファイトとカーボンブラックとを組み合わせて用い
ることが望ましい。 【効果】 特性が部位によらず均一で、量産性に適した
拡散膜を安価に提供することができる。
Description
る電極および拡散膜の製造方法に関し、さらに詳しく
は、白金、白金−ルテニウム合金等からなる触媒層と接
合され、燃料電池、電気二重層コンデンサなどの電極を
構成する拡散層用部材を製造する際に用いられる拡散
膜、該拡散膜を有する電極および拡散膜の製造方法に関
する。
酸塩型、固体電荷質型、固体高分子電解質型、アルカリ
型等の種々のタイプがあるが、中でもイオン交換膜型燃
料電池(固体高分子電解質型燃料電池)は、3〜6A/
cm2という大電流密度での作動が可能であるため近年
脚光を浴びている。
ルホン酸基(−SO3H)を持つフッ素樹脂系の高分子
イオン交換膜の一方面に、アノード電極(燃料極)を配
し、他方面にカソード電極(空気極)を接合した一体化
構造を有し、その外側に燃料(H2)及び酸化剤(空
気)の供給通路も兼ねる集電体が配備されている。両電
極は、カーボンに、白金あるいは白金ルテニウム合金等
の、電極反応を促進する触媒が担持されて構成されてい
る。
は、アノード:「H2→2H++2e - 」、カソード:
「1/2・O2+2H++2e-→H2O 」であり、水素
イオン(H+)は、膜中のイオン交換基を介して水分子
と共にアノードからカソードの方向に移動する。そのた
め、上記の電極反応は、電解液(液体)と空気(気体)
と触媒層(固体)との3相(液体/気体/固体)界面で
生じる。よって、電極反応がガス拡散律速にならないよ
うに、3相(液体/気体/固体)界面を十分に確保する
必要があり、撥水性のあるポリテトラフルオロエチレン
(PTFE)樹脂を多孔質電極の表面にコーティングす
る工夫が凝らされている。
をガス拡散電極と言い、燃料(H2)及びガス(O2、酸
素)を白金などの触媒層に均等に接触させる働きがあ
る。このガス拡散電極(特に拡散層)は、触媒層で作ら
れる電子を伝える役割も担っており、導電性が求められ
る。また拡散層は、上記のようにガスを触媒層に拡散さ
せる働きを有しており、このため無数の細孔を有してい
る。
でのイオン伝導性確保の都合上、水分補給も併せて行う
必要性から、加湿して供給される。このイオン伝導用の
水分が、拡散層に存在する細孔を塞いでガスの拡散を阻
害してしまわないように、ガス拡散電極には撥水性を持
たせている。このように、燃料電池、その他の電気化学
装置に用いられるガス拡散電極に求められる性能として
は、ガス拡散性、ガス透過性、撥水性及び導電性が挙げ
られる。
炭素粉末とポリテトラフルオロエチレン(PTFE)と
分散媒とを含む分散混合液を、多孔性炭素繊維膜または
多孔性カーボンペーパーからなる電極材料にスプレー法
もしくは印刷法などにより塗布する方法が用いられてい
た。この方法では、多孔性炭素繊維膜または多孔性カー
ボンペーパーに未焼成ポリテトラフルオロエチレンと導
電性カーボンと分散媒とを含む分散・混合液を塗布し、
ロール圧延等を繰り返して行うため、工程が煩雑で多く
なり、加工費が嵩むという問題点がある。
る拡散層の物性が均一になるように分散・混合液を塗布
管理することは非常に困難であり、拡散膜(層)の量産
性にも欠けていた。さらに基材である多孔性炭素繊維膜
または多孔性カーボンペーパー自体が高価なためコスト
高になってしまうという問題点があった。これに対し
て、本願出願人は、(イ)特開2001−85280号
公報において、ポリテトラフルオロエチレンを含むシー
ト状電極の製造方法であって、炭素微粉末、ポリテトラ
フルオロエチレンおよび液状潤滑剤とからなり、かつ、
圧縮方向の最大長さと、圧縮方向と直交する横方向の最
大長さとが、特定の関係を満たすロッド状予備成形物
を、圧延処理してシート状電極を成形する、シート状電
極の製造方法並びに得られたシート状電極を提案した。
で均質なシート状電極を製造でき、コスト低減並びに量
産性に適した製法であった。しかしながら該公報(特開
2001−85280号公報(イ))に記載の方法によ
り、従来と同じ原料である、未焼成ポリテトラフルオロ
エチレンと導電性カーボンのみで拡散膜(層)を成形す
ると、撥水性を付与する目的で入れた未焼成ポリテトラ
フルオロエチレンのバインダー効果が強すぎて、体積抵
抗が高くなり、充分な電子伝導性とガス透過性を有する
拡散膜は得られなかった。また、製膜も困難となり量産
性を考慮した連続製膜は困難であった。
撥水性を有し、特性が部位によらず均一で、量産性に適
した拡散膜を安価に製造するべく、鋭意研究を重ねたと
ころ、未焼成ポリテトラフルオロエチレン、焼成ポリテ
トラフルオロエチレンおよび導電性物質を含有する拡散
層用樹脂組成物によれば、上記問題点を一挙に解決で
き、充分な撥水性を有し、特性が部位によらず均一で、
量産性に適した拡散膜を安価に製造することができるこ
となどを見出して、本発明を完成するに至った。
報には、繊維長と直径の比が特定の範囲にある微細炭素
繊維が特定量で含まれた炭素材料を、フッ素樹脂で結着
させたシート状物を含むガス拡散電極が開示されてい
る。また、該公報には、この炭素材料とフッ素樹脂を、
助剤と共に混練・圧延したシート状物に、主として電極
触媒と結着剤からなる触媒層を付着させると共に、この
ように触媒層を付着させる前または後に助剤を除去す
る、ガス拡散電極の製法が開示されている。
は、特公昭63−19979号公報(ニ)にも記載され
ているように、比較的薄肉で機械的強度も比較的良好で
あるが、透気性が充分でないという問題点がある。 (ハ)特開昭58−165254号公報には、多孔性繊
維膜の空孔内に、該多孔性繊維膜の一面から炭素粉末と
触媒と四フッ化エチレン樹脂とを強制的に充填する、燃
料電池用ガス拡散電極の製造方法が開示されている。
は、材料肉質が導電性物質粉末を含む数多のポリテトラ
フルオロエチレン樹脂の微小結節と、それらの各結節か
ら出て結節相互を三次元的に結合する導電性物質粉末を
含まない数多のポリテトラフルオロエチレン樹脂の微細
繊維とからなり、かつ各微小結節が互いに一部において
接触あるいは連続化している全体連続微細多孔質構造体
である、ガス拡散電極用材料が開示されている。
多数の微小結節部を有し、それら微小結節部間に無数の
微細繊維を蜘蛛の巣状に形成して立体的に連結させ、し
かも前記微小結節部相互が一部において接触または連続
化された状態のポリテトラフルオロエチレン樹脂による
多孔質膜材であって、前記微小結節部に導電性物質粉末
を含有した液透過性膜材に、特定の曲げ強度を有する導
電性多孔質支持体を接着支持させた、ガスおよび液透過
性電極用材料が開示されている。
導電性物質粉末を含有し、実質的に相互に連繋した数多
のポリテトラフルオロエチレン樹脂による微小結節部
と、それらの各結節部から延出して結節部相互を三次元
的に結合する数多のポリテトラフルオロエチレン樹脂に
よる微細繊維部とによって形成された複数の導電性物質
粉末含有層と、それら複数の層間に位置せしめられた導
電性粉末を含まないポリテトラフルオロエチレン樹脂に
よる数多の微小結節部とそれらの各微小結節部から延出
し結節部相互を三次元的に連結する数多のポリテトラフ
ルオロエチレン樹脂微細繊維とからなる層とが直接に接
合係着されており、しかも上記導電性物質粉末含有の微
小結節部が導電性物質粉末を含まない微小結節部相互を
連結した上記微細繊維組織間に分散圧入され前記導電性
物質粉末含有微小結節部相互が部分的に直接連繋し、ま
たはジャンピング効果により導電可能状態とされたガス
拡散電極用材料が開示されている。
記載のガス拡散電極用材料等では、透気性、撥水性、量
産性、製造コスト、導電性、均一性などの何れかの点で
充分でないという問題点がある。
問題点を解決しようとするものであって、高価な多孔性
炭素繊維膜や多孔性カーボンペーパーを使用せずに、充
分な撥水性を有し、特性が部位によらず均一で、量産性
に適した拡散膜を安価に提供することを目的としてい
る。
(層)を有する電極を提供することを目的としている。
さらに本発明は、上記特性の拡散膜を効率よく安価に製
造する方法を提供することを目的としている。
ラフルオロエチレン、焼成ポリテトラフルオロエチレン
および導電性物質を含有していることを特徴としてい
る。本発明においては、拡散膜中に、未焼成ポリテトラ
フルオロエチレンが1〜30重量%の量で、焼成ポリテ
トラフルオロエチレンが5〜30重量%の量で含有され
ていることが好ましい。
て、グラファイトとカーボンブラックとを含有している
ことが好ましい。本発明においては、上記導電性物質
が、拡散膜中に、50〜90重量%の量で含有されてい
ることが好ましい。本発明に係る電極は、上記の何れか
に記載の拡散層(膜)と、該拡散層の表面に設けられた
触媒層(膜)とを有することを特徴としている。
ポリテトラフルオロエチレンと焼成ポリテトラフルオロ
エチレンと導電性物質とを分散液に分散させた後、この
分散液を除去し、次いで液状潤滑剤を添加して混練し、
得られた混練物(好ましくはロッド状予備成形物)を圧
延して膜を形成し、次いで液状潤滑剤を除去することを
特徴としている。
や多孔性カーボンペーパーを使用せずに、充分な撥水性
を有し、特性が部位によらず均一で、量産性に適した拡
散膜を安価に提供することができる。本発明に係る電極
は、拡散膜として、従来の拡散膜のように高価な多孔性
炭素繊維膜や多孔性カーボンペーパーを使用していない
ため、特性が部位によらず均一で、上記性能の安価に効
率よく量産できる。
ば、上記性能の拡散膜を効率よく製造できる。
散膜を有する電極および拡散膜の製造方法について、具
体的に説明する。<拡散膜(層)> 本発明に係る拡散膜(層)は、未焼成
含フッ素重合体樹脂好ましくは未焼成のポリテトラフル
オロエチレン(PTFE)と、焼成含フッ素重合体樹脂
好ましくは焼成されたポリテトラフルオロエチレンと、
導電性物質とを含有している。
フルオロエチレン(PTFE)、変性PTFE、PVd
F、ETFE、PCTFE、FEPおよびPFAなどが
挙げられ、PTFEが得られる拡散膜の耐熱性、耐薬品
性、撥水性の点から好ましい。以下、本発明において含
フッ素重合体樹脂として好ましく用いられるPTFEを
用いる場合について、拡散膜の製造工程、原料の観点か
ら主に詳説する。 <未焼成含フッ素重合体樹脂(未焼成PTFE)>未焼
成含フッ素重合体樹脂原料、好ましくは未焼成PTFE
原料としては、ディスパージョン、粉末状の形状を採り
得るが、ディスパージョンが分散性に優れる点で好まし
い。
れず、ファインパウダーや、ディスパージョンなどの乳
化重合物に加えて、懸濁重合により得られたモールディ
ングパウダーなどを混合して用いてもよい。この未焼成
の含フッ素重合体樹脂好ましくはPTFEとしては、そ
の平均粒径φが通常、0.1〜0.5μm、好ましくは
0.2〜0.4μmであるものが分散性の点で望まし
い。 <焼成含フッ素重合体樹脂(焼成PTFE)>焼成され
た含フッ素重合体樹脂好ましくは焼成PTFEとして
は、粉末状、繊維状等種々の形状を採り得るが、粉末状
のものが得られる拡散膜(層)の撥水性を向上させるこ
とができ、均一に分散させることができる点で好まし
い。
は、未焼成のPTFEの粉末などをPTFEの融点以上
〜分解温度未満の温度で、必要により加圧しながら、加
熱して得られ、これら粉末状等の焼成PTFEは、未焼
成PTFEなどと異なり、その表面等に溶融履歴を有し
ている。また、これら焼成されたPTFE粉末等は、少
なくともその一部表面で互いに熱融着していることが多
く、また焼成され熱融着したPTFEでは、適度の空隙
を保持していることが多い。
平均粒径φが通常、5〜100μm、好ましくは10〜
50μmであるものが望ましい。焼成PTFEは、未焼
成PTFEと比べて耐剪断力に優れている。なお、本発
明では、この粉末状の含フッ素重合体樹脂の一部あるい
は全部に代えて、撥水性に寄与できる撥水性物質例え
ば、シリコーンゴム等を用いてもよい。
と、粉末状の焼成PTFEとを組み合わせて(好ましく
は後述するような量比で、)用いると、得られる拡散層
用樹脂組成物からシート化して拡散膜(層)を製造し易
く製膜性に優れ、シート状拡散膜の量産性に優れ、しか
も得られる拡散膜(層)が優れた撥水性を有し、ガス拡
散性およびガス透過性を、PTFEとして未焼成PTF
Eのみ配合し、焼成PTFE粉末を配合しない場合に比
して、いっそう向上させることができる。
(Ω・cm)が小さくなる点などで望ましい。 <導電性物質>導電性物質としては、粉末状、繊維状な
どの何れの形状でもよく、例えば、好ましく用いられる
炭素系導電性物質として、グラファイト粉末、カーボン
ブラック、膨張黒鉛粉末、活性炭粉末、カーボン繊維等
が挙げられる。これら導電性物質は、1種または2種以
上組み合わせて用いることができる。
ラファイトとカーボンブラックとを組み合わせて用いる
と、導電性物質の配合総量が一定(同一)の場合に、得
られる拡散膜(層)の体積電気抵抗値を低下させること
ができるため好ましい。グラファイト(石墨、黒鉛)と
しては、天然物(天然石墨)でも人工物(人造石墨ある
いは人造黒鉛とも言う。)でもよい。
は、通常、1〜500μm、好ましくは5〜200μ
m、さらに好ましくは10〜100μmであることが望
ましい。カーボンブラックとしては、グラファイト粉末
がμmオーダーであるのに比してその粒径がnmオーダ
ー(グラファイト粉末の粒径の1/1000程度)と極
めて小さく、例えば、平均粒径φが、通常1〜500n
m、好ましくは5〜100nmのものが望ましい。
を配合することにより、得られる拡散膜(層)は、ガス
透過性をより発揮でき、また該拡散層を有する電極は、
燃料電池、その他の電気化学的装置の性能が向上する。
本発明に係る拡散膜には、未焼成PTFEは、通常1〜
30重量%、好ましくは10〜20重量%の量で、焼成
PTFEは、通常5〜30重量%、好ましくは10〜2
0重量%の量で、導電性物質は、通常50〜90重量
%、好ましくは60〜80重量%の量で含まれているこ
とが望ましい。
ラックと上記グラファイトとを組み合わせて用いる場合
には、カーボンブラックとグラファイトとの合計100
重量%中に、カーボンブラックは、通常5〜30重量
%、好ましくは10〜20重量%の量で、およびグラフ
ァイトは、通常70〜95重量%、好ましくは80〜9
0重量%の量で拡散膜に含まれていることが望ましい。
含まれていると、拡散膜(層)および該拡散層を有する
ガス拡散電極は、充分な撥水性を有しガス拡散性、ガス
透過性に優れ、導電性に優れる。特に、未焼成PTFE
と、焼成PTFEとが上記量で含まれていると、得られ
る拡散膜(層)の撥水性を良好に保持しつつ、拡散膜製
造に際して、成形性を良好にコントロールでき、連続シ
ート化が可能となり、拡散膜の量産性の向上を図ること
ができ、製品コストを低減できるため好ましい。
成物[拡散膜(層)用樹脂組成物]には、上記成分以外
に、例えば、分散液や液状潤滑剤などが含まれていても
よい。分散液としては、水の他、メタノール、エタノー
ル等の脂肪族の一価アルコール;エチレングリコール、
プロピレングリコール、グリセリン等の脂肪族多価アル
コールなどが挙げられる。
ル、エタノール等の脂肪族の一価アルコール;エチレン
グリコール、プロピレングリコール、グリセリン等の脂
肪族多価アルコール;およびホワイトオイルなどが挙げ
られ、これらは1種または2種以上組み合わせて用いて
もよい。このような各種成分を含む拡散膜(層)用樹脂
組成物を得るには、上記各成分を常法により任意の順序
で添加し、攪拌・混合等すればよい。
未焼成PTFE繊維と、焼成PTFE粉末と、グラファ
イト粉末とカーボンブラックとを含んでいる場合、例え
ば、図1に模式的に示すように、未焼成PTFE繊維が
グラファイト粉末などに絡みついてこれら相互を実質上
繋いでおり、また、未焼成PTFE繊維の周りにカーボ
ンブラックの微小粉末が充填され、グラファイト粉末と
カーボンブラック粉末とが実質的に電気的に連繋し、し
かも、焼成PTFE粉末がこれらの空隙にさらに充填さ
れることにより、シート(膜)に適度の撥水性を発揮さ
せつつ、シート(膜)を形成しているものと考えられ
る。
E、焼成PTFEおよび導電性物質は、用いられた前記
拡散層用樹脂組成物中のこれら成分量(比)と同様の量
(比)で含まれている。このような拡散膜を得るには、
未焼成含フッ素重合体樹脂好ましくは未焼成PTFE
と、焼成含フッ素重合体樹脂好ましくは焼成PTFE
と、導電性物質とを、分散液に分散させた後、この分散
液を除去し、次いで液状潤滑剤を添加して混練し、得ら
れた混練物(好ましくはロッド状予備成形物)を圧延し
て膜を形成し、次いで液状潤滑剤を除去することにより
製造することができる。
物は、上記液状潤滑剤を、ロッド状予備成形物全量の5
〜70重量%、好ましくは10〜65重量%、さらに好
ましくは30〜65重量%の割合で含有するのが望まし
い。ロッド状予備成形物が前記割合で液状潤滑剤を含有
する場合には、後述する圧延処理を行う際に、亀裂を生
じたり小片化したりすることなく、均一なシート状電極
用拡散膜を製造できるため好ましい。このような割合で
液状潤滑剤を含有するロッド状予備成形物は、導電性物
質と、未焼成および焼成含フッ素樹脂と、液状潤滑剤と
を含有する混練物を調製し、該混練物を押出成形などの
方法で成形することにより得てもよく、また、所望量よ
り少ない量の液状潤滑剤を含有するロッド状予備成形物
を調製し、液状潤滑剤を含浸することにより得てもよ
い。
ずれの部位でも均一で、かつ、密度がいずれの部位でも
一定であるのが望ましい。このようなロッド状予備成形
物を押出成形により成形する場合には、内部残量応力の
小さい条件で成形し、ロッド状予備成形物の長手方向の
密度差、液状潤滑剤の含有量差を小さくするのが好まし
い。
形物の形状は、ロッド状すなわち棒状であることが好ま
しく、特に円柱状、角柱状、楕円柱状などの長尺物の、
長手方向に垂直な断面形状およびその寸法が一定なロッ
ド状であると、長尺のシート状電極用拡散膜が均一に製
造しやすいため好ましい。本発明では、好ましくは上述
のようなロッド状予備成形物を圧延処理して、シート状
電極用拡散膜を形成する。このような圧延処理は、厚さ
の大きいシート状(板状)の予備成形物とすることな
く、ロッド状の予備成形物を所望の厚さのシート状に、
一度の圧延処理で成形するのが望ましい。この圧延処理
には、公知の圧延方法をいずれも適用することができる
が、圧延温度は液状潤滑剤の沸点以下の温度であればよ
く、好ましくは20〜200℃、より好ましくは20〜
100℃、さらに好ましくは20〜90℃の温度条件で
ロール圧延すると、液状潤滑剤が発泡することなく圧延
処理ができ、亀裂のないシート状電極用拡散膜さらには
シート状電極を製造でき、望ましい。
するシート状電極を形成するためには、このような圧延
処理条件を一定にすることが好ましく、例えば、ロール
圧延では、圧延ロールの温度分布が均一で、かつ、圧延
時の温度が一定であるのが望ましい。圧延処理をロール
圧延によって行う場合には、0.05〜2t/cm、好
ましくは0.1〜2t/cmでの高圧縮をすることによ
り、充分な強度を有するシート状電極を得ることができ
好ましい。このようなロール圧延による圧延処理は、好
ましくは原長(ロッド状予備成形物の長手方向の長さ:
ロッド長)の5〜1000倍、好ましくは10〜200
倍程度となるように行われるのが望ましい。
含フッ素重合体樹脂の種類などにもよるが、用いられた
液状潤滑剤を揮散除去できる温度であり、しかも含フッ
素重合体樹脂例えばPTFEの分解温度未満である、8
0〜320℃、好ましくは150〜300℃で、空気中
または不活性ガス雰囲気下で行うことができる。以上の
ようにして得られた長尺のシート状電極用拡散膜は、適
宜所望の大きさ・形状に切断し、電極用拡散膜として使
用することができる。
シート状であればよく、その電極用拡散膜を使用する燃
料電池などの電池の大きさ、電気容量などにより適宜設
計変更可能であって、その厚さ、面積、形状などは特に
限定されるものではない。このような本発明のシート状
電極用拡散膜は、炭素電極を用いる電池類に広く用いる
ことができるが、特に燃料電池用の分極性電極用拡散膜
として好ましく用いることができる。
成物に、触媒層成分の白金担持カーボンなどを配合する
ことにより、ガス拡散層と触媒層とを一体化することも
できる。<電極> 本発明に係る電極は、上記拡散膜からなる層
と、該拡散層(膜)の表面に設けられた触媒層とを有し
ている。(このような電極は、例えば、未焼成PTF
E、焼成PTFEおよび導電性物質(好ましくはカーボ
ンブラックおよびグラファイト)を含有する拡散層
(膜)と、該拡散層(膜)の表面に設けられた触媒層と
を有している。) 触媒層は、カーボンブラックに白金あるいは白金ルテニ
ウム合金等の電極反応を促進する触媒が担持されて構成
されている。
の方法を適宜利用でき、例えば、特公昭63−1997
9号公報、特公平1−12838号公報、特公平5−5
2031号公報等に記載の方法を適宜利用すればよい。
以上の説明においては、拡散膜、電極、拡散膜の製造方
法の何れの場合も、含フッ素重合体樹脂として、未焼成
PTFEと、焼成PTFEとを用いる場合について主に
説明したが、本発明では、未焼成PTFE、焼成PTF
Eに代えて、それぞれ、その他の未焼成含フッ素重合体
樹脂、その他の焼成含フッ素重合体樹脂を用いてもよ
い。このようなその他の含フッ素重合体樹脂としては、
変性PTFE、PVdF、ETFE、PCTFE、FE
P、PFAなどが挙げられる。
膜や多孔性カーボンペーパーを使用せずに、導電性物質
として好ましくは安価なグラファイトとカーボンブラッ
クとを組み合わせて用い、また含フッ素重合体樹脂とし
て好ましくは未焼成PTFEと焼成PTFEとを組み合
わせて用いているので、拡散膜製造時および該拡散層付
き電極製造時の材料コストを低減できる。
み合わせて用いることにより、得られる拡散膜(層)の
撥水性を保持しつつ、拡散層用樹脂組成物から拡散膜を
製造する際の成形性を良好にコントロールできるため、
充分な撥水性を有し、電気特性などが部位によらず均一
な連続シートを製造可能となり、シート状拡散膜の量産
性の向上を図ることができ、拡散膜及び電極の製造コス
ト低減を図ることができる。
層と、その表面に設けられた触媒層とを具備しており、
上記したような優れた性能を有しており、また従来の拡
散膜のように高価な多孔性炭素繊維膜や多孔性カーボン
ペーパーを使用していないため、安価に効率よく量産で
きる。本発明に係る上記拡散膜の製造方法によれば、上
記性能の拡散膜を効率よく製造できる。
体的に説明するが、本発明はかかる実施例により何ら限
定されるものではない。
グラファイト、平均粒子径50nmのカーボンブラッ
ク、平均粒子径0.2μmの未焼成のポリテトラフルオ
ロエチレン(PTFE)、平均粒子径20μmの焼成P
TFEを水に分散させたものを用いて、それぞれ表1に
示す条件(配合比:重量%)で混合した。
に、乾燥させた混合物に対して40重量%となるよう
に、液状潤滑剤としてアルコールを添加し、混練物を得
た。この混練物をロール圧延装置により、圧延ロール温
度80℃、圧力440kg/cm2の条件で圧延したと
ころ、厚さ0.40mm、幅150mm、長さ1mのシ
ートが得られた。
分間乾燥させ、シート状拡散膜とした。実施例1〜4及
び比較例1〜2のシート状拡散膜の体積抵抗を測定し
た。結果を表1に示す。
定した。
焼成PTFE繊維、カーボンブラック、グラファイト粉
末および焼成PTFE粉末の連繋状態を模式的に示す説
明図である。
Claims (6)
- 【請求項1】未焼成ポリテトラフルオロエチレン、焼成
ポリテトラフルオロエチレンおよび導電性物質を含有し
ていることを特徴とする拡散膜。 - 【請求項2】拡散膜中に、未焼成ポリテトラフルオロエ
チレンが1〜30重量%の量で、焼成ポリテトラフルオ
ロエチレンが5〜30重量%の量で含有されていること
を特徴とする請求項1に記載の拡散膜。 - 【請求項3】上記導電性物質として、グラファイトとカ
ーボンブラックとを含有していることを特徴とする請求
項1〜2の何れかに記載の拡散膜。 - 【請求項4】上記導電性物質が、拡散膜中に、50〜9
0重量%の量で含有されていることを特徴とする請求項
1〜3の何れかに記載の拡散膜。 - 【請求項5】請求項1〜4の何れかに記載の拡散層と、 該拡散層の表面に設けられた触媒層とを有することを特
徴とする電極。 - 【請求項6】未焼成ポリテトラフルオロエチレンと焼成
ポリテトラフルオロエチレンと導電性物質とを分散液に
分散させた後、この分散液を除去し、次いで液状潤滑剤
を添加して混練し、 得られた混練物を圧延して膜を形成し、次いで液状潤滑
剤を除去することを特徴とする拡散膜の製造方法。
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