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公開番号2025040757
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-25
出願番号2023147760
出願日2023-09-12
発明の名称導電性シート
出願人三菱鉛筆株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類B32B 27/00 20060101AFI20250317BHJP(積層体)
要約【課題】本発明では、良好なガス遮断性及び低い抵抗を有する新規な導電性シートを提供する。
【解決手段】本発明の導電性シート100は、
第1の表面導電性樹脂層130、第1の介在導電性樹脂層120、及びガス遮断性層110をこの順で有しており、
前記第1の表面導電性樹脂層130が、最長径100μm以上の導電性大径フィラー、及び第1のバインダー樹脂を含有しており、
前記第1の介在導電性樹脂層120が、レーザー回折法により測定したD50が50μm以下である導電性小径フィラー、及び第2のバインダー樹脂を含有しており、
前記ガス遮断性層110が、黒鉛シートで構成されており、かつ
前記導電性シート100を構成する各層が一体として、凹凸形状に形成されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
導電性シートであって、
第１の表面導電性樹脂層、第１の介在導電性樹脂層、及びガス遮断性層をこの順で有しており、
前記第１の表面導電性樹脂層が、最長径１００μｍ以上の導電性大径フィラー、及び第１のバインダー樹脂を含有しており、
前記第１の介在導電性樹脂層が、レーザー回折法により測定したＤ５０が５０μｍ以下である導電性小径フィラー、及び第２のバインダー樹脂を含有しており、
前記ガス遮断性層が、黒鉛シートで構成されており、かつ
前記導電性シートを構成する各層が一体として、凹凸形状に形成されている、
導電性シート。
続きを表示（約 900 文字）【請求項２】
前記導電性シートを構成する各層が互いに平行な波状に形成されている、請求項１に記載の導電性シート。
【請求項３】
前記第１の表面導電性樹脂層、前記第１の介在導電性樹脂層、前記ガス遮断性層、第２の介在導電性樹脂層、及び第２の表面導電性樹脂層をこの順で有しており、
前記第２の表面導電性樹脂層が、最長径１００μｍ以上の導電性大径フィラー、及び第１のバインダー樹脂を含有しており、
前記第２の介在導電性樹脂層が、レーザー回折法により測定したＤ５０が５０μｍ以下である導電性小径フィラー、及び第２のバインダー樹脂を含有している、
請求項１又は２に記載の導電性シート。
【請求項４】
前記第１のバインダー樹脂が、樹脂繊維集合体の形態である、請求項１又は２に記載の導電性シート。
【請求項５】
前記第２のバインダー樹脂が、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリサルホン（ＰＳＵ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレア樹脂、フェノール樹脂、熱硬化ポリイミド、及び熱硬化イソシアネートからなる群より選択される少なくとも１種である、請求項１又は２に記載の導電性シート。
【請求項６】
前記導電性大径フィラーが、カーボン繊維である、請求項１又は２に記載の導電性シート。
【請求項７】
前記導電性小径フィラーが、カーボンブラック、黒鉛、ＣＮＴ、及びグラフェンからなる群より選択される、請求項１又は２に記載の導電性シート。
【請求項８】
請求項１又は２に記載の導電性シートで構成されている、燃料電池セパレータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性シート、特に燃料電池セパレータにおいて用いられる導電性シートに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池セパレータとしては、金属材料で構成されている用いたもの、及び炭素材料で構成されているもの開発されている。炭素材料で構成されている燃料電池セパレータは、カーボン材料を用いたものは金属材料を主に用いたものに比べ、軽量さ、コスト、耐薬品等の面で有用である。一方、このような燃料電池セパレータは、十分な強度が得られないことがあり、特にクラックの発生によるガスリークの発生確率が金属よりも高いこと、また、このクラックを防止するために樹脂等のバインダー成分を増加させると導電性が低下してしまう等の欠点があった。このような課題を解決するため、種々の提案がされている。
【０００３】
特許文献１では、導電性繊維を合成樹脂で結着固化させた導電層（Ａ）上に、導電ガス遮断層（Ｂ）を有することを特徴とする燃料電池用セパレータが開示されている。
【０００４】
特許文献２では、基材を備える燃料電池用セパレータであって、前記基材は、導電性の第１炭素材を含み、樹脂材中に形成された第１導電層と、導電性の第２炭素材を含み、前記第１導電層の厚さ方向における少なくとも一側に前記第１導電層と隣り合って形成され、前記樹脂材を介して前記第１導電層に結合された第２導電層と、を備える、燃料電池用セパレータが開示されている。
【０００５】
特許文献３では、厚さに平行であるように機械的に配向されている繊維と共に前記厚さを有している母材に含まれている電気伝導性がある強化材繊維より成っている、燃料電池における電極として使用される電気伝導性物品が開示されている。
【０００６】
特許文献４では、導電性フィラーと高分子材料とを含有するスタンパブルシートを製造する工程と、前記スタンパブルシートを、燃料電池セパレータ形状が彫り込まれた一対の金型が付設された成形機に供給する工程と、成形機に供給されたスタンパブルシートを、セパレータ形状に熱成形する工程とを含むことを特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００１－１５１３１号公報
特開２０２１－１７０５２４号公報
特表２００５－５２７０９２号公報
特開２００６－２６９３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明では、良好なガス遮断性及び低い抵抗を有する新規な導電性シートを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、鋭意検討したところ、以下の手段により上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成させた。すなわち、本発明は、下記のとおりである：
〈態様１〉導電性シートであって、
第１の表面導電性樹脂層、第１の介在導電性樹脂層、及びガス遮断性層をこの順で有しており、
前記第１の表面導電性樹脂層が、最長径１００μｍ以上の導電性大径フィラー、及び第１のバインダー樹脂を含有しており、
前記第１の介在導電性樹脂層が、レーザー回折法により測定したＤ５０が５０μｍ以下である導電性小径フィラー、及び第２のバインダー樹脂を含有しており、
前記ガス遮断性層が、黒鉛シートで構成されており、かつ
前記導電性シートを構成する各層が一体として、凹凸形状に形成されている、
導電性シート。
〈態様２〉前記導電性シートを構成する各層が互いに平行な波状に形成されている、態様１に記載の導電性シート。
〈態様３〉前記第１の表面導電性樹脂層、前記第１の介在導電性樹脂層、前記ガス遮断性層、第２の介在導電性樹脂層、及び第２の表面導電性樹脂層をこの順で有しており、
前記第２の表面導電性樹脂層が、最長径１００μｍ以上の導電性大径フィラー、及び第１のバインダー樹脂を含有しており、
前記第２の介在導電性樹脂層が、レーザー回折法により測定したＤ５０が５０μｍ以下である導電性小径フィラー、及び第２のバインダー樹脂を含有している、
態様１又は２に記載の導電性シート。
〈態様４〉前記第１のバインダー樹脂が、樹脂繊維集合体の形態である、態様１～３のいずれか一項に記載の導電性シート。
〈態様５〉前記第２のバインダー樹脂が、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリサルホン（ＰＳＵ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレア樹脂、フェノール樹脂、熱硬化ポリイミド、及び熱硬化イソシアネートからなる群より選択される少なくとも１種である、態様１～４のいずれか一項に記載の導電性シート。
〈態様６〉前記導電性大径フィラーが、カーボン繊維である、態様１～５のいずれか一項に記載の導電性シート。
〈態様７〉前記導電性小径フィラーが、カーボンブラック、黒鉛、ＣＮＴ、及びグラフェンからなる群より選択される、態様１～６のいずれか一項に記載の導電性シート。
〈態様８〉態様１～７のいずれか一項に記載の導電性シートで構成されている、燃料電池セパレータ。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、良好なガス遮断性及び低い抵抗を有する新規な導電性シートを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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