(57)【要約】【課題】  十分な導電性と強度を得ることができ、厚さ方向における導電性を向上させることのできる電池用カーボン部材及びその製造方法、レドックスフロー電池用双極板、並びに燃料電池用セパレータを提供する。【解決手段】  導電材２と熱可塑性樹脂３とからなる電池用カーボン部材１であり、導電材２を、鱗状黒鉛粒子、人造黒鉛粒子、膨張黒鉛粒子、球状黒鉛粒子、及び炭素繊維の少なくともいずれか一種含有の炭素質材料とし、熱可塑性樹脂３を、ポリオレフィン系樹脂、又はポリフェニレンスルフィド系樹脂とし、導電材２と熱可塑性樹脂３の少なくともいずれか一方をプラズマ処理した混合物とする。導電材２と熱可塑性樹脂３とをプラズマ処理して相溶性を向上させ、導電材２と熱可塑性樹脂３との間の空隙を減少させるので、十分な導電性や曲げ強度を得ることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電材と熱可塑性樹脂とからなる電池用カーボン部材であって、導電材と熱可塑性樹脂の少なくともいずれか一方がプラズマ処理された混合物からなることを特徴とする電池用カーボン部材。
【請求項２】
導電材は、鱗状黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛、球状黒鉛、及び炭素繊維の少なくともいずれか一種含有の炭素質材料からなる請求項１記載の電池用カーボン部材。
【請求項３】
熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン系樹脂、又はポリフェニレンスルフィド系樹脂である請求項１又は２記載の電池用カーボン部材。
【請求項４】
プラズマ処理は、酸素ガス、窒素ガス、及びアルゴンガスの少なくともいずれかを用いて処理される請求項１、２、又は３記載の電池用カーボン部材。
【請求項５】
プラズマ処理は、水分を含有する酸素ガス、窒素ガス、及びアルゴンガスの少なくともいずれかを用いて処理される請求項１、２、又は３記載の電池用カーボン部材。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載した電池用カーボン部材の製造方法であって、導電材と熱可塑性樹脂の少なくともいずれか一方をプラズマ処理し、これらを混合して金型に充填した後、金型を型締めして加熱圧縮成形することにより、電池用カーボン部材を成形することを特徴とする電池用カーボン部材の製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれかに記載した電池用カーボン部材により形成されることを特徴とするレドックスフロー電池用双極板。
【請求項８】
請求項１ないし５のいずれかに記載した電池用カーボン部材により形成されることを特徴とする燃料電池用セパレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レドックスフロー電池や燃料電池等に使用される電池用カーボン部材及びその製造方法、レドックスフロー電池用双極板、並びに燃料電池用セパレータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レドックスフロー電池用双極板や燃料電池用セパレータには、電池用カーボン部材が使用されている。この電池用カーボン部材は、図示しないが、導電性を確保する黒鉛粒子等の導電材と、強度を確保する熱可塑性樹脂とを含有し、レドックスフロー電池用双極板や燃料電池用セパレータの製造に用いられる場合には、スタック時や稼働中の負荷で割れないよう、一定以上の曲げ強度を発揮する。
【０００３】
ところで、レドックスフロー電池用双極板や燃料電池用セパレータの曲げ強度を向上させたい場合には、電池用カーボン部材の熱可塑性樹脂の含有率を増やせば良いが、熱可塑性樹脂の含有率を単に増やすと、導電材の含有率が低下するので、導電性の低下を招くこととなる。この点に鑑み、従来においては、曲げ強度の向上と導電性の維持を両立させるため、様々な発明が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、成分（Ａ）カーボンナノチューブ、成分（Ｂ）下記（１）〜（３）を満たすオレフィン系重合体、及び成分（Ｃ）熱可塑性樹脂を含み、成分（Ａ）の配合量が、成分（Ａ）〜（Ｃ）の全量１００質量％に対して１５〜４０質量％、成分（Ｂ）の配合量が、成分（Ａ）の配合量の０．５〜２倍である樹脂組成物が開示され、（１）重量平均分子量（Ｍｗ）が３５，０００〜１５０，０００、（２）分子量分布（Ｍｗ/Ｍｎ）が３以下、（３）軟化点が８０〜１３０℃とされる（特許文献１参照）。
【０００５】
また、特許文献２には、粒子状又は不連続繊維状の炭素質材料を含有させた熱可塑性樹脂から成る導電性樹脂板(１)の片面又は両面上に、炭素繊維と熱可塑性樹脂の複合材料から成るＣＦＲＴＰシート(２)を積層し、これらを熱融着により一体化して構成された燃料電池用セパレータであり、ＣＦＲＴＰシート(２)が、熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂とし、このマトリックス樹脂中に、連続炭素繊維を一方向又は複数方向に配列するとともに、樹脂中に粒子状又は不連続繊維状の炭素フィラー材を分散させて構成されている燃料電池用セパレータが示されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６‐４１８０６号公報
【特許文献２】特開２０１６‐１１９１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の樹脂組成物の場合には、カーボンナノチューブの含有量が少ないので、十分な導電性を得ることができないという問題がある。また、特許文献２の燃料電池用セパレータの場合には、ＣＦＲＴＰシートの連続した長い糸状の炭素繊維により、燃料電池用セパレータの面方向における導電性には優れるものの、厚さ方向における導電性の向上が期待できないという問題がある。
【０００８】
本発明は上記に鑑みなされたもので、十分な導電性と強度を得ることができ、厚さ方向における導電性を向上させることのできる電池用カーボン部材及びその製造方法、レドックスフロー電池用双極板、並びに燃料電池用セパレータを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明においては上記課題を解決するため、導電材と熱可塑性樹脂とからなるものであって、
導電材と熱可塑性樹脂の少なくともいずれか一方がプラズマ処理された混合物からなることを特徴としている。
【００１０】
なお、導電材は、鱗状黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛、球状黒鉛、及び炭素繊維の少なくともいずれか一種含有の炭素質材料からなることが好ましい。
また、熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン系樹脂、又はポリフェニレンスルフィド系樹脂であることが好ましい。
【００１１】
また、プラズマ処理は、酸素ガス、窒素ガス、及びアルゴンガスの少なくともいずれかを用いて処理されると良い。
また、プラズマ処理は、水分を含有する酸素ガス、窒素ガス、及びアルゴンガスの少なくともいずれかを用いて処理されると良い。
【００１２】
また、本発明においては上記課題を解決するため、請求項１ないし５のいずれかに記載した電池用カーボン部材の製造方法であって、
導電材と熱可塑性樹脂の少なくともいずれか一方をプラズマ処理し、これらを混合して金型に充填した後、金型を型締めして加熱圧縮成形することにより、電池用カーボン部材を成形することを特徴としている。
【００１３】
また、本発明においては上記課題を解決するため、請求項１ないし５のいずれかに記載した電池用カーボン部材によりレドックスフロー電池用双極板が形成されることを特徴としている。
さらに、本発明においては上記課題を解決するため、請求項１ないし５のいずれかに記載した電池用カーボン部材により燃料電池用セパレータが形成されることを特徴としている。
【００１４】
ここで、特許請求の範囲における導電材は、粉末粒子状でも良いし、繊維状等でも良い。この導電材の膨張黒鉛には、膨張黒鉛粒子と、膨張化処理された膨張化黒鉛粒子のいずれもが含まれる。また、プラズマ処理は、導電材及び熱可塑性樹脂、導電材、又は熱可塑性樹脂を対象にして実施される。プラズマ処理は、最低でも５分間以上、好ましくは１５分間以上、より好ましくは２０分間以上実施されると良い。このプラズマ処理用のガスには、水分を含んでも良いし、含まなくても良い。さらに、本発明に係る電池用カーボン部材は、粉末の他、必要に応じ、薄板やシートに成形することが可能である。
【００１５】
本発明によれば、導電材と熱可塑性樹脂の少なくともいずれか一方をプラズマ処理するので、導電材と熱可塑性樹脂との相溶性が増大し、導電材の間に熱可塑性樹脂が流入し易くなる。この結果、導電材と熱可塑性樹脂との間の空隙が減少し、電池用カーボン部材、この電池用カーボン部材を用いたレドックスフロー電池用双極板や燃料電池用セパレータの導電性や機械的強度が向上する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、導電材と熱可塑性樹脂の少なくともいずれか一方にプラズマ処理を施すので、十分な導電性と強度を得ることができ、厚さ方向における導電性を向上させることができるという効果がある。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、導電材が鱗状黒鉛の場合には、優れた成形性や導電性を得ることができる。また、導電材が人造黒鉛の場合には、優れた強度や純度を得ることができ、しかも、金属等の不純物を減少させることができる。膨張黒鉛の場合には、熱可塑性樹脂との混合が容易となる。また、球状黒鉛の場合には、配向性の抑制が期待できる。さらに、炭素繊維の場合には、優れた強度や導電性を得ることができる他、金属等の不純物を減少させることが可能となる。
【００１８】
請求項３記載の発明によれば、電池用カーボン部材の熱可塑性樹脂として、ポリオレフィン系樹脂、あるいはポリフェニレンスルフィド系樹脂を用いると、この電池用カーボン部材により、レドックスフロー電池用双極板や燃料電池用セパレータを形成した場合、優れた耐湿性や耐水性等を付与することが可能となる。
請求項５記載の発明によれば、水分を含有する酸素ガス、窒素ガス、及びアルゴンガスの少なくともいずれかを用いてプラズマ処理すれば、電池用カーボン部材の親水性の向上を図ることが可能となる。
【００１９】
請求項６記載の発明によれば、金型を用いた加熱圧縮成形の際、導電材の間に熱可塑性樹脂が流入し易くなるので、導電材と熱可塑性樹脂との隙間が減少し、電池用カーボン部材の導電性や機械的強度の向上に資することができる。
請求項７記載の発明によれば、レドックスフロー電池用双極板に十分な導電性と強度を付与することができ、レドックスフロー電池用双極板の厚さ方向における導電性をも向上させることができる。
【００２０】
請求項８記載の発明によれば、燃料電池用セパレータに十分な導電性と強度を付与することができ、燃料電池用セパレータの厚さ方向における導電性の向上も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る電池用カーボン部材の実施形態におけるプラズマ処理された導電材と熱可塑性樹脂とを模式的に示す拡大説明図である。
【図２】本発明に係る電池用カーボン部材の実施形態におけるプラズマ処理されていない導電材と熱可塑性樹脂とを模式的に示す拡大説明図である。
【図３】本発明に係るレドックスフロー電池用双極板の実施形態を模式的に示す斜視説明図である。
【図４】本発明に係る燃料電池用セパレータの実施形態を模式的に示す平面説明図である。
【図５】本発明に係る燃料電池用セパレータの実施形態を模式的に示す断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明すると、本実施形態における電池用カーボン部材１は、図１に示すように、微細な導電材２と熱可塑性樹脂３とを含有し、これら導電材２と熱可塑性樹脂３とがプラズマ処理された混合物からなり、レドックスフロー電池用双極板や燃料電池用セパレータの材料として利用される。
【００２３】
電池用カーボン部材１の導電材２と熱可塑性樹脂３とは、導電材２が熱可塑性樹脂３よりも質量比で多く含有される。例えば、導電材２が１００質量部、３００質量部、５００質量部、８００質量部、１０００質量部の場合、熱可塑性樹脂３が１００質量部配合して混合される。
【００２４】
導電材２は、優れた成形性や導電性が期待できる鱗状黒鉛粒子、強度や純度に優れる人造黒鉛粒子、鱗状黒鉛粒子よりも熱可塑性樹脂３と混合し易い膨張黒鉛粒子、配向性の抑制が期待できる球状黒鉛粒子、及び強度や導電性に優れる軽量の炭素繊維の少なくともいずれか一種を含有した炭素質材料からなる。これらは、炭素質材料であれば、特に限定されるものではないが、金属不純物を確実に排除する観点からすると、人造黒鉛粒子と炭素繊維の少なくともいずれかが最適である。
【００２５】
導電材２が各種黒鉛粒子の場合、各種黒鉛粒子の平均粒子径は、優れた混合性、成形性、導電性、実用性を得る観点から、１０μｍ以上１５０μｍ以下、好ましくは１５μｍ以上１４０μｍ以下、より好ましくは２２μｍ以上１３０μｍ以下が最適である。鱗状黒鉛粒子の具体例としては、平均粒子径が３０μｍのＣＢ‐１５０〔日本黒鉛工業株式会社製：製品名〕等があげられ、具体的な人造黒鉛粒子としては、平均粒子径が２５μｍのＰＡＧ‐５〔日本黒鉛工業株式会社製：製品名〕や平均粒子径が１３０μｍのＰＡＧ‐１２０〔日本黒鉛工業株式会社製：製品名〕等があげられる。
【００２６】
また、具体的な膨張黒鉛粒子としては、平均粒子径が２２μｍの膨張化黒鉛粒子〔富士黒鉛工業株式会社製：製品名ＢＳＰ‐２０〕等があげられ、具体的な球状黒鉛粒子としては、平均粒子径が２２μｍのＣＧＢ‐２０〔日本黒鉛工業株式会社製：製品名〕等が該当する。
【００２７】
導電材２が炭素繊維の場合、優れた強度や導電性を得たり、製造時の分散性を向上させるため、平均繊維長が０．０３ｍｍ以上９ｍｍ以下、好ましくは０．０４ｍｍ以上８．５ｍｍ以下、より好ましくは０．０５ｍｍ以上８ｍｍ以下のミルドファイバー、あるいはチョップファイバーが最適である。炭素繊維の具体例としては、平均繊維長が１６０μｍのＨＴ  Ｍ８００〔帝人株式会社製：製品名〕等があげられる。
【００２８】
熱可塑性樹脂３は、比較的低温（１６０〜１７０℃）での成形が容易なポリオレフィン系樹脂、あるいは耐熱性や耐薬品性等に優れた高融点のポリフェニレンスルフィド系樹脂が選択して使用され、導電材２の表面を被覆したり、導電材２の間に充填される。この熱可塑性樹脂３の形状は、粒子状、粉末状、繊維状を特に問うものではない。具体的なポリオレフィン系樹脂としては、プライムポリマー株式会社製の耐水性に優れる安価なポリプロピレン（ＰＰ）樹脂があげられ、ポリフェニレンスルフィド系樹脂としては、耐水性に優れる東レ株式会社製のポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂が該当する。
【００２９】
上記構成において、電池用カーボン部材１を製造する場合には、先ず、所定量の導電材２と熱可塑性樹脂３とを用意して混合することにより粉末の混合物を調製し、この混合物を専用の容器に収容してプラズマ処理装置にセットし、このプラズマ処理装置の高電圧電極間のプラズマ領域にプラズマ処理用のガスを導入し、高密度にプラズマ処理して混合物の相溶性や密着性を増大させる。具体的には、プラズマ処理用のガスを導入して活性化させた後、エアフローで下方の混合物に吹き付けて表面改質することにより、混合物の導電材２と熱可塑性樹脂３との相溶性や密着性を増大させる。
【００３０】
プラズマ処理装置は、常温の大気圧雰囲気下でプラズマ処理が可能な大気圧プラズマ処理装置でも良いし、真空雰囲気下でプラズマ処理が可能な真空プラズマ処理装置でも良い。但し、減圧を必要とせず、小型の設備でも大量生産が可能な大気圧プラズマ処理装置が好適である。
【００３１】
大気圧プラズマ処理装置でプラズマ処理する場合、混合物の多量の導電材２と熱可塑性樹脂３とを一度のプラズマ処理で処理することができ、量産性の向上が期待できる。この場合、十分な導電性と機械的強度を得る観点から、少なくとも５分間以上、好ましくは３０分以上プラズマ処理すると良い。大気圧プラズマ処理装置としては、例えばＳ５０００‐ＢＭ〔株式会社魁半導体製：製品名〕等を使用することができる。
【００３２】
これに対し、真空プラズマ処理装置でプラズマ処理する場合、混合物の導電材２と熱可塑性樹脂３とを比較的短時間で安定してプラズマ処理することができ、電池用カーボン部材１により、レドックスフロー電池用双極板や燃料電池用セパレータを成形するとき、機械的強度を向上させることができる。この場合、十分な導電性と機械的強度を得るため、少なくとも５分間以上、好ましくは１５分以上、より好ましくは２０分以上プラズマ処理すると良い。真空プラズマ処理装置としては、例えばＹＨＳ‐ＤφＳ〔株式会社魁半導体製：製品名〕等を使用することができる。
【００３３】
プラズマ処理用のガスとしては、特に限定されるものではないが、酸素ガス、不活性の窒素ガス、及び付加価値の高い不活性のアルゴンガスの少なくともいずれか一種が選択される。このガスは、親水性を向上させたい場合には、水分である水蒸気を含有する酸素ガス、窒素ガス、及びアルゴンガスの少なくともいずれかが採用される。
【００３４】
真空プラズマ処理装置ＹＨＳ‐ＤφＳ〔株式会社魁半導体製：製品名〕でプラズマ処理する場合、７０℃に保温した純水にバブリングさせ、水蒸気を含有した酸素ガスをプラズマ処理用のガスとするとともに、圧力が９０Ｐａになるよう酸素ガスのガス流量を調整し、真空プラズマ処理装置の出力を６０Ｗに設定し、真空プラズマ処理装置のチャンバの角度を１０°、混合物を回転速度１０ｒｐｍで攪拌しながら処理時間３０分で処理することができる。
【００３５】
混合物をプラズマ処理し、混合物の導電材２と熱可塑性樹脂３との相溶性が増したら、プラズマ処理装置から粉末の混合物を取り出し、プラズマ処理した混合物を型開きした金型に充填し、金型を型締めして加熱圧縮成形すれば、電池用カーボン部材１を成形することができる。
【００３６】
混合物を金型に充填する際、プラズマ処理した混合物を型開きした金型に直ちに充填するのではなく、シランカップリング剤を溶剤で一定濃度に希釈した溶液中にプラズマ処理した混合物を投入して攪拌し、乾燥させた後、型開きした金型に充填すれば、電池用カーボン部材１の機械的強度を向上させることができる。この点に関し、シランカップリング剤を溶剤で一定濃度に希釈した溶液中にプラズマ処理していない混合物を単に投入して攪拌し、乾燥させた後、金型に充填しても、表面官能基数が乏しいので、電池用カーボン部材１の機械的強度の向上は期待できないが、プラズマ処理した混合物を投入して攪拌し、乾燥させて金型に充填すれば、機械的強度の向上が大いに期待できる。
【００３７】
混合物を加熱圧縮成形する際、混合物は、導電材２と熱可塑性樹脂３との表面が官能基化（水酸基、カルボキシル基、アミノ基等）され、これら導電材２と熱可塑性樹脂３との相溶性が増しているので、プラズマ処理されていない場合（図２参照）よりも導電材２の間に熱可塑性樹脂３が流入し易くなる（図１参照）。この結果、導電材２と熱可塑性樹脂３との間の空隙が減少し、電池用カーボン部材１の機械的強度等が向上する。
【００３８】
上記によれば、導電材２と熱可塑性樹脂３とをプラズマ処理して相溶性を向上させ、導電材２と熱可塑性樹脂３との間の空隙を減少させるので、十分な導電性や曲げ強度を得ることができる。また、ＸＹ方向の導電性の向上が期待できる他、Ｚ方向（図１の上下方向、厚み方向）の導電性をも向上させることができる。さらに、導電材２と熱可塑性樹脂３との相溶性が増すと、流動性を示すメルトフローレート（ＭＦＲ）の値が高くなるので、後の成形加工性を著しく向上させることが可能となる。
【００３９】
次に、図３は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、プラズマ処理して製造した電池用カーボン部材１により、平面矩形のレドックスフロー電池用双極板１０を形成するようにしている。
【００４０】
レドックスフロー電池用双極板１０を製造する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば専用金型等に電池用カーボン部材１を充填して加熱加圧した後、冷却することにより、平面矩形の薄板を成形する方法があげられる。
【００４１】
また、別の製造方法として、プレス機の専用金型等に電池用カーボン部材１をセットして加熱加圧することにより、導電材２と熱可塑性樹脂３とが均一に分散した複合シートを必要枚数成形し、吸引治具内に複合シートをセットしてその露出面に別の導電材２を新たに充填し、吸引治具を閉鎖して減圧することで導電成形体を成形し、その後、成形した導電成形体の露出面に別の複合シートを積層して加熱圧縮することで薄板を成形する方法があげられる。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００４２】
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、レドックスフロー電池用双極板１０に十分な導電性と強度を付与することができ、レドックスフロー電池用双極板１０の厚さ方向における導電性を向上させることができるのは明らかである。また、電池用カーボン部材１のメルトフローレートの値が高いので、成形加工が実に容易となる。
【００４３】
次に、図４と図５は本発明の第３の実施形態を示すもので、この場合には、プラズマ処理して製造した電池用カーボン部材１により、平面矩形で断面波形の燃料電池用セパレータ１１を成形するようにしている。
【００４４】
燃料電池用セパレータ１１を製造する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば専用金型等に電池用カーボン部材１を充填して加熱加圧した後、冷却することにより、薄板を成形する方法があげられる。
【００４５】
また、別の製造方法として、プレス機の専用金型等に電池用カーボン部材１をセットして加熱加圧することにより、導電材２と熱可塑性樹脂３とが均一に分散した複合シートを必要枚数成形し、吸引治具内に複合シートをセットしてその露出面に別の導電材２を新たに充填し、吸引治具を閉鎖して減圧することで導電成形体を成形し、その後、成形した導電成形体の露出部に複合シートを積層して加熱圧縮することで薄板を成形する方法があげられる。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００４６】
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、燃料電池用セパレータ１１に十分な導電性と強度を付与することができ、燃料電池用セパレータ１１の厚さ方向における導電性を向上させることができるのは明らかである。さらに、電池用カーボン部材１のメルトフローレート値が高いので、成形加工がきわめて容易となる。
【００４７】
なお、上記実施形態では導電材２と熱可塑性樹脂３とをプラズマ処理したが、何らこれに限定されるものではない。例えば、導電材２のみをプラズマ処理して熱可塑性樹脂３と混合しても良いし、熱可塑性樹脂３のみをプラズマ処理して導電材２と混合しても良い。
【実施例】
【００４８】
以下、本発明に係る電池用カーボン部材の実施例を比較例と共に説明する。
〔実施例１〕
先ず、電池用カーボン部材を製造するため、導電材５００質量部と熱可塑性樹脂１００質量部とを用意して混合することにより、粉末の混合物を調製し、この混合物を大気圧プラズマ処理装置にセットし、この大気圧プラズマ処理装置の高電圧電極間のプラズマ領域にプラズマ処理用の窒素ガスを導入した後、プラズマ処理して混合物の導電材と熱可塑性樹脂との相溶性を増大させた。
【００４９】
導電材としては、平均粒子径が３０μｍの鱗状黒鉛粒子〔日本黒鉛工業株式会社製：製品名ＣＢ‐１５０〕を使用した。また、熱可塑性樹脂としては、ＭＦＲが１５ｇ／１０ｍｉｎのポリプロピレン樹脂〔プライムポリマー株式会社製：製品名ＰＰ  Ｊ１０５Ｐ〕を使用した。ＭＦＲは、ポリプロピレン樹脂の場合、温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇを作用させて測定したときの値である（ＪＩＳ  Ｋ７２１０）。大気圧プラズマ処理装置は、Ｓ５０００‐ＢＭ〔株式会社魁半導体製：製品名〕を使用した。
【００５０】
混合物を大気圧プラズマ処理装置にセットする際、窒素ガスで混合物が飛散しないよう多孔性のフィルタで蓋をした。また、大気圧プラズマ処理装置でプラズマ処理する場合には、水蒸気含有の窒素ガスを流量３０Ｌ／１０ｍｉｎで供給し、大気圧プラズマ処理装置の出力を１００Ｗに設定し、混合物を回転速度７０ｒｐｍで攪拌しながら処理時間３０分で処理した。
【００５１】
次いで、大気圧プラズマ処理装置から粉末の混合物を取り出し、プラズマ処理した混合物を型開きした金型に充填し、金型を型締めして加熱圧縮成形することにより、電池用カーボン部材を厚さ２ｍｍの試験用の薄板に成形した。金型は、熱可塑性樹脂がポリプロピレン樹脂なので、２４０℃で加熱圧縮成形した。
【００５２】
電池用カーボン部材を成形したら、この電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定し、測定結果を表１にまとめた。電池用カーボン部材の曲げ強度は、ＪＩＳ  Ｋ７１７１（ＩＳＯ１７８）の規格に基づき、電池用カーボン部材から短冊形の試験片を切り出し、この試験片を用いて曲げ強さを測定・評価した。また、電池用カーボン部材の面方向体積抵抗値は、四端子四探針法により測定した。具体的には、電池用カーボン部材から５ｃｍ×５ｃｍの大きさの試験片を切り出し、試験片の体積抵抗値を測定機である低抵抗率計[三菱化学（株）製：製品名ロレスタＧＰ  ＭＣＰ‐Ｔ６１０]により測定し、測定値を面方向体積抵抗値とした。
【００５３】
電池用カーボン部材の厚み方向の体積抵抗値については、先ず、電池用カーボン部材から５ｃｍ×２．５ｃｍの大きさの試験片を切り出し、この試験片をガラス管の間に挟んだ。ガラス管は、φ１ｃｍのガラスＵ字管の屈曲した底部が切断され、この切断された底部に螺子穴付きのホルダが接着されたタイプとした。
【００５４】
試験片をガラス管の間に挟んだら、試験片とガラス管の両側部との間から水銀が漏れないよう螺子で固定し、ガラス管の両側部に水銀を一定量注入するとともに、水銀と用意した抵抗計〔日置電機株式会社製〕とを用意したリード線で接続し、導通するよう厚み方向の抵抗値を測定した後、以下の式で厚み方向の体積抵抗値に換算した。
【００５５】
厚み方向の体積抵抗値〔ｍΩ・ｃｍ〕＝厚み方向の抵抗値〔ｍΩ〕×０．５〔ｃｍ〕×０．５〔ｃｍ〕×π÷試験片の厚み〔ｃｍ〕
厚み方向の抵抗値は、面方向の体積抵抗値を測定した５ｃｍ×５ｃｍの試験片を半分に切断し、この試験片の厚み方向の抵抗値を測定し、上記式で体積抵抗値に換算した値の平均値とした。
【００５６】
〔実施例２〕
基本的には実施例１と同様だが、熱可塑性樹脂を、ＭＦＲが９ｇ／１０ｍｉｎのポリプロピレン樹脂〔プライムポリマー株式会社製：製品名ＰＰ  Ｈ７００〕５００質量部に変更した。その他は実施例１と同様にして電池用カーボン部材を成形し、この電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定してその測定結果を表１にまとめた。
【００５７】
〔実施例３〕
基本的には実施例１と同様だが、導電材を、平均粒子径が２５μｍの人造黒鉛粒子〔日本黒鉛工業株式会社製：製品名ＰＡＧ‐５〕５００質量部に変更した。その他は実施例１と同様にして電池用カーボン部材を成形し、この電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定してその測定結果を表１にまとめた。
【００５８】
〔実施例４〕
基本的には実施例１と同様だが、導電材を、平均粒子径が１３０μｍの人造黒鉛粒子〔日本黒鉛工業株式会社製：製品名ＰＡＧ‐１２０〕５００質量部に変更した。その他は実施例１と同様にして電池用カーボン部材を成形し、この電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定してその測定結果を表１にまとめた。
【００５９】
〔実施例５〕
基本的には実施例１と同様だが、導電材を、平均粒子径が２２μｍの膨張化黒鉛粒子〔富士黒鉛工業株式会社製：製品名ＢＳＰ‐２０〕５００質量部に変更した。その他は実施例１と同様にして電池用カーボン部材を成形し、この電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定してその測定結果を表１にまとめた。
【００６０】
〔実施例６〕
基本的には実施例１と同様だが、導電材を、平均粒子径が２２μｍの球状黒鉛粒子〔日本黒鉛工業株式会社製：製品名ＣＧＢ‐２０〕５００質量部に変更した。その他は実施例１と同様にして電池用カーボン部材を成形し、この電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定してその測定結果を表１に記載した。
【００６１】
〔実施例７〕
基本的には実施例１と同様だが、導電材を、平均繊維長が１６０μｍの炭素繊維〔帝人株式会社製：製品名ＨＴ  Ｍ８００〕５００質量部に変更した。その他は実施例１と同様にして電池用カーボン部材を成形し、この電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定してその測定結果を表２に記載した。
【００６２】
〔実施例８〕
基本的には実施例１と同様だが、導電材を、平均粒子径が１３０μｍの人造黒鉛粒子〔日本黒鉛工業株式会社製：製品名ＰＡＧ‐１２０〕４００質量部、及び平均繊維長が１６０μｍの炭素繊維〔帝人株式会社製：製品名ＨＴ  Ｍ８００〕１００質量部の２種類に変更した。その他は実施例１と同様にして電池用カーボン部材を成形し、この電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定してその測定結果を表２に記載した。
【００６３】
〔実施例９〕
基本的には実施例１と同様だが、導電材を、平均粒子径が２５μｍの人造黒鉛粒子〔日本黒鉛工業株式会社製：製品名ＰＡＧ‐５〕１０００質量部に変更した。その他は実施例１と同様にして電池用カーボン部材を成形し、この電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定してその測定結果を表２に記載した。
【００６４】
〔実施例１０〕
導電材３５０質量部と熱可塑性樹脂１００質量部とを用意して混合することにより粉末の混合物を調製し、この混合物を大気圧プラズマ処理装置にセットし、この大気圧プラズマ処理装置の高電圧電極間のプラズマ領域にプラズマ処理用の窒素ガスを導入した後、プラズマ処理して混合物の導電材と熱可塑性樹脂との相溶性を増大させた。導電材としては、平均粒子径が２５μｍの人造黒鉛粒子〔プライムポリマー株式会社製：製品名ＰＡＧ‐５〕を使用した。また、熱可塑性樹脂としては、ＭＦＲが１２０ｇ／１０ｍｉｎのポリフェニレンスルフィド樹脂〔東レ株式会社製：製品名ＰＰＳ  Ｅ２１８０〕を使用した。ＭＦＲは、ポリフェニレンスルフィド樹脂の場合、温度３１６℃、荷重５ｋｇを作用させて測定したときの値である（ＪＩＳ  Ｋ７２１０）。
【００６５】
混合物を大気圧プラズマ処理装置にセットする際、窒素ガスで混合物が飛散しないよう多孔性のフィルタで蓋をした。また、大気圧プラズマ処理装置でプラズマ処理する場合には、水蒸気含有の窒素ガスを流量３０Ｌ／１０ｍｉｎで供給し、大気圧プラズマ処理装置の出力を１００Ｗに設定し、混合物を回転速度７０ｒｐｍで攪拌しながら処理時間３０分で処理した。
【００６６】
次いで、大気圧プラズマ処理装置から粉末の混合物を取り出し、プラズマ処理した混合物を型開きした金型に充填し、金型を型締めして加熱圧縮成形することにより、電池用カーボン部材を厚さ２ｍｍの試験用の薄板に成形した。金型は、熱可塑性樹脂がポリプロピレン樹脂なので、３７０℃で加熱圧縮成形した。
【００６７】
電池用カーボン部材を成形したら、実施例１と同様にして電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定し、測定結果を表３にまとめた。
【００６８】
〔実施例１１〕
基本的には実施例１０と同様だが、導電材を、平均粒子径が１３０μｍの人造黒鉛粒子〔日本黒鉛工業株式会社製：製品名ＰＡＧ‐１２０〕３５０質量部に変更した。その他は実施例１０と同様にして電池用カーボン部材を成形し、この電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定してその測定結果を表３にまとめた。
【００６９】
〔実施例１２〕
基本的には実施例１０と同様だが、導電材を、平均繊維長が１６０μｍの炭素繊維〔帝人株式会社製：製品名ＨＴ  Ｍ８００〕３５０質量部に変更した。その他は実施例１０と同様にして電池用カーボン部材を成形し、この電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定してその測定結果を表３に記載した。
【００７０】
〔実施例１３〕
基本的には実施例１０と同様だが、導電材を、平均粒子径が２５μｍの人造黒鉛粒子〔プライムポリマー株式会社製：製品名ＰＡＧ‐５〕１０００質量部に変更した。また、熱可塑性樹脂として、ＭＦＲが６００ｇ／１０ｍｉｎのポリフェニレンスルフィド樹脂〔東レ株式会社製：製品名ＰＰＳ  Ｍ２８８８〕を用いた。その他は実施例１０と同様にして電池用カーボン部材を成形し、この電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定してその測定結果を表３に記載した。
【００７１】
〔実施例１４〕
電池用カーボン部材を製造するため、導電材５００質量部を大気圧プラズマ処理装置にセットし、この大気圧プラズマ処理装置の高電圧電極間のプラズマ領域にプラズマ処理用の窒素ガスを導入して実施例１と同様にプラズマ処理した。導電材は、平均粒子径が２５μｍの人造黒鉛粒子〔プライムポリマー株式会社製：製品名ＰＡＧ‐５〕５００質量部とした。
【００７２】
導電材をプラズマ処理したら、用意したプラズマ未処理の熱可塑性樹脂１００質量部と混合することにより、粉末の混合物を調製した。熱可塑性樹脂としては、ＭＦＲが１５ｇ／１０ｍｉｎのポリプロピレン樹脂〔プライムポリマー株式会社製：製品名ＰＰ  Ｊ１０５Ｐ〕を使用した。
【００７３】
次いで、粉末の混合物を型開きした金型に充填し、金型を型締めして加熱圧縮成形することにより、電池用カーボン部材を厚さ２ｍｍの試験用の薄板に成形した。金型は、熱可塑性樹脂がポリプロピレン樹脂なので、２４０℃で加熱圧縮成形した。
電池用カーボン部材を成形したら、実施例１と同様にして電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定し、測定結果を表４にまとめた。
【００７４】
〔実施例１５〕
基本的には実施例１４と同様だが、導電材を、平均粒子径が１３０μｍの人造黒鉛粒子〔日本黒鉛工業株式会社製：製品名ＰＡＧ‐１２０〕３５０質量部に変更した。また、プラズマ未処理の熱可塑性樹脂を、ＭＦＲが１２０ｇ／１０ｍｉｎのポリフェニレンスルフィド樹脂〔東レ株式会社製：製品名ＰＰＳ  Ｅ２１８０〕に変更した。ＭＦＲは、ポリフェニレンスルフィド樹脂の場合、温度３１６℃、荷重５ｋｇを作用させて測定したときの値である（ＪＩＳ  Ｋ７２１０）。その他は実施例１４と同様にして電池用カーボン部材を成形し、この電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定してその測定結果を表４に記載した。
【００７５】
〔実施例１６〕
電池用カーボン部材を製造するため、熱可塑性樹脂１００質量部を大気圧プラズマ処理装置にセットし、この大気圧プラズマ処理装置の高電圧電極間のプラズマ領域にプラズマ処理用の窒素ガスを導入して実施例１と同様にプラズマ処理した。熱可塑性樹脂としては、ＭＦＲが１５ｇ／１０ｍｉｎのポリプロピレン樹脂〔プライムポリマー株式会社製：製品名ＰＰ  Ｊ１０５Ｐ〕を使用した。
【００７６】
熱可塑性樹脂をプラズマ処理したら、用意したプラズマ未処理の導電材５００質量部と混合することにより、粉末の混合物を調製した。導電材は、平均粒子径が２５μｍの人造黒鉛粒子〔プライムポリマー株式会社製：製品名ＰＡＧ‐５〕５００質量部を使用した。
【００７７】
次いで、粉末の混合物を型開きした金型に充填し、金型を型締めして加熱圧縮成形することにより、電池用カーボン部材を試験用の薄板に成形した。電池用カーボン部材を成形したら、実施例１と同様にして電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定し、測定結果を表４にまとめた。
【００７８】
〔実施例１７〕
基本的には実施例１６と同様だが、プラズマ未処理の導電材を、平均粒子径が２５μｍの人造黒鉛粒子〔日本黒鉛工業株式会社製：製品名ＰＡＧ‐５〕３５０質量部に変更した。また、熱可塑性樹脂を、ＭＦＲが１２０ｇ／１０ｍｉｎのポリフェニレンスルフィド樹脂〔東レ株式会社製：製品名ＰＰＳ  Ｅ２１８０〕に変更した。その他は実施例１６と同様にして電池用カーボン部材を成形し、この電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定してその測定結果を表４に記載した。
【００７９】
〔実施例１８〕
電池用カーボン部材を製造するため、導電材５００質量部と熱可塑性樹脂１００質量部とを用意して混合することにより、粉末の混合物を調製し、この混合物を大気圧プラズマ処理装置にセットし、この大気圧プラズマ処理装置の高電圧電極間のプラズマ領域にプラズマ処理用の酸素ガスを導入した後、プラズマ処理して混合物の導電材と熱可塑性樹脂との相溶性を増大させた。
【００８０】
導電材としては、平均粒子径が２５μｍの人造黒鉛粒子〔日本黒鉛工業株式会社製：製品名ＰＡＧ‐５〕を使用した。また、熱可塑性樹脂としては、ＭＦＲが１５ｇ／１０ｍｉｎのポリプロピレン樹脂〔プライムポリマー株式会社製：製品名ＰＰ  Ｊ１０５Ｐ〕を使用した。ＭＦＲは、ポリプロピレン樹脂の場合、温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇを作用させて測定したときの値である（ＪＩＳ  Ｋ７２１０）。大気圧プラズマ処理装置は、Ｓ５０００‐ＢＭ〔株式会社魁半導体製：製品名〕を使用した。
【００８１】
混合物を大気圧プラズマ処理装置にセットする際、酸素ガスで混合物が飛散しないよう多孔性のフィルタで蓋をした。また、大気圧プラズマ処理装置でプラズマ処理する場合には、水蒸気を含有しない酸素ガスを流量３０Ｌ／１０ｍｉｎで供給し、大気圧プラズマ処理装置の出力を１００Ｗに設定し、混合物を回転速度７０ｒｐｍで攪拌しながら処理時間３０分で処理した。
【００８２】
その他は実施例１と同様にして電池用カーボン部材を試験用の薄板に成形し、電池用カーボン部材を成形したら、実施例１と同様にして電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定し、測定結果を表５にまとめた。
【００８３】
〔実施例１９〕
基本的には実施例１８と同様だが、導電材を、平均粒子径が１３０μｍの人造黒鉛粒子〔日本黒鉛工業株式会社製：製品名ＰＡＧ‐１２０〕５００質量部に変更した。その他は実施例１８と同様にして電池用カーボン部材を成形し、この電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定してその測定結果を表５に記載した。
【００８４】
〔実施例２０〕
基本的には実施例１８と同様だが、導電材を、平均粒子径が２５μｍの人造黒鉛粒子〔日本黒鉛工業株式会社製：製品名ＰＡＧ‐５〕３５０質量部に変更した。また、熱可塑性樹脂を、ＭＦＲが１２０ｇ／１０ｍｉｎのポリフェニレンスルフィド樹脂〔東レ株式会社製：製品名ＰＰＳ  Ｅ２１８０〕に変更した。その他は実施例１８と同様にして電池用カーボン部材を成形し、この電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定してその測定結果を表５に記載した。
【００８５】
〔実施例２１〕
基本的には実施例２０と同様だが、導電材を、平均粒子径が１３０μｍの人造黒鉛粒子〔日本黒鉛工業株式会社製：製品名ＰＡＧ‐１２０〕３５０質量部に変更した。その他は実施例２０と同様にして電池用カーボン部材を成形し、この電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定してその測定結果を表５に記載した。
【００８６】
【表１】
2020139018.tif 000003
【００８７】
【表２】
2020139018.tif 000004
【００８８】
【表３】
2020139018.tif 000005
【００８９】
【表４】
2020139018.tif 000006
【００９０】
【表５】
2020139018.tif 000007
【００９１】
〔比較例１〕
先ず、電池用カーボン部材を製造するため、導電材５００質量部と熱可塑性樹脂１００質量部とを用意して混合することにより、プラズマ未処理の粉末の混合物を調製した。導電材としては、平均粒子径が３０μｍの鱗状黒鉛粒子〔日本黒鉛工業株式会社製：製品名ＣＢ‐１５０〕を使用した。また、熱可塑性樹脂としては、ＭＦＲが１５ｇ／１０ｍｉｎのポリプロピレン樹脂〔プライムポリマー株式会社製：製品名ＰＰ  Ｊ１０５Ｐ〕を使用した。
【００９２】
次いで、プラズマ未処理の混合物を型開きした金型に充填し、金型を型締めして加熱圧縮成形することにより、電池用カーボン部材を厚さ２ｍｍの試験用の薄板に成形した。金型は、熱可塑性樹脂がポリプロピレン樹脂なので、２４０℃で加熱圧縮成形した。
電池用カーボン部材を成形したら、実施例１と同様に、電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定し、測定結果を表６にまとめた。
【００９３】
〔比較例２〕
基本的には比較例１と同様だが、熱可塑性樹脂を、ＭＦＲが９ｇ／１０ｍｉｎのポリプロピレン樹脂〔プライムポリマー株式会社製：製品名ＰＰ  Ｈ７００〕５００質量部に変更した。その他は比較例１と同様にして電池用カーボン部材を成形し、この電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定してその測定結果を表６にまとめた。
【００９４】
〔比較例３〕
基本的には比較例１と同様だが、導電材を、平均粒子径が２５μｍの人造黒鉛粒子〔日本黒鉛工業株式会社製：製品名ＰＡＧ‐５〕５００質量部に変更した。その他は比較例１と同様にして電池用カーボン部材を成形し、この電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定してその測定結果を表６にまとめた。
【００９５】
〔比較例４〕
基本的には比較例１と同様だが、導電材を、平均粒子径が１３０μｍの人造黒鉛粒子〔日本黒鉛工業株式会社製：製品名ＰＡＧ‐１２０〕５００質量部に変更した。その他は比較例１と同様にして電池用カーボン部材を成形し、この電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定してその測定結果を表６にまとめた。
【００９６】
〔比較例５〕
基本的には比較例１と同様だが、導電材を、平均粒子径が２２μｍの膨張化黒鉛粒子〔富士黒鉛工業株式会社製：製品名ＢＳＰ‐２０〕５００質量部に変更した。その他は比較例１と同様にして電池用カーボン部材を成形し、この電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定してその測定結果を表６にまとめた。
【００９７】
〔比較例６〕
基本的には比較例１と同様だが、導電材を、平均粒子径が２２μｍの球状黒鉛粒子〔日本黒鉛工業株式会社製：製品名ＣＧＢ‐２０〕５００質量部に変更した。その他は比較例１と同様にして電池用カーボン部材を成形し、この電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定してその測定結果を表６に記載した。
【００９８】
〔比較例７〕
基本的には比較例１と同様だが、導電材を、平均繊維長が１６０μｍの炭素繊維〔帝人株式会社製：製品名ＨＴ  Ｍ８００〕５００質量部に変更した。その他は比較例１と同様にして電池用カーボン部材を成形し、この電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定してその測定結果を表７に記載した。
【００９９】
〔比較例８〕
基本的には比較例１と同様だが、導電材を、平均粒子径が１３０μｍの人造黒鉛粒子〔日本黒鉛工業株式会社製：製品名ＰＡＧ‐１２０〕４００質量部、及び平均繊維長が１６０μｍの炭素繊維〔帝人株式会社製：製品名ＨＴ  Ｍ８００〕１００質量部に変更した。その他は比較例１と同様にして電池用カーボン部材を成形し、この電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定してその測定結果を表７に記載した。
【０１００】
〔比較例９〕
基本的には比較例１と同様だが、導電材を、平均粒子径が２５μｍの人造黒鉛粒子〔日本黒鉛工業株式会社製：製品名ＰＡＧ‐５〕１０００質量部に変更した。その他は比較例１と同様にして電池用カーボン部材を成形し、この電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定してその測定結果を表７に記載した。
【０１０１】
〔比較例１０〕
導電材３５０質量部と熱可塑性樹脂１００質量部とを用意して混合することにより、プラズマ未処理の粉末の混合物を調製した。導電材としては、平均粒子径が２５μｍの人造黒鉛粒子〔プライムポリマー株式会社製：製品名ＰＡＧ‐５〕を使用した。また、熱可塑性樹脂としては、ＭＦＲが１２０ｇ／１０ｍｉｎのポリフェニレンスルフィド樹脂〔東レ株式会社製：製品名ＰＰＳ  Ｅ２１８０〕を使用した。
【０１０２】
次いで、プラズマ未処理の混合物を型開きした金型に充填し、金型を型締めして加熱圧縮成形することにより、電池用カーボン部材を厚さ２ｍｍの試験用の薄板に成形した。電池用カーボン部材を成形したら、比較例１と同様、電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定し、測定結果を表８にまとめた。
【０１０３】
〔比較例１１〕
基本的には比較例１０と同様だが、導電材を、平均粒子径が１３０μｍの人造黒鉛粒子〔日本黒鉛工業株式会社製：製品名ＰＡＧ‐１２０〕３５０質量部に変更した。その他は比較例１０と同様にして電池用カーボン部材を成形し、この電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定してその測定結果を表８にまとめた。
【０１０４】
〔比較例１２〕
基本的には比較例１０と同様だが、導電材を、平均繊維長が１６０μｍの炭素繊維〔帝人株式会社製：製品名ＨＴ  Ｍ８００〕３５０質量部に変更した。その他は比較例１０と同様にして電池用カーボン部材を成形し、この電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定してその測定結果を表８に記載した。
【０１０５】
〔比較例１３〕
基本的には比較例１０と同様だが、導電材を、平均粒子径が２５μｍの人造黒鉛粒子〔プライムポリマー株式会社製：製品名ＰＡＧ‐５〕１０００質量部に変更した。また、熱可塑性樹脂として、ＭＦＲが６００ｇ／１０ｍｉｎのポリフェニレンスルフィド樹脂〔東レ株式会社製：製品名ＰＰＳ  Ｍ２８８８〕を用いた。その他は比較例１０と同様にして電池用カーボン部材を成形し、この電池用カーボン部材の曲げ強度、面方向体積抵抗値、及び厚み方向体積抵抗値をそれぞれ測定してその測定結果を表８に記載した。
【０１０６】
【表６】
2020139018.tif 000008
【０１０７】
【表７】
2020139018.tif 000009
【０１０８】
【表８】
2020139018.tif 000010
【０１０９】
〔評    価〕
各実施例の場合には、混合物の導電材と熱可塑性樹脂の少なくともいずれかをプラズマ処理してこれらの相溶性を増大させているので、電池用カーボン部材の曲げ強度を向上させ、優れた面方向体積抵抗値と厚み面方向体積抵抗値を得ることができた。
【０１１０】
これに対し、各比較例の場合には、混合物の導電材と熱可塑性樹脂のいずれもがプラズマ未処理なので、実施例に比べ、電池用カーボン部材の曲げ強度を十分に向上させ得ないことがあった。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明に係る電池用カーボン部材及びその製造方法、レドックスフロー電池用双極板、並びに燃料電池用セパレータは、レドックスフロー電池用双極板や燃料電池用セパレータの製造分野等で使用される。
【符号の説明】
【０１１２】
１        電池用カーボン部材
２        導電材
３        熱可塑性樹脂
１０      レドックスフロー電池用双極板
１１      燃料電池用セパレータ
【図１】
2020139018.tif 000011
【図２】
2020139018.tif 000012
【図３】
2020139018.tif 000013
【図４】
2020139018.tif 000014
【図５】
2020139018.tif 000015