片状叠层体、片状叠层体的制造方法和片状复合体的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种在石墨片上形成有导电性树脂层的片状叠层体及其制造方法、W 及在石墨片的端面形成有不透气性的树脂层的片状复合体。
【背景技术】
[0002] 具有不透气性的石墨片可用于燃料电池用隔板、空气净化装置用电极、密封垫片 等各种用途（参照专利文献1)。另外，在处理可燃性气体等的场所中，石墨片也可用于电磁 波吸收体。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1 :日本特开2002-93431号公报
【发明内容】
[0006] 发明所要解决的课题
[0007] 然而，石墨片的不透气性不完全，实际上一部分气体通过石墨片内，由此产生各种 问题。例如在将石墨片用于电极的情况下，存在气体通过片内由此使电极性能降低运样的 问题。因此，通过将树脂涂覆于石墨片来提高不透气性。但是，石墨片的表面电阻率由于树 脂而提高，从而损害了作为电极的功能。另外，有可能无法防止石墨片的带电。
[0008] 另外，即使在石墨片表面涂覆树脂的情况下，也处处可见不能充分防止气体透过 的情况。由此，电极性能降低。
[000引因此，本发明的目的在于，抑制气体的透过，并且抑制表面电阻率的降低。另外，在 于抑制石墨片的面方向的气体的透过。
[0010] 用于解决课题的方法
[0011] 本发明的片状叠层体是在具有晓性的石墨片基材上形成含有碳颗粒和粘合剂的 导电性树脂层而成的。
[0012] 根据本发明，由于在石墨片形成有导电性树脂层，所W能够提高不透气性。另外， 由于在导电性树脂层中含有具有导电性的碳颗粒，所W能够抑制表面电阻率的降低。因此， 能够抑制气体的透过并且抑制表面电阻率的降低。
[0013] 另外，上述导电性树脂层优选含有50wt%W上且80wt%W下的碳颗粒。若含有 50wt%W上的碳颗粒，则碳颗粒彼此接触连接，因此能够有效地降低表面电阻率。另外，通 过将碳颗粒设为SOwt%W下，能够充分确保粘合剂的含量，因此粘合剂良好地连接。由此， 能够有效地抑制气体的透过。因此，能够充分抑制气体的透过，并且可靠地降低表面电阻 率。
[0014] 另夕F，优选上述片状叠层体的厚度方向的下述（1)式所示的透气率为 1.OX10 5cm2/secW下。
[001 引 透气率=Q?L/(AP?A) ? ? ? (1)
[0016] 其中，在上述（I)式中，Q为气体流量（Pa?cm2/s)，L为片状叠层体的厚度（cm)， AP为2个腔室间的压力差（Pa)，A为片状叠层体的透气面积，即，连通2个腔室的通道的 面积（cm2)。
[0017] 通过将透气率设在上述范围内，能够有效地抑制气体的透过。
[001引另外，优选上述石墨片基材的体积密度为0. 5Mg/m3W上且1. 5Mg/m3W下。运样的 石墨片虽然比较容易发生透气，但应用范围广。因此，通过形成上述导电性树脂层可极高地 发挥本发明的效果。
[0019]另外，上述粘合剂优选为橡胶系粘合剂。橡胶系粘合剂的粘合力高，石墨片具有晓 性。因此，即使在使用时产生弯曲的情况下也追随而不易产生剥离，故优选。
[0020] 另外，在上述片状叠层体中，优选设有导电性树脂层的面的表面电阻率为300mQ/ sqW下。由此，能够降低上述面的表面电阻率。
[0021] 进而，优选上述碳颗粒的粒径为2~50ym，更优选为5~30ym。通过将粒径设 为该范围，能够顺利地使碳颗粒均匀地分散于导电性树脂层。
[0022] 另外，优选上述导电性树脂层的厚度为10~100ym。进而，优选上述导电性树脂 层的厚度大于上述碳颗粒的粒径。在导电性树脂层的厚度过薄的情况下，无法充分得到不 透气性。另一方面，在导电性树脂层的厚度过厚的情况下，石墨片基材的电导性不易传输到 片状叠层体的表面。通过将导电性树脂层的厚度设为上述范围，能够充分抑制气体的透过， 并且充分降低表面电阻率。
[0023] 另外，上述石墨片基材优选为膨胀石墨片。膨胀石墨片本质上透气性低，因此，即 使导电性树脂层的厚度小也能够使其具备高的气体屏蔽性。
[0024] 另外，本发明的片状叠层体的制造方法包括：
[00巧]在石墨片基材上涂布含有碳颗粒、树脂和溶剂的涂料的涂布工序；和
[0026] 使溶剂从上述涂料中挥发的干燥工序。
[0027] 运样能够用简易的方法制造上述的片状叠层体。
[0028] 另外，本发明的片状复合体具有膨胀石墨片基材和在上述膨胀石墨片基材的端面 的至少一部分形成的不透气性的树脂层。
[0029] 通过在膨胀石墨片基材的端面形成树脂层，能够抑制来自膨胀石墨片基材端面的 气体的侵入，因此，能够抑制片状复合体中的面方向的气体的透过。由此，例如在将片状复 合体用于电极等的情况下，能够抑制电极的性能降低。
[0030] 另外，在上述片状复合体中，优选上述树脂层形成为将上述膨胀石墨片基材的端 面全部包覆。由此，能够抑制气体从膨胀石墨片基材的整个端面侵入，因此，能够可靠地抑 制片状叠层体中的面方向的气体的透过。
[0031] 在上述片状复合体中，优选下述的条件下的腔室内的30分钟的压力变化量为 32PaW下。
[003引.膨胀石墨片基材：厚度1. 5mm、体积密度2. OMg/m3 [003引?露出在外部的片状复合体的端面：的6mm的外周面
[0034] ?露出在腔室内的片状复合体的端面：q>32mm的内周面
[0035] ?腔室的容积：11，050cm3
[0036] ?腔室的初始压力：190化
[0037] 另外，优选上述树脂层的最小厚度为5 ym W上。
[0038] 利用运些构成，能够可靠地提高片状复合体中的面方向的不透气性。
[00測发明的效果
[0040] 在本发明的片状叠层体中，在石墨片形成有导电性树脂层，因此，能够提高不透气 性，并且抑制表面电阻率的降低。另外，在本发明的片状复合体中，在膨胀石墨片基材的端 面形成有树脂层，因此，能够抑制来自片状叠层体的端面的气体的侵入。由此，能够抑制片 状叠层体中的面方向的气体的透过。
【附图说明】
[0041]图1是本发明的第一实施方式的片状叠层体的剖面图。
[004引图2(a)是本发明的第二实施方式的片状叠层体的剖面图，化）是沿（a)的IIB-IIB线的剖面图。
[0043] 图3是对压力变化量进行测定的装置的示意图。
[0044] 图4(a)是图3所示的橡胶垫片的平面图，化）是图3所示的丙締酸板的平面图和 剖面图，（C)是图3所示的其它橡胶垫片的平面图，（d)是图3所示的金属法兰的平面图和 剖面图，（e)是图3所示的片状复合体的平面图。
[004引图5(a)是本发明的第S实施方式的片状叠层体的剖面图，化）是沿（a)的VB-VB线的剖面图。
[0046] 图6是表示实施例和比较例的结果（导电性树脂层的涂布量及层厚度与透气率的 关系）的图。
[0047] 图7是表示实施例和比较例的结果（导电性树脂层的涂布量及层厚度与表面电阻 率的关系）的图。
[0048] 图8是实施例的片状叠层体的上表面周边的沈M照片。
[0049]图9是表示实施例和比较例的结果（树脂层的最小厚度与压力变化量的关系）的 图。
[0050] 图10是表示实施例和比较例的结果（树脂层的最小厚度与压力变化量的关系） 的图。
[0051] 图11是实施例的片状叠层体的端面周边的SEM照片。
【具体实施方式】
[0052] 下面，对本发明的实施方式进行说明。
[00閲[第一实施方式]
[0054] 下面，一边参照图1，一边对本发明的第一实施方式的片状叠层体1进行说明。
[00巧][片状叠层体]
[0056] 如图1所不，片状畳层体1具备具有晓性的石墨片（石墨片基材）10和涂布在石 墨片10的一个面（上表面）的导电性树脂层2。
[0057](石墨片）
[0058]石墨片10可W使用采用天然石墨制成的片、采用将高分子化合物石墨化而成的 石墨制成的片、膨胀石墨片等各种石墨片。其中，膨胀石墨片在制造时不产生气体逸出（Out gas)，因此，本质上透气性较低，即使导电性树脂层的厚度较小也能够使其具备高的气体屏 蔽性，故优选。
[005引石墨片10的体积密度优选0. 5Mg/cm3W上，更优选为0. 7Mg/m3从上。通过将体积 密度设为上述范围，基材自身具备一定程度的气体屏蔽性，由此，利用与导电性树脂层的组 合能够有效地抑制气体的透过。另外，体积密度优选1. 5Mg/m3W下，更优选为1. 3Mg/m3W 下。若体积密度超过上述范围，则即使不设置导电性树脂层也可W具备高的气体屏蔽性，因 此，不易得到本实施方式带来的效果。
[0060] 另外，石墨片10的厚度Tl优选0.ImmW上，更优选为0. 3mmW上。通过设为运样 的厚度，能够有效地抑制气体的透过。另外，石墨片10的厚度Tl优选2.OmmW下，进一步 优选1. 5mmW下。通过设为该范围，能够使其稳定地发挥晓性。
[00川（导电性树脂层）
[0062] 导电性树脂层20为含有碳颗粒和粘合剂的层。
[0063] 对碳颗粒而言，可W使用石墨粉末、碳纤维、炭黑等，也可W将运些物质并用。作为 导电性树脂，也有金属颗粒，但金属颗粒若与大气接触则会氧化使得电导性降低。