[发明专利]导电性油墨

说明书

技术领域

本发明涉及在对金属板形成的基材进行丝网印刷而形成肋条时所使用的导电性油墨。

背景技术

已知有如下的技术，即，在构成燃料电池堆的间隔件上，为了形成气体流路，通过丝网印刷法在间隔件基材的表面上形成凸起，其中上述凸起是由多孔质体形成的(例如，参考专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-129299号公报。

发明内容

发明要解决的问题

然而，被丝网印刷在间隔件基材的导电性油墨通过增加粘结剂量从而能够抑制施加表面压力时的压碎等变形，但是另一方面，粘性增大，印刷时的油墨的分裂变差。当使用这样的导电性油墨在构成燃料电池堆的电池单元的间隔件的基材丝网印刷肋条时，或肋条形状变差、或肋条内部产生缺陷、或肋条表面的平滑性差等。而且其结果是电阻升高、发电性能差。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够通过丝网印刷从而在构成燃料电池堆的电池单元的间隔件的基材形成良好形状的肋条、降低电阻的导电性油墨。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明的导电性油墨，

其是通过丝网印刷被印刷在构成燃料电池堆的电池单元的间隔件的基材从而成为形成在上述基材上的肋条的导电性油墨，

利用旋转流变仪测定粘弹性时，损耗角正切成为1的形变在10～100％之间。

根据该构成，利用旋转流变仪测定粘弹性时的形变在10～100％之间，且损耗角正切(tanδ)的值设为1。

其中，损耗角正切(tanδ)是表示油墨的粘弹性的指标，用储能模量(G′)和损耗模量(G")的比G"/G′＝tanδ来定义，形变与损耗角正切(tanδ)成为图1所示的关系。

对于被丝网印刷在间隔件的基材的导电性油墨，为了抑制施加表面压力时的压碎等变形而成型成致密的肋条，会使其包含一定量的粘结剂而增大粘性。但是，当粘性过大时，丝网印刷时的油墨的分裂有变差的倾向。总之，粘弹性对于导电性油墨中的油墨的分裂的影响大。另一方面，作为油墨的分裂良好的导电性油墨，粘弹性行为如图1所示那样需要形变为10～100％的区域。

在上述构成的导电性油墨中，如上所述那样，由于利用旋转流变仪测定粘弹性时的形变在10～100％之间，且损耗角正切(tanδ)的值设为1，因此被丝网印刷在间隔件的基材上而形成的肋条在干燥时由于粘结剂的收缩而成为致密的结构，能够抑制施加表面压力时的变形，而且虽然包含一定量的粘结剂但是也能够得到丝网印刷时的良好的分裂。因此，适合于作为为了将流路形成于燃料电池堆而在间隔件上形成肋条的导电性油墨来使用。

本发明的导电性油墨的剪切粘度优选在1(1/s)的剪切速度时为80～150mPa·s，在10(1/s)的剪切速度时为20～60mPa·s。

本发明的导电性油墨优选为水系导电性油墨，上述水系导电性油墨相对于100重量份的导电性材料，包含1～20重量份的粘度调节剂、1～10重量份的粘结剂、30～100重量份的水、20～50重量份的流动调节剂，且固体成分为50～65wt％、水分为20～30wt％、流动调节剂为10～25wt％。

发明效果

根据本发明的导电性油墨，能够提供一种油墨的分裂良好、且还能够抑制在施加表面压力时的压碎等变形的导电性油墨。

附图说明

图1是表示形变和损耗角正切的关系的图表。

图2是具有间隔件的电池单元的概略截面图，上述间隔件具有由本实施方式的导电性油墨形成的肋条。

具体实施方式

以下，对本发明的导电性油墨的实施方式进行说明。

本实施方式的导电性油墨是在例如制造构成高分子固体电解质型燃料电池的电池单元的间隔件时所使用的导电性油墨，通过丝网印刷被印刷在金属板形成的间隔件的基材上，构成形成在基材上的肋条。导电性油墨在利用旋转流变仪测定粘弹性时，损耗角正切成为1的形变在10～100％之间，优选在30～80％之间。当在该范围时，丝网印刷性优异且能够降低电阻。

如果使用本实施方式的导电性油墨，则能够在间隔件的基材上进行丝网印刷，形成宽0.1～2mm、高0.1～3mm的肋条。导电性油墨包含碳系导电性材料，固体成分浓度为50～58wt％。碳系导电性材料为以60～95重量份的比例使平均粒径为10～100μm的碳系材料、以5～40重量份的比例使平均粒径为0.1～8μm的碳系材料混合的2种以上的碳系导电材料的混合物。