CN100584575C - 注射压缩成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明的注射压缩成形方法是使模具(11、12)处于低压锁模状态，边使模腔空间(13)相对于浇口(30)移动边从浇口向模腔空间(13)内注射填充熔融状态的热塑性树脂组成物(16)后，大致在填充完了的同时，使模具(11、12)处于高压锁模状态，并对模腔空间(13)内所填充的热塑性树脂组成物(16)进行压缩赋形。由于能够对含有高比例的导电性填料等热传导性填料的热塑性树脂组成物进行注射压缩成形，因此，例如能够用来制造燃料电池用隔离板和平面天线等成形品。

Description

注射压缩成形方法

技术领域

本发明涉及热塑性树脂的注射压缩成形方法以及以该成形方法得到的成形品。

背景技术

作为成形品的制造方法，迄今使用着各种各样的方法，例如注射成形法、挤出成形法等已为人们所知。近年来，作为以这类方法成形的成形品，出现了在热塑性树脂中混合大量填料的成形品。例如，有将石墨碳和碳素纤维等作为填料混合在热塑性树脂中而制成的燃料电池用隔离板等。

燃料电池用隔离板配置成将燃料电池的固体电解质以及设置在该固体电解质的两面的空气极和燃料极夹在中间。通过燃料电池用隔离板上所形成的槽向空气极供给空气(氧气)、向燃料极供给燃料气体(氢气)。

制造像该燃料电池用隔离板那样由含有大量填料的原料构成的成形品时，原料的流动性会变差，存在着不提高原料的填充压力则无法成形的问题。

为此，有人提出了在上述使用流动性差的原料成形的场合，采用注射压缩成形或急速加热冷却等成形方法的方案(例如可参照专利文献1)。

但是，专利文献1所公开的那种使用注入熔融树脂的浇口固定的成形机的注射压缩成形方法中，在对高比例添加碳素填料的流动性极差的树脂组成物进行成形时，要保证成品壁厚的均匀性是困难的。而将模具温度加热到高温以使树脂的填充流畅的急速加热冷却法中，存在着模具的升温时间长因而成形周期长、生产率低的问题，不能令人满意。

特别是，燃料电池用隔离板在燃料电池中要使用数百片，保证尺寸精度的一致性非常重要(例如，作为性能要求，希望壁厚的偏差(最大值与最小值之差)在60μm以下)。

另一方面，为得到具有均匀性状的薄壁成形品，有人提出使模具的模腔或浇口滑动，缩短熔融树脂组成物在模腔内的表观移动距离的方法，例如，有一种将具有材料注入口的移动块设置在固定模板和活动模板的其中一方模板上，在成形材料的填充过程中使材料注入口相对于模腔面发生位置偏移的材料成形方法(例如可参照专利文献2)。

还有一种在将熔融树脂从树脂注入部经由横浇道自浇口部注入模腔内时，边使浇口部和模腔相二者对移动边进行浇注的树脂成形法(例如可参照专利文献3)。

专利文献1：国际公开第02/001660号册子

专利文献2：特开平6-179228号公报

专利文献3：特开平8-150644号公报

但是，作为上述成形方法，在单纯为了缩短树脂的表观移动距离而使用例如导电性填料的含有率非常高、流动性极差的树脂材料的场合，要想通过注射成形转印出燃料电池用高分子隔离板所要求的那种微细的槽是困难的，而且无法满足导电性能和槽的机械强度的要求。另一方面，要提高转印性能就不得不减少填料含有量，最终结果是导致导电性能降低，因此，人们要求对成形方法进行改进。

以上就燃料电池用高分子隔离板的例子进行了说明，但近年来得到普及的平面天线也是以同样的材料成形的，也存在着同样的问题。

发明内容

本发明的主要目的是，提供一种即便是熔融时的流动性非常差的热塑性树脂组成物，也能够简便地得到其成分分散均匀而几乎不存在密度梯度，可保证成形品的壁厚的均匀性，而且尺寸精度也很高的成形品的注射压缩成形方法以及成形品。

本发明的另一个目的是，提供一种即便是熔融时的流动性非常差的原料，也能够缩短成形周期，还能够提高生产率的注射压缩成形方法以及成形品。

本发明的注射压缩成形方法是将含有熔融状态的热塑性树脂的原料从浇口注射填充到模具内部所形成的模腔空间内，对该模腔空间内的所述原料进行压缩赋形以获得成形品的注射压缩成形方法，其特征是，由以下工序构成：使所述模具处于低压锁模状态，边使所述模腔空间相对于所述浇口移动，边从所述浇口向所述模腔空间注射填充熔融状态的所述原料的注射填充工序；大致在填充完了的同时，使所述模具处于高压锁模状态，并对所述模腔空间内所填充的所述原料进行压缩赋形的压缩赋形工序。

在这里，就注射填充工序中的低压锁模状态而言，例如在成形品的大小为A4尺寸(约200mm×300mm)的场合，只要将锁模力大致设定为10～100吨即可，而就压缩赋形工序中的高压锁模状态而言，只要将锁模力大致设定为200～350吨即可。

就本发明的注射压缩成形方法而言，除了包括热塑性树脂本身的成形方法之外，还包括热塑性树脂中含有诸如导电性填料和金属填料等热传导性填料的热塑性树脂组成物的注射压缩成形方法。

按照以上所述的本发明的注射压缩成形方法，是使模具处于低压锁模状态，边使模腔空间相对于浇口移动边注射填充熔融状态的原料，大致在填充完了的同时使模具处于高压锁模状态，并对模腔空间内所填充的原料进行压缩赋形的，因此，即便是在将像含有高比例的导电性填料或金属填料等热传导性填料的热塑性树脂组成物那样的、熔融时的流动性差的热塑性树脂组成物作为原料进行成形的场合，也能够使模腔空间中的未填充部分在浇口的注射口的正下方连续地形成，缩短原料的表观流动长度，可得到密度均匀、几乎不存在密度梯度的成形品。此外，能够提供不仅壁厚偏差小、尺寸精度高而且即便是在形成微细的槽等复杂形状后该微细的槽也无龟裂和缺损的成形品。

此外，按照本发明的注射压缩成形方法，是使模腔空间移动着进行熔融状态的原料的填充的，因此，原料的表观流动长度短，能够以较低的填充压力且在热塑性树脂的结晶化温度左右的模具温度下以较短时间(例如1～2秒)进行填充，而且，成形性优良而不需要进行模具的急速加热冷却，可大幅度缩短成形周期，因而能够降低生产成本。

在本发明的注射压缩成形方法中，最好是，所述原料的注射填充方向与所述模腔空间的移动方向成锐角，而尤以该锐角为25°～75°为佳。

根据本发明，由于原料的注射填充方向与模腔空间的移动方向成锐角尤其是25°～75°的锐角，因此，可以降低向模腔空间填充的原料的填充压力，还能够防止微细合流纹的产生，即便是在成形例如燃料电池用隔离板等必须形成微细的槽的成形品的场合，也能够防止该微细的槽发生龟裂和缺损，可提高其强度。

在本发明的注射压缩成形方法中，最好是，所述压缩赋形是通过设置在所述模具内部的压缩块向所述模腔空间方向前进而进行。

根据本发明，作为对模腔空间内所填充的原料进行压缩赋形的方法，是通过设置在模具内部的压缩块向模腔空间方向前进而进行的，因此，模腔空间内所填充的原料的压缩赋形能够简便且可靠地实施。

在本发明的注射压缩成形方法中，作为制造装置，使用下述的制造装置，即，包括：具有一对相向设置的成形模、形成有所述模腔空间的模具，至少对所述模具之中形成有作为所述模腔空间的凹部的一个成形模进行加热的加热装置，将熔融状态的所述原料填充到模腔空间内的填充装置，对填充到所述模腔空间内的所述原料进行压缩赋形的压缩装置，对所述模腔空间内的所述原料进行冷却的冷却装置，以及，将所述模具或其中一个成形模向所述各装置进行输送的输送装置；所述加热装置、所述填充装置、所述压缩装置、所述冷却装置设置在大致相同的圆上。此外，最好是，以所述加热装置进行对所述模具或其中一个成形模进行加热的加热工序，以所述填充装置进行边使所述模腔空间相对于所述浇口移动边将所述熔融状态的所述原料填充到模腔空间内的填充工序，以所述压缩装置进行对所述模腔空间内的所述原料进行压缩赋形的压缩赋形工序，以所述冷却装置进行对所述模腔空间内的所述原料进行冷却的冷却工序。

此时，在本发明中，既能够以输送装置输送其中一个成形模，也能够输送包括一对成形模的整个模具。

根据以上所述的本发明，在填充工序中，是使模腔空间移动着进行原料的填充的，因此，即便使用流动性差的原料，也能够使原料在模腔空间内均匀扩散。因此，能够保证成形品的壁厚的均匀性。

此外，在填充工序中，是使模腔空间移动着进行原料的填充的，因此，原料的表观流动长度短，不需要以很高的填充压力进行填充。

因此，例如在成形品为燃料电池用隔离板的场合，能够抑制可引起电阻增大的表皮层的形成。

此外，通过在填充工序中使模腔空间移动着进行原料的填充，可保证成形品的壁厚的均匀性，因此，不需要像过去那样进行模具的急速加热冷却，可大幅度缩短成形周期。

再有，通过在填充工序中使模腔空间移动着进行原料的填充，可防止合流纹的发生，提高成形品的强度。

例如，在成形品上形成有诸如与原料的引入方向相垂直的通孔(开口部)的场合，原料会将通孔围在中间进行流动，因此，有时会发生原料流在通孔附近发生碰撞而产生合流纹的现象。相对于此，本发明通过使模腔空间移动着进行原料的填充，可防止原料流在通孔附近发生碰撞，从而防止合流纹的发生。

此外，按照本发明的成形方法，是使用具有加热装置、填充装置、压缩装置、冷却装置、以及将所述模具或成形模向所述各装置进行输送的输送装置，并且所述加热装置、所述填充装置、所述压缩装置、所述冷却装置大致设置在同一个圆上的制造装置进行成形品的制造的。

这种制造装置中，能够在以加热装置对模具或成形模进行加热后，以输送装置将模具或成形模输送到填充装置处，因此，能够在以填充装置进行填充期间，以加热装置对下一个模具或成形模进行加热。因此，能够连续地制造成形品，因而能够提高成形品的生产效率。

再有，本发明所使用的制造装置由于是加热装置、填充装置、压缩装置、冷却装置设置在大致相同的圆上的，因此，与将所述各装置成直线设置相比，能够节省安装空间。

在本发明的注射压缩成形方法中，最好是，在所述填充工序中，使所述模具或其中一个成形模的温度为所述热塑性树脂的融点以上的温度，在所述压缩赋形工序中，在压缩赋形开始后，对所述模具或其中一个成形模的温度进行控制，使得所述模具或其中一个成形模的温度达到所述热塑性树脂的结晶化温度以下的温度。

根据以上所述的本发明，在填充工序中，使模具或其中一个成形模的温度为热塑性树脂的融点以上的温度，因此，能够提高在填充工序中向模腔空间内填充的原料的热塑性树脂的流动性。因此，能够使原料在模腔空间内更为均匀地扩散。

此外，通过在压缩赋形开始后对所述模具或其中一个成形模的温度进行控制，使得所述模具或其中一个成形模的温度达到所述热塑性树脂的结晶化温度以下的温度，可使得在压缩赋形工序中要在模腔空间内的原料上进行转印的场合，其转印性得到提高。

本发明的成形品的特征是，是对含有热塑性树脂以及热传导性填料的原料以上述本发明的注射压缩成形方法进行成形而成。

本发明的这种成形品中，是对含有导电性填料和金属填料等热传导性填料的热塑性树脂组成物以所述本发明的注射压缩成形方法进行成形而成，因此，能够很好地得到前述效果。

即，本发明的成形品可以成为热传导性填料分散均匀而几乎不存在密度梯度的成形品，并且，还能够提供不仅壁厚偏差小尺寸精度高而且即便是在形成微细的槽等复杂形状后该微细的槽也无龟裂和缺损的成形品。

本发明的成形品最好是所述原料含有占该原料总质量的60％以上的热传导性填料。

根据该本发明，由于成形品是由含有占其总质量的60％以上的导电性填料和金属填料等热传导性填料的热塑性树脂组成物形成，因此，除了可得到前述效果之外，还具有高的导电性。

此外，由于本发明的成形品具有前述效果，因而作为燃料电池用隔离板或平面天线使用时，可最大限度地发挥其效果。

本发明的成形品中，最好是表面上一体形成有多个微细的槽。该微细的槽优选地是被夹在槽之间的凸条的底部的宽度L1为0～10mm，所述凸条的顶部的宽度L2为0～10mm(其中，L1≥L2)，所述凸条的高度H在0.2mm以上，所述槽的宽度W在5mm以下，所述槽的间距P在15mm以下。

此时，凸条的纵断面的形状可以是正方形、长方形、梯形、半圆形、三角形、半圆形被局部切除的形状等任何形状。

附图说明

图1A是对本发明第1实施方式中的注射压缩单元的开始注射时的状态进行展示的模式图。

图1B是对该第1实施方式中的注射压缩单元的注射过程中的状态进行展示的模式图。

图1C是对该第1实施方式中的注射压缩单元的压缩过程中的状态进行展示的模式图。

图2是对该第1实施方式中的填充热塑性树脂的浇口的朝向与模腔空间的移动方向之间的关系进行展示的模式图。

图3A是对图2所示90°浇口的热塑性树脂组成物的射出动态进行展示的模式图。

图3B是对图2所示45°浇口的热塑性树脂组成物的射出动态进行展示的模式图。

图4A是对具有本发明第2实施方式中的注射压缩单元的模具的开始注射时的状态进行展示的概略图。

图4B是对具有该第2实施方式中的注射压缩单元的模具的注射过程中的状态进行展示的概略图。

图4C是对具有该第2实施方式中的注射压缩单元的模具的压缩过程中的状态进行展示的概略图。

图5是对使用以本发明注射压缩成形方法成形的燃料电池用隔离板的燃料电池的一种形式进行展示的概略图。

图6A是对具有实施本发明第3实施方式中的注射压缩成形方法的注射压缩单元的模具的注射开始时的状态进行展示的概略图。

图6B是对具有该第3实施方式中的注射压缩单元的模具的注射过程中的状态进行展示的概略图。

图6C是对具有该第3实施方式中的注射压缩单元的模具的压缩过程中的状态进行展示的概略图。

图7是展示本发明第4实施方式所涉及的制造装置的模式图。

图8A是展示该第4实施方式中的成形品的制造工序的附图。

图8B是展示该第4实施方式中的成形品的制造工序的附图。

图8C是展示该第4实施方式中的成形品的制造工序的附图。

图8D是展示该第4实施方式中的成形品的制造工序的附图。

图8E是展示该第4实施方式中的成形品的制造工序的附图。

图8F是展示该第4实施方式中的成形品的制造工序的附图。

图9是对该第4实施方式中的制造装置的填充装置进行展示的模式图。

图10是展示本发明的变型例所涉及的制造装置的模式图。

图11是展示本发明成形品的最佳尺寸的模式图。

附图标记的说明

1...注射压缩成形单元

11、12...模具

11a、12a...模具

11b、12b...模具

13...模腔空间

14...压缩块

15...模腔块

16...作为原料的热塑性树脂组成物

17...滑动用油缸

18...压缩用油缸

19a、19b...弹簧

20...注射单元

30...浇口

30a、30b、30c...浇口

50...燃料电池

51...燃料极

52...电解质板

53...氧化极板

54...作为成形品的燃料电池用隔离板

55...槽

α...角度

201...制造装置

203...成形模

211...加热装置

213...填充装置

214...压缩装置

215...冷却装置

216...输送装置

231...模腔空间

具体实施方式

下面，利用附图对本发明的具体的实施方式进行说明。

[第1实施方式]

图1A～图1C是对可实施本发明注射压缩成形方法(以下，有时简称为“本发明的成形方法”)的注射压缩成形单元1进行展示的附图，图1A、图1B和图1C是分别展示注射填充开始时的状态、注射填充过程中的状态和注射填充完了后压缩赋形过程中的状态的模式图。

对于本发明的成形方法中所能够使用的热塑性树脂，并无特殊限制，可以根据作为成形对象的成形品的用途等适当使用过去已公知的热塑性树脂。

若是成形燃料电池用隔离板，则以使用具有耐热性、耐水性、耐化学药品性的树脂材料为宜，可列举出聚苯硫醚(PPS)树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)树脂、聚碳酸酯(PC)树脂、聚苯醚(PPO)树脂、聚缩醛树脂、间规立构聚苯乙烯(SPS)树脂等，可以单独使用其中的一种或者两种以上组合使用。在实施本发明的方法时，若制造燃料电池用隔离板，则以使用聚苯硫醚(PPS)树脂为宜，若制造平面天线，则以使用间规立构聚苯乙烯(SPS)树脂为宜。

此外，在作为热塑性树脂例如使用聚苯硫醚(PPS)树脂的场合，也可以添加聚烯烃蜡，添加该聚烯烃蜡，是为了提高PPS树脂的流动性并提高后述的热传导性填料的分散性。此外，通过添加聚烯烃蜡，还能够提高热塑性树脂组成物的耐热性。

该聚烯烃蜡是通过聚合制造的人造蜡，例如可以使用聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、乙烯-乙酸乙烯共聚物蜡等。此外，也可以使用氧化聚乙烯蜡、氧化聚丙烯蜡、MAH共聚聚丙烯蜡、氧化乙烯-乙酸乙烯共聚物蜡等氧化聚烯烃蜡。

此外，也可以使这种热塑性树脂中含有具有各种功能的热传导性填料而作为热塑性树脂组成物使用。作为这种热传导性填料，例如只要使用20℃下的热传导率λ为1.0～500W/m·℃的即可。

此外，作为上述热传导性填料可一并具有的功能，可列举出导电性、高介电常数等。作为具有导电性的填料(导电性填料)，例如可以在成形燃料电池用隔离板的场合使用。

具体地说，可列举出天然石墨、人工石墨、膨胀石墨等各种石墨，碳黑、碳素纤维、气相法碳素纤维、碳纳米管等，可以单独使用其中的一种或者两种以上组合使用。在实施本发明的方法时，以使用比电阻小而导电性优良且分散性良好的石墨为宜。

另外，导电性填料的形状以珠状、粉末状为宜，例如可使其平均颗粒直径为10～200μm，体积比重为0.15～0.90g/cm³。

再有，例如在成形平面天线的场合，可以使用钛酸钙、钛酸镁、钛酸钡、钛酸锶、钛酸钕、氧化钛等高介电常数的填料(高介电常数填料、高介电性填料)。这些高介电常数填料的形状也以珠状、粉末状为宜，例如可使其平均颗粒直径为0.1～10μm。

此外，例如在成形散热板的场合，作为热传导性填料，可以使用金粉、铁粉、铜粉、镍粉等金属粉末。它们的平均颗粒直径达到0.1～10μm左右即可，但以使用1～20μm左右的为宜。

将以该导电性填料或高介电常数填料等为代表的热传导性填料与前述热塑性树脂混合便可形成热塑性树脂组成物，但在形成热塑性树脂组成物时，以热传导性填料占该组成物的总质量的60％以上为宜，尤以75～95％为佳。

在本发明的成形方法中，即使使用这种热传导性填料比例很高的热塑性树脂组成物，也能够使热传导性填料分散均匀，成为几乎不存在密度梯度的成形品，并且，能够提供不仅壁厚偏差小、尺寸精度高而且即便是在形成微细的槽等复杂形状后该微细的槽也无龟裂和缺损的成形品。除此之外，所得到的成形品还因热传导性填料的含有率高而具有高的热传导性，而若使用的是例如导电性填料，将具有高的导电性。

此外，要将热塑性树脂和热传导性填料混合并进行混炼以得到热塑性树脂组成物，则最好是将二者用滚筒、挤出机、混炼机、斑伯里密闭式混合机、亨谢尔混合机、行星式混合机等各种公知的混合机或混炼机混合均匀。

此外，在这种由热传导性填料和热塑性树脂组成的热塑性树脂组成物中，可以在不影响本发明的效果的范围内添加其它填料。

作为该填料的具体例子，可列举出玻璃纤维、钛酸钾晶须、氧化锌晶须、硼酸铝晶须、芳香族酰胺纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维、陶瓷纤维、石棉纤维、石膏纤维、金属纤维等纤维系填料，硅灰石、沸石、绢云母、高岭土、云母、粘土、叶蜡石、澎润土、石棉、滑石、硅酸铝等硅酸盐，氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化锆、氧化钛、氧化铁等金属化合物，碳酸钙、碳酸镁、白云石等碳酸盐，硫酸钙、硫酸钡等磷酸盐，氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化铝等氢氧化物，玻璃珠、玻璃片、陶瓷珠、氮化硼、碳化硅、硅等非纤维系填料，它们也可以是中空体。此外，既可以单独使用其中的一种，也可以两种以上组合使用。再有，为了得到更为优异的机械强度，也可以对上述纤维状填料、非纤维状填料以异氰酸酯系化合物、有机硅烷系化合物、有机钛酸酯系化合物、有机伏兰系化合物、环氧系化合物等偶合剂进行前处理后使用。

此外，对于由热塑性树脂和热传导性填料组成的热塑性树脂组成物，也可以在不影响本发明的效果的范围内，适当添加有机磷化合物、聚醚聚醚甲酮等晶核剂、次磷酸等防着色剂、受阻酚、受阻胺等防氧化剂、防紫外线剂、染料或颜料等着色剂、热稳定剂、润滑剂、防静电剂、增塑剂等添加剂。

在使用图1A～图1C所示的注射压缩成形单元1实施本发明的成形方法时，首先，在使模具11、12的接合面接合并处于锁模的状态下，从与注射单元20相连的浇口30向由设置在模具内的压缩块14和两个模腔块15形成的模腔空间13注射填充熔融状态的热塑性树脂(注射填充工序)。

下面，将由热塑性树脂和导电性填料组成的热塑性树脂组成物作为所使用的成形材料进行说明。

在本发明的成形方法中，进行注射填充时的模具11、12的锁模状态是10～100吨左右的低压状态。将树脂注射填充时的锁模状态设定为低压状态，可使得模腔空间13圆滑地移动，减小模具11、12的变形，而且还能够得到排气的效果。

在进行本发明成形方法中的树脂注射填充时使模腔空间13移动，可使得以低的填充压力在很大范围内进行高速填充成为可能，因此，即便是低压锁模力，模具也不会打开而出现问题。

在这里，关于模腔空间13的间隔，只要根据作为成形对象的成形品的种类、形状和大小适当决定即可，而只要设定成2～4mm左右即可。

此外，关于模具的温度，只要根据上述成形品的种类等以及热塑性树脂组成物16的种类决定即可，而只要设定成150～230℃左右即可。若将成形温度设定在该范围内，则成形品的冷却也能够平滑地进行，能够简便地进行注射压缩成形。

本发明的成形方法是，在如上所述处于低压锁模状态之后，对于由压缩块14和模腔块15形成的模腔空间13，边使之从图中的左侧向右侧移动边从与注射单元20相连的浇口30注射填充熔融状态的热塑性树脂组成物16(图1B)。

在这里，若像通常的注射成形那样是浇口位置固定的模具，则会在浇口附近呈流动状态的树脂的前端形成密度梯度，特别是流动性低的树脂组成物这种现象更为显著，而按照本发明的成形方法，边使模腔空间13移动边注射填充熔融状态的热塑性树脂组成物16，因而模腔空间13中的未填充部分在浇口30的注射口的正下方连续形成，可缩短树脂组成物16的表观流动长度。因此，即便是含有高比例导电性填料的、熔融时的流动性非常差的热塑性树脂组成物16，也能够得到几乎不存在密度梯度的成形品。

关于填充热塑性树脂组成物16的浇口30的形状，只要使用与模腔空间13的宽度相对应的层状浇口(薄膜浇口等)即可。作为其它的浇口30，例如只要使用过去已公知的、具有可开闭浇口的阀的热流道的薄膜浇口即可。

此外，在图1A～图1C所示的实施方式中，浇口30与模腔空间13的行进方向(在图1A～图1C中向右)成锐角形成，热塑性树脂组成物16的注射填充方向与模腔空间13的移动方向成锐角。这样构成，不仅可以降低树脂的填充压力，而且能够防止在成形品表面产生微细的合流纹，即便是在例如成形作为成形品形成有多个微细的槽的燃料电池用隔离板的场合，也能够防止该微细的槽发生缺损。

图2是对填充热塑性树脂组成物16的浇口30的朝向(热塑性树脂组成物16的注射填充方向)与模腔空间13的移动方向之间的关系进行展示的模式图。

其中，展示了各种浇口30的设置方案，即：浇口30a(图2中用单点划线表示)垂直于模腔空间13的行进方向设置，浇口30b(图2中用实线表示)与模腔空间13的行进方向成锐角设置，浇口30c(图2中用双点划线表示)与模腔空间13的行进方向成钝角设置。此外，角度α是浇口30b与模腔空间13的行进方向之间的夹角。

图3A是对图2的浇口30a中的热塑性树脂组成物16的射出动态进行展示的模式图。从相对于模腔空间13的行进方向垂直设置的浇口30a注射出来的熔融状态的热塑性树脂组成物16，在流动性差时，随着树脂填充压力的增大，有时会发生如图3A的箭头部分所示，热塑性树脂组成物16a还向模腔空间13的移动方向的反方向射出的现象。而且，在热塑性树脂组成物16由形成燃料电池用隔离板的、例如含有导电性填料的PPS等热容量小(易冷却易固化)的热塑性树脂组成的场合，有时会发生向模腔空间13的移动方向的反方向前进的树脂在极短时间后与射出的树脂汇合而形成微细的合流面的现象，因而有时会出现这样的问题，即，该合流面也出现在成形品的表面，而成形品上形成有微细的槽时该微细的槽发生缺损或龟裂，导致成形品的强度降低。

在注射填充热容量不是很小的热塑性树脂乃至热塑性树脂组成物的场合，虽然也会向该模腔空间13的移动方向的反方向射出，但会被继续流入的熔融树脂的热量再加热和熔融，可使上述合流纹的问题消除而得到良好的成形品。

另一方面，图3B是对图2的浇口30b中的热塑性树脂组成物16的射出动态进行展示的模式图。从与模腔空间的行进方向成锐角设置的浇口30b注射出来的熔融状态的热塑性树脂组成物16不会像图3A所示的浇口30a那样向模腔空间13的移动方向的反方向射出。因此，熔融状态的树脂组成物16非常容易流动，不需要很高的填充压力也能够高效率地进行热塑性树脂组成物16的注射填充。

因此，如图3B所示，出现后射出的熔融状态的树脂组成物16依次重叠在先射出的熔融状态的树脂组成物16上的状态，其结果，所得到的成形品上也不会产生微细的合流面。因此，即便是在形成需形成微细的槽的燃料电池用隔离板的场合，也能够防止微细的槽发生缺损和龟裂，提高成形品的强度。

至于从与模腔空间13的行进方向成钝角设置的浇口30c注射出来的熔融状态的热塑性树脂组成物16，虽未图示，但树脂的填充压力增大，图3A中的热塑性树脂组成物16a的产生更为显著，其结果，合流纹频繁发生，导致成形品的强度和外观更差。

图2所示浇口30b与模腔行进方向之间的角度α直接决定热塑性树脂组成物16的注射填充方向与模腔空间13的移动方向之间的角度，而该角度α最好是在25°～75°的范围内，尤以40°～60°为佳。若角度α小于25°，则有时会无法形成浇口30b的宽度，使模具失去强度，而若角度α超过75°，则有时会无法达到前述效果。

在通过前述注射填充工序既定量热塑性树脂组成物16的注射填充完了时，在填充完了的同时，如图1C所示将模具11、12的锁模状态从低压提高到高压(例如200～350吨)，并使压缩块14前进(向图1C的上方)，对所填充的热塑性树脂组成物16进行压缩、赋形，以得到既定形状的成形品(压缩赋形工序)。

只靠如前所述边使模腔空间13移动边填充树脂的做法，由于熔融树脂组成物16的流动性差，树脂组成物16将无法充分进入到模具11、12上所形成的微细的槽中，有时会出现槽缺损的问题，而通过如上所述在热塑性树脂组成物16的填充刚刚完了后将模具11、12的锁模状态提高到高压进行压缩赋形，可使熔融状态的树脂组成物16到达槽的凸凹的各个角落，得到微细槽的转印效果极佳的成形品。

压缩赋形工序，是在热塑性树脂组成物16填充完了的同时开始进行的，但除了完全填充完了之外，也可以在填充刚刚要完了之前(例如填充完了之前0.1～0.5秒)进行。

在实施本发明的成形方法时，该压缩赋形工序中的压缩速度以2～5mm/秒左右为宜。将压缩速度定在该范围内，可以对所注射填充的热塑性树脂组成物16恰当地进行压缩、赋形。

再有，关于压缩赋形工序中的压缩压力，例如在模腔面积为200mm×300mm的场合，最好是使平均树脂压力在15MPa以上，尤以30～60MPa为佳。此外，该场合下的锁模压力以200吨左右为宜，也可以是350吨左右。若压缩压力(平均树脂压力)在15MPa以上，则可使压缩、赋形充分进行，也不会在成形品的外观上产生缩孔状凹斑和凹凸，可得到外观良好的成形品。

在上述状况下使注射压缩成形单元1行进，将模具11、12合模并施加高压锁模力，并对所填充的热塑性树脂组成物16进行压缩、赋形之后，对模具11、12进行冷却，使模具11、12内部的热塑性树脂组成物16冷却固化。对冷却条件并无特殊限制，只要将冷却温度设定为150～230℃，并将冷却时间设定为20～80秒左右即可。

之后，在热塑性树脂组成物16冷却固化后，打开模具11、12将成形品取出，便可得到成形品。

[第2实施方式]

图4A～图4C是对具有前述图1A～图1C的注射压缩成形单元1的模具11a、12a的一个方案进行展示的概略图。图4A～图4C中所示的模具11a、12a具有：用来使形成模腔空间13的压缩块14和两个模腔块15移动的滑动用油缸17；以及用来使压缩块14前进以对模腔空间13内所填充的热塑性树脂组成物16进行压缩赋形的压缩用油缸18。

图4A～图4C所示的模具在压缩块14与模腔块15之间设置有弹簧19a。

下面，利用该图4A～图4C，对实施本发明注射压缩成形方法的步骤的一个方案进行说明。

在使模具11a、12a在10～100吨(模腔面积约为200mm×300mm，下同)左右的低压锁模力下处于锁模状态之后，将从注射单元20送过来的熔融状态的热塑性树脂组成物16自浇口30注射到模腔空间13内。同时，对滑动用油缸17进行驱动而使压缩块14和两个模腔块15移动，从而边使模腔空间13移动边从浇口30填充熔融状态的热塑性树脂组成物16(注射填充工序)。

此外，该注射填充工序中的热塑性树脂组成物16的注射填充从图4A所示浇口30的前端对着模腔空间13的最下部的状态开始，到变成图4B所示模腔空间13进行移动而浇口30的前端对着模腔空间13的最上部的状态，树脂组成物16完全注射填充到模腔空间13中时结束。

在如上所述熔融状态的热塑性树脂组成物16注射填充到模腔空间13中而填充完了后，如图4C所示，大致在填充完了的同时，使模具11、12处于以200～350吨的高压锁模的状态，并驱动压缩用油缸18向模腔空间13方向前进而使压缩块14前进，从而对模腔空间13内所填充的热塑性树脂组成物16进行压缩赋形(压缩赋形工序)。

之后，在对模腔空间13的热塑性树脂组成物16进行压缩赋形后，对模具11、12进行冷却，使模具11、12内的热塑性树脂组成物16冷却固化。在热塑性树脂组成物16冷却固化后，打开模具11、12将成形品取出，便可得到成形品。

根据如上实施的本发明的热塑性树脂注射压缩成形方法，是使模具11、12(11a、12a)处于低压锁模状态，边使模腔空间13相对于浇口30移动边注射填充熔融状态的热塑性树脂组成物16，并大致在填充完了的同时使模具11、12(11a、12a)处于高压锁模状态，对模腔空间13内所填充的热塑性树脂组成物16进行压缩赋形的，因此，即便在使用熔融时的流动性差的热塑性树脂组成物16的场合，模腔空间13中的未填充部分也会在浇口30的注射口的正下方连续形成，可缩短树脂组成物的表观流动长度。因此，能够得到密度均匀、几乎不存在密度梯度的成形品，并且，能够得到不仅壁厚偏差小尺寸精度高而且即便是在形成微细的槽等复杂形状后该微细的槽也无龟裂和缺损的成形品。

此外，由于本发明的热塑性树脂的注射压缩成形方法是使模腔空间13移动着进行熔融树脂的填充的，因此，与模腔不移动的一般注射成形和注射压缩成形相比，可以将模具温度设定得较低，因而能够大幅度缩短成形周期，使生产成本降低。

此外，即使如前所述，以本发明的这种注射压缩成形方法得到的成形品使用的是含有高比例热传导性填料的、熔融时的流动性差的热塑性树脂组成物16，也能够使热传导性填料分散均匀，得到几乎不存在密度梯度的成形品，并且，成为不仅壁厚偏差小尺寸精度高而且即使是在形成微细的槽等复杂形状后该微细的槽也无龟裂和缺损的成形品。

此外，由于该成形品能够按照所希望的形状成形，因而可以在例如作为热传导性填料使用导电性填料成形燃料电池用隔离板(特别是固体高分子型燃料电池用隔离板)、作为热传导性填料使用高介电性填料成形平面天线、以及作为热传导性填料使用金属填料成形散热板等场合得到广泛应用。

具体地说，可列举出将导电性高的石墨以高含有率进行添加的燃料电池用隔离板、将热传导性高的金属粉末以高含有率进行添加而具有高热传导性的散热板、以及将具有高含有率的高介电性填料而具有优异的高频特性的填料以高含有率进行添加的平面天线等，作为以高含有率含有这些填料的热塑性树脂组成物，虽然在注射填充过程中因散热而熔融树脂的流动性显著变差，但根据本发明的成形方法，能够如前所述使填料分散均匀，提供成品的性能优良的成形品。

在这里，图5是对燃料电池50的基本结构例进行展示的概略图，该燃料电池50使用的是，由以本发明注射压缩成形方法得到的成形品所构成的、作为热传导性填料使用导电性填料而制成的燃料电池用隔离板。

图5所示的燃料电池50由燃料极51、电解质板52、氧化极板53、以及燃料电池用隔离板54(以下有时简称为“隔离板54”)构成，在该隔离板54的正反两个面上，各形成有多个槽55。

此外，对于该燃料电池用隔离板54上所形成的多个槽55(其尺寸为宽约2mm、深0.5mm、长200mm左右的槽)，最好是采用本发明的注射压缩成形方法通过转印一次性形成，这样一来，不必进行切削等机械加工，能够以低成本得到隔离板54。

因隔离板54的形状的不同，有时靠使用模具的一次注射压缩成形无法得到既定的形状，在这种场合，作为增加的处理内容，也可以对所得到的成形品实施切削、打孔、螺纹切削等机械加工。

以上所述明的是本发明的一种方案，而本发明并不受上述实施方式的限制，毋庸置疑，凡可达到本发明的目的和效果的范围内的变型和改进均属于本发明的内容。此外，实施本发明时的具体的构造和形状等，在可达到本发明的目的和效果的范围内，也可以采用其它构造和形状等。

[第3实施方式]

例如，在前述实施方式中，图4A～图4C所示的模具11a、12a具有压缩用油缸18，并且是通过以该压缩用油缸18使压缩块14向模腔空间13的方向前进而对模腔空间13内所填充的热塑性树脂组成物16进行压缩赋形的，但也可以使用图6A～图6C所示的模具11b、12b，使模具12b向模腔空间13方向前进，从而对模腔空间13内所填充的热塑性树脂组成物16进行压缩赋形。

在以下的说明中，凡与已说明的部分相同的部分赋予相同的附图标记并将其说明省略。

图6A～图6C是对具有图1A～图1C的注射压缩成形单元1的模具的另一种方案进行展示的概略图。图6A～图6C所示的模具11b、12b在具有用来使形成模腔空间13的压缩块14和两个模腔块15移动的滑动用油缸17这一点上，与图4A～图4C的模具相同，但在作为对模腔空间13内所填充的热塑性树脂组成物16进行压缩赋形的方式使模具12b向模腔空间13方向移动这一点上，与前述图4A～图4C所示的模具不同。

图6A～图6C所示的模具11b、12b除了在压缩块14与模腔块15之间设置有弹簧19a之外，在模具11b、12b之间也设置有弹簧19b。

对于图6A～图6C所示的模具11b、12b，在与前述图4A～图4C所示的模具11a、12a同样地以10～100吨左右的低压锁模力使模具11b、12b处于锁模状态后，边使滑动用油缸17工作而驱动由压缩块14和两个模腔块15形成的模腔空间13相对于浇口30移动，边从浇口30向模腔空间13内注射填充由注射单元20送过来的熔融状态的热塑性树脂组成物16(注射填充工序)。

其次，大致在热塑性树脂组成物16填充完了的同时，以200～350吨左右的高压锁模力使模具处于锁模状态，并使模具11b、12b向模腔空间13方向前进，从而对模腔空间13内所填充的热塑性树脂组成物16进行压缩赋形(压缩赋形工序)。

此后只要采取与图4A～图4C所示的模具同样的方法即可，即，在热塑性树脂组成物16压缩赋形后，对模具11、12进行冷却，使模具11、12内的热塑性树脂组成物16冷却固化，在热塑性树脂组成物16冷却固化后，打开模具11、12将成形品取出而得到成形品。

[第4实施方式]

在图7中，本实施方式的制造装置201是对作为含有热塑性树脂和具有导电性的热传导性填料的原料的热塑性树脂组成物16(参照图8B等)按照本发明进行注射压缩成形，制造出作为成形品的燃料电池用隔离板54的装置(参照图8F、图5)。

制造装置201具有加热装置211、填充装置213、压缩装置214、冷却装置215、输送装置216。加热装置211、填充装置213、压缩装置214、冷却装置215设置在大致相同的圆上(在图7中，各装置211、213、214、215设置在圆R上)。

如图8A也示出的，加热装置211是对成形模203进行加热的装置。该成形模203从俯视图上看大致为矩形，在其俯视图的中心形成有向上表面开口的矩形的凹部。该凹部成为模腔空间231。虽未图示，但在该凹部的底面形成有多个相互平行的槽。

成形模203与后述的填充装置213的成形模以及压缩装置214的成形模、冷却装置215的成形模一起构成了模具。

该加热装置211具有将成形模203夹在中间进行加热的加热块111。通过该加热块111，将成形模203加热到热塑性树脂组成物16中所含有的热塑性树脂的熔融温度以上的例如300℃左右的温度。

如图7、图8B、图9所示，填充装置213具有传递装置130、挤出装置131、成形模133、台134以及移动装置132。

而图7中未示出成形模133和挤出装置131。

传递装置130是用于将经过加热装置211加热的成形模203从输送装置216接受过来传递给台134的装置。该传递装置130具有用来放置成形模203的放置台130A、以及将放置台130A上的成形模203输送到台134上去的输送部(图中省略)。

挤出装置131如图8B和图9所示，是使投入的热塑性树脂组成物16增塑后向成形模203内挤出的装置，包括：具有利用热传导介质的加热器(图中省略)的圆筒131A；设置在该圆筒131A内的螺旋轴131B；可向圆筒131A内投入热塑性树脂组成物16的料斗131C；使螺旋轴131B旋转的液压装置；连接圆筒131A和成形模133的喷嘴131D。

在这样的挤出装置131中，从料斗131C投入的热塑性树脂组成物16被圆筒131A的加热器加热，通过在液压装置驱动下旋转的螺旋轴131B，边被可塑化边向前端的喷嘴131D一侧移动，经喷嘴131D挤出到成形模203内的模腔空间231中。

圆筒131A被加热器加热到例如380℃。

台134是在向成形模203内填充热塑性树脂组成物16时对成形模203进行支持用的。

成形模133与成形模203的模腔空间231相向设置，该成形模133上形成有浇133A。该浇口133A上有上述喷嘴131D与之相连，经该浇口133A向成形模203的模腔空间231内填充热塑性树脂组成物16。由该成形模133和成形模203构成一个模具。

再有，台134和成形模133具有可被加热块加热的构造，成形模203被加热到作为热塑性树脂组成物16的热塑性树脂的熔融温度以上。

移动装置132是用于使放置在台134上的成形模203相对于浇口133A进行移动的装置。即，通过移动装置132，成形模203的模腔空间231可相对于浇口133A移动。

该移动装置132例如是油缸，具有筒状的缸体132A、以及在该缸体132A内滑动的杆状的活塞132B。

上述成形模203可以固定在活塞132B的前端。

压缩装置214如图7以及图8C和图8D所示，是用来对通过填充装置213填充到成形模203内的热塑性树脂组成物16进行压缩赋形的装置。

该压缩装置214具有作为移动模的成形模141和台142，在台142上放置成形模203后，通过与成形模203相向设置的成形模141，对成形模203内的热塑性树脂组成物16进行压缩赋形。由成形模141和成形模203构成一个模具。

成形模141具有成形模本体141A和压缩用镶块141B。

成形模本体141A在台142一侧的面上形成有凹部141A1，压缩用镶块141B插在该凹部141A1中。

压缩用镶块141B从俯视图上看呈与成形模203的凹部相应的矩形，在台142一侧的面141A2上形成有多个槽。槽的形状可以是任意的，既可以平行地设置直线形的槽，也可以是相互垂直的。

当将该压缩用镶块141B插在成形模本体141A的凹部141A1中时，压缩用镶块141B的形成有上述槽的面从成形模本体141A的面141A2上朝向台142一侧突出。即，压缩用镶块141B的厚度尺寸大于成形模本体141A的凹部141A1的深度尺寸。

如图8D所示，该压缩用镶块141B能够从成形模本体141A的凹部141A1中取下来。

该压缩用镶块141B的多个槽在对成形模203内所填充的热塑性树脂组成物16进行压缩赋形时被转印到热塑性树脂组成物16上。

此外，压缩装置214具有未图示的加热器，通过该加热器，在开始进行压缩赋形后，将成形模203的温度调整到热塑性树脂组成物16的热塑性树脂的结晶化温度以下。例如，在压缩赋形开始后，将成形模203调整到230℃。

冷却装置215如图7和图8E、图8F所示，是对经压缩装置214压缩赋形后的热塑性树脂组成物16进行冷却，固化后作为隔离板54取出的装置。将成形模203冷却到热塑性树脂组成物16的热塑性树脂的结晶化温度以下，例如冷却到180℃。

该冷却装置215具有作为移动模的成形模151和台152，以成形模151和台152夹持住成形模203对成形模203进行冷却。成形模151是由成形模本体151A和前述压缩用镶块141B构成。在成形模本体151A的台152一侧的面151A2上，形成有前述用来插入压缩用镶块141B的凹部151A1。

当将该压缩用镶块141B插在该凹部151A1中时，压缩用镶块141B的形成有上述槽的面从成形模本体151A的面151A2上朝向台152一侧突出。即，压缩用镶块141B的厚度尺寸大于成形模本体151A的凹部151A1的深度尺寸。

此外，成形模本体151A的凹部151A1从俯视图上看大致呈矩形形成，是比压缩用镶块141B的俯视形状大的形状。例如，图8E的凹部151A1的宽度尺寸T大于压缩用镶块141B的宽度H。

由该成形模151和成形模203构成一个模具。

在以冷却装置215对成形模203内的热塑性树脂组成物16进行冷却后将隔离板54取出时，如图8F所示，成形模本体151A和压缩用镶块141B可一体移动而从成形模203上离开。

输送装置216是用来向加热装置211、填充装置213、压缩装置214、冷却装置215输送成形模203的装置。至于输送装置216的构造，只要能够向加热装置211、填充装置213、压缩装置214、冷却装置215输送成形模203则可以是任意的，例如也可以是具有能够放置成形模203的移动式工作台、以及使该移动式工作台进行移动的导轨的装置，还可以是具有可对成形模203的侧面进行夹持而进行输送的结构的装置。

该输送装置216在图7的箭头Y方向上工作，向加热装置211、填充装置213、压缩装置214、冷却装置215输送成形模203。

使用上述制造装置201如下进行隔离板54的制造。

首先，如图8A所示，以加热装置211对成形模203进行加热(加热工序)。

在成形模203被加热到既定温度(例如300℃)后，将成形模203通过输送装置216输送到填充装置213的传递装置130的放置台130A上。并将成形模203通过传递装置130的输送部放置到台134上。之后，如图8B所示，从挤出装置131中将熔融状态的热塑性树脂组成物16填充到成形模203的模腔空间231内(填充工序)。

此时，成形模203的温度已达到作为原料的热塑性树脂组成物16的熔融温度以上(例如300℃)。

在将热塑性树脂组成物16填充到成形模203的模腔空间231内时，使移动装置132工作，使得活塞132B在缸体132A内滑动，驱动成形模203的模腔空间231相对于浇口133A移动。

在进行填充期间，将其它成形模203放到加热装置211处进行加热。

其次，将填充了热塑性树脂组成物16的成形模203以传递装置130的输送部进行输送，再次放到传递装置130的放置台130A上。

之后，以输送装置216将成形模203输送到压缩装置214处。

如图8C所示，在压缩装置214处，将成形模203放置在台142上，在成形模本体141A和压缩用镶块141B成为一体的状态下，使成形模141下降，对成形模203的模腔空间231内的热塑性树脂组成物16进行压缩赋形(压缩赋形工序)。并且，对于成形模203，在压缩赋形开始后，对其温度进行调整而使之达到热塑性树脂组成物16所含有的热塑性树脂的结晶化温度以下。例如调整到230℃。

在这里，通过在成形模203达到热塑性树脂组成物16所含有的热塑性树脂的结晶化温度以下之前开始压缩赋形，可使得在热塑性树脂组成物16处于熔融状态期间压缩用镶块141B与热塑性树脂组成物16接触，使得熔融的热塑性树脂组成物16流入到压缩用镶块141B的槽内。在压缩装置214处，可以在处于这种热塑性树脂组成物16流入到压缩用镶块141B的槽内的状态下，将成形模203保持在结晶化温度以下。

当在以压缩装置214实施压缩赋形工序期间加热装置211处的其它成形模203的加热结束时，通过输送装置216将其它成形模203输送到填充装置213处，实施填充工序。

压缩赋形工序结束后，使成形模141之中的成形模本体141A上升，从成形模203上离开。此时，如图8D所示，成形模本体141A与压缩用镶块141B二者分离，压缩用镶块141B留在成形模203的的热塑性树脂组成物16上。

其次，通过输送装置216将成形模203以及该成形模203上的压缩用镶块141B输送到冷却装置215处。在冷却装置215处，将成形模203和压缩用镶块141B放置到台152上。之后，成形模本体151A朝向台152下降，如图8E所示，使压缩用镶块141B插入成形模本体151A的凹部151A1中。由此，成形模203被冷却，成形模203内的热塑性树脂组成物16将固化(冷却工序)。于是，隔离板54的制造便完成。

在将隔离板54取出时，如图8E所示，成形模本体151A和压缩用镶块141B一体上升，从成形模203上离开。因此，可从成形模203中将隔离板54取出。

将隔离板54被取出后的成形模203再次输送到加热装置211处进行加热。

因此，根据本实施方式，可得到以下效果。

(1)在填充工序中，是使模腔空间231相对于浇口133A移动地进行热塑性树脂组成物16的填充的，因此，即使使用流动性差的热塑性树脂组成物16，也能够使热塑性树脂组成物16在模腔空间231内均匀扩散。例如，即使使用像隔离板54的热塑性树脂组成物16那样的、含有大量具有导电性的热传导性填料的流动性差的热塑性树脂组成物16，也能够使热塑性树脂组成物16在模腔空间231内均匀扩散。因此，能够保证隔离板54的壁厚的均匀性。

(2)在填充工序中，是使模腔空间231相对于浇口133A移动地进行热塑性树脂组成物16的填充的，因此，热塑性树脂组成物16的表观流动长度短，不需要以很高的填充压力进行填充。因此，在成形燃料电池用隔离板54时，能够抑制可引起电阻增大的表皮层的形成。

(3)此外，通过在填充工序中使模腔空间231移动着进行热塑性树脂组成物16的填充，可保证隔离板54的壁厚的均匀性，因此，不必像过去那样对模具进行急速加热冷却，可大幅度缩短成形周期。

再有，由于在填充工序中，是使模腔空间231移动着进行热塑性树脂组成物16的填充的，因此，能够防止合流纹的发生，可提高隔离板54的强度。

(4)在本实施方式中，是使用下述的制造装置201制造成形品的，即，具有加热装置211、填充装置213、压缩装置214、冷却装置215、以及向上述各装置211、213、214、215输送成形模203的输送装置216，并且，加热装置211、填充装置213、压缩装置214、冷却装置215设置在大致相同的圆上。

由于是在加热装置211对成形模203进行加热后以输送装置216将成形模203输送到填充装置213处的，因而能够在填充装置213进行填充期间以加热装置211对下一个成形模203进行加热。因此，能够连续地制造隔离板54，因而可提高隔离板54的生产效率。

(5)再有，本实施方式的制造装置201是将加热装置211、填充装置213、压缩装置214、冷却装置215设置在大致相同的圆上而构成的，因此，与将上述各装置211～215成直线设置相比，能够节省安装空间。

(6)由于在填充工序中，使成形模203的温度为热塑性树脂的融点以上的温度，因此，能够提高填充工序中向模腔空间231内填充热塑性树脂组成物16的热塑性树脂的流动性。因此，能够使热塑性树脂组成物16在模腔空间内更为均匀地扩散。

此外，在压缩赋形工序中，是在成形模203达到热塑性树脂的结晶化温度以下之前开始进行压缩赋形的，因此，能够使压缩用镶块141B在热塑性树脂组成物16的热塑性树脂处于熔融状态期间与热塑性树脂组成物16接触，可使得熔融的热塑性树脂组成物16流入到压缩用镶块141B的槽内。而且，在压缩装置214处，是在如上所述热塑性树脂组成物16流入到压缩用镶块141B的槽内的状态下，使成形模203处于结晶化温度以下的，因此，能够将压缩用镶块141B上所形成的槽可靠地转印到模腔空间231内的热塑性树脂组成物16上。

(7)再有，在本实施方式中，是将成形模203向制造装置201的各装置211、213、214、215进行输送的。

因此，在压缩装置214具有槽的形状各不相同的多种压缩用镶块141B的场合，通过更换压缩用镶块141B，可制造出槽的形状各不相同的成形品。即，能够在一条生产线上制造出多种成形品。

(8)此外，在本实施方式中，冷却装置215的成形模本体151A的凹部151A1的俯视形状大于压缩用镶块141B的俯视形状。似这样，使成形模本体151A的凹部151A1的俯视形状大于压缩用镶块141B的俯视形状，可使得在成形模本体151A相对于压缩用镶块141B下降而压缩用镶块141B插入凹部151A1内时，不会对压缩用镶块141B产生水平方向的负荷(剪切力)。

例如，若在使压缩用镶块141B插入成形模本体151A的凹部151A1内时，成形模本体151A的凹部151A1与压缩用镶块141B抵触而导致压缩用镶块141B发生错位，则压缩用镶块141B的错位有可能导致成形品的槽等受到破坏。

在本实施方式中，由于成形模本体151A的凹部151A1的俯视形状大于压缩用镶块141B，因此，能够避免成形模本体151A的凹部151A1与压缩用镶块141B发生碰撞，防止隔离板54的槽受到破坏。

本发明并不受前述实施方式的限制，还包括在可达到本发明的目的的范围内所进行的变型和改进等。

例如，在前述实施方式中，制造装置201以加热装置211、填充装置213、压缩装置214、冷却装置215各具有一台而构成，但并不限于此，例如压缩装置214或冷却装置215也可以具有两台以上。

最好是，根据各工序所需要的时间酌情调整各装置211、213、214、215的数量。例如，在压缩装置214的压缩时间为10秒，冷却装置215的冷却时间为20秒的场合，最好是如图10所示，将冷却装置215的数量设定为2台。此外，在成形模203的加热需要较长时间的场合，也可以设置多台加热装置211。

似这样，根据各工序所需要的时间酌情调整各装置211、213、214、215的数量，可更为流畅地制造成形品，能够适应成形品的批量生产。

此外，还可以根据各工序的上述时间设置多台填充装置213的传递装置130的放置台。

再有，在前述实施方式中，是以输送装置216将作为模具的一部分的成形模203向各装置211、213、214、215输送的，但并不限于此。例如，也可以将含有一对成形模的整个模具向各装置输送。

即，输送的是构成模具的一对成形模。在这样输送整个模具的场合，也能够以其中一个成形模的凹部和另一成形模上形成的凹部形成模腔空间。

在前述实施方式中，采用本发明的燃料电池50(固体高分子燃料电池)和隔离板54的形状(参照图5)所列举的只是一个例子，它们的形状等并不限于前述内容，可以设计成任意的构造和形状。

除此之外，实施本发明时的具体的构造和形状等，也可以在可达到本发明的目的的范围内设计成其它构造等。

在前述实施方式中，作为燃料电池用隔离板54上所形成的多个槽55的尺寸，例如列举的是宽度约为2mm、深为0.5mm、长度为200mm左右的槽，但并不限于该尺寸。

作为在成形品的隔离板54上所形成的槽55，最好是如图11所示，被夹在槽55之间的凸条56的底部的宽度L1为0～10mm，凸条56的顶部的宽度L2为0～10mm(其中L1≥L2)，凸条56的高度H在0.2mm以上，槽55的宽度W在5mm以下，槽55的间距P在15mm以下。

在图11中，凸条56的纵断面的形状为正方形，但可以设计成长方形、梯形、半圆形、三角形、局部被切除的半圆形等任何形状。

再有，在前述实施方式中，作为成形品，所列举的是燃料电池用隔离板54的例子，但并不限于此，例如，作为成形品也可以制造平面天线和散热板等。

例如，在成形平面天线的场合，作为具有导电性的热传导性填料，可以使用钛酸钙、钛酸镁、钛酸钡、钛酸锶、钛酸钕、氧化钛等高介电常数的填料(高介电常数填料、高介电性填料)。这些高介电常数填料的形状也最好是珠状或粉末状，例如可使其平均颗粒直径为0.1～10μm。

而在成形散热板的场合，作为具有导电性的热传导性填料，可以采用金粉、铁粉、铜粉、镍粉等金属粉末。它们的平均颗粒直径只要设计成0.1～10μm左右即可，但以使用1～20μm左右的粉末为宜。

此外，在前述实施方式中，输送装置216是将成形模203在箭头Y的方向上进行输送的，但并不限于此，例如，也可以将输送装置216设计成具有可旋转的旋转台的结构。可以设计成通过将成形模203放置在旋转台上而驱动旋转台旋转，从而向呈圆弧形设置的各装置211、213、214、215输送成形模203的装置。

此外，在前述实施方式中，填充装置213具有传递装置130，但也可以不具有该传递装置130，例如可以设计成以输送装置216直接放置到台134上的结构。

此外，在前述实施方式中，填充装置213具有挤出装置131，但并不限于此，也可以具有注射成形装置。

实施例

下面，列举实施例和对比例对本发明进行更具体的说明，但本发明并不受这些实施例等的任何制约。

[实施例1]

(聚苯硫醚(PPS)树脂组成物的制造)

将下面的(1)～(4)所示的成分组配在一起，使用超级浮子(floater)混合机(振动·搅拌混合机)(カワタ公司制造)均匀地进行干混后，使用双轴混炼挤出机(TEM35B，东芝机械公司制造)在300～330℃的熔融温度下进行熔融混炼并呈粒状挤出，制造出作为热塑性树脂组成物的聚苯硫醚(PPS)树脂组成物。

(1)聚(对)苯硫醚树脂(总质量的17％)

等级：LR01G(デイ-アイシ-·イ-ビ-公司制造)

熔融粘度：10Pa·sec

(树脂温度为300℃、剪切速度为2000sec^-1时的值)

(2)石墨(导电性填料)(总质量的77％)

等级：天然石墨CGC-100H(日本石墨工业公司制造)

平均颗粒直径(D50％)：100μm

体积密度：0.7g/cm³(按照JIS K6891进行测定)

(3)碳素纤维(导电性填料)(总质量的3％)

等级：PAN系磨断碳素纤维HTA-CMF-0160E(东邦テナツクス公司制造)

纤维直径：7μm

纤维长度：160μm

(4)氧化聚乙烯蜡(总质量的3％)

等级：リコワツクス PED191(高密度聚乙烯(HDPE)氧化型，クラリアントジヤパン公司制造)

M_W(重量平均分子量)：12000

氧化度：17mgKOH/g

之后，对于该热塑性树脂组成物(PPS树脂组成物，下同)，使用具有图1A～图1C所示的注射压缩成形单元的注射压缩成形机(AZ-7000，日精树脂工业公司制造，锁模力350吨)按照下述注射填充工序和压缩赋形工序实施本发明的注射压缩成形方法，得到本发明的板状成形品(尺寸为纵向200mm×横向300mm×厚度1.5mm)。

(成形条件)

模腔形状：纵向200mm×横向300mm×厚度1.5mm

浇口形状：200mm×2mm(薄膜浇口)

圆筒温度：320℃

模具温度：200℃

(注射填充工序)

在图1A～图1C所示的注射压缩单元中，将熔融状态的热塑性树脂组成物按照使板状成形品的壁厚为2.0mm的要求注射填充到模具的模腔空间内。使注射填充工序中的锁模力为50吨的低压，在热塑性树脂组成物的填充开始1秒后使模腔空间开始移动，在模腔空间的移动完了的同时使热塑性树脂组成物的填充结束。

(压缩赋形工序)

在通过上述注射填充工序将熔融状态的热塑性树脂组成物填充到模具内之后，在填充终了的同时，如图1C所示变成锁模力为350吨的高压状态并使压缩块行进，使压缩速度为2mm/秒，压缩时的树脂压力为58MPa，对模具的模腔空间内的热塑性树脂组成物进行压缩赋形。

在压缩赋形工序之后，以200℃的温度冷却模具60秒左右，使模具内的热塑性树脂组成物冷却固化，待该组成物固化后，从模具中取出，从而得到本发明的板状成形品。

[对比例1]

在实施例1中，除了使模腔空间的位置固定而不移动之外，按照上述实施例1进行注射压缩成形而成形出板状成形品。使圆筒温度为320℃，模具温度为200℃。此外，初始壁厚设定为2.0mm，填充时间设定为1.5秒，填充压力的最大值设定为260MPa，在螺旋轴到达保压切换位置的同时使压缩开始，浇口为侧面浇口。

[对比例2]

在对比例1中，不进行压缩赋形工序，以注射填充冷却式注射成形法得到板状成形品。使圆筒温度为320℃，模具温度为200℃。此外，填充压力的最大值设定为260MPa，浇口为侧面浇口。

[试验1]

对于通过实施例1、对比例1和对比例2得到的板状成形品，按照下面的方法测定了体积电阻率和壁厚分布。结果示于表1和表2中。

(体积电阻率)

从侧面浇口的正下方部位、中间部位、末端部位(距侧面浇口最远的部分)等3个测定位置分别切下50mm见方的样本，对于该样本，使用市售的电阻率计(ロレスタ-GP/ASP探测仪(三菱化学公司制造))按照JIS K7194以四探针法测定其体积电阻率。结果示于表1。

在实施例1中，由于要使模腔空间移动而未使用侧面浇口，但对其板状成形品，仍从与对比例1同样的位置采取样本进行了测定。

(壁厚分布)

对于在上述体积电阻率测定中所使用的50mm见方的样本(各例有3个)，在一个样本的任意3个位置共计9个位置使用市售的千分尺(1/100mm)检测其壁厚，确认了最大值、最小值和偏差(最大值-最小值)。结果示于表2。

(结果：体积电阻率)

[表1]

*1实施例1中，对应于模腔空间的移动开始位置

*2实施例1中，对应于模腔空间的移动结束位置

*3因末端部位未填充树脂组成物的缘故

(结果：壁厚分布)

[表2]

*4最大值-最小值(mm)

由表1和表2的结果可知，采用本发明的注射压缩成形方法得到的实施例1的板状成形品，其上述3个位置的体积电阻率全部相等，而且其值也为较小的30mΩ·cm。此外，作为成形品的壁厚，其最大值和最小值与设定值之差以及它们之间的差值也较小，壁厚分布良好。

因此可以确认，实施例1的板状成形品的壁厚均匀性良好，导电性填料分散均匀而几乎不存在密度梯度，而且显示出高的导电性。

另一方面，以现有注射压缩成形方法得到的对比例1的板状成形品，其浇口正下方部位和中间部位的体积电阻率比末端部位大，体积电阻率在成形品内不均匀。此外，其值为40～45mΩ·cm，比实施例1的板状成形品的测定结果大，在导电性方面差。此外，壁厚分布的偏差大，与实施例1相比要差。

此外，用现有的注射成形方法得到的对比例2的板状成形品，其浇口的末端部位未被填充，未得到良好的成形品，而且其体积电阻率也很大，为80mΩ·cm，不仅导电性差，而且与实施例1和对比例1相比壁厚分布也差得很多。

[试验2]

在实施例1所示的注射压缩成形方法中，将浇口与模腔空间的移动方向之间的角度设计成45°(实施例2)、90°(与移动方向垂直，实施例3)以及135°(实施例4)，进行了板状成形品的注射压缩成形，其结果，在实施例2中，模腔空间内的填充能够良好地进行而不形成合流纹，所得到的板状成形品的表面上也未见微细的合流面。

可以确认，通过如上所述将浇口与模腔空间的移动方向之间的角度设计成45°的锐角，可以降低向模腔空间填充的树脂的树脂填充压力，因而能够防止合流纹的发生。

另一方面，在实施例3中，发现填充时发生了合流纹，在所得到的板状成形品的表面上也出现了微细的合流面。作为实施例4，合流纹的发生比实施例3更为显著。

[试验3]

根据本发明的成形方法，即便是低温模具(PPS的一般模具温度：120～150℃)，其槽的转印仍良好。为确认这一特点，进行了以下试验。

(实施例5)在以下条件下进行成形。

材料：PPS+导电性填料(82.5wt％)

圆筒温度：360℃

模具温度：140℃

填充压力(有效值)：220MPa

注射速度：40mm/sec

压缩力：350吨

成形方法：按照第1实施方式

(对比例3)在以下条件下进行成形。

填充压力(有效值)：260MPa(注射成形机的最大输出)

模具温度：140℃

成形方法：现有方式

其它条件与实施例5相同

(对比例4)在以下条件下进行成形。

填充压力(有效值)：260MPa(注射成形机的最大输出)

模具温度：230℃

成形方法：现有方式

其它条件与实施例5相同

(槽转印率的检查)

槽转印率(％)＝(槽部总面积-槽缺损部面积)/槽部总面积

槽缺损部是通过目视可确定的明确的缺损部。

在未填充的场合，将未填充成形品上的槽部的面积作为槽部总面积。

槽的缺损，在垂直于流动方向的槽上显著发生。

(检查结果)

在实施例5中，实现了完全填充，槽的转印率为100％。

在对比例3中，尽管提高了填充压力，仍发生未填充状态，槽的转印率为30％。

在对比例4中，虽然通过提高模具温度实现了完全填充，但槽的转印率为80％。

因此，本发明能够提高槽的转印率。而且，不必像现有方式那样将模具加热到高温(PPS融点附近：280℃)也能够得到足够好的转印性，还能够缩短成形周期。

[试验4]

在试验2中，确认了在本发明的成形方法中，通过将浇口角度设计成锐角而能够防止合流纹的发生。为了确认浇口角度对槽的转印性的影响，又进行了以下试验。

(实施例6)在以下条件下进行成形。

材料：PPS+导电性填料(82.5wt％)

圆筒温度：340℃

模具温度：140℃

成形方法：浇口角度45°(锐角)

使模腔空间按照图6A～图6C从左向右移动

其它条件与实施例5相同

(实施例7)在以下条件下进行成形。

成形方法：浇口角度＝钝角

使模腔空间与图6相反而从右向左移动

其它条件与实施例6相同

(检查结果)

在实施例6中，实现了完全填充，槽的转印率为100％。

在实施例7中，槽转印率停留在20％，槽的缺损显著。

因此可以说明，本发明将浇口角度设计成锐角还可以提高槽的转印性。

产业上利用的可能性

本发明的注射压缩成形方法，能够对含有高比例的导电性填料等热传导性填料的热塑性树脂组成物进行注射压缩成形，因此，例如能够用来制造燃料电池用隔离板和平面天线等成形品。

Claims (4)

1.一种注射压缩成形方法，将含有熔融状态的热塑性树脂的原料从浇口注射填充到模具内部所形成的模腔空间内，对该模腔空间内的所述原料进行压缩赋形以获得成形品，其特征是，由以下工序构成：

使所述模具处于10～100吨的低压锁模状态，边使所述模腔空间相对于所述浇口移动，边从所述浇口向所述模腔空间注射填充熔融状态的所述原料的注射填充工序；

大致在填充完了的同时，使所述模具处于200～350吨的高压锁模状态，并对所述模腔空间内所填充的所述原料进行压缩赋形的压缩赋形工序，

所述原料的注射填充方向与所述模腔空间的移动方向成锐角，

所述压缩赋形是通过设置在所述模具内部的压缩块向所述模腔空间方向前进而进行。

2.如权利要求1所述的注射压缩成形方法，其特征是，所述锐角为25°～75°。

3.如权利要求1或2所述的注射压缩成形方法，其特征是，

作为制造装置，使用下述的制造装置，即，包括：具有一对相向设置的成形模、形成有所述模腔空间的模具，至少对所述模具之中形成有作为所述模腔空间的凹部的一个成形模进行加热的加热装置，将熔融状态的所述原料填充到模腔空间内的填充装置，对填充到所述模腔空间内的所述原料进行压缩赋形的压缩装置，对所述模腔空间内的所述原料进行冷却的冷却装置，以及将所述模具或其中一个成形模向所述各装置进行输送的输送装置；所述加热装置、所述填充装置、所述压缩装置、所述冷却装置设置在大致相同的圆上，并且，

以所述加热装置进行对所述模具或其中一个成形模进行加热的加热工序，

以所述填充装置进行边使所述模腔空间相对于所述浇口移动边将熔融状态的所述原料填充到模腔空间内的填充工序，

以所述压缩装置进行对所述模腔空间内的所述原料进行压缩赋形的压缩赋形工序，

以所述冷却装置进行对所述模腔空间内的所述原料进行冷却的冷却工序。

4.如权利要求3所述的注射压缩成形方法，其特征是，

在所述填充工序中，使所述模具或其中一个成形模的温度为所述热塑性树脂的融点以上的温度，

在所述压缩赋形工序中，在压缩赋形开始后，对所述模具或其中一个成形模的温度进行控制，使得所述模具或其中一个成形模的温度达到所述热塑性树脂的结晶化温度以下的温度。

Images