CN109768297A - 燃料电池用分隔件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种燃料电池用分隔件的制造方法，与以往相比能够提高具有热固性树脂的密封部的燃料电池用分隔件的生产率。燃料电池用分隔件的制造方法(S100)包含：配置工序(S111)，在基材上配置未固化的热固性树脂；预备固化工序(S112)，使配置于基材的未固化的热固性树脂预备固化；正式固化工序(S113)，在使多个基材集聚的状态下使预备固化后的热固性树脂正式固化而在多个基材上一并形成密封部。

Description

燃料电池用分隔件的制造方法
技术领域
本发明涉及燃料电池用分隔件的制造方法。
背景技术
以往，已知有与燃料电池用分隔件相关的发明(参照下述专利文献1)。专利文献1所记载的发明的课题在于提供一种抑制部件件数的增加，在低成本下使制造简单而芯面不会直接与腐蚀氛围接触的燃料电池用分隔件。为了解决该课题，专利文献1公开了一种具备如下结构的燃料电池用复合金属件。
在专利文献1所记载的燃料电池用复合金属件中，由金属构成的芯的表面被由具有耐蚀性的金属构成的包覆层覆盖，形成有贯通该芯和包覆层的贯通孔。而且，该燃料电池用复合金属件在上述贯通孔的芯内周面形成有比上述贯通孔的包覆层内周面凹陷的凹部。
而且，专利文献1公开了向上述凹部填充防止上述芯的溶解的树脂等的溶解防止件。另外，专利文献1公开了“以燃料电池用分隔件为代表的燃料电池用金属复合件加工品的寿命提高，芯原料的选择的范围变宽”作为具备上述结构的燃料电池用复合金属件的效果。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-076303号公报
发明内容
发明要解决的课题
关于所述以往的燃料电池用复合金属件，作为上述溶解防止件的一例而公开了以环氧树脂为主剂且以聚酰胺为固化剂的双成分型的粘接剂。这样的粘接剂的固化需要较长时间。另外，在使多个燃料电池单体层叠而成的燃料电池组中，由于使用数百张分隔件，所以若针对每个分隔件使粘接剂固化，则需要很长的时间，燃料电池用分隔件的生产率会下降。
因而，可考虑使配置有未固化的粘接剂的多个分隔件集聚，使配置于多个分隔件的未固化的粘接剂一并固化。但是，由于未固化的粘接剂具有流动性，所以在分隔件的运送中形状可能会紊乱，或者粘接剂可能会在预料外的位置处固化。
用于解决课题的方案
本发明的一方案是一种燃料电池用分隔件的制造方法，是具有热固性树脂的密封部的燃料电池用分隔件的制造方法，其特征在于，包含：配置工序，在基材上配置未固化的热固性树脂；预备固化工序，使配置于所述基材的未固化的所述热固性树脂预备固化；及正式固化工序，在使多个所述基材集聚的状态下使预备固化后的所述热固性树脂正式固化而在多个所述基材上一并形成所述密封部。
前述的配置工序是在燃料电池用分隔件的基材中的设置热固性树脂的密封部的部分配置未固化的热固性树脂的工序。燃料电池用分隔件的密封部例如设置于在基材上设置的贯通孔的内周面和基材的表面的一部分。即，在配置工序中，未固化的热固性树脂配置于基材的一部分。
在燃料电池用分隔件的基材上设置的贯通孔例如在使多个燃料电池单体层叠而构成了燃料电池组时，构成用于进行反应气体和制冷剂的供给或排出的歧管。另外，燃料电用分隔件的基材的表面例如在使燃料电池单体层叠而构成了燃料电池组时，构成在燃料电池单体之间形成的制冷剂流路。
在设置于燃料电池用分隔件的基材的贯通孔的内周面上配置的密封部例如以避免基材的贯通孔的内周面与反应气体或制冷剂接触的方式包覆基材的贯通孔的内周面。在燃料电池用分隔件的基材的表面上配置的密封部例如在使燃料电池单体层叠而构成了燃料电池组时，将在彼此对向的燃料电池单体之间形成的制冷剂流路密封而防止制冷剂的泄漏。
如前所述，预备固化工序是使配置于基材的未固化的热固性树脂预备固化的工序。在此，预备固化是指未固化的热固性树脂接受预备加热而没有完全固化，热固性树脂处于完全交联之前的半交联状态。通过利用预备固化工序使配置于基材的未固化的热固性树脂预备固化，能够防止热固性树脂流动，与在基材上配置有未固化的热固性树脂的状态相比，能够使基材的运送等处理容易。
如前所述，正式固化工序是如下工序：在使经过预备固化工序后的多个基材集聚的状态下，使基材上的预备固化后的热固性树脂正式固化，在多个基材上一并形成密封部。这样，通过在使多个基材集聚的状态下在多个基材上一并形成密封部，与针对每个基材使热固性树脂正式固化的情况相比，能够显著提高燃料电池用分隔件的生产率。另外，通过在预备固化工序中使热固性树脂预备固化，能够防止热固性树脂流动，能够使形成于燃料电池用分隔件的热固性树脂的密封部的形状和位置稳定。
可以是，所述配置工序包含：涂敷工序，在所述基材的表面上涂敷未固化的所述热固性树脂；及加压工序，将所述基材配置于成型模具，通过所述成型模具对在所述涂敷工序中涂布于所述基材的所述表面的未固化的所述热固性树脂进行加压而使该热固性树脂流动而流入设置于所述基材的贯通孔，由此在所述贯通孔的内周面上配置未固化的所述热固性树脂。在该情况下，在燃料电池用分隔件的制造工序中，能够在作为现有工序的热压工序的中途完成配置工序，能够削减工时而提高燃料电池用分隔件的生产率。
另外，可以是，在所述配置工序中，通过注射成型在配置于成型模具的所述基材上配置未固化的所述热固性树脂，在所述预备固化工序中，对所述成型模具进行加热而使在所述配置工序中配置于所述基材的未固化的所述热固性树脂预备固化。在该情况下，能够使用成型模具来进行配置工序和预备固化工序，能够提高燃料电池用分隔件的生产率。
另外，可以是，在所述正式固化工序之前，将所述配置工序和所述预备固化工序反复进行多次。由此，在燃料电池用分隔件在多个不同的位置具有密封部的情况下，能够根据密封部的位置而应用合适的配置工序和预备固化工序，从而提高燃料电池用分隔件的生产率。
更具体而言，燃料电池用分隔件的制造方法例如可以包含基材加工工序、绝缘部涂敷工序、导电部涂敷工序、热压工序、注射成型工序及热处理工序。
基材加工工序是对基材的材料即母材进行切断、修整及清洗而加工成燃料电池用分隔件的基材的工序。绝缘部涂敷工序是在基材的表面的周缘部将具有电绝缘性的未固化的热固性树脂例如利用丝网印刷而涂敷成框状的工序。导电部涂敷工序是在基材的表面的周缘部涂敷成框状的热固性树脂的内侧，在基材的表面的中央部例如利用狭缝模具方式来涂敷含有碳等导电性材料而赋予了导电性的未固化的热固性树脂的工序。
热压工序是将经过绝缘部涂敷工序及导电部涂敷工序后的基材配置于成型模具并进行加压，对基材赋予在燃料电池单体中构成反应气体的流路的燃料电池用分隔件的凹凸形状或波形形状的工序。在该热压工序中，对涂敷于基材的表面的周缘部的未固化的热固性树脂进行加压而使其流动，使未固化的热固性树脂流入设置于基材的贯通孔而配置于贯通孔的内周面。而且，在该热压工序中，对成型模具进行加热而使未固化的热固性树脂预备固化。
注射成型工序是在热压工序后在配置于成型模具的基材的表面的一部分通过注射成型来配置未固化的热固性树脂，而且对成型模具进行加热而使配置于基材的未固化的热固性树脂预备固化的工序。热处理工序是在注射成型工序后将基材从成型模具取出，在使多个基材集聚的状态下进行加热，使预备固化后的所述热固性树脂正式固化而在多个所述基材上一并形成所述密封部的工序。
这样，在燃料电池用分隔件的制造方法包含基材加工工序、绝缘部涂敷工序、导电部涂敷工序、热压工序、注射成型工序及热处理工序的情况下，绝缘部涂敷工序和热压工序中的加压相当于前述的配置工序。更详细而言，绝缘部涂敷工序相当于前述的配置工序的涂敷工序，热压工序中的加压相当于前述的配置工序的加压工序，热压工序中的加热相当于前述的预备固化工序。另外，注射成型工序相当于前述的第二次的配置工序及预备固化工序，热处理工序相当于前述的正式固化工序。
发明效果
根据本发明的一方案，能够提供一种不会打乱形成于燃料电池用分隔件的热固性树脂的密封部的形状或位置而能够与以往相比提高燃料电池用分隔件的生产率的燃料电池用分隔件的制造方法。
附图说明
图1A是本发明的一实施方式的燃料电池用分隔件的制造方法的流程图。
图1B是本发明的一实施方式的燃料电池用分隔件的制造方法的流程图。
图2A是图1B所示的基材加工工序的示意图。
图2B是通过图2A所示的基材加工工序加工后的基材的示意性的俯视图。
图3A图1B所示的绝缘部涂敷工序的示意图。
图3B是通过图3A所示的绝缘部涂敷工序加工后的基材的示意性的俯视图。
图3C是沿着图3B所示的iiic-iiic线的放大剖视图。
图4A是图1B所示的导电部涂敷工序的示意图。
图4B是通过图4A所示的导电部涂敷工序加工后的基材的示意性的俯视图。
图4C是沿着图4B所示的ivc-ivc线的放大剖视图。
图5A是图1B所示的热压工序的示意图。
图5B是通过图5A所示的热压工序加工后的基材的示意性的俯视图。
图5C是基材的加压时的沿着图5B所示的vc-vc线的放大剖视图。
图5D是基材的加热时的沿着图5B所示的vd-vd线的放大剖视图。
图6A是图1B所示的注射成型工序的示意图。
图6B是通过图6A所示的注射成型工序加工后的基材的示意性的俯视图。
图6C是注射成型工序中的基材的沿着图6B所示的vic-vic线的放大剖视图。
图7是图1B所示的热处理工序的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的燃料电池用分隔件的制造方法的一实施方式进行说明。图1A及图1B是本发明的一实施方式的燃料电池用分隔件的制造方法S100的流程图。
通过本实施方式的制造方法S100制造的燃料电池用分隔件是构成燃料电池单体的板状构件。构成燃料电池单体的分隔件以夹住膜电极气体扩散层接合体(Membrane-Electrode-Gas Diffusion Layer Assembly：MEGA)的方式配置于MEGA的两侧，形成沿着MEGA的一方的面和另一方的面的反应气体的流路。另外，在层叠多个燃料电池单体而成的燃料电池组中，在层叠方向上相邻的燃料电池单体的分隔件形成制冷剂的流路。
详情后述，本实施方式的燃料电池用分隔件的制造方法S100是具有热固性树脂2、4的密封部11、12(参照图6C)的燃料电池用分隔件的制造方法，如图1A所示，特征在于包含配置工序S111、预备固化工序S112及正式固化工序S113。配置工序S111是在基材1上配置未固化的热固性树脂2的工序(参照图3A～图3C及图6A)。预备固化工序S112是使配置于基材1的未固化的热固性树脂2预备固化的工序(参照图5D及图6C)。正式固化工序S113是在使多个基材1集聚的状态下使预备固化了的热固性树脂2正式固化而在多个基材1上一并形成密封部11的工序(参照图7)。
另外，在图1A所示的例子中，燃料电池用分隔件的制造方法S100在正式固化工序S113之前将配置工序S111和预备固化工序S112反复进行两次。第一次的配置工序S111包含涂敷工序S111a和加压工序S111b。涂敷工序S111a是在基材1的表面上涂敷未固化的热固性树脂2的工序(参照图3A)。加压工序S111b是如下工序：将基材1配置于成型模具D2，通过成型模具D2对在涂敷工序S111a中涂布于基材1的表面的未固化的热固性树脂2进行加压而使其流动，而使未固化的热固性树脂2流入设置于基材1的贯通孔1a，从而在贯通孔1a的内周面上配置未固化的热固性树脂2(参照图5C)。
另外，在图1A所示的例子中，燃料电池用分隔件的制造方法S100在第二次的配置工序S111中，通过注射成型在配置于成型模具D2的基材1上配置未固化的热固性树脂4(参照图6A)，在第二次的预备固化工序S112中，对成型模具D2进行加热而使在第二次的配置工序S111中配置于基材1的未固化的热固性树脂4预备固化(参照图6C)。需要说明的是，在正式固化工序S113之前反复进行配置工序S111和预备固化工序S112的次数不限于两次，也可以是三次以上的多次。
更具体而言，例如，如图1B所示，本实施方式的燃料电池用分隔件的制造方法S100包含基材加工工序S121、绝缘部涂敷工序S122、导电部涂敷工序S123、热压工序S124、注射成型工序S125及热处理工序S126。
图2A是图1B所示的基材加工工序S121的示意图。图2B是通过图2A所示的基材加工工序S121加工出的基材1的示意性的俯视图。基材加工工序S121是对燃料电池用分隔件的基材1的材料即母材BM进行切断、修整及清洗而加工成燃料电池用分隔件的基材1的工序。
作为母材BM，例如可以使用不锈钢的薄板线圈。作为不锈钢，例如可以使用耐蚀性及成形性优异的SUS316L。从线圈拉出的带板状的母材BM例如通过由冲头P1和冲模D1进行冲孔加工而被加工成大体具有长方形的轮廓形状且在周缘部设置有多个贯通孔1a的基材1。
设置于基材1的贯通孔1a例如在使多个燃料电池单体层叠而构成了燃料电池组时，构成用于进行反应气体和制冷剂的供给或排出的歧管。基材1的一方的表面例如在使燃料电池单体层叠而构成了燃料电池组时，构成形成于燃料电池单体之间的制冷剂流路。从母材BM冲孔加工出的基材1经过清洗及干燥而被向绝缘部涂敷工序S122运送。
图3A是图1B所示的绝缘部涂敷工序S122的示意图。图3B是通过图3A所示的绝缘部涂敷工序S122加工了的基材1的示意性的俯视图。图3C是沿着图3B所示的iiic-iiic线的基材1的放大剖视图。绝缘部涂敷工序S122是例如利用丝网印刷在基材1的表面的周缘部将具有电绝缘性的未固化的热固性树脂2涂敷成框状的工序。
更具体而言，在绝缘部涂敷工序S122中，除了基材1的中央部的配置MEGA的区域之外，在基材1的表面的周缘部利用丝网印刷来涂敷未固化的热固性树脂2。此时，未固化的热固性树脂2不配置于基材1的周缘部的贯通孔1a的内周面。作为热固性树脂2，例如可以使用通过约180℃的温度下的约1分钟的加热时间而会完全固化的单液型环氧树脂。在周缘部涂敷有具有电绝缘性的未固化的热固性树脂2的基材1被向导电部涂敷工序S123运送。
图4A是图1B所示的导电部涂敷工序S123的示意图。图4B是通过图4A所示的导电部涂敷工序S123加工后的基材1的示意性的俯视图。图4C是沿着图4B所示的ivc-ivc线的基材1的放大剖视图。导电部涂敷工序S123是如下工序：在基材1的表面的周缘部涂敷成框状的热固性树脂2的内侧，在基材1的表面的中央部例如利用狭缝模具方式来涂敷含有碳等导电性材料而赋予了导电性的未固化的热固性树脂3。
更具体而言，在导电部涂敷工序S123中，一边从模具头DH挤出未固化的热固性树脂3一边将其向基材1涂敷。涂敷的未固化的热固性树脂3的厚度由来自模具头DH的喷出量和模具头DH与基材1的相对速度决定。模具头DH的喷出口的尺寸根据未固化的热固性树脂3的粘度和目标的涂敷厚度来决定。
作为赋予了导电性的未固化的热固性树脂3，例如可以使用以与绝缘部涂敷工序S122中使用的未固化的热固性树脂2同样的单液型的环氧树脂30[wt％]、碳黑50[wt％]、溶剂20[wt％]的比例混合而成的浆料。在表面的周缘部涂敷有具有电绝缘性的未固化的热固性树脂2且在其内侧的中央部涂敷有具有导电性的未固化的热固性树脂3的基材1被向热压工序S124运送。
图5A是图1B所示的热压工序S124的示意图。图5B是通过图5A所示的热压工序S124加工后的基材1的示意性的俯视图。图5C是图5A所示的热压工序S124中的加压时的基材1的沿着图5B所示的vc-vc线的放大剖视图。图5D是图5A所示的热压工序S124中的加热时的基材1的沿着图5B所示的vd-vd线的放大剖视图。
热压工序S124是如下工序：将经过绝缘部涂敷工序S122及导电部涂敷工序S123后的基材1配置于成型模具D2并对其加压，对基材1赋予在燃料电池单体中构成反应气体的流路的燃料电池用分隔件的凹凸或波形的形状1b。在该加压工序中，在对基材1赋予凹凸或波形的形状1b的同时，如图5C所示，利用成型模具D2对基材1进行加压，从而对涂敷于基材1的表面的周缘部的未固化的热固性树脂2进行加压而使其流动。由此，使未固化的热固性树脂2流入设置于基材1的贯通孔1a而配置于贯通孔1a的内周面。
而且，在该热压工序S124中，如图5D所示，对成型模具D2进行加热而使在设置于基材1的贯通孔1a的内周面上配置的未固化的热固性树脂2预备固化。需要说明的是，在热压工序S124中，加压和加热可以同时进行，也可以在加压与加热之间设置时间差。如前所述，在使用通过约180℃的温度下的约1分钟的加热时间而会完全固化的单液型环氧树脂作为未固化的热固性树脂2的情况下，例如可以将成型模具D2的加热温度设为约180℃并将加热时间设为约10秒钟左右来进行未固化的热固性树脂2的预备固化。
在此，预备固化意味着未固化的热固性树脂2接受预备加热而没有完全固化，热固性树脂2处于完全交联之前的半交联状态。具备通过热压工序S124而预备固化了的热固性树脂2的基材1例如通过使旋转式的成型模具D2旋转而与注射未固化的热固性树脂3的注射机I相邻地配置而被向注射成型工序S125运送(参照图6A)。
图6A是图1B所示的注射成型工序S125的示意图。图6B是通过图6A所示的注射成型工序S125加工了的基材1的示意性的俯视图。图6C是图6A所示的注射成型工序S125中的基材1的沿着图6B所示的vic-vic线的放大剖视图。注射成型工序S125是如下工序：在热压工序S124后，通过注射成型在配置于成型模具D2的基材1的表面的一部分配置未固化的热固性树脂4，进一步加热成型模具D2而使配置于基材1的未固化的热固性树脂4预备固化。
更具体而言，成型模具D2具备例如一部分被分割的镶块模的结构，构成为通过在热压工序S124后重组成型模具D2的镶块模，能够在基材1的表面上注射成型热固性树脂4。在注射成型工序S125中，利用该成型模具D2在基材1的表面上通过注射成型来配置未固化的热固性树脂4，之后，例如将成型模具D2的加热温度设为约180℃并将加热时间设为约10秒钟左右来进行未固化的热固性树脂4的预备固化。
在注射成型工序S125中，作为在基材1的表面上隔着预备固化后的热固性树脂2而配置的未固化的热固性树脂4，例如可以使用交联时间为60秒左右的三元乙丙橡胶(EPDM)。具备通过注射成型工序S125而预备固化了的热固性树脂4的基材1经过从成型模具D2取出的脱模而被向热处理工序S126运送。
图7是图1B所示的热处理工序S126的示意图。热处理工序S126是如下工序：在注射成型工序S125后，将基材1从成型模具D2取出，在使多个基材1集聚的状态下进行加热，使预备固化后的热固性树脂2、4正式固化而在多个基材1一并形成密封部11、12(参照图6C)。
更具体而言，将经过注射成型工序S125后的多个基材1配置于托盘并收容于连续炉H，例如在约150℃的加热温度下以约50秒钟的加热时间进行热处理，使在之前的工序中预备固化后的热固性树脂2、3、4热交联及热固化而正式固化。在连续炉H中例如能够收容300张以上的基材1。通过以上的工序，能够制造至少在基材1的表面和贯通孔1a的内周面具有热固性树脂2、4的密封部11、12的燃料电池用分隔件。
在此，绝缘部涂敷工序S122和热压工序S124中的加压相当于前述的配置工序S111。另外，热压工序S124中的加热相当于前述的预备固化工序S112。另外，注射成型工序S125中的注射成型相当于前述的配置工序S111，注射成型工序S125中的加热相当于前述的预备固化工序S112。另外，热处理工序S126相当于前述的正式固化工序S113。
即，本实施方式的燃料电池用分隔件的制造方法S100是一种具有热固性树脂的密封部11、12的燃料电池用分隔件的制造方法，包含：配置工序S111，在基材1上配置未固化的热固性树脂2、4；预备固化工序S112，使配置于基材1的未固化的热固性树脂2、4预备固化；及正式固化工序S113，在使多个基材1集聚的状态下使预备固化后的热固性树脂2、4正式固化而在多个基材1上一并形成密封部11、12。
以下，对本实施方式的燃料电池用分隔件的制造方法S100的作用进行说明。
如前所述，燃料电池用分隔件的密封部11、12例如设置于在基材1上设置的贯通孔1a的内周面和例如贯通孔1a的周围等基材1的表面的一部分。在设置于基材1的贯通孔1a的内周面上设置的密封部11例如以避免基材1的贯通孔1a的内周面与反应气体或制冷剂接触的方式包覆基材1的贯通孔1a的内周面。在基材1的一方的表面上配置的密封部12例如在使燃料电池单体层叠而构成了燃料电池组时，将在彼此对向的燃料电池单体之间形成的制冷剂流路密封而防止制冷剂的泄漏。
如前所述，本实施方式的燃料电池用分隔件的制造方法S100是一种具有热固性树脂2、4的密封部11、12的燃料电池用分隔件的制造方法，具有在基材1上配置未固化的热固性树脂2、4的配置工序S111和使配置于基材1的未固化的热固性树脂2、4预备固化的预备固化工序S112。这样，通过利用预备固化工序S112使配置于基材1的未固化的热固性树脂2、4预备固化，与在基材1上配置有未固化的热固性树脂2、4的状态相比，能够使基材1的运送等处理容易。
另外，在预备固化工序S112中，由于无需使热固性树脂2、4完全固化，所以能够在高循环下使用成型模具D2，能够提高燃料电池用分隔件的制造方法S100的生产率。而且，通过在配置工序S111和预备固化工序S112中使用同一成型模具D2，能够汇集升降温的工序，提高燃料电池用分隔件的制造方法S100的生产率。
而且，相当于前述的热处理工序S126的正式固化工序S113是在使经过预备固化工序S112后的多个基材1集聚的状态下使基材1上的预备固化后的热固性树脂2、4正式固化而在多个基材1上一并形成密封部11、12的工序。这样，通过在使多个基材1集聚的状态下在多个基材1上一并形成密封部11、12，与针对每个基材1使热固性树脂2、4正式固化的情况相比，能够显著提高燃料电池用分隔件的生产率。另外，通过在预备固化工序S112中使热固性树脂2、4预备固化，能够防止热固性树脂2、4流动，能够使形成于燃料电池用分隔件的热固性树脂2、4的密封部11、12的形状和位置稳定。
另外，在本实施方式的燃料电池用分隔件的制造方法S100中，配置工序S111包含相当于前述的绝缘部涂敷工序S122的涂敷工序S111a和相当于前述的热压工序S124中的加压的加压工序S111b。涂敷工序S111a是在基材1的表面上涂敷未固化的热固性树脂2的工序。另外，加压工序S111b是如下工序：将基材1配置于成型模具D2，通过成型模具D2对在涂敷工序S111a中涂布于基材1的表面的未固化的热固性树脂2进行加压而使其流动，而使未固化的热固性树脂2流入设置于基材1的贯通孔1a，由此在贯通孔1a的内周面上配置未固化的热固性树脂2。在该情况下，在燃料电池用分隔件的制造方法S100中，能够在作为现有工序的热压工序S124的中途完成配置工序S111，能够削减工时而提高燃料电池用分隔件的生产率。
另外，本实施方式的燃料电池用分隔件的制造方法S100在所述的第二次的配置工序S111中，通过注射成型在配置于成型模具D2的基材1上配置未固化的热固性树脂4，在第二次的预备固化工序S112中，对成型模具D2进行加热而使在第二次的配置工序S111中配置于基材1的未固化的热固性树脂4预备固化。由此，能够使用成型模具D2来进行配置工序S111和预备固化工序S112，能够提高燃料电池用分隔件的生产率。
另外，本实施方式的燃料电池用分隔件的制造方法S100在所述正式固化工序S113之前将配置工序S111和预备固化工序S112反复进行多次。由此，在燃料电池用分隔件在多个不同的位置具有密封部11、12的情况下，能够根据密封部11、12的位置而应用合适的配置工序S111和预备固化工序S112，从而提高燃料电池用分隔件的生产率。
如以上说明那样，根据本发明的上述一实施方式，能够提供一种不会打乱形成于燃料电池用分隔件的热固性树脂2、4的密封部11、12的形状和位置而能够与以往相比提高生产率的燃料电池用分隔件的制造方法S100。
需要说明的是，优选使用热固性树脂2、3、4的热固化温度及热交联温度例如为100℃以上且200℃以下且相等的材料。由此，在正式固化工序S113中，能够一并进行热固性树脂2、3、4的交联。
以上，虽然使用附图详细叙述了本发明的实施方式，但具体的结构不限于该实施方式，即使存在不脱离本发明的主旨的范围内的设计变更等，它们也包含于本发明。
标号说明
1 基材
1a 贯通孔
2 热固性树脂
4 热固性树脂
11 密封部
12 密封部
D2 成型模具
S100 燃料电池用分隔件的制造方法
S111 配置工序
S111a 涂敷工序
S111b 加压工序
S112 预备固化工序
S113 正式固化工序。

Claims (4)

1.一种燃料电池用分隔件的制造方法，是具有热固性树脂的密封部的燃料电池用分隔件的制造方法，其特征在于，包含：
配置工序，在基材上配置未固化的热固性树脂；
预备固化工序，使配置于所述基材的未固化的所述热固性树脂预备固化；及
正式固化工序，在使多个所述基材集聚的状态下使预备固化了的所述热固性树脂正式固化，而在多个所述基材上一并形成所述密封部。
2.根据权利要求1所述的燃料电池用分隔件的制造方法，其特征在于，
所述配置工序包含：
涂敷工序，在所述基材的表面上涂敷未固化的所述热固性树脂；及
加压工序，将所述基材配置于成型模具，通过所述成型模具对在所述涂敷工序中涂布于所述基材的所述表面的未固化的所述热固性树脂进行加压而使所述热固性树脂流动而流入设置于所述基材的贯通孔，由此在所述贯通孔的内周面上配置未固化的所述热固性树脂。
3.根据权利要求1所述的燃料电池用分隔件的制造方法，其特征在于，
在所述配置工序中，通过注射成型在配置于成型模具的所述基材上配置未固化的所述热固性树脂，
在所述预备固化工序中，对所述成型模具进行加热而使在所述配置工序中配置于所述基材的未固化的所述热固性树脂预备固化。
4.根据权利要求1所述的燃料电池用分隔件的制造方法，其特征在于，
在所述正式固化工序之前，将所述配置工序和所述预备固化工序反复进行多次。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110828841A (zh) * 2019-11-19 2020-02-21 深圳市雄韬电源科技股份有限公司 一种燃料电池双极板及其制备方法、所用设备
CN114946056A (zh) * 2020-04-20 2022-08-26 Nok株式会社 密封垫的制造方法
CN114976095A (zh) * 2021-02-24 2022-08-30 丰田自动车株式会社 燃料电池用隔离件的制造装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023200283A1 (de) 2023-01-16 2024-07-18 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Bipolarplatte und Verfahren zur Herstellung einer Bipolarplatte
JP7382527B1 (ja) * 2023-06-12 2023-11-16 パナック株式会社 シール材用の樹脂組成物、前記樹脂組成物を用いたシール材、並びに、前記シール材を用いた固体高分子型燃料電池及び水電解装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1526180A (zh) * 2001-07-09 2004-09-01 本田技研工业株式会社 燃料电池用隔板制造方法
JP2007018825A (ja) * 2005-07-06 2007-01-25 Nitta Ind Corp セパレータの製造方法
JP2007184198A (ja) * 2006-01-10 2007-07-19 Toyota Motor Corp 燃料電池用セパレータの製造方法
CN101567433A (zh) * 2008-04-25 2009-10-28 现代自动车株式会社 燃料电池隔板及其制造方法
CN102244279A (zh) * 2010-05-11 2011-11-16 现代自动车株式会社 制造燃料电池的复合隔板的方法及由其制造的复合隔板

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62123662A (ja) * 1985-11-25 1987-06-04 Kureha Chem Ind Co Ltd 燃料電池用電極基板
JP2000193988A (ja) * 1998-12-25 2000-07-14 Fujitsu Ltd 液晶表示パネルの製造方法と製造装置
JP3601029B2 (ja) * 2002-01-31 2004-12-15 本田技研工業株式会社 燃料電池用金属セパレータおよびその製造方法
US7824821B2 (en) * 2004-12-28 2010-11-02 Daimler Ag Fuel cell metallic separator
JP2007035323A (ja) * 2005-07-22 2007-02-08 Toyota Motor Corp 燃料電池用セパレータ製造方法
JP2007157387A (ja) * 2005-12-01 2007-06-21 Toyota Motor Corp 燃料電池の製造方法及び燃料電池
JP5110253B2 (ja) * 2006-09-29 2012-12-26 トヨタ自動車株式会社 燃料電池用板部材及びその製造方法並びに燃料電池
JP5163027B2 (ja) 2007-09-20 2013-03-13 日立電線株式会社 燃料電池用複合金属材及びその製造方法、並びに燃料電池用セパレータ
JP2009181713A (ja) * 2008-01-29 2009-08-13 Hitachi Ltd 固体高分子形燃料電池及びそれを搭載した発電システム
WO2012035591A1 (ja) * 2010-09-16 2012-03-22 トヨタ自動車株式会社 膜電極接合体およびそれを用いた燃料電池、膜電極接合体の製造方法
JP5765307B2 (ja) * 2012-09-06 2015-08-19 トヨタ自動車株式会社 燃料電池の製造方法
JP6166240B2 (ja) * 2014-11-13 2017-07-19 トヨタ自動車株式会社 燃料電池用のセパレーターと燃料電池およびセパレーターの製造方法
TWI685540B (zh) * 2014-12-15 2020-02-21 日商迪愛生股份有限公司 熱硬化性樹脂組成物、其硬化物、及用於其之活性酯樹脂
JP6112262B2 (ja) 2015-03-03 2017-04-12 新日鐵住金株式会社 固体高分子形燃料電池セパレータ用ステンレス薄鋼板

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1526180A (zh) * 2001-07-09 2004-09-01 本田技研工业株式会社 燃料电池用隔板制造方法
JP2007018825A (ja) * 2005-07-06 2007-01-25 Nitta Ind Corp セパレータの製造方法
JP2007184198A (ja) * 2006-01-10 2007-07-19 Toyota Motor Corp 燃料電池用セパレータの製造方法
CN101567433A (zh) * 2008-04-25 2009-10-28 现代自动车株式会社 燃料电池隔板及其制造方法
CN102244279A (zh) * 2010-05-11 2011-11-16 现代自动车株式会社 制造燃料电池的复合隔板的方法及由其制造的复合隔板

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110828841A (zh) * 2019-11-19 2020-02-21 深圳市雄韬电源科技股份有限公司 一种燃料电池双极板及其制备方法、所用设备
CN114946056A (zh) * 2020-04-20 2022-08-26 Nok株式会社 密封垫的制造方法
CN114976095A (zh) * 2021-02-24 2022-08-30 丰田自动车株式会社 燃料电池用隔离件的制造装置

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