DE102018127620A1

DE102018127620A1 - Verfahren zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle

Info

Publication number: DE102018127620A1
Application number: DE102018127620.6A
Authority: DE
Inventors: Hideo Nakamura; Kazuomi Yamanishi; Hiroki Okabe
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-11-10
Filing date: 2018-11-06
Publication date: 2019-05-16
Also published as: US20190148693A1; US10608223B2; JP6958269B2; JP2019091535A; CN109768297A; CN109768297B

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle mit einem Abdichtabschnitt aus einem thermisch aushärtenden Harz kann eine verbesserte Produktivität aufweisen. Das Verfahren umfasst einen Anordnungsschritt zum Anordnen von nicht ausgehärtetem thermisch aushärtendem Harz auf einem Substrat, einen Voraushärtschritt zum Voraushärten des nicht ausgehärteten thermisch aushärtenden Harzes auf dem Substrat, und einen Aushärtschritt zum Aushärten des vorausgehärteten thermisch aushärtenden Harzes auf einer gesammelten Vielzahl an Substraten, um die Abdichtabschnitte an der Vielzahl der Substrate gemeinsam auszubilden.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle.
Hintergrund des Standes der Technik
Herkömmliche Erfindungen betreffend Separatoren für eine Brennstoffzelle sind bekannt (sh. beispielsweise JP 2009-076303 A ). Die Erfindung der JP 2009 - 076303 A strebt ein Vorsehen eines Separators für eine Brennstoffzelle an, der ein direktes Freilegen der Kernfläche gegenüber einer korrosiven Umgebung vermeiden kann, während die Anzahl an Bauteilen reduziert ist und das Herstellen des Separators einfach und unter geringen Kosten geschieht. Um dieses Ziel zu erreichen, offenbart die JP 2009-076303 A eine Metallzusammensetzung für Brennstoffzellen mit der folgenden Struktur.
Die in diesem Dokument beschriebene Metallzusammensetzung für Brennstoffzellen umfasst einen Metallkern und aus einem korrosionswiderstandsfähigen Metall hergestellte Überzuglagen, die die Oberfläche des Kerns bedecken. Ein Durchgangsloch ist durch den Kern und die Überzuglagen ausgebildet. In dieser Metallzusammensetzung für Brennstoffzellen hat das Durchgangsloch eine Konkavität an der Innenwand des Durchgangslochs an einem Abschnitt, der dem Kern entspricht, und die Konkavität ist relativ zu einem Teil der Innenwand des Durchgangslochs, der den Überzuglagen entspricht, vertieft.
Dieses Dokument offenbart außerdem, dass die Konkavität mit einem eine Auflösung verhindernden Material, wie beispielsweise Kunststoff, gefüllt ist, um ein Auflösen des Kerns zu verhindern. Dieses Dokument offenbart außerdem den vorteilhaften Effekt der Metallzusammensetzung für Brennstoffzellen mit der vorstehend erläuterten Struktur. Das heißt, verschiedene Brennstoffzellenkomponenten, die einen Separator für eine Brennstoffzelle haben, die durch Behandeln einer derartigen Metallzusammensetzung erlangt werden, haben eine verlängerte Lebensdauer, und der Auswahlbereich für ein Material des Kerns kann erweitert werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Das vorstehend erläuterte Dokument betreffend eine herkömmliche Metallzusammensetzung für Brennstoffzellen offenbart ein Zweikomponentenhaftmittel, das Epoxidharz als Hauptkomponente und Polyamidoamin als Härtemittel enthält, als ein Beispiel des die Auflösung behindernden Materials. Ein derartiges Haftmittel macht eine lange Zeitspanne zum Aushärten erforderlich. Um einen Brennstoffzellenstapel mit einer Vielzahl an gestapelten Brennstoffzellen vorzubereiten, werden hunderte an Separatoren angewendet. Wenn das Haftmittel für jeden Separator aushärtet, wird eine lange Zeitspanne benötigt, und die Produktivität der Separatoren für die Brennstoffzelle wird sich verschlechtern.
Um die Produktivität zu erhöhen, kann eine Vielzahl an Separatoren, die jeweils ein nicht ausgehärtetes Haftmittel haben, in gesammelter Weise angeordnet werden, und ein derartiges nicht ausgehärtetes Haftmittel, das an der Vielzahl an Separatoren angeordnet wird, kann gemeinsam ausgehärtet werden. Nicht ausgehärtetes Haftmittel fließt jedoch leicht, und daher kann die Form des Haftmittels sich verschiedenartig während der Beförderung der Separatoren ändern, oder das Haftmittel kann an einer unerwarteten Position aushärten.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle, der einen Abdichtabschnitt aus thermisch aushärtendem Harz aufweist. Das Verfahren umfasst: einen Anordnungsschritt zum Anordnen von nicht ausgehärtetem thermisch aushärtendem Harz auf einem Substrat; einen Voraushärtschritt zum Voraushärten des auf dem Substrat angeordneten nicht ausgehärteten thermisch aushärtenden Harzes; und einen Aushärtschritt zum Sammeln einer Vielzahl der Substrate und zum Aushärten des vorausgehärteten thermisch aushärtenden Harzes, um die Abdichtabschnitte an der Vielzahl an Substraten gemeinsam auszubilden.
Im Anordnungsschritt wird nicht ausgehärtetes thermisch aushärtendes Harz (Kunststoff) auf dem Substrat des Separators für eine Brennstoffzelle an einem Abschnitt angeordnet, an dem ein Abdichtabschnitt des thermisch aushärtenden Harzes auszubilden ist. Der Abdichtabschnitt des Separators für die Brennstoffzelle ist an der Innenwand des Durchgangslochs des Substrates oder an einem Abschnitt der Oberfläche des Substrates beispielsweise ausgebildet. Das heißt, im Anordnungsschritt wird nicht ausgehärtetes thermisch aushärtendes Harz an einem Abschnitt des Substrates angeordnet.
Das Durchgangsloch des Substrates des Separators für die Brennstoffzelle dient als eine Sammelleitung zum Liefern und Abgeben eines Reaktionsgases oder Kühlmittels beispielsweise, wenn eine Vielzahl an Brennstoffzellen so gestapelt wird, dass sich ein Brennstoffzellenstapel ergibt. Eine der Oberflächen des Substrates des Separators für die Brennstoffzelle definiert beispielsweise eine Leitung für ein Kühlmittel mit der benachbarten Brennstoffzelle, wenn eine Vielzahl an Brennstoffzellen so gestapelt wird, dass sich ein Brennstoffzellenstapel ergibt.
Der Abdichtabschnitt, der an der Innenwand des Durchgangslochs des Substrates des Separators für die Brennstoffzelle ausgebildet wird, bedeckt beispielsweise die Innenwand des Durchgangslochs des Substrates so, dass die Innenwand des Durchgangslochs des Substrates nicht mit dem Reaktionsgas oder dem Kühlmittel in Kontakt gelangt. Der Abdichtabschnitt an der Oberfläche des Substrates des Separators für die Brennstoffzelle fungiert beispielsweise als eine Dichtung für die Leitung (Kanal) eines Kühlmittels, die zwischen zueinander entgegengesetzten Brennstoffzellen definiert ist, wenn die Brennstoffzellen so gestapelt werden, dass sich ein Brennstoffzellenstapel ergibt, und verhindert eine Leckage des Kühlmittels.
Wie dies vorstehend dargelegt ist, wird im Voraushärtschritt das auf dem Substrat angeordnete nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz vorausgehärtet. Voraushärten bedeutet, dass das nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz nach dem Voraushärten nicht vollständig ausgehärtet ist und in einem halbvernetzten Zustand ist, bevor das thermisch aushärtende Harz vollständig vernetzt ist. Dadurch kann das Fließen des thermisch aushärtenden Harzes verhindert werden und es kann die Handhabung des Substrates beispielsweise bei der Beförderung im Vergleich zu dem Substrat erleichtert werden, an dem nicht ausgehärtetes thermisch aushärtendes Harz angeordnet ist.
Wie dies vorstehend dargelegt ist, wird im Aushärtschritt eine Vielzahl an Substraten gesammelt, die dem Voraushärtschritt ausgesetzt waren, und dann wird das vorausgehärtete thermisch aushärtende Harz an den Substraten ausgehärtet, um gemeinsam die Abdichtabschnitte an den Vielzahlen der Substrate auszubilden. In dieser Weise wird eine Vielzahl an Substraten gesammelt und die Abdichtabschnitte werden gemeinsam an der Vielzahl an Substraten ausgebildet. Dadurch kann die Produktivität des Separators für die Brennstoffzelle im Vergleich zu einem Verfahren beträchtlich verbessert werden, bei dem das thermisch aushärtende Harz für jedes Substrat ausgehärtet wird. Der Voraushärtschritt lässt das thermisch aushärtende Harz voraushärten, wodurch das Fließen des thermisch aushärtenden Harzes verhindert werden kann. In dieser Weise kann der Separator für die Brennstoffzelle eine stabile Form und Position der Abdichtabschnitte des thermisch aushärtenden Harzes haben.
Der vorstehend dargelegte Anordnungsschritt kann Folgendes umfassen: einen Auftragschritt zum Auftragen des nicht ausgehärteten thermisch aushärtenden Harzes auf einer Oberfläche des Substrates; und einen Druckbeaufschlagungsschritt zum Anordnen des Substrates in einem Formwerkzeug und Druckbeaufschlagen des auf der Oberfläche des Substrates bei dem Auftragschritt aufgetragenen nicht ausgehärteten thermisch aushärtenden Harzes mit dem Formwerkzeug, um zu ermöglichen, dass das Harz in ein Durchgangsloch des Substrates so fließt, dass das nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz an einer Innenwand des Durchgangslochs angeordnet wird. In diesem Fall kann der Heißpressschritt, der ein gegenwärtig existierender Schritt in einem Verfahren zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle ist, den Anordnungsschritt während des Schrittes vervollständigen. Dadurch kann die Anzahl an Schritten reduziert werden, und die Produktivität des Verfahrens zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle kann verbessert werden.
In dem vorstehend erläuterten Anordnungsschritt kann das nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz durch ein Einspritzformen an dem Substrat in dem Formwerkzeug angeordnet werden, und in dem vorstehend ausgehärteten Voraushärtschritt kann das Formwerkzeug (die Form) so erwärmt werden, dass das an dem Substrat an dem Anordnungsschritt angeordnete nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz vorausgehärtet wird. Dadurch können der Anordnungsschritt und der Voraushärtschritt das Formwerkzeug (die Form) verwenden und dadurch kann die Produktivität des Verfahrens zum Herstellen eines Separators für die Brennstoffzelle verbessert werden.
Der Anordnungsschritt und der Voraushärtschritt können vielfach vor dem Aushärtschritt wiederholt werden. Für die Struktur eines Separators für die Brennstoffzelle mit Abdichtabschnitten an einer Vielzahl an verschiedenen Positionen ermöglicht dies einen geeigneten Anordnungsschritt und einen geeigneten Voraushärtschritt in Abhängigkeit von den Positionen der Abdichtabschnitte, und dadurch kann die Produktivität des Verfahrens zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle verbessert werden.
Genauer gesagt umfasst das Verfahren zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle beispielsweise einen Substratbehandlungsschritt, einen Isolationsabschnittauftragschritt, einen Auftragschritt für einen leitfähigen Abschnitt, einen Heißpressschritt, einen Spritzformschritt und einen thermischen Behandlungsschritt.
Der Substratbehandlungsschritt dient dem Behandeln eines Basismaterials, das ein Material des Substrates ist, zu dem Substrat für einen Separator für die Brennstoffzelle durch Schneiden, Trimmen (Kürzen) und Waschen. Der Isolationsabschnittauftragschritt dient dem Auftragen des nicht ausgehärteten thermisch aushärtenden Harzes mit einer elektrischen isolierenden Eigenschaft an dem Rand an der Oberfläche des Substrates. Das thermisch aushärtende Harz kann so aufgetragen werden, dass es beispielsweise durch Siebdrucken eine Rahmenform hat. Der Schritt zum Auftragen des leitfähigen Abschnittes dient dem Auftragen von nicht ausgehärtetem thermisch aushärtendem Harz, das ein leitfähiges Material enthält, wie beispielsweise Kohlenstoff, so dass es eine leitfähige Eigenschaft hat. Der thermisch aushärtende Kunststoff wird im Inneren des die Rahmenform bildenden thermisch aushärtenden Harzes, das an dem Rand an der Oberfläche des Substrates und an einem mittleren Abschnitt der Oberfläche des Substrates aufgetragen worden ist, mit beispielsweise einem Schlitzformwerkzeug (Schlitzdüse) aufgetragen.
Der Heißpressschritt dient dem Anordnen des Substrates, das dem Isolationsabschnittauftragschritt und dem Schritt zum Auftragen des leitfähigen Abschnittes ausgesetzt worden ist, in einem Formwerkzeug zum Pressen, um dem Substrat Rippen und Furchen in einer gewellten Form des Brennstoffzellenseparators zu verleihen, der als ein Kanal (Leitung) für ein Reaktionsmittelgas in der Brennstoffzelle dient. In diesem Heißpressschritt wird das an dem Rand an der Oberfläche des Substrates aufgetragene nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz mit Druck beaufschlagt, um zu ermöglichen, dass das nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz in die Durchgangslöcher des Substrates fließt. Dadurch wird das nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz an der Innenwand der Durchgangslöcher angeordnet. In diesem Heißpressschritt wird außerdem das Formwerkzeug erwärmt, um das nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz vorauszuhärten.
Der dem Heißpressschritt folgende Spritzformschritt (Einspritzformen) dient dem Anordnen von nicht ausgehärtetem thermisch aushärtendem Harz an einem Abschnitt der Oberfläche des Substrates, das in dem Formwerkzeug angeordnet ist, durch Spritzformen, woraufhin das Formwerkzeug so erwärmt wird, dass das nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz an dem Substrat vorausgehärtet wird. Nach dem Spritzformschritt wird das Substrat aus dem Formwerkzeug entfernt, und eine Vielzahl dieser Substrate wird gesammelt. Der thermische Behandlungsschritt dient dem gesammelten Erwärmen dieser Vielzahl an Substraten, um das vorausgehärtete thermisch aushärtende Harz auszuhärten und gemeinsam die Abdichtabschnitte an der Vielzahl an Substraten auszubilden.
In dieser Weise umfasst das Verfahren zum Herstellen eines Separators für die Brennstoffzelle einen Substratbehandlungsschritt, einen Isolationsabschnittauftragschritt, einen Schritt zum Auftragen eines leitfähigen Abschnittes, einen Heißpressschritt, einen Spritzformschritt und einen thermischen Behandlungsschritt. In diesem Fall entsprechen der Isolationsabschnittauftragschritt und das Pressen bei dem Heißpressschritt dem vorstehend erwähnten Anordnungsschritt. Genauer gesagt entspricht der Isolationsabschnittauftragschritt dem Auftragschritt bei dem vorstehend aufgeführten Anordnungsschritt. Das Pressen bei dem Heißpressschritt entspricht dem Druckbeaufschlagungsschritt in dem vorstehend erwähnten Anordnungsschritt, und das Erwärmen bei dem Heißpressschritt entspricht dem vorstehend erwähnten Voraushärtschritt. Der Spritzformschritt entspricht dem zweiten Anordnungsschritt und dem Voraushärtschritt, wie vorstehend erwähnt, und der thermische Behandlungsschritt entspricht dem vorstehend erwähnten Aushärtschritt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle geschaffen werden, bei dem die Produktivität verbessert ist, ohne eine Form und eine Position der Abdichtabschnitte des an dem Separator für die Brennstoffzelle auszubildenden thermisch aushärtenden Harzes zu ändern im Vergleich zu dem herkömmlichen Verfahren.
Figurenliste

1A zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
1B zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2A zeigt schematisch den Substratbehandlungsschritt von 1B.
2B zeigt eine schematische Draufsicht auf das Substrat, das bei dem Substratbehandlungsschritt von 2A behandelt wird.
3A zeigt schematisch den Isolationsabschnittauftragschritt von 1B.
3B zeigt eine schematische Draufsicht auf das Substrat, das bei dem Isolationsabschnittauftragschritt von 3A behandelt wird.
3C zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang einer Linie iiic-iiic aus 3B.
4A zeigt schematisch den Schritt zum Auftragen des leitfähigen Abschnittes in 1B.
4B zeigt eine schematische Draufsicht auf das Substrat, das bei dem Schritt zum Auftragen des leitfähigen Abschnittes in 4A behandelt wird.
4C zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie ivc-ivc aus 4B.
5A zeigt schematisch den Heißpressschritt von 1B.
5B zeigt eine schematische Draufsicht auf das Substrat, das bei dem Heißpressschritt von 5A behandelt wird.
5C zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht während des Pressens des Substrates entlang der Linie vc-vc aus 5B.
5D zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht während des Erwärmens des Substrates entlang der Linie vd-vd aus 5B.
6A zeigt schematisch den Spritzformschritt aus 1B.
6B zeigt eine schematische Draufsicht auf das Substrat, das bei dem Spritzformschritt von 6A behandelt wird.
6C zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht des Substrates bei dem Spritzformschritt entlang der Linie vic-vic aus 6B.
7 zeigt schematisch den thermischen Behandlungsschritt aus 1B.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nachstehend ist ein Ausführungsbespiel eines Verfahrens zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die 1A und 1B zeigen Flussdiagramme eines Verfahrens zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle S100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Ein Separator für eine Brennstoffzelle, der durch das Herstellverfahren S100 des vorliegenden Ausführungsbeispiels hergestellt wird, ist ein plattenartiges Element als eine Komponente einer Brennstoffzelle. Separatoren als eine Komponente einer Brennstoffzelle werden an beiden Seiten einer MEGA (Membran-Elektroden-Gasdiffusionslagen-Baugruppe) so angeordnet, dass die MEGA zwischen ihnen sandwichartig angeordnet wird. Diese Separatoren definieren Leitungen (Kanäle) für ein Reaktionsgas entlang einer Fläche und der anderen Fläche der MEGA. In dem Brennstoffzellenstapel, der eine Vielzahl an gestapelten Brennstoffzellen hat, definieren benachbarte Separatoren in der Stapelrichtung eine Leitung (Kanal) für ein Kühlmittel.
Das Verfahren zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle S100 des vorliegenden Ausführungsbeispiels, das nachstehend detailliert beschrieben ist, dient dem Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle mit Abdichtabschnitten 11, 12 aus thermisch aushärtendem Harz 2, 4 (sh. 6C). Wie dies in 1A gezeigt ist, umfasst das Verfahren einen Anordnungsschritt S111, einen Voraushärtschritt S112 und einen Aushärtschritt S113. Der Anordnungsschritt S111 dient dem Anordnen von nicht ausgehärtetem thermisch aushärtendem Harz (Kunststoff) 2 auf einem Substrat 1 (sh. die 3A bis 3C und 6A). Der Voraushärtschritt S112 dient dem Voraushärten des nicht ausgehärteten thermisch aushärtenden Harzes 2, das auf dem Substrat 1 angeordnet ist (sh. die 5D und 6C). Der Aushärtschritt S113 dient dem Sammeln einer Vielzahl an Substraten 1 und dem daraufhin erfolgenden Aushärten des vorausgehärteten thermisch aushärtenden Harzes 2, um gemeinsam Abdichtabschnitte 11 an der Vielzahl von Substraten 1 auszubilden (sh. 7).
In dem Beispiel von 1A umfasst das Verfahren zum Herstellen eines Separators für die Brennstoffzelle S100 den Anordnungsschritt S111 und den Voraushärtschritt S112, die zweimal vor dem Aushärtschritt S113 wiederholt werden. Der erste Anordnungsschritt S111 umfasst einen Auftragschritt (Anordnen) S111a und einen Druckbeaufschlagungsschritt S111b. Der Auftragschritt S111a dient dem Auftragen (Anordnen) von nicht ausgehärtetem thermisch aushärtendem Harz 2 auf der Oberfläche eines Substrates 1 (sh. 3A). Der Druckbeaufschlagungsschritt S111b dient dem Anordnen des Substrates 1 in einem Formwerkzeug D2 und dem Druckbeaufschlagen des nicht ausgehärteten thermisch aushärtenden Harzes 2, das auf der Oberfläche des Substrates 1 bei dem Auftragschritt S111a aufgetragen worden ist, mit dem Formwerkzeug D2, um zu ermöglichen, dass das Harz in Durchgangslöcher 1a des Substrates 1 fließt. Dadurch wird das nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz 2 an der Innenwand jedes Durchgangslochs 1a angeordnet (sh. 5C).
In dem Beispiel von 1A umfasst das Verfahren zum Herstellen eines Separators für die Brennstoffzelle S100 den zweiten Anordnungsschritt S111. In diesem Schritt wird nicht ausgehärtetes thermisch aushärtendes Harz 4 durch Spritzformen auf dem Substrat 1 in dem Formwerkzeug D2 angeordnet (sh. 6A). Dieses Verfahren umfasst außerdem den zweiten Voraushärtschritt S112. Bei diesem Schritt wird das Formwerkzeug D2 so erwärmt, dass das an dem Substrat 1 bei dem zweiten Anordnungsschritt S111 angeordnete nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz 4 vorausgehärtet wird (sh. 6C). Die Wiederholungszahl der Anordnungsschritte S111 und der Voraushärtschritte S112 vor dem Aushärtschritt S113 sind nicht auf zwei beschränkt, sondern können drei oder mehr Wiederholungen umfassen.
Genauer gesagt umfasst, wie dies in 1B gezeigt ist, das Verfahren zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle S100 des vorliegenden Ausführungsbeispiels beispielsweise einen Substratanordnungsschritt S121, einen Isolationsabschnittauftragschritt S122, einen Schritt zum Auftragen eines leitfähigen Abschnittes S123, einen Heißpressschritt S124, einen Spritzformschritt S125 und einen thermischen Behandlungsschritt S126.
2A zeigt schematisch den Substratanordnungsschritt S121 aus 1B. 2B zeigt eine schematische Draufsicht auf das Substrat 1, das bei dem Substratbehandlungsschritt S121 aus 2A behandelt wird. Der Substratbehandlungsschritt S121 dient dem Behandeln eines Basismaterials BM, das ein Material des Substrates 1 eines Separators für eine Brennstoffzelle ist, zu dem Substrat 1 für einen Separator für eine Brennstoffzelle durch Schneiden, Trimmen (Kürzen) und Waschen.
Beispiele des Basismaterials BM umfassen eine dünne Plattenwicklung aus rostfreiem Stahl. Beispiele des rostfreien Stahls umfassen SUS316L, das einen ausgezeichneten Korrosionswiderstand und eine ausgezeichnete Formbarkeit hat. Ein Streifen des Basismaterials BM, das von der Wicklung extrahiert wird, kann behandelt werden beispielsweise durch ein Pressen und Stanzen mit einer Stanze P1 und einem Formwerkzeug D1. Als ein Ergebnis des Behandelns kann ein Substrat 1 erlangt werden, das einen im Wesentlichen rechtwinkligen Umriss hat und eine Vielzahl an Durchgangslöchern 1a an dem Rand aufweist.
Die Durchgangslöcher 1a des Substrates 1 dienen als eine Sammelleitung zum Liefern und Abgeben von beispielsweise Reaktionsgas oder Kühlmittel, wenn eine Vielzahl an Brennstoffzellen so gestapelt wird, dass sie einen Brennstoffzellenstapel ergeben. Eine der Oberflächen des Substrates 1 definiert eine Leitung für beispielsweise ein Kühlmittel mit der benachbarten Brennstoffzelle, wenn eine Vielzahl an Brennstoffzellen zu einem Brennstoffzellenstapel gestapelt wird. Das von dem Basismaterial BM durch Stanzen erlangte Substrat 1 erfährt ein Waschen und Trocknen und wird dann zu dem Isolationsabschnittauftragschritt S122 befördert.
3A zeigt schematisch den Isolationsabschnittauftragschritt S122 aus 1B. 3B zeigt eine schematische Draufsicht auf das Substrat 1, das bei dem Isolationsabschnittauftragschritt S122 aus 3A behandelt wird. 3C zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht des Substrates 1 entlang der Linie iiic-iiic aus 3B. Der Isolationsabschnittauftragschritt 122 dient dem Auftragen von nicht ausgehärtetem thermisch aushärtendem Harz (Kunststoff) 2 mit einer elektrisch isolierenden Eigenschaft an dem Rand auf der Oberfläche des Substrates 1. Das thermisch aushärtende Harz kann so aufgetragen werden, dass es beispielsweise durch Siebdrucken eine Rahmenform hat.
Genauer gesagt wird bei dem Isolationsabschnittauftragschritt S122 nicht ausgehärtetes thermisch aushärtendes Harz 2 durch Siebdrucken an dem Rand auf der Oberfläche des Substrates 1 an einem anderen Abschnitt außer an einem Mittenbereich des Substrates 1 aufgetragen, um eine MEGA anzuordnen. Bei diesem Schritt wird das nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz 2 nicht an der Innenwand der Durchgangslöcher 1a an dem Rand des Substrates 1 angeordnet. Für das thermisch aushärtende Harz 2 kann beispielsweise ein Ein-Komponenten-Epoxidharz angewendet werden, das eine Eigenschaft zum vollständigen Aushärten während einer Erwärmungszeitspanne von ungefähr 1 Minute bei einer Temperatur von ungefähr 180°C hat. In dieser Weise wird das nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz 2 mit einer elektrisch isolierenden Eigenschaft an dem Rand des Substrates 1 aufgetragen, und dieses Substrat wird zu dem Schritt S123 zum Auftragen des leitfähigen Abschnittes gebracht.
4A zeigt schematisch den Schritt S123 zum Auftragen des leitfähigen Abschnittes von 1B. 4B zeigt eine schematische Draufsicht auf das Substrat 1, das bei dem Schritt S123 zum Auftragen des leitfähigen Abschnittes von 4A behandelt wird. 4C zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht des Substrates 1 entlang der Linie ivc-ivc aus 4B. Der Schritt S123 zum Auftragen des leitfähigen Abschnittes dient dem Auftragen von nicht ausgehärtetem thermisch aushärtendem Harz (Kunststoff) 3, das ein leitfähiges Material wie beispielsweise Kohlenstoff enthält, um eine leitfähige Eigenschaft aufzuzeigen. Das thermisch aushärtende Harz bei diesem Schritt wird im Inneren der durch das thermisch aushärtende Harz 2 gebildeten Rahmenform, das an dem Rand an der Oberfläche des Substrates 1 und an einem Mittenabschnitt der Oberfläche des Substrates 1 aufgetragen worden ist, beispielsweise durch ein Schlitzformwerkzeug (Schlitzform) aufgetragen.
Genauer gesagt wird bei dem Schritt S123 zum Aufbringen des leitfähigen Abschnittes das nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz 3 auf dem Substrat 1 aufgebracht, während das Harz aus einem Formwerkzeugkopf DH herausgedrückt wird. Die Dicke des aufgetragenen nicht ausgehärteten thermisch aushärtenden Harzes 3 hängt von der Menge an Harz, die von dem Formwerkzeugkopf DH abgegeben wird, und der Geschwindigkeit des Formwerkzeugkopfes DH relativ zu dem Substrat 1 ab. Die Größe des Abgabeauslasses des Formwerkzeugkopfes DH wird auf der Basis der Viskosität des nicht ausgehärteten thermisch aushärtenden Harzes 3 und der Dicke des aufgetragenen Harzes als eine Zielgröße bestimmt.
Für das nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz 3 mit der leitfähigen Eigenschaft kann ein Schlamm angewendet werden, der 30 Gewichtsprozent eines Ein-Komponenten-Epoxidharzes, das ähnlich dem nicht ausgehärteten thermisch aushärtenden Harz 2 ist, das bei dem Isolationsabschnittauftragschritt S122 verwendet wird, enthält, das mit 50 Gewichtsprozent an Karbonblack und 20 Gewichtsprozent an Lösungsmittel gemischt ist. Ein derartiges Substrat, das das nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz mit einer elektrisch isolierenden Eigenschaft hat, das an dem Rand an der Oberfläche des Substrates aufgetragen ist, und das das nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz 3 mit einer leitfähigen Eigenschaft hat, das an dem Mittenabschnitt an der Innenseite des Randes aufgetragen ist, wird zu dem Heißpressschritt S124 gebracht.
5A zeigt schematisch den Heißpressschritt S124 aus 1B. 5B zeigt eine schematische Draufsicht auf das Substrat 1, das bei dem Heißpressschritt S124 von 5A behandelt wird. 5C zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht des Substrates 1 während des Pressens bei dem Heißpressschritt S124 von 5A entlang der Linie vc-vc von 5B. 5D zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht des Substrates 1 während des Erwärmens bei dem Heißpressschritt S124 von 5A entlang der Linie vd-vd von 5B.
Der Heißpressschritt S124 dient dem Anordnen des Substrates 1, das dem Isolationsabschnittauftragschritt S122 und dem Schritt S123 zum Auftragen des leitfähigen Abschnittes ausgesetzt worden ist, in einem Formwerkzeug D2 für ein Pressen, um dem Substrat 1 Rippen und Furchen oder eine gewellte Form 1b des Brennstoffzellenseparators zu verleihen, die als eine Leitung für ein Reaktionsgas in der Brennstoffzelle dient. Während die Rippen und Furchen oder die gewellte Form 1b dem Substrat 1 verliehen wird, wie dies in 5C gezeigt ist, dient dieser Pressschritt dem Pressen des Substrates 1 anhand des Formwerkzeuges D2 in derartiger Weise, dass das auf der Oberfläche des Substrates 1 an dem Rand aufgetragene nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz 2 mit Druck beaufschlagt wird und ermöglicht wird, dass das Harz fließt. Als ein Ergebnis fließt das nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz 2 in die Durchgangslöcher 1a des Substrates 1 hinein, um an der Innenwand der Durchgangslöcher 1a angeordnet zu werden.
Wie dies in 5D gezeigt ist, dient dieser Heißpressschritt S124 auch dem Erwärmen des Formwerkzeuges D2 in derartiger Weise, dass das an der Innenwand der Durchgangslöcher 1a des Substrates 1 angeordnete nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz 2 vorausgehärtet wird. Es ist hierbei zu beachten, dass bei diesem Heißpressschritt S124 ein Pressen und Erwärmen gleichzeitig ausgeführt werden können oder ein Zeitintervall zwischen dem Pressen und dem Erwärmen vorhanden sein kann. Wenn das nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz 2 ein Ein-Komponenten-Epoxidharz mit einer Eigenschaft zum vollständigen Aushärten während einer Erwärmungszeit von ungefähr 1 Minute bei einer Temperatur von ungefähr 180°C wie vorstehend aufgeführt ist, kann das nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz 2 vorausgehärtet werden, indem die Erwärmungstemperatur mit dem Formwerkzeug D2 bei ungefähr 180°C festgelegt wird und die Erwärmungszeit bei ungefähr 10 Sekunden beispielsweise festgelegt wird.
Mit Voraushärten ist hierbei gemeint, dass das nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz 2 nach dem Vorerwärmen nicht vollständig ausgehärtet ist und in einem halbvernetzten Zustand ist, bevor das thermisch aushärtende Harz 2 vollständig vernetzt ist. Nach dem Voraushärten bei dem Heißpressschritt S124 wird das Formwerkzeug D2 einer Drehart beispielsweise so gedreht, dass das Substrat 1 mit dem vorausgehärteten thermisch aushärtenden Harz 2 an einer Position benachbart zu einer Einspritzvorrichtung I angeordnet wird, die nicht ausgehärtetes thermisch aushärtendes Harz 3 einspritzt. In dieser Weise wird das Substrat zu dem Einspritzformschritt S125 gebracht (sh. 6A).
6A zeigt schematisch den Einspritzformschritt S125 aus 1B. 6B zeigt eine schematische Draufsicht auf das Substrat 1, das bei dem Einspritzformschritt S125 aus 6A behandelt wird. 6C zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht des Substrates 1 bei dem Einspritzformschritt S125 aus 6A entlang der Linie vic-vic aus 6B. Der Einspritzformschritt S125, der dem Heißpressschritt S124 folgt, dient dem Anordnen von nicht ausgehärtetem thermisch aushärtendem Harz (Kunststoff) 4 an einem Abschnitt der Oberfläche des Substrates 1, das in dem Formwerkzeug D2 angeordnet ist, durch Spritzformen, und dann einem Erwärmen des Formwerkzeuges D2 in derartiger Weise, dass das nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz 4 an dem Substrat 1 vorausgehärtet wird.
Genauer gesagt hat das Formwerkzeug D2 eine verschachtelte Struktur mit beispielsweise einem abschnittsweise geteilten Abschnitt. Nach dem Heißpressschritt S124 wird eine verschachtelte Matrize („nested die“) des Formwerkzeuges D2 so geändert, dass es das thermisch aushärtende Harz 4 auf die Oberfläche des Substrates 1 spritzformen kann. Bei diesem Spritzformschritt S125 wird das nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz 4 so spritzgeformt, dass es anhand dieses Formwerkzeuges D2 auf der Oberfläche des Substrates 1 angeordnet wird. Danach wird das nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz 4 vorausgehärtet, indem beispielsweise die Erwärmungstemperatur mit dem Formwerkzeug D2 bei ungefähr 180°C festgelegt wird und beispielsweise die Erwärmungszeit bei ungefähr 10 Sekunden festgelegt wird.
Ein derartiges auf der Oberfläche des Substrates 1 über das vorausgehärtete thermisch aushärtende Harz 2 bei dem Spritzformschritt S125 angeordnete nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz 4 umfasst beispielsweise Ethylen-Propylen-Dien-Gummi (EPDM) mit einer Zeit zum Vernetzen von ungefähr 60 Sekunden. Nach dem Voraushärten bei dem Spritzformschritt S125 erfährt das Substrat 1, dass das vorausgehärtete thermisch aushärtende Harz 4 hat, ein Entformen, um das Substrat aus dem Formwerkzeug D2 zu entnehmen, und dieses wird dann zu dem thermischen Behandlungsschritt S126 gebracht.
7 zeigt schematisch den thermischen Behandlungsschritt S126 aus 1B. Nach dem Einspritzformschritt S125 wird das Substrat 1 aus dem Formwerkzeug D2 entnommen, und eine Vielzahl dieser Substrate 1 wird gesammelt. Der thermische Behandlungsschritt S126 dient dem gemeinsamen Erwärmen dieser Vielzahl an Substraten 1, um das vorausgehärtete thermisch aushärtende Harz 2, 4 auszuhärten, und dem gemeinsamen Ausbilden der Abdichtabschnitte 11 und 12 an der Vielzahl an Substraten 1 (sh. 6C).
Genauer gesagt wird die Vielzahl an Substraten 1, die dem Spritzformschritt S125 ausgesetzt worden sind, an einem Fach angeordnet und in einem kontinuierlichen Ofen H für eine thermische Behandlung bei beispielsweise einer Erwärmungstemperatur von ungefähr 150°C und beispielsweise einer Erwärmungszeit von ungefähr 50 Sekunden gelagert. In dieser Weise wird das vorausgehärtete thermisch aushärtende Harz 2, 3, 4 der vorherigen Schritte thermisch vernetzt und zum Zwecke des Aushärtens thermisch ausgehärtet. Der kontinuierliche Ofen H kann beispielsweise dreihundert oder mehr der Substrate 1 unterbringen. Durch diese Schritte kann ein Separator für eine Brennstoffzelle hergestellt werden, der die Abdichtabschnitte 11 und 12 des thermisch aushärtenden Harzes 2, 4 zumindest an der Oberfläche des Substrates 1 und an der Innenwand der Durchgangslöcher 1a hat.
Der Isolationsabschnittauftragschritt S122 und das Pressen bei dem Heißpressschritt S124 entsprechen dem vorstehend dargelegten Anordnungsschritt S111. Das Erwärmen bei dem Heißpressschritt S124 entspricht dem vorstehend aufgezeigten Voraushärtschritt S112. Ein Einspritzformen bei dem Spritzformschritt S125 entspricht dem vorstehend dargelegten Anordnungsschritt S111, und ein Erwärmen bei dem Einspritzformschritt S125 entspricht dem vorstehend aufgezeigten Voraushärtschritt S112. Der thermische Behandlungsschritt S126 entspricht dem vorstehend aufgezeigten Aushärtschritt S113.
In dieser Weise dient das Verfahren zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle S100 des vorliegenden Ausführungsbeispiels dem Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle mit Abdichtabschnitten 11, 12 aus thermisch aushärtendem Harz. Das Verfahren umfasst den Anordnungsschritt S111 zum Anordnen von nicht ausgehärtetem thermisch aushärtendem Harz 2, 4 an dem Substrat 1, den Voraushärtschritt S112 zum Voraushärten des auf dem Substrat 1 angeordneten nicht ausgehärteten thermisch aushärtenden Harzes 2, 4, und den Aushärtschritt S113 zum Aushärten des vorausgehärteten thermisch aushärtenden Harzes 2, 4 an der gesammelten Vielzahl an Substraten 1, um die Abdichtabschnitte 11 und 12 an der Vielzahl der Substrate 1 gemeinsam auszubilden.
Nachstehend sind die vorteilhaften Effekte des Verfahrens zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle S100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben.
Wie dies vorstehend dargelegt ist, sind die Abdichtabschnitte 11 und 12 des Separators für die Brennstoffzelle an der Innenwand der Durchgangslöcher 1a des Substrates 1 oder an einem Abschnitt der Oberfläche des Substrates 1 wie beispielsweise ein die Durchgangslöcher 1a umgebender Abschnitt ausgebildet. Der an der Innenwand der Durchgangslöcher 1a des Substrates 1 ausgebildete Abdichtabschnitt 11 bedeckt die Innenwand der Durchgangslöcher 1a des Substrates 1 so, dass die Innenwand der Durchgangslöcher 1a des Substrates 1 nicht mit beispielsweise einem Reaktionsgas oder einem Kühlmittel in Kontakt gelangen. Der Abdichtabschnitt 12 an der Oberfläche des Substrates 1 fungiert als eine Dichtung für die Leitung (Kanal) beispielsweise des Kühlmittels, die zwischen den zueinander gegenüberliegenden Brennstoffzellen definiert ist, wenn die Brennstoffzellen so gestapelt sind, dass sie einen Brennstoffzellenstapel bilden, und verhindern die Leckage des Kühlmittels.
Wie dies vorstehend dargelegt ist, dient das Verfahren zum Herstellen eines Separators für die Brennstoffzelle S100 des vorliegenden Ausführungsbeispiels dem Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle mit Abdichtabschnitten 11, 12 aus thermisch aushärtendem Harz 2, 4. Das Verfahren umfasst den Anordnungsschritt S111 zum Anordnen von nicht ausgehärtetem thermisch aushärtendem Harz 2, 4 auf dem Substrat 1 und den Voraushärtschritt S112 zum Voraushärten des auf dem Substrat 1 angeordneten nicht ausgehärtetem thermisch aushärtendem Harzes 2, 4. In dieser Weise wird im Voraushärtschritt S112 das auf dem Substrat 1 angeordnete nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz 2, 4 vorausgehärtet. Dadurch kann das Handhaben des Substrates 1 wie beispielsweise eine Beförderung im Vergleich zu dem Substrat 1, bei dem nicht ausgehärtetes thermisch aushärtendes Harz 2, 4 darauf befindlich ist, erleichtert werden.
Der Voraushärtschritt S112 muss das thermisch aushärtende Harz 2, 4 nicht vollständig aushärten. Das Formwerkzeug D2 kann in einem Kurzzeitzyklus angewendet werden und dadurch kann die Produktivität des Verfahrens zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle S100 verbessert werden. Der Anordnungsschritt S111 und das Voraushärten S112 können sich das gleiche Formwerkzeug D2 teilen, und somit kann der Schritt für den Temperaturanstieg und den Temperaturabfall zusammengelegt werden. Dadurch kann die Produktivität des Verfahrens zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle S100 verbessert werden.
Im Aushärtschritt S113, der dem vorstehend aufgezeigten thermischen Behandlungsschritt S126 entspricht, wird eine Vielzahl an Substraten, die dem Voraushärtschritt S112 ausgesetzt worden sind, gesammelt und dann wird das vorausgehärtete thermisch aushärtende Harz 2, 4 auf den Substraten 1 ausgehärtet, um gemeinsam die Abdichtabschnitte 11, 12 an der Vielzahl an Substraten 1 auszubilden. In dieser Weise wird eine Vielzahl an Substraten 1 gesammelt und die Abdichtabschnitte 11 und 12 werden an der Vielzahl an Substraten 1 gemeinsam ausgebildet. Dadurch kann die Produktivität des Separators für die Brennstoffzelle im Vergleich zu dem Verfahren zum Aushärten des thermisch aushärtenden Harzes 2, 4 für jedes Substrat 1 beträchtlich verbessert werden. Im Voraushärtschritt S112 wird das thermisch aushärtende Harz 2, 4 vorausgehärtet und dadurch kann das Fließen des thermisch aushärtenden Harzes 2, 4 verhindert werden. In dieser Weise kann der Separator für die Brennstoffzelle eine stabile Form und Position der Abdichtabschnitte 11 und 12 des thermisch aushärtenden Harzes 2, 4 haben.
In dem Verfahren zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle S100 des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst der Anordnungsschritt S111 den Auftragschritt S111a, der dem vorstehend aufgezeigten Isolationsabschnittauftragschritt S122 entspricht, und den Druckbeaufschlagungsschritt S111b, der dem vorstehend aufgezeigten Pressen bei dem Heißpressschritt S124 entspricht. Der Auftragschritt S111a dient dem Auftragen von nicht ausgehärtetem thermisch aushärtendem Kunststoff 2 auf der Oberfläche eines Substrates 1. Der Druckbeaufschlagungsschritt S111b dient dem Anordnen des Substrates 1 in einem Formwerkzeug D2 und dem Druckbeaufschlagen des im Auftragschritt S111a auf der Oberfläche des Substrates 1 aufgetragenen nicht ausgehärteten thermisch aushärtenden Harzes 2 mit dem Formwerkzeug D2, um zu ermöglichen, dass das Harz in die Durchgangslöcher 1a des Substrates 1 fließt. Dadurch wird das nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz 2 an der Innenwand der Durchgangslöcher 1a angeordnet. In diesem Fall kann der Heißpressschritt S124, der ein gegenwärtig vorhandener Schritt in dem Verfahren zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle S100 ist, den Anordnungsschritt S111 während dieses Schrittes vollenden. Dies kann die Anzahl an Schritte reduzieren und dadurch kann die Produktivität des Verfahrens zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle verbessert werden.
Das Verfahren zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle S100 des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst den zweiten Anordnungsschritt S111. Bei diesem Schritt wird nicht ausgehärtetes thermisch aushärtendes Harz 4 durch Einspritzformen (Spritzguss) auf dem Substrat 1 in dem Formwerkzeug D2 angeordnet. Dieses Verfahren umfasst auch den zweiten Aushärtschritt S112. Bei diesem Schritt wird das Formwerkzeug D2 so erwärmt, dass das auf dem Substrat 1 in dem zweiten Anordnungsschritt S111 angeordnete nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz 4 vorausgehärtet wird. Dies ermöglicht es, dass der Anordnungsschritt S111 und der Voraushärtschritt S112 das Formwerkzeug D2 verwenden, und so kann die Produktivität des Verfahrens zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle verbessert werden.
Das Verfahren zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle S100 des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst den Anordnungsschritt S111 und den Voraushärtschritt S112, die eine Vielzahl oft vor dem vorstehend aufgezeigten Aushärtschritt S113 wiederholt werden. Für den Aufbau eines Separators für eine Brennstoffzelle mit den Abdichtabschnitten 11 und 12 an einer Vielzahl an verschiedenen Positionen werden dadurch ein geeigneter Anordnungsschritt S111 und ein geeigneter Voraushärtschritt S112 in Abhängigkeit von den Positionen der Abdichtabschnitte 11 und 12 ermöglicht, und dadurch kann die Produktivität des Verfahrens zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle verbessert werden.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, kann das vorstehend dargelegte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle S100 schaffen, bei dem die Produktivität verbessert werden kann, ohne eine Form und eine Position der Abdichtabschnitte 11 und 12 des thermisch aushärtenden Harzes 2, 4, die an dem Separator für die Brennstoffzelle auszubilden sind, im Vergleich zu dem herkömmlichen Verfahren zu ändern.
Für das thermisch aushärtende Harz 2, 3, 4 werden vorzugsweise ähnliche Materialien verwendet, die eine thermisch aushärtende Temperatur und thermisch vernetzende Temperatur von 100°C oder höher und 200°C oder niedriger haben. Dies ermöglicht es, dass das Vernetzen des thermisch aushärtenden Harzes 2, 3 und 4 gemeinsam bei dem Aushärtschritt S113 ausgeführt wird.
Vorstehend ist ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben. Der spezifische Aufbau der vorliegenden Erfindung ist nicht auf das vorstehend dargelegte Ausführungsbeispiel beschränkt und die Gestaltung kann verschiedenartig abgewandelt werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die vorliegende Erfindung deckt auch derartige abgewandelte Ausführungsbeispiele ab.
Das Verfahren zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle mit einem Abdichtabschnitt aus einem thermisch aushärtenden Harz kann eine verbesserte Produktivität aufweisen. Das Verfahren umfasst einen Anordnungsschritt zum Anordnen von nicht ausgehärtetem thermisch aushärtendem Harz auf einem Substrat, einen Voraushärtschritt zum Voraushärten des nicht ausgehärteten thermisch aushärtenden Harzes auf dem Substrat, und einen Aushärtschritt zum Aushärten des vorausgehärteten thermisch aushärtenden Harzes auf einer gesammelten Vielzahl an Substraten, um die Abdichtabschnitte an der Vielzahl der Substrate gemeinsam auszubilden.
Bezugszeichenliste

1: Substrat
1a: Durchgangsloch
2: thermisch aushärtendes Harz
4: thermisch aushärtendes Harz
11: Abdichtabschnitt
12: Abdichtabschnitt
D2: Formwerkzeug
S100: Verfahren zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle
S111: Anordnungsschritt
S111a: Auftragschritt
S111b: Druckbeaufschlagungsschritt
S112: Voraushärtschritt
S113: Aushärtschritt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009076303 A [0002]
JP 2009 [0002]
JP 076303 A [0002]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle, der einen Abdichtabschnitt aus thermisch aushärtendem Harz aufweist, mit: einem Anordnungsschritt zum Anordnen von nicht ausgehärtetem thermisch aushärtendem Harz auf einem Substrat; einem Voraushärtschritt zum Voraushärten des auf dem Substrat angeordneten nicht ausgehärteten thermisch aushärtenden Harzes; und einem Aushärtschritt zum Sammeln einer Vielzahl der Substrate und zum Aushärten des vorausgehärteten thermisch aushärtenden Harzes, um die Abdichtabschnitte an der Vielzahl an Substraten gemeinsam auszubilden.
Verfahren zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle gemäß Anspruch 1, wobei der Anordnungsschritt Folgendes umfasst: einen Auftragschritt zum Auftragen des nicht ausgehärteten thermisch aushärtenden Harzes auf einer Oberfläche des Substrates; und einen Druckbeaufschlagungsschritt zum Anordnen des Substrates in einem Formwerkzeug und Druckbeaufschlagen des auf der Oberfläche des Substrates bei dem Auftragschritt aufgetragenen nicht ausgehärteten thermisch aushärtenden Harzes mit dem Formwerkzeug, um zu ermöglichen, dass das Harz in ein Durchgangsloch des Substrates so fließt, dass das nicht ausgehärtete thermisch aushärtende Harz an einer Innenwand des Durchgangslochs angeordnet wird.
Verfahren zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle gemäß Anspruch 1, wobei im Anordnungsschritt das thermisch aushärtende Harz, das nicht ausgehärtet ist, durch Spritzformen auf dem in einem Formwerkzeug angeordneten Substrat angeordnet wird, und im Voraushärtschritt das Formwerkzeug erwärmt wird, um das nicht ausgehärtete auf dem Substrat bei dem Anordnungsschritt angeordnete thermisch aushärtende Harz vorauszuhärten.
Verfahren zum Herstellen eines Separators für eine Brennstoffzelle gemäß Anspruch 1, wobei der Anordnungsschritt und der Voraushärtschritt eine Vielzahl oft vor dem Aushärtschritt wiederholt werden.