JP2002254464A

JP2002254464A - プレス成形用型及びその製造方法

Info

Publication number: JP2002254464A
Application number: JP2001054209A
Authority: JP
Inventors: Hideki Kato; 秀樹加藤; Yasunori Morio; 泰則森尾; Akihiro Ohira; 朗宏大平
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2002-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】離型性を向上させることができるプレス成形
用型を提供する。【解決手段】プレス成形用型２１は、黒鉛材料によっ
て形成された型本体２２を有している。黒鉛材料は気孔
２３を有する多孔質体である。気孔２３には金属材料が
含浸されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体高分子型燃料
電池のセパレータをプレス成形するのに好適なプレス成
形用型に関する物である。

【０００２】

【従来の技術】近年、クリーンで発電効率の高い次世代
の発電装置が望まれており、酸素及び水素の持つ化学エ
ネルギーを直接電気エネルギーに変換する燃料電池（Ｆ
ｕｅｌＣｅｌｌ）に対する期待が次第に高まってきてい
る。現状における燃料電池の種類としては、リン酸型、
アルカリ型、溶融炭酸塩型、固体電解質型、固体高分子
型（イオン交換膜型ともいう。）等が知られている。な
かでも固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ：Ｐｏｌｙｍｅ
ｒＥｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅＦｕｅｌＣｅｌｌ）
は、小規模かつポータブルな電源としての用途（例えば
電気自動車用電源等）に適すると考えられている。ゆえ
に、その実用化に向けて、現在精力的に開発が進められ
ている。

【０００３】このタイプの燃料電池は、例えば電解質層
としてプロトン導電性を有するイオン交換膜の１つであ
る固体高分子膜（以後プロトン交換膜）の両側に電極を
配置してなる膜・電極積層体（単電池）を備えている。
このような固体高分子膜は、分子中に水素イオンの交換
基を持つため、飽和含水状態とすることによりイオン導
電性電解質として機能することができる。これらの電極
には白金等の金属触媒が担持されている。一対の電極の
うちの一方は水素極（陰極）と呼ばれ、他方は酸素極
（陽極）と呼ばれる。膜・電極積層体の両側には一対の
セパレータが配置されており、それらセパレータによっ
て両電極及びイオン交換膜の外周部が挟持されている。

【０００４】水素極側のセパレータを介して供給されて
きた水素ガス（Ｈ₂）は、水素極における触媒反応によ
り水素イオン（Ｈ⁺）と電子（ｅ^-）とに解離する。水素
イオンはプロトン交換膜を通過しながら酸素極に向かっ
て移動し、電子は外部回路を通って酸素極側へ移動す
る。酸素極側には酸素ガス（Ｏ₂）が供給されている。

【０００５】従って、酸素極における触媒反応により、
水素イオン及び外部回路を経由した電子が酸素ガスと反
応し、水（Ｈ₂Ｏ）が生じる。このとき、外部回路を経
由した電子は電流となり、負荷に対して電力を供給する
ことができる。別の言い方をすると、酸素ガス及び水素
ガスを燃料として、電気分解反応の逆反応により、起電
力が得られるようになっている。

【０００６】ところで、従来より、セパレータ等の樹脂
成形品を形成するために、型本体がＳ５０Ｃ鋼、ＳＣＭ
４鋼、ＳＵＳ鋼等の金属材料によって形成されたプレス
成形用型が用いられている。プレス成形用型は、一軸プ
レス機に取り付けられて使用されるようになっている。
しかし、型本体は金属製であったため、プレス成形用型
を切削加工するためのコストが上昇してしまうという問
題があった。この問題を解決するために、型本体が黒鉛
材料によって形成されたプレス成形用型を用いることが
提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、型本体は黒
鉛材料を緻密に凝集させることによって形成されたもの
であるが、どうしても若干の気孔を生じてしまう傾向に
あった。そのため、プレス成形を行うと、樹脂成形品の
一部が気孔に入り込んでしまうことがあった。その結
果、樹脂成形品がプレス成形用型に物理的に固着してし
まい、プレス成形用型から樹脂成形品を離型するのが困
難になってしまうという問題があった。

【０００８】この問題を解決するために、例えば、特開
平２−２１２１０６号公報では、黒鉛材料によって形成
された型本体の表面に熱分解炭素の被膜を設けたものを
プレス成形用型として用いることが提案されている。し
かし、型本体が外部から衝撃を受けたときに被膜が傷付
いてしまう可能性があった。

【０００９】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、離型性を向上させることができる
プレス成形用型を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、黒鉛材料によって形
成された型本体を有するプレス成形用型において、前記
黒鉛材料は気孔を有する多孔質体であり、その気孔には
金属材料が含浸されていることを要旨とする。

【００１１】請求項２に記載の発明では、固体高分子型
燃料電池のセパレータを作るための黒鉛材料によって形
成された型本体を有するプレス成形用型において、前記
黒鉛材料は気孔を有する多孔質体であり、その気孔には
金属材料が含浸されていることを要旨とする。

【００１２】請求項３に記載の発明では、請求項１また
は請求項２に記載の発明において、前記金属材料を前記
型本体の全体に含浸させたことを要旨とする。請求項４
に記載の発明では、金属材料を黒鉛材料からなる多孔質
体と反応しない程度の温度に加熱して液状にした状態
で、前記金属材料を前記多孔質体の気孔に含浸させた
後、切削加工を行うことによって形成することを要旨と
する。

【００１３】以下、本発明の「作用」について説明す
る。請求項１に記載の発明によると、黒鉛材料は気孔を
有し、その気孔には金属材料が含浸されている。そのた
め、気孔が金属材料によって埋められる。よって、プレ
ス成形を行ったときに、樹脂成形品の一部が気孔に入り
込んでしまうのが防止される。その結果、樹脂成形品が
プレス成形用型に物理的に固着してしまうのが防止され
る。従って、プレス成形用型から樹脂成形品を容易に離
型させることができる。また、金属材料を含浸させるこ
とにより、型本体の弾性率が大きくなる。そのため、プ
レス成形用型が衝撃によって欠けてしまうのを防止する
ことができる。また、型本体の表面に熱分解炭素の皮膜
を設けた場合のように、熱分解炭素が外部からの衝撃に
よって傷付いてしまうことはない。ゆえに、プレス成形
用型の離型性が低下してしまうのを防止することができ
る。

【００１４】請求項２に記載の発明によると、黒鉛材料
は気孔を有し、その気孔には金属材料が含浸されてい
る。そのため、プレス成形を行なったときにセパレータ
の一部が気孔に入り込んでしまうのが防止される。その
結果、セパレータがプレス成形用型に物理的に固着して
しまうのが防止される。従って、プレス成形用型からセ
パレータを容易に離型させることができる。

【００１５】請求項３に記載の発明によると、金属材料
が型本体にある気孔全体に含浸されているが、型本体を
構成する骨格は炭素材料のため、金属だけで型本体を構
成した場合に比べて熱膨張率の差が小さくなる。従っ
て、プレス成形用型が熱膨張によって破損されてしまう
のを防止することができる。

【００１６】請求項４に記載の発明によると、金属材料
は多孔質体と反応しない程度の温度に加熱される。その
ため、金属材料と多孔質体とが反応することによって型
本体が脆性材料になってしまうのが防止される。よっ
て、プレス成形用型が破損しやすくなるのを防止するこ
とができる。また、切削加工を行った後で金属材料を含
浸させて型本体を形成した場合のように、金属材料が型
本体の窪みに溜まってしまうのが防止される。よって、
型本体の表面の精度を向上させることができる。それと
ともに、型本体の窪みに溜まった金属材料を取り除く工
程を省略することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した固体高
分子型燃料電池の一実施形態を図１〜図３に基づき詳細
に説明する。

【００１８】図１，図２に示すように、この燃料電池１
は、膜・電極積層体Ｌ１とセパレータ２とを備えてい
る。膜・電極積層体Ｌ１は、プロトン交換膜３の両側に
電極４Ａ，４Ｂを貼り付けた構造となっている。一方の
ものは水素極４Ａであり、他方のものは酸素極４Ｂであ
る。プロトン交換膜３は、水素イオンを通過させること
ができる。本実施形態では、例えばパーフルオロカーボ
ンスルフォン酸からなる膜をプロトン交換膜３として用
いている。水素極４Ａ及び酸素極４Ｂは、炭素繊維等を
主成分とする好通気性のマット状物であり、ここでは矩
形状に加工されている。このマット状物には、白金及び
パラジウムが触媒として担持されている。尚、マット状
物には撥水処理のためフッ素樹脂等が添加されていても
よい。

【００１９】膜・電極積層体Ｌ１の両側には、一対のセ
パレータ２が配置されている。本実施形態のセパレータ
２は略矩形状かつ板状の充実体であって、水素極４Ａ及
び酸素極４Ｂよりも一回り大きく形成されている。そし
て、プロトン交換膜３の外縁に設けられた肉厚フランジ
部３ａは、両セパレータ２の内面外周部によって挟持さ
れている。肉厚フランジ部３ａとセパレータ２との間に
は、外部への流体漏れを防止するために、シール部材と
してのゴムパッキング５が介在されている。その結果、
両セパレータ２間に膜・電極積層体Ｌ１が位置ずれ不能
に固定されている。

【００２０】図７に示すように、セパレータ２は、一軸
プレス機に取り付けられたプレス成形用型２１に矢印Ａ
１方向にプレス成形されることによって、薄板状に形成
されたものである。プレス成形時において、セパレータ
２は、プレス成形用型２１の上型２１ａ及び下型２１ｂ
によって挟持されるようになっている。図１及び図２に
示すように、セパレータ２は導電性を有し、基材部１１
及び複数のリブ１２を備えている。各リブ１２は、基材
部１１の上面及び下面において同基材部１１と一体に形
成されている。各リブ１２はそれぞれ等断面形状をな
し、基材部１１の外周部を除く箇所において平行に形成
されている。膜・電極積層体Ｌ１をセパレータ２で挟持
した場合、各リブ１２の上端面は水素極４Ａ及び酸素極
４Ｂに対して当接するようになっている。そして、リブ
１２同士の間に形成される溝状の領域が、酸素ガス、水
素ガス、水、水分等の流体を流通させるための流体流路
１３となる。

【００２１】また、セパレータ２は、熱硬化性樹脂及び
炭素粉末をその主成分としている。セパレータ２におけ
る熱硬化性樹脂の役割は、ガス等の流体を透過させない
性質と機械的強度とをセパレータ２に与えること、及び
好適な成形性を与えることである。使用可能な熱硬化性
樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、
フェノール樹脂等がある。これらのなかでも、特にフェ
ノール樹脂を選択することが好ましい。フェノール樹脂
は、耐酸性、耐熱性、コスト性に優れるからである。
尚、フェノール樹脂には、ノボラック系のものやレゾー
ル系のもの等がある。ノボラック系フェノール樹脂及び
レゾール系フェノール樹脂の混合物を用いても勿論構わ
ない。本実施形態においては、熱硬化性樹脂として固体
レゾール系フェノール樹脂が使用されている。

【００２２】また、セパレータ２における炭素粉末の役
割は、電気比抵抗を低減して同セパレータ２の導電性を
向上させることである。使用可能な炭素粉末としては、
極力、不純物含有量の少ない高純度炭素粉末を用いるこ
とが望ましい。炭素粉末を用いた理由は、カーボンは金
属のように、イオン溶出によりプロトン交換膜３を被毒
化する危険性がないからである。但し、セパレータ２の
形成にあたって、同セパレータ２に金、銀、白金、パラ
ジウム等から選択される少なくとも１種類の貴金属を含
有したものを用いてもよい。なぜなら、貴金属はイオン
化傾向が小さいため、当該金属がプロトン交換膜３に接
触したとしても、プロトン交換膜３を被毒化させる危険
性がないからである。

【００２３】次に、図３に基づいて、この燃料電池１に
おける発電原理を説明する。使用に際し、水素極４Ａと
酸素極４Ｂとの間には、モータ等のような負荷が外部回
路として電気的に接続される。この状態で、水素極４Ａ
側のセパレータ２側に、水分とともに水素ガスを連続的
に供給する。このとき、水分及び水素ガスは、リブ１２
間に位置する流体流路１３内を一定方向に向かって流れ
る。同様に、酸素極４Ｂ側のセパレータ２側に、水分と
ともに酸素ガスを連続的に供給する。このとき、水分及
び酸素ガスは、リブ１２間に位置する流体流路１３内を
一定方向に向かって流れる。

【００２４】水素極４Ａ側のセパレータ２を経由して供
給されてきた水素ガスは、水素極４Ａにおける触媒反応
により水素イオンとなる。生成された水素イオンは、プ
ロトン交換膜３を通過しながら酸素極４Ｂに向かって移
動する。酸素極４Ｂ側に到った水素イオンは、酸素極４
Ｂにおける触媒反応によって酸素ガスと反応し、水を生
成させる。このような反応が起こる過程では、電子が外
部回路を通って水素極４Ａから酸素極４Ｂへ移動する。
従って、電流は酸素極４Ｂから水素極４Ａへ流れ、結果
として起電力を得ることができる。すると、外部回路に
直流電流が通電され、負荷であるモータ等が駆動され
る。

【００２５】次に、本実施形態のプレス成形用型２１を
図４〜図６に基づき詳細に説明する。図４及び図５に示
すように、プレス成形用型２１を構成する型本体２２は
略矩形板状をなしている。型本体２２の表面には、矩形
状のリブ成形部３１が突設されている。リブ成形部３１
には、リブ成形溝３２が複数箇所に設けられている。リ
ブ成形溝３２の数は前記リブ１２の数と同一である。各
リブ成形溝３２はそれぞれ等断面形状をなし、型本体２
２の外周部を除く箇所において平行に形成されている。

【００２６】図６に示すように、型本体２２は黒鉛材料
によって形成されている。黒鉛材料の熱膨張係数（室温
〜１０００℃）は、１．０×１０^-6〜６．０×１０^-6℃
^-1の範囲であることが好ましい。本実施形態において、
黒鉛材料の熱膨張係数は３．５×１０^-6℃^-1である。黒
鉛材料は金属よりも柔らかく、そのショアー硬度は５０
〜５５の範囲であることが好ましい。本実施形態におい
て、黒鉛材料のショアー硬度は５２である。また、黒鉛
材料は炭素粉末２４を集積したものである。そして、隣
り合う炭素粉末２４間に生じる空隙が気孔２３となる。
気孔２３の平均径は１〜５μｍの範囲であることが好ま
しい。この理由は、気孔２３の平均径が小さ過ぎると、
気孔２３内に金属材料を含浸させるのが困難になるから
である。また、気孔２３の平均径が大き過ぎると、型本
体２２の強度が低下してしまうからである。本実施形態
において、気孔２３の平均径は２μｍである。尚、本実
施形態において、径とは、気孔２３の最も長い部分及び
最も短い部分の径の平均値を指し、平均径とは、各気孔
２３の径の平均値を指す。これら径及び平均径は、水銀
圧入法にて算出したものである。また、黒鉛材料は複数
の気孔２３を有する多孔質体である。また、多孔質体の
空隙率は、１０〜１５％の範囲に設定されることが好ま
しい。この理由は、多孔質体の空隙率が小さ過ぎると、
気孔２３内に金属材料を含浸させるのが困難になるから
である。また、多孔質体の空隙率が大き過ぎると、型本
体２２の強度が低下してしまうからである。本実施形態
において、多孔質体の空隙率は１２％である。

【００２７】また、図６に示すように、各気孔２３には
金属材料が含浸されている。金属材料としては、例え
ば、銅、真鍮、アルミニウム等がある。これらの中で
も、特にアルミニウムを選択することが好ましい。アル
ミニウムは、これらの金属の中で最も融点が低いため、
黒鉛材料と反応してしまう可能性が小さくなるからであ
る。アルミニウムは型本体２２の全体に含浸されてい
る。アルミニウムの体積率は、型本体２２の体積の１０
〜１５％の範囲に設定されることが好ましい。つまり、
アルミニウムが全気孔２３に完全に含浸されることが最
も好ましい。ゆえに、アルミニウムが含浸されずに残っ
た気孔２３が占める体積は、０〜０．０１ｃｃ／ｇの範
囲であることが好ましく、特には、０ｃｃ／ｇであるこ
とが最も好ましい。本実施形態において、アルミニウム
が含浸されずに残った気孔２３が占める体積は、０．０
０８ｃｃ／ｇである。その結果、含浸されたアルミニウ
ムによって、プレス成形用型２１の密度及び重量が大き
くなる。それとともに、型本体２２の曲げ強度が、アル
ミニウムを含浸する前よりも約６割向上する。本実施形
態において、型本体２２の曲げ強度は１２０ＭＰａとな
る。

【００２８】次に、プレス成形用型２１を製造する手順
を説明する。まず、コークスとコールタールピッチとか
らなる配合物を加熱混練して得られた混練物を粉砕後、
ラバープレス機で成形して焼成黒鉛化する。その結果、
多孔質体である黒鉛材料が得られる。

【００２９】次に、アルミニウムを黒鉛材料と反応しな
い程度の温度に加熱して液状にする。このとき、アルミ
ニウムは７８０〜８２０℃の範囲に加熱されることが好
ましい。この理由は、温度が高過ぎると、黒鉛材料と反
応して型本体２２が炭化アルミニウムになってしまい、
型本体２２の強度が低下してしまうからである。また、
温度が低過ぎると、アルミニウムを液状にすることがで
きないからである。本実施形態において、アルミニウム
は８００℃に加熱される。この状態において、アルミニ
ウムを黒鉛材料に含浸する。その後、ＮＣボール盤、Ｎ
Ｃフライス盤等を用いることにより、黒鉛材料を図７に
示すプレス成形用型２１の上型２１ａ、下型２１ｂに加
工する。

【００３０】次に、プレス成形用型２１によってセパレ
ータ２を製造する手順を説明する。図７に示すように、
熱硬化性及び炭素粉末をその主成分とする原料を２００
℃に加熱する。この状態において、原料を上型２１ａ及
び下型２１ｂによって挟持する。そして、原料に対して
矢印Ａ１方向に力を加えることによりプレス成形を行
う。その結果、複数のリブ１２を有するセパレータ２が
形成される。そして、このセパレータ２を、膜・電極積
層体Ｌ１及びゴムパッキング５とともに組み立てれば、
図２等に示す所望の燃料電池１が完成する。十分大きな
起電力を得るために、このような燃料電池１を数十枚か
ら数百枚程積層し、「燃料電池スタック」を構成しても
勿論構わない。

【００３１】従って、本実施形態によれば以下のような
効果を得ることができる。（１）型本体２２を形成する黒鉛材料は気孔２３を有
し、その気孔２３にはアルミニウムが含浸されている。
そのため、気孔２３がアルミニウムによって埋められ
る。よって、プレス成形を行ったときに、セパレータ２
の一部が気孔２３に入り込んでしまうのが防止される。
その結果、セパレータ２がプレス成形用型２１に物理的
に固着してしまうのが防止される。従って、プレス成形
用型２１からセパレータ２を容易に離型させることがで
きる。また、アルミニウムを含浸させることにより、型
本体２２の弾性率が大きくなる。そのため、プレス成形
用型２１が衝撃によって欠けてしまうのを防止すること
ができる。また、型本体２２の表面に熱分解炭素の皮膜
を設けた場合のように、プレス成形用型２１が外部から
の衝撃によって傷付いてしまうことはない。ゆえに、プ
レス成形用型２１の離型性が低下してしまうのを防止す
ることができる。

【００３２】（２）金属材料としてのアルミニウムが型
本体２２にある気孔全体に含浸されている。そのため、
型本体２２を構成する骨格は炭素材料のため、型本体２
２を金属だけで構成した場合に比べると熱膨張率が小さ
くなる。従って、プレス成形用型２１が熱膨張によって
破損されてしまうのを防止することができる。また、ア
ルミニウムが型本体２２の全体に含浸しているため、同
型本体２２の熱伝導率を均一にすることができる。よっ
て、型本体２２の放熱性を向上させることができる。ま
た、型本体２２の一部に熱応力が集中してしまうのを防
止することができる。

【００３３】（３）アルミニウムは多孔質体と反応しな
い程度の温度に加熱される。そのため、アルミニウムと
多孔質体とが反応することによって型本体２２が脆性材
料になってしまうのが防止される。よって、プレス成形
用型２１が破損しやすくなるのを防止することができ
る。また、切削加工を行った後でアルミニウムを含浸さ
せて型本体２２を形成した場合のように、アルミニウム
が型本体２２の窪みに溜まってしまうのが防止される。
よって、型本体２２の表面の精度を向上させることがで
きる。従って、セパレータ２を精度良く製造することが
できる。それとともに、型本体２２の窪みに溜まったア
ルミニウムを取り除く工程を省略することができる。

【００３４】（４）型本体２２を形成する金属材料はア
ルミニウムである。よって、アルミニウムは他の金属材
料よりも低い温度で溶けるため、金属材料を多孔質体に
含浸させるのが容易になる。

【００３５】（５）型本体２２は金属よりも柔らかい黒
鉛材料によって形成されている。よって、型本体２２を
形成するときに切削加工を容易に行うことができる。ま
た、プレス成形されたセパレータ２を容易に離型するこ
とができる。ゆえに、プレス成形用型２１の作製時間が
短縮されるため、ニーズの多様化による少量多品種化の
流れにも対応することができる。

【００３６】（６）型本体２２は金属材料よりも相対的
に安価な黒鉛材料によって形成されている。そのため、
アルミニウムを含浸してもプレス成形用型２１のコスト
が上昇してしまうのを防止することができる。

【００３７】（７）型本体２２は、アルミニウム等の金
属材料のみで形成される場合に比べて軽量になる。その
ため、プレス成形用型２１の扱いが容易になる。また、
プレス成形用型２１を金属材料のみで形成した場合のよ
うに、型本体２２にバリが残ってしまうことはない。そ
のため、バリ取りの工程を省略できる。ゆえに、プレス
成形用型２１を容易に作製することができる。

【００３８】（８）型本体２２にアルミニウムが含浸さ
れるため、アルミニウムが含浸されずに残った気孔２３
の体積は０．００８ｃｃ／ｇになる。よって、気孔２３
が型本体２２の表面に露出してしまう可能性が小さくな
る。従って、セパレータ２の表面を高精度に成形するこ
とができる。

【００３９】尚、本発明の実施形態は以下のように変更
してもよい。・前記実施形態では、アルミニウムが型本体２２の全体
に含浸されていた。しかし、アルミニウムを、型本体２
２においてセパレータ２をプレスするときに同セパレー
タ２に接触する部分のみに含浸させてもよい。

【００４０】・前記実施形態では、型本体２２は、燃料
電池１のセパレータ２を作るためのものであった。しか
し、型本体２２を、プラスチック成形品等の樹脂成形品
を作るために用いてもよい。

【００４１】・セパレータ２の形状は、前記実施形態の
ような略矩形状に限定されるものではなく、円形状、略
三角形状等の他の形状であってもよい。次に、上記実施
形態及び別例によって把握される技術的思想を以下に列
挙する。

【００４２】（１）請求項１〜３のいずれか一項におい
て、前記多孔質体の空隙率は、１０〜１５％であること
を特徴とするプレス成形用型。（２）請求項１〜３、技術的思想（１）のいずれか一項
において、前記金属材料はアルミニウムであることを特
徴とするプレス成形用型。よって、技術的思想（２）に
よれば、アルミニウムは比較的低い温度で溶けるため、
金属材料を多孔質体に含浸させるのが容易になる。

【００４３】（３）請求項２において、前記金属材料
を、前記型本体において前記セパレータをプレスすると
きに前記セパレータに接触する部分に含浸させたことを
特徴とするプレス成形用型。

【００４４】（４）請求項１または２に記載のプレス成
形用型によって成形されることを特徴とする固体高分子
型燃料電池のセパレータ。（５）イオン交換膜の両側に電極を配置してなる膜・電
極積層体と、前記膜・電極積層体を挟持する請求項１ま
たは２に記載のプレス成形用型によって成形される一対
のセパレータとを備えたことを特徴とする固体高分子型
燃料電池。

【００４５】（６）イオン交換膜の両側に電極を配置し
てなる膜・電極積層体と、前記膜・電極積層体を挟持す
る請求項１または２に記載のプレス成形用型によって成
形される一対のセパレータとを備えた固体高分子型燃料
電池を複数枚積層することによって構成した燃料電池ス
タック。

【００４６】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載の
発明によれば、プレス成形用型から樹脂成形品を容易に
離型させることができる。また、プレス成形用型が衝撃
によって欠けてしまうのを防止することができる。

【００４７】請求項２に記載の発明によれば、プレス成
形用型からセパレータを容易に離型させることができ
る。請求項３に記載の発明によれば、プレス成形用型が
熱膨張によって破壊されてしまうのを防止することがで
きる。

【００４８】請求項４に記載の発明によれば、プレス成
形用型が破損しやすくなるのを防止することができる。
また、型本体の表面の精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態における固体高分子型燃料電池の
分解斜視図。

【図２】燃料電池の概略断面図。

【図３】燃料電池の原理説明図。

【図４】プレス成形用型を示す上面図。

【図５】図１の５−５線断面図。

【図６】プレス成形用型の組織を示す概略図。

【図７】セパレータが成形されるときの状態を示す断
面図。

【符号の説明】

１…固体高分子型燃料電池、２…セパレータ、２１…プ
レス成形用型、２２…型本体、２３…気孔。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大平朗宏岐阜県大垣市青柳町300番地イビデン株式会社青柳工場内Ｆターム(参考） 4F202 AH81 AJ01 AJ02 AJ10 CA09 CD01 CD21 5H026 AA06 BB00 BB02 BB03 BB06 CC03 EE02 EE06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】黒鉛材料によって形成された型本体を有す
るプレス成形用型において、前記黒鉛材料は気孔を有する多孔質体であり、その気孔
には金属材料が含浸されていることを特徴とするプレス
成形用型。
【請求項２】固体高分子型燃料電池のセパレータを作る
ための黒鉛材料によって形成された型本体を有するプレ
ス成形用型において、前記黒鉛材料は気孔を有する多孔質体であり、その気孔
には金属材料が含浸されていることを特徴とするプレス
成形用型。
【請求項３】前記金属材料を前記型本体の全体に含浸さ
せたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
プレス成形用型。
【請求項４】金属材料を黒鉛材料からなる多孔質体と反
応しない程度の温度に加熱して液状にした状態で、前記
金属材料を前記多孔質体の気孔に含浸させた後、切削加
工を行うことによって形成することを特徴とするプレス
成形用型の製造方法。