JP2003257445A - Separator for fuel cell and manufacturing method therefor - Google Patents

Separator for fuel cell and manufacturing method therefor

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JP2003257445A
JP2003257445A JP2002059605A JP2002059605A JP2003257445A JP 2003257445 A JP2003257445 A JP 2003257445A JP 2002059605 A JP2002059605 A JP 2002059605A JP 2002059605 A JP2002059605 A JP 2002059605A JP 2003257445 A JP2003257445 A JP 2003257445A
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separator
fuel cell
mass
resin
molding
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JP2002059605A
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Japanese (ja)
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Koji Inagaki
孝司 稲垣
Kiyohiko Yamamura
清彦 山村
Terumasa Yoshinaga
輝政 吉永
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Unitika Ltd
Original Assignee
Unitika Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a separator being light in weight and having excellent mechanical strength and excellent molding machining property so as to provide a manufacturing method therefor. <P>SOLUTION: A resin component containing phenol resin of 30 to 95 mass % having heat flowability measured by a disc cure method of 100 to 190 mm and a cellulose material of 70 to 5 mass % having a particle diameter of 200 μm or less is molded. The produced molded product is carbonized and baked to obtain the separator for a fuel cell made of amorphous carbon. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池用セパレ
ータおよびその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell separator and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料電池は、低公害で、高い発電効率を
持つ次世代の発電装置として期待されている。この燃料
電池の種類としては、電解質の種類により、アルカリ
型、リン酸型、固体高分子型、溶融炭酸塩型、固体電解
質型などがある。これらの燃料電池には、水素含有ガス
(アノードガス)と酸素含有ガス(カソードガス)との
電気化学反応により起電力を生ずる単位電池と、積層さ
れた隣合う単位電池間に介在した燃料電池用セパレータ
(以下、「セパレータ」と略称する。)とが備えられて
いる。
2. Description of the Related Art Fuel cells are expected as a next-generation power generation device with low pollution and high power generation efficiency. The type of the fuel cell includes alkali type, phosphoric acid type, solid polymer type, molten carbonate type, solid electrolyte type, etc., depending on the type of electrolyte. These fuel cells include a unit cell that generates an electromotive force due to an electrochemical reaction between a hydrogen-containing gas (anode gas) and an oxygen-containing gas (cathode gas), and a fuel cell for a fuel cell interposed between adjacent unit cells that are stacked. A separator (hereinafter, abbreviated as “separator”) is provided.

【0003】セパレータは、隣合う単位電池双方の電極
と接触して、これら単位電池間を電気的に接続するとと
もに反応ガスを分離する作用を担うものであり、その表
面にはガス流路を形成するために溝加工が施されている
のが一般的である。また、アルカリ型、リン酸型、固体
高分子型などの比較的低温で動作する燃料電池には、動
作温度の安定を図る目的でセパレータの片側に冷却水を
流すための溝を備えているものもある。
The separator is in contact with the electrodes of both adjacent unit cells to electrically connect the unit cells together and to separate the reaction gas, and forms a gas flow path on the surface thereof. In order to do so, it is general that groove processing is applied. Fuel cells that operate at relatively low temperatures, such as alkaline type, phosphoric acid type, and solid polymer type, have a groove for flowing cooling water to one side of the separator for the purpose of stabilizing the operating temperature. There is also.

【0004】上記セパレータに要求される特性として
は、導電性を有すること、ガス透過性が小さいこと、耐
熱性及び耐食性があること、アノードガス及びカソード
ガスと反応しないこと、機械的強度に優れていることな
どが挙げられる。また、燃料電池は、その構成上、複数
枚のセパレータを使用するため、例えば自動車用途で使
用する際などには、軽量であることも重要である。
The characteristics required for the separator are that it has electrical conductivity, low gas permeability, heat resistance and corrosion resistance, does not react with anode gas and cathode gas, and has excellent mechanical strength. There are things such as being present. In addition, since the fuel cell uses a plurality of separators due to its structure, it is also important that the fuel cell is lightweight, for example, when it is used for an automobile.

【0005】セパレータがチタンやステンレス等の金属
からなるものは、耐熱性や導電性に優れているものの、
上記のような溝形状を形成するには切削加工が必要とな
る。また、切削加工後の成形加工品は、耐食性の向上や
接触抵抗率の低減を図るために、その表面を貴金属等で
メッキする必要があり、コスト高の要因となっているだ
けでなく、重量が大きくなるという問題がある。
Although the separator made of a metal such as titanium or stainless steel has excellent heat resistance and conductivity,
Cutting is required to form the groove shape as described above. In addition, the molded product after cutting has to have its surface plated with a precious metal or the like in order to improve the corrosion resistance and reduce the contact resistivity, which is not only a factor of high cost but also a heavy weight. There is a problem that becomes large.

【0006】一方、黒鉛に代表されるカーボン材やアモ
ルファスカーボン材からなるセパレータは、軽量で耐食
性に優れており、しかも良好な導電性を有するものであ
る。しかし、このような素材からなるセパレータは、射
出成形などの成形加工を行うことができないため、平面
状の板を作製した後、この平板の片面もしくは両面に切
削加工を施して上記のような溝形状を形成する必要があ
り、加工コストが高くなる。また、黒鉛板は切削加工時
にワレやクラックが生じやすく、アモルファスカーボン
板は切削加工自体が金属材料に比べて困難であるという
問題がある。
On the other hand, a separator made of a carbon material such as graphite or an amorphous carbon material is lightweight, has excellent corrosion resistance, and has good conductivity. However, since a separator made of such a material cannot be subjected to molding processing such as injection molding, after manufacturing a flat plate, one or both surfaces of this flat plate are subjected to cutting processing so that the above-mentioned groove is formed. It is necessary to form the shape, which increases the processing cost. Further, the graphite plate is apt to cause cracks and cracks during cutting, and the amorphous carbon plate has a problem that the cutting itself is more difficult than that of a metal material.

【0007】また、特開平4−284363号公報に
は、炭素繊維に熱硬化性樹脂液を含浸して加圧成形し、
これを非酸化性雰囲気中で炭化処理することによって得
られるセパレータが開示されているが、このセパレータ
は、ガス不透過性を向上させるために熱硬化性樹脂液を
数回含浸させ焼成しなければならず、含浸と焼成を繰り
返し行うことでセパレータの膨張・収縮による割れが多
くなるという欠点があり、さらにコスト高になるという
問題点がある。
Further, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-284363, carbon fibers are impregnated with a thermosetting resin liquid and pressure-molded,
A separator obtained by carbonizing this in a non-oxidizing atmosphere is disclosed, but this separator must be impregnated with a thermosetting resin liquid several times in order to improve gas impermeability and fired. However, there is a problem that cracks due to expansion and contraction of the separator increase due to repeated impregnation and firing, and there is a problem that the cost becomes higher.

【0008】また、特開平10−334927号公報、
特開昭59−213610号公報、特開昭60−150
559号公報、特開2000−21421号公報、特開
2001−143719号公報等には、熱硬化性樹脂に
黒鉛粉末を含有させた樹脂製セパレータが提案されてい
る。これらのセパレータは軽量ではあるが、機械的特性
や電気的性能はカーボン材やアモルファスカーボン材か
らなるセパレータに比べて劣るため、更なる改良が望ま
れている。また、樹脂組成物を用いてセパレータを作製
する場合には、上記のようにセパレータの表面にガス流
路である溝を形成することが必要であるため、射出成形
や圧縮成形などの大量生産に適した成形方法を用いるこ
とが望まれるが、単に熱可塑性樹脂に黒鉛粉末を含有さ
せただけでは、溶融成形時に粘度上昇が生じて成形時の
流動性が悪化したり、あるいは熱硬化時の硬化速度が遅
くなるなどして成形性に劣る場合が多く、歩留まりが悪
く、生産性に劣るなどの問題がある。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 10-334927,
JP-A-59-213610, JP-A-60-150
In Japanese Patent No. 559, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-21421, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-143719, etc., a resin separator in which graphite powder is contained in a thermosetting resin is proposed. Although these separators are lightweight, their mechanical characteristics and electrical performance are inferior to those of a separator made of a carbon material or an amorphous carbon material, and thus further improvement is desired. Further, when a separator is produced using the resin composition, it is necessary to form a groove that is a gas flow path on the surface of the separator as described above, so that it is suitable for mass production such as injection molding and compression molding. Although it is desirable to use a suitable molding method, simply adding graphite powder to the thermoplastic resin will cause an increase in viscosity during melt molding, resulting in poor fluidity during molding, or curing during thermosetting. In many cases, the moldability is inferior because the speed becomes slow, and the yield is poor and the productivity is inferior.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、この
ような問題点を解決して、機械的強度に優れ、軽量で、
しかも成形加工性に優れたセパレータ及びその製造方法
を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention solves such problems and is excellent in mechanical strength, lightweight, and
Moreover, it is an object of the present invention to provide a separator excellent in moldability and a manufacturing method thereof.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意研究を行った結果、特定の熱特性を有
するフェノール樹脂と、特定の粒子径を有するセルロー
ス質材料とを含有する樹脂組成物を炭化焼成することで
得られるアモルファスカーボンにて燃料電池用セパレー
タを形成することで上記課題が解決されることを見出
し、本発明に到達した。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a phenol resin having specific thermal characteristics and a cellulosic material having a specific particle size are contained. The inventors have found that the above problems can be solved by forming a fuel cell separator from amorphous carbon obtained by carbonizing and firing the resin composition described above, and have reached the present invention.

【0011】すなわち、本発明は、ディスクキュアー法
で測定した熱流動性が100〜190mmのフェノール
樹脂30〜95質量%と、粒子径が200μm以下のセ
ルロース質材料70〜5質量%とを含有する樹脂組成物
を成形加工し、炭化焼成して得られるアモルファスカー
ボンよりなることを特徴とする燃料電池用セパレータを
要旨とする。
That is, the present invention contains 30 to 95% by mass of a phenol resin having a heat fluidity of 100 to 190 mm as measured by the disc cure method and 70 to 5% by mass of a cellulosic material having a particle diameter of 200 μm or less. A gist of the present invention is a separator for a fuel cell, which is made of amorphous carbon obtained by molding and carbonizing a resin composition.

【0012】また、ディスクキュアー法で測定した熱流
動性が100〜190mmのフェノール樹脂30〜95
質量%と、粒子径が200μm以下のセルロース質材料
70〜5質量%とを含有する樹脂組成物を用いて成形加
工し、得られた成形加工品を炭化焼成してアモルファス
カーボンとすることを特徴とする燃料電池用セパレータ
の製造方法を要旨とするものである。
Further, a phenol resin 30-95 having a heat fluidity of 100-190 mm as measured by the disc cure method is used.
It is molded by using a resin composition containing 70% by mass and 70% by mass of a cellulosic material having a particle diameter of 200 μm or less, and the molded product obtained is carbonized and fired to obtain amorphous carbon. The gist of the invention is a method of manufacturing a fuel cell separator.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。燃料電池用のセパレータには、少なくとも一方の
面にアノードガス、カソードガス等の反応ガスの流路と
なる溝が多数形成されたものや、一方の面には前記反応
ガス用の溝が形成され、他方の面には燃料電池の動作温
度を安定させるために冷却水等の熱媒体を流すための溝
が形成されたものがある。あるいは、溝の形態のほか
に、セパレータの表面から突出する多数の突起を有する
ことによって反対に凹状の流路を形成した形態のものが
ある。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below. A separator for a fuel cell has a large number of grooves for forming a flow path for a reaction gas such as an anode gas and a cathode gas on at least one surface, and a groove for the reaction gas on one surface. On the other side, there is one in which a groove for flowing a heat medium such as cooling water is formed in order to stabilize the operating temperature of the fuel cell. Alternatively, in addition to the groove form, there is a form in which a concave flow path is formed oppositely by having a large number of protrusions protruding from the surface of the separator.

【0014】本発明においては、このような複雑な溝形
状を有する燃料電池用セパレータを得るために、特定の
熱特性を有するフェノール樹脂と特定の粒子径を有する
セルロース質材料とを特定の割合で含有する樹脂組成物
を用いて成形加工を行う必要がある。樹脂成分として熱
硬化性樹脂であるフェノール樹脂を用いることで、成形
後に硬化した成形加工品は熱により溶融せず、その後に
行う焼成工程においても形状を保持したまま炭化して、
目的とするアモルファスカーボンの燃料電池用セパレー
タを得ることが可能になる。また、特定の熱特性を有す
るフェノール樹脂を用いることで溶融成形時の流動性が
向上し、さらに加えてこのフェノール樹脂にフィラー的
な役割を担い成形性の向上効果を有するセルロース質材
料を所定量だけ含有させて均一に分散させることで、フ
ェノール樹脂のみでは成形、特に射出成形が困難である
が、溶融成形時に適切な溶融粘度が得られ、より一層の
成形性の向上が図れる。また、熱硬化時における樹脂の
熱硬化を促進することもでき、さらにカーボン材として
成形加工品の形態を保持することができる。このように
成形性および熱硬化性の良い樹脂組成物を用いて成形加
工を行うことで、上記のように複雑な溝形状や凹状の流
路が形成されたセパレータであっても、容易に成形加工
品とすることができる。
In the present invention, in order to obtain a fuel cell separator having such a complicated groove shape, a phenol resin having specific thermal characteristics and a cellulosic material having a specific particle size are mixed in a specific ratio. It is necessary to perform molding processing using the resin composition contained. By using a phenolic resin, which is a thermosetting resin, as a resin component, the molded processed product that has been cured after molding does not melt due to heat, and carbonizes while maintaining its shape in the subsequent firing step,
The target amorphous carbon fuel cell separator can be obtained. Further, by using a phenol resin having a specific thermal characteristic, the fluidity at the time of melt molding is improved, and in addition, a predetermined amount of a cellulosic material having a role of a filler in the phenol resin and an effect of improving the moldability is provided. By only containing and dispersing uniformly, it is difficult to mold, especially injection molding, only with the phenol resin, but an appropriate melt viscosity can be obtained during melt molding, and the moldability can be further improved. Further, it is possible to accelerate the thermal curing of the resin during the thermal curing, and it is possible to maintain the form of the molded product as a carbon material. By performing a molding process using a resin composition having good moldability and thermosetting property as described above, even a separator having a complicated groove shape or a concave flow path as described above can be easily molded. It can be a processed product.

【0015】しかし、この成形加工品のままでは、電気
的特性、特に電気抵抗率が高く、燃料電池用セパレータ
として使用することができないため、成形加工により得
た成形加工品は、炭化焼成してアモルファスカーボン化
する必要がある。成形加工品の状態では、樹脂成形物で
あるため絶縁素材であるが、炭化焼成してアモルファス
カーボン化することで燃料電池用セパレータとしての電
気的特性を満足するものとなり、しかも機械的強度やガ
ス不透過性能、耐食性能に優れた燃料電池用セパレータ
が得られる。
However, the molded product as it is cannot be used as a separator for a fuel cell because of its high electrical characteristics, especially electrical resistivity, so the molded product obtained by molding is carbonized and fired. It is necessary to make it amorphous carbon. In the state of molded products, it is an insulating material because it is a resin molded product, but it will satisfy the electrical characteristics as a fuel cell separator by carbonizing and firing it into amorphous carbon, and it will also have mechanical strength and gas. A fuel cell separator having excellent impermeability and corrosion resistance can be obtained.

【0016】焼成に際しては、フェノール樹脂により成
形加工品の形状を保持した状態で炭化させることができ
る。また、炭素質材料であるセルロース質材料は、不活
性雰囲気下で加熱することで炭化焼成が可能な材質であ
ることから、成形加工品を不活性雰囲気中で炭化焼成す
ることで得られた焼成品には、セルロース質材料とフェ
ノール樹脂との残炭率の違いにより若干の空隙(気孔)
等が発生する。この空隙によってセパレータの嵩密度が
低くなり、セパレータの軽量化が実現できるとともに、
焼成工程における焼成時間の短縮が可能となる。なお、
この空隙はガス透過性を低下させるものではない。
Upon firing, the molded product can be carbonized with a phenol resin while maintaining its shape. In addition, since the cellulosic material, which is a carbonaceous material, is a material that can be carbonized and fired by heating it in an inert atmosphere, the firing obtained by carbonizing and firing the molded product in an inert atmosphere The product has some voids (pores) due to the difference in residual carbon ratio between the cellulosic material and the phenol resin.
Etc. occur. With this void, the bulk density of the separator is lowered, and the weight of the separator can be reduced,
The firing time in the firing process can be shortened. In addition,
This void does not reduce the gas permeability.

【0017】本発明におけるフェノール樹脂は、ディス
クキュアー法で測定した熱流動性が100〜190mm
の範囲である必要がある。フェノール樹脂の熱流動性が
100mm未満であると、成形時の流動性が不足して複
雑な形状を形成できなくなり、熱流動性が190mmを
超えると、熱溶融時における粘度が低いため気泡巻き込
んだり、成形時に流動しすぎてかえって成形性が悪化す
る。
The phenol resin in the present invention has a heat fluidity of 100 to 190 mm as measured by the disc cure method.
Must be in the range. If the heat fluidity of the phenolic resin is less than 100 mm, the fluidity at the time of molding is insufficient and it becomes impossible to form a complicated shape. If the heat fluidity exceeds 190 mm, the viscosity at the time of heat melting is low and air bubbles are trapped. However, when it is molded, it flows too much and the moldability deteriorates.

【0018】なお、本発明における熱流動性とは、常温
では固体であるが、加熱状態にて負荷をかけたときに流
動性を示す特性をいう。熱硬化性を有するフェノール樹
脂は、通常の熱可塑性樹脂の場合と異なって、ある程度
以上の長時間にわたって流動性を示す温度にて加熱を続
けると、分子内及び分子間での縮合が始まって架橋し、
これによって硬化する性質を持っている。そこで、熱流
動性を表す尺度として、JIS規格のディスクキュアー
法で測定した160℃における所定荷重下の試料樹脂円
板の流れ(直径の延び:mm)で表す。
The term "thermofluidity" as used in the present invention refers to the property of being solid at room temperature but exhibiting fluidity when a load is applied in a heated state. Unlike ordinary thermoplastic resins, thermosetting phenolic resins undergo intramolecular and intermolecular condensation to crosslink when heating is continued at a temperature at which they have fluidity for a certain period of time or longer. Then
This has the property of hardening. Therefore, as a measure of the heat fluidity, the flow (diameter extension: mm) of the sample resin disk under a predetermined load at 160 ° C. measured by the JIS standard disc cure method is used.

【0019】本発明におけるセルロース質材料とは、機
械的もしくは化学的に精製された木材パルプや綿、非木
材パルプなどから抽出されたセルロースのほか、セルロ
ース成分を含有しており、焼成によって炭素化すること
ができる、例えば、木材からなる木粉、木材から誘導し
たパルプ、非木材パルプあるいはこれらの混合物などを
指す。
The cellulosic material in the present invention includes cellulose extracted from mechanically or chemically refined wood pulp, cotton, non-wood pulp, etc., as well as a cellulose component, which is carbonized by firing. It can be, for example, wood flour composed of wood, pulp derived from wood, non-wood pulp or a mixture thereof.

【0020】本発明にて用いられるセルロース質材料
は、真球状ではなくある長さを持った楕円形状である場
合が多い。本発明での粒子径とは、楕円形状の長辺部の
長さを示す。
The cellulosic material used in the present invention is often not in the shape of a true sphere but in the shape of an ellipse having a certain length. The particle diameter in the present invention refers to the length of the long side of the elliptical shape.

【0021】ところで、本発明の焼成品には、フェノー
ル樹脂とセルロース質材料との残炭率の違いによって空
隙が生じるが、この空隙の形状は、機械的性質の点から
球形であることが好ましく、また空隙の大きさは機械的
性質の点からできるだけ小さい方が好ましい。空隙の形
状や大きさはセルロース質材料の形状や大きさに影響さ
れるため、セルロース質材料の形状は、球形に近い形が
好ましく、その粒子径もできるだけ小さい方が好まし
い。従って、本発明においては、セルロース質材料の粒
子径が200μm以下である必要がある。
By the way, in the fired product of the present invention, voids are generated due to the difference in the residual carbon ratio between the phenol resin and the cellulosic material. The voids are preferably spherical in view of mechanical properties. The size of the voids is preferably as small as possible from the viewpoint of mechanical properties. Since the shape and size of the voids are affected by the shape and size of the cellulosic material, the shape of the cellulosic material is preferably close to a sphere, and the particle size thereof is preferably as small as possible. Therefore, in the present invention, the particle size of the cellulosic material needs to be 200 μm or less.

【0022】また、セルロース質材料の粒子径が200
μmを超えると、樹脂中におけるセルロース質材料の分
散性が悪化して成形時の流動性が悪くなり、成形性が低
下するため、複雑な形状を有する成形加工品に加工する
ことが困難となる。粒子径の下限は特に限定されるもの
ではないが、実用的な粒子径の範囲としては、セルロー
スの場合は5〜50μm、木粉やパルプなどの場合は1
00〜200μmが適当である。
The particle size of the cellulosic material is 200
When it exceeds μm, the dispersibility of the cellulosic material in the resin deteriorates, the fluidity at the time of molding deteriorates, and the moldability decreases, so that it becomes difficult to process into a molded product having a complicated shape. . The lower limit of the particle size is not particularly limited, but the practical range of the particle size is 5 to 50 μm in the case of cellulose and 1 in the case of wood flour or pulp.
A range of 00 to 200 μm is suitable.

【0023】上記のフェノール樹脂とセルロース質材料
とは、燃料電池用セパレータを形成する樹脂組成物中
に、フェノール樹脂が30〜95質量%、セルロース質
材料が70〜5質量%の範囲で含まれる必要がある。フ
ェノール樹脂の含有量が30重量%よりも少ないと、フ
ェノール樹脂の特性が混合物に十分に反映されず、流動
性が悪化して成形性が悪くなる。また、セルロース質材
料の含有量が多くなりすぎるため、炭化焼成した焼成品
にはセルロース質材料に起因する空隙の占める割合が大
きくなり、嵩密度は低くなるものの、曲げ強度や曲げ弾
性率といった機械的特性に劣るものとなる。フェノール
樹脂の含有量が95質量%を超えると、セルロース質材
料の含有量が少なくなってフィラー的な役割が十分なも
のではなくなり、熱硬化の促進効果が低くなり成形性が
低下する。また、炭化焼成した焼成品は、機械的強度は
向上するものの嵩密度が大きくなり、セパレータの軽量
化が図れない。
The above-mentioned phenol resin and cellulosic material are contained in the resin composition forming the fuel cell separator in an amount of 30 to 95% by mass of the phenol resin and 70 to 5% by mass of the cellulosic material. There is a need. When the content of the phenol resin is less than 30% by weight, the characteristics of the phenol resin are not sufficiently reflected in the mixture, the fluidity is deteriorated and the moldability is deteriorated. Further, since the content of the cellulosic material becomes too large, the proportion of voids due to the cellulosic material in the carbonized and fired product is large, and the bulk density is low, but the mechanical properties such as bending strength and bending elastic modulus are low. Will be inferior in physical characteristics. When the content of the phenolic resin exceeds 95% by mass, the content of the cellulosic material becomes small, the role as a filler becomes insufficient, the effect of promoting thermosetting becomes low, and the moldability deteriorates. Further, although the carbonized and fired product has improved mechanical strength, it has a large bulk density and cannot reduce the weight of the separator.

【0024】発明における燃料電池用セパレータを形成
する樹脂組成物は、上記のフェノール樹脂とセルロース
質材料とを主成分とするものであるが、その特性を損な
わない範囲において、更なる性能向上を目的として、熱
硬化性樹脂、例えば、上記熱特性以外とは異なるフェノ
ール樹脂、ポリカルボジイミド樹脂、フルフリルアルコ
ール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不
飽和ポリエステル、芳香族ポリイミド、これらの共重合
体や混合物を含有させることが可能であり、架橋剤等の
改質剤を添加することも可能である。また、カーボンブ
ラック、黒鉛粉末、炭素繊維、無機繊維、無機粉末、ガ
ラス状カーボン等の炭素材料や、焼成により炭化する物
質を含有していてもよい。
The resin composition forming the fuel cell separator according to the present invention contains the above-mentioned phenol resin and a cellulosic material as main components, but it is intended to further improve the performance as long as the characteristics are not impaired. As the thermosetting resin, for example, a phenol resin different from those other than the above thermal characteristics, polycarbodiimide resin, furfuryl alcohol resin, epoxy resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester, aromatic polyimide, copolymers thereof Or a mixture thereof, and a modifier such as a cross-linking agent can be added. Further, it may contain a carbon material such as carbon black, graphite powder, carbon fiber, inorganic fiber, inorganic powder or glassy carbon, or a substance carbonized by firing.

【0025】上記のように構成された樹脂組成物の成形
加工方法は、射出成形法や圧縮成形法やトランスファー
成形などの、定法の成形加工方法を採用することができ
るが、中でも、成形サイクルが短く、複雑な形状にも容
易に対応でき、また製品の寸法精度も良好であるうえ、
連続生産に適していることから射出成形が好ましい。な
お、射出成形による成形加工を行う際には、成形材料を
予め焼成時に寸法収縮を見込んだ寸法形状の金型を用い
て射出成形加工することが好ましい。
As the molding method of the resin composition having the above-mentioned constitution, a standard molding method such as injection molding method, compression molding method and transfer molding method can be adopted. It is short and can easily handle complex shapes, and the product has good dimensional accuracy.
Injection molding is preferred because it is suitable for continuous production. When performing the molding process by injection molding, it is preferable that the molding material is preliminarily subjected to the injection molding process by using a mold having a size and shape that allows for dimensional shrinkage during firing.

【0026】成形加工により得られた成形加工品には焼
成が行われ、アモルファスカーボンが得られるが、この
炭化焼成は、真空あるいは不活性ガス雰囲気中で行うこ
とが好ましい。不活性ガスとしては、窒素ガス、ヘリウ
ムガス、アルゴンガス等が挙げられる。焼成温度は70
0〜1600℃の範囲であることが好ましい。焼成温度
が700℃未満であると、樹脂組成物が充分に炭化でき
ないため電気的性能や機械的特性に劣るものとなる。ま
た、焼成温度が1600℃を超えても目的とするアモル
ファスカーボン製セパレータを得ることは可能である
が、構造的な変化が少なく製造ユーティリティーに対し
て得られるセパレータの性能向上が観測できずエネルギ
ーのロスとなるため、焼成温度の上限は1600℃とす
ることが妥当である。従って、焼成温度は900〜12
00℃の範囲とすることが製造時におけるエネルギーを
有効に活用する観点からもより好ましい。
The molded product obtained by the molding process is fired to obtain amorphous carbon, and this carbonization and firing is preferably performed in a vacuum or an inert gas atmosphere. Examples of the inert gas include nitrogen gas, helium gas, argon gas and the like. Firing temperature is 70
It is preferably in the range of 0 to 1600 ° C. If the firing temperature is lower than 700 ° C, the resin composition cannot be carbonized sufficiently, resulting in poor electrical performance and mechanical properties. Further, even if the firing temperature exceeds 1600 ° C, it is possible to obtain the target amorphous carbon separator, but there is little structural change, and the improvement in the performance of the separator obtained with respect to the manufacturing utility cannot be observed, and the energy consumption is reduced. Since this causes a loss, it is appropriate that the upper limit of the firing temperature be 1600 ° C. Therefore, the firing temperature is 900 to 12
The range of 00 ° C. is more preferable from the viewpoint of effectively utilizing energy during production.

【0027】上記のように作製された本発明のセパレー
タは、曲げ強度が60MPa以上であることが好まし
い。曲げ強度が60MPa未満であると、セパレータ強
度として実用に適さない可能性がある。また、セパレー
タの曲げ弾性率は30GPa以下であることが好まし
く、25GPa以下であることがさらに好ましい。曲げ
弾性率が30GPaより大きいと剛性が高くなりすぎて
割れの発生が多くなり、実用に不向きとなる。さらに、
セパレータの嵩密度は1.5g/cm3以下であること
が好ましく、1.2g/cm3以下であることがより好
ましい。嵩密度が1.5g/cm3を超えると、セパレ
ータを複数枚使用する燃料電池スタックにおいて、軽量
化を損なうことになる。
The bending strength of the separator of the present invention produced as described above is preferably 60 MPa or more. If the bending strength is less than 60 MPa, it may not be suitable for practical use as separator strength. The bending elastic modulus of the separator is preferably 30 GPa or less, more preferably 25 GPa or less. If the flexural modulus is higher than 30 GPa, the rigidity becomes too high and cracks occur more often, which is not suitable for practical use. further,
The bulk density of the separator is preferably 1.5 g / cm 3 or less, more preferably 1.2 g / cm 3 or less. When the bulk density exceeds 1.5 g / cm 3 , the weight reduction is impaired in the fuel cell stack using a plurality of separators.

【0028】このように成形加工した成形加工品を炭化
焼成したアモルファスカーボンよりなるセパレータとす
ることで、燃料電池用セパレータに適した形状の構造体
を連続的かつ均一に製造することができ、さらに、切削
工程のような後加工を必要とせず、あるいは少なくする
ことができるため、量産性良くアモルファスカーボン製
の燃料電池用セパレータを得ることができる。従って、
このセパレータを積層して燃料電池に用いると、寿命が
長くて、信頼性が高く、しかも軽量な燃料電池が得られ
る。
By using the molded product thus molded and processed as a separator made of carbonized and baked amorphous carbon, a structure having a shape suitable for a fuel cell separator can be manufactured continuously and uniformly. Since the post-processing such as the cutting step is not necessary or can be reduced, the fuel cell separator made of amorphous carbon can be obtained with good mass productivity. Therefore,
When these separators are stacked and used in a fuel cell, a fuel cell having a long life, high reliability and light weight can be obtained.

【0029】なお、本発明に用いられるセパレータのサ
イズは特に限定されるものではなく、目的に応じて設計
変更できるものであって、またその平面形状及び溝形状
も目的に応じて種々に変更可能である。
The size of the separator used in the present invention is not particularly limited, and the design can be changed according to the purpose, and the plane shape and groove shape can be changed variously according to the purpose. Is.

【0030】[0030]

【実施例】次に、実施例に基づき本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるもの
ではない。なお、実施例、比較例における各種物性値の
測定は以下の方法により行った。 (1)熱流動性(mm):JIS−K−6911 19
95 5.3.2[成形材料(円板式)]に記載の方法
に基づき、試料2gを160℃で1分間1145kgの
荷重で熱プレスし、形成される円板の直径(最長径と最
短径の平均値)から求めた。 (2)成形性:成形加工時における樹脂組成物の流動性
が良く金型に良好に充填でき、適度な硬化速度が得られ
た場合を「良好」と判断した。また、樹脂組成物の流動
性に劣り金型への充填が良好に行えなかったものや、気
泡等が混入したり成形過程において均一な製品が製造で
きなかった場合を「不良」と判断した。また、硬化速度
が遅すぎたりして目的とする製品形状に成形できなかっ
た場合を「成形不可」と表示した。 (3)焼成品の状態:得られた成形加工品の外観を目視
にて観察し、割れやクラックの無い場合を「問題なし」
とし、1mm以上の気泡が5個以上あった場合を「気泡
が多い」とし、気泡などによって焼成品表面に凹凸が生
じている場合を「表面荒れ」とした。 (4)曲げ強度(MPa)及び曲げ弾性率(GPa):
JIS R1601に記載の4点曲げ試験法に従い、オ
ートグラフAGS−100G(島津製作所社製)を用
い、治具にセラミック曲げ試験治具(AGS−5KN
形)を使用して、曲げ速度0.5mm/分、上部支点間
距離10mm、下部支点間距離30mmにて測定し、得
られた値をTRAPEZIUMにより解析し、曲げ強度
と曲げ弾性率を求めた。 (5)嵩密度(g/cm3):測定対象物の重量を、測
定対象物の幅、長さ、厚みから求めた体積で除した値を
嵩密度とした。 実施例1 熱流動性が150mmのフェノール樹脂(ユニチカ社製
ユニベックスNタイプ)70質量%と、粒子径が24
μmのセルロース粉末(日本製紙株式会社製KCフロッ
クW−400G)30質量%とを含有する樹脂組成物
を、予め焼成収縮を見込んだ金型を用いて射出成形し
て、縦125mm×横125mm、厚さ2.5mmで、
表裏両面にガスの流路となる深さ1.0mm、幅1.2
mmの溝を備えた成形体を得た。この成形体を高性能焼
成炉を用い窒素ガス雰囲気中1000℃で炭化焼成し
て、縦100mm×横100mm、厚さ2.0mmで表
裏両面にガスの流路となる深さ0.8mm、幅1.0m
mの溝を備えたアモルファスカーボン製の燃料電池用セ
パレータを得た。
EXAMPLES Next, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples. The measurement of various physical properties in Examples and Comparative Examples was carried out by the following methods. (1) Thermal fluidity (mm): JIS-K-6911 19
95 5.3.2 Based on the method described in [Molding material (disc type)], 2 g of a sample is hot pressed at a temperature of 160 ° C. for 1 minute with a load of 1145 kg, and the diameter of the disc formed (the longest diameter and the shortest diameter). The average value of). (2) Moldability: The resin composition was judged to be “good” when the resin composition had good fluidity during molding and was able to be well filled in the mold and an appropriate curing rate was obtained. Further, when the resin composition was inferior in fluidity and could not be filled in the mold well, or when air bubbles or the like were mixed in or a uniform product could not be manufactured in the molding process, it was judged as "poor". In addition, when the curing speed was too slow and the product could not be molded into a desired product shape, it was indicated as "unmoldable". (3) State of fired product: The appearance of the obtained molded product is visually observed, and if there is no crack or crack, "no problem"
The case where there were 5 or more bubbles having a size of 1 mm or more was defined as "there are many bubbles", and the case where the surface of the fired product was uneven due to bubbles or the like was defined as "surface roughness". (4) Flexural strength (MPa) and flexural modulus (GPa):
According to the 4-point bending test method described in JIS R1601, an autograph AGS-100G (manufactured by Shimadzu Corporation) was used, and a ceramic bending test jig (AGS-5KN) was used as a jig.
Shape) was used to measure a bending speed of 0.5 mm / min, a distance between upper fulcrums of 10 mm and a distance between lower fulcrums of 30 mm, and the obtained values were analyzed by TRAPEZIUM to obtain bending strength and bending elastic modulus. . (5) Bulk density (g / cm 3 ): The value obtained by dividing the weight of the measurement object by the volume obtained from the width, length, and thickness of the measurement object was defined as the bulk density. Example 1 70% by mass of a phenol resin (Univex N type manufactured by Unitika Ltd.) having a heat fluidity of 150 mm and a particle diameter of 24
A resin composition containing 30% by mass of cellulose powder (KC Flock W-400G manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.) having a diameter of μm is injection-molded by using a mold in which firing shrinkage is expected in advance, 125 mm in length × 125 mm in width, With a thickness of 2.5 mm,
1.0mm deep and 1.2mm wide to be gas passages on both sides
A molded body having a groove of mm was obtained. This molded body is carbonized and baked at 1000 ° C. in a nitrogen gas atmosphere using a high-performance baking furnace, and has a length of 100 mm × width of 100 mm and a thickness of 2.0 mm. 1.0 m
A fuel cell separator made of amorphous carbon having a groove of m was obtained.

【0031】得られた燃料電池用セパレータの組成およ
び成形性などを表1に示す。
Table 1 shows the composition and moldability of the obtained fuel cell separator.

【0032】[0032]

【表1】 実施例2〜6 上記実施例1に代えて、諸条件を表1に示すように変化
させた樹脂材料を用いた。そしてそれ以外は実施例1と
同様にして射出成形を行い、燃料電池用セパレータを得
た。
[Table 1] Examples 2 to 6 Instead of the above Example 1, a resin material was used in which various conditions were changed as shown in Table 1. Other than that, injection molding was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a fuel cell separator.

【0033】得られた燃料電池用セパレータの組成およ
び成形性などを表1に示す。 実施例7 セルロースに代えて粒子径100μmの木粉を使用し
た。そしてそれ以外は実施例1と同様にして射出成形を
行い、燃料電池用セパレータを得た。
Table 1 shows the composition and moldability of the obtained fuel cell separator. Example 7 Wood flour having a particle diameter of 100 μm was used instead of cellulose. Other than that, injection molding was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a fuel cell separator.

【0034】得られた燃料電池用セパレータの組成およ
び成形性などを表1に示す。実施例1〜7は、燃料電池
用セパレータを形成する樹脂組成物として、本発明の熱
流動性を有するフェノール樹脂と、本発明の粒子径を有
するセルロース質材料とが本発明の範囲内で含有された
樹脂組成物を用いたため、この樹脂組成物は溶融時ある
いは金型内での流動性に優れており、燃料電池用セパレ
ータに適した複雑な溝形状を有する成形加工品であって
も、射出成形により良好に成形加工できた。また、得ら
れた成形加工品には気泡の混入がなく、この成形加工品
を炭化焼成することでアモルファスカーボン製の燃料電
池用セパレータを得ることができた。さらに、セパレー
タは、曲げ強度や曲げ弾性率などの機械的特性に優れ、
嵩密度が低く軽量なものであった。 比較例1 フェノール樹脂として熱流動性が80mmと本発明の範
囲よりも低いものを用いた。そしてそれ以外は実施例1
と同様にして燃料電池用セパレータを作製した。
Table 1 shows the composition and moldability of the obtained fuel cell separator. In Examples 1 to 7, as the resin composition forming the fuel cell separator, the phenol resin having the heat fluidity of the present invention and the cellulosic material having the particle diameter of the present invention were contained within the scope of the present invention. Since the resin composition was used, the resin composition is excellent in fluidity at the time of melting or in the mold, and even a molded product having a complicated groove shape suitable for a fuel cell separator, Good molding process was possible by injection molding. Further, the obtained molded product did not contain air bubbles, and a fuel cell separator made of amorphous carbon could be obtained by carbonizing and baking the molded product. Furthermore, the separator is excellent in mechanical properties such as bending strength and bending elastic modulus,
It had a low bulk density and was lightweight. Comparative Example 1 A phenol resin having a thermal fluidity of 80 mm, which is lower than the range of the present invention, was used. And otherwise, Example 1
A fuel cell separator was prepared in the same manner as in (1).

【0035】得られた燃料電池用セパレータの組成およ
び物性などを表1に示す。 比較例2 フェノール樹脂として熱流動性が250mmと本発明の
範囲よりも高いものを用いた。そしてそれ以外は実施例
1と同様にして燃料電池用セパレータを作製しようとし
たが、溶融時における流れ性が高すぎ、また溶融粘度が
低すぎて、成形加工品を得ることができなかった。 比較例3 日本製紙社製のセルロース(KCフロックW−50S)
を分級し、粒子径250μmとしたものを用いた。そし
てそれ以外は実施例1と同様にして燃料電池用セパレー
タを作製した。
Table 1 shows the composition and physical properties of the obtained fuel cell separator. Comparative Example 2 A phenol resin having a heat fluidity of 250 mm, which is higher than the range of the present invention, was used. A fuel cell separator was produced in the same manner as in Example 1 except for the above, but the flowability during melting was too high and the melt viscosity was too low to obtain a molded product. Comparative Example 3 Cellulose (KC Flock W-50S) manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.
Was classified and used with a particle diameter of 250 μm. A fuel cell separator was produced in the same manner as in Example 1 except for the above.

【0036】得られた燃料電池用セパレータの組成およ
び成形性などを表1に示す。 比較例4 フェノール樹脂の配合割合を本発明の範囲よりも少なく
20質量%とし、セルロース粉末の配合割合を本発明の
範囲よりも多く80質量%とした。そしてそれ以外は実
施例1と同様にして燃料電池用セパレータを作製しよう
としたが、混合物の流動性が低く金型内に充填すること
が不可能となって、成形加工品を得ることができなかっ
た。 比較例5 フェノール樹脂の配合割合を本発明の範囲よりも多く9
8質量%とし、セルロース粉末の配合割合を本発明の範
囲よりも少なく2質量%とした。そしてそれ以外は実施
例1と同様にして燃料電池用セパレータを作製しようと
したが、混合物の流動性が高く、気泡を巻き込むことに
加え、金型内での硬化速度が遅いため、目的の成形品形
状に加工することが不可能となって、成形加工品を得る
ことができなかった。
Table 1 shows the composition and moldability of the obtained fuel cell separator. Comparative Example 4 The compounding ratio of the phenol resin was 20% by mass, which was less than the range of the present invention, and the compounding ratio of cellulose powder was 80% by mass, which was more than the range of the present invention. Other than that, an attempt was made to produce a fuel cell separator in the same manner as in Example 1, but the fluidity of the mixture was so low that it could not be filled in a mold, and a molded product could be obtained. There wasn't. Comparative Example 5 The blending ratio of the phenol resin was higher than the range of the present invention 9
The content of cellulose powder was set to 8% by mass, which was less than the range of the present invention and was set to 2% by mass. Other than that, an attempt was made to produce a fuel cell separator in the same manner as in Example 1, but since the mixture had high fluidity, air bubbles were entrained, and the curing speed in the mold was slow, the desired molding was performed. Since it was impossible to process into a product shape, a molded product could not be obtained.

【0037】比較例1は、フェノール樹脂の熱流動性が
低すぎたため金型内に十分に樹脂を充填することができ
ず、成形性に劣るものとなった。また、得られた成形加
工品には気泡が多く発生していたため焼成品も気泡が多
く発生しており、セパレータとして適応できるものでは
なかった。
In Comparative Example 1, the heat fluidity of the phenol resin was too low, so that the resin could not be sufficiently filled in the mold, resulting in poor moldability. Moreover, since many bubbles were generated in the obtained molded product, many bubbles were also generated in the fired product, and it was not applicable as a separator.

【0038】比較例2は、フェノール樹脂の熱流動性が
高すぎたため、成形加工品を得ることができなかった。
比較例3は、セルロースの粒子径が本発明の範囲を超え
ていたため、樹脂組成物の流動性が不均一となり、成形
性に劣るものとなった。また、得られた焼成品は、セル
ロース部分が露出していた部分が表面荒れを引き起こ
し、また、内部に含有していたセルロースの部分でも炭
化により大きな気孔が発生して、セパレータとして適用
できるものではなかった。
In Comparative Example 2, a molded product could not be obtained because the heat fluidity of the phenol resin was too high.
In Comparative Example 3, since the particle size of cellulose was beyond the range of the present invention, the fluidity of the resin composition was non-uniform and the moldability was poor. Further, the obtained fired product, the portion where the cellulose portion was exposed causes surface roughness, and also large pores are generated by carbonization even in the portion of the cellulose contained inside, which is applicable as a separator. There wasn't.

【0039】比較例4は、セルロースの含有量が本発明
の範囲を超えていたため流動性が発現せず、また、比較
例5はセルロース含有量が本発明の範囲よりも少なかっ
たため充填材としての効果が発現せず、いずれも成形加
工品を得ることができなかった。
In Comparative Example 4, since the content of cellulose exceeded the range of the present invention, the fluidity was not exhibited, and in Comparative Example 5, since the content of cellulose was less than the range of the present invention, the filler was used. No effect was exhibited, and a molded product could not be obtained in any case.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上のように本発明の燃料電池用セパレ
ータによると、特定の熱特性を有するフェノール樹脂と
特定のセルロール質材料とを特定の割合で含む樹脂組成
物を用いることで、流動性と熱硬化時の促進性が良くな
り成形性の向上が図れ、射出成形などの大量生産が可能
な成形加工により寸法精度の良い成形加工品を連続的に
かつ均一に製造できる。また、この成形加工品を炭化焼
成してアモルファスカーボンとすることで、高強度であ
り、耐熱性や耐食性に優れ、ガス不透過性や導電性を有
するセパレータが得られるとともに、セルロース質材料
に起因する空隙によってセパレータの軽量化が実現でき
る。従って、このセパレータを備えた燃料電池は、軽量
かつ長寿命で信頼性の高いものとなる。
As described above, according to the fuel cell separator of the present invention, by using a resin composition containing a phenol resin having a specific thermal characteristic and a specific cellulosic material in a specific ratio, fluidity is improved. With this, the acceleration property at the time of heat curing is improved, the moldability is improved, and a molded product with good dimensional accuracy can be continuously and uniformly manufactured by a molding process capable of mass production such as injection molding. Further, by carbonizing and firing this molded product into amorphous carbon, it is possible to obtain a separator having high strength, excellent heat resistance and corrosion resistance, gas impermeability and conductivity, and due to the cellulosic material. The weight of the separator can be reduced due to the voids. Therefore, the fuel cell provided with this separator is lightweight, has a long life, and is highly reliable.

【0041】また、本発明の燃料電池用セパレータの製
造方法によると、本発明の燃料電池用セパレータを生産
性良く製造できる。
Further, according to the method for producing a fuel cell separator of the present invention, the fuel cell separator of the present invention can be produced with high productivity.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉永 輝政 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ株 式会社中央研究所内 Fターム(参考) 5H026 AA03 AA04 AA06 BB00 BB01 BB02 CC03 EE05 HH00 HH01 HH05 HH08    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Terumasa Yoshinaga             23 Uji Kozakura, Uji City, Kyoto Prefecture Unitika Ltd.             Shikisha Central Research Institute F-term (reference) 5H026 AA03 AA04 AA06 BB00 BB01                       BB02 CC03 EE05 HH00 HH01                       HH05 HH08

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ディスクキュアー法で測定した熱流動性
が100〜190mmのフェノール樹脂30〜95質量
%と、粒子径が200μm以下のセルロース質材料70
〜5質量%とを含有する樹脂組成物を成形加工し、炭化
焼成して得られるアモルファスカーボンよりなることを
特徴とする燃料電池用セパレータ。
1. A phenolic resin having a thermal fluidity of 100 to 190 mm, measured by a disc cure method, of 30 to 95% by mass, and a cellulosic material 70 having a particle diameter of 200 μm or less.
A separator for a fuel cell, which is made of amorphous carbon obtained by molding and carbonizing a resin composition containing 5% by mass to 5% by mass.
【請求項2】 曲げ強度が60MPa以上であり、曲げ
弾性率が30GPa以下であり、嵩密度が1.5g/c
3以下であることを特徴とする請求項1記載の燃料電
池用セパレータ。
2. A flexural strength of 60 MPa or more, a flexural modulus of 30 GPa or less, and a bulk density of 1.5 g / c.
The fuel cell separator according to claim 1, wherein the separator is m 3 or less.
【請求項3】 ディスクキュアー法で測定した熱流動性
が100〜190mmのフェノール樹脂30〜95質量
%と、粒子径が200μm以下のセルロース質材料70
〜5質量%とを含有する樹脂組成物を用いて成形加工
し、得られた成形加工品を炭化焼成してアモルファスカ
ーボンとすることを特徴とする燃料電池用セパレータの
製造方法。
3. A phenolic resin having a thermal fluidity of 100 to 190 mm, measured by a disc cure method, of 30 to 95% by mass, and a cellulosic material 70 having a particle diameter of 200 μm or less.
A method for producing a separator for a fuel cell, characterized by molding using a resin composition containing 5% by mass to 5% by mass, and carbonizing and baking the obtained molded product to obtain amorphous carbon.
【請求項4】 射出成形によって成形加工品を得ること
を特徴とする請求項3記載の燃料電池用セパレータの製
造方法。
4. The method for producing a fuel cell separator according to claim 3, wherein a molded product is obtained by injection molding.
【請求項5】 700〜1600℃で炭化焼成を行うこ
とを特徴とする請求項3または4記載の燃料電池用セパ
レータの製造方法。
5. The method for producing a fuel cell separator according to claim 3, wherein carbonization firing is performed at 700 to 1600 ° C.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007204327A (en) * 2006-02-03 2007-08-16 Unitika Ltd Glassy carbon material and production process therefor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007204327A (en) * 2006-02-03 2007-08-16 Unitika Ltd Glassy carbon material and production process therefor

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