JP2003297381A - Separator for fuel cell - Google Patents

Separator for fuel cell

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JP2003297381A
JP2003297381A JP2002101898A JP2002101898A JP2003297381A JP 2003297381 A JP2003297381 A JP 2003297381A JP 2002101898 A JP2002101898 A JP 2002101898A JP 2002101898 A JP2002101898 A JP 2002101898A JP 2003297381 A JP2003297381 A JP 2003297381A
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variation
coefficient
pressure
fuel cell
molding
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Application number
JP2002101898A
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Japanese (ja)
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Shoichi Hashiguchi
正一 橋口
Akihiro I
昭宏 井
Mitsuo Suzuki
光雄 鈴木
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high performance separator for a fuel cell suppressing deformation such as warpage, bulging, or cracking by forming the separator by using carbonaceous powder and a binder as components. <P>SOLUTION: In the separator for the fuel cell comprising a formed body using the carbonaceous powder and binder as components, a coefficient of variation of bulk density is ≤0.01, a coefficient of a variation in fracture energy is ≤0.12, a coefficient of variation of volume specific resistance is ≤0.10, a coefficient of variation in maximum bending stress is ≤0.10, and a coefficient of a variation in maximum bending stress strain is ≤0.10 to suppress dispersion of a whole of the formed body. <P>COPYRIGHT: (C)2004,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
ータに関し、より詳しくは、炭素質粉末および結着材を
成分として成形して得られる燃料電池用セパレータに関
する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fuel cell separator, and more particularly to a fuel cell separator obtained by molding carbonaceous powder and a binder as components.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、資源問題や環境問題に答えた発電
システムとして、発電効率が高く環境性にも優れたエネ
ルギー供給源である燃料電池が注目されている。この燃
料電池の中で、電解質に固体高分子を使った固体高分子
型燃料電池(PEFC:PolymerElectrolyte Fuel Cells)
が最も注目されている。この固体高分子型燃料電池は、
電解質となるフィルム状のイオン交換膜の両側に触媒層
を持ち、更にその両側には集電体が設けられ、膜・電極
接合体(MEA)を形成している。そして、その外側に、
燃料の通り道となる溝を付けたセパレータが設けられ、
MEAとセパレータとの間を水素あるいは酸素が通り、
これらを全て一つとしてセルを構成している。燃料電池
は、このセルを数十〜数百セル積層させた構造であり、
例えば、このセル1枚で約0.7Vの電位差が得られる
場合に、このセルを例えば300枚重ねて直列に繋ぎ、
例えば210Vの電圧を得るスタックを得ることができ
る。
2. Description of the Related Art In recent years, a fuel cell, which is an energy supply source having high power generation efficiency and excellent environmental friendliness, has been attracting attention as a power generation system that answers resource problems and environmental problems. Among these fuel cells, polymer electrolyte fuel cells (PEFC) that use solid polymer as electrolyte
Is getting the most attention. This polymer electrolyte fuel cell
A film-like ion-exchange membrane serving as an electrolyte has catalyst layers on both sides, and collectors are provided on both sides thereof to form a membrane-electrode assembly (MEA). And on the outside,
A grooved separator that serves as a fuel passage is provided,
Hydrogen or oxygen passes between the MEA and the separator,
A cell is configured with all of these as one. The fuel cell has a structure in which several tens to several hundreds of cells are stacked.
For example, when a potential difference of about 0.7 V is obtained with one cell, for example, 300 cells are stacked and connected in series,
For example, a stack can be obtained that obtains a voltage of 210V.

【0003】この燃料電池に用いられるセパレータは、
板状の表面に細い溝(流路)が形成され、この溝は、ガス
拡散電極とガスとの接触面積を増大させる目的で、セパ
レータの主要領域に対して、例えば平行にまたは蛇行し
て細かなピッチで形成されている。代表的には、水素お
よび空気等の反応ガス流路としての溝を、各正負電極板
のセパレータ側表面に刻設したリブ付電極方式と、この
溝を各セパレータの表面に刻設したリブ付セパレータ方
式等がある。そして、その性能としては、供給される水
素や酸素のガスを透過させないガスバリア性に優れ、高
強度であることは勿論のこと、燃料電池の電極となって
いることから導電性が要求される。更に、セパレータと
MEAとの間での導電性の悪化を防止するために面精度
を確保すること等が要求されている。
The separator used in this fuel cell is
A thin groove (flow path) is formed on the plate-like surface, and this groove is formed in parallel with the main region of the separator, for example, in parallel or in a meandering manner in order to increase the contact area between the gas diffusion electrode and the gas. It is formed with various pitches. Typically, a ribbed electrode system in which a groove as a reaction gas flow path for hydrogen, air, etc. is engraved on the separator side surface of each positive and negative electrode plate, and a ribbed electrode method in which this groove is engraved on the surface of each separator There is a separator method, etc. As for its performance, not only it has an excellent gas barrier property that does not allow the supplied hydrogen and oxygen gases to pass therethrough and has high strength, but it also requires conductivity because it is an electrode of a fuel cell. Further, it is required to secure surface accuracy in order to prevent deterioration of conductivity between the separator and the MEA.

【0004】このような燃料電池用セパレータを製造す
る方法として、炭素質粉末および結着剤を混合して成形
する方法がある。成形方法としては、射出成形、圧縮成
形が主に挙げられる。具体的には、この圧縮成形では、
炭素質粉末と結着剤との混合原料を成形金型に充填した
後、加圧成形機で加熱、加圧し、冷却後に型抜きがなさ
れる。また、射出成形では、炭素質粉末と結着材との混
合原料をペレット化し、射出成形機で加熱溶融して成形
金型に射出し、冷却後に型抜きがなされる。このよう
に、炭素質粉末および結着剤を混合して加熱、成形する
方法で、数百にも及ぶスタックを行い、かつ燃料電池用
セパレータとしての長期の使用に耐え得るには、そりや
膨れ、割れなどの変形やセパレータ機能の低下を極めて
高いレベルで抑制する必要がある。
As a method of producing such a fuel cell separator, there is a method of mixing and molding a carbonaceous powder and a binder. The molding method mainly includes injection molding and compression molding. Specifically, in this compression molding,
After a raw material mixture of a carbonaceous powder and a binder is filled in a molding die, it is heated and pressurized by a pressure molding machine, cooled, and then demolded. Further, in injection molding, a mixed raw material of carbonaceous powder and a binder is pelletized, heated and melted by an injection molding machine, injected into a molding die, and then die-cut after cooling. As described above, in order to stack for hundreds by the method of mixing the carbonaceous powder and the binder, heating and molding, and to withstand long-term use as a fuel cell separator, warpage and swelling are required. It is necessary to suppress deformation such as cracking and deterioration of separator function at an extremely high level.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、炭素質
粉末と結着剤とは粉体特性が異なり、高いレベルで均一
に混合させることは容易ではない。圧縮成形において
は、炭素質粉末と結着剤の混合粉体の、成形金型への供
給状態によっても、また、加熱条件や加圧条件によって
も、金型内での混合粉体の挙動に偏りが生じ、成形体に
バリが発生したり、そりや、膨れ、割れ等の変形が発生
し易い。また、射出成形においては、ペレットの加熱溶
融時の挙動や、ゲートをどのように設けるか、溶融温
度、射出圧力、射出速度、金型温度、硬化時間等の選択
の仕方で、金型内での溶融物の挙動、性状に偏りが生
じ、成形体にムラが出て、そりや膨れ、割れなどの変形
やセパレータ性能の低下を起こし易かった。このよう
に、薄板状で、細いリブを設けた形状の燃料電池用セパ
レータを成形により工業的に量産化する技術としては、
未だ確立されていないのが現状である。
However, since the carbonaceous powder and the binder have different powder characteristics, it is not easy to mix them uniformly at a high level. In compression molding, the behavior of the mixed powder in the mold depends on the supply state of the mixed powder of the carbonaceous powder and the binder to the molding die, as well as the heating condition and the pressurizing condition. Unevenness is liable to occur, and the molded body is liable to have burrs, warpage, swelling, and cracking. In injection molding, the behavior during heating and melting of pellets, how to provide a gate, melting temperature, injection pressure, injection speed, mold temperature, curing time, etc. can be selected in the mold. The behavior and properties of the melt were uneven, the molded body was uneven, and deformation such as warpage, swelling, and cracking and deterioration of separator performance were likely to occur. As described above, as a technique for industrially mass-producing a thin plate-shaped fuel cell separator having a shape with thin ribs by molding,
The current situation is that it has not been established yet.

【0006】本発明は、以上のような技術的課題を解決
するためになされたものであって、その目的とするとこ
ろは、炭素質粉末と結着材とを成分として成形して、そ
り、膨れ、割れ等の変形を抑制した高性能の燃料電池用
セパレータを得ることにある。
The present invention has been made in order to solve the above technical problems, and an object of the present invention is to mold a carbonaceous powder and a binder as components, It is intended to obtain a high-performance fuel cell separator in which deformation such as swelling and cracking is suppressed.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】かかる目的のもと、本発
明者らによる鋭意検討の結果、炭素質粉末と結着材を成
分として成形され、且つ薄い板状からなる成形物である
燃料電池用セパレータにおける物性のバラツキを抑え、
全体に均一な燃料電池用セパレータを得ることが可能と
なった。即ち、本発明が適用される燃料電池用セパレー
タは、炭素質粉末および結着材を成分とする成形体から
なり、嵩密度の変動係数が0.01以下であり、破壊エ
ネルギーの変動係数が0.12以下であることを特徴と
する。
Based on the above object, as a result of intensive studies by the present inventors, a fuel cell which is a molded product formed of a carbonaceous powder and a binder as components and formed of a thin plate shape. Suppresses variations in physical properties of separators for
It has become possible to obtain a uniform fuel cell separator as a whole. That is, the fuel cell separator to which the present invention is applied is made of a molded product containing carbonaceous powder and a binder, and has a bulk density variation coefficient of 0.01 or less and a fracture energy variation coefficient of 0. It is characterized by being less than .12.

【0008】ここで、体積固有抵抗の変動係数が0.1
0以下、および/または最大曲げ応力の変動係数が0.1
0以下、および/または最大曲げ応力歪みの変動係数が
0.10以下であることが好ましい。これらの機械的特
性のバラツキを抑えることで、そり、膨れ、割れ等の変
形を抑制したセパレータを得ることが可能となる。
Here, the coefficient of variation of the volume resistivity is 0.1
0 or less and / or coefficient of variation of maximum bending stress is 0.1
It is preferable that the coefficient of variation of 0 or less and / or the maximum bending stress strain is 0.10 or less. By suppressing these variations in mechanical properties, it becomes possible to obtain a separator in which deformation such as warpage, swelling, and cracking is suppressed.

【0009】また、この炭素質粉末が黒鉛粉末であるこ
とを特徴とすることができる。更に、炭素質粉末の平均
粒径が1μm以上100μm以下であることを特徴とす
れば、成形体の均一化を図ることができる点で好まし
い。
The carbonaceous powder may be graphite powder. Furthermore, it is preferable that the average particle diameter of the carbonaceous powder is 1 μm or more and 100 μm or less, because the molded body can be made uniform.

【0010】また更に、結着材が、熱硬化性樹脂、熱可
塑性樹脂、ゴム類、および熱可塑性エラストマーからな
る群から選ばれるものであり、また、結着材の粒径が、
炭素質粉末の粒径に対して、0.5〜1.2倍であること
が好ましい。
Furthermore, the binder is selected from the group consisting of thermosetting resins, thermoplastic resins, rubbers, and thermoplastic elastomers, and the particle size of the binder is
It is preferably 0.5 to 1.2 times the particle size of the carbonaceous powder.

【0011】また、炭素質粉末と結着材との混合原料を
加熱、加圧成形してなるものであることを特徴とし、ま
た、炭素質粉末と結着材とを混合した後、加熱下に加圧
成形してなるものであることを特徴とすることができ
る。
Further, the present invention is characterized in that a mixed raw material of carbonaceous powder and a binder is heated and pressure-molded, and after the carbonaceous powder and the binder are mixed, the mixture is heated. It can be characterized in that it is obtained by pressure molding.

【0012】更に、成形体が板状に形成され、この板状
の板面に反応ガス流路溝が形成されているものが挙げら
れる。また、この成形体は、縦横の長さが各50〜10
00mmで、厚さ0.5〜数10mmの板状体であるも
のが挙げられる。
Further, a molded body is formed in a plate shape, and a reaction gas flow channel groove is formed on the plate surface of the plate shape. Further, this molded body has a length and width of 50 to 10 each.
It is a plate-shaped body having a thickness of 00 mm and a thickness of 0.5 to several tens of mm.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいて本発明を詳細に説明する。図1(a),(b)
は、本実施の形態によって成形されるセパレータ(燃料
電池用セパレータ)の一例を示した図である。図1(a)
は平面図であり、図1(b)は、図1(a)のA-A断面を
示している。燃料電池に用いられるセパレータ10は、
図1に示すような薄い板状の形状物であり、厚さ5mm
程度である。また、その縦横の寸法は、その一辺が50
〜1000mm程度である。また、その中央部には、反
応ガス流路溝11が形成されている。この反応ガス流路
溝11は、セパレータ10の両面または片面に対し、セ
パレータ10の中央部分から所定の範囲内に設けられ、
例えば多数の平行部、または蛇行して、細かいピッチに
て形成されている。セパレータ10の特性としては、供
給される水素や酸素のガスを透過させないガスバリア性
に優れ、高強度であることが要求され、かつ、燃料電池
の電極となっていることから高い導電性が要求される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below in detail based on the embodiments shown in the accompanying drawings. 1 (a), (b)
FIG. 3 is a diagram showing an example of a separator (fuel cell separator) molded according to the present embodiment. Figure 1 (a)
Is a plan view, and FIG. 1B shows a cross section taken along the line AA of FIG. The separator 10 used in the fuel cell is
It has a thin plate-like shape as shown in Fig. 1 and a thickness of 5 mm.
It is a degree. The vertical and horizontal dimensions are 50 on each side.
It is about 1000 mm. In addition, a reaction gas flow channel groove 11 is formed in the center thereof. The reaction gas flow channel groove 11 is provided within a predetermined range from the central portion of the separator 10 on both surfaces or one surface of the separator 10.
For example, a large number of parallel portions or meanders are formed at a fine pitch. The separator 10 is required to have excellent gas barrier properties that do not allow permeation of supplied hydrogen and oxygen gases and to have high strength, and to be highly conductive because it is an electrode of a fuel cell. It

【0014】次に、本実施の形態の燃料電池用セパレー
タを構成する各部材として、炭素質粉末、結着材につい
て説明する。まず、炭素質粉末としては、通常、黒鉛粉
末が用いられる。この黒鉛粉末としては特に制限はな
く、鱗片状、粒状、塊状、土状等の天然黒鉛、石油コー
クスやピッチコークス等を主原料に、混捏、成形、焼
成、黒鉛化により製造された塊状等の人造黒鉛等を、必
要に応じて粉砕したもの、その他、膨張黒鉛などを用い
ることができる。
Next, carbonaceous powder and a binder will be described as each member constituting the fuel cell separator of the present embodiment. First, graphite powder is usually used as the carbonaceous powder. The graphite powder is not particularly limited, such as scaly, granular, lumpy, earthy natural graphite, petroleum coke or pitch coke as a main raw material, and kneaded, molded, fired, lumped or the like produced by graphitization. Artificial graphite and the like, which are crushed as necessary, and expanded graphite and the like can be used.

【0015】この黒鉛粉末等の炭素質粉末は、導電性、
電池性能等の点から、灰分含有量が1重量%以下、特に
0.5重量%以下であるものが好ましい。また、アルカ
リ金属、アルカリ土類金属、遷移金属の含有量は500
ppm以下、特に100ppm以下であるものが好まし
い。
The carbonaceous powder such as the graphite powder is electrically conductive,
From the viewpoint of battery performance and the like, those having an ash content of 1% by weight or less, particularly 0.5% by weight or less are preferable. The content of alkali metal, alkaline earth metal, and transition metal is 500.
It is preferably ppm or less, particularly 100 ppm or less.

【0016】炭素質粉末中の揮発分としては、セパレー
タ10の表面平滑性、電池性能等の点から、2重量%以
下、特に1重量%以下であることが好ましい。また、固
定炭素は98重量%以上のものが好ましく、99重量%
以上のものが特に好ましい。
The volatile content in the carbonaceous powder is preferably 2% by weight or less, more preferably 1% by weight or less from the viewpoints of the surface smoothness of the separator 10 and the battery performance. The fixed carbon content is preferably 98% by weight or more, and 99% by weight.
The above are particularly preferable.

【0017】炭素質粉末の粒径としては、セパレータ性
能等の面から、最大粒径として1000μm以下が好ま
しく、500μm以下が更に好ましく、300μm以下
が特に好ましい。最大粒径が大きすぎると、組織に欠陥
が生じてしまうためである。但し、セパレータ10の成
形性および性能等の面から、微粉を含まない方が好まし
い。微粉が多いと脱気し難く、欠陥を生じ易いためであ
る。従って、平均粒径として、下限は1μm以上、3μ
m以上、5μm以上、上限は100μm、70μm、5
0μmであることが好ましい。
The particle diameter of the carbonaceous powder is preferably 1000 μm or less, more preferably 500 μm or less, and particularly preferably 300 μm or less, from the viewpoint of separator performance and the like. This is because if the maximum grain size is too large, defects will occur in the structure. However, in view of the moldability and performance of the separator 10, it is preferable not to include fine powder. This is because if there is a large amount of fine powder, it is difficult to degas, and defects are likely to occur. Therefore, the lower limit of the average particle size is 1 μm or more and 3 μm.
m or more, 5 μm or more, the upper limit is 100 μm, 70 μm, 5
It is preferably 0 μm.

【0018】次に、結着材(バインダー)について説明す
る。この結着材としては、特に限定されず、熱可塑性樹
脂、熱硬化性樹脂等の樹脂、ゴム類、熱可塑性エラスト
マー、およびそれらの混合物等を用いることができる。
Next, the binder will be described. The binder is not particularly limited, and resins such as thermoplastic resins and thermosetting resins, rubbers, thermoplastic elastomers, and mixtures thereof can be used.

【0019】熱可塑性樹脂としては、飽和ポリエステル
樹脂、スチレン−アクリル樹脂、スチレン樹脂、ABS
樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリサ
ルホン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン樹
脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンサル
ファイド樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、アクリル樹
脂、フッ素樹脂、フェノキシ樹脂、ウレタン樹脂、これ
らの樹脂のブロック共重合体、およびこれらの混合物等
を用いることができる。
As the thermoplastic resin, saturated polyester resin, styrene-acrylic resin, styrene resin, ABS
Resin, polyamide resin, polycarbonate resin, polysulfone resin, polyvinyl chloride resin, polyolefin resin, polyphenylene ether resin, polyphenylene sulfide resin, polyvinyl butyral resin, acrylic resin, fluororesin, phenoxy resin, urethane resin, block copolymer weight of these resins A combination, a mixture thereof, and the like can be used.

【0020】熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、
エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹
脂、ユリア樹脂、ジアリルフタレート樹脂、およびこれ
らの混合物等を採用することができる。
As the thermosetting resin, phenol resin,
An epoxy resin, an unsaturated polyester resin, a melamine resin, a urea resin, a diallyl phthalate resin, a mixture thereof, or the like can be used.

【0021】このフェノール樹脂としては、ノボラック
樹脂、レゾール樹脂、およびそれらの変性樹脂、例え
ば、ゴム変性フェノール樹脂等が用いられる。低分子量
が多い(分布)と硬化時に欠陥が生じる。また、凝縮水等
の発生が多いと(側鎖等の構造、環構造)硬化後に欠陥が
発生する。このゴム変性フェノール樹脂としては、未加
硫ゴムとフェノール樹脂とを反応させることにより得る
ことができるものが用いられる。ここで未加硫ゴムとし
ては、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ブチルゴム、クロ
ロプレンゴム、ニトリルゴム、ニトリルクロロプレンゴ
ム、塩素化ブチルゴム、塩素化ポリエチレン、エピクロ
ルヒドリン−エチレンオキサイドゴム、エピクロルヒド
リン−エチレンオキサイド−アクリルグリシジエーテル
3次元共重合体、ウレタンゴム、アクリルゴム、エチレ
ン−プロピレンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴム、
天然ゴム等より選ばれた1種類、又は2種類以上の混合
物或いは共重合反応物が採用される。
As the phenol resin, novolac resin, resol resin, and modified resins thereof such as rubber modified phenol resin are used. High low molecular weight (distribution) causes defects during curing. Further, if a large amount of condensed water or the like is generated (a structure such as a side chain, a ring structure), defects are generated after curing. As this rubber-modified phenolic resin, one that can be obtained by reacting an unvulcanized rubber with a phenolic resin is used. Here, as the unvulcanized rubber, fluororubber, silicone rubber, butyl rubber, chloroprene rubber, nitrile rubber, nitrile chloroprene rubber, chlorinated butyl rubber, chlorinated polyethylene, epichlorohydrin-ethylene oxide rubber, epichlorohydrin-ethylene oxide-acrylic glycidiether Three-dimensional copolymer, urethane rubber, acrylic rubber, ethylene-propylene rubber, styrene rubber, butadiene rubber,
One kind selected from natural rubber or a mixture of two or more kinds or a copolymerization reaction product is adopted.

【0022】ノボラック樹脂としては、フェノール、o
−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、2,
5−キシレノール、3,5−キシレノール、o−エチル
フェノール、m−エチルフェノール、p−エチルフェノ
ール、プロピルフェノール、n−ブチルフェノール、t
ert−ブチルフェノール、1−ナフトール、2−ナフ
トール、4,4’−ビフェニルジオール、ビスフェノー
ルA、ピロカテコール、レゾルシノール、ハイドロキノ
ン、ピロガロール、1,2,4−ベンゼントリオール、
フロログリシノール等のフェノール類の少なくとも1種
を、酸触媒下、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアル
デヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド、フ
ルフラール等のアルデヒド類、又はアセトン、メチルエ
チルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、の
少なくとも1種と重縮合させた樹脂を用いることができ
る。また、レゾール樹脂は、ノボラック樹脂の重縮合に
おける酸触媒に代えて、アルカリ触媒を用いる以外は同
様にして重縮合させた樹脂である。
As the novolac resin, phenol, o
-Cresol, m-cresol, p-cresol, 2,
5-xylenol, 3,5-xylenol, o-ethylphenol, m-ethylphenol, p-ethylphenol, propylphenol, n-butylphenol, t
ert-butylphenol, 1-naphthol, 2-naphthol, 4,4′-biphenyldiol, bisphenol A, pyrocatechol, resorcinol, hydroquinone, pyrogallol, 1,2,4-benzenetriol,
At least one of phenols such as phloroglicinol under acid catalysis, for example, at least one of aldehydes such as formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, benzaldehyde and furfural, or ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone. A resin that has been polycondensed with the seed can be used. Further, the resole resin is a resin that is polycondensed in the same manner except that an alkali catalyst is used instead of the acid catalyst in the polycondensation of the novolak resin.

【0023】フェノール樹脂のうち、ノボラック樹脂を
用いた場合は、硬化剤を用いたときに、またレゾール樹
脂を用いた場合は、硬化剤を用いずに硬化反応が生じ、
硬化物となる。従って、フェノール樹脂としてノボラッ
ク樹脂を用いる場合には、硬化剤を用いてセパレータ1
0の加圧成形時に硬化させることが望ましい。
Among the phenolic resins, when a novolac resin is used, a curing reaction occurs when a curing agent is used, and when a resole resin is used, a curing reaction occurs without using a curing agent.
It becomes a cured product. Therefore, when a novolac resin is used as the phenol resin, a curing agent is used to separate the separator 1
It is desirable to cure at the time of 0 pressure molding.

【0024】この硬化剤としては、ヘキサメチレンテト
ラミン、および官能基としてメチロール基、アルコキシ
メチル基、アセトキシメチル基等を少なくとも2個有す
るアミノ化合物、具体的には、メトキシメチル化メラミ
ン等のメラミン誘導体、レゾール樹脂等が用いられる。
分散が悪いと硬化にムラが出て、均一性が低下する。ま
た、硬化剤の量は、少ないと硬化不十分で欠陥が生じる
が、ノボラック樹脂との合計量に対して、通常、5〜1
0重量%の割合が好ましい。
As the curing agent, hexamethylenetetramine, and an amino compound having at least two methylol groups, alkoxymethyl groups, acetoxymethyl groups and the like as functional groups, specifically, melamine derivatives such as methoxymethylated melamine, Resol resin or the like is used.
If the dispersion is poor, the curing will be uneven and the uniformity will decrease. Further, when the amount of the curing agent is small, curing is insufficient and defects occur, but usually 5 to 1 with respect to the total amount with the novolac resin.
A proportion of 0% by weight is preferred.

【0025】ゴム類および熱可塑性エラストマーとして
は、天然ゴム(イソプレンゴム)、合成ゴム、スチレン系
熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマ
ー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド
系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エ
ラストマー、およびこれらの混合物等を用いることがで
きる。特に、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロ
プレンゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリ
ルブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴ
ム、エチレンブテンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、
ケイ素ゴム、スチレンイソプレンブロック共重合体およ
びその水素添加誘導体、スチレンブタジエンブロック共
重合体およびその水素添加誘導体、スチレンブチレンブ
ロック共重合体、ポリエーテルエステルブロック共重合
体、ポリエステルエステルブロック共重合体、ポリエー
テルブロックアミド共重合体、およびこれらの混合物等
を用いることができる。
Examples of rubbers and thermoplastic elastomers include natural rubber (isoprene rubber), synthetic rubber, styrene-based thermoplastic elastomer, urethane-based thermoplastic elastomer, polyester-based thermoplastic elastomer, polyamide-based thermoplastic elastomer, and polyolefin-based thermoplastic. Elastomers, mixtures thereof and the like can be used. In particular, butadiene rubber, isoprene rubber, chloroprene rubber, styrene butadiene rubber, acrylonitrile butadiene rubber, butyl rubber, ethylene propylene rubber, ethylene butene rubber, urethane rubber, fluorine rubber,
Silicon rubber, styrene isoprene block copolymer and hydrogenated derivative thereof, styrene butadiene block copolymer and hydrogenated derivative thereof, styrene butylene block copolymer, polyetherester block copolymer, polyesterester block copolymer, poly Ether block amide copolymers, mixtures thereof and the like can be used.

【0026】これらのゴムは、架橋剤により成形時に架
橋させてもよく、架橋剤としては、硫黄、過酸化物等が
用いられるが、過酸化物が好ましい。かかる際には、分
散を十分に行うことが好ましい。また、架橋剤を添加し
た熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマーや加硫剤を添加
したゴムを結着材とする場合においては、架橋剤(加硫
剤)により架橋反応が生じ、硬化物となる。
These rubbers may be crosslinked at the time of molding with a crosslinking agent, and as the crosslinking agent, sulfur, peroxide and the like are used, but peroxide is preferable. In such a case, it is preferable to sufficiently disperse. Further, in the case where the binder is a thermoplastic resin added with a crosslinking agent, a thermoplastic elastomer or a rubber added with a vulcanizing agent, a crosslinking reaction is caused by the crosslinking agent (vulcanizing agent) to give a cured product.

【0027】このように、結着材の種類を挙げて説明し
たが、結着材で好ましいものとしては、熱硬化性樹脂の
中ではフェノール樹脂、熱可塑性樹脂の中ではポリオレ
フィン樹脂、エンプラ等、ゴム類の中ではエチレンプロ
ピレンゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴ
ム、ブチルゴム、熱可塑性エラストマーの中ではスチレ
ンブタジエンブロック共重合体の水素添加誘導体が好ま
しい。
Although the types of binders have been described above, preferred binders are phenol resins among thermosetting resins, polyolefin resins among engineering resins, engineering plastics, etc. Among rubbers, ethylene propylene rubber, isoprene rubber, styrene butadiene rubber, butyl rubber, and among thermoplastic elastomers, hydrogenated derivatives of styrene butadiene block copolymers are preferable.

【0028】中でも、加熱、加圧成形条件下で分解ガス
の発生などにより成形物中に欠陥を生じさせないもの、
例えば、加熱減量(窒素ガス雰囲気下で5℃/minの昇
温速度で室温から150℃まで加熱したときの50〜1
50℃の間での重量減量)が2重量%以下となるものを
選択するのが好ましく、例えば、熱可塑性樹脂、熱可塑
性エラストマー、或いはそれらの混合物が好ましい。
Among them, those which do not cause defects in the molded product due to generation of decomposition gas under the conditions of heating and pressure molding,
For example, heating loss (50 to 1 when heating from room temperature to 150 ° C. at a heating rate of 5 ° C./min in a nitrogen gas atmosphere)
It is preferable to select a resin whose weight loss at 50 ° C.) is 2% by weight or less, for example, a thermoplastic resin, a thermoplastic elastomer, or a mixture thereof.

【0029】これら結着材の粒径としては、炭素質粉末
の粒径と同程度、もしくは同程度以下が好ましく、炭素
質粉末の粒径に対して、0.5〜1.2倍、好ましくは
0.6〜1.1倍、より好ましくは0.7〜1.0倍の粒径
である。但し、粒径が小さすぎると、炭素質粉末や結着
材の間に空気が含まれて嵩高くなると共に、空気が多く
欠陥が生じ易いため、1μm以上が好ましい。また、粒
径が大きすぎると、結着材の分散が局所的に存在し、均
一性が低下する。
The particle size of these binders is preferably the same as or smaller than the particle size of the carbonaceous powder, and is 0.5 to 1.2 times the particle size of the carbonaceous powder, preferably Has a particle size of 0.6 to 1.1 times, and more preferably 0.7 to 1.0 times. However, if the particle size is too small, air is included between the carbonaceous powder and the binder to increase the bulk, and a large amount of air is likely to cause defects, so 1 μm or more is preferable. On the other hand, if the particle size is too large, the dispersion of the binder locally exists and the uniformity deteriorates.

【0030】結着材の使用量としては、炭素質粉末10
0重量部に対して1〜60重量部とするのが好ましく、
1〜30重量部とするのが更に好ましい。結着材として
熱硬化性樹脂を用いる場合、炭素質粉末100重量部に
対して5〜30重量部とするのが好ましく、5〜15重
量部とするのが更に好ましい。また、熱可塑性樹脂、ゴ
ム、熱可塑性エラストマーを用いる場合には、炭素質粉
末100重量部に対して1〜30重量部とするのが好ま
しく、1〜20重量部とするのが更に好ましい。結着材
の使用量がこの範囲に入らない場合では、得られるセパ
レータ10の機械的強度が劣る傾向にあり、この範囲を
超える場合には、セパレータ10の導電性等の性能が損
なわれる傾向にある。熱硬化性樹脂ではガス抜け孔が欠
陥になる。
The amount of the binder used is 10 carbonaceous powders.
It is preferably 1 to 60 parts by weight with respect to 0 parts by weight,
It is more preferably 1 to 30 parts by weight. When a thermosetting resin is used as the binder, the amount is preferably 5 to 30 parts by weight, and more preferably 5 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the carbonaceous powder. When a thermoplastic resin, rubber, or thermoplastic elastomer is used, the amount is preferably 1 to 30 parts by weight, more preferably 1 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the carbonaceous powder. When the amount of the binder used does not fall within this range, the mechanical strength of the obtained separator 10 tends to be poor, and when it exceeds this range, the performance such as conductivity of the separator 10 tends to be impaired. is there. In the thermosetting resin, the gas vent hole becomes a defect.

【0031】次に、炭素質粉末と結着材との混合につい
て説明する。ここでは、均一に混合することが特に重要
であり、更に必要に応じて硬化剤、架橋剤等を加えて、
混合、混練する。混合装置としては、微紛化させずに混
練できるようにするために、粘度を下げた状態にて粉砕
しにくい混合装置が望まれる。例えば、タンブラーブレ
ンダー、リボンブレンダー、V型ブレンダー、ヘンシェ
ルミキサー、高速ミキサー、公自転型ミキサー(例え
ば、プラネタリーミキサー)等の混合機により均一に混
合するか、一軸又は二軸押し出し機、ロール、バンバリ
ーミキサー、ニーダー、ブラベンダー等の混練機を用い
ることができる。
Next, the mixing of the carbonaceous powder and the binder will be described. Here, it is particularly important to uniformly mix, and if necessary, a curing agent, a crosslinking agent, etc. are added,
Mix and knead. As the mixing device, a mixing device that is difficult to pulverize in a state where the viscosity is lowered is desired so that kneading can be performed without pulverizing. For example, a mixer such as a tumbler blender, a ribbon blender, a V-type blender, a Henschel mixer, a high-speed mixer, and a rotation type mixer (for example, a planetary mixer) can be used for uniform mixing, or a single-screw or twin-screw extruder, roll, Banbury. A kneading machine such as a mixer, a kneader or a Brabender can be used.

【0032】混合時の条件としては、十分な粘度の低下
を確保した状態にて、通常、300℃以下程度で加熱し
たり、炭素質粉末である黒鉛と結着材の濡れ性を向上さ
せるために、炭素質粉末を予め有機溶剤や水性媒体で湿
潤させておくことで、炭素質粉末と結着材とをより一層
均一に混合することができ、より均一な性状のセパレー
タ10を製造することができる。また、同様の理由か
ら、結着材は有機溶剤や水性媒体の溶液(溶媒に溶ける
結着材)や分散液(溶媒に溶けない結着材の場合)として
混合することが好ましい。希釈することで、薄く分散さ
せることが可能となる。
The conditions for mixing are to heat the mixture at a temperature of about 300 ° C. or lower while improving the wettability of the carbonaceous powder graphite and the binder, while ensuring a sufficient decrease in viscosity. In addition, by previously moistening the carbonaceous powder with an organic solvent or an aqueous medium, the carbonaceous powder and the binder can be more uniformly mixed, and a separator 10 having more uniform properties can be produced. You can For the same reason, the binder is preferably mixed as a solution of an organic solvent or an aqueous medium (a binder that dissolves in the solvent) or a dispersion (in the case of a binder that does not dissolve in the solvent). It becomes possible to disperse thinly by diluting.

【0033】ここで、炭素質粉末の湿潤および結着材の
溶液又は分散液化に用いられる有機溶剤としては、炭素
質粉末である黒鉛と濡れ易いものが好ましく、樹脂を溶
かすものが好ましい。例えば、 ・ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等
のアルカン類 ・シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、
シクロオクタン等のシクロアルカン類 ・メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノー
ル、アミルアルコール、ヘキサノール、ヘプタノール、
オクタノール、デカノール、ウンデカノール、ジアセト
ンアルコール、フルフリルアルコール、ベンジルアルコ
ール等のアルコール類 ・メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソ
ルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブ
アセテート等のセロソルブ類 ・プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレ
ングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコー
ルモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチ
ルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチ
ルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチ
ルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールジメチ
ルエーテル等のプロピレングリコール類 ・アセトン、メチルアミノケトン、シクロヘキサノン、
アセトフェノン等のケトン類 ・ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類、酢
酸ブチル、酢酸アミル、酪酸エチル、酪酸ブチル、ジエ
チルオキサレート、ピルビン酸エチル、エチル−2−ヒ
ドロキシブチレート、エチルアセトアセテート、乳酸メ
チル、乳酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル等
のエステル類 ・クロロホルム、塩化メチレン、テトラクロロエタン等
のハロゲン化炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン、フェノール、クレゾール等の芳香族炭化水素類 ・ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−
メチルピロリドン等の高極性溶剤等が挙げられる。
Here, as the organic solvent used for wetting the carbonaceous powder and for making the binder solution or dispersion liquid, those which are easily wettable with the graphite which is the carbonaceous powder are preferable, and those which dissolve the resin are preferable. For example, butane, pentane, hexane, heptane, alkanes such as octane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane,
Cycloalkanes such as cyclooctane / methanol, ethanol, propanol, butanol, amyl alcohol, hexanol, heptanol,
Alcohols such as octanol, decanol, undecanol, diacetone alcohol, furfuryl alcohol, and benzyl alcohol ・ Methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, etc. ・ Propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl Propylene glycols such as ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol dimethyl ether, acetone, methylaminoketone, cyclohexanone,
Ketones such as acetophenone, dioxane, ethers such as tetrahydrofuran, butyl acetate, amyl acetate, ethyl butyrate, butyl butyrate, diethyl oxalate, ethyl pyruvate, ethyl-2-hydroxybutyrate, ethyl acetoacetate, methyl lactate, lactic acid Esters of ethyl, methyl 3-methoxypropionate, etc., halogenated hydrocarbons such as chloroform, methylene chloride, tetrachloroethane, etc., aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, phenol, cresol etc., dimethylformamide, dimethylacetamide. , N-
Examples include high polar solvents such as methylpyrrolidone.

【0034】このうち、結着材に用いる有機溶剤として
は、黒鉛等の炭素質粉末と濡れやすいものが好ましく、
結着材を溶解させるものが好ましい。また、溶解度指数
が結着材と近似するものも好ましい。特に、フェノール
樹脂等の熱硬化性樹脂に対しては、アルコール類が好ま
しく、ポリオレフィン樹脂等の熱可塑性樹脂、およびゴ
ム、熱可塑性エラストマーに対しては、芳香族炭化水素
類が好ましい。
Of these, the organic solvent used for the binder is preferably one that easily wets carbonaceous powder such as graphite,
Those that dissolve the binder are preferable. Further, those having a solubility index similar to that of the binder are also preferable. In particular, alcohols are preferable for thermosetting resins such as phenol resins, and aromatic hydrocarbons are preferable for thermoplastic resins such as polyolefin resins, and rubbers and thermoplastic elastomers.

【0035】炭素質粉末の湿潤および結着材の溶液また
は分散液化に用いられる水性媒体としては、特に制限は
ないが、通常水またはアルコール類が用いられる。水を
用いるときには、黒鉛との濡れ性を改良するように界面
活性剤等を添加することもできる。また、有機溶剤と水
性媒体の混合物を用いることもできる。尚、混合比率は
任意でよいが、通常、有機溶媒/水性溶媒は、1/100
〜100/1程度である。尚、炭素質粉末を湿潤させる
有機溶剤と結着材の溶液或いは分散液化に用いる有機溶
剤とを共沸性を有するものとするのが好ましく、同一の
有機溶剤または水性媒体とするのが特に好ましい。
The aqueous medium used for wetting the carbonaceous powder and for making the binder solution or dispersion is not particularly limited, but water or alcohols is usually used. When using water, a surfactant or the like can be added so as to improve the wettability with graphite. It is also possible to use a mixture of an organic solvent and an aqueous medium. The mixing ratio may be arbitrary, but usually the organic solvent / aqueous solvent is 1/100.
It is about 100/1. In addition, it is preferable that the organic solvent for wetting the carbonaceous powder and the organic solvent used for the solution or dispersion of the binder have an azeotropic property, and it is particularly preferable to use the same organic solvent or aqueous medium. .

【0036】ここで、炭素質粉末を湿潤させるための有
機溶剤や水性媒体の使用量としては、炭素質粉末100
重量部に対して1〜300重量部とするのが好ましく、
また、結着材の溶液または分散液における結着材の濃度
は、1〜90重量%とするのが好ましい。エネルギー効
率から言えば、量は少ない方が良い。
Here, the amount of the organic solvent or the aqueous medium used for wetting the carbonaceous powder is 100 carbonaceous powder.
It is preferably 1 to 300 parts by weight with respect to parts by weight,
The concentration of the binder in the binder solution or dispersion is preferably 1 to 90% by weight. In terms of energy efficiency, the smaller the amount, the better.

【0037】一方、結着材の硬化剤や架橋剤(加硫剤)を
用いる場合、これらの混合方法には幾つかの方法があ
る。まず、第1の方法としては、炭素質粉末(またはそ
の湿潤物)に硬化剤、架橋剤(加硫剤)を入れて分散さ
せ、その後、結着材(またはその有機溶剤や水性媒体の
溶液或いは分散液)を入れて混ぜるものである。また、
第2の方法としては、炭素質粉末に結着材を混ぜ(この
ときはどちらも湿潤していても構わない)、後から硬化
剤や架橋剤(加硫剤)を入れるものである。この方法で
は、硬化剤をうまく分散させる必要がある。更に、第3
の方法としては、結着材と硬化剤や架橋剤(加硫剤)とを
先に混ぜておいて、炭素質粉末(またはその湿潤物)を後
から混ぜるものである。かかる方法では、結着材と硬化
剤とを先に混合していることから、混合後は硬化する前
に使用することが好ましい。何れの方法によっても良い
が、炭素質粉末の湿潤物に混合して用いるのが好まし
く、均一混合が重要である。
On the other hand, when a binder curing agent or a cross-linking agent (vulcanizing agent) is used, there are several mixing methods. First, as the first method, a curing agent and a cross-linking agent (vulcanizing agent) are added to carbonaceous powder (or a wet product thereof) and dispersed, and then a binder (or a solution of an organic solvent or an aqueous medium thereof). Alternatively, the dispersion is added and mixed. Also,
A second method is to mix a carbonaceous powder with a binder (both may be wet at this time), and then add a curing agent or a crosslinking agent (vulcanizing agent) later. This method requires good dispersion of the curing agent. Furthermore, the third
As the method, the binder is mixed with the curing agent or the crosslinking agent (vulcanizing agent) first, and the carbonaceous powder (or its wetted material) is mixed later. In such a method, since the binder and the curing agent are mixed first, it is preferable to use them after mixing and before curing. Although any method may be used, it is preferable to use it by mixing it with a wet material of carbonaceous powder, and uniform mixing is important.

【0038】次に、混合物の乾燥について説明する。炭
素質粉末と結着材、更に硬化剤または架橋剤(加硫剤)を
混合して得られる混合物は、湿潤状、ペースト状、或い
は塊状となる。そのために、加熱下の加圧成形に先立
ち、この混合物を適宜加熱乾燥させる。ここで、この加
熱温度としては、用いた有機溶剤や水性媒体を蒸発させ
ることができ、しかも結着材が変質しない温度であれば
良い。通常は溶媒を揮発させるものとして、200℃以
下の温度とし、混合物中の有機溶剤または水性媒体の含
有量が1重量%以下となるまで乾燥することが好まし
い。この含有量が多い場合には、成形後にガス抜け欠陥
になる。
Next, the drying of the mixture will be described. The mixture obtained by mixing the carbonaceous powder, the binder, and the curing agent or the cross-linking agent (vulcanizing agent) becomes a wet state, a paste state, or a lump state. Therefore, this mixture is appropriately dried by heating prior to pressure molding under heating. Here, the heating temperature may be a temperature at which the used organic solvent or aqueous medium can be evaporated and the binder does not deteriorate. Usually, it is preferable that the solvent is volatilized at a temperature of 200 ° C. or lower, and the mixture is dried until the content of the organic solvent or the aqueous medium in the mixture becomes 1% by weight or less. When this content is large, it becomes a gas release defect after molding.

【0039】ここで、加熱乾燥後の混合物の粉砕である
が、加熱乾燥後は、通常、不均一な粒状または塊状とな
るので、ふるい分けのために、この粒状物または塊状物
を粗粉砕することが必要となる。まず、粉砕装置として
は、ミキサー、ジョークラッシャー、ジャイレートリー
クラッシャー、ロールミル、サンプルミル、ジェットミ
ル、ハンマーミル、インペラーブレーカー等が用いられ
る。また、粉砕粒径は、粒径が大きいと、熱伝導で内部
まで均一加熱し難く、溶けて変形し難いことから、成
形、接着後、欠陥が生じ易い。また、細かすぎると嵩高
く、空気を含有し、脱気し難くなり、欠陥が発生し易
い。従って、最大粒径が3mm未満であり、好ましくは
0.1〜2mm、更に好ましくは0.5〜1mmである。
Here, the mixture is pulverized after heating and drying, but after heating and drying, it usually becomes non-uniform granules or agglomerates, so this granules or agglomerates should be roughly pulverized for sieving. Is required. First, as the crushing device, a mixer, a jaw crusher, a gyratory crusher, a roll mill, a sample mill, a jet mill, a hammer mill, an impeller breaker, or the like is used. Further, if the crushed particle size is large, it is difficult to uniformly heat the inside by heat conduction and it is difficult to melt and deform, so that defects are likely to occur after molding and bonding. On the other hand, if it is too fine, it is bulky, contains air, is difficult to be deaerated, and tends to have defects. Therefore, the maximum particle size is less than 3 mm, preferably 0.1 to 2 mm, more preferably 0.5 to 1 mm.

【0040】以上のようにして生成された造粒物に対し
て、量産化するに当たり、連続的に加熱炉に送り込み加
熱工程を連続的に行うこともできる。加熱炉としては、
例えば、横型或いは縦型の連続炉が用いられる。この加
熱炉への導入としては、炉内に直接混合原料を導入する
方法の他に、トレーなど、適宜運搬できる容器に混合原
料を入れて導入する方法がある。また、所望の形状の成
形体となるように加工された金型である成形金型に充填
して加熱炉に導入してもよい。
When mass-producing the granules produced as described above, the granules may be continuously fed into a heating furnace for continuous heating. As a heating furnace,
For example, a horizontal or vertical continuous furnace is used. As a method of introducing the mixed raw material into the heating furnace, there are a method of directly introducing the mixed raw material into the furnace and a method of introducing the mixed raw material into a container such as a tray which can be appropriately transported. Further, it may be filled in a molding die which is a die processed to have a desired shape and introduced into a heating furnace.

【0041】このとき、この成形金型には、できるだけ
薄く、適宜、離型剤を塗付しておく。成形金型への混合
原料の充填方法に特に制限はないが、工業的には、ホッ
パーに混合原料を投入した後、成形金型に一定量投入
し、適宜補助具を用いて成形金型の形状に合わせて隅々
まで混合原料を行き渡らせる方法が採用される。このと
き、表面を平滑に、または段差がある場合には高さに応
じて、混合原料を行き渡らせる。
At this time, a mold release agent is appropriately applied to this molding die as thinly as possible. There is no particular limitation on the method of filling the mixed raw material into the molding die, but industrially, after the mixed raw material is put into the hopper, a fixed amount is put into the molding die, and an appropriate auxiliary tool is used to A method is adopted in which the mixed raw material is spread to every corner according to the shape. At this time, the mixed raw material is spread over the surface in a smooth manner or, if there is a step, according to the height.

【0042】ここで成形金型であるが、図1に示すよう
な少なくとも一方の板面に多数の平行部を有する反応ガ
ス流路溝11が形成されたセパレータ10を成形する場
合には、このような反応ガス流路溝11に対応する金型
内面に多数の直線状の空条が平行に設けられた成形金型
を用いれば良い。また、加熱雰囲気は、均一加熱を行う
必要があり、空気中で行えばよいが、必要に応じて
2、Ar等の雰囲気ガスを用いることもできる。
Here, the molding die is used in the case of molding the separator 10 in which the reaction gas channel groove 11 having a large number of parallel portions is formed on at least one plate surface as shown in FIG. A molding die in which a large number of linear blanks are provided in parallel on the inner surface of the die corresponding to the reaction gas flow channel groove 11 may be used. The heating atmosphere needs to be uniformly heated and may be performed in air, but an atmosphere gas such as N 2 or Ar may be used as necessary.

【0043】次に、加熱温度について説明する。加熱温
度は、所望の成形温度付近となる。この成形温度付近と
しては、結着材(バインダー)の分解点を超えない温度で
あることが必要である。また、成形するときには、樹脂
が溶ける温度やガラス転移点(Tg)等を考慮して、通
常、(成形温度−30℃)〜(成形温度+50℃)であり、
好ましくは(成形温度−20℃)〜(成形温度+40℃)、
より好ましくは(成形温度−10℃)〜(成形温度+30
℃)である。更に、所望の成形温度よりも高い場合に
は、適宜徐冷して加圧成形すればよい。かかる場合に
は、加圧成形の加熱設備が省略できるので、工業的に有
利である。また、加熱することなく加圧成形した場合、
加圧成形から除圧するまでの間に温度が次第に低下する
が、型抜きまでの時間を短縮して、効率的にセパレータ
10を製造するためには、早い段階からの冷却が、より
有利である。しかしながら、加圧成形加工中に、ガラス
転移点(Tg)よりも低い温度に低下してしまうと、成形
性を損なうので、場合によっては加圧成形機に保温材を
設けて、温度の低下を抑えるようにしてもよい。
Next, the heating temperature will be described. The heating temperature is near the desired molding temperature. The temperature around the molding temperature needs to be a temperature that does not exceed the decomposition point of the binder. Further, when molding, in consideration of the melting temperature of the resin, the glass transition point (Tg), etc., it is usually (molding temperature −30 ° C.) to (molding temperature + 50 ° C.),
Preferably (molding temperature −20 ° C.) to (molding temperature + 40 ° C.),
More preferably (molding temperature −10 ° C.) to (molding temperature +30
℃). Further, when the temperature is higher than the desired molding temperature, it may be appropriately cooled and pressure-molded. In such a case, the heating equipment for pressure molding can be omitted, which is industrially advantageous. When pressure molding is performed without heating,
Although the temperature gradually decreases from the pressure molding to the depressurization, in order to shorten the time until die cutting and efficiently manufacture the separator 10, cooling from an early stage is more advantageous. . However, if the temperature lowers below the glass transition point (Tg) during the pressure molding process, the moldability is impaired. In some cases, a heat insulating material is provided in the pressure molding machine to reduce the temperature. It may be suppressed.

【0044】混合原料は、加圧成形する前に、混合原料
全体が所望の温度に到達していればよい。例えば、所望
の温度に設定した加熱炉内に混合原料を導入する方法
や、混合原料を炉内に導入した後に、徐々に加熱する方
法などがある。また、この加熱温度は、表面温度計や成
形金型等に備えた温度計で確認し、加熱炉や、加圧成形
機に備えた加熱装置の温度を調整することによって容易
に制御することができる。
As for the mixed raw material, it is sufficient that the entire mixed raw material reaches a desired temperature before pressure molding. For example, there are a method of introducing the mixed raw material into a heating furnace set to a desired temperature, a method of introducing the mixed raw material into the furnace, and then gradually heating. In addition, this heating temperature can be easily controlled by confirming it with a surface thermometer or a thermometer provided in a molding die and adjusting the temperature of a heating furnace or a heating device provided in a pressure molding machine. it can.

【0045】尚、加圧成形機としては、特に制限はない
が、加圧成形機内に複数の成形金型を導入する場合に
は、複数枚取り(並べて複数の成形型で同時に加圧成形
する)や、多段(縦に複数段、成形金型を置き、同時にプ
レスをかける)ものが採用される。
The pressure molding machine is not particularly limited, but when a plurality of molding dies are introduced into the pressure molding machine, a plurality of molding dies are taken (side by side, a plurality of molding dies are simultaneously pressure-molded. ) Or a multi-stage (a plurality of stages vertically, placing a molding die and pressing simultaneously) is adopted.

【0046】次に、加圧成形機における成形圧力および
成形温度について説明する。この成形圧力および成形温
度は、用いる炭素質粉末および結着材の種類や配合割合
等に応じて、被成形物から十分にガスが抜けて炭素質粉
末と結着材の融着が十分に行なわれ、得られる成形体に
割れやそりなどの変形が生じないように、適宜設定され
る。一般に、成形温度が高めであればより低圧で良く、
成形温度が低めであればより高圧とする。
Next, the molding pressure and the molding temperature in the pressure molding machine will be described. The molding pressure and the molding temperature are set such that the gas is sufficiently released from the object to be molded, and the carbonaceous powder and the binder are sufficiently fused, depending on the types and blending ratios of the carbonaceous powder and the binder used. Therefore, it is appropriately set so that the obtained molded body is not deformed such as cracked or warped. In general, if the molding temperature is high, lower pressure is sufficient,
If the molding temperature is lower, the pressure will be higher.

【0047】まず、成形圧力としては、通常、40〜4
00MPa、特に65〜300MPaとすることが好ま
しい。成形圧力が上記範囲未満であると、十分に炭素質
粉末と結着材が融着せず、欠陥が生じ易い傾向がある。
更に、成形圧力が上記範囲を超えると、成形金型からの
被成形物のはみ出しであるバリが発生し易い傾向があ
る。このバリが発生すると、バリ取り時に角欠けが生じ
る可能性がある。
First, the molding pressure is usually 40 to 4
The pressure is preferably 00 MPa, particularly preferably 65 to 300 MPa. If the molding pressure is less than the above range, the carbonaceous powder and the binder are not sufficiently fused, and defects tend to occur.
Further, if the molding pressure exceeds the above range, burrs, which are protrusions of the molding target from the molding die, are likely to occur. When this burr is generated, a corner chip may occur during deburring.

【0048】次に、成形温度としては、所望の形状に成
形加工するために、通常、用いた結着材のガラス転移点
(Tg)を超える温度とする。また、セパレータ10を、
表面の荒れ、欠け、割れ、変形(そり、膨れ)なく成形す
るためには、結着材の分解点よりも低い温度とすること
が好ましい。ここで、結着材のTgを超える温度とは、
結着材として2種以上のものを混合使用した場合は、T
gの低い方の結着材のTgを超えることを意味するが、
複数種の結着材の混合割合に相当する重量平均Tgを超
えることが望ましい。
Next, the molding temperature is usually the glass transition point of the binder used for molding into a desired shape.
The temperature exceeds (Tg). In addition, the separator 10
In order to perform molding without roughening, chipping, cracking, or deformation (warping or swelling) of the surface, the temperature is preferably lower than the decomposition point of the binder. Here, the temperature exceeding the Tg of the binder means
When two or more binders are mixed and used, T
It means that it exceeds the Tg of the binder with the lower g,
It is desirable to exceed the weight average Tg corresponding to the mixing ratio of plural kinds of binders.

【0049】成形温度の下限であるが、薄い板状のリブ
付セパレータを、表面の荒れや、欠け、割れ、変形(そ
り、膨れ)なく歩留まりよく成形するには、(Tg+20
℃)以上、好ましくは(Tg+30℃)以上、更に好まし
くは結着材の融点(Tm)以上、特に好ましくは(Tm+
20℃)以上、また特に好ましくは(Tm+30℃)以上
である。尚、結着材として、所謂エンジニアリングプラ
スチックに類されるような高融点の樹脂については、J
ISK7207で規定される18.6kg/cm2(=1.
82MPa)の荷重たわみ温度以上の温度であれば良
い。但し、成形温度が過度に高いと被成形物の流動性が
高くなりすぎ、バリが発生し易くなり、得られる成形体
の寸法安定性も劣るものとなる。
At the lower limit of the molding temperature, in order to mold a thin plate-shaped ribbed separator without roughening, chipping, cracking, or deforming (warping or swelling) of the surface with a good yield, (Tg + 20)
C.) or higher, preferably (Tg + 30.degree. C.) or higher, more preferably the melting point (Tm) of the binder or higher, and particularly preferably (Tm +
20 ° C.) or higher, and particularly preferably (Tm + 30 ° C.) or higher. Regarding the high melting point resin, which is similar to so-called engineering plastics, as a binder, J
18.6 kg / cm 2 (= 1.
The temperature may be equal to or higher than the deflection temperature under load of 82 MPa). However, if the molding temperature is excessively high, the flowability of the molded article becomes too high, burrs are easily generated, and the dimensional stability of the obtained molded article becomes poor.

【0050】また、成形温度の上限であるが、成形金型
への熱負荷も大きくなる上に、後工程の型抜きまでの冷
却にも不利となるため、通常は、結着材の分解点未満、
特に(結着材のTm+100℃)以下、とりわけ(結着材
のTm+50℃)以下が適している。例えば50〜40
0℃であり、特に100〜300℃程度となる。ここ
で、結着材の分解点であるが、DSC法またはTG−D
TA法熱分析により、窒素ガス雰囲気下で5℃/min
の昇温速度で室温から加熱したとき、吸熱または発熱を
開始する温度を指している。
Further, although it is the upper limit of the molding temperature, the heat load on the molding die becomes large and it is also disadvantageous for the cooling until the die cutting in the subsequent step. Therefore, the decomposition point of the binder is usually used. Less than,
Particularly, (Tm of binder + 100 ° C.) or less, and particularly (Tm of binder + 50 ° C.) or less are suitable. For example 50-40
The temperature is 0 ° C., particularly about 100 to 300 ° C. Here, the decomposition point of the binder is DSC method or TG-D.
5 ℃ / min under nitrogen gas atmosphere by TA method thermal analysis
It indicates the temperature at which heat absorption or heat generation starts when heated from room temperature at the heating rate.

【0051】加圧成形方法としては、例えば、加熱炉内
を移動させながら加熱した後、加圧成形機に導入して静
止させ、加圧成形させる方法がある。また、加圧成形機
内で移動しながら加圧成形する方法もある。
As a pressure molding method, for example, there is a method in which after heating while moving in a heating furnace, it is introduced into a pressure molding machine and left to stand to perform pressure molding. There is also a method of performing pressure molding while moving in a pressure molding machine.

【0052】加圧成形機での加圧成形後は、この加圧成
形機において除圧を行う。加圧成形機内を移動しながら
除圧しても良く、また、静止した状態で除圧を行うこと
もできる。このとき、除圧は連続的に加圧力を低下させ
るように行っても良く、段階的に加圧力を低下させるよ
うに行っても良い。また、加圧成形時において十分に空
気が抜けていれば、膨れ等の変形や割れを生じにくいた
め、冷却することなく除圧することもできる。しかしな
がら、空気が抜けにくい場合には、高温で除圧すると膨
れなどの変形や割れが生じ易い。従って、ある程度冷却
してから或いは冷却しながら除圧することが望ましい。
After the pressure molding by the pressure molding machine, depressurization is performed by this pressure molding machine. The depressurization may be performed while moving in the pressure molding machine, or the depressurization can be performed in a stationary state. At this time, the depressurization may be performed so as to continuously reduce the pressure, or may be performed so as to reduce the pressure stepwise. Further, if air is sufficiently released during pressure molding, deformation such as swelling and cracks are less likely to occur, and thus depressurization can be performed without cooling. However, if the air is difficult to escape, deformation and cracking such as swelling are likely to occur when decompressing at high temperature. Therefore, it is desirable to depressurize after cooling to some extent or while cooling.

【0053】除圧に際し、冷却する場合、過度に低い温
度まで冷却すると、加圧成形機の占有期間が長くなり生
産性が低下しやすい。また、過度に高い温度で冷却を止
めると、冷却による効果が得られず、膨れなどの変形や
割れが生じる恐れがある。除圧時の冷却温度は、温度が
低すぎると成形体がガラス状で脆くなり、バリ取り時に
角欠けを起こし易く、Tgよりも低い温度が好ましい。
具体的には、加圧成形終了時の温度に対して、通常、数
〜150℃低い温度、好ましくは5〜100℃程度低い
温度とし、また、用いた結着材の融点(Tm)以下、好ま
しくは(Tm−50℃)以下、(結着材のTg+30℃)以
下とすることが好ましい。更に、プレス成形を開始した
ときから冷却を開始することにより、より速く結着材の
Tm以下の温度とすることができ、より早い段階で、例
えば加圧成形終了時に除圧することが可能となり、加圧
成形機の占有期間を短縮することができる。
When cooling at the time of depressurization, if the temperature is cooled to an excessively low temperature, the occupying period of the pressure molding machine becomes long and the productivity is likely to decrease. Further, if the cooling is stopped at an excessively high temperature, the effect due to the cooling cannot be obtained and there is a possibility that deformation such as swelling or cracking may occur. The cooling temperature during depressurization is preferably lower than Tg because if the temperature is too low, the molded product becomes glassy and brittle, and chipping easily occurs during deburring.
Specifically, the temperature at the end of pressure molding is usually several to 150 ° C. lower, preferably 5 to 100 ° C. lower, and the melting point (Tm) or less of the binder used, It is preferably (Tm−50 ° C.) or less and (Tg of binder + 30 ° C.) or less. Furthermore, by starting the cooling from the time when the press molding is started, the temperature can be lowered to the Tm or lower of the binder more quickly, and the pressure can be released at an earlier stage, for example, at the end of the pressure molding, The occupation period of the pressure molding machine can be shortened.

【0054】また、加圧成形機での加圧成形に先立っ
て、脱気処理(真空ポンプ等)を行うと、緻密な成形体を
得て、膨れやそりなどの変形を抑制することができる点
から好ましい。具体的には、例えば、40000Pa
(300Torr)以下、特に27000Pa(200T
orr)以下、また特に5000Pa(37Torr)以
下、とりわけ1300Pa(10Torr)以下で脱気処
理を行うことが好ましい。
If deaeration treatment (vacuum pump or the like) is performed prior to pressure molding in a pressure molding machine, a dense molded body can be obtained and deformation such as swelling or warping can be suppressed. It is preferable from the point. Specifically, for example, 40,000 Pa
(300 Torr) or less, especially 27,000 Pa (200 T
It is preferable to carry out the degassing treatment at a pressure of not more than orr), particularly not more than 5000 Pa (37 Torr), especially not more than 1300 Pa (10 Torr).

【0055】ここで、脱気処理のタイミングとしては、
炭素質粉末と結着材を混合した後、この混合原料を加
熱する前、加熱炉による加熱中、加熱炉による加熱
後、加圧成形機に導入する前、加圧成形機に導入後、
加圧成形を開始するまでの間、加圧開始後、加圧成形
が終了するまでの間、の何れにおいても行うことができ
る。また、これらのうち一つ、或いは複数の工程で行う
ことができ、更に、複数の工程で連続的に行うこともで
きる。しかしながら、効率良く空気やガスを抜くために
は、プレスする直前に脱気処理を行うことが好ましい。
尚、脱気処理と同時に予備成形を行うことも可能であ
る。
The timing of the degassing process is as follows.
After mixing the carbonaceous powder and the binder, before heating the mixed raw material, during heating by the heating furnace, after heating by the heating furnace, before being introduced into the pressure molding machine, after being introduced into the pressure molding machine,
It can be performed either before the pressure molding is started or after the pressure is started and before the pressure molding is completed. Moreover, it can be performed in one or more of these steps, and further, can be continuously performed in a plurality of steps. However, in order to efficiently remove air and gas, it is preferable to perform deaeration treatment immediately before pressing.
It is also possible to perform preforming simultaneously with the degassing process.

【0056】ここで、上記の加熱前の脱気処理では、
混合原料に含まれる気体を除去し、粒子間距離を小さく
することができるため、嵩密度が高くなり、緻密な成形
体を得ることができ、成形体の強度や体積抵抗率などの
物性を向上させる効果がある。また、上記〜の、加
熱中から加圧成形を開始するまでの間の脱気処理では、
混合原料に含まれる気体を除去し、粒子間距離を小さく
するだけでなく、加熱により発生するガス物質を除去す
ることもできるため、成形体の物性をより向上させるこ
とができる。中でも、上記での脱気処理は、混合原料
に含まれる気体と、加熱により発生するガス物質を除去
できる効果が最も高いため、成形体の物性を向上させる
上では好ましい。更に、加圧成形機の占有時間を短縮す
る上では、上記のタイミングが加圧成形を行うのと同
時に脱気処理を行うことができる点から好ましい。尚、
複数の工程で連続的に脱気処理する場合は、より早い段
階から脱気処理を行う方が、より多くの効果を得ること
ができるので好ましく、具体的には、上記〜が好ま
しく、上記〜がより好ましい。
Here, in the above degassing treatment before heating,
Since the gas contained in the mixed raw material can be removed and the distance between the particles can be reduced, the bulk density can be increased and a dense compact can be obtained, and the physical properties such as strength and volume resistivity of the compact can be improved. Has the effect of Further, in the above-mentioned, in the degassing process from the heating to the start of pressure molding,
Not only can the gas contained in the mixed raw material be removed to reduce the distance between particles, but also the gas substance generated by heating can be removed, so that the physical properties of the molded body can be further improved. Among them, the above-described degassing treatment is most effective in improving the physical properties of the molded body because it has the highest effect of removing the gas contained in the mixed raw material and the gas substance generated by heating. Further, in order to reduce the time occupied by the pressure molding machine, the above timing is preferable because the degassing process can be performed simultaneously with the pressure molding. still,
When continuously performing degassing treatment in a plurality of steps, it is preferable to perform degassing treatment from an earlier stage because more effects can be obtained, and specifically, the above-mentioned is preferable, and the above-mentioned Is more preferable.

【0057】この脱気処理を行った後には、脱気解放が
行われる。この脱気開放は、一気に行っても良く、徐々
に行っても良い。また、加圧成形中に脱気している場合
の脱気解放は、空気が抜けて炭素質粉末と結着材とが十
分に融着している状態であれば良く、従って、冷却中で
も冷却後であっても良い。更に、加圧成形機に導入する
前までの脱気処理は、加圧成形時と同じ金型、または細
かい形状を省いた最終形状に近い金型内で脱気処理する
ことにより、嵩密度が高くなって形で整えることができ
るため、金型から取り出して次の工程への運搬する場合
のハンドリング性が良くなるという効果も得られる。
After performing this deaeration process, deaeration release is carried out. This deaeration opening may be performed all at once or gradually. Further, deaeration and release in the case of deaeration during pressure molding may be performed in a state in which air is released and the carbonaceous powder and the binder are sufficiently fused, and therefore cooling is performed even during cooling. It may be later. Furthermore, the degassing process before introducing into the pressure molding machine is performed by degassing in the same mold as the press molding, or in a mold close to the final shape omitting the fine shape, so that the bulk density is reduced. Since the height can be increased and the shape can be adjusted, it is possible to obtain an effect that the handling property is improved when the product is taken out from the mold and transported to the next step.

【0058】また、加圧成形に先立ち、保形を行うこと
もできる。保形では、加圧成形時と同じ金型、又は細か
い形状を省いた最終形状に近い金型で予備成形し、形を
整えることで、ハンドリング性を向上させることができ
る。この保形のための予備成形圧力としては、通常、2
0〜300MPaであり、好ましくは20〜200MP
aである。また、保形のための予備成形温度は、結着材
の分解点未満の温度であれば特に制限はなく、室温で行
う場合には、加熱操作が必要ないため、工業的に有利で
ある。ここで、予備成形により得られる混合原料の嵩密
度は、1.2〜1.8g/cm3、好ましくは1.3〜1.8
g/cm3、より好ましくは1.4〜1.8g/cm3であ
る。尚、この予備成形は、混合原料を加熱する前でも、
加熱後、加圧成形機に導入する前でもよい。但し、成形
体表面が緻密化し、内部にガス等の欠陥が残ると、真空
脱気、加圧成形時にその欠陥を十分に除去できない恐れ
がある。そこで、表面は緻密化せず、ガスが抜けやすい
状態にしておくことが好ましい。特に、加熱後予備成形
する場合は、成形圧力を低くし、表面の緻密化を防ぐこ
とが望まれる。
Further, the shape retention can be carried out before the pressure molding. In the shape retention, handleability can be improved by preforming by using the same mold as that used for pressure molding or a mold close to the final shape in which a fine shape is omitted and adjusting the shape. The preforming pressure for this shape retention is usually 2
0 to 300 MPa, preferably 20 to 200 MP
a. Further, the preforming temperature for shape retention is not particularly limited as long as it is a temperature below the decomposition point of the binder, and heating at room temperature does not require a heating operation, which is industrially advantageous. Here, the bulk density of the mixed raw material obtained by preforming is 1.2 to 1.8 g / cm 3 , preferably 1.3 to 1.8.
g / cm 3, more preferably 1.4~1.8g / cm 3. It should be noted that this pre-molding, even before heating the mixed raw material,
After heating, it may be before introduction into the pressure molding machine. However, if the surface of the molded body becomes dense and defects such as gas remain inside, the defects may not be sufficiently removed during vacuum deaeration and pressure molding. Therefore, it is preferable that the surface is not densified and gas is easily released. In particular, when preforming after heating, it is desired to lower the forming pressure to prevent the surface from becoming densified.

【0059】加圧成形し、除圧を行った後は、成形金型
を加圧成形機から取り出し、得られた成形体を成形金型
から取り出す型抜きが行われる。まず、型抜き温度であ
るが、結着材のガラス転移点(Tg)よりも低い温度にま
で温度が低下した後に行うことが好ましい。結着材のT
g以上の温度では、型抜き時に成形体の変形が起こりや
すく、割れや、膨れ、そりなどの欠陥の原因となり、セ
パレータ本来の機能が得られにくくなるためである。ま
た、型抜きは室温まで冷却して行うこともできるが、結
着材のTgより5℃以上、中でもTgより10℃以上低
い温度であれば、型抜きによる割れや変形を抑制するこ
とができる。従って、成形金型の占有時間を短縮するた
めに、(Tg−5℃)以下、特に(Tg−10℃)以下、例
えば、(Tg−20℃)〜(Tg−80℃)で型抜きを行う
ことが好ましい。また、温度が低すぎると成形体が脆
く、角欠け等の原因にもなるので、樹脂のTgより低く
Tgに近い温度が好ましい。加圧成形機から成形金型を
取り出さない場合は、上述の温度になったときに、加圧
成形機から成形体を取り出す。
After the pressure molding and depressurization, the molding die is taken out from the pressure molding machine, and the obtained molding is taken out from the molding die. First, regarding the die-cutting temperature, it is preferably performed after the temperature has dropped to a temperature lower than the glass transition point (Tg) of the binder. Binder T
This is because at a temperature of g or more, the molded body is likely to be deformed at the time of die-cutting, which causes defects such as cracks, swelling, and warpage, and makes it difficult to obtain the original function of the separator. Although the die cutting can be performed by cooling to room temperature, cracking and deformation due to die cutting can be suppressed if the temperature is lower than the Tg of the binder by 5 ° C. or more, and especially lower than Tg by 10 ° C. or more. . Therefore, in order to shorten the occupation time of the molding die, the die-cutting is performed at (Tg-5 ° C) or less, particularly (Tg-10 ° C) or less, for example, (Tg-20 ° C) to (Tg-80 ° C). It is preferable to carry out. Further, if the temperature is too low, the molded body becomes brittle and may cause corner breakage, so a temperature lower than the Tg of the resin and close to Tg is preferable. When the molding die is not taken out from the pressure molding machine, the molded body is taken out from the pressure molding machine when the above temperature is reached.

【0060】ここで、型抜きまでの冷却としては、成形
金型を放冷して自然冷却することもできる。また、低温
ガスや冷媒スプレー等、適宜の冷却手段を採用して、強
制冷却を行う場合には、成形金型の回転率を高めて生産
性を向上させることができる点で好ましい。加圧成形機
から成形金型を取り出す場合の冷却では、加圧成形後の
除圧前、除圧中、除圧後のいずれの工程で行っても良
い。特に、連続的な操作により、型抜きを順次行う場合
には、成形金型の占有期間を短縮することができ、生産
性をより一層向上させることができる点から好ましい。
例えば、除圧後の成形金型をベルトコンベア上で連続的
に移動させながら冷却ゾーンを通過させる方法や、或い
は、バッチ式に1つ、または同時に複数の成形金型を冷
却室内に移動させて冷却した後、ベルトコンベア等で移
動させて排出させる方法等がある。
Here, as the cooling until the die cutting, the molding die may be left to cool naturally. Further, when forced cooling is carried out by adopting an appropriate cooling means such as low-temperature gas or refrigerant spray, it is preferable in that the rotation rate of the molding die can be increased and the productivity can be improved. Cooling when the molding die is taken out from the pressure molding machine may be performed in any step after depressurization after pressure molding, during depressurization, and after depressurization. In particular, when the die-cutting is sequentially performed by a continuous operation, the occupying period of the molding die can be shortened, and the productivity can be further improved, which is preferable.
For example, a method of passing a molding die after depressurization through a cooling zone while continuously moving it on a belt conveyor, or one or a plurality of molding dies are moved batchwise into a cooling chamber. After cooling, there is a method in which it is moved by a belt conveyor or the like and discharged.

【0061】尚、冷却を除圧前、除圧中、除圧後の何れ
の工程で行う場合であっても、冷却速度は、用いる炭素
質粉末および結着材の種類、配合割合、加熱温度、加圧
成形条件等により、適宜設定される。しかしながら、結
着材として、加熱加圧条件下で分解ガスを発生したり発
泡を起こさないものを用いて、冷却速度を速めることが
できれば、型抜きを早く行うことができ、成形金型の占
有期間を短縮することができるので好ましい。
Whether the cooling is performed before the depressurization, during the depressurization, or after the depressurization, the cooling rate depends on the types of carbonaceous powder and binder, the mixing ratio, and the heating temperature. It is appropriately set depending on the pressure molding conditions and the like. However, if a binder that does not generate decomposed gas or foams under heating and pressurization is used as the binder and the cooling rate can be increased, the die can be removed quickly and the molding die occupies. It is preferable because the period can be shortened.

【0062】この冷却速度としては、加圧成形後、除圧
前、除圧中、除圧後のいずれかの工程で型抜きに好適な
温度にまで、所定の速度で冷却される。例えば、0.0
3℃/sec(=1.8℃/min)以上、好ましくは0.0
4℃/sec以上である。また、型抜きまでの時間を短
縮する上では、0.05℃/sec以上、好ましくは0.
1℃/sec以上である。更に、上限としては、通常1
00℃/min以下である。
The cooling rate is such that after the pressure molding, before the depressurization, during the depressurization, or after the depressurization, the temperature is cooled to a temperature suitable for die cutting at a predetermined rate. For example, 0.0
3 ° C / sec (= 1.8 ° C / min) or more, preferably 0.0
It is 4 ° C / sec or more. Further, in order to shorten the time until die-cutting, 0.05 ° C./sec or more, preferably 0.0
It is 1 ° C / sec or more. Furthermore, the upper limit is usually 1
It is not higher than 00 ° C / min.

【0063】以上のような条件の中から、本実施の形態
では、粉体成形の条件を厳密に選択して制御すること
で、バラツキが少なく均一性に優れたセパレータ10を
得ることができる。即ち、成形の条件を選定すること
で、性能的にも品質的にも総合的に優れた物性を有する
工業的に有利な燃料電池用セパレータを生成することが
可能となる。このことは、例えば後述する実施例で示す
ような条件選択の組み合わせで実現される。
In the present embodiment, by strictly selecting and controlling the powder molding conditions from the above conditions, it is possible to obtain the separator 10 with less variation and excellent uniformity. That is, by selecting molding conditions, it is possible to produce an industrially advantageous fuel cell separator having excellent physical properties in terms of both performance and quality. This is realized, for example, by a combination of condition selections as shown in the embodiments described later.

【0064】このようにして得られる板状のセパレータ
10における寸法や形状は、前述のように、縦横の長さ
が各50〜1000mm、中でも80〜500mm、厚
さ0.5〜数10mm、中でも1〜10mm程度、嵩密
度は1.8g/cm3以上、中でも1.9〜2.2g/cm3
以上である。特に、このような板状のセパレータ10の
一方又は双方の板面に、多数の平行部を有する反応ガス
流路用溝が形成された板状燃料電池用セパレータの製造
に好適である。
As described above, the plate-shaped separator 10 thus obtained has a size and shape of 50 to 1000 mm in length and width, especially 80 to 500 mm, and 0.5 to several tens mm in thickness. 1 to 10 mm, bulk density is 1.8 g / cm 3 or more, and especially 1.9 to 2.2 g / cm 3.
That is all. In particular, it is suitable for manufacturing a plate-shaped fuel cell separator in which one or both plate surfaces of such a plate-shaped separator 10 are formed with grooves for reaction gas passages having a large number of parallel portions.

【0065】その注意点としては、まず、体積固有抵抗
を上げる(悪化させる)原因となる結着材(バインダー)を
できるだけ少なくしながら、炭素質粉末の結着材として
有効に利用されるようにすることが好ましい。このため
に、混合時には、できるだけ炭素質粉末の形成する空隙
に結着材が効率よく入り込み、かつ、炭素質粉末表面に
は結着材が薄く均一に広がるようにする。そして、成形
において、加熱・加圧(圧縮成形)では、できるだけ均一
に金型に投入する。このとき、溝等の高さが異なれば投
入量等の高さも調節し、場合によっては一部圧密するこ
とも可能である。そして、粉体に含まれる空気の除去、
結着材の溶融によるガス発生などが抑制、或いは発生し
たガスが脱ガスされるよう、材料選択や加熱・加圧・脱
気・冷却・型抜き温度などの成形条件の制御およびそれ
らの組み合わせ、タイミングを調整しながら行うことが
挙げられる。このように、バラツキが少なく均一性の高
い燃料電池用セパレータを得るためには、黒鉛などの炭
素質粉末と結着材との均一分散、均一投入、効率的な脱
ガス、大きな欠陥の除去、適正な成形条件、除圧、冷却
による組織の均一性等を図ることが好ましい。
As a point of caution, first, the amount of the binder (binder) that increases (deteriorates) the volume resistivity should be reduced as much as possible, and the carbon powder should be used effectively as a binder. Preferably. Therefore, at the time of mixing, the binder is allowed to efficiently enter the voids formed by the carbonaceous powder, and the binder is thinly and uniformly spread on the surface of the carbonaceous powder. Then, in molding, by heating and pressurizing (compression molding), the mold is charged as uniformly as possible. At this time, if the heights of the grooves and the like are different, the height of the charging amount and the like can be adjusted, and in some cases, it is possible to partially consolidate. And the removal of air contained in the powder,
Control of molding conditions such as material selection, heating, pressurization, degassing, cooling, and die cutting temperature and their combination so that gas generation due to melting of the binder is suppressed or the generated gas is degassed. It may be performed while adjusting the timing. Thus, in order to obtain a highly uniform fuel cell separator with less variation, uniform dispersion of carbonaceous powder such as graphite and a binder, uniform charging, efficient degassing, removal of large defects, It is preferable to achieve appropriate molding conditions, depressurization, and uniformity of the structure by cooling.

【0066】ここで、圧縮成形における最適化の例とし
ては、まず、原料となる炭素質粉末において、湿潤処理
などで表面濡れを改良し、結着材との馴染みを良くする
ことが好ましい。また、結着材としては、ガスの発生し
易いものは、セパレータ10の欠陥の原因になるので、
加熱によるガス生成が少ないものが好ましい。例えば、
フェノール樹脂は、水、低分子量が発生し易い。この点
では、熱硬化性樹脂よりも、熱可塑性樹脂が好ましい。
また、ガス発生が多いものは少量で成形することによ
り、ガス量を減らすことが可能である。更に、炭素質粉
末と結着材との関係では、炭素質粉末の粒径が小さく、
分布が広い場合には、結着材を比較的増やし、表面を均
一に覆うことで、炭素質粉末の平均粒径、分布とバイン
ダー量を適正化することができる。一方、炭素質粉末の
粒径が大きすぎると、欠陥が多くなり、均一性が悪化す
る。
Here, as an example of optimization in compression molding, first, it is preferable to improve the surface wetting of the carbonaceous powder as a raw material by a wet treatment or the like to improve the compatibility with the binder. Further, as the binding material, a material that easily generates gas causes defects in the separator 10,
Those that generate less gas by heating are preferable. For example,
Phenolic resin tends to generate water and low molecular weight. In this respect, the thermoplastic resin is preferable to the thermosetting resin.
In addition, it is possible to reduce the amount of gas by molding a small amount of gas that generates a large amount of gas. Furthermore, in the relationship between the carbonaceous powder and the binder, the particle size of the carbonaceous powder is small,
When the distribution is wide, the average particle diameter of carbonaceous powder, the distribution and the amount of binder can be optimized by relatively increasing the amount of binder and uniformly covering the surface. On the other hand, when the particle size of the carbonaceous powder is too large, the number of defects increases and the uniformity deteriorates.

【0067】圧縮成形における最適化として、次に、炭
素質粉末と結着材との混合方法では、結着材と炭素質粉
末とが均一になるようにブレンドする必要がある。この
ブレンドの方法としては、溶媒で炭素質粉末を湿潤して
濡らす方法や、加熱により結着材を低粘度化する方法、
結着材の溶媒や分散媒による溶液化、または分散液化、
希釈による希薄溶液で薄く被覆する方法、混練による効
率的な混合方法、および混合装置、混合時間の最適化等
が挙げられる。この混合は十分に行われることが好まし
く、混合時間、混合機、溶媒湿潤の選定、温度条件等に
より効率の良い混合方法を選定する。また、硬化材も含
め、炭素質粉末と結着剤とを均一に混合することが好ま
しい。ここでは、混合品が均一であるものが良く、特
に、黒鉛粉末表面が結着材で十分被覆されているものが
均一混合には好ましい。
As an optimization in compression molding, next, in the method of mixing the carbonaceous powder and the binder, it is necessary to blend the binder and the carbonaceous powder so as to be uniform. As a method of this blending, a method of wetting the carbonaceous powder with a solvent and a method of lowering the viscosity of the binder by heating,
Solution of the binder with a solvent or dispersion medium, or dispersion of the binder,
Examples include a method of thinly coating with a dilute solution by dilution, an efficient mixing method by kneading, a mixing device, and optimization of mixing time. It is preferable that this mixing is sufficiently performed, and an efficient mixing method is selected depending on the mixing time, the mixer, selection of solvent wetting, temperature conditions, and the like. In addition, it is preferable to uniformly mix the carbonaceous powder and the binder, including the hardener. Here, it is preferable that the mixed product is uniform, and it is particularly preferable that the graphite powder surface is sufficiently covered with the binder for uniform mixing.

【0068】金型に投入する造粒物では、粒度を適正化
することが好ましい。粒度が大きすぎると、金型中で十
分に溶けず、流動せず、欠陥が残る。粒度が小さすぎる
と、含有空気が多すぎ、脱気に手間がかかる。金型投入
では、均一に投入することが好ましく、表面をならすこ
とも有効である。場合に応じて溝等の段差等つけること
や、一部圧密することも有効である。
It is preferable to optimize the particle size of the granulated product to be put into the mold. If the particle size is too large, it does not melt sufficiently in the mold, it does not flow, and defects remain. If the particle size is too small, the air content is too large and deaeration takes time. In the mold injection, it is preferable to uniformly inject, and it is also effective to smooth the surface. Depending on the case, it is also effective to form a step such as a groove or to partially consolidate.

【0069】成形条件(脱ガス、温度、圧力、時間)で
は、十分にガス、空気抜きを行うことが好ましい。成形
粒度が細かいときには、十分に脱気することが有効であ
る。成形温度は十分に融着する温度(Tm以上)が好まし
い。また、成形圧力を高くすることで、欠陥を押さえ込
み、小さくすることができ、強度等に影響しない大きさ
に押さえ込むことができる。欠陥としては、10μm以
下、好ましくは5μm以下、最も好ましくは1μm以下
である。型抜きでは、固まった状態で除圧(成形圧抜き)
することが好ましい。高温での圧抜きでは製品が悪化
し、ガスが膨れることから、ガラス転移点(Tg)以下が
好ましい。但し、低すぎると製品が堅く、ガラス状でバ
リ取り時に角欠けを起こす場合がある。
Under the molding conditions (degassing, temperature, pressure, time), it is preferable to sufficiently degas the gas and air. When the molding particle size is small, it is effective to sufficiently degas. The molding temperature is preferably a temperature (Tm or higher) at which fusion is sufficiently performed. Further, by increasing the molding pressure, defects can be suppressed and reduced, and the size can be suppressed so as not to affect the strength and the like. The defects are 10 μm or less, preferably 5 μm or less, and most preferably 1 μm or less. For die cutting, depressurize in the solidified state (molding pressure release)
Preferably. Since depressurization at high temperature deteriorates the product and swells the gas, the glass transition temperature (Tg) or lower is preferable. However, if it is too low, the product will be stiff, and it may be glassy and chip off when deburring.

【0070】次に、破壊エネルギー、最大曲げ応力、最
大曲げ応力歪み、嵩密度、体積固有抵抗等の各測定につ
いて説明する。まず、破壊エネルギーでは、JIS K
7171に準拠して、曲げ応力たわみ曲線を作成する。
作成した曲げ応力たわみ曲線上の最大曲げ応力の点と、
そのときの歪み(x軸の点:最大曲げ応力歪み)、および
原点、の3点によって形成される三角形の面積で測定し
た。このとき、最大曲げ応力、最大曲げ応力歪みの測定
は、JIS K 7171に準拠し、長さ100mm、幅
10mm、厚さ5mmの試験片を板の端部と中央部を入
れるようにして、5点、成形体としての燃料電池用セパ
レータから切り出し、その試験片について、支点間距離
を80mm、試験速度を5mm/分として、セパレータ
10の板面に圧子を当てて荷重をかけて測定した。スタ
ック用穴の部分を避け、リブ付き部分はリブ部を削って
(リブ部を削っても最低1mmはあると考えている)、平
板状として測定する。
Next, each measurement of fracture energy, maximum bending stress, maximum bending stress strain, bulk density, volume resistivity, etc. will be described. First, in terms of breaking energy, JIS K
A bending stress deflection curve is created according to 7171.
The point of maximum bending stress on the created bending stress deflection curve,
The strain at that time (point on the x-axis: maximum bending stress strain) and the area of a triangle formed by the three points of the origin were measured. At this time, the maximum bending stress and the maximum bending stress strain were measured in accordance with JIS K 7171 by inserting a test piece having a length of 100 mm, a width of 10 mm and a thickness of 5 mm into the end portion and the center portion of the plate, and A test piece was cut out from a fuel cell separator as a molded body, and the test piece was measured by applying an indenter to the plate surface of the separator 10 with a fulcrum distance of 80 mm and a test speed of 5 mm / min. Avoid the hole for stacking and scrape the rib part for the ribbed part
(It is considered that there is at least 1 mm even if the rib part is cut), and measure as a flat plate.

【0071】各物性について算出される変動係数は、 値(最大曲げ応力、破壊エネルギー等)の標準偏差 ÷ 値
の平均値 で求められ、最低3点(端2点+中央部1点)、できれば
5点以上で行う。この変動係数の算出によって、物性と
してのバラツキ、どのくらいのレベルでの均一性がある
かを把握することが可能となる。
The coefficient of variation calculated for each physical property is obtained by the average value of standard deviations of values (maximum bending stress, fracture energy, etc.) / Values, and at least 3 points (2 points at the end + 1 point at the center), if possible. Do at least 5 points. By calculating the coefficient of variation, it is possible to grasp the variation in physical properties and the level of uniformity.

【0072】次に、各物性の値およびその変動係数にお
ける好ましい範囲について説明する。まず、最大曲げ応
力(曲げ強度)における値は、通常、10MPa以上であ
り、好ましくは15MPa以上、更に好ましくは20M
Pa以上である。上限は特にないが、200MPa以上
のものを作成することは難しいと考えられる。これらの
下限を外れると、セパレータ10を横持ちした場合や、
取り付け、締め付け等のハンドリング時に破損したり、
使用時に熱変形で破損し易くなる。
Next, the preferable range of each physical property value and its variation coefficient will be described. First, the value of the maximum bending stress (bending strength) is usually 10 MPa or more, preferably 15 MPa or more, and more preferably 20 M.
Pa or higher. Although there is no particular upper limit, it is considered difficult to produce a material having a pressure of 200 MPa or more. If the lower limit of these is exceeded, when the separator 10 is held horizontally,
It may be damaged during handling such as mounting or tightening,
It is easily deformed by heat when used.

【0073】この最大曲げ応力(曲げ強度)における変動
係数は、通常、0.10以下、好ましくは0.08以下で
あり、更に好ましくは0.05以下、特に好ましくは0.
03以下である。下限は、小さいほど良いが、通常、
0.0001程度はある。これらの上限を外れると、低
強度の部分が存在し、横持ちや、取り付け時等のハンド
リングで弱い部分が折れ易くなる。また、使用時に熱変
形によって破損し易くなる。
The coefficient of variation in the maximum bending stress (bending strength) is usually 0.10 or less, preferably 0.08 or less, more preferably 0.05 or less, and particularly preferably 0.0.
It is 03 or less. The lower limit is the better, but usually,
There is about 0.0001. If the upper limit of these values is not satisfied, a low-strength portion exists, and a weak portion is easily broken due to lateral holding or handling during mounting. Further, it is easily damaged by thermal deformation during use.

【0074】次に、最大曲げ応力歪みにおける値では、
上限は、通常5mm以下、好ましくは3mm以下であ
り、下限は、通常0.4mm以上、好ましくは0.6mm
以上、更に好ましくは0.8mm以上、特に好ましくは
1mm以上である。この下限を外れると、変形し難くな
って脆くなり、横持ちや取り付け、締め付け等のハンド
リング時に破損したり、使用時に熱変形で破損し易くな
る。上限は特に問題はない。
Next, in the value at the maximum bending stress strain,
The upper limit is usually 5 mm or less, preferably 3 mm or less, and the lower limit is usually 0.4 mm or more, preferably 0.6 mm.
The above is more preferably 0.8 mm or more, and particularly preferably 1 mm or more. If this lower limit is exceeded, it becomes difficult to deform and becomes brittle, and it is likely to be damaged during handling such as lateral holding, mounting, and tightening, or easily damaged due to thermal deformation during use. There is no particular problem with the upper limit.

【0075】この最大曲げ応力歪みにおける変動係数
は、通常、0.10以下、好ましくは0.07以下であ
り、更に好ましくは0.05以下、特に好ましくは0.0
3以下である。下限は、小さいほど良いが、通常、0.
0001程度はある。これらの上限を外れると、燃料電
池にセパレータ10を組み込む際に、変形して耐え難い
部分が無理な変形を受け、折れ易くなる。また、熱歪み
で破損し易くなる。
The coefficient of variation in the maximum bending stress strain is usually 0.10 or less, preferably 0.07 or less, more preferably 0.05 or less, and particularly preferably 0.0.
It is 3 or less. The lower the lower limit, the better.
There are about 0001. If these upper limits are not satisfied, when the separator 10 is assembled in the fuel cell, the portion that is deformed and intolerable undergoes excessive deformation and is easily broken. Also, it is easily damaged by thermal strain.

【0076】次に、破壊エネルギーにおける値では、上
限は特に問題はないが、50MPa・mm(場合によっ
ては30MPa・mm)程度はある。下限は、通常、6
MPa・mm以上であり、好ましくは8MPa・mm以
上、更に好ましくは10MPa・mm以上、特に好まし
くは12MPa・mm以上である。下限を外れると、変
形しにくく脆くなり、横持ち、取り付け、締め付け等、
ハンドリング時に破損し、使用時に熱変形で破損する恐
れがある。
Next, with respect to the value of the breaking energy, there is no particular upper limit, but there is about 50 MPa · mm (in some cases, 30 MPa · mm). The lower limit is usually 6
MPa · mm or more, preferably 8 MPa · mm or more, more preferably 10 MPa · mm or more, particularly preferably 12 MPa · mm or more. If the value goes below the lower limit, it becomes difficult to deform and becomes brittle.
There is a risk of damage during handling and thermal deformation during use.

【0077】この破壊エネルギーにおける変動係数は、
通常0.12以下、好ましくは0.10以下、更に好まし
くは0.08以下、特に好ましくは0.06以下である。
下限については、小さいほど好ましいが、通常では0.
0001程度はある。上限を外れると、変形に対する耐
性が低い(破壊靱性)部分が存在し、燃料電池にセパレー
タ10を組み込んで、スタックし、締め付ける際の破損
が生じ易くなる。又落下して割れ易くなる(部分欠陥支
配)。
The coefficient of variation in this breaking energy is
It is usually 0.12 or less, preferably 0.10 or less, more preferably 0.08 or less, and particularly preferably 0.06 or less.
Regarding the lower limit, the smaller the better, the more preferable it is.
There are about 0001. If the value exceeds the upper limit, there is a portion having low resistance to deformation (fracture toughness), and the separator is likely to be damaged when the separator 10 is incorporated in the fuel cell, stacked and tightened. In addition, it falls and becomes easy to break (partial defect control).

【0078】次に、嵩密度の測定について説明する。試
験片としては、JIS K 7171に準じ、長さ100
mm、幅10mm、厚さ5mm(後述する実施例では、
縦および横の長さが各々100mmで厚さが5mmの平
板を、高さ5mm、幅10mm、長さ100mmに切断
したものの5点平均、端から中央部を含む)を切り出
す。このとき、板の端部と中央部を入れるようにして、
残りは等間隔でサンプリングする(最低3点、5点、9
点…となる)。スタック用穴の部分は避けるが、リブ付
であっても、そのまま試験片として使うことが可能であ
る。嵩密度の測定(定法に従った測定)では、平板であれ
ば、直方体の幅×高さ×長さで体積を測定し、求めた重
量によって嵩密度を計算する。穴、溝等で寸法が測定で
きなければ、水中の排除体積と重量から嵩密度を計算す
る。
Next, the measurement of the bulk density will be described. As a test piece, a length of 100 is used in accordance with JIS K7171.
mm, width 10 mm, thickness 5 mm (in the examples described later,
A flat plate having a vertical and horizontal length of 100 mm each and a thickness of 5 mm is cut into a height of 5 mm, a width of 10 mm and a length of 100 mm, and an average of 5 points, including the center portion from the end, is cut out. At this time, insert the end and center of the plate,
Sample the rest at equal intervals (minimum 3 points, 5 points, 9 points)
Points ...). Although avoiding the hole for stacking, even if it has ribs, it can be used as a test piece as it is. In the measurement of bulk density (measurement according to a standard method), in the case of a flat plate, the volume is measured by the width × height × length of a rectangular parallelepiped, and the bulk density is calculated by the obtained weight. If the dimensions cannot be measured with holes, grooves, etc., calculate the bulk density from the excluded volume and weight in water.

【0079】この嵩密度の値としては、上限は特に問題
はないが、2.2g/cc程度である。下限は、通常1.
90g/cc以上、好ましくは1.95g/cc以上、更
に好ましくは2.0g/cc以上である。下限を外れる
と、緻密性が低下し易くなり、ガスバリア性、機械的特
性が低下し易くなる。
The upper limit of the value of the bulk density is not particularly limited, but is about 2.2 g / cc. The lower limit is usually 1.
It is 90 g / cc or more, preferably 1.95 g / cc or more, and more preferably 2.0 g / cc or more. If the value goes below the lower limit, the denseness tends to decrease, and the gas barrier properties and mechanical properties tend to decrease.

【0080】この嵩密度の変動係数は、通常0.01以
下、好ましくは0.008以下、更に好ましくは0.00
6以下である。この上限を外れると、嵩密度の低い部分
が存在し、緻密性の悪い部分が生じることから、ガスバ
リア性、機械的特性が低下してしまう。この両特性とも
に部分的欠陥に支配される。下限は、小さいほど良い
が、通常では0.00001程度はある。
The coefficient of variation of this bulk density is usually 0.01 or less, preferably 0.008 or less, more preferably 0.00.
It is 6 or less. If the upper limit is not satisfied, a portion having a low bulk density is present and a portion having a low density is generated, so that the gas barrier property and the mechanical properties are deteriorated. Both of these characteristics are dominated by partial defects. The smaller the lower limit, the better, but normally there is about 0.0001.

【0081】次に、体積固有抵抗の測定について説明す
る。この体積固有抵抗の測定法としては、4探針法(三
菱化学製Loresta MP)を用いた。試験片は、縦100
mm、横100mm、厚さ5mmの試験片で上中下、左
中右の9点を測定した。尚、非破壊試験なので、形状そ
のものには無関係であり、実機品でも測定可能である。
また、スタック用穴の部分は避けるが、リブ付であって
も、そのまま試験片として使用した。測定条件として
は、縦横各100mm、厚さ5mmの試験片に対して、
縦、横、測定位置、厚みおよび4探針の幅を入力し、測
定で数値を出力させた。ここで、体積固有抵抗の変動係
数は、体積固有抵抗(9点)の標準偏差 ÷ 平均値で求め
られる。
Next, the measurement of the volume resistivity will be described. The 4-probe method (Loresta MP manufactured by Mitsubishi Kagaku) was used as the method for measuring the volume resistivity. The test piece is 100 vertical
mm, width 100 mm, and thickness 5 mm were used to measure 9 points of upper middle lower, left middle right. Since it is a non-destructive test, it has nothing to do with the shape itself and can be measured even with an actual product.
Although the hole for stacking was avoided, even if it had a rib, it was used as it was as a test piece. As the measurement conditions, for a test piece of 100 mm in length and width and 5 mm in thickness,
The length, width, measurement position, thickness, and width of the four probes were input, and numerical values were output in the measurement. Here, the coefficient of variation of the volume resistivity is calculated by standard deviation of volume resistivity (9 points) / average value.

【0082】この体積固有抵抗の値は、上限は20mΩ
・cm以下、好ましくは15mΩ・cm以下、更に好ま
しくは10mΩ・cm以下である。この上限を超える
と、電気抵抗が大きくなり、電池特性が低下する。ま
た、部分発熱によって熱歪みが発生し易くなる。下限
は、低ければ低い方が良いが、通常1mΩ・cm以上程
度になる。
The upper limit of the volume resistivity is 20 mΩ.
-Cm or less, preferably 15 mΩ-cm or less, more preferably 10 mΩ-cm or less. If the upper limit is exceeded, the electrical resistance will increase and the battery characteristics will deteriorate. Further, thermal distortion is likely to occur due to partial heat generation. The lower limit is preferably as low as possible, but is usually about 1 mΩ · cm or more.

【0083】この体積固有抵抗の変動係数は、通常0.
10以下、好ましくは0.08以下、更に好ましくは0.
06以下である。この上限を外れると、接触抵抗にバラ
ツキが生じ、電気の流れにムラが生じて、発電効率の低
下、局部加熱による素材の劣化、熱歪み等を起こす恐れ
がある。
The coefficient of variation of this volume resistivity is usually 0.
10 or less, preferably 0.08 or less, and more preferably 0.0.
It is 06 or less. If the upper limit is exceeded, the contact resistance may fluctuate and the flow of electricity may be uneven, resulting in a decrease in power generation efficiency, deterioration of the material due to local heating, and thermal distortion.

【0084】このように、本実施の形態が適用される燃
料電池用セパレータでは、成形物の強度や体積固有抵抗
等の各物性をより均一化させ、バラツキを抑えること
で、そり、膨れ、割れ等の変形を抑制した高性能のセパ
レータ10を得ることが可能となる。
As described above, in the fuel cell separator to which the present embodiment is applied, warping, swelling, and cracking are achieved by making the physical properties of the molded product such as strength and volume resistivity more uniform and suppressing variations. It is possible to obtain a high-performance separator 10 that suppresses such deformation.

【0085】[0085]

【実施例】以下に、実施例および比較例を挙げて本発明
を具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限
り、以下の実施例によって限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples unless the gist thereof is exceeded.

【0086】実施例1 炭素質粉末として天然黒鉛粉末(平均粒径13μm)5k
gを20リットル縦型高速ミキサーに投入し、回転羽根
を回転させながら、市販のスチレンブタジエンブロック
共重合体(スチレン含有率約30重量%)の水素添加誘導
体であるスチレン系エラストマー(以下、SEBC)25
0gを、トルエン1000cc中に溶かした溶液を加
え、10分間混合した。SEBCのTgは100℃であ
る。この混合物を、110℃で6時間以上、トルエン臭
が無くなるまで乾燥させ、最大粒径1mmで篩った後、
篩上はミキサーで粉砕し、全量について最大粒径が1m
m以下となるように篩った篩下の粉体を成形金型中に1
00g量り採って表面が平らになるように充填した。こ
の粉体の入った金型を、加圧成形機に導入し、天板の電
気ヒーターで、45分間かけて金型温度が185℃にな
るまで加熱した後、通水して天板を冷却開始し、金型の
温度が170℃になったら、油圧ポンプを作動して98
MPaの圧力下で5分間プレス成形した。この5分間で
金型温度は120℃まで冷却していた。その後、油圧ポ
ンプを停止し、金型温度が50℃以下になるまで冷却し
つつ大気圧まで除圧した。加圧成形機から金型を取り出
し、型抜きすることにより、縦および横の長さが各々1
00mmで、厚さが5mmの板状の燃料電池用セパレー
タを製造した。
Example 1 Natural graphite powder (average particle size 13 μm) 5 k as carbonaceous powder
Styrene-based elastomer (hereinafter SEBC), which is a hydrogenated derivative of a commercially available styrene-butadiene block copolymer (styrene content ratio of about 30% by weight), is charged into a 20-liter vertical high-speed mixer while rotating a rotary blade. 25
A solution of 0 g dissolved in 1000 cc of toluene was added and mixed for 10 minutes. SEBC has a Tg of 100 ° C. This mixture was dried at 110 ° C. for 6 hours or more until the toluene odor disappeared, and after sieving with a maximum particle size of 1 mm,
The upper part of the sieve is crushed with a mixer and the maximum particle size is 1 m.
The powder under the sieve which has been sieved to m or less is placed in a molding die 1
00 g was weighed and filled so that the surface became flat. The mold containing this powder was introduced into a pressure molding machine, heated with an electric heater on the top plate for 45 minutes until the mold temperature reached 185 ° C, and then water was passed to cool the top plate. Start and when the mold temperature reaches 170 ℃, operate the hydraulic pump to
Press molding was performed under a pressure of MPa for 5 minutes. The mold temperature was cooled to 120 ° C. in these 5 minutes. After that, the hydraulic pump was stopped, and the pressure was depressurized to atmospheric pressure while cooling the mold temperature to 50 ° C. or lower. By removing the mold from the pressure molding machine and removing the mold, the vertical and horizontal lengths are each 1
A plate-shaped fuel cell separator having a thickness of 00 mm and a thickness of 5 mm was manufactured.

【0087】得られたセパレータ10は、嵩密度が2.
06g/cc、嵩密度の変動係数が0.006であった。
また、最大曲げ応力(曲げ強度)が19.2MPa、最大
曲げ応力の変動係数が0.088、最大曲げ応力歪み(破
壊歪み)が1.63mm、最大曲げ応力歪みの変動係数が
0.058であった。このときの体積固有抵抗(体積抵抗
率)は、11.5mΩ・cm、体積固有抵抗の変動係数は
0.054であった。更に、破壊エネルギーは15.7M
Pa・mmであり、破壊エネルギーの変動係数は0.1
であった。このように、成形温度を高くして、適正な成
形温度で得られたセパレータ10は、バラツキが小さい
ものであった。
The obtained separator 10 has a bulk density of 2.
The variation coefficient of the bulk density was 06 g / cc and 0.006.
The maximum bending stress (bending strength) is 19.2 MPa, the maximum bending stress variation coefficient is 0.088, the maximum bending stress strain (breaking strain) is 1.63 mm, and the maximum bending stress strain variation coefficient is 0.058. there were. At this time, the volume specific resistance (volume resistivity) was 11.5 mΩ · cm, and the coefficient of variation of the volume specific resistance was 0.054. Furthermore, the breaking energy is 15.7M
Pa · mm, the coefficient of variation of fracture energy is 0.1
Met. Thus, the separator 10 obtained by raising the molding temperature to an appropriate molding temperature had a small variation.

【0088】比較例1 この比較例1では、実施例1と同様のサンプルにより、
金型投入までの処理は実施例1の説明と同様である。こ
こでは、実施例1に比べて成形温度が低い点が異なる。
即ち、粉体の入った金型を、加圧成形機に導入し、天板
の電気ヒーターで、45分間かけて金型温度が145℃
になるまで加熱した後、通水して天板を冷却開始し、金
型の温度が130℃になったら、油圧ポンプを作動して
98MPaの圧力下で5分間プレス成形した。この5分
間で金型温度は96℃まで冷却していた。その後、油圧
ポンプを停止し、金型温度が50℃以下になるまで冷却
しつつ大気圧まで除圧した。加圧成形機から金型を取り
出し、型抜きすることにより、縦および横の長さが各々
100mmで、厚さが5mmの板状の燃料電池用セパレ
ータを製造した。
Comparative Example 1 In Comparative Example 1, the same sample as in Example 1 was used.
The process up to the insertion of the mold is the same as that described in the first embodiment. The difference here is that the molding temperature is lower than in Example 1.
That is, the mold containing the powder was introduced into a pressure molding machine, and the mold temperature was 145 ° C. over 45 minutes with an electric heater on the top plate.
After heating to 0 ° C., water was passed to start cooling the top plate, and when the mold temperature reached 130 ° C., the hydraulic pump was operated and press molding was performed under a pressure of 98 MPa for 5 minutes. The mold temperature was cooled to 96 ° C. in these 5 minutes. After that, the hydraulic pump was stopped, and the pressure was depressurized to atmospheric pressure while cooling the mold temperature to 50 ° C. or lower. The metal mold was taken out from the pressure molding machine, and the mold was removed to manufacture a plate-shaped fuel cell separator having a vertical and horizontal length of 100 mm and a thickness of 5 mm.

【0089】得られた燃料電池用セパレータは、最大曲
げ応力の変動係数が0.122、最大曲げ応力歪みの変
動係数が0.103となり、機械的強度についてのバラ
ツキが大きかった。このときの体積固有抵抗の変動係数
は0.113、破壊エネルギーの変動係数は0.191と
なり、これらについてもバラツキが大きかった。このよ
うに、成形温度を適正温度より低くすると、得られた燃
料電池用セパレータは均一化されたものではなかった。
The obtained fuel cell separator had a coefficient of variation of maximum bending stress of 0.122 and a coefficient of variation of maximum bending stress strain of 0.103, showing large variations in mechanical strength. At this time, the coefficient of variation of the volume resistivity was 0.113 and the coefficient of variation of the fracture energy was 0.191, and the variations were large. As described above, when the molding temperature was lower than the appropriate temperature, the obtained fuel cell separator was not uniform.

【0090】実施例2 天然黒鉛粉末(平均粒径13μm)5kgを20リットル
縦型高速ミキサーに投入し、回転羽根を回転させなが
ら、SEBC250gを、トルエン1000cc中に溶
かした溶液を加え、10分間混合した。この混合物を、
110℃で6時間以上、トルエン臭が無くなるまで乾燥
させた後、最大粒径1mmで篩った後、篩上はミキサー
で粉砕し、全量について最大粒径が1mm以下となるよ
うに篩った篩下の粉体を成形金型中に100g量り採っ
て表面が平らになるように充填した。この粉体の入った
金型を、加圧成形機に導入し、天板の電気ヒーターで、
45分間かけて金型温度が175℃になるまで加熱した
後、通水して天板を冷却開始し、金型の温度が160℃
になったら、油圧ポンプを作動して98MPaの圧力下
で5分間プレス成形した。この5分間で金型温度は11
3℃まで冷却していた。その後、油圧ポンプを停止し、
金型温度が50℃以下になるまで冷却しつつ大気圧まで
除圧した。加圧成形機から金型を取り出し、型抜きする
ことにより、縦および横の長さが各々100mmで、厚
さが5mmの板状の燃料電池用セパレータを製造した。
Example 2 5 kg of natural graphite powder (average particle size: 13 μm) was put into a 20 liter vertical high-speed mixer, and while rotating a rotary blade, a solution of 250 g of SEBC dissolved in 1000 cc of toluene was added and mixed for 10 minutes. did. This mixture
After drying at 110 ° C. for 6 hours or more until the toluene odor disappeared, after sieving with a maximum particle size of 1 mm, the upper part of the sieve was crushed with a mixer and sieved so that the maximum particle size was 1 mm or less for all amounts. 100 g of the powder under the sieve was weighed in a molding die and filled so that the surface became flat. The mold containing this powder was introduced into the pressure molding machine, and the electric heater on the top plate
After heating the mold temperature to 175 ° C over 45 minutes, water is passed to start cooling the top plate, and the mold temperature is 160 ° C.
Then, the hydraulic pump was operated and press molding was performed under a pressure of 98 MPa for 5 minutes. Mold temperature is 11 in 5 minutes
It had cooled to 3 ° C. Then stop the hydraulic pump,
The pressure was depressurized to atmospheric pressure while cooling until the mold temperature became 50 ° C. or lower. The metal mold was taken out from the pressure molding machine, and the mold was removed to manufacture a plate-shaped fuel cell separator having a vertical and horizontal length of 100 mm and a thickness of 5 mm.

【0091】得られた燃料電池用セパレータは、嵩密度
の変動係数が0.006、最大曲げ応力の変動係数が0.
077、最大曲げ応力歪みの変動係数が0.067であ
った。このときの体積固有抵抗の変動係数は0.075
であった。更に、破壊エネルギーの変動係数は0.09
6であった。このように、成形時間を長くして適正な成
形時間で得られた燃料電池用セパレータは、バラツキが
小さく均一化されたものであった。
The obtained fuel cell separator had a coefficient of variation of bulk density of 0.006 and a coefficient of variation of maximum bending stress of 0.06.
077, the coefficient of variation of maximum bending stress strain was 0.067. The coefficient of variation of volume resistivity at this time is 0.075
Met. Furthermore, the coefficient of variation of the fracture energy is 0.09.
It was 6. In this way, the fuel cell separator obtained by extending the molding time with an appropriate molding time was uniform with little variation.

【0092】実施例2−2 この実施例は、他の条件にて適正化を図った例である。
粉体を成形金型中に投入するまでは、上述した実施例2
の説明と同様である。この実施例2−2では、標準品の
温度冷却中に除圧した。即ち、粉体の入った金型を、加
圧成形機に導入し、天板の電気ヒーターで、45分間か
けて金型温度が175℃になるまで加熱した後、通水し
て天板を冷却開始し、金型の温度が160℃になった
ら、油圧ポンプを作動して98MPaの圧力下で3分間
プレス成形した。この3分間で金型温度は135℃まで
冷却していた。その後、油圧ポンプを停止し、金型温度
が50℃以下になるまで冷却しつつ大気圧まで除圧し
た。加圧成形機から金型を取り出し、型抜きすることに
より、縦および横の長さが各々100mmで、厚さが5
mmの板状の燃料電池用セパレータを製造した。
Example 2-2 This example is an example of optimization under other conditions.
Until the powder is charged into the molding die, the above-described Example 2 is used.
Is the same as the description above. In this Example 2-2, the pressure was released during the temperature cooling of the standard product. That is, the mold containing the powder was introduced into a pressure molding machine, heated with an electric heater for the top plate over 45 minutes until the mold temperature reached 175 ° C., and then water was passed through the top plate. When cooling started and the temperature of the mold reached 160 ° C., the hydraulic pump was operated and press molding was performed under a pressure of 98 MPa for 3 minutes. The mold temperature was cooled to 135 ° C. in these 3 minutes. After that, the hydraulic pump was stopped, and the pressure was depressurized to atmospheric pressure while cooling the mold temperature to 50 ° C. or lower. By removing the mold from the pressure molding machine and removing the mold, the vertical and horizontal lengths are each 100 mm and the thickness is 5 mm.
A mm plate-shaped fuel cell separator was manufactured.

【0093】得られたセパレータ10は、嵩密度の変動
係数が0.006であった。また、最大曲げ応力の変動
係数が0.012、最大曲げ応力歪みの変動係数が0.0
44であった。このときの体積固有抵抗の変動係数は
0.072であった。更に、破壊エネルギーの変動係数
は0.052であった。このように、標準品温度冷却中
に除圧してもよく、成形時間を長くして適正な成形時間
で得られたセパレータ10は、バラツキが小さく均一化
されたものであった。
The obtained separator 10 had a variation coefficient of bulk density of 0.006. The coefficient of variation of the maximum bending stress is 0.012, and the coefficient of variation of the maximum bending stress strain is 0.0.
It was 44. The coefficient of variation of volume resistivity at this time was 0.072. Furthermore, the coefficient of variation of the breaking energy was 0.052. As described above, the pressure may be released during cooling of the standard product, and the separator 10 obtained with a proper molding time by extending the molding time was uniform with little variation.

【0094】実施例2−3 この実施例は、実施例2−2と異なる条件にて適正化を
図った例である。混合物である粉体を成形金型中に投入
するまでは、上述した実施例2の説明と同様である。こ
こでは、成形時間が短くても脱気することで均一化を図
った。即ち、この粉体の入った金型を、真空可能な加圧
成形機に導入して、密閉状態とし、高温のオイルを循環
して天板温度を、45分間かけて金型温度が175℃に
なるまで加熱した後、該オイルの温度を下げながら循環
して天板を冷却開始し、金型の温度が160℃になった
ら、真空ポンプを作動し、雰囲気を真空にすると共に、
油圧ポンプを作動して98MPaの圧力下で1分間プレ
ス成形した。この1分間で雰囲気は270hPaの真空
状態になり、金型温度は153℃まで冷却していた。そ
の後、真空ポンプを停止し、大気開放にすると共に油圧
ポンプを停止後、除圧した。その後金型温度が50℃以
下になるまで冷却した後、加圧成形機から金型を取り出
し、型抜きすることにより、縦および横の長さが各々1
00mmで、厚さが5mmの板状の燃料電池用セパレー
タを製造した。
Example 2-3 This example is an example of optimization under the conditions different from those of Example 2-2. Until the powder, which is a mixture, is charged into the molding die, the description is the same as that of the second embodiment described above. Here, even if the molding time is short, uniformization was achieved by degassing. That is, the mold containing this powder was introduced into a pressure molding machine capable of vacuuming, and it was sealed, and high temperature oil was circulated so that the temperature of the top plate was 175 ° C. over 45 minutes. After heating until, the oil is circulated while lowering the temperature to start cooling the top plate, and when the mold temperature reaches 160 ° C., the vacuum pump is operated to make the atmosphere vacuum,
The hydraulic pump was operated and press molding was performed under a pressure of 98 MPa for 1 minute. In this 1 minute, the atmosphere became a vacuum state of 270 hPa and the mold temperature was cooled to 153 ° C. After that, the vacuum pump was stopped, the atmosphere was opened, and the hydraulic pump was stopped, and then the pressure was released. Then, after cooling until the mold temperature becomes 50 ° C. or less, the mold is taken out from the pressure molding machine and is removed from the mold, so that the vertical and horizontal lengths are each 1
A plate-shaped fuel cell separator having a thickness of 00 mm and a thickness of 5 mm was manufactured.

【0095】得られたセパレータ10は、嵩密度の変動
係数が0.006であった。また、最大曲げ応力の変動
係数が0.076、最大曲げ応力歪みの変動係数が0.0
84であった。このときの体積固有抵抗の変動係数は
0.063であった。更に、破壊エネルギーの変動係数
は0.11であった。このように、成形時間を短くして
も脱気することにより、バラツキが小さく均一化された
セパレータ10を得ることができる。
The obtained separator 10 had a bulk density variation coefficient of 0.006. The coefficient of variation of the maximum bending stress is 0.076, and the coefficient of variation of the maximum bending stress strain is 0.0.
It was 84. At this time, the coefficient of variation of the volume resistivity was 0.063. Furthermore, the coefficient of variation of the breaking energy was 0.11. In this way, even if the molding time is shortened, degassing can provide a uniform separator 10 with little variation.

【0096】実施例2−4 この実施例は、実施例2−2、2−3と異なる条件にて
適正化を図った例である。混合物である粉体を成形金型
中に投入するまでは、上述した実施例2の説明と同様で
ある。ここでは、粉体の入った金型を、真空可能な加圧
成形機に導入して、密閉状態とし、高温のオイルを循環
して天板温度を45分間かけて金型温度が195℃にな
るまで加熱した。その後、オイルの温度を下げながら循
環して天板を冷却開始し、金型の温度が180℃になっ
たら、真空ポンプを作動し、雰囲気を真空にすると共
に、油圧ポンプを作動して98MPaの圧力下で1分間
プレス成形した。この1分間で雰囲気は270hPaの
真空状態になり、金型温度は169℃まで冷却してい
た。その後、真空ポンプを停止し、大気開放にすると共
に油圧ポンプを停止後、除圧した。その後金型温度が5
0℃以下になるまで冷却した後、加圧成形機から金型を
取り出し、型抜きすることにより、縦および横の長さが
各々100mmで、厚さが5mmの板状の燃料電池用セ
パレータを製造した。
Example 2-4 This example is an example of optimization under conditions different from those of Examples 2-2 and 2-3. Until the powder, which is a mixture, is charged into the molding die, the description is the same as that of the second embodiment described above. Here, the mold containing the powder was introduced into a pressure molding machine capable of vacuuming, and the mold was sealed, and high temperature oil was circulated so that the mold plate temperature reached 195 ° C over 45 minutes. Heated until. After that, the oil is circulated while lowering the temperature of the oil to start cooling the top plate, and when the temperature of the mold reaches 180 ° C., the vacuum pump is operated, the atmosphere is evacuated, and the hydraulic pump is operated to reach 98 MPa. Press molded for 1 minute under pressure. In this 1 minute, the atmosphere became a vacuum state of 270 hPa and the mold temperature was cooled to 169 ° C. After that, the vacuum pump was stopped, the atmosphere was opened, and the hydraulic pump was stopped, and then the pressure was released. Then the mold temperature is 5
After cooling to 0 ° C. or less, the mold is taken out from the pressure molding machine and is removed from the mold to obtain a plate-shaped fuel cell separator having a vertical and horizontal length of 100 mm and a thickness of 5 mm. Manufactured.

【0097】得られたセパレータ10は、嵩密度の変動
係数が0.007であった。また、最大曲げ応力の変動
係数が0.031、最大曲げ応力歪みの変動係数が0.0
48であった。このときの体積固有抵抗の変動係数は
0.05であった。更に、破壊エネルギーの変動係数は
0.047であった。このように、成形時間を短くして
も脱気して、高温成形することにより、バラツキが小さ
く均一化されたセパレータ10を得ることができた。
The obtained separator 10 had a coefficient of variation of bulk density of 0.007. Also, the coefficient of variation of maximum bending stress is 0.031, and the coefficient of variation of maximum bending stress strain is 0.0
It was 48. The coefficient of variation of volume resistivity at this time was 0.05. Further, the coefficient of variation of the breaking energy was 0.047. Thus, even if the molding time was shortened, the separator 10 was degassed and molded at a high temperature, whereby the separator 10 having a small variation and uniformized could be obtained.

【0098】比較例2 実施例2と同様なサンプルにより、混合物である粉体を
成形金型中に投入するまでは、実施例2において説明し
たものと同様である。実施例2では、成形時間を適正化
したのに対して、この比較例2では、成形時間が短い。
即ち、粉体の入った金型を、加圧成形機に導入し、天板
の電気ヒーターで、45分間かけて金型温度が175℃
になるまで加熱した後、通水して天板を冷却開始し、金
型の温度が160℃になったら、油圧ポンプを作動して
98MPaの圧力下で1分間プレス成形した。この1分
間で金型温度は152℃まで冷却していた。その後、油
圧ポンプを停止し、金型温度が50℃以下になるまで冷
却しつつ大気圧まで除圧した。加圧成形機から金型を取
り出し、型抜きすることにより、縦および横の長さが各
々100mmで、厚さが5mmの板状の燃料電池用セパ
レータを製造した。
Comparative Example 2 With the same sample as in Example 2, the same procedure as described in Example 2 was performed until the mixture powder was charged into the molding die. In Example 2, the molding time was optimized, whereas in Comparative Example 2, the molding time was short.
That is, the mold containing the powder is introduced into the pressure molding machine, and the mold temperature is 175 ° C. for 45 minutes with the electric heater of the top plate.
After heating to 0 ° C., water was passed to start cooling the top plate. When the temperature of the mold reached 160 ° C., the hydraulic pump was operated and press molding was performed under a pressure of 98 MPa for 1 minute. The mold temperature was cooled to 152 ° C. in this 1 minute. After that, the hydraulic pump was stopped, and the pressure was depressurized to atmospheric pressure while cooling the mold temperature to 50 ° C. or lower. The metal mold was taken out from the pressure molding machine, and the mold was removed to manufacture a plate-shaped fuel cell separator having a vertical and horizontal length of 100 mm and a thickness of 5 mm.

【0099】得られた燃料電池用セパレータは、嵩密度
の変動係数が0.013と高く、バラツキが大きかっ
た。また、最大曲げ応力の変動係数が0.102と高
く、機械的特性についてのバラツキも大きかった。ま
た、このときの破壊エネルギーの変動係数は0.163
となり、バラツキが大きかった。このように、成形時間
が短いと、バラツキが大きく均一性が維持できなくなっ
た。
The obtained fuel cell separator had a high coefficient of variation in bulk density of 0.013 and had large variations. In addition, the coefficient of variation of the maximum bending stress was as high as 0.102, and the variation in mechanical properties was large. The coefficient of variation of the fracture energy at this time is 0.163.
There was a lot of variation. As described above, when the molding time was short, the variation was large and the uniformity could not be maintained.

【0100】実施例3 ここでは、実施例1と同じサンプルである、天然黒鉛粉
末(平均粒径13μm)5kgを20リットル縦型高速ミ
キサーに投入し、回転羽根を回転させながら、SEBC
250gを、トルエン1000cc中に溶かした溶液を
加え、10分間混合した。この混合物を、110℃で6
時間以上、トルエン臭が無くなるまで乾燥させた後、最
大粒径1mmで篩った後、篩上はミキサーで粉砕し、全
量にて最大粒径が1mm以下となるように篩った篩下の
粉体を成形金型中に100g量り採って表面が平らにな
るように充填した。この粉体の入った金型を、加圧成形
機に導入し、天板の電気ヒーターで、45分間かけて金
型温度が170℃になったら、油圧ポンプを作動して9
8MPaの圧力下で5分間プレス成形した。この5分間
で金型温度は190℃まで上昇していた。その後、天板
に通水して冷却を開始すると共に、油圧ポンプを停止
し、金型温度が50℃以下になるまで冷却しつつ大気圧
まで除圧した。加圧成形機から金型を取り出し、型抜き
することにより、縦および横の長さが各々100mm
で、厚さが5mmの板状の燃料電池用セパレータを製造
した。
Example 3 In this example, 5 kg of natural graphite powder (average particle size 13 μm), which is the same sample as in Example 1, was charged into a 20 liter vertical high-speed mixer, and SEBC was rotated while rotating a rotary blade.
A solution of 250 g dissolved in 1000 cc of toluene was added and mixed for 10 minutes. This mixture is heated at 110 ° C. for 6 hours.
After drying for more than an hour until the smell of toluene disappears, it is sieved with a maximum particle size of 1 mm, then the upper part of the sieve is crushed with a mixer and 100 g of the powder was weighed in a molding die and filled so that the surface became flat. The mold containing this powder was introduced into a pressure molding machine, and when the mold temperature reached 170 ° C over 45 minutes with the electric heater on the top plate, the hydraulic pump was operated to
Press molding was performed under a pressure of 8 MPa for 5 minutes. The mold temperature had risen to 190 ° C. in these 5 minutes. Then, water was passed through the top plate to start cooling, the hydraulic pump was stopped, and the pressure was reduced to atmospheric pressure while cooling until the mold temperature became 50 ° C. or lower. By removing the mold from the pressure molding machine and removing it from the mold, the vertical and horizontal lengths are each 100 mm.
Thus, a plate-shaped fuel cell separator having a thickness of 5 mm was manufactured.

【0101】得られた燃料電池用セパレータは、嵩密度
の変動係数が0.002であった。また、最大曲げ応力
の変動係数が0.018、最大曲げ応力歪みの変動係数
が0.064であった。このときの体積固有抵抗の変動
係数は0.021であった。更に、破壊エネルギーの変
動係数は0.052であった。このように、成形金型中
に表面が平らになるように粉体を充填し、Tg以下の温
度で除圧することにより、バラツキが小さく均一化され
たセパレータ10を得ることができる。
The obtained fuel cell separator had a coefficient of variation in bulk density of 0.002. The coefficient of variation of the maximum bending stress was 0.018, and the coefficient of variation of the maximum bending stress strain was 0.064. At this time, the coefficient of variation of volume resistivity was 0.021. Furthermore, the coefficient of variation of the breaking energy was 0.052. In this way, by filling the molding die with the powder so that the surface becomes flat and depressurizing at a temperature of Tg or lower, it is possible to obtain a uniform separator 10 with a small variation.

【0102】比較例3 実施例3と同じサンプルにより、混合物である粉体を成
形金型中に投入するまでは、実施例3において説明した
ものと同様である。この比較例3では、Tg、Tm以上
の高温で除圧した。即ち、粉体の入った金型を加圧成形
機に導入し、天板の電気ヒーターで、45分間かけて金
型温度が170℃になったら、油圧ポンプを作動して9
8MPaの圧力下で5分間プレス成形した。この5分間
で金型温度は190℃まで上昇していた。その後、天板
に通水して冷却を開始すると同時に、油圧ポンプを停止
し、大気圧に急激に除圧した後、金型温度が50℃以下
になるまで冷却した。加圧成形機から金型を取り出し、
型抜きすることにより、縦および横の長さが各々100
mmで、厚さが5mmの板状の燃料電池用セパレータを
製造した。
Comparative Example 3 With the same sample as in Example 3, the same procedure as described in Example 3 was performed until the mixture powder was charged into the molding die. In Comparative Example 3, the pressure was released at a high temperature of Tg or Tm or higher. That is, the mold containing the powder was introduced into the pressure molding machine, and when the mold temperature reached 170 ° C. over 45 minutes with the electric heater on the top plate, the hydraulic pump was operated to
Press molding was performed under a pressure of 8 MPa for 5 minutes. The mold temperature had risen to 190 ° C. in these 5 minutes. After that, water was passed through the top plate to start cooling, and at the same time, the hydraulic pump was stopped, the pressure was rapidly depressurized to atmospheric pressure, and then the mold was cooled to 50 ° C. or lower. Remove the mold from the pressure molding machine,
By die-cutting, the vertical and horizontal lengths are each 100
A plate-shaped fuel cell separator having a thickness of 5 mm and a thickness of 5 mm was manufactured.

【0103】得られた燃料電池用セパレータは、最大曲
げ応力の変動係数が0.181と高く、また、最大曲げ
応力歪みの変動係数が0.229と高く、機械的特性に
ついてのバラツキも大きかった。また、このときの体積
固有抵抗の変動係数が0.176と高く、更に、破壊エ
ネルギーの変動係数が0.395と高くなり、バラツキ
が大きかった。このように、高温(Tg以上)で急激に圧
抜き(除圧)すると、バラツキが大きく均一性が維持でき
なくなった。
The obtained fuel cell separator had a high coefficient of variation of the maximum bending stress of 0.181 and a coefficient of variation of the maximum bending stress strain of 0.229, and had a large variation in mechanical properties. . At this time, the coefficient of variation of the volume resistivity was as high as 0.176, and the coefficient of variation of the fracture energy was as high as 0.395, showing a large variation. As described above, when the pressure was rapidly released (depressurized) at a high temperature (Tg or higher), the variation was large and the uniformity could not be maintained.

【0104】実施例4 天然黒鉛粉末(平均粒径13μm)5kgを20リットル
縦型高速ミキサーに投入し、回転羽根を回転させなが
ら、SEBC250gを、トルエン1000cc中に溶
かした溶液を加え、10分間混合した。この混合物を、
110℃で6時間以上、トルエン臭が無くなるまで乾燥
させた後、最大粒径1mmで篩った後、篩上はミキサー
で粉砕した。そして、全量にて最大粒径が1mm以下と
なるように篩った篩下の粉体を成形金型中に100g量
り採り、表面の中央部が角、端の3分の1の凹みになる
ように充填した。即ち、この実施例では、粉体の投入に
バラツキがあった。この粉体の入った金型を、加圧成形
機に導入し、天板の電気ヒーターで、40分間かけて金
型温度が170℃になったら、油圧ポンプを作動して9
8MPaの圧力下で5分間プレス成形した。この5分間
で金型温度は210℃まで上昇していた。その後、天板
に通水して冷却開始、油圧ポンプを停止し、金型温度が
50℃以下になるまで冷却しつつ大気圧まで除圧した。
加圧成形機から金型を取り出し、型抜きすることによ
り、縦および横の長さが各々100mmで、厚さが5m
mの板状の燃料電池用セパレータを製造した。
Example 4 5 kg of natural graphite powder (average particle size: 13 μm) was put into a 20 liter vertical high-speed mixer, and while rotating a rotary blade, a solution of 250 g of SEBC dissolved in 1000 cc of toluene was added and mixed for 10 minutes. did. This mixture
After drying at 110 ° C. for 6 hours or more until the toluene odor disappeared, the powder was sieved with a maximum particle size of 1 mm, and the sieve was crushed with a mixer. Then, 100 g of powder under the sieve, which is sieved so that the maximum particle size is 1 mm or less in total, is weighed in a molding die, and the central portion of the surface becomes a dent with a corner and a third of the end. So filled. That is, in this example, there was a variation in the powder input. The mold containing this powder was introduced into a pressure molding machine, and when the mold temperature reached 170 ° C for 40 minutes with the electric heater on the top plate, the hydraulic pump was operated to
Press molding was performed under a pressure of 8 MPa for 5 minutes. The mold temperature had risen to 210 ° C. in these 5 minutes. After that, water was passed through the top plate to start cooling, the hydraulic pump was stopped, and the pressure was depressurized to atmospheric pressure while cooling until the mold temperature became 50 ° C. or lower.
By removing the mold from the pressure molding machine and removing the mold, the vertical and horizontal lengths are each 100 mm and the thickness is 5 m.
A m-shaped plate-shaped fuel cell separator was manufactured.

【0105】得られた燃料電池用セパレータは、嵩密度
の変動係数が0.002であった。また、最大曲げ応力
の変動係数が0.007、最大曲げ応力歪みの変動係数
が0.039であった。このときの体積固有抵抗の変動
係数は0.022であった。更に、破壊エネルギーの変
動係数は0.043であった。このように、成形金型に
対する投入の仕方が悪く、表面が凹凸であっても(バラ
ツキがあっても)、成形温度を高くすることで溶けて圧
力が分散されることから、成形体のバラツキが小さく均
一化されたセパレータ10を得ることができる。
The obtained fuel cell separator had a coefficient of variation in bulk density of 0.002. The coefficient of variation of the maximum bending stress was 0.007, and the coefficient of variation of the maximum bending stress strain was 0.039. The coefficient of variation of volume resistivity at this time was 0.022. Furthermore, the coefficient of variation of fracture energy was 0.043. In this way, even if the method of inputting into the molding die is bad and the surface is uneven (even if there is unevenness), the temperature will be melted and the pressure will be dispersed by increasing the molding temperature. It is possible to obtain a uniform separator 10 having a small size.

【0106】比較例4 ここでは、実施例4に比べて成形温度が低い。即ち、比
較例4では、天然黒鉛粉末(平均粒径13μm)5kgを
20リットル縦型高速ミキサーに投入し、回転羽根を回
転させながら、SEBC250gを、トルエン1000
cc中に溶かした溶液を加え、1分間混合した。この混
合物を、110℃で6時間以上、トルエン臭が無くなる
まで乾燥させ、最大粒径1mmで篩った後、篩上はミキ
サーで粉砕し、全量にて最大粒径が1mm以下となるよ
うに篩った篩下の粉体を成形金型中に100g量り採っ
て、表面の中央部が角、端の3分の1の凹みになるよう
に充填した。この粉体の入った金型を、加圧成形機に導
入し、天板の電気ヒーターで、45分間かけて金型温度
が170℃になったら、油圧ポンプを作動して98MP
aの圧力下で5分間プレス成形した。この5分間で金型
温度は190℃まで上昇していた。その後、天板に通水
して冷却を開始し、油圧ポンプを停止して、金型温度が
50℃以下になるまで冷却しつつ大気圧まで除圧した。
加圧成形機から金型を取り出し、型抜きすることによ
り、縦および横の長さが各々100mmで、厚さが5m
mの板状の燃料電池用セパレータを製造した。
Comparative Example 4 Here, the molding temperature is lower than in Example 4. That is, in Comparative Example 4, 5 kg of natural graphite powder (average particle size: 13 μm) was charged into a 20 liter vertical high-speed mixer, and 250 g of SEBC was mixed with 1000 ml of toluene while rotating the rotary blades.
The solution dissolved in cc was added and mixed for 1 minute. This mixture is dried at 110 ° C. for 6 hours or more until the toluene odor disappears, sieved with a maximum particle size of 1 mm, and then pulverized with a mixer on the sieve so that the maximum particle size is 1 mm or less in total. 100 g of the sieved powder was weighed into a molding die and filled so that the central portion of the surface was a corner and the recess was a third of the end. The mold containing this powder was introduced into a pressure molding machine, and when the mold temperature reached 170 ° C over 45 minutes with the electric heater on the top plate, the hydraulic pump was operated to reach 98MP.
It was press molded for 5 minutes under the pressure of a. The mold temperature had risen to 190 ° C. in these 5 minutes. Then, water was passed through the top plate to start cooling, the hydraulic pump was stopped, and the pressure was depressurized to atmospheric pressure while cooling the mold temperature to 50 ° C. or lower.
By removing the mold from the pressure molding machine and removing the mold, the vertical and horizontal lengths are each 100 mm and the thickness is 5 m.
A m-shaped plate-shaped fuel cell separator was manufactured.

【0107】得られた燃料電池用セパレータは、嵩密度
の変動係数が0.011と高くなった。また、最大曲げ
応力歪みの変動係数が0.133と高くなった。更に、
破壊エネルギーの変動係数は0.142と高くなった。
このように、成形金型に対する投入の仕方が悪く、表面
が凹凸であり、更に成形温度が低い場合には、所定の物
性に対して変動係数が高くなり、バラツキが大きかっ
た。
The obtained fuel cell separator had a high coefficient of variation in bulk density of 0.011. The coefficient of variation of the maximum bending stress strain was as high as 0.133. Furthermore,
The coefficient of variation of the breaking energy was as high as 0.142.
As described above, when the method of charging into the molding die was bad, the surface was uneven, and the molding temperature was low, the coefficient of variation was high and the variation was large with respect to the predetermined physical properties.

【0108】実施例5 この実施例5は、前述の実施例とは結着材の種類が異な
っている。ここでは、天然黒鉛粉末(平均粒径13μm)
500gを2リットル双腕式ニーダーに投入し、回転羽
根を回転させながらトルエン100ccを加えた後、5
分間混合して黒鉛粉末を湿潤させた。その後、市販のポ
リスチレン(平均分子量20万、Tg=100℃、分解
点=395℃(文献値))25gを、トルエン50cc中
に溶かした溶液を加え、1時間混練した。この混合物
を、110℃で6時間以上、トルエン臭が無くなるまで
乾燥させ、最大粒径1mmで篩った後、篩上はミキサー
で粉砕し、全量にて最大粒径が1mm以下となるように
篩った篩下の粉体を成形金型中に100g量り採って表
面が平らになるように充填した。この粉体の入った金型
を、加圧成形機に導入し、天板の電気ヒーターで、45
分間かけて金型温度が170℃になったら、油圧ポンプ
を作動して98MPaの圧力下で5分間プレス成形し
た。この5分間で金型温度は190℃まで上昇してい
た。その後、天板に通水して冷却開始、油圧ポンプを停
止し、金型温度が50℃以下になるまで冷却しつつ大気
圧まで除圧した。加圧成形機から金型を取り出し、型抜
きすることにより、縦および横の長さが各々100mm
で、厚さが5mmの板状の燃料電池用セパレータを製造
した。
Example 5 This Example 5 differs from the above-mentioned Examples in the kind of binder. Here, natural graphite powder (average particle size 13 μm)
Put 500 g into a 2 liter double-arm kneader, add 100 cc of toluene while rotating the rotary blade, and then 5
Mix for minutes to wet the graphite powder. Then, a solution of 25 g of commercially available polystyrene (average molecular weight 200,000, Tg = 100 ° C., decomposition point = 395 ° C. (reference value)) in 50 cc of toluene was added, and the mixture was kneaded for 1 hour. The mixture is dried at 110 ° C. for 6 hours or more until the toluene odor disappears, sieved with a maximum particle size of 1 mm, and then pulverized with a mixer on the sieve so that the maximum particle size is 1 mm or less in total. 100 g of the sieved powder under the sieve was weighed into a molding die and filled so that the surface became flat. The mold containing this powder was introduced into a pressure molding machine, and the electric heater on the top plate
When the mold temperature reached 170 ° C. over a period of time, the hydraulic pump was operated and press molding was performed under a pressure of 98 MPa for 5 minutes. The mold temperature had risen to 190 ° C. in these 5 minutes. After that, water was passed through the top plate to start cooling, the hydraulic pump was stopped, and the pressure was depressurized to atmospheric pressure while cooling until the mold temperature became 50 ° C. or lower. By removing the mold from the pressure molding machine and removing it from the mold, the vertical and horizontal lengths are each 100 mm.
Thus, a plate-shaped fuel cell separator having a thickness of 5 mm was manufactured.

【0109】得られた燃料電池用セパレータは、嵩密度
の変動係数が0.006であった。また、最大曲げ応力
の変動係数が0.015、最大曲げ応力歪みの変動係数
が0.038であった。このときの体積固有抵抗の変動
係数は0.042であった。更に、破壊エネルギーの変
動係数は0.051であった。このように、樹脂の種類
が変わっても、湿潤処理や十分な混合、金型への均一投
入、適正な成形温度、適正な成形時間等を選べば、即
ち、丁寧に成形することで、バラツキを小さくすること
ができた。
The obtained fuel cell separator had a coefficient of variation of bulk density of 0.006. The coefficient of variation of the maximum bending stress was 0.015, and the coefficient of variation of the maximum bending stress strain was 0.038. At this time, the coefficient of variation of volume resistivity was 0.042. Furthermore, the coefficient of variation of the breaking energy was 0.051. In this way, even if the type of resin changes, if wetting treatment, sufficient mixing, uniform injection into the mold, proper molding temperature, proper molding time, etc. are selected, that is, by carefully molding, there will be variations. Could be made smaller.

【0110】実施例6 この実施例6は、実施例5に対して樹脂の量が異なって
いる。即ち、ここでは、天然黒鉛粉末(平均粒径13μ
m)500gを2リットル双腕式ニーダーに投入し、回
転羽根を回転させながらトルエン100ccを加えた
後、5分間混合して黒鉛粉末を湿潤させた。その後、市
販のポリスチレン(平均分子量20万、Tg=100
℃、分解点=395℃(文献値))50gを、トルエン1
00cc中に溶かした溶液を加え、1時間混練した。そ
の後の処理は、実施例5と同様である。
Example 6 This example 6 differs from Example 5 in the amount of resin. That is, here, natural graphite powder (average particle size 13 μ
m) 500 g was put into a 2-liter double-arm kneader, 100 cc of toluene was added while rotating the rotary blade, and then mixed for 5 minutes to wet the graphite powder. Then, commercially available polystyrene (average molecular weight 200,000, Tg = 100
℃, decomposition point = 395 ℃ (reference value) 50g, toluene 1
A solution dissolved in 00 cc was added, and the mixture was kneaded for 1 hour. The subsequent processing is the same as in the fifth embodiment.

【0111】得られた燃料電池用セパレータは、嵩密度
の変動係数が0.006であった。また、最大曲げ応力
の変動係数が0.038、最大曲げ応力歪みの変動係数
が0.059であった。このときの体積固有抵抗の変動
係数は0.041であった。更に、破壊エネルギーの変
動係数は0.057であった。このように、樹脂の種
類、樹脂の量が変わっても、湿潤処理や十分な混合、金
型への均一投入、適正な成形温度、適正な成形時間等を
選べば、即ち、丁寧に成形することで、バラツキを小さ
くすることができた。
The obtained fuel cell separator had a coefficient of variation of bulk density of 0.006. The coefficient of variation of the maximum bending stress was 0.038, and the coefficient of variation of the maximum bending stress strain was 0.059. At this time, the coefficient of variation of volume resistivity was 0.041. Furthermore, the coefficient of variation of fracture energy was 0.057. In this way, even if the type of resin and the amount of resin change, if wetting treatment, sufficient mixing, uniform injection into the mold, proper molding temperature, proper molding time, etc. are selected, that is, careful molding is performed. By doing so, the variation could be reduced.

【0112】実施例7 この実施例7は、結着材の種類が異なり、成形圧力が適
正なものの例を示している。天然黒鉛粉末(平均粒径1
3μm)500gを2リットル双腕式ニーダーに投入
し、回転羽根を回転させながらトルエン100ccを加
えた後、5分間混合して黒鉛粉末を湿潤させた。その
後、市販のポリスチレン(平均分子量20万、Tg=1
00℃、分解点=395℃(文献値))とSEBCの、重
量比3:7の混合物50gを、トルエン200cc中に
溶かした溶液を加え、1時間混練した。この混合物を、
110℃で6時間以上、トルエン臭が無くなるまで乾燥
させ、最大粒径1mmで篩った後、篩上はミキサーで粉
砕し、全量にて最大粒径が1mm以下となるように篩っ
た篩下の粉体を成形金型中に100g量り採って表面が
平らになるように充填した。この粉体の入った金型を、
加圧成形機に導入し、天板の電気ヒーターで、45分間
かけて金型温度が170℃になったら、油圧ポンプを作
動して98MPaの圧力下で5分間プレス成形した。こ
の5分間で金型温度は190℃まで上昇していた。その
後、天板に通水して冷却開始、油圧ポンプを停止し、金
型温度が50℃以下になるまで冷却しつつ大気圧まで除
圧した。加圧成形機から金型を取り出し、型抜きするこ
とにより、縦および横の長さが各々100mmで、厚さ
が5mmの板状の燃料電池用セパレータを製造した。
Example 7 Example 7 shows an example in which the kinds of binders are different and the molding pressure is appropriate. Natural graphite powder (average particle size 1
(3 μm) 500 g was put into a 2 liter double-arm kneader, 100 cc of toluene was added while rotating the rotary blade, and then mixed for 5 minutes to wet the graphite powder. Then, commercially available polystyrene (average molecular weight 200,000, Tg = 1
A solution obtained by dissolving 50 g of a mixture of 00 ° C., decomposition point = 395 ° C. (reference value) and SEBC in a weight ratio of 3: 7 in 200 cc of toluene was added and kneaded for 1 hour. This mixture
After drying at 110 ° C for 6 hours or more until the toluene odor disappears, sieving with a maximum particle size of 1 mm, sieving on the sieve with a mixer, and sieving so that the maximum particle size is 1 mm or less 100 g of the lower powder was weighed in a molding die and filled so that the surface became flat. The mold containing this powder
It was introduced into a pressure molding machine, and when the mold temperature reached 170 ° C. in 45 minutes with an electric heater on the top plate, the hydraulic pump was operated to perform press molding under a pressure of 98 MPa for 5 minutes. The mold temperature had risen to 190 ° C. in these 5 minutes. After that, water was passed through the top plate to start cooling, the hydraulic pump was stopped, and the pressure was depressurized to atmospheric pressure while cooling until the mold temperature became 50 ° C. or lower. The metal mold was taken out from the pressure molding machine, and the mold was removed to manufacture a plate-shaped fuel cell separator having a vertical and horizontal length of 100 mm and a thickness of 5 mm.

【0113】得られた燃料電池用セパレータは、嵩密度
の変動係数が0.001であった。また、最大曲げ応力
の変動係数が0.015、最大曲げ応力歪みの変動係数
が0.052であった。このときの体積固有抵抗の変動
係数は0.02であった。更に、破壊エネルギーの変動
係数は0.065であった。このように、結着材の種類
が変わっても成形圧力を高くすることで、バラツキを小
さくすることができる。
The obtained fuel cell separator had a coefficient of variation in bulk density of 0.001. The coefficient of variation of the maximum bending stress was 0.015, and the coefficient of variation of the maximum bending stress strain was 0.052. The coefficient of variation of volume resistivity at this time was 0.02. Further, the coefficient of variation of the breaking energy was 0.065. In this way, even if the type of binder is changed, the variation can be reduced by increasing the molding pressure.

【0114】実施例7−2 ここでは、実施例7に比べて成形圧力を低くし、一方で
予備成形を行った例である。粉体を成形金型中に充填す
るまでは、実施例7にて説明したものと同様である。こ
の粉体の入った金型を、加圧成形機に導入し、室温下9
8MPで、5分間予備成形した。その後、天板の電気ヒ
ーターで、45分間かけて金型温度が170℃になった
ら、油圧ポンプを作動して49MPaの圧力下で5分間
プレス成形した。この5分間で金型温度は190℃まで
上昇していた。その後、天板に通水して冷却開始、油圧
ポンプを停止し、金型温度が50℃以下になるまで冷却
しつつ大気圧まで除圧した。加圧成形機から金型を取り
出し、型抜きすることにより、縦および横の長さが各々
100mmで、厚さが5mmの板状の燃料電池用セパレ
ータを製造した。
Example 7-2 This is an example in which the molding pressure was made lower than in Example 7 and preforming was performed. The process up to filling the powder into the molding die is the same as that described in Example 7. The mold containing this powder was introduced into a pressure molding machine, and the
Pre-molded at 8MP for 5 minutes. After that, when the mold temperature reached 170 ° C. over 45 minutes with the electric heater on the top plate, the hydraulic pump was operated and press molding was performed under a pressure of 49 MPa for 5 minutes. The mold temperature had risen to 190 ° C. in these 5 minutes. After that, water was passed through the top plate to start cooling, the hydraulic pump was stopped, and the pressure was depressurized to atmospheric pressure while cooling until the mold temperature became 50 ° C. or lower. The metal mold was taken out from the pressure molding machine, and the mold was removed to manufacture a plate-shaped fuel cell separator having a vertical and horizontal length of 100 mm and a thickness of 5 mm.

【0115】得られた燃料電池用セパレータは、嵩密度
の変動係数が0.003、最大曲げ応力の変動係数が0.
01、最大曲げ応力歪みの変動係数が0.074、体積
固有抵抗の変動係数は0.041であった。更に、破壊
エネルギーの変動係数は0.0819であった。このよ
うに、成形圧力が低くても、予備成形することで粒子間
距離を近づけることができ、バラツキを小さくすること
ができた。
The obtained fuel cell separator had a coefficient of variation of bulk density of 0.003 and a coefficient of variation of maximum bending stress of 0.03.
01, the coefficient of variation of maximum bending stress strain was 0.074, and the coefficient of variation of volume resistivity was 0.041. Further, the coefficient of variation of the breaking energy was 0.0819. As described above, even if the molding pressure was low, the inter-particle distance could be reduced by preforming, and the variation could be reduced.

【0116】実施例7−3 ここでは、実施例7に比べて成形圧力および成形温度を
低くし、一方で予備成形を行った例である。粉体を成形
金型中に充填するまでは、実施例7にて説明したものと
同様である。この粉体の入った金型を、加圧成形機に導
入し、室温下98MP、5分間予備成形した。その後天
板の電気ヒーターで、45分間かけて金型温度が150
℃になったら、油圧ポンプを作動して49MPaの圧力
下で5分間プレス成形した。この5分間で金型温度は1
70℃まで上昇していた。その後、天板に通水して冷却
開始、油圧ポンプを停止し、金型温度が50℃以下にな
るまで冷却しつつ大気圧まで除圧した。加圧成形機から
金型を取り出し、型抜きすることにより、縦および横の
長さが各々100mmで、厚さが5mmの板状の燃料電
池用セパレータを製造した。
Example 7-3 This is an example in which the molding pressure and the molding temperature were lowered as compared with Example 7, while preforming was performed. The process up to filling the powder into the molding die is the same as that described in Example 7. The mold containing this powder was introduced into a pressure molding machine and pre-molded at room temperature for 98 MP for 5 minutes. Then, with the electric heater on the top plate, the mold temperature is 150 for 45 minutes.
When the temperature reached ℃, the hydraulic pump was operated and press molding was performed under a pressure of 49 MPa for 5 minutes. Mold temperature is 1 in 5 minutes
It had risen to 70 ° C. After that, water was passed through the top plate to start cooling, the hydraulic pump was stopped, and the pressure was depressurized to atmospheric pressure while cooling until the mold temperature became 50 ° C. or lower. The metal mold was taken out from the pressure molding machine, and the mold was removed to manufacture a plate-shaped fuel cell separator having a vertical and horizontal length of 100 mm and a thickness of 5 mm.

【0117】得られた燃料電池用セパレータは、嵩密度
の変動係数が0.003、最大曲げ応力の変動係数が0.
027、最大曲げ応力歪みの変動係数が0.024、体
積固有抵抗の変動係数は0.051であった。更に、破
壊エネルギーの変動係数は0.03であった。このよう
に、成形圧力、成形温度が低くても、予備成形すること
で、粒子間距離を近づけてバラツキを小さくすることが
できる。
The obtained fuel cell separator had a coefficient of variation in bulk density of 0.003 and a coefficient of variation in maximum bending stress of 0.003.
027, the coefficient of variation of the maximum bending stress strain was 0.024, and the coefficient of variation of the volume resistivity was 0.051. Furthermore, the coefficient of variation of fracture energy was 0.03. As described above, even if the molding pressure and the molding temperature are low, the inter-particle distance can be reduced and the variation can be reduced by preforming.

【0118】実施例7−4 ここでは、実施例7―3に比べて成形圧力および成形温
度を更に低くし、一方で予備成形を行った例である。粉
体を成形金型中に充填するまでは、実施例7にて説明し
たものと同様である。粉体の入った金型を、加圧成形機
に導入し、室温下98MP、5分間予備成形した。その
後天板の電気ヒーターで、45分間かけて金型温度が1
30℃になったら、油圧ポンプを作動して69MPaの
圧力下で5分間プレス成形した。この5分間で金型温度
は150℃まで上昇していた。その後、天板に通水して
冷却開始、油圧ポンプを停止し、金型温度が50℃以下
になるまで冷却しつつ大気圧まで除圧した。加圧成形機
から金型を取り出し、型抜きすることにより、縦および
横の長さが各々100mmで、厚さが5mmの板状の燃
料電池用セパレータを製造した。
Example 7-4 This is an example in which the molding pressure and the molding temperature were further lowered as compared with Example 7-3, while preforming was performed. The process up to filling the powder into the molding die is the same as that described in Example 7. The powder-containing mold was introduced into a pressure molding machine and pre-molded at room temperature for 98 MP for 5 minutes. Then, with the electric heater on the top plate, the mold temperature is 1 for 45 minutes.
When the temperature reached 30 ° C., the hydraulic pump was operated and press molding was performed under a pressure of 69 MPa for 5 minutes. The mold temperature had risen to 150 ° C. in these 5 minutes. After that, water was passed through the top plate to start cooling, the hydraulic pump was stopped, and the pressure was depressurized to atmospheric pressure while cooling until the mold temperature became 50 ° C. or lower. The metal mold was taken out from the pressure molding machine, and the mold was removed to manufacture a plate-shaped fuel cell separator having a vertical and horizontal length of 100 mm and a thickness of 5 mm.

【0119】得られた燃料電池用セパレータは、嵩密度
の変動係数が0.006、最大曲げ応力の変動係数が0.
032、最大曲げ応力歪みの変動係数が0.037、体
積固有抵抗の変動係数は0.09であった。更に、破壊
エネルギーの変動係数は0.016であった。このよう
に、成形圧力、成形温度を更に低くしても、予備成形す
ることで粒子間距離を近づけて、バラツキを小さくする
ことができた。
The obtained fuel cell separator had a coefficient of variation of bulk density of 0.006 and a coefficient of variation of maximum bending stress of 0.06.
032, the coefficient of variation of the maximum bending stress strain was 0.037, and the coefficient of variation of the volume resistivity was 0.09. Furthermore, the coefficient of variation of the breaking energy was 0.016. As described above, even if the molding pressure and the molding temperature were further lowered, the inter-particle distance was reduced by the pre-molding, and the variation could be reduced.

【0120】比較例7 ここでは、実施例7と比べて成形圧力を低くした。粉体
を成形金型中に充填するまでは実施例7にて説明したも
のと同様である。粉体の入った金型を、加圧成形機に導
入し、天板の電気ヒーターで、45分間かけて金型温度
が170℃になったら、油圧ポンプを作動して49MP
aの圧力下で5分間プレス成形した。この5分間で金型
温度は190℃まで上昇していた。その後、天板に通水
して冷却開始、油圧ポンプを停止し、金型温度が50℃
以下になるまで冷却しつつ大気圧まで除圧した。加圧成
形機から金型を取り出し、型抜きすることにより、縦お
よび横の長さが各々100mmで、厚さが5mmの板状
の燃料電池用セパレータを製造した。
Comparative Example 7 Here, the molding pressure was made lower than in Example 7. It is the same as that described in Example 7 until the powder is filled in the molding die. The mold containing the powder was introduced into the pressure molding machine, and when the mold temperature reached 170 ° C over 45 minutes with the electric heater on the top plate, operate the hydraulic pump to 49MP.
It was press molded for 5 minutes under the pressure of a. The mold temperature had risen to 190 ° C. in these 5 minutes. After that, water is passed through the top plate to start cooling, the hydraulic pump is stopped, and the mold temperature is 50 ° C.
The pressure was reduced to atmospheric pressure while cooling until the temperature became below. The metal mold was taken out from the pressure molding machine, and the mold was removed to manufacture a plate-shaped fuel cell separator having a vertical and horizontal length of 100 mm and a thickness of 5 mm.

【0121】得られた燃料電池用セパレータは、嵩密度
の変動係数が0.026と高く、バラツキが大きかっ
た。このように、成形圧力が低いとバラツキが大きくな
り、均一性を保つことができなかった。
The obtained fuel cell separator had a large coefficient of variation in bulk density of 0.026 and had a large variation. As described above, when the molding pressure is low, the variation becomes large, and the uniformity cannot be maintained.

【0122】比較例7−2 ここでも、実施例7と比べて成形圧力を低くしている。
粉体を成形金型中に充填するまでは実施例7にて説明し
たものと同様である。粉体の入った金型を、加圧成形機
に導入し、天板の電気ヒーターで、45分間かけて金型
温度が170℃になったら、油圧ポンプを作動して69
MPaの圧力下で5分間プレス成形した。この5分間で
金型温度は190℃まで上昇していた。その後、天板に
通水して冷却開始、油圧ポンプを停止し、金型温度が5
0℃以下になるまで冷却しつつ大気圧まで除圧した。加
圧成形機から金型を取り出し、型抜きすることにより、
縦および横の長さが各々100mmで、厚さが5mmの
板状の燃料電池用セパレータを製造した。
Comparative Example 7-2 Here, too, the molding pressure is made lower than in Example 7.
It is the same as that described in Example 7 until the powder is filled in the molding die. The mold containing the powder was introduced into the pressure molding machine, and when the mold temperature reached 170 ° C over 45 minutes with the electric heater on the top plate, the hydraulic pump was activated to 69
Press molding was performed under a pressure of MPa for 5 minutes. The mold temperature had risen to 190 ° C. in these 5 minutes. After that, water is passed through the top plate to start cooling, the hydraulic pump is stopped, and the mold temperature rises to 5
The pressure was reduced to atmospheric pressure while cooling to 0 ° C or lower. By taking out the mold from the pressure molding machine and removing the mold,
A plate-shaped fuel cell separator having a vertical and horizontal length of 100 mm and a thickness of 5 mm was produced.

【0123】得られた燃料電池用セパレータは、嵩密度
の変動係数が0.032と高く、バラツキが大きかっ
た。このように、成形圧力が低いとバラツキが大きくな
り、均一性を保つことができなかった。
The obtained fuel cell separator had a large coefficient of variation in bulk density of 0.032 and had a large variation. As described above, when the molding pressure is low, the variation becomes large, and the uniformity cannot be maintained.

【0124】実施例8 ここでは、溶けにくい樹脂に超音波をかけ、スターラー
で十分溶媒に溶解し、天然黒鉛と混合させた。まず、天
然黒鉛粉末(平均粒径13μm)500gを2リットル双
腕式ニーダーに投入し、回転羽根を回転させながらトル
エン100ccを加えた後、5分間混合して黒鉛粉末を
湿潤させた。その後、市販のポリスチレン(平均分子量
34万、Tg=100℃、分解点=395℃(文献値))
50gを、トルエン200cc中にホモジナイザーで超
音波をかけながらスターラーで攪拌しながら十分溶かし
た溶液を加え、1時間混練した。この混合物を、110
℃で6時間以上、トルエン臭が無くなるまで乾燥させた
後、最大粒径1mmで篩った後、篩上はミキサーで粉砕
し、全量について最大粒径が1mm以下となるように篩
った篩下の粉体を成形金型中に100g量り採って表面
が平らになるように充填した。この粉体の入った金型
を、加圧成形機に導入し、天板の電気ヒーターで、45
分間かけて金型温度が170℃になったら、油圧ポンプ
を作動して98MPaの圧力下で5分間プレス成形し
た。この5分間で金型温度は190℃まで上昇してい
た。その後、天板に通水して冷却開始、油圧ポンプを停
止し、金型温度が50℃以下になるまで冷却しつつ大気
圧まで除圧した。加圧成形機から金型を取り出し、型抜
きすることにより、縦および横の長さが各々100mm
で、厚さが5mmの板状の燃料電池用セパレータを製造
した。
Example 8 Here, ultrasonic waves were applied to a poorly soluble resin, sufficiently dissolved in a solvent with a stirrer, and mixed with natural graphite. First, 500 g of natural graphite powder (average particle size: 13 μm) was put into a 2 liter double-arm kneader, 100 cc of toluene was added while rotating a rotary blade, and then mixed for 5 minutes to wet the graphite powder. After that, commercially available polystyrene (average molecular weight 340,000, Tg = 100 ° C, decomposition point = 395 ° C (reference value))
A solution of 50 g sufficiently dissolved in 200 cc of toluene while ultrasonically applying a homogenizer with a stirrer was added and kneaded for 1 hour. This mixture is
After drying at ℃ for 6 hours or more until there is no smell of toluene, sieving with a maximum particle size of 1 mm, then sieving on the sieve with a mixer and sieving so that the maximum particle size is 1 mm or less 100 g of the lower powder was weighed in a molding die and filled so that the surface became flat. The mold containing this powder was introduced into a pressure molding machine, and the electric heater on the top plate
When the mold temperature reached 170 ° C. over a period of time, the hydraulic pump was operated and press molding was performed under a pressure of 98 MPa for 5 minutes. The mold temperature had risen to 190 ° C. in these 5 minutes. After that, water was passed through the top plate to start cooling, the hydraulic pump was stopped, and the pressure was depressurized to atmospheric pressure while cooling until the mold temperature became 50 ° C. or lower. By removing the mold from the pressure molding machine and removing it from the mold, the vertical and horizontal lengths are each 100 mm.
Thus, a plate-shaped fuel cell separator having a thickness of 5 mm was manufactured.

【0125】得られた燃料電池用セパレータは、嵩密度
の変動係数が0.002、最大曲げ応力の変動係数が0.
014、最大曲げ応力歪みの変動係数が0.056、体
積固有抵抗の変動係数は0.033であった。更に、破
壊エネルギーの変動係数は0.062であった。このよ
うに、溶けにくい樹脂に超音波をかけ、スターラーで十
分溶媒に溶解し、天然黒鉛と混合することによって、バ
ラツキが小さくなった。
The obtained fuel cell separator had a coefficient of variation of bulk density of 0.002 and a coefficient of variation of maximum bending stress of 0.002.
014, the coefficient of variation of the maximum bending stress strain was 0.056, and the coefficient of variation of the volume resistivity was 0.033. Furthermore, the coefficient of variation of the breaking energy was 0.062. As described above, by applying ultrasonic waves to the resin that is difficult to dissolve, sufficiently dissolving it in a solvent with a stirrer, and mixing it with natural graphite, the variation was reduced.

【0126】比較例8 ここでは、実施例8と異なり、手混ぜによって混合させ
ている。即ち、天然黒鉛粉末(平均粒径13μm)500
gを2リットル双腕式ニーダーに投入し、回転羽根を回
転させながらトルエン100ccを加えた後、5分間混
合して黒鉛粉末を湿潤させた。その後、市販のポリスチ
レン(平均分子量34万、Tg=100℃、分解点=3
95℃(文献値))50gを、トルエン200cc中に手
で攪拌しながら溶かした溶液を加え、1時間混練した。
その後の処理は、実施例8にて説明したものとと同様で
ある。
Comparative Example 8 Here, unlike Example 8, mixing was performed by hand mixing. That is, natural graphite powder (average particle size 13 μm) 500
100 g of toluene was added to a 2 liter twin-arm kneader while rotating the rotary blades, and then mixed for 5 minutes to wet the graphite powder. Then, commercially available polystyrene (average molecular weight 340,000, Tg = 100 ° C., decomposition point = 3
A solution prepared by dissolving 50 g of 95 ° C. (reference value) in 200 cc of toluene while manually stirring was added and kneaded for 1 hour.
The subsequent process is the same as that described in the eighth embodiment.

【0127】得られた燃料電池用セパレータは、最大曲
げ応力歪みの変動係数が0.102、破壊エネルギーの
変動係数が0.131と高かった。このように、溶けに
くい樹脂を溶媒に十分溶解せずに天然黒鉛と混合すると
バラツキが大きくなる。
The obtained fuel cell separator had a coefficient of variation of maximum bending stress strain of 0.102 and a coefficient of variation of fracture energy of 0.131, which were high. As described above, if the resin that is difficult to dissolve is not sufficiently dissolved in the solvent and mixed with the natural graphite, the variation becomes large.

【0128】実施例9 天然黒鉛粉末(平均粒径13μm)300gとポリカーボ
ネート樹脂(三菱エンジニアリングプラスチック(株)高
耐熱高衝撃グレードPM1220)30gを、ビニール
袋に入れ、予備混合した後、二軸押し出し機で、290
℃で5回通して混合処理した。この混合物を最大粒径1
mmで篩った後、篩上はミキサーで粉砕し、全量最大粒
径が1mm以下となるように篩った篩下の粉体を成形金
型中に100g量り採って充填した。この粉体の入った
金型を、加圧成形機に導入し、天板の電気ヒーターで、
90分間かけて金型温度が240℃になったところで、
油圧ポンプを作動して98MPaの圧力下で5分間プレ
ス成形した。この5分間で金型温度は261℃まで昇温
していた。その後、油圧ポンプを停止し、同時に蒸気で
冷却を開始し、250℃の温度で蒸気から水冷での冷却
に切り替え、金型温度が50℃以下になるまで冷却しつ
つ大気圧まで除圧した。加圧成形機から金型を取り出
し、型抜きすることにより、縦および横の長さが各々1
00mmで、厚さが5mmの板状の燃料電池用セパレー
タを製造した。
Example 9 300 g of natural graphite powder (average particle size 13 μm) and 30 g of polycarbonate resin (high heat resistance and high impact grade PM1220 of Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd.) were put in a vinyl bag, premixed, and then a twin-screw extruder. So 290
Mixing was carried out by passing the mixture at 5 ° C. five times. This mixture has a maximum particle size of 1
After sieving with a mixer, the upper part of the sieve was pulverized with a mixer, and 100 g of the powder under the size of the sieve that had been sieved so that the total maximum particle size was 1 mm or less was weighed and filled. The mold containing this powder was introduced into the pressure molding machine, and the electric heater on the top plate
When the mold temperature reaches 240 ° C over 90 minutes,
The hydraulic pump was operated and press molding was performed under a pressure of 98 MPa for 5 minutes. The mold temperature had risen to 261 ° C. in these 5 minutes. Then, the hydraulic pump was stopped, cooling was started with steam at the same time, steam was switched to cooling with water at a temperature of 250 ° C., and the pressure was depressurized to atmospheric pressure while cooling the mold temperature to 50 ° C. or lower. By removing the mold from the pressure molding machine and removing the mold, the vertical and horizontal lengths are each 1
A plate-shaped fuel cell separator having a thickness of 00 mm and a thickness of 5 mm was manufactured.

【0129】得られた燃料電池用セパレータは、嵩密度
の変動係数が0.003、最大曲げ応力の変動係数が0.
022、最大曲げ応力歪みの変動係数が0.025、破
壊エネルギーの変動係数は0.036であった。このよ
うに、成形温度を高くするとバラツキが小さくなった。
The obtained fuel cell separator had a coefficient of variation in bulk density of 0.003 and a coefficient of variation in maximum bending stress of 0.03.
No. 022, the coefficient of variation of maximum bending stress strain was 0.025, and the coefficient of variation of fracture energy was 0.036. Thus, when the molding temperature was raised, the variation became smaller.

【0130】実施例9−2 天然黒鉛粉末(平均粒径13μm)500gを2リットル
双腕式ニーダーに投入し、回転羽根を回転させながらT
HF(テトラヒドロフラン)100ccを加えた後、5分
間混合して黒鉛粉末を湿潤させた。その後、実施例9に
おけるのと同じポリカーボネート樹脂50gを、THF
250cc中に溶かした溶液を加え、1時間混練した。
この混合物を、110℃で6時間以上、THF臭が無く
なるまで乾燥させ、最大粒径1mmで篩った後、篩上は
ミキサーで粉砕し、全量について最大粒径が1mm以下
となるように篩った篩下の粉体を成形金型中に100g
量り採って表面が平らになるように充填した。この粉体
の入った金型を、加圧成形機に導入し、天板の電気ヒー
ターで、90分間かけて金型温度が240℃になった
ら、油圧ポンプを作動して98MPaの圧力下で5分間
プレス成形した。この5分間で金型温度は251℃まで
上昇していた。その後、天板に通水して冷却開始、油圧
ポンプを停止し、金型温度が50℃以下になるまで冷却
しつつ大気圧まで除圧した。加圧成形機から金型を取り
出し、型抜きすることにより、縦および横の長さが各々
100mmで、厚さが5mmの板状の燃料電池用セパレ
ータを製造した。
Example 9-2 500 g of natural graphite powder (average particle size: 13 μm) was put into a 2 liter twin-arm kneader, and T was rotated while rotating a rotary blade.
After adding 100 cc of HF (tetrahydrofuran), the mixture was mixed for 5 minutes to wet the graphite powder. Then, 50 g of the same polycarbonate resin as in Example 9 was added to THF.
A solution dissolved in 250 cc was added, and the mixture was kneaded for 1 hour.
This mixture is dried at 110 ° C. for 6 hours or more until the odor of THF disappears, sieved with a maximum particle size of 1 mm, and then crushed on a sieve with a mixer so that the maximum particle size is 1 mm or less in all. 100g of powder under the sieve
It was weighed and filled so that the surface became flat. The mold containing this powder was introduced into a pressure molding machine, and when the mold temperature reached 240 ° C. over 90 minutes with the electric heater on the top plate, the hydraulic pump was operated to maintain the pressure at 98 MPa. Press molded for 5 minutes. The mold temperature had risen to 251 ° C. in these 5 minutes. After that, water was passed through the top plate to start cooling, the hydraulic pump was stopped, and the pressure was depressurized to atmospheric pressure while cooling until the mold temperature became 50 ° C. or lower. The metal mold was taken out from the pressure molding machine, and the mold was removed to manufacture a plate-shaped fuel cell separator having a vertical and horizontal length of 100 mm and a thickness of 5 mm.

【0131】得られた燃料電池用セパレータは、嵩密度
の変動係数が0.003、最大曲げ応力の変動係数が0.
026、最大曲げ応力歪みの変動係数が0.035、破
壊エネルギーの変動係数は0.06であった。このよう
に、樹脂を溶媒に溶かして均一に分散すると、バラツキ
が小さくなった。
The obtained fuel cell separator had a coefficient of variation of bulk density of 0.003 and a coefficient of variation of maximum bending stress of 0.003.
026, the coefficient of variation of maximum bending stress strain was 0.035, and the coefficient of variation of fracture energy was 0.06. As described above, when the resin was dissolved in the solvent and uniformly dispersed, the variation became small.

【0132】実施例9−3 ここでは、湿潤処理を入れている。即ち、天然黒鉛粉末
(平均粒径13μm)500gを2リットル双腕式ニーダ
ーに投入し、回転羽根を回転させながらTHF100c
cを加えた後、5分間混合して黒鉛粉末を湿潤させた。
その後、実施例9におけるのと同じポリカーボネート樹
脂50gを、THF250cc中に溶かした溶液を加
え、1時間混練した。この混合物を、110℃で6時間
以上、THF臭が無くなるまで乾燥させ、最大粒径1m
mで篩った後、篩上はミキサーで粉砕し、全量について
最大粒径が1mm以下となるように篩った篩下の粉体を
成形金型中に100g量り採って表面が平らになるよう
に充填した。この粉体の入った金型を、加圧成形機に導
入し、天板の電気ヒーターで、90分間かけて金型温度
が260℃になったら、油圧ポンプを作動して98MP
aの圧力下で5分間プレス成形した。この5分間で金型
温度は284℃まで上昇していた。その後、天板に通水
して冷却開始、油圧ポンプを停止し、金型温度が50℃
以下になるまで冷却しつつ大気圧まで除圧した。加圧成
形機から金型を取り出し、型抜きすることにより、縦お
よび横の長さが各々100mmで、厚さが5mmの板状
の燃料電池用セパレータを製造した。
Example 9-3 Here, a wet treatment is applied. That is, natural graphite powder
(Average particle size 13 μm) 500 g was put into a 2 liter double-arm kneader, and while rotating the rotary blade, THF100c
After adding c, it was mixed for 5 minutes to wet the graphite powder.
Then, a solution prepared by dissolving 50 g of the same polycarbonate resin as in Example 9 in 250 cc of THF was added, and the mixture was kneaded for 1 hour. The mixture is dried at 110 ° C. for 6 hours or more until the odor of THF disappears, and the maximum particle size is 1 m.
After sieving with m, the upper part is crushed with a mixer and 100 g of the powder under the size which is sieved so that the maximum particle size is 1 mm or less is measured in a molding die to make the surface flat. So filled. The mold containing this powder was introduced into a pressure molding machine, and when the mold temperature reached 260 ° C for 90 minutes with the electric heater on the top plate, the hydraulic pump was operated to reach 98MP.
It was press molded for 5 minutes under the pressure of a. The mold temperature had risen to 284 ° C. in these 5 minutes. After that, water is passed through the top plate to start cooling, the hydraulic pump is stopped, and the mold temperature is 50 ° C.
The pressure was reduced to atmospheric pressure while cooling until the temperature became below. The metal mold was taken out from the pressure molding machine, and the mold was removed to manufacture a plate-shaped fuel cell separator having a vertical and horizontal length of 100 mm and a thickness of 5 mm.

【0133】得られた燃料電池用セパレータは、嵩密度
の変動係数が0.002、最大曲げ応力の変動係数が0.
01、最大曲げ応力歪みの変動係数が0.058、破壊
エネルギーの変動係数は0.054であった。このよう
に、樹脂を溶媒に溶かして均一に分散し、成形温度を高
くすることで、バラツキを小さくすることができる。
The obtained fuel cell separator had a bulk density variation coefficient of 0.002 and a maximum bending stress variation coefficient of 0.002.
01, the coefficient of variation of the maximum bending stress strain was 0.058, and the coefficient of variation of the fracture energy was 0.054. In this way, the resin can be dissolved in a solvent to be uniformly dispersed, and the molding temperature can be increased to reduce the variation.

【0134】実施例9−4 ここでは、樹脂に微粉を使用している。即ち、天然黒鉛
粉末(平均粒径13μm)300gと実施例9における
のと同じポリカーボネート樹脂30g(0.1mm以下の
細粒としたもの)を、ビニール袋に入れ、予備混合した
後、二軸押し出し機で、290℃で5回通して混合処理
した。この混合物を最大粒径1mmで篩った後、篩上は
ミキサーで粉砕し、全量最大粒径が1mm以下となるよ
うに篩った篩下の粉体を成形金型中に100g量り採っ
て充填した。この粉体の入った金型を、加圧成形機に導
入し、天板の電気ヒーターで、90分間かけて金型温度
が240℃になったところで、油圧ポンプを作動して9
8MPaの圧力下で5分間プレス成形した。この5分間
で金型温度は261℃まで昇温していた。その後、油圧
ポンプを停止し、同時に蒸気で冷却を開始し、250℃
の温度で蒸気から水冷での冷却に切り替え、金型温度が
50℃以下になるまで冷却しつつ大気圧まで除圧した。
加圧成形機から金型を取り出し、型抜きすることによ
り、縦および横の長さが各々100mmで、厚さが5m
mの板状の燃料電池用セパレータを製造した。
Example 9-4 Here, fine powder is used as the resin. That is, 300 g of natural graphite powder (average particle size 13 μm) and 30 g of the same polycarbonate resin as in Example 9 (made into fine particles of 0.1 mm or less) were put in a vinyl bag, premixed, and then biaxially extruded. The mixture was processed through a machine at 290 ° C. for 5 times. After sieving this mixture with a maximum particle size of 1 mm, the upper part of the mixture was crushed with a mixer, and 100 g of powder under the size of the powder was screened so that the total maximum particle size was 1 mm or less in a molding die. Filled. The mold containing this powder was introduced into a pressure molding machine, and when the mold temperature reached 240 ° C. over 90 minutes with the electric heater on the top plate, the hydraulic pump was activated.
Press molding was performed under a pressure of 8 MPa for 5 minutes. The mold temperature had risen to 261 ° C. in these 5 minutes. After that, stop the hydraulic pump and start cooling with steam at the same time.
The temperature was changed from steam to water-cooling, and the pressure was depressurized to atmospheric pressure while cooling the mold temperature to 50 ° C. or lower.
By removing the mold from the pressure molding machine and removing the mold, the vertical and horizontal lengths are each 100 mm and the thickness is 5 m.
A m-shaped plate-shaped fuel cell separator was manufactured.

【0135】得られた燃料電池用セパレータは、嵩密度
の変動係数が0.004、最大曲げ応力の変動係数が0.
028、最大曲げ応力歪みの変動係数が0.017、破
壊エネルギーの変動係数は0.037であった。このよ
うに、樹脂の粒径を細かくし、分散を良くすることで、
バラツキを小さくすることができる。
The obtained fuel cell separator had a coefficient of variation of bulk density of 0.004 and a coefficient of variation of maximum bending stress of 0.004.
028, the coefficient of variation of maximum bending stress strain was 0.017, and the coefficient of variation of fracture energy was 0.037. In this way, by making the particle size of the resin finer and improving the dispersion,
Variations can be reduced.

【0136】比較例9 ここでは湿潤処理がない。即ち、天然黒鉛粉末(平均粒
径13μm)300gと実施例9におけるのと同じポリ
カーボネート樹脂30gを、ビニール袋に入れ、予備混
合した後、二軸押し出し機で、290℃で5回通して混
合処理した。この混合物を最大粒径1mmで篩った後、
篩上はミキサーで粉砕し、全量最大粒径が1mm以下と
なるように篩った篩下の粉体を成形金型中に100g量
り採って充填した。この粉体の入った金型を、加圧成形
機に導入し、天板の電気ヒーターで、90分間かけて金
型温度が220℃になったところで、油圧ポンプを作動
して98MPaの圧力下で5分間プレス成形した。この
5分間で金型温度は240℃まで昇温していた。その
後、油圧ポンプを停止し、同時に水での冷却開始し、金
型温度が50℃以下になるまで冷却しつつ大気圧まで除
圧した。加圧成形機から金型を取り出し、型抜きするこ
とにより、縦および横の長さが各々100mmで、厚さ
が5mmの板状の燃料電池用セパレータを製造した。
Comparative Example 9 There is no wet treatment here. That is, 300 g of natural graphite powder (average particle size 13 μm) and 30 g of the same polycarbonate resin as in Example 9 were put in a vinyl bag, premixed, and then passed through a twin-screw extruder at 290 ° C. five times to perform a mixing treatment. did. After sieving this mixture with a maximum particle size of 1 mm,
The upper part of the sieve was crushed with a mixer, and 100 g of the powder under the sieve which had been sieved so that the total maximum particle size was 1 mm or less was weighed and filled in a molding die. The mold containing this powder was introduced into a pressure molding machine, and when the mold temperature reached 220 ° C. over 90 minutes with the electric heater on the top plate, the hydraulic pump was operated to reduce the pressure to 98 MPa. And press molded for 5 minutes. The mold temperature had risen to 240 ° C. in these 5 minutes. After that, the hydraulic pump was stopped, cooling with water was started at the same time, and the pressure was depressurized to atmospheric pressure while cooling until the mold temperature became 50 ° C. or lower. The metal mold was taken out from the pressure molding machine, and the mold was removed to manufacture a plate-shaped fuel cell separator having a vertical and horizontal length of 100 mm and a thickness of 5 mm.

【0137】得られた燃料電池用セパレータは、最大曲
げ応力の変動係数が0.184であった。また、破壊エ
ネルギーの変動係数も0.186と高かった。このよう
に、樹脂の分散が悪く、成形温度が低い場合には、バラ
ツキが大きくなる。
The obtained fuel cell separator had a coefficient of variation of maximum bending stress of 0.184. Also, the coefficient of variation of the breaking energy was as high as 0.186. Thus, when the resin is poorly dispersed and the molding temperature is low, the variation becomes large.

【0138】実施例10 天然黒鉛粉末(平均粒径13μm)300gとポリフェニ
レンスルフィド(PPS:架橋型、300℃での溶融粘
度2000poise、荷重たわみ温度約270℃)3
0gを、ビニール袋に入れ、予備混合した後、二軸押し
出し機で、290℃で5回通して混合処理した。この混
合物を最大粒径1mmで篩った後、篩上はミキサーで粉
砕し、全量最大粒径が1mm以下となるように篩った篩
下の粉体を成形金型中に100g量り採って充填した。
この粉体の入った金型を、加圧成形機に導入し、天板の
電気ヒーターで、90分間かけて金型温度が300℃に
なったところで、蒸気を流し、冷却を開始した。金型温
度が290℃で油圧ポンプを作動して98MPaの圧力
下で5分間プレス成形した。この5分間で金型温度は2
70℃まで低下していた。その後、油圧ポンプを停止
し、同時に蒸気を水での冷却に切り替え、金型温度が5
0℃以下になるまで冷却しつつ大気圧まで除圧した。加
圧成形機から金型を取り出し、型抜きすることにより、
縦および横の長さが各々100mmで、厚さが5mmの
板状の燃料電池用セパレータを製造した。
Example 10 300 g of natural graphite powder (average particle size: 13 μm) and polyphenylene sulfide (PPS: crosslinked type, melt viscosity at 300 ° C .: 2000 poise, deflection temperature under load: about 270 ° C.) 3
0 g was put in a vinyl bag, pre-mixed, and then passed through a twin-screw extruder at 290 ° C. five times for mixing treatment. After sieving this mixture with a maximum particle size of 1 mm, the upper part of the mixture was crushed with a mixer, and 100 g of powder under the size of the powder was screened so that the total maximum particle size was 1 mm or less in a molding die. Filled.
The mold containing this powder was introduced into a pressure molding machine, and when the mold temperature reached 300 ° C. over 90 minutes with an electric heater on the top plate, steam was caused to flow and cooling was started. The mold temperature was 290 ° C. and the hydraulic pump was operated to perform press molding under a pressure of 98 MPa for 5 minutes. Mold temperature is 2 in 5 minutes
It had dropped to 70 ° C. After that, the hydraulic pump was stopped, and the steam was switched to water cooling at the same time, and the mold temperature was 5
The pressure was reduced to atmospheric pressure while cooling to 0 ° C or lower. By taking out the mold from the pressure molding machine and removing the mold,
A plate-shaped fuel cell separator having a vertical and horizontal length of 100 mm and a thickness of 5 mm was produced.

【0139】得られた燃料電池用セパレータは、嵩密度
の変動係数が0.008、最大曲げ応力の変動係数が0.
041、最大曲げ応力歪みの変動係数が0.036、体
積固有抵抗の変動係数が0.053、破壊エネルギーの
変動係数は0.053であった。このように、二軸押し
出し回数を5回程度と長くし、樹脂の分散を良くするこ
とで、バラツキを小さくすることができる。
The obtained fuel cell separator had a coefficient of variation in bulk density of 0.008 and a coefficient of variation in maximum bending stress of 0.008.
041, the coefficient of variation of maximum bending stress strain was 0.036, the coefficient of variation of volume resistivity was 0.053, and the coefficient of variation of fracture energy was 0.053. In this way, the variation can be reduced by increasing the number of biaxial extrusions to about 5 and improving the dispersion of the resin.

【0140】比較例10 ここでは、実施例10に比べて、二軸押し出し回数が少
ない。即ち、天然黒鉛粉末(平均粒径13μm)300g
とPPS(架橋型、300℃での溶融粘度2000po
ise)30gを、ビニール袋に入れ、予備混合した
後、二軸押し出し機で、290℃で2回通して混合処理
した。以後の処理の説明は、実施例10における説明と
同様である。
Comparative Example 10 Compared to Example 10, the number of biaxial extrusions is smaller here. That is, 300 g of natural graphite powder (average particle size 13 μm)
And PPS (crosslinked type, melt viscosity at 300 ° C: 2000 po
30 g of ise) was put in a vinyl bag, pre-mixed, and then passed through a twin-screw extruder twice at 290 ° C. for mixing treatment. The description of the subsequent processing is the same as that of the tenth embodiment.

【0141】得られた燃料電池用セパレータは、嵩密度
の変動係数が0.017と大きく、最大曲げ応力歪みの
変動係数が0.109、破壊エネルギーの変動係数は0.
159と大きかった。このように、二軸押し出し回数が
2回程度と短く、樹脂の分散が悪い場合には、バラツキ
が大きくなった。
The obtained fuel cell separator had a large coefficient of variation in bulk density of 0.017, a coefficient of variation in maximum bending stress strain of 0.109, and a coefficient of variation in fracture energy of 0.17.
It was as large as 159. Thus, the number of biaxial extrusions was as short as about two times, and when the resin was poorly dispersed, the variation was large.

【0142】実施例11 ここでは、結着材として熱硬化性樹脂を用いた。即ち、
天然黒鉛粉末(平均粒径13μm)500gおよび硬化剤
であるヘキサミン1.75g(7%)を2リットル双腕式
ニーダーに投入し、回転羽根を回転させながら2分間混
合した後、エタノール100ccを加え、5分間混合し
て黒鉛粉末および硬化剤を湿潤させた。その後、市販の
ノボラック系フェノール樹脂25gを、トルエン25c
c中に溶かした溶液を加え、1時間混練した。この混合
物を、110℃で6時間以上、エタノール臭が無くなる
まで乾燥させ、最大粒径1mmで篩った後、篩上はミキ
サーで粉砕し、全量最大粒径が1mm以下となるように
篩った篩下の粉体を成形金型中に100g量り採って表
面が平らになるように充填した。この粉体の入った金型
を、加圧成形機に導入し、天板の電気ヒーターで、60
分間かけて金型温度が200℃になったら、油圧ポンプ
を作動して98MPaの圧力下で金型温度が250℃に
なるまでプレス成形した。その後、天板に通水して冷却
開始、油圧ポンプを停止し、金型温度が50℃以下にな
るまで冷却しつつ大気圧まで除圧した。加圧成形機から
金型を取り出し、型抜きすることにより、縦および横の
長さが各々100mmで、厚さが5mmの板状の燃料電
池用セパレータを製造した。
Example 11 Here, a thermosetting resin was used as the binder. That is,
500 g of natural graphite powder (average particle size 13 μm) and 1.75 g (7%) of hexamine, which is a curing agent, were put into a 2 liter double-arm kneader, mixed for 2 minutes while rotating a rotary blade, and then 100 cc of ethanol was added. Mix for 5 minutes to wet the graphite powder and hardener. After that, 25 g of a commercially available novolac-based phenol resin was added to toluene 25c.
The solution dissolved in c was added and kneaded for 1 hour. This mixture is dried at 110 ° C. for 6 hours or more until the smell of ethanol disappears, sieved with a maximum particle size of 1 mm, and then crushed with a mixer on the sieve so that the total maximum particle size is 1 mm or less. 100 g of the powder under the sieve was weighed in a molding die and filled so that the surface became flat. The mold containing this powder was introduced into a pressure molding machine, and the electric heater on the top plate
When the mold temperature reached 200 ° C over a period of time, the hydraulic pump was operated and press molding was performed under a pressure of 98 MPa until the mold temperature reached 250 ° C. After that, water was passed through the top plate to start cooling, the hydraulic pump was stopped, and the pressure was depressurized to atmospheric pressure while cooling until the mold temperature became 50 ° C. or lower. The metal mold was taken out from the pressure molding machine, and the mold was removed to manufacture a plate-shaped fuel cell separator having a vertical and horizontal length of 100 mm and a thickness of 5 mm.

【0143】得られた燃料電池用セパレータは、嵩密度
の変動係数が0.004、最大曲げ応力の変動係数が0.
028、最大曲げ応力歪みの変動係数が0.008、体
積固有抵抗の変動係数が0.056、破壊エネルギーの
変動係数は0.031であった。このように、フェノー
ル樹脂の使用量を少なくすると揮散物量が減少し、欠陥
が少なく、バラツキが小さくなる。
The obtained fuel cell separator had a coefficient of variation of bulk density of 0.004 and a coefficient of variation of maximum bending stress of 0.004.
028, the coefficient of variation of the maximum bending stress strain was 0.008, the coefficient of variation of the volume resistivity was 0.056, and the coefficient of variation of the fracture energy was 0.031. As described above, when the amount of the phenol resin used is reduced, the amount of the volatile matter is reduced, the number of defects is small, and the variation is small.

【0144】比較例11 ここでは、結着材である熱硬化性樹脂の配合比を高くし
ている。即ち、天然黒鉛粉末(平均粒径13μm)500
gおよび硬化剤であるヘキサミン5.25g(7%)を2
リットル双腕式ニーダーに投入し、回転羽根を回転させ
ながら2分間混合した後、エタノール100ccを加
え、5分間混合して黒鉛粉末および硬化剤を湿潤させ
た。その後、市販のノボラック系フェノール樹脂75g
を、トルエン75cc中に溶かした溶液を加え、1時間
混練した。この混合物を、110℃で6時間以上、エタ
ノール臭が無くなるまで乾燥させた後、最大粒径1mm
で篩った後、篩上はミキサーで粉砕し、全量について最
大粒径が1mm以下となるように篩った篩下の粉体を成
形金型中に100g量り採って表面が平らになるように
充填した。その後の処理は、実施例11での説明と同様
である。
Comparative Example 11 Here, the compounding ratio of the thermosetting resin as the binder is increased. That is, natural graphite powder (average particle size 13 μm) 500
g and 5.25 g (7%) of hexamine, which is a curing agent,
The mixture was placed in a liter double-arm kneader and mixed for 2 minutes while rotating the rotary blade, then 100 cc of ethanol was added and mixed for 5 minutes to wet the graphite powder and the curing agent. Then, 75g of commercially available novolac phenolic resin
Was dissolved in 75 cc of toluene, and the mixture was kneaded for 1 hour. This mixture was dried at 110 ° C. for 6 hours or more until the smell of ethanol disappeared, and then the maximum particle size was 1 mm.
After sieving with, the upper part of the sieve is crushed with a mixer, and 100 g of powder under the sieve is screened so that the maximum particle size is 1 mm or less, so that the surface becomes flat. Filled. The subsequent processing is the same as that described in the eleventh embodiment.

【0145】得られた燃料電池用セパレータは、最大曲
げ応力歪みの変動係数が0.132、破壊エネルギーの
変動係数が0.122であった。このように、フェノー
ル樹脂の使用量が多いと揮散物量が増加し、欠陥が増
え、バラツキが大きくなる。
The obtained fuel cell separator had a coefficient of variation of maximum bending stress strain of 0.132 and a coefficient of variation of fracture energy of 0.122. As described above, when the amount of the phenol resin used is large, the amount of the volatile matter increases, the number of defects increases, and the variation becomes large.

【0146】比較例11−2 この例でも、結着材である熱硬化性樹脂の配合比を高く
している。即ち、天然黒鉛粉末(平均粒径13μm)50
0gおよび硬化剤であるヘキサミン5.25g(7%)を
2リットル双腕式ニーダーに投入し、回転羽根を回転さ
せながら2分間混合した後、エタノール100ccを加
え、5分間混合して黒鉛粉末および硬化剤を湿潤させ
た。その後、市販のノボラック系フェノール樹脂75g
を、トルエン75cc中に溶かした溶液を加え、1時間
混練した。この混合物を、110℃で6時間以上、エタ
ノール臭が無くなるまで乾燥させ、最大粒径1mmで篩
った後、篩上はミキサーで粉砕し、全量について最大粒
径が1mm以下となるように篩った篩下の粉体を成形金
型中に100g量り採って表面が平らになるように充填
した。この粉体の入った金型を、加圧成形機に導入し、
天板の電気ヒーターで、60分間かけて金型温度が20
0℃になったら、油圧ポンプを作動して69MPaの圧
力下で金型温度が250℃になるまでプレス成形した。
その後、天板に通水して冷却開始、油圧ポンプを停止
し、金型温度が50℃以下になるまで冷却しつつ大気圧
まで除圧した。加圧成形機から金型を取り出し、型抜き
することにより、縦および横の長さが各々100mm
で、厚さが5mmの板状の燃料電池用セパレータを製造
した。
Comparative Example 11-2 Also in this example, the compounding ratio of the thermosetting resin as the binder is increased. That is, natural graphite powder (average particle size 13 μm) 50
0 g and 5.25 g (7%) of hexamine, which is a curing agent, were put into a 2 liter double-arm kneader and mixed for 2 minutes while rotating a rotary blade, then 100 cc of ethanol was added and mixed for 5 minutes to obtain graphite powder and The curing agent was moistened. Then, 75g of commercially available novolac phenolic resin
Was dissolved in 75 cc of toluene, and the mixture was kneaded for 1 hour. This mixture is dried at 110 ° C. for 6 hours or more until the odor of ethanol disappears, sieved with a maximum particle size of 1 mm, and then crushed with a mixer on the sieve so that the maximum particle size is 1 mm or less in all. 100 g of the powder under the sieve was weighed in a molding die and filled so that the surface became flat. The mold containing this powder was introduced into the pressure molding machine,
With the electric heater on the top plate, the mold temperature is 20 for 60 minutes.
When the temperature reached 0 ° C, the hydraulic pump was operated and press molding was performed under a pressure of 69 MPa until the mold temperature reached 250 ° C.
After that, water was passed through the top plate to start cooling, the hydraulic pump was stopped, and the pressure was depressurized to atmospheric pressure while cooling until the mold temperature became 50 ° C. or lower. By removing the mold from the pressure molding machine and removing it from the mold, the vertical and horizontal lengths are each 100 mm.
Thus, a plate-shaped fuel cell separator having a thickness of 5 mm was manufactured.

【0147】得られた燃料電池用セパレータは、嵩密度
の変動係数が0.028、最大曲げ応力の変動係数が0.
131、破壊エネルギーの変動係数は0.189であっ
た。このように、フェノール樹脂の使用量が多いと揮散
物量が増加し、欠陥が増え、バラツキが大きくなった。
The obtained fuel cell separator had a bulk density variation coefficient of 0.028 and a maximum bending stress variation coefficient of 0.02.
131, the coefficient of variation of the breaking energy was 0.189. As described above, when the amount of the phenol resin used was large, the amount of the volatile matter increased, the defects increased, and the variation became large.

【0148】実施例1〜11、比較例1〜11−2の結
果を表1、表2、表3に示す。
The results of Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 11-2 are shown in Tables 1, 2 and 3.

【0149】[0149]

【表1】 [Table 1]

【0150】[0150]

【表2】 [Table 2]

【0151】[0151]

【表3】 [Table 3]

【0152】[0152]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
炭素質粉末と結着材とを成分として成形して、そり、膨
れ、割れ等の変形を抑制した高性能の燃料電池用セパレ
ータを得ることが可能となり、工業的に極めて有利とな
る。
As described in detail above, according to the present invention,
It becomes possible to obtain a high-performance fuel cell separator in which deformation such as warpage, swelling, and cracking is suppressed by molding carbonaceous powder and a binder as components, which is extremely advantageous industrially.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 (a),(b)は、本実施の形態によって成形さ
れるセパレータ(燃料電池用セパレータ)の一例を示した
図である。
1A and 1B are views showing an example of a separator (fuel cell separator) molded according to the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…セパレータ、11…反応ガス流路溝 10 ... Separator, 11 ... Reaction gas flow channel groove

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 光雄 神奈川県横浜市青葉区鴨志田町1000番地 三菱化学株式会社内 Fターム(参考) 5H026 AA02 AA06 BB01 BB02 BB08 CC03 CX07 EE06 EE18 HH00 HH01 HH03 HH05 HH06    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Mitsuo Suzuki             1000 Kamoshida-cho, Aoba-ku, Yokohama-shi, Kanagawa             Within Mitsubishi Chemical Corporation F-term (reference) 5H026 AA02 AA06 BB01 BB02 BB08                       CC03 CX07 EE06 EE18 HH00                       HH01 HH03 HH05 HH06

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭素質粉末および結着材を成分とする成
形体からなり、 嵩密度の変動係数が0.01以下であり、破壊エネルギ
ーの変動係数が0.12以下であることを特徴とする燃
料電池用セパレータ。
1. A molded body comprising a carbonaceous powder and a binder as components, wherein the coefficient of variation of bulk density is 0.01 or less, and the coefficient of variation of fracture energy is 0.12 or less. Fuel cell separator.
【請求項2】 体積固有抵抗の変動係数が0.10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. The fuel cell separator according to claim 1, wherein the coefficient of variation of the volume resistivity is 0.10 or less.
【請求項3】 最大曲げ応力の変動係数が0.10以下
であることを特徴とする請求項1または2記載の燃料電
池用セパレータ。
3. The fuel cell separator according to claim 1, wherein the coefficient of variation of the maximum bending stress is 0.10 or less.
【請求項4】 最大曲げ応力歪みの変動係数が0.10
以下であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1
項記載の燃料電池用セパレータ。
4. The coefficient of variation of maximum bending stress strain is 0.10.
It is the following, It is any one of Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned.
The fuel cell separator according to the item.
【請求項5】 前記炭素質粉末が黒鉛粉末であることを
特徴とする請求項1乃至4の何れか1項記載の燃料電池
用セパレータ。
5. The fuel cell separator according to claim 1, wherein the carbonaceous powder is graphite powder.
【請求項6】 前記炭素質粉末の平均粒径が1μm以上
100μm以下であることを特徴とする請求項1乃至5
の何れか1項記載の燃料電池用セパレータ。
6. The carbonaceous powder has an average particle size of 1 μm or more and 100 μm or less.
7. The fuel cell separator according to any one of 1.
【請求項7】 前記結着材が、熱硬化性樹脂、熱可塑性
樹脂、ゴム類、および熱可塑性エラストマーからなる群
から選ばれるものであることを特徴とする請求項1乃至
6の何れか1項記載の燃料電池用セパレータ。
7. The binder according to claim 1, wherein the binder is selected from the group consisting of thermosetting resins, thermoplastic resins, rubbers, and thermoplastic elastomers. The fuel cell separator according to the item.
【請求項8】 前記結着材の粒径が、前記炭素質粉末の
粒径に対して、0.5〜1.2倍であることを特徴とする
請求項1乃至7の何れか1項記載の燃料電池用セパレー
タ。
8. The particle size of the binder is 0.5 to 1.2 times the particle size of the carbonaceous powder, and the particle size of the binder is 0.5 to 1.2 times the particle size of the carbonaceous powder. The fuel cell separator described.
【請求項9】 前記炭素質粉末と前記結着材との混合原
料を加熱、加圧成形してなるものであることを特徴とす
る請求項1乃至8の何れか1項記載の燃料電池用セパレ
ータ。
9. The fuel cell according to claim 1, wherein the mixed raw material of the carbonaceous powder and the binder is heated and pressure-molded. Separator.
【請求項10】 前記成形体が板状に形成され、当該板
状の板面に反応ガス流路溝が形成されていることを特徴
とする請求項1乃至9の何れか1項記載の燃料電池用セ
パレータ。
10. The fuel according to claim 1, wherein the molded body is formed in a plate shape, and a reaction gas flow channel groove is formed on a plate surface of the plate shape. Battery separator.
【請求項11】 前記成形体は、縦横の長さが各50〜
1000mmで、厚さ0.5〜数10mmの板状体であ
ることを特徴とする請求項1乃至10の何れか1項記載
の燃料電池用セパレータ。
11. The molded body has a length and width of 50 to 50 each.
The fuel cell separator according to any one of claims 1 to 10, which is a plate-shaped body having a thickness of 1000 mm and a thickness of 0.5 to several tens of mm.
【請求項12】 前記炭素質粉末と前記結着材とを混合
した後、加熱下に加圧成形してなるものであることを特
徴とする請求項1乃至11の何れか1項記載の燃料電池
用セパレータ。
12. The fuel according to claim 1, wherein the carbonaceous powder and the binder are mixed and then pressure-molded under heating. Battery separator.
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