JP3561266B2

JP3561266B2 - 燃料電池用セパレータの製造方法および成形金型

Info

Publication number: JP3561266B2
Application number: JP2002358185A
Authority: JP
Inventors: 洋典小山
Original assignee: 株式会社名機製作所
Priority date: 2002-12-10
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2022-12-10
Also published as: KR20040050833A; US20040115505A1; KR100524232B1; JP2004188722A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体高分子型燃料電池用セパレータ（以下ＰＥＦＣ用セパレータという）の成形方法および成形金型、または前記成形方法によって成形されるＰＥＦＣ用セパレータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＥＦＣ用セパレータは、車両用のものを例にとると、Ａ４サイズ程度の板状体であり、表裏に酸素ガスと水素ガスを流通させる多数の溝を有する。ＰＥＦＣ用セパレータの板厚寸法は一般に２ｍｍ以下であって、表裏の溝を考慮すると、最も薄肉の部分では０．５ｍｍ以下となる。ＰＥＦＣは数１００枚のＰＥＦＣ用セパレータが積層されて構成されるので、１枚のＰＥＦＣ用セパレータは反りがなく均一な厚みであることが要求される。
【０００３】
従来、ＰＥＦＣ用セパレータの成形方法としては、黒鉛１００質量部に対してエポキシ樹脂１５質量部以下と硬化剤９質量部以下とを混合した混合物を用い、圧縮成形や射出成形により成形する方法が公知である。またそれ以外にも成形品を機械加工するものや積層プレスする方法も公知である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２１６９７６号公報（請求項３、請求項４、０００５ないし０００９）
【０００５】
上記の特許文献１に記載されたＰＥＦＣ用セパレータの成形方法は、いずれも同時に一枚のセパレータを成形することのみが記載されており、同時に複数枚のＰＥＦＣ用セパレータを成形することは記載されていない。圧縮成形において、仮に同時に複数のＰＥＦＣ用セパレータを成形しようとする場合は、各キャビティごとに溶融材料を供給して同時に加圧することが考えられるが、前記各キャビティに供給される溶融材料の供給量にわずかでも差があると、可動金型と固定金型を平行に保つことができず、成形されるＰＥＦＣ用セパレータの厚さが均一にならない。また各キャビティへの溶融材料の供給が同時に行われず、順序を設けて行われると、溶融材料の熱履歴が変化して、成形されるＰＥＦＣ用セパレータにばらつきが発生するという問題があった。
【０００６】
他方射出成形において、仮に同時に複数のＰＥＦＣ用セパレータを成形しようとする場合は、各キャビティごとに溶融材料を射出することが考えられるが、各キャビティにランナを介して流動性の悪い溶融材料をキャビティの末端まで、均一に射出することは大きな圧力損失を招き困難であり、たとえキャビティの末端まで充填されても成形されるＰＥＦＣ用セパレータの厚さが均一にならない。また分岐したランナを介して各キャビティに確実に同量の溶融材料が供給されるとは限らないので、一方のキャビティに溶融材料が多く供給された場合は、可動金型を固定金型に対して平行に保つことができず、成形されるＰＥＦＣ用セパレータの厚さが均一にならない。またランナ部分の溶融材料が無駄になるという問題もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は前記したような問題点に鑑み、流動性が悪い導電性溶融材料を用い、成形品に反りがなくその厚みが略均一なＰＥＦＣ用セパレータを同時に複数成形することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の燃料電池用セパレータの製造方法は、固定金型と可動金型とによって形成される容積可変の一のキャビティ内で導電性溶融材料を成形する燃料電池用セパレータの製造方法において、固定金型は、固定金型における凹部に形成された側壁面および略矩形の固定金型キャビティ形成面と、固定金型キャビティ形成面に形成されたゲート部と、ゲート部から側壁面に向けて凸状の帯状または凸線に形成される連設部と、連設部によって接続されて隣合う二または四のセパレータ成形部と、燃料電池用セパレータに複数の溝部を成形するためセパレータ成形部に形成される凸稜とを有しており、可動金型は、固定金型における凹部の中に嵌合される凸部の前面に設けられ固定金型キャビティ形成面に対向する略矩形の可動金型キャビティ形成面と、可動金型キャビティ形成面に固定金型キャビティ形成面と同様に形成されたセパレータ成形部および連設部とを有しており、射出装置からスプル部およびゲート部のみを介して導電性溶融材料をキャビティに射出し、射出開始と同時、またはスクリュが射出装置内の所定の位置まで前進したことを検出、または溶融材料を射出後のいずれかで、可動金型を固定金型に向けて移動させてキャビティの容積を減少させ、連設部によって形成される接続部と該接続部によって接続される複数の燃料電池用セパレータとスプルからなる成形品を同時に成形し、成形品を接続部の部分において分割し、それぞれの燃料電池用セパレータを得ることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の燃料電池用セパレータの製造方法は、請求項１において、導電性溶融材料は導電性フィラーを６０重量％ないし９５重量％含有する溶融樹脂材料であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項３に記載の燃料電池用セパレータの成形金型は、固定金型と可動金型とによって形成されるキャビティ内で導電性溶融材料を成形する燃料電池用セパレータの成形金型において、キャビティは、スプル部およびゲート部のみを介して導電性溶融樹脂が供給される一のキャビティであり、固定金型における凹部に形成された側壁面および略矩形の固定金型キャビティ形成面と、固定金型キャビティ形成面に形成されたゲート部と、ゲート部から側壁面に向けて形成された凸線部および該凸線部と平行に形成されセパレータの側面を成形する傾斜面からなる連設部と、連設部によって接続されて隣合う二または四のセパレータ成形部と、燃料電池用セパレータに複数の溝部を成形するためセパレータ成形部に形成される凸稜と、固定金型における凹部の中に嵌合される可動金型における凸部の前面に設けられ固定金型キャビティ形成面に対向する略矩形の可動金型キャビティ形成面と、可動金型キャビティ形成面に固定金型キャビティ形成面と同様に形成されたセパレータ成形部および連設部と、から少なくとも形成され、連設部によって燃料電池用セパレータと燃料電池用セパレータとを連設する断面Ｖ溝の接続部が成形されるよう構成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項４に記載の燃料電池用セパレータの成形金型は、固定金型と可動金型とによって形成されるキャビティ内で導電性溶融材料を成形する燃料電池用セパレータの成形金型において、キャビティは、スプル部およびゲート部のみを介して導電性溶融樹脂が供給される一のキャビティであり、固定金型における凹部に形成された側壁面および略矩形の固定金型キャビティ形成面と、固定金型キャビティ形成面に形成されたゲート部と、該ゲート部から側壁面に向けて形成された連設部と、連設部に二本形成された凸線部と、連設部によって接続されて隣合う二または四のセパレータ成形部と、燃料電池用セパレータに複数の溝部を成形するためセパレータ成形部に形成される凸稜と、固定金型における凹部の中に嵌合される可動金型における凸部の前面に設けられ固定金型キャビティ形成面に対向する略矩形の可動金型キャビティ形成面と、可動金型キャビティ形成面に固定金型キャビティ形成面と同様に形成されたセパレータ成形部および連設部と、から少なくとも形成され、連設部によって燃料電池用セパレータと燃料電池用セパレータとの間の接続部が形成され、成形後は二本の凸線部によって形成される溝部の部分により分離され、その溝部の間の部分は余剰部となるよう構成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項５に記載の燃料電池用セパレータの成形金型は、固定金型と可動金型とによって形成されるキャビティ内で導電性溶融材料を成形する燃料電池用セパレータの成形金型において、キャビティは、スプル部およびゲート部のみを介して導電性溶融樹脂が供給される一のキャビティであり、固定金型における凹部に形成された側壁面および略矩形の固定金型キャビティ形成面と、固定金型キャビティ形成面に形成されたゲート部と、ゲート部から側壁面に向けて形成された凸状の平面部からなる帯状の連設部と、連設部によって接続されて隣合う二または四のセパレータ成形部と、燃料電池用セパレータに複数の溝部を成形するためセパレータ成形部に形成される凸稜と、固定金型における凹部の中に嵌合される可動金型における凸部の前面に設けられ固定金型キャビティ形成面に対向する略矩形の可動金型キャビティ形成面と、可動金型キャビティ形成面に固定金型キャビティ形成面と同様に形成されたセパレータ成形部および連設部と、から少なくとも形成され、連設部によって燃料電池用セパレータと燃料電池用セパレータとの間に帯状の余剰部からなる接続部が成形されるよう構成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項６に記載の燃料電池用セパレータは、請求項１または請求項２の燃料電池のセパレータの製造方法により製造されたものであることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図１ないし図４を参照して説明する。図１はＰＥＦＣ用セパレータの射出圧縮成形に用いる固定金型の正面図である。図２は、ＰＥＦＣ用セパレータの射出圧縮成形に用いる成形金型の断面図であって、Ａ−Ａ線より上側は中央断面を示し、下側はその手前側の断面を示す図である。図３は、射出圧縮成形によって成形された複数のＰＥＦＣ用セパレータからなる成形品の斜視図である。図４は、複数のＰＥＦＣ用セパレータからなる成形品の接続部の断面図である。
【００１５】
図１、図２に示されるＰＥＦＣ用セパレータの成形金型は、導電性溶融材料Ｍが圧縮される射出圧縮成形に用いられるものである。図示しない固定盤に取付けられる固定金型１と図示しない可動盤に取付けられる可動金型２との間に形成されるキャビティ３は、図示しない型締装置の作動による可動盤および可動金型２の固定金型１に対する移動により、容積可変に設けられている。そしてこの実施の形態ではＰＥＦＣ用セパレータの射出圧縮成形金型は、固定金型１の凹部４の中に可動金型２の凸部５が嵌合される所謂インロー嵌合の形態を取っている。なおＰＥＦＣ用セパレータの射出圧縮成形金型として前記以外に、一方の金型のキャビティの側壁部分を構成する外枠が、他方の金型との当接時に型開閉方向Ｂに向けて移動する金型を用いてもよい。
【００１６】
図１は固定金型１を可動金型２側から見た正面図であるが、固定金型１の凹部４には、一のキャビティ３を形成するための略矩形のキャビティ形成面６が形成されている。キャビティ形成面６は、その中央にゲート部７が設けられ、ゲート部７の周囲に複数のセパレータ成形部８と、前記複数のセパレータ成形部８間を連設する連設部９とを有している。そして凹部４の側壁面１０は、可動金型２が嵌合された際に、可動金型２の凸部５の側壁面１１に対して、溶融材料が入り込まない僅かな間隔をもって対向するよう形成されている。なおこの実施の形態においてキャビティ３とは、固定金型１と可動金型２の間に形成され、ゲート部７に連設され溶融材料が射出される空隙部を指し、セパレータ成形部８のみならず、他に連設部９等も含まれる。
【００１７】
固定金型１のキャビティ形成面６には、型開閉方向Ｂと垂直方向の同一平面上にＰＥＦＣ用セパレータＰ１が成形される部分であるセパレータ成形部８が、ゲート部７を中心として矩形のキャビティ形成面６を四分割して四面形成されている。
【００１８】
この実施の形態におけるセパレータ成形部８の形状と、前記セパレータ成形部８によって成形されるＰＥＦＣ用セパレータＰ１について図１および図３により更に詳述すると、セパレータ成形部８には、ＰＥＦＣ用セパレータＰ１の表面に複数の溝部Ｐ２を形成するための凸稜８ａと、孔部Ｐ３を形成するための凸部８ｂが形成されている。そして凸稜８ａによって形成される溝部Ｐ２については、ＰＥＦＣの触媒と電極が挟まれたＰＥＦＣ単セルにおいて、ＰＥＦＣ用セパレータＰ１の表面に沿って流される水素または空気（酸素）が流通される流路となる。またＰＥＦＣ用セパレータＰ１に形成される孔部Ｐ３は、複数のＰＥＦＣ用セパレータ単セルがＰＥＦＣに組み込まれた際に、各ＰＥＦＣ単セルに向けて水素と空気（酸素）を供給するための流路となる。
【００１９】
この実施の形態では、ＰＥＦＣ用セパレータＰ１の表面に沿って形成される溝部Ｐ２については、一方側と他方側との間において複数折り返して形成され、溝部Ｐ２の長さを確保するように設けられている。ただし溝部Ｐ２の形状については上記に限定されるものではなく、一方方向から他方方向へのみ形成されたものでもよい。また表面と裏面の溝部Ｐ２については、同方向に設けてもよく、直角方向に設けてもよい。またセパレータ成形部８の表面に凹溝を形成し、凹溝に対応するＰＥＦＣ用セパレータＰ１の部分が、溝部Ｐ２と溝部Ｐ２の間の仕切り部となるようにしてもよい。更に成形品Ｐの孔部Ｐ３については、成形の際には導電性溶融材料Ｍの流動のために薄肉部とし、成形完了後に薄肉部を除去して孔部Ｐ３とするようにしてもよく、ＰＥＦＣ用セパレータＰ１の形状によっては設けない場合も有り得る。
【００２０】
セパレータ成形部８は隣合うセパレータ成形部８，８に対して連設部９，９によってそれぞれ接続されている。セパレータ成形部８において、他のセパレータ成形部８，８と隣合っていない側には、前記した側壁面１０が形成される。なお本発明においてキャビティ形成面６に形成されるセパレータ成形部８の数は、四に限定されず、二などであってもよい。
【００２１】
キャビティ形成面６における連設部９は、ゲート部７を中心にゲート部７からキャビティ形成面６の側壁面１０に向け、前記側壁面１０と直角に当接するよう「十字」状に形成される。この実施の形態では、キャビティ形成面６における連設部９にはそれぞれ凸線部９ａが形成される。そして前記凸線部９ａの両側は、ＰＥＦＣ用セパレータＰ１の側面を形成する傾斜面９ｂ，９ｂが凸線部９ａと平行に形成される。よって図３に示される成形品Ｐでは前記固定金型１の連設部９によって、図４の（ａ）に示されるような、ＰＥＦＣ用セパレータＰ１を連設するＶ溝状の接続部Ｐ４が形成される。
【００２２】
次に可動金型２について図２により説明すると、可動金型２はその凸部５の前面に、一のキャビティ３を形成するための略矩形のキャビティ形成面１２が、型開閉方向Ｂと垂直方向に形成されている。可動金型２のキャビティ形成面１２についても、固定金型１のキャビティ形成面６と対向し、キャビティ形成面６と対応する位置に、複数のセパレータ成形部１３と前記複数のセパレータ成形部１３間を連設する連設部１４を有している。そして可動金型２のセパレータ成形部１３についても、複数の溝部Ｐ２を形成するための凸稜（図示せず）と、孔部Ｐ３を形成するための凸部１３ｂが形成されている。また連設部１４についても固定金型１側の連設部９と同様に凸線部１４ａが形成されている。
【００２３】
次にこの実施の形態のＰＥＦＣ用セパレータＰ１の射出圧縮成形方法について図１ないし図４により説明する。図示しない型開閉装置によって可動盤および可動金型２を固定金型１に向けて移動させ、可動金型２の凸部５を固定金型１の凹部４に嵌合させて停止させ、両金型の間に容積可変の一のキャビティ３を形成する。
【００２４】
前記の可動金型２を停止させる位置は、形成されるキャビティ３の容積が、図３に示されるような成形品Ｐの、４枚のＰＥＦＣ用セパレータＰ１と接続部Ｐ４を加えた容積より１０％ないし２００％程度大きい容積となる位置に停止される。なおこの停止位置については、射出される導電性溶融材料Ｍの組成や温度、圧力等によって最適の位置が決定される。そして次に射出装置のノズル１５からスプルブッシュ１６、ゲート部７を通過してキャビティ３の内部に導電性溶融材料Ｍを射出する。導電性溶融材料Ｍの射出量は、キャビティ３によって成形されるＰＥＦＣ用セパレータＰ１の枚数分に接続部Ｐ４やスプルＰ５等の容積を加えた量が射出される。
【００２５】
この実施の形態においてキャビティ３に射出される導電性溶融材料Ｍは、導電性フィラーを６０重量％ないし９５重量％、更に好ましくは７５重量％ないし８５重量％を含有したフェノール樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂材料、またはポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレン、ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性樹脂材料である。また前記のように樹脂材料に限定するものではなく、金属材料を加えたものであってもよい。
【００２６】
そして導電性溶融材料Ｍがキャビティ３に射出され、スクリュが射出装置内で所定の位置まで前進したことが検出されると、図示しない型締装置を作動させ、再度可動盤および可動金型２を固定金型１に向けて移動させ、キャビティ３の容積を減少させる。この際の可動金型２の移動速度は、２ｍｍ／秒ないし５０ｍｍ／秒が望ましい。そして前記可動金型２の移動によりキャビティ３内に射出された導電性溶融材料Ｍは加圧され、セパレータ成形部８と１３との間に形成されるキャビティ３の複数のセパレータ成形部３ａの隅々まで均一に充填される。
【００２７】
この際にキャビティ３の複数のセパレータ成形部３ａは、連設部９と１４の間に形成される空間によって連設されていることから、仮にキャビティ３の複数のセパレータ成形部３ａのうちのひとつに導電性溶融材料Ｍが偏って射出されるようなことがあったとしても、連設部９および１４の間の空間を介して他のセパレータ成形部に導電性溶融材料Ｍが流れ、キャビティ３の各セパレータ成形部３ａには導電性溶融材料Ｍが均等に射出充填される。
【００２８】
そして可動金型２は、固定金型１と当接した時点か、所定の位置、または所定の圧力に到達した時点で、移動が停止される。可動金型２が停止された位置において、キャビティ３のセパレータ成形部３ａの厚みは、成形されるＰＥＦＣ用セパレータＰ１の厚みと一致するよう設定され、凸部８ｂと１３ｂが当接され孔部Ｐ３が形成される。また連設部９と１４の間には図４の（ａ）に示されるようなＶ溝の接続部Ｐ４が形成される。そして可動金型２の移動が停止されると、所定時間の熱硬化または冷却が行われる。そして熱硬化または冷却が完了すると、可動金型２が型開方向に移動されて、図３に示されるような複数のＰＥＦＣ用セパレータＰ１、接続部Ｐ４、スプルＰ５からなる成形品Ｐが、固定金型１から離型される。
【００２９】
その後、可動金型２に残された前記成形品Ｐは、可動金型２のエジェクタ装置１７により突出され、図示しない取出装置に吸着され取出される。そして前記成形品Ｐは、接続部Ｐ４の部分において分割され、それぞれのＰＥＦＣ用セパレータＰ１に分離される。そしてＰＥＦＣ用セパレータＰ１の分割面は、必要に応じて仕上げがなされる。
【００３０】
なお成形品Ｐの接続部Ｐ４の形状としては、図４の（ａ）に示されるものの他に、図４の（ｂ）に示されるように、金型側の隣接するセパレータ成形部８，８の間に二本の型開閉方向に向けて凸線部を形成し、成形品Ｐの側に二本の溝部Ｐ６，Ｐ６が刻設されるようにしたものでもよい。その場合はＰＥＦＣ用セパレータＰ１，Ｐ１は、二本の溝部Ｐ６，Ｐ６の部分により分割され、その間の部分は余剰部Ｐ７となる。また図４の（ｃ）に示されるように、金型側に凸状の平面部を帯状に設け、成形品Ｐの側に帯状の薄肉の余剰部Ｐ７が形成されるものでもよい。
【００３１】
また上記の実施の形態の変形例として、射出が開始されると同時に型締を開始するものや、射出により可動金型２が一時的に型開方向に移動されるものであってもよい。また導電性溶融材料Ｍの流動を良好にするために、射出前にキャビティ３内の空気を真空吸引するようにしてもよい。更にはキャビティ３に接続されるゲート部７および射出装置の数はニ以上設けてもよい。また射出速度を向上させ射出量を一定化する目的からプランジャにより射出を行うようにしてもよい。
【００３２】
次に図５に示される別の実施の形態について説明する。図５に示されるＰＥＦＣ用セパレータの射出圧縮成形金型は、下型である固定金型２１に形成された凹部２２の中の同一平面上に複数のセパレータ成形部２３と連設部２４とを有するキャビティ形成面２５が形成されている。そして上型である可動金型２６の凸部２７にもセパレータ成形部２８と連設部２９を有するキャビティ形成面３０が形成され、前記可動金型２６の凸部２７が前記固定金型２１の凹部２２にインロー嵌合されることにより、キャビティが容積可変に設けられている。
【００３３】
そして固定金型２１の凹部２２の側壁面３１にはキャビティに連設されるゲート部３２が配設されている。図５に示される実施の形態では、前記ゲート部３２は、キャビティの側方に形成されている。そしてゲート部３２には、図示しないノズルが側方から直接臨むように形成されている。そして前記ゲート部３２は、可動金型２６の凸部２７の型閉側への移動により、閉鎖されるようになっている。なおゲート部３２の形状は円形に限らず、楕円形としてもよい。またゲート部３２が設けられる側壁面３１は、セパレータ成形部２３の凸稜２３ａの方向と一致していることが、射出される導電性溶融材料Ｍの流れの点から望ましい。
【００３４】
また固定金型２１のキャビティ形成面２５における連設部２４は、セパレータ成形部２３，２３の間に凸線部２４ａとして形成され、その両側のセパレータ成形部２３，２３には傾斜面２４ｂ，２４ｂが形成されている。また同様に可動金型２６の連設部２９についても凸線部２９ａ等が形成されている。
【００３５】
図５に示される実施の形態の射出成形方法については、上記の図１等に示される実施の形態と基本的に同様であり、導電性溶融材料Ｍをノズルからゲート部３２を介してキャビティ内に射出後に、可動金型２６を固定金型２１に対して下降させ、キャビティの容積を減少させ、成形品Ｐの成形を行う。ただし図５に示される実施の形態では、ゲート部３２が直接キャビティの側方に連設されているから、スプルＰ５が形成されない。また成形品Ｐの取出しについては、固定金型２１のキャビティ形成面２５のうちの底面部全体が上昇して成形品Ｐが取出されるようになっている。
【００３６】
また本発明は圧縮成形にも用いることができる。圧縮成形に用いられる成形金型については図示を省略するが、下型である固定金型に形成された凹部の中の同一平面上に複数のセパレータ成形部と接続部とを有するキャビティ形成面が形成されている。そして上型である可動金型の凸部にもセパレータ成形部と接続部を有するキャビティ形成面が形成されている。なおこの圧縮成形に用いられる成形金型には前記した射出圧縮成形用の成形金型のようなゲート部は設けられていない。そして前記固定金型の凹部に導電性溶融材料Ｍの一の供給手段から供給した後、可動金型の凸部により加圧して導電性溶融材料Ｍをキャビティ内に展延して成形を行う。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は、固定金型と可動金型とによって形成されるキャビティへ導電性溶融材料を射出するＰＥＦＣ用セパレータの成形方法において、複数のセパレータ成形部と、複数のセパレータ成形部間を連設する接続部とを有する容積可変なキャビティ内に、導電性溶融材料を供給後に可動金型を固定金型に向けて移動させてキャビティの容積を減少させ、複数のＰＥＦＣ用セパレータを同時に成形するようにしたので、流動性が悪い導電性溶融材料を使用しても、反りがなく厚みが均一なＰＥＦＣ用セパレータを同時に複数成形でき、ＰＥＦＣ用セパレータの大量生産に適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＰＥＦＣ用セパレータの射出圧縮成形方法に用いる固定金型の正面図である。
【図２】ＰＥＦＣ用セパレータの射出圧縮成形に用いる成形金型の断面図であって、Ａ−Ａ線より上側は中央断面を示し、下側はその手前側の断面を示す図である。
【図３】射出圧縮成形方法によって成形された複数のＰＥＦＣ用セパレータからなる成形品の斜視図である。
【図４】複数のＰＥＦＣ用セパレータからなる成形品の接続部の断面図である。
【図５】別の実施の形態のＰＥＦＣ用セパレータの射出圧縮成形方法に用いる成形金型の斜視図である。
【符号の説明】
１，２１ …… 固定金型
２，２６ ……… 可動金型
３ ……… キャビティ
３ａ，８，１３，２３，２８…… セパレータ成形部
４，２２ ……… 凹部
５，８ｂ，１３ｂ，２７ ……… 凸部
６，１２，２５，３０ …… キャビティ形成面
７，３２ …… ゲート部
８ａ，２３ａ …… 凸稜
９ｂ，２４ｂ …… 傾斜面
９，１４，２４，２９ …… 連設部
９ａ，１４ａ，２４ａ，２９ａ …… 凸線部
１０，１１，３１ …… 側壁面
１５ …… ノズル
１６ …… スプルブッシュ
１７ …… エジェクタ装置
Ｂ ……… 型開閉方向
Ｐ ……… 成形品
Ｐ１ …… ＰＥＦＣ用セパレータ（燃料電池用セパレータ）
Ｐ２ …… 溝部
Ｐ３ …… 孔部
Ｐ４ …… 接続部
Ｐ５ …… スプル
Ｐ６ …… 溝部
Ｐ７ …… 余剰部

Claims

固定金型と可動金型とによって形成される容積可変の一のキャビティ内で導電性溶融材料を成形する燃料電池用セパレータの製造方法において、
前記固定金型は、該固定金型における凹部に形成された側壁面および略矩形の固定金型キャビティ形成面と、
該固定金型キャビティ形成面に形成されたゲート部と、
該ゲート部から前記側壁面に向けて凸状の帯状または凸線に形成される連設部と、
該連設部によって接続されて隣合う二または四のセパレータ成形部と、
燃料電池用セパレータに複数の溝部を成形するため前記セパレータ成形部に形成される凸稜とを有しており、
前記可動金型は、前記固定金型における凹部の中に嵌合される凸部の前面に設けられ固定金型キャビティ形成面に対向する略矩形の可動金型キャビティ形成面と、
該可動金型キャビティ形成面に前記固定金型キャビティ形成面と同様に形成されたセパレータ成形部および連設部とを有しており、
射出装置からスプル部およびゲート部のみを介して導電性溶融材料を前記キャビティに射出し、前記射出開始と同時、またはスクリュが射出装置内の所定の位置まで前進したことを検出、または前記溶融材料を射出後のいずれかで、
可動金型を固定金型に向けて移動させて前記キャビティの容積を減少させ、
前記連設部によって形成される接続部と該接続部によって接続される複数の燃料電池用セパレータとスプルからなる成形品を同時に成形し、
該成形品を接続部の部分において分割し、それぞれの燃料電池用セパレータを得ることを特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法。
前記導電性溶融材料は導電性フィラーを６０重量％ないし９５重量％含有する溶融樹脂材料であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用セパレータの製造方法。
固定金型と可動金型とによって形成されるキャビティ内で導電性溶融材料を成形する燃料電池用セパレータの成形金型において、
前記キャビティは、スプル部およびゲート部のみを介して導電性溶融樹脂が供給される一のキャビティであり、
前記固定金型における凹部に形成された側壁面および略矩形の固定金型キャビティ形成面と、
該固定金型キャビティ形成面に形成されたゲート部と、
該ゲート部から前記側壁面に向けて形成された凸線部および該凸線部と平行に形成されセパレータの側面を成形する傾斜面からなる連設部と、
該連設部によって接続されて隣合う二または四のセパレータ成形部と、
燃料電池用セパレータに複数の溝部を成形するため前記セパレータ成形部に形成される凸稜と、
前記固定金型における凹部の中に嵌合される可動金型における凸部の前面に設けられ固定金型キャビティ形成面に対向する略矩形の可動金型キャビティ形成面と、
該可動金型キャビティ形成面に前記固定金型キャビティ形成面と同様に形成されたセパレータ成形部および連設部と、から少なくとも形成され、
前記連設部によって燃料電池用セパレータと燃料電池用セパレータとを連設する断面Ｖ溝の接続部が成形されるよう構成されていることを特徴とする燃料電池用セパレータの成形金型。
固定金型と可動金型とによって形成されるキャビティ内で導電性溶融材料を成形する燃料電池用セパレータの成形金型において、
前記キャビティは、スプル部およびゲート部のみを介して導電性溶融樹脂が供給される一のキャビティであり、
前記固定金型における凹部に形成された側壁面および略矩形の固定金型キャビティ形成面と、
前記固定金型キャビティ形成面に形成されたゲート部と、
該ゲート部から前記側壁面に向けて形成された連設部と、
前記連設部に二本形成された凸線部と、
該連設部によって接続されて隣合う二または四のセパレータ成形部と、
燃料電池用セパレータに複数の溝部を成形するため前記セパレータ成形部に形成される凸稜と、
前記固定金型における凹部の中に嵌合される可動金型における凸部の前面に設けられ前記固定金型キャビティ形成面に対向する略矩形の可動金型キャビティ形成面と、
該可動金型キャビティ形成面に前記固定金型キャビティ形成面と同様に形成されたセパレータ成形部および連設部と、から少なくとも形成され、
前記連設部によって燃料電池用セパレータと燃料電池用セパレータとの間の接続部が形成され、
成形後は前記二本の凸線部によって形成される溝部の部分により分離され、
その溝部の間の部分は余剰部となるよう構成されていることを特徴とする燃料電池用セパレータの成形金型。
固定金型と可動金型とによって形成されるキャビティ内で導電性溶融材料を成形する燃料電池用セパレータの成形金型において、
前記キャビティは、スプル部およびゲート部のみを介して導電性溶融樹脂が供給される一のキャビティであり、
前記固定金型における凹部に形成された側壁面および略矩形の固定金型キャビティ形成面と、
前記固定金型キャビティ形成面に形成されたゲート部と、
該ゲート部から前記側壁面に向けて形成された凸状の平面部からなる帯状の連設部と、
該連設部によって接続されて隣合う二または四のセパレータ成形部と、
燃料電池用セパレータに複数の溝部を成形するため前記セパレータ成形部に形成される凸稜と、
前記固定金型における凹部の中に嵌合される可動金型における凸部の前面に設けられ前記固定金型キャビティ形成面に対向する略矩形の可動金型キャビティ形成面と、
該可動金型キャビティ形成面に前記固定金型キャビティ形成面と同様に形成されたセパレータ成形部および連設部と、から少なくとも形成され、
前記連設部によって燃料電池用セパレータと燃料電池用セパレータとの間に帯状の余剰部からなる接続部が成形されるよう構成されていることを特徴とする燃料電池用セパレータの成形金型。
請求項１または請求項２の燃料電池のセパレータの製造方法により製造された燃料電池用セパレータ。