JPS6161374A - リブ付き多孔質板の製作方法 - Google Patents
リブ付き多孔質板の製作方法Info
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- JPS6161374A JPS6161374A JP59183476A JP18347684A JPS6161374A JP S6161374 A JPS6161374 A JP S6161374A JP 59183476 A JP59183476 A JP 59183476A JP 18347684 A JP18347684 A JP 18347684A JP S6161374 A JPS6161374 A JP S6161374A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/88—Processes of manufacture
- H01M4/8875—Methods for shaping the electrode into free-standing bodies, like sheets, films or grids, e.g. moulding, hot-pressing, casting without support, extrusion without support
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明は、例えば燃料電池のガス拡散電極基材として
用いるリブ付き多孔質板の製作方法に関する。
用いるリブ付き多孔質板の製作方法に関する。
頭記燃料電池のリブ付き多孔πガス拡散電極基材はよく
知られているところであり、ガス透過性のある多孔質板
の片側面に反応ガス通路を画成する多数条のリブが形成
されており、該リブとリブとの間に画成された反応ガス
通路内へ外部より送り込まれた反応ガスを電極基材の基
質内を拡散して前記リブと反対側の面に成層された電極
触媒層に向けて供給するものである。 かかるリブ付き多孔１ｉｔｔ極基材の製品は第５図の如
き形状であり、平板部ｌの片側面上には多数条のリブ部
２が平行に配列して突出形成されている。３は隣り合う
リブ部とリブ部との間の谷底部である。かかるリブ付き
多孔質板の製品を製作する方法として、グラファイト粉
末、カーボン繊維等に樹脂類のバインダを加えた粉末状
成形材料４を第６図あるいは第７図に示すような上型５
゜下型６．枠型７の組合せからなる成形金型内に充填し
、押込み方式（第６図）あるいは立ち上げ方式（第７図
）による加圧成形と加熱操作を行ってバインダを硬化さ
せ、さらにこれを金型から取り出した上で熱処理を施し
てカーボン化させて製作する方法が従来より知られてい
る。 しかして上記従来の金型では、製品のリブ部を形成する
ためのキャビティが下型６または上型５側に設けた断面
櫛歯状の突起部６ａ、 ５ａによって形成されている。 このために、金型内の全域でここに投入した成形材料の
上面を平らに均らして均一に充填し、この状態で加圧成
形を行った場合には、加圧成形時におけるリブ部２と谷
底部３との各部位の圧縮比に差異が生じ、加圧成形後の
圧粉体見掛は密度が部分的に異なるようになる。このこ
とを第９図、第１０図により説明する。 すなわち第９図において、リブ付き多孔質板の平板部１
の厚さ寸法をｄ、該平板部１から突き出すリブ部２の高
さをＨ９前記リブ部、谷底部の面方向の各領域をａ、ｂ
としてａ ９１域の全高寸法をｄｉ（ｄｉ −ｄｔ
＋Ｈ）とし、一方、第１０図のように金型内におけるリ
ブ成形部Ａ、谷底成形部Ｂの各′ＰＩＪｌ域へ充填する
成形材料の充填高さをそれぞれＤ ｒ 、 Ｄ ｔとし
、こ゛の状態で上型５を閉じて第９図に示す圧粉体の形
に加圧成形すると、谷底形成部Ｂでの圧縮比Ｃ１および
はリブ形成部Ａでの圧縮比Ｃ□は、 Ｃ＋＝Ｄｚ／ｄ＋・・・−・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・−（１）Ｃｘ−Ｄｔ／ｄｚ・・・・
−・・・・・・・・−・−・・・−・・・・ （２）で
表すことができる。このうち（２）式は、ｄよ ｄｔ
＋Ｈｄｔ １＋ （Ｈ／ｄｔ）ここで、Ｄ、＞ｄ
、であることから（３）式おける分数項は（Ｈ／ＤＩ）
＜（Ｈ／ｄｉ）となり、したがって圧縮比Ｃ＋ ＞ Ｃ
ｔとなる。すなわち第１０図の金型内に成形材料を均一
に充填して加圧成形すると、結果として谷底部の圧縮比
Ｃ１はリブ部の圧縮比Ｃ，より大となる。したがって谷
底形成部を基準に第９図に示した加圧成形後の圧粉体の
見掛は密度が所望の成形密度となるようにあらかじめ成
形材料の充填高さＤ＋を選定して金型的全域に均一に成
形材料を充填して加圧成形を行うようにすると、リブ部
２の領域ａの成形密度が谷底部３ノｗＩ城すの密度より
小さくなる。しかして、燃料電池のリブ付きガス拡散性
電極基板としては、電極触媒層への反応ガスの拡散供給
を考慮して基板全域の多孔率、つまり見掛は密度が少な
くとも均質、さらには電気伝導、熱伝導の面からリブ部
の方の密度が大であることが望まれる。 このために、第６図に示した金型を用いて全域で均質、
ないしはリブ部の方の密度が大であるリブ付き多孔質板
を製作するには、第８図に示すように金型内に成形材料
を充填するに際し、あらかじめリブ形成部に対応する箇
所に充填する成形材料４の充填量、つまり充填筋さを、
谷底形成部への充填高さよりも高くして、いわゆる盛り
上げ充填状態にしなければならない、しかしながら成形
材料を金型内に充填操作する際に、第８図のように成形
材料を盛り上げ状態に充填することは、実際の作契で多
くの手間と労力を要するために、特に製品を量産するに
は不向きである。
知られているところであり、ガス透過性のある多孔質板
の片側面に反応ガス通路を画成する多数条のリブが形成
されており、該リブとリブとの間に画成された反応ガス
通路内へ外部より送り込まれた反応ガスを電極基材の基
質内を拡散して前記リブと反対側の面に成層された電極
触媒層に向けて供給するものである。 かかるリブ付き多孔１ｉｔｔ極基材の製品は第５図の如
き形状であり、平板部ｌの片側面上には多数条のリブ部
２が平行に配列して突出形成されている。３は隣り合う
リブ部とリブ部との間の谷底部である。かかるリブ付き
多孔質板の製品を製作する方法として、グラファイト粉
末、カーボン繊維等に樹脂類のバインダを加えた粉末状
成形材料４を第６図あるいは第７図に示すような上型５
゜下型６．枠型７の組合せからなる成形金型内に充填し
、押込み方式（第６図）あるいは立ち上げ方式（第７図
）による加圧成形と加熱操作を行ってバインダを硬化さ
せ、さらにこれを金型から取り出した上で熱処理を施し
てカーボン化させて製作する方法が従来より知られてい
る。 しかして上記従来の金型では、製品のリブ部を形成する
ためのキャビティが下型６または上型５側に設けた断面
櫛歯状の突起部６ａ、 ５ａによって形成されている。 このために、金型内の全域でここに投入した成形材料の
上面を平らに均らして均一に充填し、この状態で加圧成
形を行った場合には、加圧成形時におけるリブ部２と谷
底部３との各部位の圧縮比に差異が生じ、加圧成形後の
圧粉体見掛は密度が部分的に異なるようになる。このこ
とを第９図、第１０図により説明する。 すなわち第９図において、リブ付き多孔質板の平板部１
の厚さ寸法をｄ、該平板部１から突き出すリブ部２の高
さをＨ９前記リブ部、谷底部の面方向の各領域をａ、ｂ
としてａ ９１域の全高寸法をｄｉ（ｄｉ −ｄｔ
＋Ｈ）とし、一方、第１０図のように金型内におけるリ
ブ成形部Ａ、谷底成形部Ｂの各′ＰＩＪｌ域へ充填する
成形材料の充填高さをそれぞれＤ ｒ 、 Ｄ ｔとし
、こ゛の状態で上型５を閉じて第９図に示す圧粉体の形
に加圧成形すると、谷底形成部Ｂでの圧縮比Ｃ１および
はリブ形成部Ａでの圧縮比Ｃ□は、 Ｃ＋＝Ｄｚ／ｄ＋・・・−・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・−（１）Ｃｘ−Ｄｔ／ｄｚ・・・・
−・・・・・・・・−・−・・・−・・・・ （２）で
表すことができる。このうち（２）式は、ｄよ ｄｔ
＋Ｈｄｔ １＋ （Ｈ／ｄｔ）ここで、Ｄ、＞ｄ
、であることから（３）式おける分数項は（Ｈ／ＤＩ）
＜（Ｈ／ｄｉ）となり、したがって圧縮比Ｃ＋ ＞ Ｃ
ｔとなる。すなわち第１０図の金型内に成形材料を均一
に充填して加圧成形すると、結果として谷底部の圧縮比
Ｃ１はリブ部の圧縮比Ｃ，より大となる。したがって谷
底形成部を基準に第９図に示した加圧成形後の圧粉体の
見掛は密度が所望の成形密度となるようにあらかじめ成
形材料の充填高さＤ＋を選定して金型的全域に均一に成
形材料を充填して加圧成形を行うようにすると、リブ部
２の領域ａの成形密度が谷底部３ノｗＩ城すの密度より
小さくなる。しかして、燃料電池のリブ付きガス拡散性
電極基板としては、電極触媒層への反応ガスの拡散供給
を考慮して基板全域の多孔率、つまり見掛は密度が少な
くとも均質、さらには電気伝導、熱伝導の面からリブ部
の方の密度が大であることが望まれる。 このために、第６図に示した金型を用いて全域で均質、
ないしはリブ部の方の密度が大であるリブ付き多孔質板
を製作するには、第８図に示すように金型内に成形材料
を充填するに際し、あらかじめリブ形成部に対応する箇
所に充填する成形材料４の充填量、つまり充填筋さを、
谷底形成部への充填高さよりも高くして、いわゆる盛り
上げ充填状態にしなければならない、しかしながら成形
材料を金型内に充填操作する際に、第８図のように成形
材料を盛り上げ状態に充填することは、実際の作契で多
くの手間と労力を要するために、特に製品を量産するに
は不向きである。
この発明は上記の点にかんがみなされたものであり、そ
の目的は全体が均質、もしくはリブ部が谷底部より成形
密度の大きいリブ付き多孔質板を容易に製作できるよう
にした製造方法を提供することにある。
の目的は全体が均質、もしくはリブ部が谷底部より成形
密度の大きいリブ付き多孔質板を容易に製作できるよう
にした製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、この発明はリブ形成部を型
内の下側に形成して成形材料を押込み式に加圧成形する
上型、下型、枠型、およびリブ形成部の高さ寸法調節手
段を具備してなる成形金型を用い、金型内のりプ形成部
と谷底形成部について、前記各部位における成形材料加
圧成形後の圧粉体見掛は密度がそれぞれ所望の成形密度
となるように各部位への成形材料の充填高、さをあらか
じめ決めるとともに、この充填高さに合わせて前記調節
手段の！ＩＩＩ整によりリブ形成部に対応するキャビテ
ィの初期高さ寸法をリブ部の成形寸法よりも大に設定し
、この状態で成形材料を金型内の所定レベルまで均等に
充填し、次いでリブ形成部の高さ寸法を圧粉体の寸法に
対応する所定寸法まで戻した上で加圧成形と加熱操作を
行うことにより、成形材料のバインダを硬化させてリブ
部づき多孔質板を製作するようにし、ここでリブ形成部
の初期高さ寸法を！１！整することにより、従来の方法
では回能であうたリブ部、谷底部を同一密度とすること
は勿論のこと、さらにはリブ部が谷底部よりも密度の大
きいリブ付き多孔質板も容易に製造できるようにしたも
のである。
内の下側に形成して成形材料を押込み式に加圧成形する
上型、下型、枠型、およびリブ形成部の高さ寸法調節手
段を具備してなる成形金型を用い、金型内のりプ形成部
と谷底形成部について、前記各部位における成形材料加
圧成形後の圧粉体見掛は密度がそれぞれ所望の成形密度
となるように各部位への成形材料の充填高、さをあらか
じめ決めるとともに、この充填高さに合わせて前記調節
手段の！ＩＩＩ整によりリブ形成部に対応するキャビテ
ィの初期高さ寸法をリブ部の成形寸法よりも大に設定し
、この状態で成形材料を金型内の所定レベルまで均等に
充填し、次いでリブ形成部の高さ寸法を圧粉体の寸法に
対応する所定寸法まで戻した上で加圧成形と加熱操作を
行うことにより、成形材料のバインダを硬化させてリブ
部づき多孔質板を製作するようにし、ここでリブ形成部
の初期高さ寸法を！１！整することにより、従来の方法
では回能であうたリブ部、谷底部を同一密度とすること
は勿論のこと、さらにはリブ部が谷底部よりも密度の大
きいリブ付き多孔質板も容易に製造できるようにしたも
のである。
第１図はこの発明の方法を実施するための成形金型の分
解斜視図、第２図ないし第４図は第１図の金型を使用し
て行う成形法の工程図であり、まず第１図において、金
型は第６図と同様に上型５゜下型６および枠型７とから
なるが、特に従来の金型と異なる点は、下型６について
その上面には、第６図に示した従来の金型における下型
の突起部６ａと対応する位置に、後述するパンチが嵌合
する凹−６ｂがリブ形成部の長手方向に沿って形成され
ている。一方、前記の凹溝６ａに対向して枠型７には、
その下端一部を前記の各凹溝内に嵌合して金型内部に底
面から突出する桟を構成するようにパンチ７ａが外周を
囲む枠型本体と一体に組立られている。このパンチ７ａ
は、枠型本体と下型と組合せてリブ部を形成するための
キャビティを構成するとともに、枠型７と下型６との間
に着脱可能に介在挿入さ・れたキャビティ高さ寸法調節
用のスペーサ８と併せて前記キャビティの初期高さ寸法
の調節手段を構成するものである。 次ぎに上記構成の金型を用いて行うリブ付き多孔質板の
製造方法を第２図ないし第４図により順を追って説明す
る。第１図に示した金型のうち、下型６と枠型７との間
に前記スペーサ８を介挿して第２図のように型を組み立
て、ここにグラファイト粉末、カーボン短繊維等に樹脂
類のバインダを加えた粉末状の成形材料４を投入し、そ
の上面が平坦ｉなるように均らして全型内全域に均等に
充填する０次ぎに第３図のように上型５を装荷し、ここ
で前記のスペーサ８を側方へ抜き取つ上で第４図のよう
に上型５に力を加えて成形材料４を金型内で加圧成形す
る。しかる後に加圧力を加えたまま加熱処理を行ってバ
インダを硬化させてリブ付き多孔質板を製作する。さら
にこのリブ付き多一孔質板を金型から取り出した上で、
窒素ガス雰囲気中で熱処理を施してカーボン化させる。 ここで上記製作方法による加圧成形に際して、リブ付き
多孔質板各部に対する成形圧縮比とこの場合に下型と枠
型との間に介挿したスペーサ８の厚さ寸法との関係を第
１１図について述べる。第１１図は第１０図に対応して
描いたこの発明による成形材料充填状態を示すもので、
図中ｔはスペーサ８の厚さ寸法、Ｄｌ。、 Ｄｇ。は
それぞれ第１０図におけるＤＩ＋Ｄｆｆｉに対応する谷
底形成部、リブ形成部への成形材料の充填高さを表す、
すなわち下型６と枠型７との間にリブ部形成キャビティ
の高さ寸法ｙ４ｆｌｌＩ用スペーサ８を介挿することに
より、パンチ７ａの型内突出高さＨｌ（リブ部形成キャ
ビティの初期高さ寸法に等しい）は第１０図における下
型の突出部５ａの高さＨと比べてスペーサ８の厚さｔ分
だけ高くなる。ここで谷底形成部への成形材料充填高さ
Ｄｌ。を第１０図における充填高さり、と同じ高さに合
わせたとすると、当然のことながらリブ形成部への成形
材料の充填高さＤよ。は第１０図の充填高さＤ２に比べ
てスペーサ８の厚さｔ分だけ増す。 この状態から、次ぎに第３図で述べたようにスペーサ８
を引き抜き、第９図の圧粉体を得るように加圧成形を行
えば、この加圧成形の工程でパンチ７ａは第４図のよう
に下型６の溝６ｂ内に押し込まれ、最終的にパンチ７ａ
の型内突出高さはＨまで後退する。したがってこの際の
谷底形成部、リブ形成部の圧縮比Ｃ＋、Ｃ，を第１Ｏ図
で算出した圧縮比ＣＩ＋Ｃｘ と同じ手法で求めると次
式のようになる。 Ｃ＋ ａ −Ｄ Ｉ・／ ｄ ＋ ・・・−・・−・
・・・・・・・・・−・・・−・・・（４）Ｃ！＠ −
Ｄ ｔｏ／ ｄ ｚ ’−’−”””’−’−”’−”
−””−’（５）ここで前記条件からＤｌ。＝Ｄ、、Ｈ
，−）（＋ｔ。 Ｄよ。軍ＤＩ６＋Ｈ１であるから、（４）、 （５）式
はそれぞれ、 ＣＩ ６ ” Ｄ ＋ ／ ｄ ＋ −Ｃｔ −−−・
−−−−（６）となり、谷底形成部に関しては第１０図
の場合と同様な成形密度が得られることになる。一方、
ａｔ ｄ、 ＋ｌ（ Ｄ＋ １ ＋（（）Ｉ＋ ｔ） ／Ｄ＋）ｄ、
１ ＋（Ｈ／ｄ＋） １ ＋ （Ｈ／ ｄ ＋） となる、ここで前記（７）弐において、（Ｈａｔ） ／
ＤＩ −Ｈ／ｄｌ となるようにスペーサ８の厚さ寸法ｔをを選定すれば、
Ｃ２゜−Ｃ１゜つまりリブ部と谷底部との成形密度は同
じとなり多孔π仮全域が均質となる。また、 （Ｈ＋ ｔ ） ／ Ｄ＋ ＞ Ｈ／ ｄ ｌとなる
ようにスペーサ８の厚さ寸法ｔを大に選定すれば、Ｃ２
゜＞Ｃ，。となりリブ部の成形密度が谷底部よりも大き
いリブ付き多孔質板を製作することが可能となる。 次ぎに本発明者が実際に行ったリブ付き多孔質板製作の
実験結果について述べる。まずまず製作すべきリブ付き
多孔質板の寸法を、平坦部１の厚さを１鶏、リブ部２の
高さ１幅をそれぞれ１鶴として、この寸法に対応する寸
法の金型を製作用意し、さらに第２図に示したスペーサ
８としてその厚さ寸法ｔが１．２．３ｍの３種類のスペ
ーサを用意した。一方、粉末状成形材料としてグラファ
イト粉末と固形レゾール型フェノール樹脂粉末をｆｆ１
ｆｆｉ比で１＝１になるようにＶ形ミキサで混合して成
形材料を得た０次ぎに前記の各スペーサを種類別に用い
てそれぞれ次ぎの要領でリブ付き多孔質板の製作を行っ
た。すなわち下型６と枠型７との間に前記のスペーサ８
を挟み、この状態で求める製品の成形密度が全域で０．
６となるように成形材料の充填高さを決めて前記の成形
材料を金型内に均等に充填した。この状態では第１１図
における谷底形成部に対応する成形材料の充填高さＤＩ
Ｏは３ｆｉ（成形材料の嵩ぼり係数３．０２）であった
０次ぎに上型５を装荷し、ここで第３図で述べたように
スペーサ８を取り除いた状態で加圧操作し、前記した製
品に対応する所定寸法の圧粉体に成形し、さらに加熱操
作を加えて成形材料中のバインダを硬化させてリブ付き
多孔質板を製作した。このようにしてその都度スペーサ
８の種類を変えて製作して得たリブ付き多孔質板のリブ
部および谷底部の成形密度の測定結果を第１表に示す。 第 １ 表 第１表から明らかなように、下型と枠型との間に介挿す
るスペーサの厚さ寸法を変え、成形材料充填の際の金型
９におけるリブ部形成キャビティの初期高さ寸法をあら
かじめ製品のリブ部の高さよりも大に設定して、この゛
部分に充填する成形材料の量を増量するようにしてお（
ことにより、第１で述べたような盛り上げ操作を行うこ
となしに、リブ部と谷底部の成形密度が同一、ないしは
リブ部の密度の方か大きくなるようにリブ付き多孔π板
を製作できることが判る。 次ぎに前記工程で得たリブ付き多孔質板を金型から取り
出し、ｔｏｏｏ℃の窒素ガス雰囲気中で熱処理してカー
ボン化を行った。このカーボン化処理を行った製品につ
いて各部の密度を測定したところ、谷底部の密度は０．
４８１〜０．４８６ 、リブ部の密度は前述したスペー
サの種類によりそれぞれ０．４０２゜０．４８２．０．
５５９、およびスペーサ無しの場合は０．３２１であり
、リブ部と谷底部とについてカーボン化を行う前と同じ
相対割合の密度になることが認められた。 【発明の効果］ 以上述べたようにこの発明によれば、リブ形成部を型内
の下側に形成して成形材料を押込み式に加圧成形する上
型、下型、枠型、およびリブ形成部の高さ寸法調節手段
を具備してなる成形金型を用い、金型内のリブ形成部と
谷底形成部について、前記各部位における加圧成形後の
圧粉体見掛は密度がそれぞれ所望の成形密度となるよう
に各部位への成形材料の充填高さをあらかじめ決めると
ともに、この充填高さに合わせて前記調節手段の調整に
よりリブ形成部に対応するキャビティの初期高さ寸法を
リブ部の成形寸法よりも大に設定し、この状態で成形材
料を金型内の所定レベルまで均等に充填し、次いでリブ
形成部の高さ寸法を圧粉体の寸法に対応する所定寸法ま
で戻した上で加圧成形と加熱操作を行い、成形材料のバ
インダを硬化させてリブ付き多孔π板を製作することに
より、従来の方法では困難であったリブ部と谷底部との
成形密度が同一となる均質な多孔質板は勿論のこと、リ
ブ形成部の初期高さ寸法を１１整することにより、リブ
部の成形密度が谷底部よりも高いリブ付き多孔π板も容
易に製作できる利点が得られる。
解斜視図、第２図ないし第４図は第１図の金型を使用し
て行う成形法の工程図であり、まず第１図において、金
型は第６図と同様に上型５゜下型６および枠型７とから
なるが、特に従来の金型と異なる点は、下型６について
その上面には、第６図に示した従来の金型における下型
の突起部６ａと対応する位置に、後述するパンチが嵌合
する凹−６ｂがリブ形成部の長手方向に沿って形成され
ている。一方、前記の凹溝６ａに対向して枠型７には、
その下端一部を前記の各凹溝内に嵌合して金型内部に底
面から突出する桟を構成するようにパンチ７ａが外周を
囲む枠型本体と一体に組立られている。このパンチ７ａ
は、枠型本体と下型と組合せてリブ部を形成するための
キャビティを構成するとともに、枠型７と下型６との間
に着脱可能に介在挿入さ・れたキャビティ高さ寸法調節
用のスペーサ８と併せて前記キャビティの初期高さ寸法
の調節手段を構成するものである。 次ぎに上記構成の金型を用いて行うリブ付き多孔質板の
製造方法を第２図ないし第４図により順を追って説明す
る。第１図に示した金型のうち、下型６と枠型７との間
に前記スペーサ８を介挿して第２図のように型を組み立
て、ここにグラファイト粉末、カーボン短繊維等に樹脂
類のバインダを加えた粉末状の成形材料４を投入し、そ
の上面が平坦ｉなるように均らして全型内全域に均等に
充填する０次ぎに第３図のように上型５を装荷し、ここ
で前記のスペーサ８を側方へ抜き取つ上で第４図のよう
に上型５に力を加えて成形材料４を金型内で加圧成形す
る。しかる後に加圧力を加えたまま加熱処理を行ってバ
インダを硬化させてリブ付き多孔質板を製作する。さら
にこのリブ付き多一孔質板を金型から取り出した上で、
窒素ガス雰囲気中で熱処理を施してカーボン化させる。 ここで上記製作方法による加圧成形に際して、リブ付き
多孔質板各部に対する成形圧縮比とこの場合に下型と枠
型との間に介挿したスペーサ８の厚さ寸法との関係を第
１１図について述べる。第１１図は第１０図に対応して
描いたこの発明による成形材料充填状態を示すもので、
図中ｔはスペーサ８の厚さ寸法、Ｄｌ。、 Ｄｇ。は
それぞれ第１０図におけるＤＩ＋Ｄｆｆｉに対応する谷
底形成部、リブ形成部への成形材料の充填高さを表す、
すなわち下型６と枠型７との間にリブ部形成キャビティ
の高さ寸法ｙ４ｆｌｌＩ用スペーサ８を介挿することに
より、パンチ７ａの型内突出高さＨｌ（リブ部形成キャ
ビティの初期高さ寸法に等しい）は第１０図における下
型の突出部５ａの高さＨと比べてスペーサ８の厚さｔ分
だけ高くなる。ここで谷底形成部への成形材料充填高さ
Ｄｌ。を第１０図における充填高さり、と同じ高さに合
わせたとすると、当然のことながらリブ形成部への成形
材料の充填高さＤよ。は第１０図の充填高さＤ２に比べ
てスペーサ８の厚さｔ分だけ増す。 この状態から、次ぎに第３図で述べたようにスペーサ８
を引き抜き、第９図の圧粉体を得るように加圧成形を行
えば、この加圧成形の工程でパンチ７ａは第４図のよう
に下型６の溝６ｂ内に押し込まれ、最終的にパンチ７ａ
の型内突出高さはＨまで後退する。したがってこの際の
谷底形成部、リブ形成部の圧縮比Ｃ＋、Ｃ，を第１Ｏ図
で算出した圧縮比ＣＩ＋Ｃｘ と同じ手法で求めると次
式のようになる。 Ｃ＋ ａ −Ｄ Ｉ・／ ｄ ＋ ・・・−・・−・
・・・・・・・・・−・・・−・・・（４）Ｃ！＠ −
Ｄ ｔｏ／ ｄ ｚ ’−’−”””’−’−”’−”
−””−’（５）ここで前記条件からＤｌ。＝Ｄ、、Ｈ
，−）（＋ｔ。 Ｄよ。軍ＤＩ６＋Ｈ１であるから、（４）、 （５）式
はそれぞれ、 ＣＩ ６ ” Ｄ ＋ ／ ｄ ＋ −Ｃｔ −−−・
−−−−（６）となり、谷底形成部に関しては第１０図
の場合と同様な成形密度が得られることになる。一方、
ａｔ ｄ、 ＋ｌ（ Ｄ＋ １ ＋（（）Ｉ＋ ｔ） ／Ｄ＋）ｄ、
１ ＋（Ｈ／ｄ＋） １ ＋ （Ｈ／ ｄ ＋） となる、ここで前記（７）弐において、（Ｈａｔ） ／
ＤＩ −Ｈ／ｄｌ となるようにスペーサ８の厚さ寸法ｔをを選定すれば、
Ｃ２゜−Ｃ１゜つまりリブ部と谷底部との成形密度は同
じとなり多孔π仮全域が均質となる。また、 （Ｈ＋ ｔ ） ／ Ｄ＋ ＞ Ｈ／ ｄ ｌとなる
ようにスペーサ８の厚さ寸法ｔを大に選定すれば、Ｃ２
゜＞Ｃ，。となりリブ部の成形密度が谷底部よりも大き
いリブ付き多孔質板を製作することが可能となる。 次ぎに本発明者が実際に行ったリブ付き多孔質板製作の
実験結果について述べる。まずまず製作すべきリブ付き
多孔質板の寸法を、平坦部１の厚さを１鶏、リブ部２の
高さ１幅をそれぞれ１鶴として、この寸法に対応する寸
法の金型を製作用意し、さらに第２図に示したスペーサ
８としてその厚さ寸法ｔが１．２．３ｍの３種類のスペ
ーサを用意した。一方、粉末状成形材料としてグラファ
イト粉末と固形レゾール型フェノール樹脂粉末をｆｆ１
ｆｆｉ比で１＝１になるようにＶ形ミキサで混合して成
形材料を得た０次ぎに前記の各スペーサを種類別に用い
てそれぞれ次ぎの要領でリブ付き多孔質板の製作を行っ
た。すなわち下型６と枠型７との間に前記のスペーサ８
を挟み、この状態で求める製品の成形密度が全域で０．
６となるように成形材料の充填高さを決めて前記の成形
材料を金型内に均等に充填した。この状態では第１１図
における谷底形成部に対応する成形材料の充填高さＤＩ
Ｏは３ｆｉ（成形材料の嵩ぼり係数３．０２）であった
０次ぎに上型５を装荷し、ここで第３図で述べたように
スペーサ８を取り除いた状態で加圧操作し、前記した製
品に対応する所定寸法の圧粉体に成形し、さらに加熱操
作を加えて成形材料中のバインダを硬化させてリブ付き
多孔質板を製作した。このようにしてその都度スペーサ
８の種類を変えて製作して得たリブ付き多孔質板のリブ
部および谷底部の成形密度の測定結果を第１表に示す。 第 １ 表 第１表から明らかなように、下型と枠型との間に介挿す
るスペーサの厚さ寸法を変え、成形材料充填の際の金型
９におけるリブ部形成キャビティの初期高さ寸法をあら
かじめ製品のリブ部の高さよりも大に設定して、この゛
部分に充填する成形材料の量を増量するようにしてお（
ことにより、第１で述べたような盛り上げ操作を行うこ
となしに、リブ部と谷底部の成形密度が同一、ないしは
リブ部の密度の方か大きくなるようにリブ付き多孔π板
を製作できることが判る。 次ぎに前記工程で得たリブ付き多孔質板を金型から取り
出し、ｔｏｏｏ℃の窒素ガス雰囲気中で熱処理してカー
ボン化を行った。このカーボン化処理を行った製品につ
いて各部の密度を測定したところ、谷底部の密度は０．
４８１〜０．４８６ 、リブ部の密度は前述したスペー
サの種類によりそれぞれ０．４０２゜０．４８２．０．
５５９、およびスペーサ無しの場合は０．３２１であり
、リブ部と谷底部とについてカーボン化を行う前と同じ
相対割合の密度になることが認められた。 【発明の効果］ 以上述べたようにこの発明によれば、リブ形成部を型内
の下側に形成して成形材料を押込み式に加圧成形する上
型、下型、枠型、およびリブ形成部の高さ寸法調節手段
を具備してなる成形金型を用い、金型内のリブ形成部と
谷底形成部について、前記各部位における加圧成形後の
圧粉体見掛は密度がそれぞれ所望の成形密度となるよう
に各部位への成形材料の充填高さをあらかじめ決めると
ともに、この充填高さに合わせて前記調節手段の調整に
よりリブ形成部に対応するキャビティの初期高さ寸法を
リブ部の成形寸法よりも大に設定し、この状態で成形材
料を金型内の所定レベルまで均等に充填し、次いでリブ
形成部の高さ寸法を圧粉体の寸法に対応する所定寸法ま
で戻した上で加圧成形と加熱操作を行い、成形材料のバ
インダを硬化させてリブ付き多孔π板を製作することに
より、従来の方法では困難であったリブ部と谷底部との
成形密度が同一となる均質な多孔質板は勿論のこと、リ
ブ形成部の初期高さ寸法を１１整することにより、リブ
部の成形密度が谷底部よりも高いリブ付き多孔π板も容
易に製作できる利点が得られる。
第１図はこの発明の実施例に係る金型の分解斜視図、第
２図ないし第４図は第１図の金型によるリブ付き多孔質
板の製作工程を順を違ッて示した製作工程図、第５図は
リブ付き多孔π板のタト形ＩＡＩ＋視図、第６図１第７
図および第８図はそれぞれ従来における成形工程の状態
を示す金型の断面図、第９図はリブ付き多孔質板の部分
拡大図、第１０図および第１１図はそれぞれ従来および
第１図の金型平坦部成形材料を充填した状態図である０
図にお、いて、 １：リブ付き多孔質板の平坦部、２；リブ部、３：谷底
部、４；粉末状成形材料、５：上型、６：下型、７；枠
型、７ａ：パンチ、８ニスペーサ。 第１図 第５図 第３図 第６図 第７図 第８図
２図ないし第４図は第１図の金型によるリブ付き多孔質
板の製作工程を順を違ッて示した製作工程図、第５図は
リブ付き多孔π板のタト形ＩＡＩ＋視図、第６図１第７
図および第８図はそれぞれ従来における成形工程の状態
を示す金型の断面図、第９図はリブ付き多孔質板の部分
拡大図、第１０図および第１１図はそれぞれ従来および
第１図の金型平坦部成形材料を充填した状態図である０
図にお、いて、 １：リブ付き多孔質板の平坦部、２；リブ部、３：谷底
部、４；粉末状成形材料、５：上型、６：下型、７；枠
型、７ａ：パンチ、８ニスペーサ。 第１図 第５図 第３図 第６図 第７図 第８図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）成形金型を用い、該金型内に充填されたバインダを
含む粉末状成形材料を加圧、加熱操作することにより、
板の平板部の片側面に多条のリブが突出する多孔質板を
製作するリブ付き多孔質板の製作方法であって、リブ形
成部を型内の下側に形成して成形材料を押込み式に加圧
成形する上型、下型、枠型、およびリブ形成部の高さ寸
法調節手段を具備してなる成形金型を用い、金型内のリ
ブ形成部と谷底形成部について、前記各部位における成
形材料加圧成形後の圧粉体見掛け密度がそれぞれ所望の
成形密度となるように各部位への成形材料の充填高さを
あらかじめ決めるとともに、この充填高さに合わせて前
記調節手段の調整によりリブ形成部に対応するキャビテ
ィの初期高さ寸法をリブ部の成形寸法よりも大に設定し
、この状態で成形材料を金型内の所定レベルまで均等に
充填し、次いでリブ形成部の高さ寸法を圧粉体の寸法に
対応する所定寸法まで戻した上で加圧成形と加熱操作を
行うことにより、成形材料のバインダを硬化させてリブ
付き多孔質板を製作することを特徴とするリブ付き多孔
質板の製作方法。 ２）特許請求の範囲第１項に記載の製作方法において、
リブ形成部の高さ寸法調節手段として、金型内における
隣り合うリブ形成部とリブ形成部との間に対応位置し、
かつ金型内への底面からの突出高さ寸法が上下方向に調
節操作されるパンチを配備したことを特徴とするリブ付
き多孔質板の製作方法。 ３）特許請求の範囲第２項に記載の製作方法において、
パンチが枠型に一体結合されており、かつ枠型と下型と
の間に着脱可能に介挿したスペーサの厚さ寸法を調整す
ることによりリブ形成部の初期高さ寸法の設定を行うこ
とを特徴とするリブ付き多孔質板の製作方法。 ４）特許請求の範囲第３項に記載の製作方法において、
パンチはその下端部が下型の上面に形成された凹溝内に
摺動自在に嵌合されていることを特徴とするリブ付き多
孔質板の製作方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59183476A JPS6161374A (ja) | 1984-08-31 | 1984-08-31 | リブ付き多孔質板の製作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59183476A JPS6161374A (ja) | 1984-08-31 | 1984-08-31 | リブ付き多孔質板の製作方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6161374A true JPS6161374A (ja) | 1986-03-29 |
Family
ID=16136463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59183476A Pending JPS6161374A (ja) | 1984-08-31 | 1984-08-31 | リブ付き多孔質板の製作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6161374A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56133737A (en) * | 1980-03-25 | 1981-10-20 | Fujitsu Ltd | Photomask |
-
1984
- 1984-08-31 JP JP59183476A patent/JPS6161374A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56133737A (en) * | 1980-03-25 | 1981-10-20 | Fujitsu Ltd | Photomask |
| JPS6252849B2 (ja) * | 1980-03-25 | 1987-11-07 | Fujitsu Ltd |
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