KR101433113B1 - Method for manufacturing a seperator, a seperator manufactured by the same, and a fuel cell comprising the seperator - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연료전지용 분리판의 제조 방법, 이를 이용하여 제조된 연료전지용 분리판 및 연료전지에 대한 것으로서, 상기 연료전지용 분리판의 제조 방법은 상부 판과 하부 판을 접착용 조성물을 이용하여 접착시켜 제조되며, 상기 접착용 조성물은 상기 상부 판 또는 상기 하부 판에 스크린 인쇄를 통하여 도포된다.
상기 연료전지용 분리판의 제조 방법은 접착용 조성물의 도포 위치 정밀도 및 도포 속도를 향상시키고, 접착용 조성물이 균일한 양으로 도포될 수 있도록 함으로써, 분리판 접착 공정의 시간, 인력 및 비용을 절감시킬 수 있다.The present invention relates to a method of manufacturing a separator for a fuel cell, a separator for a fuel cell and a fuel cell using the same, wherein the separator for a fuel cell comprises a top plate and a bottom plate, And the adhesive composition is applied to the top plate or the bottom plate through screen printing.
The method for manufacturing a separator for a fuel cell improves the accuracy of application position and speed of application of the adhesive composition and enables the adhesive composition to be applied in a uniform amount, thereby reducing the time, manpower and cost of the separator adhering process .
Description
본 발명은 연료전지용 분리판의 제조 방법, 이를 이용하여 제조된 연료전지용 분리판 및 연료전지에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 접착용 조성물의 도포 위치 정밀도 및 도포 속도를 향상시키고, 접착용 조성물이 균일한 양으로 도포될 수 있도록 함으로써, 분리판 접착 공정의 시간, 인력 및 비용을 절감시킬 수 있는 연료전지용 분리판의 제조 방법, 이를 이용하여 제조된 연료전지용 분리판 및 연료전지에 대한 것이다.The present invention relates to a method for producing a separator for a fuel cell, a separator for a fuel cell manufactured using the same, and a fuel cell. More particularly, the present invention relates to a method for manufacturing a separator for a fuel cell, The present invention relates to a method for manufacturing a separator for a fuel cell, a separator for a fuel cell, and a fuel cell using the separator.
연료전지 스택은 멤브레인-막 어셈블리(Membrane Electrode Assembly, MEA)와 가스켓 및 분리판을 포함하는 바이폴라 플레이트(bipolar plate)로 이루어진다. The fuel cell stack consists of a membrane-membrane assembly (MEA), a gasket, and a bipolar plate containing a separator plate.
이중 상기 분리판은 수소와 산소를 공급하고, 촉매 반응에 의해 발생된 전자를 이동시키는 통로 역할을 하며, 동시에 각 단위 전지 간 절연이 유지될 수 있도록 분리시키는 역할을 수행하는 핵심 부품이다. The separator plate serves as a passage for supplying hydrogen and oxygen and moving the electrons generated by the catalytic reaction, and at the same time, separating the unit cells so as to maintain insulation between the unit cells.
상기 연료전지용 분리판이 가져야 할 특성에는 굴곡 강도, 인장 강도, 가스 밀폐도 및 전기 전도도와 같은 특성들이 있다.The characteristics of the separator for a fuel cell include characteristics such as bending strength, tensile strength, gas tightness and electrical conductivity.
또한, 상기 분리판에는 연료전지 스택 운전시 내부의 온도 유지를 위하여 일반적으로 냉각수 통로가 형성된다. 그러나, 복잡한 형상의 냉각수 채널을 분리판 내부에 형성하는 공정은 매우 어려운 바, 두 개의 분리판에 냉각수 채널을 형성시킨 후 접착하여 제조한다.In addition, a cooling water passage is generally formed in the separator plate to maintain the temperature inside the fuel cell stack. However, it is very difficult to form a cooling water channel having a complicated shape inside the separating plate.
상기 분리판을 접착하기 위한 종래 기술은 분리판 접착부에 접착용 조성물을 스프레이 방식으로 도포하여 접착시키는 것이다. 상기 스프레이 방식을 이용하는 경우 접착용 조성물제의 균일한 도포가 어렵고, 도포량이 일정하지 않다. 상기 접착용 조성물의 도포량이 일정하지 않을 경우 접착부 조도에 따른 상, 하 분리판 접착 정도의 차이가 발생하여 가스 누출의 위험 가능성이 높아진다. 또한, 스프레이 방식의 접착용 조성물의 도포는 도포 형상의 변경이 어렵고, 스프레이 분사 방식의 특성상 접착 부위에 정확한 분사가 어렵다. The prior art for adhering the separating plate is to apply the adhesive composition to the separating plate adhering portion by spraying and adhering. In the case of using the spraying method, it is difficult to uniformly apply the adhesive composition, and the application amount is not constant. If the application amount of the adhesive composition is not constant, there is a difference in adhesion degree between the upper and the lower separator depending on the roughness of the adhesive portion, which increases the risk of gas leakage. In addition, it is difficult to change the application form of the spraying composition, and it is difficult to spray the adhesive composition accurately due to the nature of the spraying method.
본 발명의 목적은 접착용 조성물의 도포 위치 정밀도 및 도포 속도를 향상시키고, 접착용 조성물이 균일한 양으로 도포될 수 있도록 함으로써, 분리판 접착 공정의 시간, 인력 및 비용을 절감시킬 수 있는 연료전지용 분리판의 제조 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a bonding agent for a fuel cell capable of reducing the time, manpower and cost of a separator bonding process by improving the accuracy of application position and speed of application of the bonding composition and allowing the bonding composition to be applied in a uniform amount And a method of manufacturing the separator.
본 발명의 다른 목적은 상기 연료전지용 분리판의 제조 방법에 의하여 제조된 연료전지용 분리판을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a separator for a fuel cell manufactured by the method for manufacturing a separator for a fuel cell.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 연료전지용 분리판을 포함하는 연료전지를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a fuel cell including the separator for a fuel cell.
본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 분리판의 제조 방법은 상부 판과 하부 판을 접착용 조성물을 이용하여 접착시켜 제조되며, 상기 접착용 조성물은 상기 상부 판 또는 상기 하부 판에 스크린 인쇄를 통하여 도포된다.A method of manufacturing a separator for a fuel cell according to an embodiment of the present invention is manufactured by adhering an upper plate and a lower plate using an adhesive composition, and the adhesive composition is applied to the upper plate or the lower plate by screen printing .
상기 접착용 조성물은 열경화성 수지를 포함할 수 있고, 상기 열경화성 수지는 실리콘 수지일 수 있다.The adhesive composition may include a thermosetting resin, and the thermosetting resin may be a silicone resin.
상기 연료전지용 분리판의 제조 방법은 상기 상부 판과 상기 하부 판 사이에 접착용 조성물을 개재시킨 후, 가열하여 상기 접착용 조성물을 경화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The method for manufacturing a separator for a fuel cell may further include a step of interposing a bonding composition between the upper plate and the lower plate and then heating to cure the bonding composition.
상기 접착용 조성물을 경화시키는 단계에서 상기 가열 온도는 80 내지 200℃일 수 있다. In the step of curing the adhesive composition, the heating temperature may be 80 to 200 캜.
상기 접착용 조성물은 점도가 10000cps 이상일 수 있고, 10000 내지 200000 cps일 수 있다.The adhesive composition may have a viscosity of 10000 cps or more and 10000 to 200000 cps.
상기 스크린 인쇄는 미세 개구부를 가지는 스크린 망의 상면에 상기 접착용 조성물을 도포하고, 상기 스크린 망의 하면을 상기 상부 판 또는 상기 하부 판에 대고, 상기 스크린 망의 상면을 스퀴지로 압착하여 상기 접착용 조성물을 상기 미세 개구부를 통하여 투과시켜 상기 상부 판 또는 상기 하부 판으로 전사시키는 것일 수 있다.The screen printing is performed by applying the adhesive composition on the top surface of a screen net having fine openings and pressing the bottom surface of the screen net against the top plate or the bottom plate and pressing the top surface of the screen net with a squeegee, The composition may be transmitted through the fine openings and transferred to the top plate or the bottom plate.
상기 스퀴지로 압착시 상기 스퀴지가 상기 스크린 망의 상면과 이루는 각도는 60 내지 80°일 수 있다.When the squeegee is compressed, the angle formed by the squeegee with the upper surface of the screen screen may be 60 to 80 °.
상기 스퀴지로 압착시 상기 스퀴지가 상기 스크린 망에 가하는 압력은 0 내지 100kgf/cm2일 수 있다.The pressure applied by the squeegee to the screen net when compressed by the squeegee may be 0 to 100 kgf / cm 2 .
상기 스크린 망의 미세 개구부 크기는 40 내지 100 mesh일 수 있다.The size of the fine opening of the screen net may be 40 to 100 mesh.
상기 스크린 망의 미세 개구부는 상기 스크린 망의 상부 면에 대하여 15 내지 30°의 각도를 이루며 형성된 것일 수 있다.The fine opening portion of the screen net may be formed at an angle of 15 to 30 degrees with respect to the upper surface of the screen net.
상기 스크린 망의 재질은 금속일 수 있다.The material of the screen net may be metal.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 연료전지용 분리판은 상기 연료전지용 분리판의 제조 방법을 이용하여 제조된다.A separation plate for a fuel cell according to another embodiment of the present invention is manufactured using the method for manufacturing the separation plate for a fuel cell.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 연료전지는 상기 연료전지용 분리판을 포함한다.
The fuel cell according to another embodiment of the present invention includes the separator for the fuel cell.
본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 분리판은 상부 판과 하부 판을 접착용 조성물을 이용하여 접착시켜 제조되며, 상기 접착용 조성물은 상기 상부 판 또는 상기 하부 판에 스크린 인쇄를 통하여 도포된다.A separator for a fuel cell according to an embodiment of the present invention is manufactured by adhering an upper plate and a lower plate using an adhesive composition, and the adhesive composition is applied to the upper plate or the lower plate through screen printing.
상기 연료전지용 분리판의 제조 방법은 접착용 조성물을 스크린 인쇄를 통하여 도포함으로써 도포 위치 정밀도 및 도포 속도를 향상시키고, 접착용 조성물이 균일한 양으로 도포될 수 있도록 함으로써, 분리판 접착 공정의 시간, 인력 및 비용을 절감시킬 수 있다.The method for manufacturing a separator for a fuel cell includes the steps of applying the adhesive composition through screen printing to improve the precision of the application position and the application speed and to allow the adhesive composition to be applied in a uniform amount, It can save manpower and cost.
상기 접착용 조성물은 종래에 상판 및 하판을 접착시켜 분리판을 제조하는데 사용되는 접착용 조성물이면 어느 것이든 사용이 가능하며, 본 발명에서 한정되지 않는다. 구체적으로, 상기 접착용 조성물은 고무계 수지, 아크릴계 수지, 비닐 에테르계 수지, 실리콘계 수지, 우레탄계 수지 또는 에폭시계 수지를 포함하는 접착용 조성물일 수 있으며, 상기 접착용 조성물은 상기 수지를 직접 사용하거나, 상기 수지를 용매를 이용하여 1 내지 99 중량%로 희석한 것일 수 있다.The adhesive composition may be any adhesive composition which is conventionally used for bonding a top plate and a bottom plate to produce a separator, and is not limited to the present invention. Specifically, the adhesive composition may be a composition for adhesion comprising a rubber resin, an acrylic resin, a vinyl ether resin, a silicone resin, a urethane resin or an epoxy resin. The adhesive composition may be prepared by directly using the resin, And the resin may be diluted to 1 to 99% by weight using a solvent.
상기 접착용 조성물 제조시 사용 가능한 용매로는 물, 메탄올, 에탄올, 벤젠, 벤진, 에테르, 테트라히드로퓨란(THF), 톨루엔, 클로로포름, 아세톤, 헥산, 시클로헥산, 디클로로메탄, 디틀로로에탄, 에틸아세테이트, 아세토니트릴, 이소프로판올, 사염화탄소, 이황화탄소, 크실렌, 피리딘, 디옥산, 에틸벤젠, 펜탄, 브로모디클로로메탄, 트리클로로에틸렌, 메틸에틸케톤(MEK), 디메틸설폭사이드(DMSO), 디메틸포름아미드(DMF) 또는 헥사메틸포스포아미드(HMPA), 메틸이소부틸케톤(MIBK) 등을 예로 들 수 있다.Examples of the solvent which can be used in the preparation of the adhesive composition include water, methanol, ethanol, benzene, benzene, ether, tetrahydrofuran (THF), toluene, chloroform, acetone, hexane, cyclohexane, dichloromethane, (DMSO), dimethylformamide (DMF), dimethylformamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMF), dichloromethane, (DMF), hexamethylphosphoramide (HMPA), and methyl isobutyl ketone (MIBK).
상기 접착용 조성물은 바람직하게 열경화성 수지를 포함할 수 있다. 상기 접착용 조성물이 열경화성 수지를 포함하는 경우 상기 연료전지용 분리판의 제조 방법은 상기 상부 판과 상기 하부 판 사이에 접착용 조성물을 개재시킨 후, 가열하여 상기 접착용 조성물을 경화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The adhesive composition may preferably include a thermosetting resin. When the adhesive composition comprises a thermosetting resin, the method for manufacturing a separator for a fuel cell further includes a step of interposing a bonding composition between the top plate and the bottom plate, followed by heating to cure the bonding composition can do.
상기 접착용 조성물을 스크린 인쇄 방식으로 도포하는 경우, 상기 접착용 조성물이 스크린 망의 좁은 미세 개구부에 접착되어 다음 도포시 문제가 발생할 우려가 있다. 따라서, 열경화성 접착용 조성물을 이용하여 접착용 조성물 도포 후 가열하여 접착성을 부여하는 방식을 사용하는 경우 반복적인 인쇄에도 스크린 망에 상기 접착용 조성물이 접착되는 문제를 해결할 수 있다. When the adhesive composition is applied by a screen printing method, the adhesive composition is adhered to the narrow fine opening portion of the screen net, thereby causing a problem in the next application. Accordingly, when the thermosetting adhesive composition is used to apply the adhesive composition and then heated to give the adhesive property, the problem that the adhesive composition adheres to the screen net even in repetitive printing can be solved.
상기 열경화성 접착용 조성물의 경화를 위한 가열은 80 내지 200℃에서 이루어질 수 있다. 상기 가열의 온도가 80℃ 미만인 경우 경화 시간이 너무 길어질 수 있고, 200℃를 초과하는 경우 분리판의 물성 변화가 발생할 수 있다.The heating for curing the thermosetting adhesive composition may be performed at 80 to 200 ° C. If the heating temperature is lower than 80 ° C, the curing time may become too long, and if it exceeds 200 ° C, the property of the separator may change.
상기 열경화성 수지는 열경화성 고무계 수지, 열경화성 아크릴계 수지, 열경화성 비닐 에테르계 수지, 열경화성 실리콘계 수지, 열경화성 우레탄계 수지 또는 열경화성 에폭시계 수지를 이용할 수 있으며, 바람직하게는 실리콘 수지를 이용할 수 있다.The thermosetting resin may be a thermosetting rubber resin, a thermosetting acrylic resin, a thermosetting vinyl ether resin, a thermosetting silicone resin, a thermosetting urethane resin, or a thermosetting epoxy resin, preferably a silicone resin.
또한, 상기 접착용 조성물은 점도가 10000cps 이상일 수 있고, 바람직하게 10000 내지 200000cps일 수 있다. 상기 접착용 조성물의 점도는 상기 접착용 조성물이 상기 스크린 망의 미세 개구부를 투과하기 위한 최적의 점도 범위이며, 상기 점도를 조절하기 위하여 상기 접착용 수지를 상기 용매를 이용하여 희석시킬 수 있다.The adhesive composition may have a viscosity of 10000 cps or more, and preferably 10000 to 200000 cps. The viscosity of the adhesive composition is an optimum viscosity range for the adhesive composition to transmit through the fine openings of the screen net, and the adhesive resin may be diluted with the solvent to adjust the viscosity.
상기 접착용 조성물의 점도가 10000cps 미만인 경우 상기 접착용 조성물을 원하는 높이로 도포하기 어려우며, 도포 컨트롤이 난해할 수 있고, 200000cps를 초과하는 경우 상기 접착용 조성물이 상기 스크린 망을 투과하기 위하여 큰 압력이 요구되며, 도포 편차가 발생할 수 있다.When the viscosity of the adhesive composition is less than 10,000 cps, it is difficult to apply the adhesive composition at a desired height, and application control may be difficult. When the viscosity exceeds 200,000 cps, a large pressure is applied to the adhesive composition And a coating deviation may occur.
상기 스크린 인쇄는 구체적으로 미세 개구부를 가지는 스크린 망의 상면에 상기 접착용 조성물을 도포하고, 상기 스크린 망의 하면을 상기 상부 판 또는 상기 하부 판에 대고, 상기 스크린 망의 상면을 스퀴지로 압착하여 상기 접착용 조성물을 상기 미세 개구부를 통하여 투과시켜 상기 상부 판 또는 상기 하부 판으로 전사시켜 이루어질 수 있다.Specifically, the screen printing is performed by applying the adhesive composition on the upper surface of a screen net having fine openings, placing the lower surface of the screen net on the upper plate or the lower plate, pressing the upper surface of the screen net with a squeegee, The adhesive composition may be transmitted through the fine openings and transferred to the upper plate or the lower plate.
상기 스크린 망의 재질은 실크 또는 금속일 수 있으나, 금속으로 이루어진 스크린 망을 보다 바람직하게 사용할 수 있다. 상기 실크로 이루어진 스크린 망을 이용하는 경우 스퀴지의 압력에 의하여 스크린 망이 찢어지는 현상이 발생할 수도 있기 때문이다.The material of the screen net may be silk or metal, but a screen net made of metal may be more preferably used. When the screen net made of silk is used, the screen net may be torn due to the pressure of the squeegee.
상기 스크린 망의 미세 개구부 크기는 40 내지 100 mesh일 수 있다. 상기 미세 개구부의 크기가 40 mesh 미만인 경우 도포량 과다 문제가 있을 수 있고, 100 mesh를 초과하는 경우에는 도포 압력이 너무 증가될 수 있다.The size of the fine opening of the screen net may be 40 to 100 mesh. If the size of the fine openings is less than 40 mesh, there may be an excess amount of coating, and if the size is more than 100 mesh, the coating pressure may be excessively increased.
또한, 상기 스크린 망의 미세 개구부의 비틀림 각도, 즉 상기 미세 개구부가 상기 스크린 망의 상부 면에 대하여 15 내지 30°의 각도를 이루며 형성되는 경우 상기 접착용 조성물의 도포량을 조절하는 것이 유리하다. 즉, 상기 미세 개구부의 비틀림 각도는 상기 접착용 조성물 도포 후 스크린 망이 상승하는 과정에서 도포된 접착용 조성물이 스크린 망에 달라붙지 않도록 할 수 있다.Also, it is advantageous to adjust the application amount of the adhesive composition when the twist angle of the fine opening portion of the screen net, that is, the fine opening portion is formed at an angle of 15 to 30 degrees with respect to the upper surface of the screen net. That is, the twist angle of the micro-opening may be such that the adhesive composition applied in the process of rising the screen net after application of the adhesive composition does not stick to the screen net.
한편, 상기 스퀴지로 압착시 상기 스퀴지가 상기 스크린 망에 가하는 압력은 0 내지 100kgf/cm2일 수 있고, 이때, 상기 스퀴지가 상기 스크린 망의 상면과 이루는 각도는 60 내지 80°일 수 있다. 상기 스퀴지를 상기 압력과 각도로 압착시키는 경우 도포된 접착용 조성물의 경계면이 뚜렷해지고, 도포량을 용이하게 조절할 수 있다.On the other hand, the pressure applied by the squeegee to the screen net when pressed by the squeegee may be 0 to 100 kgf / cm 2 , and the angle formed by the squeegee with the upper surface of the screen net may be 60 to 80 °. When the squeegee is pressed at the above-mentioned pressure and angle, the boundary surface of the applied adhesive composition becomes clear and the amount of application can be easily controlled.
상기 스퀴지는 보통 고무 재질의 스퀴지를 사용하는데, 상기 접착용 조성물을 상기 스크린 망의 미세 개구부로 밀어내기 위해서는 높은 압력이 요구되는데, 이를 위하여 높은 경도의 스퀴지를 사용하는 것이 바람직하다. The squeegee usually uses a squeegee made of rubber. To push the adhesive composition into the fine opening of the screen mesh, a high pressure is required. For this purpose, it is preferable to use a squeegee having a high hardness.
구체적으로 상기 스퀴지의 경도는 50 내지 80인 것이 바람직하고, 상기 경도가 50 미만인 경우 스퀴지 수명 감소될 수 있고, 80을 초과하는 경우 스크린 망에 과도한 압력을 가해야 하는 문제가 발생할 수 있다.Specifically, the squeegee preferably has a hardness of 50 to 80, and when the hardness is less than 50, the squeegee life can be reduced, and when the hardness is more than 80, excessive pressure may be applied to the screen net.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 연료전지용 분리판은 상기 제조 방법을 통하여 제조될 수 있고, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 연료전지는 상기 제조된 연료전지용 분리판을 포함한다. 상기 연료전지용 분리판의 제조 방법 및 상기 연료전지의 구조는 종래와 동일하므로 본 발명에서 상세한 설명은 생략한다.The separator for a fuel cell according to another embodiment of the present invention can be manufactured through the above manufacturing method, and the fuel cell according to another embodiment of the present invention includes the separator for the fuel cell manufactured as described above. The manufacturing method of the separator for a fuel cell and the structure of the fuel cell are the same as those of the conventional art, and therefore, a detailed description thereof will be omitted.
상기 연료전지는 고분자 전해질 연료전지(PEMFC), 직접메탄올 연료전지(DMFC), 고온용 PEMFC 또는 인산형 연료전지(PAFC) 등일 수 있다.The fuel cell may be a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC), a direct methanol fuel cell (DMFC), a high temperature PEMFC or a phosphoric acid fuel cell (PAFC).
본 발명의 연료전지용 분리판의 제조 방법은 접착용 조성물의 도포 위치 정밀도 및 도포 속도를 향상시키고, 접착용 조성물이 균일한 양으로 도포될 수 있도록 함으로써, 분리판 접착 공정의 시간, 인력 및 비용을 절감시킬 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The method for producing a separator for a fuel cell of the present invention improves the application position accuracy and application speed of a bonding composition and enables the adhesive composition to be applied in a uniform amount so that the time, Can be saved.
도 1은 실시예 1에서 제조한 스크린 인쇄를 통하여 접착용 조성물을 상부 판에 도포한 사진이다.1 is a photograph of a top plate coated with an adhesive composition through screen printing produced in Example 1. Fig.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
[[ 제조예Manufacturing example : 연료전지용 분리판의 제조]: Manufacture of separation plate for fuel cell]
(( 실시예Example 1) One)
유로가 형성된 상부 판과 하부 판을 각각 제작한 후, 상기 상부 판의 일면에 스크린 인쇄를 통하여 실리콘 수지를 포함하는 접착용 조성물(점도: 50000cps)을 도포하고, 상기 상부 판과 하부 판을 접착시킨 후, 100℃로 가열하여 상기 접착용 조성물을 경화시킴으로써, 연료전지용 분리판을 제작하였다.After forming an upper plate and a lower plate each having a flow path, a bonding composition (viscosity: 50000 cps) containing silicone resin was applied to one surface of the upper plate through screen printing, and the upper plate and the lower plate were bonded Thereafter, the substrate was heated to 100 占 폚 to cure the adhesive composition, thereby preparing a separator for a fuel cell.
이때, 상기 스크린 인쇄에 사용된 스크린 망의 재질은 스테인리스였고, 미세 개구부의 크기는 80 mesh였고, 상기 미세 개구부의 비틀림 각도는 22°였다. 또한, 스퀴지는 고무 재질의 스퀴지(경도: 70)를 사용하였고, 상기 스퀴지를 78°의 각도로 스크린망에 압착시켰다.At this time, the screen net used for the screen printing was made of stainless steel, the size of the fine opening was 80 mesh, and the twist angle of the fine opening was 22 °. Further, a squeegee (hardness: 70) of a rubber material was used as the squeegee, and the squeegee was squeezed to the screen net at an angle of 78 °.
상기 제조된 접착용 조성물이 상부 판에 도포된 사진을 도 1에 나타내었다.A photograph of the adhesive composition applied to the top plate is shown in FIG.
(( 실시예Example 2) 2)
상기 실시예 1에서 상기 접착용 조성물의 점도를 5000cps로 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 연료전지용 분리판을 제작하였다.A separator for a fuel cell was fabricated in the same manner as in Example 1, except that the viscosity of the adhesive composition in Example 1 was adjusted to 5000 cps.
(( 실시예Example 3) 3)
상기 실시예 1에서 상기 접착용 조성물의 점도를 210000cps로 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 연료전지용 분리판을 제작하였다.A separator for a fuel cell was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the viscosity of the adhesive composition in Example 1 was adjusted to 210000 cps.
(( 실시예Example 4) 4)
상기 실시예 1에서 상기 스퀴지를 50°의 각도로 압착시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.Example 1 was carried out in the same manner as in Example 1 except that the squeegee was squeezed at an angle of 50 °.
(( 실시예Example 5) 5)
상기 실시예 1에서 상기 스퀴지를 90°의 각도로 압착시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.Example 1 was carried out in the same manner as in Example 1 except that the squeegee was pressed at an angle of 90 °.
(( 실시예Example 6) 6)
상기 실시예 1에서 상기 미세 개구부의 비틀림 각도가 10°인 스크린 망을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.Example 1 was carried out in the same manner as in Example 1, except that a screen net having twist angle of 10 ° of the fine opening was used.
(( 실시예Example 7) 7)
상기 실시예 1에서 상기 미세 개구부의 비틀림 각도가 40°인 스크린 망을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.Example 1 was carried out in the same manner as in Example 1, except that a screen net having twist angles of 40 ° of the fine openings was used.
(( 실시예Example 8) 8)
상기 실시예 1에서 상기 스크린 망을 실크 재질의 스크린 망을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.Example 1 was carried out in the same manner as in Example 1 except that the screen net was made of a silk screen net.
(( 비교예Comparative Example 1) One)
실시예 1에서 스크린 인쇄 방식 대신 스프레이 방식으로 상기 접착용 조성물을 상기 상부 판에 도포한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
Example 1 was carried out in the same manner as in Example 1, except that the adhesive composition was applied to the top plate by a spray method instead of the screen printing method.
[[ 실험예Experimental Example 1: 제조된 연료전지용 분리판의 물성 측정] 1: Measurement of physical properties of the manufactured separator for fuel cell]
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 연료전지용 분리판에 대하여 상기 접착용 조성물의 도포 균일성, 도포 시간 및 도포 위치정밀도를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The uniformity of application, the application time, and the application position accuracy of the adhesive composition for the fuel cell separator prepared in Example 1 and Comparative Example 1 were measured, and the results are shown in Table 1 below.
하기 표 1에서 도포 균일성은 상기 상부 판에 도포된 접착용 조성물의 최고 높이와 최저 높이의 차이를 나타내는 것이고, 상기 접착제의 도포시간은 1분 당 제조할 수 있는 연료전지 분리판의 개수를 나타낸 것이고, 상기 도포 위치정밀도는 상기 상부 판에 도포된 상기 접착용 조성물이 도포되어야 할 위치에서 벗어난 정도를 측정한 것이다. In Table 1, the uniformity of coating indicates the difference between the maximum height and the minimum height of the adhesive composition applied to the top plate, and the application time of the adhesive indicates the number of fuel cell separator plates that can be manufactured per minute , And the accuracy of the coating position is measured as a degree of deviation from a position where the adhesive composition applied to the top plate is to be applied.
상기 표 1을 참조하면, 실시예 1에서 제조된 연료전지용 분리판이 비교예 1에서 제조된 연료전지용 분리판에 비하여 도포 균일성, 도포 시간 및 도포 위치정밀도가 향상됨을 알 수 있다.
Referring to Table 1, it can be seen that the uniformity of application, the application time, and the application position accuracy are improved as compared with the fuel cell separator manufactured in Comparative Example 1,
[[ 실험예Experimental Example 2] 2]
상기 실시예 1 내지 8에서 제조된 연료전지용 분리판에 대하여 도포 위치정밀도, 도포량 조절 용이성 및 도포 균일성을 측정하였다.The accuracy of application position accuracy, easiness in controlling the application amount and uniformity of application were measured for the separator for fuel cells manufactured in Examples 1 to 8.
상기 도포 위치정밀도는 상기 상부 판에 도포된 상기 접착용 조성물이 도포되어야 할 위치에서 벗어난 정도를 측정한 것으로서, ±0.02를 ○(좋음), ±0.05를 △(보통), ±0.1 이상을 X(나쁨)로 표시하였다.The accuracy of the coating position is measured by measuring the degree of deviation of the adhesive composition applied to the top plate from the position where the adhesive composition is to be applied. It is preferable that 0.02 is satisfied (good), 0.05 is rated fairly, Poor).
상기 도포량 조절 용이성은 스퀴지에 10g의 접착용 조성물을 공급할 때, 상기 상부 판에 전사된 접착용 조성물의 비를 나타낸 것으로서, 9g 이상을 ○(좋음), 9g 미만 5g 초과를 △(보통), 5g 이하를 0.1 이상을 X(나쁨)로 표시하였다.The ease of control of the amount of application is expressed by the ratio of the adhesive composition transferred onto the top plate when 10 g of the adhesive composition is supplied to the squeegee, and is 9 g or more (good), 5 g Or less and 0.1 or more as X (poor).
상기 도포 균일성은 상기 상부 판에 도포된 접착용 조성물의 최고 높이와 최저 높이의 차이를 나타내는 것으로서, ±0.02를 ○(좋음), ±0.05를 △(보통), ±0.1 이상을 X(나쁨)로 표시하였다.The uniformity of the coating indicates the difference between the maximum height and the minimum height of the adhesive composition applied to the top plate. The uniformity of the coating was evaluated as ± (good), ± 0.05 (good), ± Respectively.
상기 표 2를 참조하면, 실시예 2 및 3와 같이 접착용 조성물의 점도가 10000 내지 200000cps를 벗어나는 경우 도포 위치정밀도가 떨어지는 것을 알 수 있고, 실시예 4 내지 7과 같이 스퀴지의 각도가 60 내지 80°를 벗어나거나 미세 개구부의 비틀림 각도가 15 내지 30°를 벗어나는 경우 도포량의 조절 용이성이 떨어지는 것을 알 수 있고, 실시예 8과 같이 스크린 망의 재질에 따라 도포 균일성이 떨어질 수 있음을 알 수 있다.
Referring to Table 2, it can be seen that when the viscosity of the adhesive composition deviates from 10000 to 200000 cps as in Examples 2 and 3, the accuracy of the application position is lowered. As in Examples 4 to 7, the angle of the squeegee is 60 to 80 ° or when the twist angle of the fine openings is out of the range of 15 to 30 °, it is found that the ease of adjustment of the applied amount is inferior and that the uniformity of coating may be deteriorated depending on the material of the screen net as in Example 8 .
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.
Claims (15)
상기 접착용 조성물은 점도가 10000 내지 200000cps이고, 상기 상부 판 또는 상기 하부 판에 스크린 인쇄를 통하여 도포되며,
상기 스크린 인쇄는 미세 개구부를 가지는 스크린 망의 상면에 상기 접착용 조성물을 도포하고, 상기 스크린 망의 하면을 상기 상부 판 또는 상기 하부 판에 대고, 상기 스크린 망의 상면을 스퀴지로 압착하여 상기 접착용 조성물을 상기 미세 개구부를 통하여 투과시켜 상기 상부 판 또는 상기 하부 판으로 전사시킴으로써 실시되고,
상기 스퀴지로 압착시 상기 스퀴지가 상기 스크린 망의 상면과 이루는 각도가 60 내지 80°이고,
상기 스크린 망의 미세 개구부가 상기 스크린 망의 상부 면에 대하여 15 내지 30°의 각도를 이루며 형성되며
상기 스크린 망의 재질이 금속인 것인 연료전지용 분리판의 제조 방법.And the upper plate and the lower plate are adhered to each other using an adhesive composition,
Wherein the adhesive composition has a viscosity of 10000 to 200000 cps and is applied to the top plate or the bottom plate through screen printing,
The screen printing is performed by applying the adhesive composition on the top surface of a screen net having fine openings and pressing the bottom surface of the screen net against the top plate or the bottom plate and pressing the top surface of the screen net with a squeegee, Permeating the composition through the fine openings and transferring the composition to the top plate or the bottom plate,
An angle formed between the squeegee and an upper surface of the screen net when pressed by the squeegee is 60 to 80 degrees,
The fine openings of the screen net are formed at an angle of 15 to 30 degrees with respect to the upper surface of the screen net
Wherein the material of the screen net is a metal.
상기 접착용 조성물은 열경화성 수지를 포함하는 것인 연료전지용 분리판의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the adhesive composition comprises a thermosetting resin.
상기 열경화성 수지는 실리콘 수지인 것인 연료전지용 분리판의 제조 방법.3. The method of claim 2,
Wherein the thermosetting resin is a silicone resin.
상기 연료전지용 분리판의 제조 방법은 상기 상부 판과 상기 하부 판 사이에 접착용 조성물을 개재시킨 후, 가열하여 상기 접착용 조성물을 경화시키는 단계를 더 포함하는 것인 연료전지용 분리판의 제조 방법.3. The method of claim 2,
Wherein the method for manufacturing a separator for a fuel cell further comprises a step of interposing a bonding composition between the top plate and the bottom plate and then heating to cure the bonding composition.
상기 접착용 조성물을 경화시키는 단계에서 상기 가열 온도는 80 내지 200℃인 것인 연료전지용 분리판의 제조 방법.5. The method of claim 4,
Wherein the heating temperature in the step of curing the adhesive composition is 80 to 200 占 폚.
상기 스퀴지로 압착시 상기 스퀴지가 상기 스크린 망에 가하는 압력은 0 내지 100kgf/cm2인 것인 연료전지용 분리판의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the pressure applied by the squeegee to the screen net when compressed by the squeegee is 0 to 100 kgf / cm 2 .
상기 스크린 망의 미세 개구부 크기는 40 내지 100 mesh인 것인 연료전지용 분리판의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the size of the fine opening of the screen net is 40 to 100 mesh.
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Citations (3)
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