WO2011132996A2 - 연료전지용 세퍼레이터의 성형장치, 연료전지용 세퍼레이터의 성형방법 및 그 성형방법에 의해 성형된 연료전지용 세퍼레이터 - Google Patents

연료전지용 세퍼레이터의 성형장치, 연료전지용 세퍼레이터의 성형방법 및 그 성형방법에 의해 성형된 연료전지용 세퍼레이터 Download PDF

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Abstract

연료전지용 세퍼레이터의 성형장치, 연료전지용 세퍼레이터의 성형방법 및 그 성형방법에 의해 성형된 연료전지용 세퍼레이터가 개시된다. 본 발명에 따른 연료전지용 세퍼레이터의 성형방법은 카본 파이버(carbon fiber) 및 카본 그라파이트(carbon graphite)로 구성된 70 내지 90 중량%의 도전성 충전재를 포함하는 용융상태의 열가소성 수지 조성물을 사출압축 성형하여 연료전지용 세퍼레이터를 성형하는 방법으로서, (a) 캐비티공간을 형성하는 제1금형 및 제2금형을 가열하는 단계; (b) 제1금형 및 제2금형이 260 내지 300℃로 가열되면, 열가소성 수지 조성물을 캐비티공간의 부피보다 작은 부피만큼 캐비티공간에 사출하는 단계; (c) 제1금형 및 제2금형 중 적어도 하나의 금형을 캐비티공간의 부피가 감소하는 방향으로 가압하여, 부피가 감소된 캐비티공간에 사출된 열가소성 수지 조성물을 충진하는 단계; 및 (d) 제1금형 및 제2금형을 각각 200 내지 400℃/분의 냉각속도로 냉각하는 단계;를 구비한다.

Description

연료전지용 세퍼레이터의 성형장치, 연료전지용 세퍼레이터의 성형방법 및 그 성형방법에 의해 성형된 연료전지용 세퍼레이터
본 발명은 연료전지용 세퍼레이터의 성형장치, 연료전지용 세퍼레이터의 성형방법 및 그 성형방법에 의해 성형된 연료전지용 세퍼레이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료전지에 구비되어 연료 가스 및 공기의 분리 경계막으로 기능하는 세퍼레이터를 성형하는 장치, 세퍼레이터의 성형방법 및 그 성형방법에 의해 성형된 연료전지용 세퍼레이터에 관한 것이다.
최근에는 환경 보호나 에너지 절약의 관점에서 연료전지가 주목받고 있으며, 특히 자동차용 연료전지의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 연료전지는 수소를 함유하는 연료 가스와 산소를 함유하는 공기를 이용한 전기 분해 반응을 이용하여 발전하는 장치이다. 이러한 연료전지는 단위 셀로부터 취출할 수 있는 전압이 낮기 때문에, 각 단위 셀을 수십 내지 수 백개 직렬로 적층하여 구성되는 것이 일반적이다. 이와 같이 각 단위 셀이 적층된 구조에서는, 연료 가스 및 공기의 분리 경계막으로 기능하는 세퍼레이터(separator)가 필요하다.
세퍼레이터의 성형을 위해서는, 일반적으로 컴프레션 몰딩(compression molding)이나 밀링머신(milling machining) 등이 주로 사용되고 있다. 그러나, 컴프레션 몰딩이나 밀링머신을 사용하게 되면, 세퍼레이터가 쉽게 깨지며(brittleness) 내부식성도 약하다는 문제가 있으며, 나아가 유로의 가공에 따른 2차 공정이 필수적으로 요구되어 제작비가 매우 높다는 단점도 있다. 따라서, 기계적 강도 및 내부식성도 우수할 뿐만 아니라 성형비도 저렴한 세퍼레이터를 성형하기 위해서는, 새로운 성형방법 및 장치에 대한 연구가 필요하다. 새로운 연구의 출발점은 사출성형이지만, 유동성이 매우 낮은 소재, 예를 들어 카본 파이버 및 카본 그라파이트를 도전성 충전재로 포함하는 열가소성 수지 조성물은 성형성이 아주 낮아, 사출성형만으로는 박막화 되어가는 연료전지의 세퍼레이터의 규격을 만족시킬 수 없었다.
카본 파이버 및 카본 그라파이트로 이루어진 80 중량% 이상의 도전성 충전재 및 20 중량% 이하의 유기물질로 구성되는 열가소성 수지 조성물의 경우에는, 일반적인 사출성형에서는 과도한 주입압력이 요구되어 지기 때문에 세퍼레이터의 형상을 완벽하게 성형할 수 없으며, 표면 조도도 균일하게 얻는데 한계가 있었다. 이러한 표면 조도의 불균일은 충전재의 돌출로 말미암은 것으로서, 내부식성의 저하를 초래한다. 이러한 이유로, 종래에는 흑연(carbon black), 혹은 카본 화이버(carbon fiber)와 흑연의 혼합물은 2차 가공을 감수하면서까지 컴프레션 몰딩이나 밀링머신에 의해 세퍼레이터로 성형되고 있었다.
종래의 세퍼레이터 성형과정에서 가장 큰 문제점은 깨짐(brittleness)과 높은 가공비이다. 종래의 세퍼레이터의 경우 순수 흑연 혹은, 흑연과 카본 화이버의 혼합물로 구성이 되는데, 열과 압력만으로 성형되는 컴프레션 공정은 성형품의 낮은 굴곡강도(low-flexural strength)와 충격강도(impact strength)로 인해 외부 충격에 극히 약한 문제를 유발하며, 이러한 문제는 연료전지 적용의 핵심 산업인 자동차용 연료전지 개발에 있어, 가장 크게 개선되어야 할 부분으로 대두 되었다. 또한, 차량용 연료전지에 있어서는 연료전지의 전체적인 부피 감소가 필수적으로 요구되며 나아가 단위 셀을 적게 적층하더라도 높은 전기전도도가 구현되어야 하며, 이를 위해서는 두께가 매우 얇은 세퍼레이터가 필수적으로 요구되었다. 그런데, 종래의 방법으로는 두께가 매우 얇은 세퍼레이터를 대량으로 경제적으로 생산하기 어려운 한계가 있었다. 특히, 컴프레션 공정 이후의 밀링공정은 공정 중의 세퍼페이터가 쉽게 깨지는 등 박막형 세퍼레이터의 성형에 극히 취약하다는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 금형을 급속으로 가열 및 냉각하는 초고온 금형 가열기술 및 사출압축 기술을 함께 적용함으로써 연료전지용 세퍼레이터를 낮은 비용으로 대량 생산할 수 있도록 하는 연료전지용 세퍼레이터의 성형장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 초고온 금형 가열기술 및 사출압축 기술을 함께 적용함으로써 연료전지용 세퍼레이터를 낮은 비용으로 대량 생산할 수 있도록 하는 연료전지용 세퍼레이터의 성형방법 및 그 성형방법에 의해 성형된 연료전지용 세퍼레이터를 제공하도록 한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 연료전지용 세퍼레이터의 성형장치는 카본 파이버(carbon fiber) 및 카본 그라파이트(carbon graphite)로 구성된 70 내지 90 중량%의 도전성 충전재를 포함하는 용융상태의 열가소성 수지 조성물을 사출압축 성형하여 연료전지용 세퍼레이터를 성형하기 위한 장치로서, 제1금형; 상기 제1금형에 접근 및 이격되는 방향으로 직선이동 가능하며, 상기 제1금형에 형합시 상기 제1금형과 함께 캐비티공간을 형성하되 상기 캐비티공간의 부피는 상기 제1금형과의 거리에 따라 변화하는 제2금형; 상기 제1금형 및 제2금형을 각각 400 내지 800℃/분의 가열속도로 가열하는 가열수단; 상기 제1금형과 접촉하여 열전도가 일어나는 접촉위치 및 상기 제1금형과 이격되는 이격위치 사이에서 직선이동 가능한 제1냉각부재; 상기 제2금형과 접촉하여 열전도가 일어나는 접촉위치 및 상기 제2금형과 이격되는 이격위치 사이에서 직선이동 가능한 제2냉각부재; 상기 제1냉각부재 및 제2냉각부재를 각각 200 내지 400℃/분의 냉각속도로 냉각하는 냉각수단; 상기 제1금형 및 제2금형이 260 내지 300℃로 가열되면, 상기 열가소성 수지 조성물을 상기 캐비티공간의 부피보다 작은 부피만큼 상기 캐비티공간에 사출하는 사출수단; 및 상기 제1냉각부재 및 제2냉각부재를 직선 구동하며, 상기 캐비티공간의 부피가 감소하여 상기 사출된 열가소성 수지 조성물이 상기 캐비티공간에 충진되도록 상기 제1금형 및 제2금형 중 적어도 하나의 금형을 다른 금형에 접근하는 방향으로 가압하는 가압수단;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 연료전지용 세퍼레이터의 성형방법은 카본 파이버(carbon fiber) 및 카본 그라파이트(carbon graphite)로 구성된 70 내지 90 중량%의 도전성 충전재를 포함하는 용융상태의 열가소성 수지 조성물을 사출압축 성형하여 연료전지용 세퍼레이터를 성형하는 방법으로서, (a) 캐비티공간을 형성하는 제1금형 및 제2금형을 가열하는 단계; (b) 상기 제1금형 및 제2금형이 260 내지 300℃로 가열되면, 상기 열가소성 수지 조성물을 상기 캐비티공간의 부피보다 작은 부피만큼 상기 캐비티공간에 사출하는 단계; (c) 상기 제1금형 및 제2금형 중 적어도 하나의 금형을 상기 캐비티공간의 부피가 감소하는 방향으로 가압하여, 상기 부피가 감소된 캐비티공간에 상기 사출된 열가소성 수지 조성물을 충진하는 단계; 및 (d) 상기 제1금형 및 제2금형을 각각 200 내지 400℃/분의 냉각속도로 냉각하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 연료전지용 세퍼레이터는 카본 파이버(carbon fiber) 및 카본 그라파이트(carbon graphite)로 구성된 70 내지 90 중량%의 도전성 충전재를 포함하는 용융상태의 열가소성 수지 조성물을 사출압축 성형하여 연료전지용 세퍼레이터를 성형하는 방법으로서, (a) 캐비티공간을 형성하는 제1금형 및 제2금형을 가열하는 단계; (b) 상기 제1금형 및 제2금형이 260 내지 300℃로 가열되면, 상기 열가소성 수지 조성물을 상기 캐비티공간의 부피보다 작은 부피만큼 상기 캐비티공간에 사출하는 단계; (c) 상기 제1금형 및 제2금형 중 적어도 하나의 금형을 상기 캐비티공간의 부피가 감소하는 방향으로 가압하여, 상기 부피가 감소된 캐비티공간에 상기 사출된 열가소성 수지 조성물을 충진하는 단계; 및 (d) 상기 제1금형 및 제2금형을 각각 200 내지 400℃/분의 냉각속도로 냉각하는 단계;를 구비하는 성형방법에 의해 성형된다.
본 발명에 따르면, 금형을 급속으로 가열 및 냉각하는 초고온 금형 가열기술 및 사출압축 기술을 함께 적용함으로써 연료전지용 세퍼레이터를 낮은 비용으로 대량 생산할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 세퍼레이터의 성형장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 성형장치에 있어서 열가소성 수지 조성물이 사출되는 과정을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 상태에서 캐비티공간의 부피가 줄어들어 캐비티공간에 열가소성 수지 조성물이 완전히 충진되는 과정을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 4는 성형된 세퍼레이터를 취출하는 과정을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 연료전지용 세퍼레이터의 성형방법의 순서도이다.
본 발명은 열가소성 수지 조성물을 사출압축 성형하여 연료전지용 세퍼레이터를 성형하는 장치, 방법 및 그 방법에 의해 성형되는 세퍼레이터에 관한 것이다.
특히, 본 실시예에서, 열가소성 수지 조성물은 카본 파이버(carbon fiber) 및 카본 그라파이트(carbon graphite)로 구성된 70 내지 90 중량%의 도전성 충전재 및 10 내지 30 중량%의 열가소성 수지로 이루어진다. 여기서, 카본 파이버 및 카본 그라파이트는 10 내지 20 중량%로 함유되는 것이 바람직하다. 카본 파이버가 10 중량% 미만인 경우에는 굴곡 강도 및 깨짐 개선 효과가 현저히 떨어지고 카본 파이버가 20 중량%를 초과하면 카본 파이버의 운송(feeding)에 문제가 발생하여 카본 파이버가 적절하게 혼련(mixing)되지 않기 때문이다. 또한, 카본 그라파이트는 60 내지 70 중량%로 함유되는 것이 바람직하다. 카본 그라파이트가 60 중량% 미만인 경우에는 D.O.E. 목표 지수인 100S(Simense) 이상의 전기전도도 성능을 구현하는 것이 불가능하며, 카본 그라파이트가 70 중량%를 초과하는 경우에는 카본 파이버의 함량에 따라 사출성형이 불가능해지거나 두께를 일정하게 성형하는 것이 불가능해지기 때문이다. 여기서, D.O.E.는 미국 에너지성(U.S. Department of Energy)을 지시한다.
한편, 카본 파이버의 경우에는 파이버의 표면을 실란(silane) 또는 스테아르산(stearic acid)으로 코팅하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 실란이나 스테아르산 코팅은 상용성을 높여주고 굴곡강도를 증가시키며 깨짐 개선 효과를 가져오기 때문이다. 또한, 열가소성 수지 및 도전성 충전재의 상용화제로서 1 내지 5 중량%의 무수말레인산이 그래프팅(grafting)된 변성 유기물질, 예를 들어 폴리프로필렌 또는 폴리페닐렌설파이드(PPS)이 함유되는 것이 바람직하다. 그리고, 상용화제로서 무수말레인산은 3 중량% 적용되는 것이 가장 바람직하다. 무수말레인산 그래프팅 변성 유기물질의 함량이 1% 미만인 경우에는 카본 파이버와 기재 수지와의 상용화도가 저하되어 깨짐 개선효과가 저하되며, 5% 이상인 경우에는 재료의 유동성 저하를 야기하여 유동장 거리를 단축시키고 이에 따라 세퍼레이터의 성형성을 저하시킨다. 이와 같이 상용성이 현격하게 개선되면, 깨짐(Brittleness)과 굴곡강도가 현격하게 개선된다.
이상에서 설명한 바와 같이 구성된 열가소성 수지 조성물로 세퍼레이터를 성형하면, 전기전도도가 획기적으로 향상될 뿐만 아니라 내부식성도 크게 개선되며 나아가 깨짐(Brittleness)도 현저하게 개선되는 된다.
그리고, 본 실시예의 성형장치는 사출압축 성형, 보다 구체적으로는 사출 프레스 성형을 구현한다. 여기서, 사출압축 성형은 성형 개시부터 성형 종료시까지의 동안에 캐비티공간을 형성하는 제1금형 및 제2금형 간의 거리가 가변되는 것이다. 따라서, 사출 후에 제1금형 또는 제2금형을 전진시켜 압축하는 사출 프레스라 불리는 타입도 사출압축 성형에 포함된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하면서 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 세퍼레이터의 성형장치의 개략적인 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 성형장치에 있어서 열가소성 수지 조성물이 사출되는 과정을 설명하기 위한 개략적인 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 상태에서 캐비티공간의 부피가 줄어들어 캐비티공간에 열가소성 수지 조성물이 완전히 충진되는 과정을 설명하기 위한 개략적인 단면도이며, 도 4는 성형된 세퍼레이터를 취출하는 과정을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 연료전지용 세퍼레이터의 성형장치(100)는 제1금형(10)과, 제2금형(20)과, 가열수단과, 제1냉각부재(40)와, 제2냉각부재(50)와, 냉각수단과, 사출수단과, 가압수단을 구비한다.
제1금형(10) 및 제2금형(20)은 형합시 열가소성 수지 조성물이 사출되는 캐비티공간(C)을 형성한다. 캐비티공간(C)은 제1금형의 캐비티면(11) 및 제2금형의 코어면(21)에 의해 구획된다. 제1금형(10) 및 제2금형(20)은 모두 서로 접근 및 이격되는 방향으로 직선이동 가능하게 설치될 수 있으며, 본 실시예에서는 제2금형(20)만이 직선이동 가능하게 설치된다. 캐비티공간(C)의 부피는 제1금형(10) 및 제2금형(20)의 상대 거리에 따라 가변적이다. 즉, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 금형(10,20)이 형합된 상태에서 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 금형이 이동하여 제1금형(10) 및 제2금형(20) 사이의 거리가 줄어들게 되면, 캐비티공간(C)의 체적도 함께 줄어들게 된다. 제1금형(10) 및 제2금형(20)에는 각각 제1스토퍼(12)면 및 제2스토퍼면(22)이 형성된다. 제1스토퍼면(12) 및 제2스토퍼면(22)은 각각 캐비티면(11) 및 코어면(21)과 서로 다른 평면상에 배치된다. 제1금형(10)의 중앙에는 노즐(70)이 삽입되는 삽입공(13)이 관통 형성된다.
그리고, 제1금형(10) 및 제2금형(20)은 제1지지부재(15) 및 제2지지부재(25)에 결합된다.
제1지지부재(15) 및 제2지지부재(25)는 각각 플레이트 형상으로 이루어진다. 제1지지부재(15) 및 제2지지부재(25)에는 각각 제1관통공(151) 및 제2관통공(251)이 단차지게 관통 형성된다. 그리고, 제1지지재부재(15) 및 제2지지부재(25)에 단차진 부분은 서로 마주하며, 단차진 부분에는 각각 제1금형(10) 및 제2금형(20)이 삽입되어 지지되며, 이에 따라 제1지지부재(15) 및 제1금형(10) 그리고 제2지지부재(25) 및 제2금형(20)은 함께 움직인다. 제1지지부재의(15) 표면 및 제2지지부재(25)의 표면은 각각 제1스토퍼면(12) 및 제2스토퍼면(22)과 동일한 평면상에 배치된다.
가열수단은 제1금형(10) 및 제2금형(20)을 가열하기 위한 것으로서, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 제1금형에 매설되는 제1전열히터(31) 및 제2금형에 매설되는 제2전열히터(32)를 포함한다. 제1전열히터(31) 및 제2전열히터(32)에 전원을 인가하면 발열하여, 제1금형(10) 및 제2금형(20)의 온도가 상승한다. 여기서, 제1금형(10) 및 제2금형(20)은 400 내지 800℃/분의 가열속도로 급속 가열되는 것이 바람직하며, 특히 제1금형 및 제2금형은 600℃/분의 가열속도로 급속 가열되는 것이 가장 바람직하다. 가열속도가 400℃/분 미만인 경우, 가열이 지연됨에 따라 전체 사이클 시간이 길어져서 생산성이 저하된다. 후술하는 사출에 적당한 온도로 가열하는데 최대 28초가 필요하며, 28초 이상의 가열시간은 금형의 개폐 시간을 초과하여 불필요한 대기시간을 증가시킨다. 그리고, 가열속도가 800℃/분 이상으로 설정하는 것은 매우 어렵고 비경제적이라 바람직하지 않다. 특히, 제1금형(10) 및 제2금형(20)을 사출에 적당한 온도, 예를 들어 260 내지 300℃로 가열하는 것이 바람직하며, 특히 280℃로 가열하는 것이 가장 바람직하다. 제1금형(10) 및 제2금형(20)이 260℃ 미만으로 가열되면, 성형된 세퍼레이터의 유동장이 완벽하게 성형되지 못하고, 게이트 부근과 게이트 반대편 사이의 부분에서 과도한 두께 편차, 예를 들어 0.5㎜~1.5㎜까지 발생하여 바람직하지 않다. 또한, 제1금형 및 제2금형이 300℃ 이상으로 가열되면, 성형된 세퍼레이터의 유동장에는 문제가 없지만, 고온에 따른 버(burr) 발생으로 후가공이 필요하게 되고, 버의 발생량만큼 캐비티공간 내의 충진량이 부족하게 되어 성형품의 외부에서 미약하나마 수축이 발생하게 되며 이에 따라 두께 편차가 0.1㎜ 수준으로 발생하게 되며, 나아가 제1금형 및 제2금형의 재질 변형이 유발되어 바람직하지 않다. 여기서, 260 내지 300℃ 또는 280℃의 온도는 캐비티면(11) 및 코어면(21)의 온도로 설정되는 것이 바람직하다.
제1냉각부재(40)는 제1금형(10)을 냉각하기 위한 것이다. 제1냉각부재(40)는 도 1에 도시된 이격위치 및 도 2에 도시된 접촉위치 사이에서 직선이동 가능하다. 제1냉각부재(40)가 이격위치에 배치되면, 제1냉각부재(40)와 제1금형(10)은 서로 접촉하지 않는다. 이러한 상태에서는 제1금형(10)을 가열하며, 그 후에 사출이 이루어진다. 그리고, 제1냉각부재(40)가 접촉위치에 배치되면, 제1냉각부재(40)와 제1금형(10)은 서로 접촉하게 된다. 이러한 상태에서는 제1냉각부재(40)를 냉각하면, 열전도를 통해 제1금형(10)을 간접적으로 냉각할 수 있게 된다.
제2냉각부재(50)도 제1냉각부재(40)와 마찬가지로 도 1에 도시된 이격위치 및 도 2에 도시된 접촉위치 사이에서 직선이동 가능하다. 이격위치에서는 제2금형(20)의 가열이 이루어지고, 접촉위치에서는 제2냉각부재(50)의 냉각되며 제2금형(20)은 열전도를 통해 간접적으로 냉각된다.
그리고, 제1냉각부재(40) 및 제2냉각부재(50)는 제1직선이동부재(45) 및 제2직선이동부재(55)에 결합되어, 제1직선이동부재(45) 및 제2직선이동부재(55)와 함께 직선이동한다. 제1직선이동부재(45) 및 제2직선이동부재(55)는 플레이트 형상으로 이루어진다. 또한, 제1냉각부재(40) 및 제1직선이동부재(41)에는 노즐(70)이 삽입되는 삽입공(41,451)이 각각 관통 형성되며, 각 삽입공(41,451)은 제1금형의 삽입공(13)과 동축적으로 배치된다.
또한, 제1금형(10), 제2금형(20), 제1냉각부재(40) 및 제2냉각부재(50)의 직선이동은 복수의 가이드봉(80) 및 복수의 가이드실린더(81)에 의해 가이드된다. 각 가이드봉(80)은 제2지지부재(25)를 관통하여 제2직선이동부재(55)에 고정된다. 각 가이드실린더(81)는 제1지지부재(15)를 관통하여 제1직선이동부재(45)에 고정된다. 그리고, 각 가이드실린더(81)에는 가이드봉(80)이 삽입되는 안내구멍(811)이 관통 형성된다. 또한, 제1지지부재(15) 및 제1직선이동부재(45) 사이에는 제1압축코일스프링(46)이 설치되며, 제2지지부재(25) 및 제2직선이동부재(55) 사이에는 제2압축코일스프링(56)이 설치된다.
냉각수단은 제1금형(10) 및 제2금형(20)을 냉각하기 위한 것으로서, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 제1금형에 삽입된 제1냉각파이프(61) 및 제2금형에 삽입된 제2냉각파이프(62)를 포함한다. 제1냉각파이프(61) 및 제2냉각파이프(620는 냉각매체, 예를 들어 냉각수가 순환하는 유로에 해당하며, 제1냉각파이프(61) 및 제2냉각파이프(62) 대신에 이에 해당하는 유로가 제1금형 및 제2금형에 각각 형성될 수도 있다. 제1냉각부재(40) 및 제2냉각부재(50)가 접촉위치에 배치된 상태에서, 냉각수를 제1냉각파이프(61) 및 제2냉각파이프(62)로 각각 순환시키면, 제1금형(10) 및 제2금형(20)의 온도를 떨어뜨릴 수 있게 된다. 여기서, 제1금형(10) 및 제2금형(20)을 200 내지 400℃/분의 냉각속도로 급속 냉각하는 것이 바람직하며, 특히 300℃/분의 냉각속도로 냉각하는 것이 가장 바람직하다. 냉각속도는 사이클 시간을 결정하는 가장 중요한 요소이다. 고온으로 승온된 금형을 취출온도, 예를 들어 60℃까지 냉각하는 시간이 길어지면 생산성이 저하됨과 동시에 수축량의 증가에 따라, 세퍼레이터의 규격을 관리하기 어려워진다. 만약, 냉각속도가 200℃/분 미만이면, 수축량 증가에 따라 게이트 부근과 게이트 반대편 사이의 부분에서 두께편차가 (-)0.5㎜이상 발생하게 되며, 이러한 두께 편차는 연료전지의 각 단위셀의 적층구조에서 접촉면의 공차에 해당하게 되며 연료인 수소와 공기, 또는 그의 반응물인 물이 새는 문제를 야기한다. 그리고, 냉각속도가 400℃/분 이상으로 설정하는 것은 매우 어렵고 비경제적이라 바람직하지 않다.
사출수단은 용융상태의 열가소성 수지 조성물을 노즐(70)을 통해서 캐비티공간(C)에 사출하기 위한 것이다. 사출수단은 열가소성 수지 조성물을 사출실린더, 사출실린더 내부에 설치되는 사출스크류 및 사출스크류를 구동하는 유압모터를 포함하는 사출성형기(미도시)로 구성되며, 이러한 구성은 이미 널리 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 사출은 제1금형(10) 및 제2금형(20)이 260 내지 300℃로 가열된 때에 이루어지는 것이 바람직하며, 특히 280℃로 가열된 때에 이루어지는 것이 가장 바람직하다. 또한, 사출되는 용융상태의 열가소성 수지 조성물의 부피는 도 2에 도시된 형합시 캐비티공간(C)의 부피의 75% 내지 85%인 것이 바람직하며, 80%인 것이 가장 바람직하다. 사출량이 75% 미만인 경우에는, 과도한 사출압축 공정에 따라 성형품의 표면 거칠기 나쁘게 되어 표면 조도상의 문제를 야기하며, 사출량이 85% 이상인 경우, 사출성형의 유동장 거리 미달에 따른 미성형을 유발한다.
가압수단은 제1냉각부재(40) 및 제2냉각부재(50)를 각각 직선 구동하기 위해서 제1직선이동부재(45) 및 제2직선이동부재(55)를 각각 서로 접근하는 방향 및 이격되는 방향으로 가압한다. 또한, 가압수단은 제2냉각부재(50)가 접촉위치에 배치된 상태에서도 제2직선이동부재(55)를 제1금형(10)에 접근하는 방향으로 가압한다. 이와 같이 제2직선이동부재(55)가 접촉위치에 배치된 상태에서도 가압되면, 캐비티공간(C)의 부피가 감소하게 되며, 이에 따라 캐비티공간(C)에 사출된 열가소성 수지 조성물은 캐비티공간(C)의 전체에 충진된다. 여기서, 제2직선이동부재(55)의 직선이동은 제1금형의 제1스토퍼면(12) 및 제2금형의 제2스토퍼면(22)이 접촉하는 순간까지 이루어진다.
가압수단은 제1직선이동부재(45) 및 제2직선이동부재(55)를 가압하기 위한 것으로서, 제1직선이동부재(45) 및 제2직선이동부재(55)를 각각 구동하는 한 쌍의 유압실린더 등 공지의 구성으로 구성될 수 있으며, 이러한 구성은 이미 널리 알려져 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 가열수단, 냉각수단 및 가압수단을 공정 조건에 맞게 제어하기 위해서는 제어수단이 추가로 필요하다. 이러한 제어수단의 구성도 이미 널리 알려져 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이하, 상술한 바와 같이 구성된 연료전지용 세퍼레이터의 성형장치(100)를 이용하여 세퍼레이터를 제조하는 과정의 일례를 도 5를 참조하면서 설명하기로 한다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이 제1금형(10) 및 제2금형(20)이 서로 이격되며, 제1냉각부재(40) 및 제2냉각부재(50)가 각각 이격위치에 배치된 상태에서, 제1전열히터(31) 및 제2전열히터(32)에 전원을 인가하여 제1금형(10) 및 제2금형(20)을 400 내지 800℃/분의 가열속도로 가열함으로써, 제1금형 및 제2금형의 온도가 260 내지 300℃가 되도록 한다(S100).
이와 같이 금형이 가열된 상태에서, 유압실린더를 작동시켜 제1직선이동부재(45) 및 제2직선이동부재(55)를 서로 접근하는 방향으로 이동시킨다. 이 과정에서, 제1냉각부재(40) 및 제2냉각부재(50)는 각각 접촉위치에 배치된다(S110). 그 후, 제1직선이동부재용 유압실린더는 더 이상 작동시키지 않고 제2직선이동부재용 유압실린더만 작동시켜 제2직선이동부재(55)를 제1직선이동부재(45)에 접근하는 방향으로 계속해 움직이게 한다. 이와 같이 제2직선이동부재(55)를 직선이동시키면 제1금형(10)과 제2금형(20)이 형합되어 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 캐비티공간(C)이 형성된다(S120). 그리고, 열가소성 수지 조성물을 도 2에 도시된 캐비티공간(C)에 사출하되(S130) 캐비티공간 부피의 75% 내지 85% 만큼만 사출하고, 사출부를 보압 과정으로 전환한다.
그 후, 제1전열히터(31) 및 제2전열히터(32)의 작동을 정지시키고 제1냉각수파이프(61) 및 제2냉각수파이프(62)에 냉각수를 순환시킨다(S140). 물론, 냉각수의 순환시에는 제1금형(10) 및 제2금형(20)은 더 이상 가열되지 않는다. 이와 같이 냉각수가 순환되면, 열전도에 의해 제1금형(10) 및 제2금형(20)이 냉각된다. 이 때, 냉각수의 순환 속도나 냉각수의 온도를 조절함으로써 제1금형(10) 및 제2금형(20)이 200 내지 400℃/분의 냉각속도로 급냉되도록 한다. 여기서, 제1금형 및 제2금형은 60℃가 될 때까지 급랭된다.
그리고, 제1금형 및 제2금형의 냉각 도중에, 제2직선이동부재(55)를 제1직선이동부재쪽으로 직선 구동하되, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 제1금형의 제1스토퍼면(12)이 제2금형의 제2스토퍼면(22)과 접촉할 때까지 직선 구동한다. 이와 같이 제2직선이동부재(55)가 구동되면, 캐비티공간(C)의 부피가 줄어들면서 사출된 열가소성 수지 조성물은 부피가 줄어든 캐비티공간(C)의 전체에 충진된다(S140). 그리고, 일정 시간이 경과하여 성형이 완료되면, 제1금형(10) 및 제2금형(20)을 상호 개방되는 방향으로 이동시켜 성형된 세퍼레이터를 취출한다(S150).
상술한 바와 같이 본 실시예에 따르면, 카본 파이버 및 카본 그라파이트로 구성된 70 내지 90 중량%의 도전성 충전재를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 원료로 하여 연료전지용 세러레이터를 저비용으로 대량으로 생산할 수 있게 된다. 특히, 생산된 세퍼레이터는 종래에 비해 전기전도도, 깨짐 및 내부식성이 획기적으로 개선된다.
또한, 카본 파이버를 실란이나 스테아르산으로 코팅하거나 무수말레인산이 그래프팅(grafting)된 변성 유기물질, 예를 들어 폴리프로필렌이나 PPS 등의 열가소성 수지를 첨가함으로써, 깨짐과 굴곡 강도를 크게 개선할 수 있게 된다.
그리고, 본 실시예의 구현을 위해서는 출원인에 의해 개발된 초고온 금형가열기술(E-MOLD) 공법이 사용되는 것이 바람직하다. 여기서, 초고온 금형가열기술은 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 캐비티공간을 형성하며 가열되는 한 쌍의 금형 및 각 금형에 대해 상대 이동하며 금형을 열전도에 의해 냉각하는 냉각부재를 이용하여 금형을 빠르게 가열하고 냉각함으로써 성형성을 향상시킨 기술을 말한다. 또한, 사출성형에 의한 성형성의 한계를 극복하고자, 사출압축 성형 및 캐비티공간의 양면 가열을 활용함으로써, 성혐품의 두께 편차를 줄일 수 있게 되었다.
특히, 본 실시예에서와 같이 초고온 금형가열기술을 활용하면, 일반 사출성형기술에서는 성형 자체도 어려웠던 것과는 달리 카본 파이버 및 카본 그라파이트가 열가소성 수지에 의해 완벽하게 감싸지게 되어 성형품의 표면에 카본 파이버나 카본 그라파이트가 노출되지 않으므로, 성형품의 내부식성을 확연하게 개선할 수 있게 된다. 그리고, 제1금형 및 제2금형을 유기물질의 용융온도(Tm) 이상, 예를 들어 260 내지 300℃으로 급속하게 가열할 수 있게 되므로, 표면 조도를 균일하게 할 수 있으며 나아가 성형품의 두께도 균일하게 할 수 있게 된다.
실시예
전도성 충전재 함량에 따른 성형성을 검증하기 위해서, PPS 레진을 캐리어(carrior)하고, 각각 60 중량%(A 타입), 70 중량%(B 타입), 80 중량%(C 타입)의 도전성 충전재를 함유하는 열가소성 수지 조성물을 준비하였다. 그리고, 도 1에 도시된 초고온 금형가열기술이 적용된 E-MOLD(출원인에 의해 E-MOLD로 상용화된 금형) 및 고속전동사출기(NIIGATA MACHINE TECHNO社 제품)을 이용하여 각 타입별로 사출압축 성형을 하되, 성형품의 유동장 길이 80%까지는 사출성형을 하고 나머지 20%는 사출압축 성형을 동시에 진행하였다. 여기서, 유동장의 길이라 함은 게이트로부터 성형품의 끝단까지의 거리를 말한다. 성형품의 설계 크기는 100*100*1.1㎜(채널 박막부 0.4㎜)[가로*세로*두께]이며, 세부 공정조건은 다음과 같이 설정하였다.
1. 금형 가열 열원 : E-MOLD 전열히터
2. 금형 온도 : 사출시점 280℃, 취출시점 60℃
3. 사출성형기 : NIIGATA MD-350X (Clamping Force 350 Ton)
4. 사출기 실린더 온도
: 300/350/340/330/320/290/270(N1/N2/C1/C2/C3/C4/C5)
5. 사출압력 : 전구간 250MPa
6. 사출속도 : 전구간 150㎜/sec
7. V-P 절환 위치 : 15㎜
8. V-P 압력(사출압축시 압력) : 60%(Clamping Force 350Ton)
9. V-P 속도(사출압축시 속도) : 200㎜/sec
그리고, 위 실시예에 대한 결과를 비교하기 위해서 다음과 같이 3가지 비교예를 함께 실험하였다.
비교예 1
각 타입별로 사출성형에 의해 성형품을 성형하였다. 이 때, 온유를 사용하여 금형을 110℃로 가열하였고, 사출성형기로는 고속전동사출기(NIIGATA Machine Techno社)를 사용하였다. 세부 공정조건은 다음과 같다.
1. 금형 가열 열원 : 온유기
2. 금형 온도 : 사출시점, 110℃ / 취출온도, 60℃
3. 사출성형기 : NIIGATA MD-350X (Clamping Force 350Ton)
4. 사출기 실린더 온도
: 300/350/340/330/320/290/270(N1/N2/C1/C2/C3/C4/C5)
5. 사출압력 : 전구간 250MPa
6. 사출속도 : 전구간 150㎜/sec
비교예 2
각 타입별로 사출성형에 의해 성형품을 성형하였다. 이 때, 초고온 금형가열기술이 적용된 E-MOLD(출원인에 의해 E-MOLD로 상용화된 금형) 및 고속전동사출기(NIIGATA MACHINE TECHNO社 제품)을 사용하였으며, 금형은 280℃로 가열하였다. 세부 공정조건은 다음과 같다.
1. 금형 가열 열원 : E-MOLD 전열히터
2. 금형 온도 : 사출시점, 280℃ / 취출온도, 60℃
3. 사출성형기 : NIIGATA MD-350X (Clamping Force 350Ton)
4. 실린더 온도
: 300/350/340/330/320/290/270(N1/N2/C1/C2/C3/C4/C5)
5. 사출압력 : 전구간 250MPa
6. 사출속도 : 전구간 150㎜/sec
비교예 3
실시예에서와 마찬가지로 각 타입별로 사출압축 성형에 의해 성형품을 성형하였다. 성형품의 유동장 길이 80%까지는 사출성형을 하고 나머지 20%는 사출압축 성형을 동시에 진행하였다. 세부 공정조건은 다음과 같다.
1. 금형 가열 열원 : 온유기
2. 금형 온도 : 사출시점, 110℃ / 취출온도, 60℃
3. 사출성형기 : NIIGATA MD-350X (Clamping Force 350Ton)
4. 사출기 실린더 온도
: 300/350/340/330/320/290/270(N1/N2/C1/C2/C3/C4/C5)
5. 사출압력 : 전구간 250MPa
6. 사출속도 : 전구간 150㎜/sec
7. V-P 절환 위치 : 15㎜
8. V-P 압력 : 60%(Clamping Force 350Ton)
9. V-P 속도 : 200㎜/sec
이상에서 설명한 바와 같이 실시예, 비교예 1, 비교예 2 및 비교예 3 각각에 대하여 성혐품의 유동장 길이를 측정하면, <표 1>을 얻을 수 있다.
표 1
구 분 유동장 길이(㎜) 금형 온도
A Type(60%) B Type(70%) C Type(80%)
비교예 1 46 21 11 110℃
비교예 2 85 76 69 280℃
비교예 3 78 65 58 110℃
실시예 100 100 100 280℃
<표 1>은 금형의 온도 및 사출압축 성형이 성형성 개선과 직접적으로 연결되어 있다는 점을 보여주고 있다. PPS 레진과 같이 용융점이 높은 수지(용융점 : 280℃)가 사용되며 충전재의 함량이 매우 높은 경우, 금형의 온도를 높게 설정하게 되면, 수지의 유동 선단과 금형 표면의 온도 편차에 따른 마찰 스트레스를 최소화할 수 있게 되어 성형성이 개선됨을 알 수 있다. 이러한 점은 비교예 1 및 실시예의 결과를 통해 쉽게 알 수 있다. 또한, 고속전동사출기의 사출속도와 사출압력만으로는 성형성이 부족하나, 사출압축 성형이 활용되면 이러한 성형성의 부족을 해결할 수 있다는 점도 알 수 있다. 이러한 점은 비교예 3 및 실시예의 결과를 통해 쉽게 알 수 있다.
<표 2>는 세 가지 타입의 재료 중에서, 충전재 함량이 가장 높은 C 타입의 재료를 성형품을 성형하고, 이에 대한 물성 분석을 진행한 결과를 요약한 표이다.
표 2
물성 단위 D.O.E 기준 비교예1 비교예2 비교예3 실시예
전기전도도 S/Cm 100 이상 89.3 108.7 75.8 109.9
접촉 저항 Ohm/Cm 0.01 이하 0.011 0.0092 0.0132 0.0091
굴곡 강도 psi 3,625 이상 3,109 4,196 3,082 4,303
제품 외관 - - X △ X ○
두께 편차 ㎜ - 0.28 0.16 0.21 0.04
여기서, 두께 편차는 게이트 부분과 성형품의 말단 사이의 두께 편차를 말한다.
<표 2>을 참고하면, 본 발명에 따른 실시예에서는 초고온 금형가열기술 및 사출압축기술이 함께 사용되어, 성형된 세퍼레이터의 물성이 다른 비교예들에 비해 현저하게 개선된 점을 확인할 수 있다.
특히, 성형된 세퍼레이터는 스택 형태로 적층되는 바, 두께 편차가 최소화되는 것이 세퍼레이터의 외형적 특성을 충족하는데 가장 중요하다. 또한, 본 발명에 따르면, 전기 전도도도 가자 우수하다는 점을 알 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따르면, 표면 수지고화층의 균일한 전사로 인해 카본 그라파이트 등이 표면으로부터 돌출되는 것이 방지되며 그 결과로서 굴곡 강도가 매우 우수하게 측정된다. 이는 카본 그라파이트가 표면에서 크랙(crack)의 시발점이 되는 것을 막아주기 때문이다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예들을 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.

Claims (16)

  1. 카본 파이버(carbon fiber) 및 카본 그라파이트(carbon graphite)로 구성된 70 내지 90 중량%의 도전성 충전재를 포함하는 용융상태의 열가소성 수지 조성물을 사출압축 성형하여 연료전지용 세퍼레이터를 성형하기 위한 장치로서,
    제1금형;
    상기 제1금형에 접근 및 이격되는 방향으로 직선이동 가능하며, 상기 제1금형에 형합시 상기 제1금형과 함께 캐비티공간을 형성하되 상기 캐비티공간의 부피는 상기 제1금형과의 거리에 따라 변화하는 제2금형;
    상기 제1금형 및 제2금형을 각각 400 내지 800℃/분의 가열속도로 가열하는 가열수단;
    상기 제1금형과 접촉하여 열전도가 일어나는 접촉위치 및 상기 제1금형과 이격되는 이격위치 사이에서 직선이동 가능한 제1냉각부재;
    상기 제2금형과 접촉하여 열전도가 일어나는 접촉위치 및 상기 제2금형과 이격되는 이격위치 사이에서 직선이동 가능한 제2냉각부재;
    상기 제1냉각부재 및 제2냉각부재를 각각 200 내지 400℃/분의 냉각속도로 냉각하는 냉각수단;
    상기 제1금형 및 제2금형이 260 내지 300℃로 가열되면, 상기 열가소성 수지 조성물을 상기 캐비티공간의 부피보다 작은 부피만큼 상기 캐비티공간에 사출하는 사출수단; 및
    상기 제1냉각부재 및 제2냉각부재를 직선 구동하며, 상기 캐비티공간의 부피가 감소하여 상기 사출된 열가소성 수지 조성물이 상기 캐비티공간에 충진되도록 상기 제1금형 및 제2금형 중 적어도 하나의 금형을 다른 금형에 접근하는 방향으로 가압하는 가압수단;를 구비하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 세퍼레이터의 성형장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1금형 및 제2금형에는 각각 스토퍼면이 형성되며,
    상기 캐비티공간의 부피 감소는 상기 제1금형의 스토퍼면 및 제2금형의 스토퍼면이 접촉할 때까지 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료전지용 세퍼레이터의 성형장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 가압수단은 상기 제1냉각부재 및 제2냉각부재 중 상기 접촉위치에 배치된 냉각부재 및 이 냉각부재와 접촉하는 금형을 함께 가압하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 세퍼레이터의 성형장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 가열수단은 상기 제1금형 및 제2금형을 각각 600℃/분의 가열속도로 가열하며,
    상기 사출수단은 상기 제1금형 및 제2금형이 280℃일 때에 상기 열가소성 수지 조성물을 사출하며,
    상기 냉각수단은 상기 제1금형 및 제2금형을 각각 300℃/분의 냉각속도로 냉각하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 세퍼레이터의 성형장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 캐비티공간의 부피 감소시 상기 제1금형 및 제2금형은 가열되지 않으며,
    상기 캐비티공간의 부피 감소와, 상기 제1금형 및 제2금형의 냉각은 동시에 진행되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 세퍼레이터의 성형장치.
  6. 카본 파이버(carbon fiber) 및 카본 그라파이트(carbon graphite)로 구성된 70 내지 90 중량%의 도전성 충전재를 포함하는 용융상태의 열가소성 수지 조성물을 사출압축 성형하여 연료전지용 세퍼레이터를 성형하는 방법으로서,
    (a) 캐비티공간을 형성하는 제1금형 및 제2금형을 가열하는 단계;
    (b) 상기 제1금형 및 제2금형이 260 내지 300℃로 가열되면, 상기 열가소성 수지 조성물을 상기 캐비티공간의 부피보다 작은 부피만큼 상기 캐비티공간에 사출하는 단계;
    (c) 상기 제1금형 및 제2금형 중 적어도 하나의 금형을 상기 캐비티공간의 부피가 감소하는 방향으로 가압하여, 상기 부피가 감소된 캐비티공간에 상기 사출된 열가소성 수지 조성물을 충진하는 단계; 및
    (d) 상기 제1금형 및 제2금형을 각각 200 내지 400℃/분의 냉각속도로 냉각하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 세퍼레이터의 성형방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 카본 파이버 및 카본 그라파이트는 각각 상기 열가소성 수지 조성물에 대하여 10 내지 20 중량% 및 60 내지 70 중량%로 함유된 것을 특징으로 하는 연료전지용 세퍼레이터의 성형방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 (a)단계에서, 상기 제1금형 및 제2금형은 각각 400 내지 800℃/분의 가열속도로 가열되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 세퍼레이터의 성형방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 (a)단계에서, 상기 제1금형 및 제2금형은 각각 600℃/분의 가열속도로 가열되며,
    상기 (b)단계에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 상기 제1금형 및 제2금형이 280℃일 때에 사출되며,
    상기 (d)단계에서, 상기 제1금형 및 제2금형은 각각 300℃/분의 냉각속도로 냉각되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 세퍼레이터의 성형방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 (c)단계에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 상기 캐비티공간 부피의 75% 내지 85% 만큼 사출되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 세퍼레이터의 성형방법.
  11. 제 6항에 있어서,
    상기 캐비티공간의 부피 감소시 상기 제1금형 및 제2금형은 가열되지 않으며,
    상기 (c)단계 및 (d)단계는 동시에 진행되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 세퍼레이터의 성형방법.
  12. 제 6항에 있어서,
    상기 카본 파이버는 실란 또는 스테아르산으로 코팅된 것을 특징으로 하는 연료전지용 세퍼레이터의 성형방법.
  13. 제 6항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 조성물은 열가소성 수지와 도전성 충전재의 상용화제로서 1 내지 5 중량%의 무수말레인산이 그래프팅(grafting)된 변성 유기물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 세퍼레이터의 성형방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 유기물질은 폴리프로필렌 또는 폴리페닐렌설파이드(PPS)인 것을 특징으로 하는 연료전지용 세퍼레이터의 성형방법.
  15. 제 6항에 있어서,
    상기 제2금형은 상기 제1금형에 접근 및 이격되는 방향으로 직선이동 가능하며, 상기 제1금형 및 제2금형은 형합시 상기 캐비티공간을 형성하며, 상기 캐비티공간의 부피는 상기 제1금형 및 제2금형 간의 거리에 따라 변화하며,
    상기 제1금형 및 제2금형과 각각 이격된 제1냉각부재 및 제2냉각부재를 상기 제1금형 및 제2금형과 접촉시킴으로써 냉각수단에 의해 냉각되는 상기 제1냉각부재 및 제2냉각부재에 의해 상기 제1금형 및 제2금형은 냉각되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 세퍼레이터의 성형방법.
  16. 제 6항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 기재된 연료전지용 세퍼레이터의 성형방법에 의해 성형된 연료전지용 세퍼레이터.
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