为了提供可得到板厚偏差小的成型品的薄板压制成型方法，本发明专利技术具备：使用至少一方具有由凹部(3a、3b、3c)和凸部(23a、23b、23c、23d)构成的规定的凹凸图案(3)的一对模具(40)，将含有60～95体积％的填充材料、和树脂组合物的片状材料(20)加压，由此形成具有被转印了凹凸图案(3)的凹凸图案部(32)的成型品(30)的工序，作为一对模具(40)，使用在内部(14)设置有假图案(24)的模具，假图案(24)由将形成于内部(14)的凸部(23a、23b、23c、23d)的合计体积和在凸部(23a、23b、23c、23d)与内部(14)的侧面(14b)之间以及凸部(23a、23b、23c、23d)间配置的凹部(3a、3b、3c)的合计容积之差抵消的假凸部(24a)构成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。更详细地讲，涉及使用以高浓度含有填充材料(填料，filler)的树脂组合物板的薄板压制成型(片压制成型；sheet press molding)方法和使用以高浓度含有碳质材料的树脂组合物板的燃料电池用隔板的制造方法。本申请基于在2009年3月30在日本提出的专利申请2009-082279号要求优先权， 将其内容援引于本申请中。
技术介绍
近年来，作为薄壁并且大面积制品的成型加工方法，薄板压制成型方法受到关注， 正在被用于例如燃料电池用隔板的成型加工等。以下，举出燃料电池用隔板的制造方法为例，对于薄板压制成型方法进行说明。燃料电池通过利用了氢和氧的水的电解的逆反应来发电，是不产生水以外的排放物的清洁的发电装置，因此从环境问题、能源问题的观点来看受到关注。燃料电池根据所使用的电解质的种类而被分类为多个种类。在燃料电池之中，在低温下工作的固体高分子型的燃料电池作为汽车和民用是最有希望的。该燃料电池通常将下述单元电池作为基本单位，该单元电池具有将作为固体高分子电解质起作用的固体高分子膜和担载了夹持固体高分子膜的一对的催化剂的气体扩散电极一体化而成的膜电极接合体(膜电极组件，MEA Membrane-Electrode Assembly)、和从MEA的外侧夹持并分离燃料气体和氧化性气体的隔板。并且，通过将该单元电池进行多数个层叠，可以在燃料电池中实现高输出功率的发电。在构成这样的燃料电池的与隔板的MEA接触的表面被设置了用于对气体扩散电极面供给反应气体，并运走生成气体和剩余气体的气体流路(沟槽)。利用这样的气体流路，对一个气体扩散电极侧供给作为燃料的氢，对另一个气体扩散电极侧供给氧和/或空气等的氧化剂气体，在两气体扩散电极间连接外部负荷电路，由此使具有上述构成的器件作为燃料电池发挥作用。因此，对隔板除了要求可以完全分离这些气体的高不透气性和用于减小内阻的高导电性以外，还要求导热性、强度等优异。另外，如上述那样的燃料电池通过将单元电池进行多数个层叠而构成，因此要求隔板的轻量、薄型化。为了达到这些要求，至今为止，作为燃料电池用的隔板的材料曾研究了金属材料和碳质材料。金属材料可举出机械特性优异，因此得到薄的隔板和/或导电性高来作为优点。但是，金属材料的比重大，且耐蚀性也不充分。碳质材料是轻量且具有高导电性，导热性、强度等优异的材料，其薄型成型技术和量产化正被研究。例如，专利文献1曾公开了下述这样的复杂的工序对碳质粉末加入结合材料并加热混合后进行CIP成型(Cold Isostatic Pressing ；冷等静压加工法)，接着对烧成、石墨化而得到的各向同性石墨材料浸渗热固性树脂并进行固化处理，其后进行切片加工以形成固体高分子型燃料电池用的隔板。另外，专利文献2曾公开了对含有碳粉末或者碳纤维的纸浸渗热固性树脂，并进行层叠按压，固化·烧成的碳薄板的制造法。另外，专利文献3 曾公开了使用模具将酚醛树脂成型材料注射成型，将得到的成型加工品烧成的燃料电池用隔板的制造方法。但是，在专利文献1 3记载的技术中，作为用于燃料电池用的隔板的材料使用了被烧成过的材料。被烧成过的材料显示高的导电性和耐热性，但是存在容易发生脆性断裂这样的问题和/或烧成需要的时间长且生产率不足这样的问题。并且，如专利文献1记载的，在制造隔板的工序中，作为需要切片加工等的切削加工的材料，生产率更加不足且成为高成本，因此作为将来普及的材料难点较多。作为解决该问题的技术，可举出例如通过进行薄板压制成型来制造燃料电池用的隔板的方法，该薄板压制成型将包含具有导电性的碳质材料的片状的材料进行压制成型。 这样的方法生产率优异，在特别是制造薄型的隔板的情况下被优选采用。但是，将包含碳质材料的片状的材料进行压制成型以制造燃料电池隔板的情况下，得到的燃料电池用隔板的体积密度的偏差大，因此存在导电性、机械强度、气密性等的偏差大这样的不良。作为解决该问题的技术，例如专利文献4曾记载了，将由可挠性石墨板构成的第1 板和由除去了对应于流路的部分的可挠性石墨板构成的第2板层叠，并对该叠层板实施压制成型加工，以形成流路、贯通孔，并且谋求周边区域的高体积密度化的燃料电池用隔板的制造方法。另外，专利文献5曾记载了，以膨胀石墨的密度差低于30%的方式在膨胀石墨板的表面形成了凹凸后，使用相当于该凹凸形状部分的压模，从成型为规定的凹凸形态的膨胀石墨成型体形成燃料电池用隔板的技术。但是，作为用于燃料电池用的隔板的材料，在专利文献4中使用可挠性石墨板，在专利文献5中使用膨胀石墨板。可挠性石墨板和膨胀石墨板是多孔质的，因此若使用这些板将凹凸图案进行压制成型，则在得到的成型体的不同部分中，体积密度产生差异，这在本质上不可避免。因此，要求更进一步减小起因于燃料电池用隔板的体积密度的偏差的特性的偏差。另外，存在可挠性石墨板和膨胀石墨板通过进行压制成型，表面容易产生裂纹和/ 或膨胀等的缺陷这样的不良。作为解决该问题的技术，有通过将含有树脂组合物和碳质材料的片状的材料进行压制成型，来得到成型品的方法。例如，专利文献6曾公开了由固化体构成的燃料电池用隔板，该固化体利用压缩成型机，将使用以质量比计以70 5 30 95的比例含有固化性树脂组合物和碳材料的导电性固化性树脂组成物成型的未固化板进行固化而得到，该固化性树脂组合物含有门尼粘度(ML1+4(10(TC ))为25以上的弹性体。这样作为片状的材料使用含有树脂组合物和碳质材料的材料的情况下，与使用可挠性石墨板和膨胀石墨板的情况相比，可以减小通过压制成型而得到的成型品的特性的偏差，压制成型时的缺陷也难以产生。现有技术文献专利文献1 日本特开平8-222241号公报专利文献2 日本特开昭60-161144号公报专利文献3 日本特开2001-681 号公报专利文献4 日本特开2000-21422号公报专利文献5 日本特开2000-8M75号公报专利文献6 日本特开2003-176327号公报
技术实现思路
但是，现有的含有碳质材料等的填充材料和树脂组合物的片状的材料，如果增多填充材料的含量，则将其压制成型以制造具有微细化了的图案的成型品的情况下的成型性变得非常差，存在成型品的板厚偏差变大这样的问题。该问题不仅在填充材料为碳质材料的情况下，在填充材料为二氧化硅和氧化铝等其他的填充材料的情况下也是同样的。但是，近年来，在燃料电池用的隔板中，为了提高燃料电池的发电效率，有气体流路图案被微细化的倾向。但是，通过将含有现有的树脂组合物和碳质材料的片状的材料进行压制成型以制造具有被微细化了的气体流路图案的燃料电池用的隔板的情况下，如上述那样，片状的材料的成型性差，因此产生隔板的板厚偏差变大这样的问题。另外，在燃料电池用的隔板中，为了形成实现高输出功率的发电的燃料电池，而将具备隔板的单元电池进行多数个层叠，所以即使每个的隔板的板厚偏差仅一点点，但是在单元电池被层叠了的状态下的厚度的偏差有时变得非常大，从而成为问题。另外，在含有现有的树脂组合物和碳质材料的片状的材料中，为了得到高的导电性，而需要含有大量的碳材料。但是，如果使片状的材料所含有的碳质材料的配合量增加， 则将片状的材料进行压制成型的情况下得到的成型品的强度随之降低。因此，即使在使用含有现有的树脂组合本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种薄板压制成型方法，其特征在于，具备：通过使用至少一方具有由凹部和凸部构成的规定的凹凸图案的一对模，将含有树脂组合物和６０～９５体积％的填充材料的片状材料加压，形成具有被转印了所述凹凸图案的凹凸图案部的成型品的工序，作为所述一对模，使用在内部设置有假图案的模，该假图案由将形成于所述内部的凸部的合计体积和在所述凸部与所述内部的侧面之间以及所述凸部间配置的凹部的合计容积之差抵消的假凹部或者假凸部构成。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：歌代智也，伊藤芳规，野口雅之，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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