(57)【要約】【課題】導電性材料を熱成形により短時間、高効率かつ均一に成形する成形方法と装置を提供する。【解決手段】金型４８の成形品キャビティ４７形状より少なくとも二辺が大きい矩形の毎様シート状の導電性材料２４を熱成形する成形装置１であって、前記導電性材料２４に当接して前記導電性材料２４に通電させる端子１７と、該端子１７に前記導電性材料２４を押圧させる押圧手段２０と、前記導電性材料を金型４８間に供給する供給手段４３とを備えることを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性材料に直接通電して加熱した後、金型で賦形することを特徴とする導電性材料の成形方法。
【請求項２】
導電性材料を金型に供給する前または供給した後に、前記導電性材料に直接通電して加熱し、その後前記金型によって前記導電性材料を加圧して所定形状に賦形することを特徴とする導電性材料の成形方法。
【請求項３】
金型キャビティの平面形状より少なくとも対向する二辺が大きい矩形の毎葉シート状からなる導電性材料を熱成形する成形装置であって、
前記導電性材料に通電させる端子と、前記端子に前記導電性材料を押圧させる押圧手段と、前記導電性材料を金型間に供給する供給手段とを備えることを特徴とする導電性材料の成形装置。
【請求項４】
前記端子および前記押圧手段が前記金型の駆動手段に設けられた請求項３に記載の導電性材料の成形装置。
【請求項５】
前記端子および前記押圧手段が前記供給手段に設けられた請求項３に記載の導電性材料の成形装置。
【請求項６】
前記端子および前記押圧手段が前記金型の外部の予熱手段に設けられた請求項３に記載の導電性材料の成形装置。
【請求項７】
前記供給手段が賦形後の導電性材料の金型からの取出しを行う請求項３ないし６のいずれか１項に記載の導電性材料の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性材料の熱成形に関し、特には、燃料電池用セパレータの製造に最適な成形方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
薄板状成形品である燃料電池用セパレータは、表面にガス流路用の溝が形成された導電性の薄板である。燃料電池は、このセパレータ等を数百枚積み重ねて構成し１０年以上の耐用年数が要求される。このため、セパレータに必要な特性として、高い導電性、８０〜１５０℃の耐熱性、耐薬品性、気密性、板厚寸法の精度と薄肉化（０．０１ｍｍの誤差は７００枚積重ねると７ｍｍとなる。）、耐久性、強度および金型キャビティに刻設された溝を正確に転写する転写性などがあげられる。
【０００３】
このような要求特性を満たすには、特殊な成形材料とその成形方法が必要となる。従来の成形材料は、高い導電性を得るためにカーボンフィラーを８０重量パーセント以上含む材料を用いるので流動性が極めて低く、通常の射出成形によってキャビティを前記成形材料で完全に充填させることは不可能であった。そこで、射出成形と圧縮成形を併用することによりキャビティを前記成形材料で充填することが可能となったが、この方法は板厚寸法の十分な精度が得られないという問題があった。この問題を解決する方法として、前記成形材料にて成形品の４０〜１００％の平面サイズを有する予備成形体を成形圧２００〜８００ｋｇ／ｃｍ２で成形し、この予備成形体を成形型内で加熱加圧成形して平面サイズ２００ｃｍ２以上，厚さ２．５ｍｍ以下の樹脂成形品を成形する方法がある。即ち、従来の予備成形タブレットサイズにとらわれず、成形品サイズに近い大きさまで予備成形体の形状を大きくすることにより、不足しがちな流動性を補完し且つ成形時の面圧が従来の予備成形タブレットに比べてより均等になることにより金型の変形を抑えることができ、その結果として厚み等の寸法精度の優れた大型で薄型の樹脂成形品を得るのである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１における成形は、一旦冷却した予備成形体を金型に投入し再加熱しているので予備成形体が加圧されて賦形可能となる温度まで昇温するのに比較的長時間を要し、成形時間が長く生産効率が低いものであった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２００６３１号公報（第１−３頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような状況に鑑み提案されたものであって、導電性材料を熱成形により短時間、高効率かつ均一に成形する成形方法と装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１の発明は、導電性材料に直接通電して加熱した後、金型で賦形することを特徴とする導電性材料の成形方法に係る。
【０００８】
請求項２の発明は、導電性材料を金型に供給する前または供給した後に、前記導電性材料に直接通電して加熱し、その後前記金型によって前記導電性材料を加圧して所定形状に賦形することを特徴とする導電性材料の成形方法に係る。
【０００９】
請求項３の発明は、金型キャビティの平面形状より少なくとも対向する二辺が大きい矩形の毎葉シート状からなる導電性材料を熱成形する成形装置であって、前記導電性材料に通電させる端子と、前記端子に前記導電性材料を押圧させる押圧手段と、前記導電性材料を金型間に供給する供給手段とを備えることを特徴とする導電性材料の成形装置に係る。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項３において、前記端子および前記押圧手段が前記金型の駆動手段に設けられた導電性材料の成形装置に係る。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項３において、前記端子および前記押圧手段が前記供給手段に設けられた導電性材料の成形装置に係る。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項３において、前記端子および前記押圧手段が前記金型の外部の予熱手段に設けられた導電性材料の成形装置に係る。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項３ないし６のいずれか１項において、前記供給手段が賦形後の導電性材料の金型からの取出しを行う導電性材料の成形装置に係る。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施例に係る導電性材料の加熱状態を示す部分断面図、図２は本発明の第１実施例に係る導電性材料の成形状態を示す部分断面図、図３は図２の金型の部分拡大斜視図、図４は図３のＡ−Ａ方向の金型端部の縦断面図、図５は本発明の第２実施例に係る導電性材料の加熱状態を示す部分断面図、図６は本発明の第３実施例に係る導電性材料の加熱状態を示す部分断面図である。
【００１５】
請求項１の発明は、導電性材料２４に直接通電して加熱した後、金型４８で賦形する前記導電性材料２４の成形方法である。また、請求項２の発明は、前記導電性材料２４を金型４８に供給する前または供給した後に、該導電性材料２４に直接通電して加熱し、その後前記金型４８によって前記導電性材料２４を加圧して所定形状に賦形する該導電性材料２４の成形方法である。以下にこの発明の前記導電性材料２４の成形方法を、成形装置１とともに説明する。
【００１６】
図１および図２に示すように、駆動手段１０は、型合わせされて成形品キャビティ４７を形成する上型１２と下型１４からなる金型４８を互いに近接・離隔させる、上盤１１と下盤１６から構成される。この上型１２と下型１４は、前記上盤１１と下盤１６にそれぞれ取付けられる。上盤１１および下盤１６の一方は固定され、他方は一方に対して近接・離隔移動可能に設けられている。上盤１１または下盤１６の前記他方を移動させる図示しないアクチュエータは、油圧シリンダやサーボモータ等公知のものが採用される。そして、前記金型４８の間に導電性材料２４を供給した後、導電性材料２４を加圧して賦形させるためのアクチュエータも、前記油圧シリンダやサーボモータ等公知のものが採用される。なお、本実施の形態では、駆動手段１０は金型４８を垂直に駆動するものとして説明したが、該駆動手段１０は水平に駆動するものであってもよい。
【００１７】
上型１２および下型１４は、図１ないし図４に示すように、それらの対向面に燃料電池用セパレータを形成する成形品キャビティ４７を形成する凸部５１と転写面４９を有するとともに、該転写面４９を温調・冷却するための媒体を流通させる循環通路１３を備える。前記凸部５１は、導電性材料２４に切断部５０を形成させるためのものであり、該凸部５１の成形品キャビティ４７側が転写面４９に略垂直な断面山形形状となっている。前記凸部５１は、成形品キャビティ４７を囲むように口字状に形成されるが導電性材料２４のＡ−Ａ方向に直角な二辺にのみ設けられ、Ａ−Ａ方向である他の二辺には設けられない場合もある。前記凸部５１がＡ−Ａ方向に直角な二辺にのみ設けられる場合には、導電性材料２４を加圧して成形されるセパレータのＡ−Ａ方向端面を形成するキャビティ端面５２が、切断部５０となることと同等である。したがって、いずれにしても成形後の導電性材料２４は切断部５０で切離されてセパレータとなる。導電性材料２４の切離されたセパレータの外側部分は熱可塑性樹脂に基づくものであれば、再生して使用できる。
【００１８】
図１および図４に示すように、上型１２および下型１４のＡ−Ａ方向に直交する方向の成形品キャビティ４７と材料通路５４の外方は当接面５３とされている。前記上型１２および下型１４は、前記駆動手段１０で導電性材料２４を十分加圧して押し潰したときに相互に当接する。
【００１９】
導電性材料２４は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の熱可塑性樹脂またはフェノール等の熱硬化性樹脂にフィラーとして炭素粉等の導電性物を８０重量パーセント以上含有させた導電性の材料であり予め他の装置で毎葉に所定形状のシート状として成形される。導電性材料２４の形状寸法は、前記Ａ−Ａ方向では成形品キャビティ４７の平面形状より大きく、Ａ−Ａ方向に直角の方向ではキャビティ端面５２同士の間隔寸法と同じかそれより５０％程度まで小さく、厚さは製品であるセパレータの厚さより１ないし５０％厚い矩形の薄板である。このように、前記導電性材料２４は、成形品キャビティ４７の平面形状より少なくとも対向するニ辺が大きい矩形の毎葉シート状とされている。セパレータの体積抵抗率が低いほど燃料電池としての性能が向上するので、導電性材料２４の体積抵抗率は２０ｍΩ・ｃｍ以下であることが求められている。
【００２０】
縦３０ｃｍ、横２５ｃｍ、厚さ１．５ｍｍのセパレータを成形するとき、前記セパレータの材料となる導電性材料２４が、体積抵抗率２０ｍΩ・ｃｍ、長さ４０ｃｍ、幅２０ｃｍ、厚さ２．０ｍｍとすれば、前記導電性材料２４の前記Ａ−Ａ方向の抵抗値は０．２Ωとなる。この導電性材料２４のＡ−Ａ方向の両端に４０ボルトの電圧を供給すると導電性材料２４には２００アンペアの電流が流れ、そのときの電力は８キロワットとなる。ここで、導電性材料２４にフィラーとして黒鉛（比重２．２５）が８０重量パーセント程度含有されていれば導電性材料２４の重量は約３００グラムとなる。また黒鉛の比熱は０．５１３Ｊ／ｇｋであるから、この導電性材料２４を１００℃温度上昇させるに要する時間は約２秒間である。このような加熱方法は、材料自体に通電させて材料の内部から直接発熱させるので、極めて効率がよく、短時間で均一に加熱できる。
【００２１】
導電性材料２４に通電する手段として端子１７等と該端子１７等に前記導電性材料２４を押圧させる押圧手段２０等が、種々の態様で設けられる。
【００２２】
第１実施例は、端子１７等および押圧手段２０が前記金型４８の駆動手段１０に設けられたものである。この第１実施例を図１ないし図４を用いて説明する。前記端子１７は、絶縁部材１９を介して下盤１６上面に取付けられ、下型１４のＡ−Ａ方向の両側近傍に固着される。前記端子１７，１７は、導電性材料２４の幅寸法と略同じ長さの金属製角柱であり一端面が下型１４の上面から僅か上方に位置するように設けられている。端子１７，１７には導線２５，２５が接続され、該導線２５，２５はそれぞれ電源２６に接続される。この電源２６は、直流電圧または交流電圧の２４〜５０ボルト、１００〜３００アンペア程度の電流を供給可能なものである。前記電源２６は、定電流または定電圧制御ができ前記導電性材料２４の温度をフィードバック制御できるものが好ましい。
【００２３】
前記端子１７，１７の一端面は、図示のように、導電性材料２４のＡ−Ａ方向の両端部である張出部２４ｆに当接するように設けられている。この端子１７，１７の一端面に対向するように、他の端子１８，１８が可動自在に設けられる。この端子１８，１８は、前記端子１７，１７と同様の金属製角柱であり、絶縁性材料からなる押圧部２３を介して一または複数のロッド２２の先端に固着されている。ロッド２２は、シリンダ２１に進退自在に嵌挿されて該シリンダ２１に供給される油圧または空圧に基づく力を各端子１８に伝達する。シリンダ２１は上盤１１の下面に固着され、ロッド２２が上盤１１と下盤１６の近接・離隔に対応して進退可能なように設けられている。前記シリンダ２１、ロッド２２および押圧部２３が押圧手段２０を構成する。
【００２４】
なお、端子１８にも導線２５が接続されるが、この導線２５は、前記端子１８が上下に移動するため可撓性であることが要求される。この端子１８は、導電性材料２４への通電面積を増加させ接触抵抗が減少して安定した通電が得られる点では有効である。ただし、前記端子１８は可撓性を有する導線２５を接続する必要があり、配線の難点があることから前記端子１８は必須のものではない。
【００２５】
図１に示すように、第１供給手段４３は、導電性材料２４を互いに離隔した上型１２と下型１４とからなる金型４８間に供給して位置決めするものであり、吸引盤３０と梁２７とからなる。この吸引盤３０は電気的・熱的に絶縁するベークライト等の材料からなる矩形の平板であり、該吸引盤３０は下面に複数開口して互いに連通する吸引通路２９を有する。前記梁２７は、吸引盤３０の上面に固着されて前記Ａ−Ａ方向に直交する方向に長く形成したもので、吸引盤３０の吸引通路２９と連通する一の連通路２８を有する。この連通路２８は図示しない真空ポンプ等に接続され、導電性材料２４を前記吸着盤３０の下面に吸着・保持する。
【００２６】
第１実施例の作動を順次説明する。金型４８間から退避した第１供給手段４３の吸引盤３０下面に導電性材料２４を吸着・保持させる。金型４８間に第１供給手段４３を進入させる。このとき、押圧手段２０のロッド２２は上昇して端子１７と端子１８とは離隔しており、導電性材料２４が該端子１７と端子１８との間に進入し、各端子１７に導電性材料２４の前記Ａ−Ａ方向端部である張出部２４ｆが当接するように位置決めされる。ロッド２２をシリンダ２１から押し出し、前記端子１８を導電性材料２４の張出部２４ｆに当接させ、さらに圧力を加えて前記導電性材料２４の張出部２４ｆに各端子１７と端子１８を押圧させる。
【００２７】
前記電源２６が前記端子１７，１８を介して導電性材料２４に通電し、導電性材料２４を所定の温度まで昇温するように制御する。このとき、吸引盤３０は導電性材料２４を吸引・保持し続け、昇温され軟化した導電性材料２４が垂れ下がることを防止する。前記導電性材料２４が所定温度まで昇温すると、前記電源２６は導電性材料２４への通電を停止し、吸引盤３０は導電性材料２４の吸引・保持を解除し、導電性材料２４を下型１４の上面に位置決めした後、第１供給手段４３は金型４８間から退避する。
【００２８】
その後、金型４８間に導電性材料２４のみが存在する状態で、図２に示すように、上型１２と下型１４を近接させ、さらに加圧して導電性材料２４を冷却しつつ展延させ、図４に示すように導電性材料２４の表裏に転写面４９と凸部５１を賦形させる。この実施例によれば、前記導電性材料２４は昇温直後に賦形されるので、加熱した導電性材料２４の温度低下がなく良好な賦形を実施することができる。また、このとき成形品キャビティ４７は常に冷却されており、導電性材料２４を加熱しないので、賦形に要する加圧時間は従来技術に比較して短縮される。前記導電性材料２４が固化または硬化した後、上型１２と下型１４を離隔させる。これと前後して押圧手段２０はロッド２２を上昇させて端子１８を導電性材料２４から離隔させておく。ロッド２２の上昇開始が上型１２と下型１４の離隔より遅くなるようにすれば、成形された導電性材料２４を下型１４側に保持させることができる。
【００２９】
前記賦形成形された導電性材料２４は、突出板１５等により下型１４の成形品キャビティ４７の面から離型されて別途用意した取出手段で下型１４から取出される。なお、第１供給手段４３が前記賦形成形された導電性材料２４を取出すようにしてもよい。成形された導電性材料２４は、取出された後に前記切断部５０において切断・分離されてセパレータとなる。
【００３０】
第２実施例は、後述する端子３２等および押圧手段４２が第２供給手段４４に設けられたものである。この第２実施例を図５を用いて説明する。この第２実施例は、導電性材料２４の加熱を第２供給手段４４において行うものである。なお、金型４８、駆動手段１０、導線２５および電源２６は第１実施例と同様とする。第２供給手段４４は、加熱した導電性材料２４を互いに離隔した上型１２と下型１４との間である金型４８間に供給し位置決めするものであり吸引盤３１と梁２７とからなる。吸引盤３１は電気的・熱的に絶縁するベークライト等の材料からなり導電性材料２４と略同形状の矩形の平板であって、該吸引盤３１は下面に複数開口して互いに連通する吸引通路２９を有する。前記梁２７は、吸引盤３１の上面に固着され、導電性材料２４の幅方向に長く形成したもので吸引盤３１の吸引通路２９と連通する一の連通路２８を有する。この連通路２８は図示しない真空ポンプ等に接続され、吸引盤３１下面の開口から空気を吸引し導電性材料２４を該吸引盤３１の下面に吸着・保持する。
【００３１】
前記吸引盤３１の両端部には導電性材料２４の幅寸法と略同じ長さの金属製角柱からなる端子３２，３２が固着され、該端子３２，３２には第１実施例と同様に導線２５と電源２６が接続されて、吸引盤３１下面に吸着した導電性材料２４に通電される。吸引盤３１の両端部には複数のシリンダ３５が固着されている。このシリンダ３５は、ロッド３６を進退自在に嵌挿し該シリンダ３５に供給される油圧または空圧に基づく力をロッド３６を介して枠３４に伝達する。前記枠３４は、断面Ｃ字状の柱状部材であり端子３２と略同じ長さを有する。前記シリンダ３５、ロッド３６および枠３４が押圧手段４２を構成する。
【００３２】
図示のように、端子３３が、前記枠３４のロッド３６が固着された側と反対側に固着されている。前記端子３２と端子３３とは対向し、かつ該端子３３は端子３２に近接・離隔可能となっている。なお、端子３３と端子３２とは導線で接続されるので、両端子３２，３３から通電されて通電面積が増加し接触抵抗が減少して安定した通電が得られる。端子３３と端子３２との接続は可撓性を有する導線を必要とし配設の難点があることから、端子３３と端子３２のうちいずれか一方のみ設けるようにしてもよい。
【００３３】
第２実施例の作動を順次説明する。金型４８間から第２供給手段４４を退避させ、ロッド３６を縮めるようにシリンダ３５に流体を供給し、端子３３を端子３２から離隔させる。端子３３と端子３２の間に導電性材料２４を挿入させた後、導電性材料２４を吸引盤３１下面に吸着・保持させる。次に、前記ロッド３６を伸ばすようにシリンダ３５に流体を供給し、前記端子３３を端子３２に近接させる。前記端子３３と端子３２が導電性材料２４に当接後、さらに押圧手段４２は押圧力を発生し端子３３と端子３２を導電性材料２４に押圧させる。
【００３４】
前記電源２６は、前記端子３２，３３を介して導電性材料２４に通電し、導電性材料２４を所定の温度まで昇温するように制御する。このとき、吸引盤３１は導電性材料２４を吸引・保持し続け、昇温され軟化した導電性材料２４が垂れ下がることを防止する。前記導電性材料２４が所定温度まで昇温すると、前記電源２６は導電性材料２４への通電を停止する。導電性材料２４への通電開始前後に、第２供給手段４４は金型４８間への移動を行う。第２供給手段４４は、導電性材料２４を吸着・保持し加熱しつつ梁２７の軸方向から金型４８間に進入する。導電性材料２４が下型１４の上面の所定位置に到達するときまでに導電性材料２４の昇温が終了するように、導電性材料２４への通電開始時期が設定される。
【００３５】
次に、前記押圧手段４２の押圧を解除して端子３３を端子３２から離隔させるとともに、吸引盤３１の導電性材料２４の吸着も解除する。そして図示しない押出手段で、導電性材料２４を吸引盤３１から押出しつつ吸引盤３１を金型４８間から退避させることにより、導電性材料２４を下型１４の成形品キャビティ４７の面に位置決めする。
【００３６】
その後、金型４８間に導電性材料２４のみが存在する状態で前記上型１２と下型１４を近接させ、さらに加圧して導電性材料２４を冷却しつつ展延させ導電性材料２４の表裏に前記転写面４９と前記凸部５１を賦形させる。この実施例によれば、前記導電性材料２４は昇温されながら金型４８間に搬送されるので無駄時間がなく、昇温完了直後に賦形され得るので加熱した導電性材料２４の温度低下がなく良好な賦形が実施できる。また、このとき成形品キャビティ４７は常に冷却されており、導電性材料２４を加熱しないので、賦形に要する加圧時間は従来技術に比較して短縮される。前記導電性材料２４が固化または硬化した後、上型１２と下型１４を離隔させる。成形された導電性材料２４は、前記突出板１５等により下型１４の成形品キャビティ４７の面から離型され、別途用意した取出手段で下型１４から取出される。なお、第２供給手段４４が前記成形された導電性材料２４を取出すようにしてもよい。成形された導電性材料２４は、取出された後に前記切断部５０において切断・分離されてセパレータとなる。
【００３７】
第３実施例は、端子３２等および押圧手段４２が前記金型４８の外部の予熱手段４６に設けられたものである。この第３実施例を図６を用いて説明する。この第３実施例は、前記導電性材料２４の加熱を予熱手段４６において行うものである。なお、金型４８、駆動手段１０、導線２５および電源２６は第１実施例と同様とする。第３供給手段４５は、加熱した導電性材料２４を互いに離隔した前記上型１２と下型１４との間である金型４８間に供給し位置決めするものであり吸引盤４１と梁２７とからなる。吸引盤４１は、軽量で熱伝導率の低い耐熱性プラスチック等の材料からなり、導電性材料２４の幅方向と略同寸法で導電性材料２４の長さ方向より２０〜４０ｍｍ程度短い矩形の平板であって、該吸引盤４１の下面に複数開口して互いに連通する吸引通路２９を有する。前記梁２７は、前記吸引盤４１の上面に固着されて前記導電性材料２４の幅方向に長く形成したもので該吸引盤４１の吸引通路２９と連通する一の連通路２８を有する。この連通路２８は、図示しない真空ポンプ等に接続され、吸引盤４１下面の開口から空気を吸引し導電性材料２４を該吸引盤４１の下面に吸引・保持する。
【００３８】
前記予熱手段４６は、第２実施例の押圧手段４２を備えた予熱盤３７と該予熱盤３７を載置する架台３８とからなる。この予熱手段４６は、前記駆動手段１０に隣接して載置される。前記予熱盤３７は、第２実施例の吸引盤３１を上下逆にしたような構成であり該予熱盤３７の上面に開口する吸引通路３９により導電性材料２４を位置決めして配置する。前記吸引通路３９は架台３８に設けた連通路４０に連通しており、図示しない真空ポンプ等により負圧吸引される。前記予熱盤３７の導電性材料２４長さ方向の両端には押圧手段４２が設けられている。この押圧手段４２は、第２実施例と同様であるため詳細な説明は省略する。
【００３９】
第３実施例における作動を順次説明する。押圧手段４２の押圧を解除し、端子３３が端子３２から離隔した状態で、導電性材料２４を端子３３と端子３２の間に挿入して該導電性材料２４を予熱盤３７の上面に位置決め載置する。押圧手段４２により端子３３と端子３２を導電性材料２４に押圧させる。
【００４０】
電源２６は、前記端子３３，３２を介して導電性材料２４に通電し、導電性材料２４を所定の温度まで昇温するように制御する。このとき、予熱盤３７は導電性材料２４を吸着・保持し続け、昇温され軟化した導電性材料２４が移動することを防止する。導電性材料２４が所定温度まで昇温すると、前記電源２６は導電性材料２４への通電を停止する。
【００４１】
前記押圧手段４２の押圧を解除させ、端子３３を端子３２から離隔させるとともに、第３供給手段４５を予熱手段４６の導電性材料２４まで移動させる。吸引盤４１が導電性材料２４に当接したら、吸引通路２９を真空吸引するとともに、吸引通路３９の真空吸引を解除する。第３供給手段４５を梁２７の方向に移動させて導電性材料２４を端子３３と端子３２の間から抜出した後、第３供給手段４５を金型４８間へ移動させる。吸引盤４１が下型１４の成形品キャビティ４７の面の所定位置に到達したら、吸引通路２９の真空吸引を解除して、導電性材料２４を吸引盤４１から解離させて下型１４の成形品キャビティ４７の面の所定位置に位置決め載置する。
【００４２】
その後、金型４８間に導電性材料２４のみが存在する状態で、前記上型１２と下型１４を近接させ、さらに加圧して導電性材料２４を冷却しつつ展延させ導電性材料２４の表裏に前記転写面４９と前記凸部５１を賦形させる。このとき成形品キャビティ４７は常に冷却されており、導電性材料２４を加熱しないので、賦形に要する加圧時間は従来技術に比較して短縮される。前記導電性材料２４が固化または硬化した後、上型１２と下型１４を離隔させる。成形された導電性材料２４は、前記突出板１５等により下型１４の成形品キャビティ４７の面から離型され、別途用意した取出手段で下型１４から取出される。なお、第３供給手段４５が前記成形された導電性材料２４を取り出すようにしてもよい。成形された導電性材料２４は、取出された後に前記切断部５０において切断・分離されてセパレータとなる。
【００４３】
第２実施例と第３実施例における導電性材料２４の前記Ａ−Ａ方向の寸法は、第１実施例のように、導電性材料２４の両端部が金型４８から突出するようにする必要はなく、切断部５０の外方に前記端子３２，３３を当接させるための最小限の長さがあればよい。そのため、第２実施例と第３実施例における導電性材料２４の前記Ａ−Ａ方向の寸法は、第１実施例における導電性材料２４のＡ−Ａ方向の寸法より小さくすることが出来る。
【００４４】
この発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を付加して実施することができる。例えば、端子と導電性材料２４との電気接続を良好にするため、端子の導電性材料２４との当接面を断面円弧状にしたり、点状あるいは線状の凹凸を設けたりすることが効果的である。また、導電性材料２４はおもに熱可塑性樹脂に基づくものとして説明したが、導電性材料２４が熱硬化性樹脂に基づく場合は、金型４８の循環通路１３を棒状ヒータ等の加熱手段に置き換え１８０℃程度に加熱する。そして、前記導電性材料２４が熱硬化性樹脂に基づく場合、本発明による導電性材料２４の加熱は該導電性材料２４が熱可塑性樹脂に基づくときに比較して低温であるが、予備硬化として作用し金型４８での賦形時における硬化時間の短縮に貢献する。
【００４５】
さらに、端子に導電性材料２４を押圧して通電するとき、導電性材料２４の押圧された部分は接触抵抗による発熱も加わって他の部分よりも高温になる。そのため、導電性材料２４の端子に押圧された部分は溶融し易くなり、押圧力により薄く変形することがある。この問題を解消するため、端子の長手方向に通路を穿孔し、該通路に冷却水を循環させて端子を冷却してもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上図示し説明したように、請求項１の発明によれば、導電性材料に直接通電して加熱した後、金型で賦形するので、導電性材料の成形を短時間、高効率かつ均一に行うことができる。
【００４７】
請求項２の発明は、導電性材料を金型に供給する前または供給した後に、前記導電性材料に直接通電して加熱し、その後前記金型によって前記導電性材料を加圧して所定形状に賦形するので、導電性材料の成形をよりいっそう短時間で高効率かつ均一に行うことができる。
【００４８】
請求項３の発明は、金型キャビティの平面形状より少なくとも対向する二辺が大きい矩形の毎葉シート状からなる導電性材料を熱成形する成形装置であって、前記導電性材料に通電させる端子と、前記端子に前記導電性材料を押圧させる押圧手段と、前記導電性材料を金型間に供給する供給手段とが備えられているので、導電性材料を短時間に安定しかつ高効率に成形できる。
【００４９】
請求項４の発明は、前記端子および前記押圧手段が前記金型の駆動手段に設けられているので、導電性材料の加熱直後の賦形が可能であり、良好な賦形を実施することができる。
【００５０】
請求項５の発明は、前記端子および前記押圧手段が前記供給手段に設けられているので、導電性材料の搬送中にも加熱が可能であり、該導電性材料の成形時間を短縮することができる。
【００５１】
請求項６の発明は、前記端子および前記押圧手段が前記金型の外部の予熱手段に設けられているので、装置設計の自由度が大きく成形装置の製造が容易である。
【００５２】
請求項７の発明は、前記供給手段が賦形後の導電性材料の金型からの取出しを行うので、供給装置の有効利用ができ成形装置が簡略となり成形装置に関わるコストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る導電性材料の加熱状態を示す部分断面図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る導電性材料の成形状態を示す部分断面図である。
【図３】図２の金型の部分拡大斜視図である。
【図４】図３のＡ−Ａ方向の金型端部の縦断面図である。
【図５】本発明の第２実施例に係る導電性材料の加熱状態を示す部分断面図である。
【図６】本発明の第３実施例に係る導電性材料の加熱状態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１  成形装置
１０  駆動手段
１７  端子
１８  端子
２０  押圧手段
２４  導電性材料
３２  端子
３３  端子
４２  押圧手段
４３  第１供給手段
４４  第２供給手段
４５  第３供給手段
４６  予熱手段
４７  成形品キャビティ
４８  金型
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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