(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融状態の熱可塑性樹脂を含有する原料をゲートから金型の内部に形成されたキャビティ空間に射出充填して、当該キャビティ空間内の前記原料を圧縮賦形して成形品を得る射出圧縮成形方法であって、
前記金型を低圧で型締め状態として、前記ゲートに対して前記キャビティ空間を移動させながら、前記ゲートから前記キャビティ空間に溶融状態の前記原料を射出充填する射出充填工程と、
充填完了と略同時に前記金型を高圧で型締め状態とするとともに、前記キャビティ空間に充填された前記原料を圧縮賦形する圧縮賦形工程からなり、
前記原料の射出充填される方向が、前記キャビティ空間の移動方向に対して鋭角をなすことを特徴とする射出圧縮成形方法。
【請求項２】
請求項１に記載の射出圧縮成形方法において、
前記鋭角が２５°〜７５°であることを特徴とする射出成形方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の射出圧縮成形方法において、
前記圧縮賦形が、前記金型内部に配設された圧縮ブロックを前記キャビティ空間方向に前進させることにより行われることを特徴とする射出圧縮成形方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の射出圧縮成形方法であって、
製造装置として、一対の対向配置された成形型を有し前記キャビティ空間が形成された金型と、前記金型のうち少なくとも前記キャビティ空間である凹部が形成された一方の成形型を加熱する加熱装置と、溶融状態の前記原料をキャビティ空間に充填する充填装置と、前記キャビティ空間に充填された前記原料を圧縮賦形する圧縮装置と、前記キャビティ空間内の前記原料を冷却する冷却装置と、前記金型又は一方の成形型を前記各装置に対し搬送する搬送装置とを備え、かつ前記加熱装置、前記充填装置、前記圧縮装置、前記冷却装置が略同一円上に配置された製造装置を用い、
前記加熱装置により、前記金型又は一方の成形型を加熱する加熱工程と、
前記充填装置により、前記ゲートに対して前記キャビティ空間を移動させながら溶融状態の前記原料を前記キャビティ空間に充填する充填工程と、
前記圧縮装置により、前記キャビティ空間内の前記原料を圧縮賦形する圧縮賦形工程と、
前記冷却装置により、前記キャビティ空間内の前記原料を冷却する冷却工程とを行う、ことを特徴とする射出圧縮成形方法。
【請求項５】
請求項４に記載の射出圧縮成形方法において、
前記充填工程では、前記金型又は一方の成形型の温度を前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度とし、
前記圧縮賦形工程では、圧縮賦形を開始した後、前記金型又は一方の成形型の温度が、前記熱可塑性樹脂の結晶化温度以下の温度に達するように前記金型又は一方の成形型の温度を制御することを特徴とする射出圧縮成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂の射出圧縮成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から成形品の製造方法として様々な手法が用いられているが、例えば、射出成形方法、押出成形方法等が知られている。近年、このような成形方法により成形される成形品として、熱可塑性樹脂に多量の充填材を混合した成形品が登場している。例えば、黒鉛炭素及び炭素繊維等のフィラーを充填材として、熱可塑性樹脂に混合した燃料電池用セパレーター等がある。
燃料電池用セパレーターは、燃料電池の固体電解質と、この固体電解質の両面側に設けられた空気極と燃料極とを挟むように配置されるものである。空気極には空気（酸素）を、燃料極には燃料ガス（水素）をそれぞれ、燃料電池用セパレーターに形成された溝から供給する。
この燃料電池用セパレーターのように、多量の充填材を含む原料から構成される成形品を製造する際には、原料の流動性が悪くなってしまい、原料の充填圧を高めないと成形できないという問題がある。
そこで、このような流動性の悪い原料を用いて成形する場合に、射出圧縮成形や急速加熱冷却などの成形方法を使用することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
しかしながら、特許文献１に開示されているような、溶融樹脂が注入されるゲートが固定された成形機を用いる射出圧縮成形方法では、炭素フィラーを高充填した流動性の極端に悪い樹脂組成物の成形においては、製品肉厚の均一性を確保することが困難であった。また、金型温度を高温に加熱して樹脂充填を円滑にする急速加熱冷却法では、金型の昇温時間に時間がかかるなど、成形サイクルが長く生産性の悪化が問題となっており、好ましいものではなかった。
特に、燃料電池中で燃料電池用セパレーターは数百枚用いられ、寸法精度の均一性は重要である（例えば、要求性能としては、肉厚の偏差（最大値と最小値の差）が６０μｍ以下であることが望まれる）。【０００４】
一方、均一な性状をもった薄肉の成形品を得るために、金型のキャビティ、あるいはゲートをスライドして、見かけ上、キャビティ内での溶融樹脂組成物の移動距離を短くする方法も提案されており、例えば、材料注入口を有する移動駒を固定型板と可動型板のいずれかの型板に設け、成形材料の充填過程においてキャビティ面に対して材料注入口を偏位させる材料成形方法が提供されている（例えば、特許文献２）。
また、樹脂注入部から湯道部を介してゲート部よりキャビティ内に溶融した樹脂を注入する際に、ゲート部とキャビティとを相対的に移動させながら注入する樹脂成形法が提供されている（例えば、特許文献３）。【０００５】
【特許文献１】国際公開第０２／００１６６０号パンフレット
【特許文献２】特開平６−１７９２２８号公報
【特許文献３】特開平８−１５０６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述した成形方法において、単に見かけ上の樹脂の移動距離を短くするだけでは、例えば導電性フィラーの含有率が非常に高く、極端に流動性が悪い樹脂材料の場合には、燃料電池用高分子セパレーターで求められるような微細溝を射出成形で転写することは困難であり、また、導電性能や溝の機械的強度を満足することができなかった。一方、転写性能を上げるためにはフィラー含有量を落とさざるを得ず、結果として導電性能を劣化させる結果となり、成形方法の改善が求められていた。【０００７】
以上には燃料電池用高分子セパレーターの例について説明したが、近年普及されている平面アンテナも同様の原料で成形されるものであり、同様の問題を生じていた。【０００８】
本発明の主な目的は、溶融時に流動性が非常に悪い熱可塑性樹脂組成物であっても、成分が均一に分散され密度勾配がほとんどなく、成形品の肉厚の均一性を確保することができ、かつ寸法精度にも優れた成形品を簡便に得ることができる射出圧縮成形方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、溶融時に流動性が非常に悪い原料であっても、成形サイクルの短縮化を図ることができ、さらには、成形品の生産性の向上を図ることができる射出圧縮成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の射出圧縮成形方法は、溶融状態の熱可塑性樹脂を含有する原料をゲートから金型の内部に形成されたキャビティ空間に射出充填して、当該キャビティ空間内の前記原料を圧縮賦形して成形品を得る射出圧縮成形方法であって、前記金型を低圧で型締め状態として、前記ゲートに対して前記キャビティ空間を移動させながら、前記ゲートから前記キャビティ空間に溶融状態の前記原料を射出充填する射出充填工程と、充填完了と略同時に前記金型を高圧で型締め状態とするとともに、前記キャビティ空間に充填された前記原料を圧縮賦形する圧縮賦形工程からなり、前記原料の射出充填される方向が、前記キャビティ空間の移動方向に対して鋭角をなすことを特徴とする。
【００１０】
ここで、射出充填工程における低圧の型締め状態については、例えば、成形品の大きさをＡ４サイズ（約２００ｍｍ×３００ｍｍ）とした場合にあっては、型締力を概ね１０〜１００トンとすればよく、また、圧縮賦形工程における高圧の型締め状態については、型締力を概ね２００〜３５０トンとすればよい。
なお、本発明の射出圧縮成形方法については、熱可塑性樹脂そのものの成形方法のほか、熱可塑性樹脂に導電性フィラーや金属フィラー等の熱伝導性フィラーを含有させた熱可塑性樹脂組成物の射出圧縮成形方法をも含むものである。【００１１】
このような本発明の射出圧縮成形方法では、金型を低圧で型締め状態にして、ゲートに対してキャビティ空間を移動させながら、溶融状態の原料を射出充填し、充填完了と略同時に金型を高圧で型締め状態とするとともに、キャビティ空間に充填された原料を圧縮賦形するようにしているので、導電性フィラーや金属フィラー等の熱伝導性フィラーを高い割合で含有した熱可塑性樹脂組成物のように、溶融時の流動性の悪い熱可塑性樹脂組成物を原料として成形する場合であっても、キャビティ空間における未充填部分がゲートの射出口直下に連続的に形成され、見かけの原料の流動長を短くでき、均一な密度を持つ、密度勾配のほとんどない成形品を得ることが可能となる。また、肉厚分布も小さく寸法精度に優れるとともに、かつ微細な溝など複雑形状を形成した場合であっても、当該微細な溝の割れや欠けのない成形品を成形することができる。【００１２】
また、本発明の射出圧縮成形方法では、キャビティ空間を移動させて溶融状態の原料を充填するので、原料の見かけの流動長が短くなるため、原料が低い充填圧力で、かつ、熱可塑性樹脂の結晶化温度近傍の金型温度において短時間（例えば１〜２秒）で充填可能となり、かつ、成形性も優れるとともに、金型の急速加熱冷却を必要とせず、成形サイクルを大幅に短縮することができるため、生産コストの低減を図ることができる。【００１３】
本発明の射出圧縮成形方法において、前記鋭角は、２５°〜７５°であることが特に好ましい。
この本発明によれば、原料の射出充填される方向が、キャビティ空間の移動方向に対して鋭角、特に２５°〜７５°をなすようにしているので、キャビティ空間に充填される原料の充填圧力を下げられるとともに、微細なウェルドの発生を防止することができ、例えば、燃料電池用セパレーター等微細な溝を形成することが必須な成形品を成形する場合であっても、この微細な溝の割れや欠けの防止に繋げることができ、強度の向上を図ることができる。
【００１４】
本発明の射出圧縮成形方法において、前記圧縮賦形が、前記金型内部に配設された圧縮ブロックを前記キャビティ空間方向に前進させることにより行われることが好ましい。
この本発明によれば、キャビティ空間に充填された原料を圧縮賦形する手段として、金型内部に配設された圧縮ブロックをキャビティ空間方向に前進させることにより行うようにしているので、キャビティ空間に充填された原料の圧縮賦形を簡便かつ確実に実施することができる。【００１５】
本発明の射出圧縮成形方法では、製造装置として、一対の対向配置された成形型を有し前記キャビティ空間が形成された金型と、前記金型のうち少なくとも前記キャビティ空間である凹部が形成された一方の成形型を加熱する加熱装置と、溶融状態の前記原料をキャビティ空間に充填する充填装置と、前記キャビティ空間に充填された前記原料を圧縮賦形する圧縮装置と、前記キャビティ空間内の前記原料を冷却する冷却装置と、前記金型又は一方の成形型を前記各装置に対し搬送する搬送装置とを備え、かつ前記加熱装置、前記充填装置、前記圧縮装置、前記冷却装置が略同一円上に配置された製造装置を用いる。そして、前記加熱装置により、前記金型又は一方の成形型を加熱する加熱工程と、前記充填装置により、前記ゲートに対して前記キャビティ空間を移動させながら前記溶融状態の前記原料をキャビティ空間に充填する充填工程と、前記圧縮装置により、前記キャビティ空間内の前記原料を圧縮賦形する圧縮賦形工程と、前記冷却装置により、前記キャビティ空間内の前記原料を冷却する冷却工程とを行うことが望ましい。【００１６】
ここで、本発明では、搬送装置により、一方の成形型のみを搬送してもよく、一対の成形型を含む金型全体を搬送してもよい。
このような本発明によれば、充填工程において、キャビティ空間を移動させて原料を充填するので、流動性が悪い原料を使用しても、原料をキャビティ空間内に均一に広げることが可能となる。これにより、成形品の肉厚の均一性を確保することができる。
さらに、充填工程において、キャビティ空間を移動させて原料を充填するので、原料の見かけの流動長が短くなり、高い充填圧力で、充填する必要がない。
そのため、たとえば、成形品を燃料電池用セパレーターとした場合にあっては、電気抵抗の増加をもたらすスキン層の形成を抑制することが可能となる。【００１７】
また、充填工程において、キャビティ空間を移動させて原料を充填することで、成形品の肉厚の均一性を確保することができるので、従来のように金型の急速加熱冷却を必要とせず、成形サイクルを大幅に短縮することができる。
さらに、充填工程において、キャビティ空間を移動させて原料を充填することで、ウェルドの発生を防止することができ、成形品の強度の向上を図ることができる。
例えば、成形品に原料の導入方向と直交するような貫通孔（開口部）等が形成されている場合、原料は貫通孔を挟んで回り込むように流れるため、貫通孔近傍で原料の流れがぶつかり、ウェルドが発生することがある。これに対し、本発明のように、キャビティ空間を移動させて原料を充填することで貫通孔近傍での原料の流れのぶつかりを防止することができ、ウェルドの発生を防止することができるのである。【００１８】
さらに、本発明の成形方法では、加熱装置と、充填装置と、圧縮装置と、冷却装置と、前記金型又は成形型を前記各装置に対し搬送する搬送装置とを備え、前記加熱装置、前記充填装置、前記圧縮装置、前記冷却装置が略同一円上に配置された製造装置を使用して成形品を製造している。
このような製造装置では、加熱装置で金型又は成形型を加熱した後、搬送装置により、金型又は成形型を充填装置に搬送できるため、充填装置で充填している間に、次の金型又は成形型を加熱装置で加熱することができる。これにより、次々と、成形品を製造することができるため、成形品の生産効率を向上させることができる。
さらに、本発明で使用する製造装置は、加熱装置と、充填装置と、圧縮装置と、冷却装置とが略同一円上に配置されたものであるため、前記各装置を直線状に配置したものにくらべ、場所を取らない。【００１９】
本発明の射出圧縮成形方法において、前記充填工程では、前記金型又は一方の成形型の温度を前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度とし、前記圧縮賦形工程では、圧縮賦形を開始した後、前記金型又は一方の成形型の温度が、前記熱可塑性樹脂の結晶化温度以下の温度に達するように前記金型又は一方の成形型の温度を制御することが好ましい。
このような本発明によれば、充填工程では、金型又は一方の成形型の温度を熱可塑性樹脂の融点以上の温度としているので、充填工程でキャビティ空間内に充填される原料の熱可塑性樹脂の流動性を向上させることができる。これにより、原料をキャビティ空間内により均一に広げることができる。
また、圧縮賦形を開始した後、前記金型又は一方の成形型の温度が、前記熱可塑性樹脂の結晶化温度以下の温度に達するように前記金型又は一方の成形型の温度を制御することで、圧縮賦形工程において、キャビティ空間内の原料に対し、転写を行なうような場合には、転写性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態における射出圧縮ユニットの射出開始状態を示した模式図である。
【図１Ｂ】前記第１実施形態における射出圧縮ユニットの射出中の状態を示した模式図である。
【図１Ｃ】前記第１実施形態における射出圧縮ユニットの圧縮中の状態を示した模式図である。
【図２】前記第１実施形態における熱可塑性樹脂を充填するゲートの向きと、キャビティ空間の移動方向との関係を示した模式図である。
【図３Ａ】図２に示した９０°ゲートでの熱可塑性樹脂組成物の吐出挙動を示した模式図である。
【図３Ｂ】図２に示した４５°ゲートでの熱可塑性樹脂組成物の吐出挙動を示した模式図である。
【図４Ａ】本発明の第２実施形態における射出圧縮ユニットを備えた金型の射出開始状態を示した概略図である。
【図４Ｂ】前記第２実施形態における射出圧縮ユニットを備えた金型の射出中の状態を示した概略図である。
【図４Ｃ】前記第２実施形態における射出圧縮ユニットを備えた金型の圧縮中の状態を示した概略図である。
【図５】本発明の射出圧縮成形方法により成形される燃料電池用セパレーターを使用した燃料電池の一形態を示した概略図である。
【図６Ａ】本発明の第３実施形態における射出圧縮成形方法を実施する射出圧縮ユニットを備えた金型の射出開始状態を示した概略図である。
【図６Ｂ】前記第３実施形態における射出圧縮ユニットを備えた金型の射出中の状態を示した概略図である。
【図６Ｃ】前記第３実施形態における射出圧縮ユニットを備えた金型の圧縮中の状態を示した概略図である。
【図７】本発明の第４実施形態にかかる製造装置を示す模式図である。
【図８Ａ】前記第４実施形態における成形品の製造工程を示す図である。
【図８Ｂ】前記第４実施形態における成形品の製造工程を示す図である。
【図８Ｃ】前記第４実施形態における成形品の製造工程を示す図である。
【図８Ｄ】前記第４実施形態における成形品の製造工程を示す図である。
【図８Ｅ】前記第４実施形態における成形品の製造工程を示す図である。
【図８Ｆ】前記第４実施形態における成形品の製造工程を示す図である。
【図９】前記第４実施形態における製造装置の充填装置を示す模式図である。
【図１０】本発明の変形例にかかる製造装置を示す模式図である。
【図１１】本発明の成形品の好適な寸法を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２４】
１…  射出圧縮成形ユニット
１１，１２…  金型
１１ａ，１２ａ…  金型
１１ｂ，１２ｂ…  金型
１３…  キャビティ空間
１４…  圧縮ブロック
１５…  キャビティブロック
１６…  原料である熱可塑性樹脂組成物
１７…  スライド用シリンダ
１８…  圧縮用シリンダ
１９ａ，１９ｂ…スプリング
２０…  射出ユニット
３０…  ゲート
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ…  ゲート
５０…  燃料電池
５１…  燃料極
５２…  電解質板
５３…  酸化極板
５４…  成形品である燃料電池用セパレーター
５５…  溝
α…  角度
２０１…  製造装置
２０３…  成形型
２０４…  燃料電池
２１１…  加熱装置
２１３…  充填装置
２１４…  圧縮装置
２１５…  冷却装置
２１６…  搬送装置
２３１…  キャビティ空間
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を用いて本発明の具体的な実施形態を説明する。
［第１実施形態］
図１Ａ〜図１Ｃは本発明の射出圧縮成形方法（以下、単に「本発明の成形方法」ということもある）を実施する射出圧縮成形ユニット１を示した図であって、図１Ａは、射出充填の開始の状態、図１Ｂは射出充填中の状態、図１Ｃは射出充填が完了して圧縮賦形中の状態、をそれぞれ示した模式図である。【００２６】
本発明の成形方法で使用することができる熱可塑性樹脂としては、特に制限はなく、従来公知の熱可塑性樹脂を、成形対象の成形品の用途等に応じて適宜使用することができる。
燃料電池用セパレーターを成形するのであれば、耐熱性、耐水性、耐薬品性を備えた樹脂材料を使用することが好ましく、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、アクリロニトリル−−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）樹脂、ポリアセタール樹脂、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）樹脂等が挙げられ、これらの一種を単独で、または二種以上を組み合わせて使用することができる。本発明の方法を実施するにあたっては、燃料電池用セパレーターを製造する場合にあっては、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂を使用することが好ましく、平面アンテナを製造するにあたっては、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）樹脂を使用することが好ましい。【００２７】
また、熱可塑性樹脂として、例えば、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂を使用する場合にあっては、ポリオレフィン系ワックスを添加してもよく、このポリオレフィンワックスは、ＰＰＳ樹脂の流動性を向上させるとともに、後記する熱伝導性フィラーの分散性の向上させるものである。また、ポリオレフィン系ワックスの添加により、熱可塑性樹脂組成物の耐熱性を良好なものとする。
このポリオレフィン系ワックスとは、重合により製造された人工ワックスであり、例えば、ポリエチレン系ワックス、ポリプロピレン系ワックス、エチレン−酢酸ビニル共重合体ワックス等を使用することができる。また、酸化ポリエチレン系ワックス、酸化ポリプロピレン系ワックス、ＭＡＨ共重合ポリプロピレンワックス、酸化エチレン−酢酸ビニル共重合体ワックス等の酸化ポリオレフィン系ワックスも使用することができる。【００２８】
また、このような熱可塑性樹脂には、種々の機能を有する熱伝導性フィラーを含有させて熱可塑性樹脂組成物として適用することができる。このような熱伝導性フィラーとしては、例えば、２０℃における熱伝導率λが、１．０〜５００Ｗ／ｍ・℃で表されるものを使用すればよい。【００２９】
また、これらの熱伝導性フィラーが併有する機能として、導電性、高誘電率等が挙げられる。導電性を有するフィラー（導電性フィラー）としては、例えば、燃料電池用セパレーターを成形する場合に適用することができる。
具体的には、天然黒鉛、人工黒鉛、膨脹黒鉛等の各種黒鉛、カーボンブラック、炭素繊維、気相法炭素繊維、カーボンナノチューブ等が挙げられ、これらの一種を単独で、または二種以上を組み合わせて使用することができる。本発明の方法を実施するにあたっては、電気比抵抗が小さく電気伝導度に優れ、分散性も良好な黒鉛を使用することが好ましい。
なお、導電性フィラーの形状は球状、粉末状が好ましく、例えば、平均粒径を１０〜２００μｍ、嵩比重を０．１５〜０．９０ｇ／ｃｍ３とすることができる。【００３０】
更には、例えば、平面アンテナを成形する場合にあっては、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸ネオジウム、酸化チタンなどの高誘電率のフィラー（高誘電率フィラー、高誘電性フィラー）を用いることができる。これらの高誘電率フィラーの形状も球状、粉末状が好ましく、例えば、平均粒径を０．１〜１０μｍとすることができる。【００３１】
更にまた、例えば、放熱板を成形する場合にあっては、熱伝導性フィラーとして金粉、鉄粉、銅粉、ニッケル粉などの金属粉が適用できる。これらの平均粒径は、０．１〜１０μｍ程度とすればよいが、１〜２０μｍ程度のものを使用することが好ましい。【００３２】
この導電性フィラーや高誘電率フィラー等に代表される熱伝導性フィラーと、前記した熱可塑性樹脂と混合されることにより、熱可塑性樹脂組成物を形成するが、熱可塑性樹脂組成物を形成するに際しては、熱伝導性フィラーは、当該組成物全体に対して６０質量％以上含有されることが好ましく、７５〜９５質量％含有されることが好ましい。
本発明の成形方法においては、このような熱伝導性フィラーの割合が高い熱可塑性樹脂組成物を使用しても、熱伝導性フィラーを均一に分散して、密度勾配のほとんどない成形品となるとともに、肉厚分布も小さく寸法精度に優れるとともに、かつ微細な溝など複雑形状を形成した場合であっても、当該微細な溝の割れや欠けのない成形品を提供することができる。加えて、得られる成形品も、このように熱伝導性フィラーの含有率が高いので、高い熱伝導性を備え、また、例えば、導電性フィラーであれば、高い導電性を備えたものとなる。【００３３】
また、熱可塑性樹脂と熱伝導性フィラーを混合ないし混練して、熱可塑性樹脂組成物を得るには、両者をロール、押出機、ニーダー、バンバリーミキサー、ヘンシェルミキサー、プラネタリーミキサー等の各種ミキサー等公知の混合機や混練機を使用して、均一に混合することが好ましい。【００３４】
なお、このような熱伝導性フィラーと熱可塑性樹脂からなる熱可塑性樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、その他の充填材を添加することができる。
この充填材の具体例としては、ガラス繊維、チタン酸カリウムウィスカー、酸化亜鉛ウィスカー、硼酸アルミニウムウィスカー、アラミド繊維、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維、セラミック繊維、アスベスト繊維、石膏繊維、金属繊維などの繊維系充填材、ワラステナイト、ゼオライト、セリサイト、カオリン、マイカ、クレー、パイロフィライト、ベントナイト、アスベスト、タルク、アルミナシリケートなどのケイ酸塩、アルミナ、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化鉄などの金属化合物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイトなどの炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウムなどの硫酸塩、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウムなどの水酸化物、ガラスビーズ、ガラスフレーク、セラミックビーズ、窒化ホウ素、炭化ケイ素、シリカなどの非繊維系充填材などが挙げられ、これらは中空体であってもよい。また、これらは一種類を単独で使用してもよく、また、二種類以上を組み合わせて使用してもよい。更には、より優れた機械的強度を得るためには、これらの繊維状充填材、非繊維状充填材をイソシアネート系化合物、有機シラン系化合物、有機チタネート系化合物、有機ボラン系化合物、エポキシ系化合物等のカップリング剤により前処理して使用するようにしてもよい。【００３５】
また、熱可塑性樹脂と熱伝導性フィラーからなる熱可塑性樹脂組成物に対しては、本発明の効果を妨げない範囲において、有機リン化合物、ポリエーテルエーテルケトンなどの結晶核剤、次亜リン酸などの着色防止剤、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミンなどの酸化防止剤、紫外線防止剤、染料や顔料などの着色剤、熱安定剤、滑剤、帯電防止剤、可塑剤等の添加剤を適宜添加することができる。【００３６】
図１Ａ〜図１Ｃに示した射出圧縮成形ユニット１を用いて、本発明の成形方法を実施するにあっては、まず、金型１１，１２の合わせ面を締めて型締め状態とした上で、金型内に配設された圧縮ブロック１４と２つのキャビティブロック１５により形成されたキャビティ空間１３に対して、射出ユニット２０と連接されたゲート３０から溶融状態の熱可塑性樹脂を射出充填する（射出充填工程）。
なお、以下、使用する成形材料を、熱可塑性樹脂と導電性フィラーからなる熱可塑性樹脂組成物として説明する。【００３７】
本発明の成形方法において、射出充填時における金型１１，１２の型締め状態は、１０〜１００トン程度の低圧状態とする。樹脂の射出充填時において型締め状態を低圧とすることにより、キャビティ空間１３を円滑に移動させることができ、金型１１，１２の変形を低減できるとともに、ガス抜け効果を期待することができる。
なお、本発明の成形方法における樹脂の射出充填時においては、キャビティ空間１３を移動させることにより、低い充填圧力で広範囲に渡る高速充填が可能となるため、低圧の型締力であっても、金型が開いて問題となることはない。【００３８】
ここで、キャビティ空間１３の間隔は、成形対象の成形品の種類、形状や大きさに応じて適宜決定すればよいが、２〜４ｍｍ程度としておけばよい。
また、金型温度は、前記した成形品の種類等や、熱可塑性樹脂組成物１６の種類に応じて決定すればよいが、１５０〜２３０℃程度とすればよい。成形温度をかかる範囲にしておけば、成形品の冷却もスムーズに行われ、射出圧縮成形を簡便に行うことができる。【００３９】
本発明の成形方法は、このようにして低圧での型締め状態とした上で、圧縮ブロック１４とキャビティブロック１５により形成されたキャビティ空間１３に対して、図中左側から右側に移動させながら、射出ユニット２０と連接されたゲート３０から、溶融状態の熱可塑性樹脂組成物１６を射出充填する（図１Ｂ）。【００４０】
ここで、通常の射出成形のようにゲートの位置を固定しているような金型では、ゲート付近と流動状態の樹脂の先端では密度勾配を生じ、特に流動性の低い樹脂組成物ではこれが顕著となるが、本発明の成形方法のようにして、キャビティ空間１３を移動させながら溶融状態の熱可塑性樹脂組成物１６を射出充填することにより、キャビティ空間１３における未充填部分がゲート３０の射出口直下に連続的に形成されることになり、見かけの樹脂組成物１６の流動長を短くできる。従って、導電性フィラーを高い割合で含有し、溶融時の流動性が非常に悪い熱可塑性樹脂組成物１６であっても、密度勾配のほとんどない成形品を得ることが可能となる。【００４１】
熱可塑性樹脂組成物１６を充填するゲート３０の形状は、キャビティ空間１３の幅に対応する層状のゲート（フィルムゲート等）のものを使用すればよい。その他のゲート３０としては、例えば、従来公知の、ゲートシャットオープンのバルブを有するホットランナーのフィルムゲートを使用すればよい。【００４２】
また、図１Ａ〜図１Ｃに示す実施形態にあっては、ゲート３０はキャビティ空間１３の進行方向（図１Ａ〜図１Ｃの右方向）に対して鋭角をなすように形成され、熱可塑性樹脂組成物１６が射出充填される方向が、キャビティ空間１３の移動方向に対して鋭角をなすようにされている。このような構成とすることにより、樹脂の充填圧力を低下させることができるとともに、成形品表面における微細なウェルドの発生を防止することができ、例えば、成形品として微細な溝が多数形成された燃料電池用セパレーターを成形する場合においても、この微細な溝の欠けの防止を図ることができる。【００４３】
図２は、熱可塑性樹脂組成物１６を充填するゲート３０の向き（熱可塑性樹脂組成物１６が射出充填される方向）と、キャビティ空間１３の移動方向との関係を示した模式図である。
ここで、ゲート３０ａ（図２中、一点鎖線で示す）は、キャビティ空間１３の進行方向に対して垂直に、ゲート３０ｂ（図２中、実線で示す）は、キャビティ空間１３の進行方向に対して鋭角方向に、ゲート３０ｃ（図２中、二点鎖線で示す）は、キャビティ空間１３の進行方向に対して鈍角方向に、それぞれゲート３０を配設した態様を示している。また、角度αは、ゲート３０ｂとキャビティ空間１３の進行方向とのなす角度である。【００４４】
図３Ａは、図２において、ゲート３０ａにおける熱可塑性樹脂組成物１６の吐出挙動を示した模式図である。キャビティ空間１３の進行方向に対して垂直に配設されたゲート３０ａから射出充填された溶融状態の熱可塑性樹脂組成物１６は、流動性が悪い場合にあっては、樹脂の充填圧力が増大するとともに、図３Ａの矢印部分に示すように、熱可塑性樹脂組成物１６ａがキャビティ空間１３の移動方向とは逆方向にも吐出されてしまう場合がある。かつ、燃料電池用セパレーターを形成する、例えば導電性フィラーを含有したＰＰＳ等の熱容量の小さい（冷めやすく固化しやすい）熱可塑性樹脂からなる熱可塑性樹脂組成物１６の場合にあっては、キャビティ空間１３の移動方向とは逆方向へ進んだ樹脂が微少時間後に吐出した樹脂と交わって微細なウェルド面を形成してしまう場合があり、結果としてこのウェルド面が成形品の表面にも表れてしまい、成形品に微細溝を形成した場合にあっては当該微細溝の欠けや割れが発生し、成形品の強度低下を招いてしまうという問題が発生する場合があった。
なお、熱容量が極端に小さくない熱可塑性樹脂ないし熱可塑性樹脂組成物を射出充填する場合にあっては、このキャビティ空間１３の移動方向とは逆方向にも吐出されるが、継続的に流入する溶融樹脂の熱により再加熱、溶融されて、前記したウェルドの問題は解消され、良好な成形品を得ることができる。【００４５】
一方、図３Ｂは、図２において、ゲート３０ｂにおける熱可塑性樹脂組成物１６の吐出挙動を示した模式図である。キャビティ空間の進行方向に対して鋭角に配設されたゲート３０ｂから射出充填された溶融状態の熱可塑性樹脂組成物１６は、図３Ａに示すゲート３０ａのように、キャビティ空間１３の移動方向とは逆方向に吐出されることもない。そのため、溶融状態の樹脂組成物１６が非常に流動しやすくなり、高い充填圧力を必要とせず、効率よく樹脂組成物１６を射出充填することができる。
従って、図３Ｂに示すように、先に吐出した溶融状態の樹脂組成物１６に次の溶融状態の樹脂組成物１６が順次重なる状態になり、その結果、得られる成形品も、微細なウェルド面を生じない。よって、微細な溝が形成される燃料電池用セパレーター等を成形する場合にあっても、微細溝の欠け、割れの発生を防止することができ、成形品の強度を向上させることができる。【００４６】
なお、キャビティ空間１３の進行方向に対して鈍角方向に配設されたゲート３０ｃから射出充填された溶融状態の熱可塑性樹脂組成物１６は、図示しないが、樹脂の充填圧力が増大し、図３Ａにおける熱可塑性樹脂組成物１６ａの発生が顕著となり、その結果、ウェルドも頻繁に発生することになり、成形品の強度や外観をさらに悪くすることとなる。【００４７】
図２に示すゲート３０ｂとキャビティ進行方向とのなす角度αは、そのまま、熱可塑性樹脂組成物１６が射出充填される方向とキャビティ空間１３の移動方向とのなす角度を決定するが、かかる角度αは２５°〜７５°の範囲とすることが好ましく、４０°〜６０°とすることが特に好ましい。角度αが２５°より小さいと、ゲート３０ｂの厚みがなくなり金型強度が持たない場合がある一方、角度αが７５°を超えると、前記した効果を発揮できない場合がある。【００４８】
そして、前記した射出充填工程により、所定量の熱可塑性樹脂組成物１６の射出充填が完了したら、その充填完了と同時に、図１Ｃに示すように、金型１１，１２の型締め状態を低圧から高圧（例えば、２００〜３５０トン）とするとともに、圧縮ブロック１４を前進（図１Ｃの上方向）させて、充填された熱可塑性樹脂組成物１６を圧縮、賦形するようにして、所定形状の成形品を得るようにする（圧縮賦形工程）。
前記したように、キャビティ空間１３を移動させながら樹脂を充填するだけでは、溶融樹脂組成物１６の流動性が悪いために、金型１１，１２に形成された微細溝には樹脂組成物１６が十分に入り込めず、溝欠けの問題が生じる場合があるが、このようにして、熱可塑性樹脂組成物１６の充填直後に金型１１，１２の型締め状態を高圧として、圧縮賦形することにより、溝の凸凹の隅々まで溶融状態の樹脂組成物１６が行き渡り、微細溝の転写性に優れた成形品を得ることが可能となる。
なお、圧縮賦形工程の開始は、熱可塑性樹脂組成物１６の充填完了と同時に実施するのであるが、これは、充填が完全に完了した場合のほか、充填が完了する直前（例えば、充填完了の０．１〜０．５秒前）であってもよい。【００４９】
本発明の成形方法を実施するにあたり、この圧縮賦形工程における圧縮速度は、２〜５ｍｍ／秒程度とすることが好ましい。圧縮速度をかかる範囲にすることにより、射出充填された熱可塑性樹脂組成物１６の圧縮、賦形を好適に行うことができることとなる。【００５０】
更には、圧縮賦形工程における圧縮圧力は、例えば、キャビティ面積を２００ｍｍ×３００ｍｍとした場合にあっては、平均樹脂圧力を１５ＭＰａ以上とすることが好ましく、３０〜６０ＭＰａとすることが特に好ましい。また、その場合における型締圧力は２００トン程度とすることが好ましく、３５０トン程度とすることが好ましい。圧縮圧力（平均樹脂圧力）が１５ＭＰａ以上であれば、圧縮、賦形が十分に行われ、成形品の外観にヒケやそりも発生することなく、良好な外観の成形品を得ることができる。【００５１】
このようにして射出圧縮成形ユニット１を進行させて、金型１１，１２を閉じて高圧で型締め力をかけて、充填された熱可塑性樹脂組成物１６を圧縮、賦形したら、金型１１，１２を冷却して、金型１１，１２内部の熱可塑性樹脂組成物１６を冷却固化させる。冷却条件としては、特に制限はないが、冷却温度を１５０〜２３０℃として、また、冷却時間を２０〜８０秒程度とすればよい。
そして、熱可塑性樹脂組成物１６が冷却固化されたら、金型１１，１２を開いて成形品を取り出すことにより、成形品を得ることができる。【００５２】
［第２実施形態］
図４Ａ〜図４Ｃは、前述した図１Ａ〜図１Ｃの射出圧縮成形ユニット１を備えた金型１１ａ，１２ａの一態様を示した概略図である。図４Ａ〜図４Ｃに示す金型１１ａ，１２ａは、キャビティ空間１３を形成する圧縮ブロック１４及び２つのキャビティブロック１５を移動させるためのスライド用シリンダ１７と、このキャビティ空間１３に充填された熱可塑性樹脂組成物１６を圧縮賦形すべく、圧縮ブロック１４を前進させるための圧縮用シリンダ１８を備えている。
なお、図４Ａ〜図４Ｃに示した金型は、圧縮ブロック１４とキャビティブロック１５との間には、スプリング１９ａが配設されている。【００５３】
この図４Ａ〜図４Ｃを用いて、本発明の射出圧縮成形方法を実施する手順の一態様を説明する。
金型１１ａ，１２ａを１０〜１００トン（キャビティ面積  約２００ｍｍ×３００ｍｍあたり。以下同）程度の低圧の型締力で型締め状態にした後、射出ユニット２０から送り出されてきた溶融状態の熱可塑性樹脂組成物１６は、ゲート３０からキャビティ空間１３に射出される。同時に、スライド用シリンダ１７を駆動させて、圧縮ブロック１４と２つのキャビティブロック１５を移動させることにより、キャビティ空間１３を移動させながらゲート３０からの溶融状態の熱可塑性樹脂組成物１６を充填する（射出充填工程）。
また、この射出充填工程における熱可塑性樹脂組成物１６の射出充填は、図４Ａに示すように、ゲート３０の先端をキャビティ空間１３の最下部に向いた状態から射出充填を開始し、図４Ｂに示すように、キャビティ空間１３を移動させ、ゲート３０の先端がキャビティ空間１３の最上部に向いた状態となり、キャビティ空間１３に樹脂組成物１６が完全に射出充填された時点で完了する。【００５４】
以上のようにして、溶融状態の熱可塑性樹脂組成物１６がキャビティ空間１３に射出充填されて充填が完了したら、図４Ｃに示すように、充填完了と略同時に金型１１，１２を２００〜３５０トン程度の高圧で型締め状態とするとともに、圧縮用シリンダ１８を駆動させてキャビティ空間１３方向に前進させて、圧縮ブロック１４を前進させることにより、キャビティ空間１３に充填された熱可塑性樹脂組成物１６が圧縮賦形される（圧縮賦形工程）。
そして、キャビティ空間１３の熱可塑性樹脂組成物１６が圧縮賦形されたら、金型１１，１２を冷却して、金型１１，１２内部の熱可塑性樹脂組成物１６を冷却固化させる。熱可塑性樹脂組成物１６が冷却固化されたら、金型１１，１２を開いて成形品を取り出すことにより、成形品を得ることができる。【００５５】
このようにして実施される本発明の熱可塑性樹脂の射出圧縮成形方法によれば、金型１１，１２（１１ａ，１２ａ）を低圧で型締め状態にして、ゲート３０に対してキャビティ空間１３を移動させながら、溶融状態の熱可塑性樹脂組成物１６を射出充填し、充填完了と略同時に金型１１，１２（１１ａ，１２ａ）を高圧で型締め状態とするとともに、キャビティ空間１３に充填された熱可塑性樹脂組成物１６を圧縮賦形するようにしているので、溶融時の流動性の悪い熱可塑性樹脂組成物１６を使用した場合であっても、キャビティ空間１３における未充填部分がゲート３０の射出口直下に連続的に形成され、見かけの樹脂組成物の流動長を短くできる。よって、均一な密度を持つ、密度勾配のほとんどない成形品を得ることが可能となり、また、肉厚分布も小さく寸法精度に優れるとともに、かつ微細な溝など複雑形状を形成した場合であっても、当該微細な溝の割れや欠けのない成形品を得ることができる。【００５６】
また、本発明の熱可塑性樹脂の射出圧縮成形方法は、キャビティ空間１３を移動させて溶融樹脂を充填するため、キャビティ移動を伴わない一般の射出成形及び射出圧縮成形に比べて金型温度を低く設定できるため、成形サイクルを大幅に短縮することができ、生産コストの低減を図ることができる。また、本発明の成形方法は成形性にも優れるものであり、生産コストの低減を図ることができる。【００５７】
そして、前記したように、このような本発明の射出圧縮成形方法により得られる成形品は、熱伝導性フィラーを高い割合で含有した、溶融時の流動性の悪い熱可塑性樹脂組成物１６を使用した場合であっても、熱伝導性フィラーを均一に分散して、密度勾配のほとんどない成形品となるとともに、肉厚分布も小さく寸法精度に優れるとともに、かつ微細な溝など複雑形状を形成した場合であっても、当該微細な溝の割れや欠けのない成形品となる。【００５８】
また、かかる成形品は所望の形状に成形することができるため、例えば、熱伝導性フィラーとして導電性フィラーを使用して燃料電池用セパレーター（特に、固体高分子型燃料電池用セパレーター）や、熱伝導性フィラーとして高誘電性フィラーを使用して平面アンテナを成形したり、その他、熱伝導性フィラーとして金属フィラーを使用して放熱板を成形したり等広く利用することができる。【００５９】
具体的には、電気伝導性の高い黒鉛を高い含有率で充填した燃料電池用セパレーターや、熱伝導性の高い金属粉を高い含有率で充填し、高熱伝導性を備えた放熱板や、高誘電性フィラーを高い含有率で備え、高周波特性に優れたフィラーを高い含有率で充填した平面アンテナなどが挙げられる、これらのフィラーを高い含有率で含有した熱可塑性樹脂組成物にあっては、射出充填過程で放熱により溶融樹脂の流動性が著しく悪くなるが、本発明の成形方法によれば、前記したように、フィラーを均一に分散させることができ、製品性能の高い成形品を提供することができることとなる。【００６０】
ここで、図５は、本発明の射出圧縮成形方法により得られる成形品によりなり、熱伝導性フィラーとして導電性フィラーを適用してなる燃料電池用セパレーターを使用した燃料電池５０の基本的な構成例を示した概略図である。
図５に示す燃料電池５０は、燃料極５１、電解質板５２、酸化極板５３、及び燃料電池用セパレーター５４（以下、単に「セパレーター５４」とすることもある）からなり、このセパレーター５４の表裏両面に対して、それぞれ複数の溝５５が形成されている。【００６１】
また、この燃料電池用セパレーター５４に形成された複数の溝５５（サイズとして、幅が約２ｍｍ、深さが０．５ｍｍ、長さ２００ｍｍ程度の溝）については、本発明の射出圧縮成形方法により、転写により一度に形成することが好ましく、これにより、切削などの機械加工も必要なく、セパレーター５４を低コストで得ることが可能となる。
なお、セパレーター５４の形状によっては、金型を用いた１回の射出圧縮成形だけでは所定の形状が得られない場合もあり、その場合には、追加的な処理として、得られた成形品に対して、切削、穴明け、ねじ切り等の機械加工を施すようにしてもよい。【００６２】
なお、以上説明した態様は、本発明の一態様を示したものであって、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的及び効果を達成できる範囲内での変形や改良が、本発明の内容に含まれるものであることはいうまでもない。また、本発明を実施する際における具体的な構造及び形状等は、本発明の目的及び効果を達成できる範囲内において、他の構造や形状等としてもよい。【００６３】
［第３実施形態］
例えば、前記した実施形態において、図４Ａ〜図４Ｃに示した金型１１ａ，１２ａは、圧縮用シリンダ１８を備え、当該圧縮用シリンダ１８により圧縮ブロック１４をキャビティ空間１３の方向に前進させることにより、キャビティ空間１３に充填された熱可塑性樹脂組成物１６を圧縮賦形するようにしていたが、図６Ａ〜図６Ｃに示した金型１１ｂ，１２ｂを用いて、金型１２ｂをキャビティ空間１３方向に前進させて、キャビティ空間１３に充填された熱可塑性樹脂組成物１６を圧縮賦形するようにしてもよい。
なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一の部分については、同一符号を付してその説明を省略する。【００６４】
図６Ａ〜図６Ｃは、図１Ａ〜図１Ｃの射出圧縮成形ユニット１を備えた金型のもう一つの態様を示した概略図である。図６Ａ〜図６Ｃに示す金型１１ｂ、１２ｂは、キャビティ空間１３を形成する圧縮ブロック１４及び２つのキャビティブロック１５を移動させるためのスライド用シリンダ１７を備えた点において図４Ａ〜図４Ｃの金型と共通するが、キャビティ空間１３に充填された熱可塑性樹脂組成物１６を圧縮賦形する手段として、金型１２ｂをキャビティ空間１３方向に移動するという点について、前記した図４Ａ〜図４Ｃに示した金型と相違する。
なお、図６Ａ〜図６Ｃに示した金型１１ｂ、１２ｂは、圧縮ブロック１４とキャビティブロック１５との間にスプリング１９ａのほか、金型１１ｂ、１２ｂの間にも、スプリング１９ｂが配設されている。【００６５】
図６Ａ〜図６Ｃに示した金型１１ｂ、１２ｂにあっては、前記した図４Ａ〜図４Ｃに示した金型１１ａ，１２ａと同様に、金型１１ｂ、１２ｂを１０〜１００トン程度の低圧の型締力で型締め状態として、射出ユニット２０で送り出されてきた溶融状態の熱可塑性樹脂組成物１６を、ゲート３０に対して圧縮ブロック１４と２つのキャビティブロック１５から形成されるキャビティ空間１３を、スライド用シリンダ１７を稼働させて移動させながら、ゲート３０からキャビティ空間１３に溶融状態の熱可塑性樹脂組成物１６を射出充填する（射出充填工程）。【００６６】
次に、熱可塑性樹脂組成物１６の充填完了と略同時に、金型を２００〜３５０トン程度の高圧の型締力で型締め状態とするとともに、金型１１ｂ、１２ｂをキャビティ空間１３方向に前進させることにより、キャビティ空間１３に充填された熱可塑性樹脂組成物１６を圧縮賦形するようにする（圧縮賦形工程）。【００６７】
以降は図４Ａ〜図４Ｃに示す金型と同様に、熱可塑性樹脂組成物１６が圧縮賦形されたら、金型１１，１２を冷却し、金型１１，１２内部の熱可塑性樹脂組成物１６を冷却固化させ、熱可塑性樹脂組成物１６が冷却固化されたら、金型１１，１２を開いて成形品を取り出すことにより、成形品を得るようにすればよい。【００６８】
［第４実施形態］
図７において、本実施形態の製造装置２０１は、熱可塑性樹脂と導電性を有する熱伝導性フィラーとを含有する原料である熱可塑性樹脂組成物１６（図８Ｂ等参照）を本発明に基づいて射出圧縮成形し、成形品である燃料電池用セパレーター５４（図８Ｆ、図５参照）を製造するものである。【００６９】
製造装置２０１は、加熱装置２１１と、充填装置２１３と、圧縮装置２１４と、冷却装置２１５と、搬送装置２１６とを備える。加熱装置２１１、充填装置２１３、圧縮装置２１４、冷却装置２１５は略同一円上に配置されている（図７では、各装置２１１，２１３，２１４，２１５は、円Ｒ上に設置されている）。
図８Ａにも示すように、加熱装置２１１は、成形型２０３を加熱するものである。この成形型２０３は平面略矩形形状であり、平面中心に上面に向かって開口した矩形形状の凹部が形成されたものである。この凹部がキャビティ空間２３１となる。図示しないが、この凹部の底面には複数の溝が互いに平行となるように形成されている。
なお、成形型２０３は、後述する充填装置２１３の成形型や、圧縮装置２１４の成形型、冷却装置２１５の成形型とともに金型を構成する。【００７０】
この加熱装置２１１は、成形型２０３を挟持して加熱するヒータブロック１１１を備えている。このヒータブロック１１１により、成形型２０３は、熱可塑性樹脂組成物１６に含まれる熱可塑性樹脂の溶融温度以上、例えば３００℃程度に加熱される。【００７１】
図７、図８Ｂ、図９に示すように、充填装置２１３は、受け渡し装置１３０と、押出し装置１３１と、成形型１３３と、台１３４と、移動装置１３２とを備える。
なお、図７には、成形型１３３、押出し装置１３１は示されていない。
受け渡し装置１３０は、加熱装置２１１で加熱された成形型２０３を搬送装置２１６から受け取り、台１３４に渡すための装置である。この受け渡し装置１３０は、成形型２０３を置くための載置台１３０Ａと、載置台１３０Ａ上の成形型２０３を台１３４まで搬送する搬送部（図示略）とを備える。【００７２】
押出し装置１３１は、図８Ｂ及び図９に示すように、投入される熱可塑性樹脂組成物１６を可塑化して成形型２０３内に押し出すものであり、熱伝達媒体を利用するヒータ（図示略）を有するシリンダ１３１Ａと、このシリンダ１３１Ａ内に配置されるスクリュ１３１Ｂと、シリンダ１３１Ａ内に熱可塑性樹脂組成物１６を投入するホッパ１３１Ｃと、スクリュ１３１Ｂを回転させる油圧装置と、シリンダ１３１Ａおよび成形型１３３を繋ぐノズル１３１Ｄとを備える。
このような押出し装置１３１において、ホッパ１３１Ｃから投入された熱可塑性樹脂組成物１６は、シリンダ１３１Ａのヒータによって加熱されて、油圧装置によって回転するスクリュ１３１Ｂによって、可塑化されながら、先端のノズル１３１Ｄ側へと移動し、ノズル１３１Ｄを介して、成形型２０３内のキャビティ空間２３１へと押し出される。
なお、シリンダ１３１Ａは、ヒータにより、例えば、３８０℃まで加熱される。【００７３】
台１３４は、成形型２０３内に熱可塑性樹脂組成物１６を充填する際に、成形型２０３を支持するものである。
成形型１３３は、成形型２０３のキャビティ空間２３１に対して対向配置されるものであり、この成形型１３３には、ゲート１３３Ａが形成されている。このゲート１３３Ａは、前述したノズル１３１Ｄが接続されており、このゲート１３３Ａを介して成形型２０３のキャビティ空間２３１内に熱可塑性樹脂組成物１６が充填される。この成形型１３３と、成形型２０３とで一つの金型が構成される。
さらに、台１３４及び成形型１３３は、ヒータブロックで加熱される構造となっており、成形型２０３は、熱可塑性樹脂組成物１６である熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱される。【００７４】
移動装置１３２は、台１３４上に設置された成形型２０３をゲート１３３Ａに対して移動させるためのものである。すなわち、移動装置１３２により、成形型２０３のキャビティ空間２３１がゲート１３３Ａに対して移動することとなる。
この移動装置１３２は、例えば、油圧シリンダであり、筒状のシリンダ本体１３２Ａと、このシリンダ本体１３２Ａ内を摺動する軸状のピストン１３２Ｂとを備える。
ピストン１３２Ｂの先端には、前記成形型２０３が固定できるようになっている。【００７５】
圧縮装置２１４は、図７及び図８Ｃ及び図８Ｄに示すように、充填装置２１３により、成形型２０３内に充填された熱可塑性樹脂組成物１６を圧縮賦形するためのものである。
この圧縮装置２１４は、可動型である成形型１４１と、台１４２とを有しており、台１４２上に成形型２０３に設置するとともに、成形型２０３に対向配置された成形型１４１により、成形型２０３内の熱可塑性樹脂組成物１６を圧縮賦形する。なお、成形型１４１と、成形型２０３とで一つの金型が構成されることとなる。
成形型１４１は、成形型本体１４１Ａと、圧縮用入子ブロック１４１Ｂとを備える。
成形型本体１４１Ａは、台１４２側の面に凹部１４１Ａ１が形成されており、この凹部１４１Ａ１に圧縮用入子ブロック１４１Ｂが挿入されている。【００７６】
圧縮用入子ブロック１４１Ｂは、成形型２０３の凹部に対応した平面矩形形状であり、台１４２側の面１４１Ａ２に複数の溝が形成されている。溝の形状は任意であり、平行に直線状の溝が配置されていてもよく、直交するようなものであってもよい。
この圧縮用入子ブロック１４１Ｂを、成形型本体１４１Ａの凹部１４１Ａ１に挿入すると、圧縮用入子ブロック１４１Ｂの前記溝が形成された面が成形型本体１４１Ａの面１４１Ａ２から台１４２側に向かって突出する。すなわち、圧縮用入子ブロック１４１Ｂの厚さ寸法は、成形型本体１４１Ａの凹部１４１Ａ１の深さ寸法よりも大きくなっている。
この圧縮用入子ブロック１４１Ｂは、図８Ｄに示すように、成形型本体１４１Ａの凹部１４１Ａ１から取り外し可能となっている。
この圧縮用入子ブロック１４１Ｂの複数の溝は、成形型２０３内に充填された熱可塑性樹脂組成物１６を圧縮賦形した際に、熱可塑性樹脂組成物１６に転写される。
さらに、圧縮装置２１４は図示しないヒータを備えており、このヒータにより、圧縮賦形を開始した後、成形型２０３が熱可塑性樹脂組成物１６の熱可塑性樹脂の結晶化温度以下となるように調整される。例えば、圧縮賦形を開始した後、成形型２０３が２３０℃となるように調整される。【００７７】
冷却装置２１５は、図７及び図８Ｅ，図８Ｆに示すように、圧縮装置２１４で圧縮賦形された熱可塑性樹脂組成物１６を冷却し、固化してセパレーター５４として取り出す装置である。成形型２０３を、熱可塑性樹脂組成物１６の熱可塑性樹脂の結晶化温度以下、例えば１８０℃まで冷却する。
この冷却装置２１５は、可動型である成形型１５１と、台１５２とを有しており、成形型１５１及び台１５２で成形型２０３を挟持して、成形型２０３を冷却する。成形型１５１は、成形型本体１５１Ａと、前述した圧縮用入子ブロック１４１Ｂで構成されるものである。成形型本体１５１Ａの台１５２側の面１５１Ａ２には、前述した圧縮用入子ブロック１４１Ｂを挿入するための凹部１５１Ａ１が形成されている。【００７８】
圧縮用入子ブロック１４１Ｂをこの凹部１５１Ａ１に挿入すると、圧縮用入子ブロック１４１Ｂの前記溝が形成された面は、成形型本体１５１Ａの面１５１Ａ２から台１５２側に向かって突出する。すなわち、圧縮用入子ブロック１４１Ｂの厚さ寸法は、成形型本体１５１Ａの凹部１５１Ａ１の深さ寸法よりも大きくなっている。
また、成形型本体１５１Ａの凹部１５１Ａ１は平面略矩形形状であり、圧縮用入子ブロック１４１Ｂの平面形状よりも大きな平面形状となっている。例えば、図８Ｅの凹部１５１Ａ１の幅寸法Ｔは、圧縮用入子ブロック１４１Ｂの幅Ｈよりも大きくなっている。
この成形型１５１と、成形型２０３とで一つの金型が構成されることとなる。
なお、冷却装置２１５で成形型２０３内の熱可塑性樹脂組成物１６を冷却した後、セパレーター５４を取り出す際には、図８Ｆに示すように、成形型本体１５１Ａと、圧縮用入子ブロック１４１Ｂとが一体的に可動し、成形型２０３から離間することとなる。【００７９】
搬送装置２１６は、加熱装置２１１、充填装置２１３、圧縮装置２１４、冷却装置２１５に成形型２０３を搬送するものである。搬送装置２１６の構造は、加熱装置２１１、充填装置２１３、圧縮装置２１４、冷却装置２１５に成形型２０３を搬送するものであれば任意であるが、例えば、成形型２０３が設置される可動テーブルと、この可動テーブルが可動するレールとを備えるものであってもよく、また、成形型２０３の側面を挟持して成形型２０３を搬送するような構造のものであってもよい。
この搬送装置２１６は、図７の矢印Ｙ方向に稼働し、加熱装置２１１、充填装置２１３、圧縮装置２１４、冷却装置２１５に成形型２０３を搬送する。【００８０】
このような製造装置２０１を用いて、セパレーター５４は以下のようにして製造される。
まず、図８Ａに示すように、成形型２０３を加熱装置２１１により加熱する（加熱工程）。
所定温度（例えば３００℃）まで、成形型２０３が加熱されたら、成形型２０３が、搬送装置２１６により、充填装置２１３の受け渡し装置１３０の載置台１３０Ａまで搬送される。そして、成形型２０３は、受け渡し装置１３０の搬送部により、台１３４上に設置される。その後、図８Ｂに示すように、押出し装置１３１から溶融状態の熱可塑性樹脂組成物１６が成形型２０３のキャビティ空間２３１内に充填される（充填工程）。
このとき、成形型２０３の温度は、原料である熱可塑性樹脂組成物１６の溶融温度以上（例えば３００℃）となっている。
熱可塑性樹脂組成物１６を成形型２０３のキャビティ空間２３１内に充填する際には、移動装置１３２を稼働し、ピストン１３２Ｂをシリンダ本体１３２Ａ内で摺動させ、成形型２０３のキャビティ空間２３１をゲート１３３Ａに対して移動させる。
なお、充填を行なっている間に他の成形型２０３は、加熱装置２１１に設置され加熱される。【００８１】
次に、熱可塑性樹脂組成物１６が充填された成形型２０３を受け渡し装置１３０の搬送部が搬送し、再度、受け渡し装置１３０の載置台１３０Ａに載置される。
その後、搬送装置２１６により、成形型２０３は、圧縮装置２１４まで搬送される。
図８Ｃに示すように、圧縮装置２１４では、成形型２０３を台１４２上に設置し、成形型本体１４１Ａと、圧縮用入子ブロック１４１Ｂとを一体化させた状態で、成形型１４１を下降させて、成形型２０３のキャビティ空間２３１内の熱可塑性樹脂組成物１６を圧縮賦形する（圧縮賦形工程）。そして、成形型２０３は、圧縮賦形を開始した後、熱可塑性樹脂組成物１６に含まれる熱可塑性樹脂の結晶化温度以下となるように調整される。例えば、２３０℃となるように調整される。
ここで、成形型２０３が熱可塑性樹脂組成物１６に含まれる熱可塑性樹脂の結晶化温度以下に達する前に、圧縮賦形を開始することで、熱可塑性樹脂組成物１６が溶融状態にある間に、圧縮用入子ブロック１４１Ｂを熱可塑性樹脂組成物１６に押し当てることができ、圧縮用入子ブロック１４１Ｂの溝内に溶融した熱可塑性樹脂組成物１６を流入させることが可能となる。圧縮装置２１４では、このように、圧縮用入子ブロック１４１Ｂの溝内に熱可塑性樹脂組成物１６が流入した状態で、成形型２０３を結晶化温度以下に保つことができる。
なお、圧縮装置２１４で圧縮賦形工程を実施している間に、加熱装置２１１での他の成形型２０３の加熱が終了した場合には、搬送装置２１６により、他の成形型２０３を充填装置２１３まで搬送し、充填工程を実施する。【００８２】
圧縮賦形工程が終了したら、成形型１４１のうち、成形型本体１４１Ａを上昇させ、成形型２０３から離間する。このとき、図８Ｄに示すように、成形型本体１４１Ａと、圧縮用入子ブロック１４１Ｂとは分離され、圧縮用入子ブロック１４１Ｂは、成形型２０３の熱可塑性樹脂組成物１６上に残る。
次に、搬送装置２１６により、成形型２０３及びこの成形型２０３上の圧縮用入子ブロック１４１Ｂを冷却装置２１５まで搬送する。冷却装置２１５では、成形型２０３及び圧縮用入子ブロック１４１Ｂは、台１５２上に設置される。そして、成形型本体１５１Ａが台１５２に向かって下降し、図８Ｅに示すように、成形型本体１５１Ａの凹部１５１Ａ１に圧縮用入子ブロック１４１Ｂが挿入されることとなる。これにより、成形型２０３が冷却され、成形型２０３内の熱可塑性樹脂組成物１６が固化することとなる（冷却工程）。そして、セパレーター５４の製造が完成する。
セパレーター５４を取り出す際には、図８Ｆに示すように、成形型本体１５１Ａと、圧縮用入子ブロック１４１Ｂとが一体的に上昇し、成形型２０３から離間する。これにより、成形型２０３からセパレーター５４を取り出すことができる。
なお、セパレーター５４が取り出された成形型２０３は、再び加熱装置２１１まで搬送され、加熱されることとなる。【００８３】
従って、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）充填工程において、ゲート１３３Ａに対して、キャビティ空間２３１を移動させて熱可塑性樹脂組成物１６を充填するので、流動性が悪い熱可塑性樹脂組成物１６を使用しても、熱可塑性樹脂組成物１６をキャビティ空間２３１内に均一に広げることが可能となる。例えば、セパレーター５４の熱可塑性樹脂組成物１６のように多量の導電性を有する熱伝導性フィラーを含有するような流動性が悪い熱可塑性樹脂組成物１６を使用しても、熱可塑性樹脂組成物１６をキャビティ空間２３１内に均一に広げることが可能となる。これにより、セパレーター５４の肉厚の均一性を確保することができる。【００８４】
（２）充填工程において、ゲート１３３Ａに対して、キャビティ空間２３１を移動させて熱可塑性樹脂組成物１６を充填するので、熱可塑性樹脂組成物１６の見かけの流動長が短くなり、高い充填圧力で、充填する必要がない。そのため、燃料電池用セパレーター５４を成形する場合にあっては、電気抵抗の増加をもたらすスキン層の形成を抑制することが可能となる。【００８５】
（３）また、充填工程において、キャビティ空間２３１を移動させて熱可塑性樹脂組成物１６を充填することで、セパレーター５４の肉厚の均一性を確保することができるので、従来のように金型の急速加熱冷却を必要とせず、成形サイクルを大幅に短縮することができる。
さらに、充填工程において、キャビティ空間２３１を移動させて熱可塑性樹脂組成物１６を充填しているため、ウェルドの発生を防止することができ、セパレーター５４の強度の向上を図ることができる。【００８６】
（４）本実施形態では、加熱装置２１１と、充填装置２１３と、圧縮装置２１４と、冷却装置２１５と、成形型２０３を前記各装置２１１，２１３，２１４，２１５に対し搬送する搬送装置２１６とを備え、加熱装置２１１、充填装置２１３、圧縮装置２１４、冷却装置２１５が略同一円上に配置された製造装置２０１を使用して成形品を製造している。
加熱装置２１１で成形型２０３を加熱した後、搬送装置２１６により成形型２０３を充填装置２１３に搬送できるため、充填装置２１３で充填している間に、次の成形型２０３を加熱装置２１１で加熱することができる。これにより、次々と、セパレーター５４を製造することができるため、セパレーター５４の生産効率を向上させることができる。【００８７】
（５）さらに、本実施形態の製造装置２０１は、加熱装置２１１と、充填装置２１３と、圧縮装置２１４と、冷却装置２１５とが略同一円上に配置されたものであるため、前記各装置２１１〜２１５を直線状に配置したものに比べ、場所を取らない。【００８８】
（６）充填工程では、成形型２０３の温度を熱可塑性樹脂の融点以上の温度としているので、充填工程でキャビティ空間２３１に充填される熱可塑性樹脂組成物１６の熱可塑性樹脂の流動性を向上させることができる。これにより、熱可塑性樹脂組成物１６をキャビティ空間内により均一に広げることができる。
また、圧縮賦形工程で、成形型２０３が熱可塑性樹脂の結晶化温度以下に達する前に、圧縮賦形を開始しているため、熱可塑性樹脂組成物１６の熱可塑性樹脂が溶融状態にある間に、圧縮用入子ブロック１４１Ｂを熱可塑性樹脂組成物１６に押し当てることができ、圧縮用入子ブロック１４１Ｂの溝内に溶融した熱可塑性樹脂組成物１６を流入させることが可能となる。そして、圧縮装置２１４では、このように、圧縮用入子ブロック１４１Ｂの溝内に熱可塑性樹脂組成物１６が流入した状態で、成形型２０３を結晶化温度以下としているため、キャビティ空間２３１内の熱可塑性樹脂組成物１６に対し、圧縮用入子ブロック１４１Ｂに形成された溝を確実に転写させることができる。【００８９】
（７）さらに、本実施形態では、成形型２０３を製造装置２０１の各装置２１１，２１３，２１４，２１５に対して搬送している。
従って、圧縮装置２１４が溝の形状が異なる複数の圧縮用入子ブロック１４１Ｂを備える場合、圧縮用入子ブロック１４１Ｂを交換することで、溝の形状が異なる成形品を製造することが可能となる。すなわち、ひとつの生産ラインのなかで複数種類の成形品を製造することができるのである。
（８）また、本実施形態では、冷却装置２１５の成形型本体１５１Ａの凹部１５１Ａ１の平面形状を圧縮用入子ブロック１４１Ｂの平面形状よりも大きなものとしている。このように成形型本体１５１Ａの凹部１５１Ａ１を圧縮用入子ブロック１４１Ｂの平面形状よりも大きくすることで、成形型本体１５１Ａを圧縮用入子ブロック１４１Ｂに対して下降し、凹部１５１Ａ１内に圧縮用入子ブロック１４１Ｂを挿入する際に、圧縮用入子ブロック１４１Ｂに水平方向の負荷（せん断力）がかからないようにしている。
例えば、成形型本体１５１Ａの凹部１５１Ａ１に圧縮用入子ブロック１４１Ｂを挿入する際に、圧縮用入子ブロック１４１Ｂに成形型本体１５１Ａの凹部１５１Ａ１があたり、圧縮用入子ブロック１４１Ｂの位置がずれてしまった場合には、圧縮用入子ブロック１４１Ｂの位置ずれにより、成形品の溝が破損する可能性がある。
本実施形態では、成形型本体１５１Ａの凹部１５１Ａ１を圧縮用入子ブロック１４１Ｂの平面形状よりも大きくしているため、成形型本体１５１Ａの凹部１５１Ａ１と圧縮用入子ブロック１４１Ｂとがぶつからないようにすることが可能となり、セパレーター５４の溝等の破損を防止することができる。【００９０】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、製造装置２０１は、加熱装置２１１、充填装置２１３、圧縮装置２１４、冷却装置２１５をそれぞれ一つずつ有するものであるとしたが、これに限らず、例えば、圧縮装置２１４や、冷却装置２１５を２機以上備えるものとしてもよい。
各工程にかかる時間を考慮して、各装置２１１，２１３，２１４，２１５の数を調整することが好ましい。例えば、圧縮装置２１４での圧縮時間が１０秒であり、冷却装置２１５での冷却時間が２０秒である場合には、図１０に示すように、冷却装置２１５の数を２つ設けることが好ましい。さらに、成形型２０３の加熱に時間を要する場合には、加熱装置２１１を複数設けてもよい。
このように、各工程にかかる時間を考慮して、各装置２１１，２１３，２１４，２１５の数を調整することで、よりスムーズに成形品を製造することが可能となり、成形品の量産化に対応したものとなる。【００９１】
また、各工程にかかる時間を考慮して、充填装置２１３の受け渡し装置１３０の載置台を複数設けてもよい。
さらに、前記実施形態では、搬送装置２１６により、金型の一部である成形型２０３を各装置２１１，２１３，２１４，２１５に搬送していたが、これに限らず、例えば、一対の成形型を含む金型全体を各装置に搬送してもよい。
すなわち、金型を構成する一対の成形型を搬送することとなる。このように金型全体を搬送する際には、一方の成形型の凹部と、他方の成形型に形成された凹部とでキャビティ空間が形成されるものとしてもよい。【００９２】
前記実施形態において、本発明が適用される燃料電池５０（固体高分子型燃料電池）及びセパレーター５４の形状（図５参照）は、あくまでも一例であり、これらの形状等はかかる内容に限定されず、任意の構成及び形状とすることができる。
その他、本発明の実施における具体的な構造及び形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
前記実施形態では、燃料電池用セパレーター５４に形成された複数の溝５５のサイズとして、例えば幅が約２ｍｍ、深さが０．５ｍｍ、長さ２００ｍｍ程度のものとしたが、この寸法に限定されるものではない。
成形品であるセパレーター５４に形成される溝５５としては、図１１に示すように、溝５５に挟まれた凸条５６の底部の幅Ｌ１が０〜１０mm、凸条５６の頂上の幅Ｌ２が０〜１０mm（ただし、Ｌ１≧Ｌ２）であり、凸条５６の高さＨが０．２ｍｍ以上、溝５５の幅Ｗが５ｍｍ以下、溝５５の間隔ピッチＰが１５ｍｍ以下であることが望ましい。
図１１では、凸条５６の縦切片断面形状を正方形としているが、長方形状、台形状、半円形状、三角形状、半円を一部切り欠いた形状など、どのような形状でも取ることができる。【００９３】
さらに、前記実施形態では、成形品として、燃料電池用セパレーター５４を例示したが、これに限らず、例えば、成形品として平面アンテナや、放熱板等を製造してもよい。
例えば、平面アンテナを成形する場合にあっては、導電性を有する熱伝導性フィラーとして、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸ネオジウム、酸化チタンなどの高誘電率のフィラー（高誘電率フィラー、高誘電性フィラー）を用いることができる。これらの高誘電率フィラーの形状も球状、粉末状が好ましく、例えば、平均粒径を０．１〜１０μｍとすることができる。
更にまた、放熱板を成形する場合にあっては、導電性を有する熱伝導性フィラーとして金粉、鉄粉、銅粉、ニッケル粉などの金属粉が適用できる。これらの平均粒径は、０．１〜１０μｍ程度とすればよいが、１〜２０μｍ程度のものを使用することが好ましい。
さらに、前記実施形態では、搬送装置２１６は、成形型２０３を矢印Ｙ方向に搬送するとしたが、これに限らず、例えば、搬送装置２１６を、回転駆動するターンテーブルを備えた構成としてもよい。ターンテーブル上に成形型２０３を配置し、ターンテーブルを回転駆動することで、円弧状に配置された各装置２１１，２１３，２１４，２１５に成形型２０３を搬送するものとしてもよい。
さらに、前記実施形態では、充填装置２１３は、受け渡し装置１３０を備えるものとしたが、この受け渡し装置１３０はなくてもよく、例えば、搬送装置２１６により、直接、台１３４上に設置するような構成としてもよい。
また、前記実施形態では、充填装置２１３は、押出し装置１３１を備えるものとしたが、これに限らず、射出成形装置を備えるものとしてもよい。
【実施例】
【００９４】
以下、実施例および比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例等に何ら制約されるものではない。
［実施例１］
（ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂組成物の製造）
下記（１）〜（４）に示す成分を配合し、スーパーフローターミキサー（振動・攪拌混合機）（（株）カワタ製）を用いて均一にドライブレンドした後、二軸混練押出機（ＴＥＭ３５Ｂ：東芝機械（株）製）を用い、溶融温度を３００〜３３０℃で溶融混練してペレット状に押し出して、熱可塑性樹脂組成物であるポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂組成物を製造した。【００９５】
（１）ポリ（パラ）フェニレンスルフィド樹脂（全体の１７質量％）
グレード  ：  ＬＲ０１Ｇ（ディーアイシー・イーピー（株）製）
溶融粘度  ：  １０Ｐａ・ｓｅｃ
（樹脂温度３００℃、せん断速度２０００ｓｅｃ−１における値）【００９６】
（２）黒鉛（導電性フィラー）（全体の７７質量％）
グレード  ：  天然黒鉛  ＣＧＣ−１００Ｈ（日本黒鉛工業（株）製）
平均粒子径（Ｄ５０％）  ：  １００μｍ
嵩密度    ：  ０．７ｇ／ｃｍ３（ＪＩＳ  Ｋ６８９１に準拠して測定）【００９７】
（３）炭素繊維（導電性フィラー）（全体の３質量％）
グレード  ：  ＰＡＮ系ミルドカーボンファイバー  ＨＴＡ−ＣＭＦ−０１６０Ｅ
（東邦テナックス（株）製）
繊維径    ：  ７μｍ
繊維長    ：  １６０μｍ【００９８】
（４）酸化ポリエチレンワックス（全体の３質量％）
グレード  ：  リコワックスＰＥＤ１９１（高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）酸化タイプ、クラリアントジャパン（株）製）
Ｍｗ（重量平均分子量）  ：  １２０００
酸化度    ：  １７ｍｇＫＯＨ／ｇ【００９９】
そして、この熱可塑性樹脂組成物（ＰＰＳ樹脂組成物。以下同）を、図１Ａ〜図１Ｃに示した射出圧縮成形ユニットを備えた射出圧縮成形機（ＡＺ−７０００：日精樹脂工業（株）製、型締力  ３５０トン）を用いて、下記の射出充填工程及び圧縮賦形工程に従い、本発明の射出圧縮成形方法を実施し、本発明の板状成形品（サイズ：縦２００ｍｍ×横３００ｍｍ×厚み１．５ｍｍ）を得た。【０１００】
（成形条件）
キャビティ形状：縦２００ｍｍ×横３００ｍｍ×厚み１．５ｍｍ
ゲート形状：２００ｍｍ×２ｍｍ（フィルムゲート）
シリンダ温度：３２０℃
金型温度：２００℃【０１０１】
（射出充填工程）
図１Ａ〜図１Ｃに示す射出圧縮ユニットにおいて、溶融状態の熱可塑性樹脂組成物を、板状成形品の肉厚が２．０ｍｍとなるようにして、金型のキャビティ空間内に射出充填した。なお、射出充填工程における型締力は５０トンと低圧状態として、熱可塑性樹脂組成物の充填開始から１秒後に、キャビティ空間の移動を開始し、キャビティ空間の移動が完了すると同時に、熱可塑性樹脂組成物の充填を完了するようにした。【０１０２】
（圧縮賦形工程）
前記した射出充填工程により溶融状態の熱可塑性樹脂組成物が金型内に充填されたら、充填終了と同時に、図１Ｃに示すように、型締力を３５０トンと高圧状態にして、圧縮ブロックを進行させて、圧縮速度を２ｍｍ／秒、圧縮時の樹脂圧力を５８ＭＰａとして、金型のキャビティ空間内の熱可塑性樹脂組成物を圧縮賦形するようにした。【０１０３】
そして、圧縮賦形工程の後、金型を２００℃で６０秒程度で冷却して、金型内の熱可塑性樹脂組成物を冷却固化させ、当該組成物が固化したら、金型から取り出することにより、本発明の板状成形品を得た。【０１０４】
［比較例１］
実施例１において、キャビティ空間の位置を移動させずに固定した以外は、前記した実施例１に準じて射出圧縮成形を行い、板状成形品を成形した。なお、シリンダ温度は３２０℃、金型温度は２００℃とした。また、初期肉厚は２．０ｍｍ、充填時間は１．５秒、充填圧力は最大値で２６０ＭＰａ設定とし、スクリュ位置が保圧切換え位置に到達するのと同時に圧縮を開始するようにし、ゲートはサイドゲートとした。【０１０５】
［比較例２］
比較例１において、圧縮賦形工程を行わず、射出充填冷却する射出成形法により板状成形品を得た、なお、シリンダ温度は３２０℃、金型温度は２００℃とした。また、充填圧力は最大値で２６０ＭＰａ設定として、ゲートはサイドゲートとした。【０１０６】
［試験１］
実施例１、比較例１及び比較例２で得られた板状成形品に対して、下記の方法により体積抵抗率及び肉厚分布を測定した。結果を表１及び表２に示す。【０１０７】
（体積抵抗率）
サイドゲート直下部、中央部及び末端部（サイドゲートから一番離れた部分）の位置の３つの測定箇所についてそれぞれ５０ｍｍ角で切り出しサンプルとして、このサンプルを市販の抵抗率計（ロレスターＧＰ／ＡＳＰプローブ（三菱化学（株）製）を用いて）、ＪＩＳ  Ｋ７１９４に準拠し、四深針法に従い、体積抵抗率を測定した。結果を表１に示す。
なお、実施例１については、キャビティ空間を移動させているため、サイドゲートを使用していないが、板状成形品について比較例１等と同様な位置についてサンプル取りして測定した。【０１０８】
（肉厚分布）
前記体積抵抗率測定に用いた５０ｍｍ角サンプル（各例について３つ）に対して、１サンプルの任意の３箇所、合計９箇所について、市販のマイクロメーター（１／１００ｍｍ）を用いて肉厚を測定して、最大値、最小値及び偏差（最大値−最小値）を確認した。結果を表２に示す。【０１０９】
（結果：体積抵抗率）
【表１】
0004590414.tif 000002
【０１１０】
（結果：肉厚分布）
【表２】
0004590414.tif 000003
【０１１１】
表１及び表２の結果から分かるように、本発明の射出圧縮成形方法を用いて得られた実施例１の板状成形品は、前記３箇所における体積抵抗率は全て等しく、かつその値も３０ｍΩ・ｃｍと低いものであった。また、成形品の肉厚は、設定値に対する最大値、最小値の差、及びそれらの偏差も小さく、肉厚分布が良好であった。
従って、実施例１の板状成形品は、肉厚分布が良好であり、また、導電性フィラーが均一に分散されて密度勾配がほとんどなく、かつ、高い導電性を示すものであることが確認できた。【０１１２】
一方、従来の射出圧縮成形方法を用いて得られた比較例１の板状成形品は、ゲート直下及び中央部の体積抵抗率が末端部より大きく、体積抵抗率が成形品内で均一ではなかった。また、その値も４０〜４５ｍΩ・ｃｍと実施例１の板状成形品の結果より高く、導電性に劣るものであった。また、肉厚分布も偏差が大きく、実施例１に比べると悪かった。
また、従来の射出成形方法を用いて得られた比較例２の板状成形品は、ゲートの末端部が未充填であり、良好な成形品が得られなかったとともに、その体積抵抗率も８０ｍΩ・ｃｍと高く、導電性が悪いとともに、肉厚分布も実施例１や比較例１と比べても大きく劣っていた。【０１１３】
［試験２］
実施例１に示した射出圧縮成形方法において、キャビティ空間の移動方向に対するゲートの角度を４５°（実施例２）、９０°（移動方向に対して垂直：実施例３）、及び１３５°（実施例４）として板状成形品を射出圧縮成形したところ、実施例２については、キャビティ空間に対する充填が、ウェルドの形成がなく良好に実施することができ、得られた板状成形品も表面に微細なウェルド面は確認できなかった。
このように、キャビティ空間の移動方向に対するゲートの角度を４５°と鋭角にすることにより、キャビティ空間に充填される樹脂の樹脂充填圧力を下げられるため、微細なウェルドの発生を防止することができることが確認できた。【０１１４】
一方、実施例３については、充填においてウェルドの発生が認められ、得られた板状成形品も表面に微細なウェルド面が表れていた。実施例４は、ウェルドの発生が実施例３と比較して顕著だった。【０１１５】
［試験３］
本発明の成形方法によれば、低温金型（ＰＰＳの通常金型温度：１２０〜１５０℃）でも溝転写が良好である。この特徴を確認するために、以下のような試験を行った。
（実施例５）次の条件で成形を行った。
材料          ：ＰＰＳ＋導電性フィラー（８２．５ｗｔ％）
シリンダー温度：３６０℃
金型温度      ：１４０℃
充填圧力(実効)：２２０ＭＰａ
射出速度      ：４０ｍｍ／ｓｅｃ
圧縮力        ：３５０ｔｏｎ
成形方法      ：第1実施形態に基づく【０１１６】
（比較例３）次の条件で成形を行った。
充填圧力(実効)：２６０ＭＰａ（射出成形機の最大出力）
金型温度      ：１４０℃
成形方法      ：従来方式
その他は実施例５と同条件
（比較例４）次の条件で成形を行った。
充填圧力(実効)：２６０ＭＰａ（射出成形機の最大出力）
金型温度      ：２３０℃
成形方法      ：従来方式
その他は実施例５と同条件【０１１７】
（溝転写率の検査）
溝転写率（％）＝（溝部の全面積−溝欠け部の面積）／溝部の全面積
溝欠け部は、目視にて特定できる明確な欠け部とした。
未充填の場合は、未充填成形品での溝部の面積を溝部の全面積とした。
溝の欠けは、流動方向に対して直交する溝において顕著に発生した。【０１１８】
（検査結果）
実施例５では、完全充填が得られ、溝の転写率は１００％であった。
比較例３では、充填圧力を高めたにも拘らず未充填状態が発生し、溝の転写率は３０％であった。
比較例４では、金型温度を高めることで完全充填が得られたが、溝の転写率は８０％であった。
従って、本発明によれば溝の転写性も高めることができる。そして、従来方式のように金型を高温（ＰＰＳの融点付近：２８０℃）にしなくても十分な転写性が得られ、成形サイクルを短縮することも可能となる。【０１１９】
［試験４］
試験２において、本発明の成形方法では、ゲート角度を鋭角にすることでウェルド発生を防止できることを確認した。更に、ゲート角度が溝の転写性に及ぼす影響を確認するために、以下のような試験を行った。
（実施例６）次の条件で成形を行った。
材料          ：ＰＰＳ＋導電性フィラー（８２．５ｗｔ％）
シリンダー温度：３４０℃
金型温度      ：１４０℃
成形方法      ：ゲート角度４５°（鋭角）、
キャビティ空間を図６Ａ〜図６Ｃに準じ左から右へ移動
その他は実施例５と同条件
（実施例７）次の条件で成形を行った。
成形方法      ：ゲート角度＝鈍角、
キャビティ空間を図６とは逆に右から左へ移動
その他は実施例６と同条件【０１２０】
（検査結果）
実施例６では、完全充填が得られ、溝の転写率は１００％であった。
実施例７では、溝転写率は２０％に留まり、溝の欠けが顕著であった。
従って、本発明においてゲート角度を鋭角にすることで溝の転写性も高めることができることが解る。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明の射出圧縮成形方法は、導電性フィラー等の熱伝導性フィラーを高い割合で含有した熱可塑性樹脂組成物を射出圧縮成形できるので、例えば、燃料電池用セパレーターや平面アンテナ等の成形品の製造に利用することができる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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