(57)【要約】【課題】成形品の製造品質の向上を図ることが可能なカーボンセパレータの成形方法及び成形装置を提供する。【解決手段】カーボン粉末と液体とを混合することで流動性を向上させた混合物を、金型１８，１９に形成されたキャビティ２０内に投入し、隅々まで充填する。流動性向上のために混合された液体を、金型１８，１９に設けられた微小穴２６，３４を介して排出する。【選択図】図２
2007207684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボン粉末と該カーボン粉末の流動性を向上させる液体との混合物を成形材料として金型に投入し、該金型に設けられた微小穴を介して前記液体を排出させる工程を備えるカーボンセパレータの成形方法。
【請求項２】
前記カーボン粉末には熱硬化性樹脂材料が塗布されており、
前記金型の温度を、前記液体で前記熱硬化性樹脂材料の熱が奪われている状態では前記熱硬化性樹脂材料が固化しない温度に設定する請求項１記載のカーボンセパレータの成形方法。
【請求項３】
前記カーボン粉末には熱可塑性樹脂材料が塗布されており、
前記金型の温度を、前記混合物の前記金型への投入時は前記熱可塑性樹脂材料の溶融温度域に設定し、前記液体の前記微小穴を介しての排出後に前記熱可塑性樹脂材料の固化温度域に変化させる請求項１記載のカーボンセパレータの成形方法。
【請求項４】
カーボン粉末と該カーボン粉末の流動性を向上させる液体との混合物が成形材料として投入される金型に、前記液体を排出させる微小穴を備えるカーボンセパレータの成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば固体高分子型燃料電池用のカーボンセパレータの成形方法及び成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、固体高分子型の単電池である燃料電池セルは、電解質膜及びその両面に配置した一対の電極からなるＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly）と、ＭＥＡを挟持する一対のセパレータとで構成され、全体として積層形態とされる。この種の燃料電池セルを構成するセパレータとしてカーボンを主体とするカーボンセパレータを用いることがある。
【０００３】
このカーボンセパレータを製造する方法として、カーボンと熱硬化性樹脂とを混練した混練物を下型に投入し、上型と下型とで熱硬化性樹脂が溶融する温度まで混合物を加熱してから圧縮し、その後、熱硬化性樹脂が硬化する温度まで加熱して硬化させる方法がある。
【０００４】
そして、ポーラスな材質の上型及び下型から吸引装置を用いて、熱硬化性樹脂が溶融する際に発生した気泡と上型及び下型の近傍の混合物とを金型外に排出させることにより、気泡残りの少ないカーボンセパレータを製造することが考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、カーボンセパレータを製造する他の方法として、バインダ樹脂とカーボン粒子との混合物の余剰分を流し込むオーバーフロー空間を金型に形成する方法もある（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
さらに、カーボンセパレータを製造するさらに他の方法として、粒径大のカーボン粉末と、表面に樹脂膜を備えた粒径小のカーボン粉末とで構成されるセパレータ混合材料を用いることで、導電性の悪化及び強度低下を防止する方法もある（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００５−２２８６６８号公報
【特許文献２】特開２００４−７１３３４号公報
【特許文献３】特開２００５−１７４８２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
射出成形法を用いてカーボンセパレータを製造する場合、カーボン粉末と樹脂とを前もって混合したペレットを成形機内で加熱溶融し、このように溶融された成形材料を油圧等によるスクリューの押し出しで金型のキャビティ内に射出することになる。また、圧縮成形法を用いてカーボンセパレータを製造する場合、下型にカーボン粉末と樹脂とからなる粉末状の成形材料をホッパーで量的調整を行いつつ供給し、上型と下型とで成形材料を圧縮する。
【０００８】
上記した射出成形法でカーボンセパレータを製造する場合、成形材料におけるカーボンの配合量が多いため、通常の樹脂を主体とした成形材料よりも粘度が高くなって流動性が悪く、成形材料が金型のキャビティ内の隅々まで充填される前に固化してしまい、目的とした成形形状を得ることができない可能性があった。
【０００９】
また、上記した圧縮成形法でカーボンセパレータを製造する場合でも、下型に固形粉末からなる成形材料を供給する際に上型の拘束がないため金型形状に合わせた材料投入が困難であり、そのため、上型による加圧時に固形粉末の成形材料が上型に沿って動こうとするが、液体と異なって動きに限界があり、成形後に部位によって密度差が発生する可能性があった。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、製造品質の向上を図ることが可能なカーボンセパレータの成形方法及び成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明のカーボンセパレータの成形方法は、カーボン粉末と該カーボン粉末の流動性を向上させる液体との混合物を成形材料として金型に投入し、該金型に設けられた微小穴を介して前記液体を排出させる工程を備える。
【００１２】
このカーボンセパレータの成形方法によれば、成形材料をカーボン粉末と液体との混合物とすることで、成形材料の流動性を向上させることができる。よって、この成形材料を、例えば射出成形時に金型に形成されたキャビティ内に投入すると、隅々まで充填することができて目的とした成形形状のカーボンセパレータを得ることができ、また圧縮成形時に金型内に投入すると、圧縮時に上型の形状に沿った移動が容易にできて密度が均質なカーボンセパレータを得ることができる。
【００１３】
そして、流動性向上のために混合された液体は金型に設けられた微小穴から排出される。したがって、製造品質の向上を図ることが可能となる。
【００１４】
また、前記カーボン粉末に熱硬化性樹脂材料が塗布されている場合、前記金型の温度を、前記液体で前記熱硬化性樹脂材料の熱が奪われている状態では前記熱硬化性樹脂材料が固化しない温度に設定するのが好ましい。
【００１５】
これにより、液体で熱硬化性樹脂材料の熱が奪われている状態、つまり液体が存在する状態ではカーボン粉末に塗布された熱硬化性樹脂材料の固化が抑制されるため、混合物が良好に流動することになる。
【００１６】
また、前記カーボン粉末には熱可塑性樹脂材料が塗布されており、前記金型の温度を、前記混合物の前記金型への投入時は前記熱可塑性樹脂材料の溶融温度域に設定し、前記液体の前記微小穴を介しての排出後に前記熱可塑性樹脂材料の固化温度域に変化させるのが好ましい。
【００１７】
これにより、混合物の投入時は金型が熱可塑性樹脂材料の溶融温度域に設定されており、混合物のカーボン粉末に塗布された熱硬化性樹脂材料の固化が抑制されるため、混合物が良好に流動することになる。
【００１８】
また、本発明のカーボンセパレータの成形装置は、カーボン粉末と該カーボン粉末の流動性を向上させる液体との混合物が成形材料として投入される金型に、前記液体を排出させる微小穴を備えている。
【００１９】
この構成によれば、流動性向上のために成形材料に混合された液体は、成形時に金型に設けられた微小穴から排出される。よって、この成形材料を、例えば射出成形時に金型に形成されたキャビティ内に投入すると、隅々まで充填することができて目的とした成形形状のカーボンセパレータを得ることができ、また圧縮成形時に金型に投入すると、圧縮時に上型の形状に沿った移動が容易にできて密度が均質なカーボンセパレータを得ることができる。したがって、製造品質の向上を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のカーボンセパレータの成形方法及び成形装置によれば、製造品質の向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係るカーボンセパレータの成形方法及び成形装置の第１実施形態について図１〜図５を参照して説明する。
【００２２】
固体高分子型の単電池である燃料電池セルは、電解質膜及びその両面に配置した一対の電極からなるＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly）と、ＭＥＡを挟持する一対のセパレータとで構成され、全体として積層形態とされる。図１は、燃料電池セルを構成するセパレータであって、カーボンを主体とするカーボンセパレータ１を示す斜視図である。
【００２３】
このカーボンセパレータ１は、その表裏各面に複数の凸部２及び凹部３が形成され、これら複数の凸部２及び凹部３は、それぞれ一方向に延在されている。そして、このカーボンセパレータ１には、その表面にＭＥＡを挟持した電極板が配設され、凹部３が、セパレータ１の一端側に形成されたマニホールド４と連通され、酸化ガスまたは水素ガスが流されるガス流路とされる。
【００２４】
また、このカーボンセパレータ１は、隣接する他の燃料電池セルを構成するカーボンセパレータ１と積層されて一体化され、互いのカーボンセパレータ１の凸部２の裏面側の凹部３によって囲われた部分が、冷却水が通される冷却流路とされる。
【００２５】
次に、上記カーボンセパレータ１を成形する成形装置である射出成形機について説明する。図２は、射出成形機１１を説明する概略断面図である。
【００２６】
射出成形機１１は、射出シリンダ１３及びこの射出シリンダ１３内で回転及びスライドするスクリュウ１４を有しており、射出シリンダ１３内でスクリュウ１４が回転することで成形材料１５を計量しつつ射出シリンダ１３及びスクリュウ１４の先端の空間に送り、スクリュウ１４がスライドすることでこの空間内の成形材料１５を射出シリンダ１３の先端の射出口１６から射出する。
【００２７】
また、射出成形機１１は、固定金型（金型）１８及びこの固定金型１８に対して近接離間方向へ移動可能な可動金型（金型）１９を備えており、これら固定金型１８と可動金型１９との間に、成形空間であるキャビティ２０が形成される。
【００２８】
これら固定金型１８及び可動金型１９は、それぞれカーボンセパレータ１を成形する成形面２１，２２を有している。なお、成形面２１，２２は、カーボンセパレータ１の形状に合わせて適宜凹凸等が形成されることになるが、図２では図示の便宜上平坦面としている（後述する図４も同様）。
【００２９】
固定金型１８は、その成形面２１の中央部に、背面２３側に設けられた上記射出シリンダ１３から成形材料１５が射出される射出ゲート２４が背面２３側から貫通して形成されており、この射出ゲート２４は成形面２１側が背面２３側よりも大径の先太テーパ形状をなしている。また、成形面２１の周囲には、成形面２１よりも一段背面２３側に段差状をなす段差部２５が形成されている。
【００３０】
そして、固定金型１８には、成形面２１から背面２３側に貫通する微小穴２６が多数形成されており、固定金型１８の背面２３側には、各微小穴２６に通じる排出通路２７が形成されている。この排出通路２７は、吸引装置２８を介して回収タンク２９に接続されている。
【００３１】
可動金型１９の成形面２２の周囲には、成形面２２よりも突出する枠状の突出部３２が形成されており、また、成形面２２には、図示は略すがマニホールド形成部等が設けられている。そして、可動金型１９にも、成形面２２から背面３３側に延出する微小穴３４が多数形成されており、可動金型１９の背面３３側には、各微小穴３４に通じる排出通路３５が形成されている。この排出通路３５も、上記吸引装置２８を介して回収タンク２９に接続されている。
【００３２】
次に、上記射出成形機１１によって成形材料１５からカーボンセパレータ１を成形する成形方法について説明する。
【００３３】
ここでは、成形材料１５として、図３に示すように、粒状固体からなるカーボン粉末４０（粒径：数ｎｍ〜数百μｍ）の表面に予め熱硬化性樹脂材料からなる成形用樹脂材料を塗布しコーティング層４１を形成してカーボン樹脂材料４２とし、このカーボン樹脂材料４２に、さらに流動性及び浸透性の良好な液体を混合した混合物を準備する。なお、混合する液体としては、水、アルコール、フロリナート等の温度によって気体・液体に安定して変化する材料を用いるのが好ましい。
【００３４】
図２に示すように、まず、可動金型１９を固定金型１８側へ所定位置まで移動させ、可動金型１９と固定金型１８との間の成形材料１５の充填空間であるキャビティ２０を閉鎖し、射出シリンダ１３内でスクリュウ１４を前進させることで射出ゲート２４からキャビティ２０内へ成形材料１５を充填する。すると、図４に示すように、カーボン樹脂材料４２と液体とを混合した混合物からなる成形材料１５が、流動性及び浸透性に富み、よって、キャビティ２０内に隅々まで均一に充填されることになる。
【００３５】
ここで、成形材料１５のうち、カーボン樹脂材料４２に流動性及び浸透性向上のために混合された液体のみが、射出成形時に、固定金型１８に設けられた多数の微小穴２６及び可動金型１９に設けられた多数の微小穴３４から排出通路２７，３５を介して回収タンク２９に回収される一方、カーボン樹脂材料４２は微小穴２６，３４から排出されることはない。その結果、基本的には、図５に示すようにカーボン樹脂材料４２のみがキャビティ２０内で隅々まで均一に充填された状態となり、適正なカーボン量が得られる。
【００３６】
つまり、固定金型１８に設けられた微小穴２６及び可動金型１９に設けられた微小穴３４は、いずれも流動性及び浸透性向上のために混合された液体のみを通過可能で、カーボン樹脂材料４２については通過不可な大きさに設定されており、さらにはカーボン粉末４０についても通過不可な大きさに設定されている。なお、排出通路２７，３５を介して吸引装置２８で吸引を行うことで液体の排出を短時間で行うことができる。
【００３７】
また、上記した成形材料１５中のカーボン樹脂材料４２が熱硬化性樹脂材料のコーティング層４１を有しているため、固定金型１８及び可動金型１９の温度は、成形材料１５中の液体で熱硬化性樹脂材料からなるコーティング層４１の熱が奪われている状態、つまり液体が液体の状態でコーティング層４１の熱を奪ったり、液体が気化することでコーティング層４１の熱を奪ったりする状態では、熱硬化性樹脂材料からなるコーティング層４１が固化しない温度に設定されている。
【００３８】
これにより、成形材料１５は、熱硬化性樹脂材料を含んでいても良好に流動することになり、液体のキャビティ２０からの微小穴２６，３４を介しての排出後に、カーボン樹脂材料４２からなる成形材料１５の温度が固定金型１８及び可動金型１９の熱で上昇して硬化する。なお、必要により、例えば液体のキャビティ２０からの排出後に固定金型１８及び可動金型１９を型締めして成形材料１５を圧縮する。
【００３９】
このようにして、目的とした成形形状で均質なカーボンセパレータ１が成形される。ここで、ポーラスなカーボンセパレータ１を成形する場合には、この圧縮を行わなくても良い。つまり、射出成形と圧縮成形との組み合わせ、及び射出成形のみのいずれでも良い。
【００４０】
その後、キャビティ２０内の成形材料１５が冷却・固化したら、可動金型１９を固定金型１８から離間させて型開し、成形されたカーボンセパレータ１を可動金型１９から離型させて取り出す。
【００４１】
なお、所定の流動性及び浸透性を満足するのであれば、上記した液体として、コーティング層４１を形成するものと同じ熱硬化性樹脂材料からなる液体を用いることも可能である。この場合は、カーボン粉末４０に熱硬化性樹脂材料からなるコーティング層４１を予め形成しなくても良い。
【００４２】
次に、本発明に係るカーボンセパレータの成形方法及び成形装置の第２実施形態について主に図６を参照して第１実施形態との相違部分を中心に説明する。
【００４３】
第２実施形態では、成形材料１５として、図６に示すように、カーボン粉末４０の表面に予め熱硬化性樹脂材料ではなく熱可塑性樹脂材料からなる成形用樹脂材料を塗布しコーティング層４５を形成してカーボン樹脂材料４６とし、このカーボン樹脂材料４６に、さらに第１実施形態と同様に流動性及び浸透性の良好な液体を混合した混合物を成形材料１５として準備する。
【００４４】
第１実施形態と同様、射出ゲート２４からキャビティ２０内へ成形材料１５を充填すると、カーボン樹脂材料４６と液体とを混合した混合物からなる成形材料１５が流動性及び浸透性に富み、よって、成形材料１５が、固定金型１８及び可動金型１９に形成されたキャビティ２０内に射出されると隅々まで均一に充填される一方、液体が、固定金型１８及び可動金型１９に設けられた多数の微小穴２６，３４から排出されることになる。その結果、カーボン樹脂材料４６のみがキャビティ２０内で隅々まで均一に充填された状態となる。
【００４５】
ここで、第２実施形態では、上記した成形材料１５中のカーボン樹脂材料４６が熱可塑性樹脂材料のコーティング層４５を有しており、固定金型１８及び可動金型１９の温度は、成形材料１５のキャビティ２０への投入時はコーティング層４５を形成する熱可塑性樹脂材料の溶融温度域に設定されている。これにより、微小穴２６，３４からは液体に加えてコーティング層４５を形成する熱可塑性樹脂材料も排出される。
【００４６】
そして、固定金型１８及び可動金型１９で成形材料１５を圧縮して、液体に加えて熱可塑性樹脂材料を固定金型１８及び可動金型１９に設けられた多数の微小穴２６，３４から適宜排出させて成形完了時のカーボン量を調整する。その後、固定金型１８及び可動金型１９の温度を熱可塑性樹脂材料の固化温度域に設定し変化させる。すると、カーボン樹脂材料４６からなる成形材料１５が硬化する。
【００４７】
このようにして、目的とした成形形状で均質なカーボンセパレータ１が成形される。ここでも、ポーラスなカーボンセパレータ１を成形する場合には、最後の圧縮は行わなくても良い。つまり、射出成形と圧縮成形との組み合わせ、及び射出成形のみのいずれでも良い。
【００４８】
なお、所定の流動性及び浸透性を満足するのであれば、上記した液体として、コーティング層４５を形成するものと同じ熱可塑性樹脂材料からなる液体を用いることも可能である。この場合は、カーボン粉末４０に熱可塑性樹脂材料からなるコーティング層４５を予め形成しなくても良い。
【００４９】
いずれにしても、流動性及び浸透性向上のために混合される液体の量は、カーボン粉末４０がキャビティ２０に充填されやすい割合（例えば、３０％以上）に設定する。
【００５０】
次に、本発明に係るカーボンセパレータの成形方法及び成形装置の第３実施形態について主に図７及び図８を参照して第１実施形態との相違部分を中心に説明する。
【００５１】
第３実施形態では、上記カーボンセパレータ１を成形する成形装置が圧縮成形機５１となっている。
【００５２】
圧縮成形機５１は、図７に示すように下型（金型）５２及びこの下型５２に対して近接離間する上下方向へ移動可能な上型（金型）５３を備えており、図８に示すようにこれら下型５２と上型５３とが合わせられると、その内側に成形空間であるキャビティ５４が形成される。
【００５３】
これら下型５２及び上型５３は、それぞれカーボンセパレータ１を成形する成形面５５，５６を有している。なお、成形面５５，５６も、カーボンセパレータ１の形状に合わせて適宜凹凸等が形成されることになるが、図７及び図８では図示の便宜上平坦面としている。
【００５４】
下型５２は、その成形面５５の周囲に、成形面５５よりも一段上側に段差状をなす枠状の突出部５８が形成されている。そして、下型５２には、成形面５５から下面５９側に貫通する微小穴６０が多数形成されており、下型５２の下面５９側には、各微小穴６０に通じる排出通路６１が形成されている。この排出通路６１は、吸引装置６２を介して回収タンク６３に接続されている。
【００５５】
上型５３の成形面５６には、図示略のマニホールド形成部等が設けられている。そして、上型５３にも、成形面５６から上面６６側に貫通する微小穴６７が多数形成されており、上型５３の上面６６側には、各微小穴６７に通じる排出通路６８が形成されている。この排出通路６８も、上記吸引装置６２を介して回収タンク６３に接続されている。
【００５６】
次に、上記圧縮成形機５１によって成形材料１５からカーボンセパレータ１を成形する成形方法について説明する。
【００５７】
ここでは、成形材料１５として、第１実施形態と同様、カーボン粉末４０の表面に予め熱硬化性樹脂材料からなる成形用樹脂材料を塗布しコーティング層４１を形成してカーボン樹脂材料４２とし、このカーボン樹脂材料４２に、さらに流動性及び浸透性の良好な液体を混合した混合物を用いる。
【００５８】
図７に示すように、まず、下型５２の成形面５５上に成形材料１５を投入する。そして、上型５３を下型５２の突出部５８の内側に嵌合させ、図８に示すように、上型５３及び下型５２で成形材料１５を圧縮する。すると、カーボン樹脂材料４２と液体とを混合した混合物からなる成形材料１５が流動性及び浸透性に富み、よって、成形材料１５が上型５３の形状に沿って良好に移動して、上型５３及び下型５２で形成されるキャビティ５４内の隅々まで充填される。
【００５９】
このときも、カーボン樹脂材料４２に流動性及び浸透性向上のために混合された液体が、下型５２に設けられた多数の微小穴６０及び上型５３に設けられた多数の微小穴６７から排出通路６１，６８を介して回収タンク６３に回収される一方、カーボン樹脂材料４２は微小穴６０，６７から排出されることはない。つまり、下型５２に設けられた微小穴６０及び上型５３に設けられた微小穴６７は、いずれも流動性及び浸透性向上のために混合された液体のみを通過可能で、カーボン樹脂材料４２については通過不可な大きさに設定されており、さらにはカーボン粉末４０についても通過不可な大きさに設定されている。
【００６０】
また、上記した成形材料１５中のカーボン樹脂材料４２が熱硬化性樹脂材料のコーティング層４１を有しているため、下型５２及び上型５３の温度は、成形材料１５中の液体で熱硬化性樹脂材料からなるコーティング層４１の熱が奪われている状態、つまり液体が液体の状態でコーティング層４１の熱を奪ったり、液体が気化することでコーティング層４１の熱を奪ったりする状態では、熱硬化性樹脂材料からなるコーティング層４１が固化しない温度に設定されている。
【００６１】
これにより、成形材料１５は、熱硬化性樹脂材料を含んでいても良好に流動することになり、液体の多数の微小穴６０，６７を介しての排出後に、カーボン樹脂材料４２からなる成形材料１５の温度が下型５２及び上型５３の熱で上昇して硬化する。このようにして、目的とした成形形状で、ウエルドのような材料欠陥の発生しにくい均質なカーボンセパレータ１が成形される。
【００６２】
その後、成形材料１５が冷却・固化したら、上型５３を下型５２から離間させて型開し、成形されたカーボンセパレータ１を下型５２から離型させて取り出す。
【００６３】
なお、所定の流動性及び浸透性を満足するのであれば、上記した液体として、コーティング層４１を形成するものと同じ熱硬化性樹脂材料からなる液体を用いることも可能である。この場合は、カーボン粉末４０に熱硬化性樹脂材料からなるコーティング層４１を予め形成しなくても良い。
【００６４】
次に、本発明に係るカーボンセパレータの成形方法及び成形装置の第４実施形態について第３実施形態との相違部分を中心に説明する。
【００６５】
第４実施形態では、第３実施形態に対し、第１実施形態に対する第２実施形態の変更と同様に、成形材料１５として、カーボン粉末４０の表面に予め熱硬化性樹脂材料ではなく熱可塑性樹脂材料からなる成形用樹脂材料を塗布しコーティング層４５を形成してカーボン樹脂材料４６とし、このカーボン樹脂材料４６に、さらに第１実施形態と同様に、流動性及び浸透性の良好な液体を混合した混合物を準備する。
【００６６】
第３実施形態と同様、下型５２内へ成形材料１５を充填しこれと上型５３とで圧縮すると、カーボン樹脂材料４６と液体とを混合した混合物からなる成形材料１５が流動性及び浸透性に富み、よって、成形材料１５が上型５３の形状に沿って良好に移動する一方、液体が、下型５２及び上型５３に設けられた多数の微小穴６０，６７から排出されることになり、その結果、カーボン樹脂材料４６のみが下型５２及び上型５３の間のキャビティ５４で隅々まで均一に充填された状態となる。
【００６７】
ここで、第４実施形態では、上記した成形材料１５中のカーボン樹脂材料４６が熱可塑性樹脂材料のコーティング層４５を有しており、下型５２及び上型５３の温度は、成形材料１５の下型５２への投入時はコーティング層４５を形成する熱可塑性樹脂材料の溶融温度域に設定されている。これにより、微小穴６０，６７からは液体に加えてコーティング層４５を形成する熱可塑性樹脂材料も排出される。
【００６８】
そして、下型５２及び上型５３で成形材料１５を圧縮する際に、液体に加えて熱可塑性樹脂材料を下型５２及び上型５３に設けられた多数の微小穴６０，６７から適宜排出させて成形完了時のカーボン量を調整する。その後、下型５２及び上型５３の温度を熱可塑性樹脂材料の固化温度域に変化させる。
【００６９】
すると、カーボン樹脂材料４６からなる成形材料１５が硬化する。このようにして、目的とした成形形状で、ウエルドのような材料欠陥の発生しにくい均質なカーボンセパレータ１が成形される。
【００７０】
なお、所定の流動性及び浸透性を満足するのであれば、上記した液体として、コーティング層４５を形成するものと同じ熱可塑性樹脂材料からなる液体を用いることも可能である。この場合は、カーボン粉末４０に熱可塑性樹脂材料からなるコーティング層４５を予め形成しなくても良い。
【００７１】
ここで、図９のカーボン配合量と接触抵抗及び溶融粘度との関係についての傾向を表わす特性線図に示すように、成形材料１５の接触抵抗（破線）は、成形材料１５のカーボン配合量（ｗｔ％）が多くなると、比例的に下がることになる。また、カーボン配合量が６０ｗｔ％を境として、６０ｗｔ％未満では溶融粘度（実線）が低く、６０ｗｔ％以上になると溶融粘度が、ほぼ二次関数的に大きくなる。これらから、本発明の効果が特に有効に発揮される成形材料１５のカーボン配合量域は、図９にハッチングで示す６０ｗｔ％以上の配合量域Ａである。
【００７２】
これに対して、一般の成形法におけるカーボン配合量域は、溶融粘度を低くする必要上、図９に示す６０ｗｔ％未満の配合量域Ｂを採用せざるを得なくなっており、その結果、接触抵抗を低く抑えることが困難となっている。
【００７３】
なお、図９は、あくまでもカーボン配合量と接触抵抗及び溶融粘度との関係についての傾向を示す線図であり、同図中のカーボン配合量，接触抵抗，及び溶融粘度の各数値は、成形材料を所定の成分に設定した場合の一例に過ぎず、本発明はこれらの数値に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】燃料電池セルを構成するセパレータを示す斜視図である。
【図２】射出成形機を説明する概略断面図である。
【図３】カーボン樹脂材料を概念的に示す図である。
【図４】射出成形機の射出成形状態を示す概略断面図である。
【図５】カーボン樹脂材料を概念的に示す図である。
【図６】カーボン樹脂材料を概念的に示す図である。
【図７】圧縮成形機を説明する概略断面図である。
【図８】圧縮成形機の圧縮成形状態を示す概略断面図である。
【図９】カーボン配合量と接触抵抗及び溶融粘度との関係の傾向を示す特性線図である。
【符号の説明】
【００７５】
１…カーボンセパレータ、１１…射出成形機（成形装置）、１５…成形材料（混合物）、１８…固定金型（金型）、１９…可動金型（金型）、２０，５４…キャビティ、２６，３４，６０，６７…微小穴、４０…カーボン粉末、４１…コーティング層（熱硬化性樹脂材料）、４５…コーティング層（熱可塑性樹脂材料）、５１…圧縮成形機（成形装置）、５２…下型（金型）、５３…上型（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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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