燃料电池用隔板的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种制造机械特性、导电性和尺寸精度优异的燃料电池用隔板的方法。该方法包括将热塑性树脂片（A）和热塑性树脂片（B）在分别至少层叠各一枚的状态下压缩成形的工序，所述热塑性树脂片（A）相对于热塑性树脂100质量份含有130～3200质量份的碳质材料；所述热塑性树脂片（B）相对于热塑性树脂100质量份含有3～280质量份的碳质材料，该碳质材料中的50～100质量%为纤维状碳。热塑性树脂片（A）和热塑性树脂片（B）在各自的熔点之中相对高的熔点+60℃的温度、面压20MPa和加压时间60秒的成形条件下，从片厚度1mm进行了压缩时的热塑性树脂片（A）的厚度剩余量（dA）和热塑性树脂片（B）的厚度剩余量（dB）的比满足dA/dB≥2。
【专利说明】燃料电池用隔板的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及包含热塑性树脂组合物的燃料电池用隔板的制造方法、以该方法制造的燃料电池用隔板、以及使用该隔板的燃料电池。
【背景技术】
[0002]近年来，从环境问题、能源问题的观点出发，燃料电池受到关注。燃料电池是以利用了氢和氧而成的水的电解的逆反应发电，没有水以外的排放物的清洁的发电装置。燃料电池根据其电解质的种类被分为数类，在它们之中，固体高分子型燃料电池在低温下工作，因此最有希望作为汽车或民生用途。这样的燃料电池，例如可通过将由高分子固体电解质、气体扩散电极、催化剂、隔板构成的单电池层叠，从而达成高输出的发电。
[0003]具有上述结构的燃料电池中，在用于分隔单电池的隔板中，通常形成有用于供给燃料气体(氢等)和氧化剂气体(氧等)，并排出产生的水分(水蒸气)的流路(槽)。因此，对于隔板需要能够将这些气体完全分离的高不透气性、和用于减小流路部分的内阻的高导电性。进而，要求热传导性、耐久性、強度等优异。
[0004]特别是汽车用的燃料电池，因为要求其为大容量，所以其隔板在上述特性之外，还需要薄且面积大，并且对于汽车行驶中的振动没有开裂或断裂。
[0005]对燃料电池的隔板大体分类，有金属制的隔板、碳板、在碳质材料中混合树脂而成形的隔板。其中在碳质材料中混合树脂的隔板，有能够以低成本得到比金属制的隔板耐腐蚀，比碳板抗弯曲和振动的隔板的优点。
[0006]在碳质材料中混合树脂的燃料电池用隔板中，为确保充分的导电性需要将碳材料进行高填充，但如果将碳材料高填充，则存在隔板变脆，变得容易引起开裂和断裂的倾向。
[0007]作为用于防止树脂成形品的开裂和断裂的方法，虽然从以往就通过碳纤维强化树脂成形品来改善机械特性，但存在若将碳纤维进行高填充则成形性差，成形品的尺寸精度变差的倾向，因此碳纤维的添加量一般为少量，如果仅仅将用于隔板的碳材料选为碳纤维，则难以得到机械特性、导电性、尺寸精度全都良好的隔板。因此，为了得到机械特性、导电性、尺寸精度全都良好的隔板，进行了各种研究。
[0008]例如，在专利文献1、专利文献2中公开了将含有石墨和碳纤维的树脂组合物成形而得到的燃料电池用隔板。
[0009]另外在专利文献3中，公开了用将碳纤维沿同一方向排列配置的导电性纤维片夹持含有石墨等的其他导电性物质的导电性树脂片成形而得到的燃料电池用隔板。
[0010]在先技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1:日本特开2007-277475号公报
[0013]专利文献2:日本特开2006-260956号公报
[0014]专利文献3:日本特开2009-93967号公报
【发明内容】
[0015]对于燃料电池用隔板的机械特性、导电性、尺寸精度，要求更进ー步的提高。
[0016]作为满足这些全部的方法，考虑了用含有石墨等导电性优异的碳材料的材料制作需要导电性的流路部，用含有碳纤维的材料制作虽然不需要导电性但容易受到外力的外周部，之后接合的方法等，但存在制造エ序变繁杂的问题。
[0017]于是，本发明的目的是用简便的方法提供抗弯强度或弯曲应变等的机械特性、导电性、尺寸精度良好的燃料电池用隔板。
[0018]SP，本发明涉及下述的[I]~[13]。
[0019][I] ー种燃料电池用隔板的制造方法，该燃料电池用隔板包含在单面或双面形成有气体流路的流路部、和以包围流路部的方式形成的外周部， [0020]该制造方法包括:将热塑性树脂片A和热塑性树脂片B在分别层叠至少各一枚的状态下压缩成形的エ序，上述热塑性树脂片A相对于热塑性树脂100质量份含有130~3200质量份的碳质材料；上述热塑性树脂片B相对于热塑性树脂100质量份含有3~280质量份的碳质材料，且该碳质材料之中的50~100质量％为纤维状碳，
[0021]将热塑性树脂片A和热塑性树脂片B，在各自的粘合剂成分的熔点之中相对高的熔点+60°C的温度、面压20MPa和加压时间60秒的成形条件下，从片厚度Imm进行了压缩时的热塑性树脂片A的厚度剰余量dA和热塑性树脂片B的厚度剰余量dB的比满足dA/dB ^ 2。
[0022][2]根据[I]所述的燃料电池用隔板的制造方法，将上述热塑性树脂片A设置在压缩成形用的模具中时，热塑性树脂片A的形状为能够覆盖该模具之中的与上述燃料电池用隔板的流路部相当的部分的形状，并且设上述热塑性树脂片A的压缩成形前的厚度为tA、设上述流路部的投影面积为Sf、设体积为Vf时，满足下式:
[0023]tA ^ 0.7Vf/Sf。
[0024][3]根据[I]或[2]所述的燃料电池用隔板的制造方法，将上述热塑性树脂片B设置在压缩成形用的模具中时，使热塑性树脂片B的主面的形状成为能够覆盖上述热塑性树脂片A的主面的一方的形状，并且使其体积Vb满足下述式:
[0025]Vb ^ V-Va,
[0026](其中，式中V为得到的燃料电池用隔板的总体积，Va为将热塑性树脂片A设置在模具中时的热塑性树脂片A的体积)。
[0027][4]根据[I]~[3]的任一项所述的燃料电池用隔板的制造方法，设热塑性树脂片A的粘合剂成分的熔点为TmA、设热塑性树脂片B的粘合剂成分的熔点为TmB时，满足下式:
[0028]0oC^( TmA-TmB)≤ 80 °C。
[0029][5]根据[I]~[4]的任一项所述的燃料电池用隔板的制造方法，热塑性树脂片A在23°C的体积电阻率为50mQ ? cm以下。
[0030][6]根据[I]~[5]的任一项所述的燃料电池用隔板的制造方法，热塑性树脂片A中所包含的碳质材料而选自天然石墨、人造石墨和膨胀石墨中的至少ー种。
[0031][7]根据[I]~[6]的任一项所述的燃料电池用隔板的制造方法，纤维状碳为选自碳纤维、碳纳米纤维、碳纳米管和气相法碳纤维中的至少ー种。
[0032][8] ー种燃料电池用隔板，是采用[I]~[7]的任一项所述的方法制造的。
[0033][9] ー种燃料电池用隔板，包含在单面或双面形成有气体流路的流路部、和以包围流路部的方式形成的外周部，
[0034] 具有区域A和区域B，上述区域A相对于热塑性树脂100质量份含有130~3200质量份的碳质材料；上述区域B相对于热塑性树脂100质量份含有3~280质量份的碳质材料,且该碳质材料之中的50~100质量％为纤维状碳，
[0035]流路部的体积的70%以上为区域A，隔板的端部仅由区域B形成。
[0036][10]根据[8]或[9]所述的燃料电池用隔板，流路部的密度Df与外周部的密度Dtj满足Df≥DO。
[0037][11]根据[8]~[10]的任一项所述的燃料电池用隔板，流路部具有中空流路。
[0038][12] ー种燃料电池，含有[8]~[11]的任一项所述的燃料电池用隔板。
[0039][13]根据[12]所述的燃料电池，其为固体高分子型燃料电池。
[0040]采用本发明的方法，能够以仅仅将多个片层叠压缩成形的简便方法得到机械特性、导电性、尺寸精度优异的燃料电池用隔板。
【专利附图】
【附图说明】
[0041 ] 图1是表示燃料电池用隔板的一例的模式图。
[0042]图2是表示燃料电池用隔板流路部的一例的模式截面图。
[0043]图3是表示燃料电池用隔板流路部的另一例的模式截面图。
[0044]图4是具有中空流路的燃料电池用隔板的流路部的模式截面图。
[0045]图5是表示用于燃料电池用隔板的压缩成形的模具的一例、和热塑性树脂片A与热塑性树脂片B向模具内的设置的方法的一例的模式截面图。
[0046]图6是表示制造燃料电池用隔板的一例的概略图。
[0047]图7是燃料电池用隔板的ー实施方式的模式截面图。
[0048]图8是燃料电池用隔板的另ー实施方式的模式截面图。
[0049]图9是表示热塑性树脂片A和热塑性树脂片B向模具内的设置的方法的另一例子的模式截面图。
[0050]图10是表示在本发明的实施例中截取抗弯试验和密度测定用的试验片的部位的概略图。
[0051]图11是表示在本发明的实施例中进行试验片(平板)的厚度測定的位置的图。【具体实施方式】
[0052]以下，进ー步具体地说明本发明。
[0053]本发明是ー种燃料电池用隔板的制造方法，上述燃料电池用隔板包含在单面或双面形成有气体流路的流路部、和以包围流路部的方式形成的外周部，
[0054]该方法包括:将热塑性树脂片A和热塑性树脂片B在分别层叠至少各一枚的状态下压缩成形的エ序,上述热塑性树脂片A相对于热塑性树脂100质量份含有130~3200质量份的碳质材料；上述热塑性树脂片B相对于热塑性树脂100质量份含有3~280质量份的碳质材料，且该碳质材料之中的50~100质量％为纤维状碳。
[0055]将热塑性树脂片A和热塑性树脂片B在各自的粘合剂成分的熔点之中相对高的熔点+60°C的温度、面压20MPa和加压时间60秒的成形条件下，从片厚度Imm进行了压缩时的热塑性树脂片A的厚度剰余量dA和热塑性树脂片B的厚度剰余量dB的比满足dA/dB ^ 2。在此所谓的粘合剂成分，除了在各自的片中所含有的热塑性树脂之外，还指后述的弾性体和溶解于它们中的成分的混合物。
[0056]燃料电池用隔板，包含在单面或双面形成有气体流路的流路部、和以包围流路部的方式形成的外周部。图1表不燃料电池用隔板的一例。图1 (a)表不俯视图，图1 (b)表示底视图。在图1中，I为燃料电池用隔板，2为气体流路，3为流路部，4为外周部。流路的配置和截面形状没有特别限制，在图1所示的之外，也可以使用公知的隔板作为燃料电池用隔板。作为流路部的截面形状的一例可列举如图2的波形形状或如图3的表里対称的形状、如图4的具有中空流路6的形状。
[0057]另外在外周部，也可设置用于向流路导入气体和/或冷却水，并将不需要的气体和/或生成水排出的内部歧管5。
[0058](燃料电池用隔板的制造方法)
[0059]燃料电池用隔板通过将热塑性树脂片A和热塑性树脂片B在分别层叠至少各一枚的状态下压缩成形而制造，上述热塑性树脂片A含有热塑性树脂和碳质材料，上述热塑性树脂片B含有热塑性树脂和包含纤维状碳的碳质材料。将热塑性树脂片A和热塑性树脂片B的至少一方层叠两枚以上的情况下，优选将热塑性树脂片A和热塑性树脂片B交替地层叠，最外层选为热塑性树脂片B。
[0060]以下，也将“热塑性树脂片A”简单地称为“片A”，将“热塑性树脂片B”简单地称为“片B”。
[0061](片A的组成)
[0062]热塑性树脂片A含有热塑性树脂和碳质材料，相对于热塑性树脂100质量份含有130~3200质量份的碳质材料，优选为300~2500质量份，更优选为500~900质量份。若热塑性树脂片A为这样的组成，则能够制成流路部的导电性良好的燃料电池用隔板。
[0063](片B的组成)
[0064]热塑性树脂片B含有热塑性树脂和碳质材料，相对于热塑性树脂100质量份含有3~280质量份的碳质材料，优选为10~120质量份，更优选为60~80质量份。热塑性树脂片B中含有的碳质材料中的50~100质量％，优选80~100质量％，更优选90~100质量％为纤维状碳。若热塑性树脂片B为这样的组成，则能够制成机械特性优异的燃料电池用隔板。
[0065](热塑性树脂片的压缩厚度剰余量)
[0066]热塑性树脂片A、热塑性树脂片B的等压缩载荷下的厚度剰余量dA、dB的比，在后述的成形条件中为dA/dB ^ 2，更优选为dA/dB ^ 5，进ー步优选为dA/dB ^ 7。由此，在将热塑性树脂片A和热塑性树脂片B重叠压缩成形时，热塑性树脂片A几乎不翘曲，热塑性树脂片B翘曲并向外侧挤出。其结果，需要导电性的流路部主要形成来自于体积电阻率低的热塑性树脂片A的区域A，易受到来自外部的冲击的外周部主要形成来自于弯曲特性良好的热塑性树脂片B的区域B，因此能够容易地得到机械特性和流路部的导电性并存的燃料电池用隔板。此外，由于存在成形时容易流动的热塑性树脂片B，因此材料填充到模具的各个角落，能够得到尺寸精度良好的燃料电池用隔板。另外优选为dA/dB≤50，更优选为dA/dB≤10。
[0067]从提高得到的燃料电池用隔板的流路部的导电性的观点出发，片A的压缩厚度剩余量在后述的測定条件下，优选为0.1mm以上，更优选为0.2mm以上。另外从流路部的尺寸精度的观点出发，片A的压缩厚度剰余量在后述的測定条件下，优选为0.7mm以下，更优选为0.3mm以下。
[0068]从使片B易于遍及得到的燃料电池用隔板的外周部的观点出发，片B的压缩厚度剰余量在后述的測定条件下，优选为0.08mm以下，更优选为0.05mm以下。从得到的燃料电池用隔板的机械特性的观点出发，片B的压缩厚度剰余量优选为0.005mm以上，更优选为0.01mm 以上。
[0069]dA/dB ^ 2的要件，可通过适当选择构成热塑性树脂片A和热塑性树脂片B的热塑性树脂与碳质材料的种类及含量来得到。例如，如下所述。
[0070]碳质材料的含量:通过使热塑性树脂片A的碳质材料的含量多于热塑性树脂片B的碳质材料的含量，能够增大dA/dB的值，具体地讲，优选使片A和片B的碳质材料的含量分别如上所述。
[0071]碳质材料的种类:在将纤维状碳以外的碳质材料并用于热塑性树脂片B的情况下，若科琴黑的含量在片B的碳质材料中优选为0~10质量％，更优选为0~5质量％，则片B的流动性提高，能够增大dA/dB的值。
[0072]热塑性树脂的熔点或软化点:通过将熔点或软化点高的热塑性树脂用于热塑性树脂片A，并将熔点或软化点低的热塑性树脂用于热塑性树脂片B，能够增大dA/dB的值。热塑性树脂的熔点可依照JIS K7121，另外软化点可依照JIS K2531測定。
[0073]热塑性树脂的分子量:通过将较多地含有高分子量成分的热塑性树脂用于热塑性树脂片A，并将较多地含有低分子量成分的热塑性树脂用于热塑性树脂片B，能够增大dA/dB的值。
[0074]热塑性树脂的熔体流动速率:通过减小用于片A的热塑性树脂的熔体流动速率，并增大用于片B的热塑性树脂的熔体流动速率，能够增大dA/dB的值。具体地讲，依照IS01873-2.2:95測定的片A的热塑性树脂片的熔体流动速率，优选为0.1~50g/10分钟，更优选为0.2~40g/10分钟。另外，同样测定的片B的熔体流动速率，优选为I~70g/10分钟，更优选为20~50g/10分钟。
[0075]此外这些条件，不一定需要同时全部满足，可适当选择组合以满足dA/dB≥2。
[0076]在将多枚dA不同的热塑性树脂片A层叠的情况下，将各热塑性树脂片A的dA以各热塑性树脂片A的厚度进行加权平均后的值作为dA。同样，在将多枚dB不同的热塑性树脂片B层叠的情况下，将各热塑性树脂片B的dB以各热塑性树脂片B的厚度进行加权平均后的值作为dB。例如，在将压缩厚度剰余量dA1、厚度tA1的热塑性树脂片Al和压缩厚度剰余量dA2、厚度tA2的热塑性树脂片A2各层叠一枚的情况下，dA= (tA1dA1+tA2dA2) / (tA1+tA2)。
[0077](热塑性树脂片的压缩厚度剰余量的測定)
[0078]压缩厚度剰余量，是将热塑性树脂片A、热塑性树脂片B分别调整成小50mm、厚度Imm的尺寸，将该试验片插入两枚50mm、厚度5mm的超硬板之间，使用热压制机以指定的成形条件压缩，用游标卡尺或测微计等測定压缩后的试验片的厚度求出比率。成形条件，是在比热塑性树脂片A和热塑性树脂片B中所含有的粘合剂成分的熔点之中相对高的熔点高60°C的温度下、充分预热至设定温度、面压20MPa、加压时间60秒的条件下成形的。
[0079](碳质材料)[0080]作为热塑性树脂片A和热塑性树脂片B中所含有的碳质材料，可使用被用于燃料电池用隔板的公知的碳质材料。具体地讲，可列举碳黑、碳纤维、无定形碳、膨胀石墨、人造石墨、天然石墨、集结石墨、气相法碳纤维、碳纳米管、富勒烯等。其中，作为用于片A的碳质材料，选自天然石星、人造石星和膨胀石星中的I种以上，优选占50~100质量％,更优选占60~100质量％，进ー步优选占90~100质量％。特别是为了得到没有各向异性的导电性的燃料电池用隔板，作为片A的碳质材料，优选使用人造石墨。
[0081 ] 天然石星、人造石星和膨胀石星的粒径，优选体积基准的累积粒径Dltl为3~15 ii m、D50 为 5 ~60 ii m、D90 为 60 ~100 u m,更优选 D10 为 5 ~12 y m、D50 为 5 ~50 y m、D90为60~90 ii m，进ー步优选Dltl为7~10 ii m、D50为10~50 y m、D90为60~80 y m。如果3 u m以下的粒子多，则在将碳质材料进行高填充时，导电性和机械特性降低因此不优选。另外，如果lOOym以上的粒子多，则成形品的外观差，变得容易开裂因此不优选。碳质材料的粒径，可通过将指定量的样品和表面活性剂加入到指定量的蒸馏水中并分散，采用激光衍射散射法測定粒度分布从而求得。
[0082]碳质材料的粉末电阻，在使粉末密度为1.5g/cm3时，希望相对于加压方向直角方向的粉末电阻率尽可能低，优选为0.1Q ? cm以下，进而为0.03 Q ? cm以下时，可得到高导电性，因此优选。粉末电阻可使用日本专利第3937962号公报所述的方法測定。
[0083]碳质材料的真密度，优选为1.6~2.25g/cm3,更优选为1.7~2.25g/cm3,进ー步优选为1.9~2.25g/cm3。碳质材料的真密度越高，石墨化越充分导电性越良好。真密度可采用液相置換法或气相置換法測定。例如，可通过使用マウンテック公司制的ピクノマチック或セイシン企业公司制的VM-100、MAT-7000来測定。
[0084]碳质材料的体积密度(振实密度),优选为0.3~1.5g/cm3,更优选为0.5~1.5g/cm3,进ー步优选为0.6~1.5g/cm3·。体积密度越高越能够进行高填充,容易体现高导电性因此为优选。
[0085]振实密度的測定可使用在市售的体积密度測定装置通过川北式评价法来測定。作为在市售的体积密度測定装置，例如，可列举パウダテスタPT-S (ホソカワミクaン公司制)、タップデンサー KYT-4000 (セイシン企业公司制)等。振实次数虽然可以随意选定，但是优选振实至体积减少停止为止。此外用依照USP(the United States Pharmacopeia)〈616〉章的方法2、或EP (European Pharmacopeia) 2.9.15章等的方法测定亦可。
[0086](含硼的碳质材料)
[0087]进而在碳质材料中含有0.01~4质量％的硼，更优选为0.05~3质量％，进ー步优选为0.1~2质量％时，得到的燃料电池用隔板的流路部的体积电阻率变小因此优选。含硼的碳质材料可使用日本特开2002-60639号公报、日本特开2005-281690号公报所述的方法制造。另外关于含有率的測定法也记载于上述的专利公报中。
[0088](纤维状碳)
[0089]在热塑性树脂片B中所含有的碳质材料之中的50~100质量％为纤维状碳。
[0090]作为纤维状碳，可列举碳纤维、气相法碳纤维、碳纳米纤维、碳纳米管等。
[0091]纤维状碳的平均纤维径(D)，优选为0.01~20 ii m，更优选为0.1~15 y m，进ー步优选为I~10 ii m,平均纤维长度(L)优选为I ii m~20mm,更优选为5 y m~IOmm,进一步优选为I~10mm。而纤维状碳的L/D优选为5~1000，更优选为100~1000，进ー步优选为500~1000。通过使L/D为5以上，能够得到充分的纤维强化效果，另外通过控制为1000以下，成为制造热塑性树脂片时的原料的含有纤维状碳的树脂组合物的流动性变得良好。
[0092]上述纤维状碳的平均纤维径和平均纤维长度可通过扫描型电子显微镜(SEM)等测定任意100~200根纤维径和纤维长度，作为算术平均值算出。另外，如果是0.7~160 i! m的范围，则可以使用ホソヵヮミクロン公司制的FPIA-3000測定。
[0093](热塑性树脂)
[0094]作为热塑性树脂片A和热塑性树脂片B中所含有的热塑性树脂，可使用被用于燃料电池用隔板的公知的热塑性树脂。例如，可列举以下的物质。
[0095]丙烯酸树脂:丙烯腈丁二烯苯乙烯聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯树脂等
[0096]聚氯乙烯
[0097]聚酰亚胺
[0098]液晶聚合物
[0099]聚醚醚酮
[0100]氟树脂:聚四氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚树脂、乙烯-四氟乙烯共聚物、全氟乙烯-丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、乙烯-氯三氟乙烯共聚物等
[0101]聚烯烃:聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯、聚苯乙烯、聚1- 丁烯(polybutene-1)等
[0102]聚甲醛
[0103]聚酰胺
[0104]聚酯:聚对苯二甲酸乙二醇酷、聚对苯二甲酸丁二醇酯等
[0105]聚碳酸酯
[0106]聚环烯烃
[0107]聚苯硫醚
[0108]聚醚砜
[0109]聚苯醚
[0110]聚苯砜
[0111]上述热塑性树脂，优选为选自聚烯烃、氟树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯硫醚、液晶聚合物、聚醚醚酮、聚环烯烃和聚醚砜之中熔点为100°c以上的物质、以及聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚苯醚之中玻璃化转变温度为1000C以上的物质中的至少ー种，更优选为结晶性的聚烯烃，最优选为结晶性的聚丙烯时，可得到在燃料电池运转时不易蠕变，并且耐水解性良好的燃料电池用隔板。
[0112]热塑性树脂的熔点和玻璃化转变温度，可依照JIS K7121，将试验片以标准状态进行调整，使用差示扫描量热仪(DSC)，熔点作为熔化峰值温度、玻璃化转变温度作为中间点玻璃化转变温度測定。
[0113](片B的热塑性树脂)
[0114]热塑性树脂片B的热塑性树脂，虽然既可与热塑性树脂片A的热塑性树脂相同，也可以不同，但是为了防止在燃料电池用隔板成形后热塑性树脂片A与热塑性树脂片B分离，热塑性树脂片B的热塑性树脂中，优选将20质量％以上设为与热塑性树脂片A的热塑性树脂相同种类的树脂，或与热塑性树脂片A的树脂具有相溶性的树脂。例如，若使热塑性树脂片A的热塑性树脂和热塑性树脂片B的热塑性树脂分别为选自聚丙烯、聚1-丁烯、乙烯丙烯橡胶、氢化苯乙烯丁二烯橡胶、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物中的至少ー种，则热塑性树脂片A的热塑性树脂和热塑性树脂片B的热塑性树脂彼此相溶因此优选。
[0115]在此所谓的有相溶性，是将能够部分融合的不同种类聚合物彼此混合分散时，能够以聚合物的平均粒径为5 y m以下的尺寸分散的组合、或能够不相分离地融合的不同种类聚合物的組合。
[0116]热塑性树脂片B的热塑性树脂，若能够与纤维状填料表面化学結合、或润湿性良好的被改性处理的热塑性树脂含有10质量％以上，则与纤维状碳和/或后述的纤维状填料的界面强度变得牢固，从而优选。热塑性树脂片B中的被改性处理的热塑性树脂的量，在热塑性树脂中，优选为10~50质量％，更优选为10~30质量％。作为通过改性处理导入的官能团，例如，优选为选自通过与马来酸酐、邻苯二甲酸酐等的酸酐反应而导入的酸酐基、通过丙烯酸缩水甘油酯和/或甲基丙烯酸缩水甘油酯导入的基团、氨基、酰胺基、乙烯基、氢氧基、羧基和巯基中的I种以上的官能团，更优选为导入了酸酐基和/或羧基的基团，即被酸改性的官能团。作为改性处理，有将改性剂和聚合物混合通过挤出机接枝改性的方法、在溶剂中进行改性处理的方法等。也可以使用市售的改性树脂，具体可列举，三菱化学公司制商品名モディック(注册商标)、三井化学公司制商品名ァドマー(注册商标)、三洋化成公司制商品名ユーメックス、東ソー公司制商品名メルセンM、住友化学公司制商品名ボンドファース卜(注册商标)等。
[0117](弾性体)
[0118]如果热塑性树脂片A和B在碳质材料、热塑性树脂之外含有在常温附近具有橡胶状弹性的弾性体，则燃料电池用隔板变得不易开裂因此优选。弾性体的含量，如果对于上述热塑性树脂100质量份,优选为0.05~40质量份,更优选为I~40质量份,进ー步优选为2~10质量份，则成为不易开裂，流路不易变形，不透气性良好的隔板。
[0119]如果弾性体优选以碳 质材料的平均粒径以下且5 u m以下、更优选为4 y m以下、进一歩优选为3 y m以下的平均粒径分散在上述热塑性树脂中，则成为导电性良好且不易开裂的燃料电池用隔板。
[0120]弾性体的平均粒径,可使用超薄切片机(ul trami crotome )从通过液氮冻结的样品的截面制作超薄切片，在锇染色后，由TCM观察分散相的粒径，作为100个左右的粒子的数均粒径求出。
[0121]作为弾性体的例子，例如可列举选自丙烯腈丁二烯橡胶、氢化丁腈橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、乙烯丙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、丙烯-丁烯共聚物、乙烯丙烯二烯三元共聚橡胶、乙烯丁二烯橡胶、氟橡胶、异戊橡胶、硅橡胶、丙烯酸酯橡胶、丁二烯橡胶、高苯乙烯橡胶、氯丁二烯橡胶、氨基甲酸こ酯橡胶、聚醚系橡胶、四氟乙烯-丙烯橡胶、氯醇橡胶、降冰片烯橡胶、丁基橡胶、苯乙烯系热塑性弾性体、烯烃系热塑性弾性体、聚氨酯系热塑性弾性体、聚酯系热塑性弾性体、聚酰胺系热塑性弾性体、1，2_聚丁二烯系热塑性弾性体、氟系热塑性弾性体、软质丙烯酸树脂等之中的I种以上。
[0122]在上述弾性体之中，若优选为选自作为烃系弾性体的苯乙烯丁二烯橡胶、乙烯丙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁二烯橡胶、异戊橡胶、丁二烯橡胶、苯乙烯系热塑性弾性体、烯烃系热塑性弾性体、1，2_聚丁二烯系热塑性弹性体中的I种以上，则弾性体的耐水解性良好因此优选，特别优选为苯乙烯系热塑性弾性体。
[0123] 作为苯乙烯系热塑性弾性体的具体例，可列举氢化苯乙烯丁二烯橡胶、苯こ烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-こ烯- 丁烯-结晶烯烃嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物等，其中优选为氢化苯乙烯丁二烯橡胶、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯こ烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯丙烯-苯乙烯嵌段共聚物。
[0124](片A的其他成分)
[0125]热塑性树脂片A中，在上述材料之外，可适当含有抗氧化剂、热稳定剂、卤素捕捉剂、紫外线吸收剂、抗菌剂、无机填充材料、润滑剤、增塑剂、阻燃剂、表面活性剤、亲水性赋予剂、防水性赋予剂、滑动性赋予剂等的表面改质剂等的添加剤。这些添加剂的添加量，优选合计在热塑性树脂片A中为0~20质量％。
[0126](纤维状填料)
[0127]热塑性树脂片B也可以含有纤维状碳以外的纤维状填料。将“纤维状碳以外的纤维状填料”和“纤维状碳”并称为“纤维状填料”。热塑性树脂片B，若含有3~70质量％、更优选为5~60质量％、进一歩优选为10~50质量％的纤维状填料，则能够提高燃料电池用隔板的机械特性。
[0128]作为纤维状碳以外的纤维状填料的例子，可列举选自玻璃纤维、金属纤维、有机纤维、陶瓷纤维、金属氧化物系的须晶中的I种以上，从燃料电池用隔板的导电性和耐蚀性的观点出发，优选为纤维状碳。
[0129]纤维状填料的平均纤维径(D)、平均纤维长(L)和L/D的优选范围，与上述的纤维状填料的优选的范围相同，其原因亦相同。
[0130]上述纤维状填料的平均纤维径和平均纤维长可通过扫描型电子显微镜(SEM)等以測定任意的100~200根的纤维径和纤维长度的平均值算出。另外，如果是0.7~160 μ m的范围，则可以使用ホソヵヮミクロン公司制的FPIA-3000測定。
[0131 ] 上述纤维状填料，出于对表面赋予导电性的目的，也可以涂覆碳和/或金属等。涂覆可采用蒸镀法(化学气相蒸镀、有机金属气相生长法、真空蒸镀法、溅镀、离子镀等)、无电解镀法、电镀法、涂布、化学转化处理等进行。
[0132]另外在上述纤维状填料中，为了使与树脂的附着性提高，优选通过表面处理赋予选自环氧基、竣基、擬基、羟基、氣基、酸野基、甘油基、异氰1酸酷基、疏基、乙烯基、丙稀酸氧基、甲基丙烯酰氧基中的ー种以上的官能团。例如，可采用硅烷偶联处理、强酸处理、等离子体处理、电晕处理、其他化学转化处理等赋予官能团。
[0133](片B的其他成分)
[0134]热塑性树脂片B中，在上述各成分之外，可含有I种以上与作为在热塑性树脂片中含有的成分列举的同样的添加剤、纤维状填料以外的填充材料，其添加量在热塑性树脂片B中合计为0~80质量％。
[0135](热塑性树脂片A的制造方法)
[0136]制造热塑性树脂片时，首先将上述各材料混合。混合的方法没有特别的限制，例如，可使用辊磨机、挤出机、捏合机、班伯里混合机(Banbury mixer )等的混合机，尽可能均匀地混合。[0137]随后，将混合后的材料成形为片状。再者，在将材料混合后，进行片成形前，为使向成形机或模具的材料的供给容易，也可以将被混合的材料粉碎或造粒。
[0138]片成形，可采用使用挤出机的方法、使用挤出机和轧辊的组合的方法、将粉末状的上述混合过的材料供给到辊的方法等进行。轧辊的温度优选为片中的粘合剂成分的固化温度以下。
[0139](热塑性树脂片A的体积电阻率)
[0140]热塑性树脂片A的体积电阻率值，在23°C下，优选为50mQ ? cm以下，更优选为IOmQ ? cm以下。由此，使用热塑性树脂片A得到的燃料电池用隔板的流路部的导电性提高。另外热塑性树脂片A的体积电阻率值，在23°C下，优选为0.1mQ ? cm以上，更优选为ImQ ? cm 以上。
[0141]体积电阻率值，依照JIS K7194，采用四探针法測定。
[0142](热塑性树脂片B的制造方法)
[0143]热塑性树脂片B，可以通过与热塑性树脂片A同样地将上述各材料混合，进行片成形来制造，也可以将市售的含碳纤维的树脂进行片成形来使用。具体可列举，三菱レイョン公司制商品名パイロフイル(注册商标)颗粒、東レ公司制商品名卜レ力(注册商标)颗粒、ダイセルポリマ一公司制商品名プラス卜ロン等。
[0144](热塑性树脂片B的机械特性)
[0145]热塑性树脂片B，在70V的弯曲应变优选为0.5%以上，更优选为1.0%以上，进ー步优选为1.5%以上，在70°C的抗弯强度优选为25MPa以上，更优选为30MPa以上，进ー步优选为35MPa以上。由此，使用热塑性树脂片B得到的燃料电池用隔板的机械特性提高。另外热塑性树脂片B，在70°C的弯曲应变优选为10%以下，更优选为5%以下，在70°C的抗弯强度优选为500MPa以下，更优选为200MPa以下。
[0146]弯曲应变和抗弯强度使用万能拉カ试验机測定。将截取成50mmX IOmmX指定厚度的热塑性树脂片B，以跨度间隔24mm、弯曲速度Imm/分钟、温度70°C的条件采用3点式弯曲试验測定。
[0147](热塑性树脂片中的粘合剂成分的熔点)
[0148]热塑性树脂片A中的粘合剂成分的熔点Thia和热塑性树脂片B中的粘合剂成分的熔点 Thib 的差(TmA-TmB)，优选为0C ≤ (TmA-TmB)≤ 80°C，更优选为 2°C ≤ (TmA-TmB)^ 70°C，进ー步优选为2°C≤(TmA-TmB)< 60°C。由此，能够以短的成形周期得到流路部的导电性高的燃料电池用隔板。另外若熔点TmA比熔点TmB大，热塑性树脂片B设置在表面则能够将燃料电池用隔板彼此热熔敷，降低发电部的接触电阻因此优选。
[0149]热塑性树脂片中的粘合剂成分的熔点，可采用市售的差示扫描热量分析装置，将适当截取出的热塑性树脂片作为试料设置在试料容器中，与上述的热塑性树脂的熔点的测定同样地测定而得到。但是，在观察到2个以上的熔化峰的情况下，将在更低的温度观察到的峰的熔化峰温度作为粘合剂成分的熔点。
[0150](片的层叠法)
[0151]燃料电池用隔板，可将热塑性树脂片A和热塑性树脂片B以至少层叠各一枚的状态压缩成形而得到。再者，片的层叠的方法没有特别限制，例如可像A/B这样层叠各一枚，可像A/B/A或B/A/B这样将一方的片用另一方的片夹持，虽然也可以将更多的片层叠，但是优选为B/A/B。将热塑性树脂片A和热塑性树脂片B的至少一方层叠两枚以上的情況，优选将热塑性树脂片A和热塑性树脂片B交替层叠。
[0152]在压缩成形时层叠的片不仅限定于本发明所述的热塑性树脂片A和热塑性树脂片B，也可以将特性不同的其他的片C等，例如像C/B/A/B/C、C/A/B这样随意地层叠并压缩成形。
[0153]进而，以包围流路部的外周部的强度提闻、尺寸稳定性的提闻等为目的也可以在外周部设置基材(由玻璃纤维、有机纤维、碳纤維、陶瓷纤维等组成的基布，或无纺布、树脂片、金属网、树脂网、金属板等)成形。(片的设置法)
[0154]本发明的燃料电池用隔板，优选:流路部以来自于热塑性树脂片A的区域A为主，外周部以来自于热塑性树脂片B的区域B为主，端部仅由区域B构成。如果燃料电池用隔板为这样的结构，则流路部的碳质材料多，导电性变得良好，容易受到外力的外周部、特别是端部，含有碳纤维，机械特性变得良好。
[0155]针对用于实现这一点的热塑性树脂片A和热塑性树脂片B向模具的设置方法，一边參照图5—边说明。
[0156]图5是表示用于燃料电池用隔板的压缩成形的模具的一例、和热塑性树脂片A及热塑性树脂片B向模具内的优选设置方法的模式截面图。模具101，包含上模具102和下模具103，具有对应于得到的燃料电池用隔板的形状的模具部104，该模具部具有对应于得到的燃料电池用隔板的流路部的流路部相当部105、和对应于外周部的外周部相当部106。再者，虽然图5中在流路部相当部105形成有梯形截面的图案，但是根据期望的流路的形状，也可以是矩形截面、锯齿状截面、半圆状截面等其他形状的图案。另外在外周部相当部106，也可以形成有相当于歧管的图案等。
[0157]热塑性树脂片A10·7，以能够覆盖流路部相当部105的形状，并且使来自于热塑性树脂片A的区域A在得到的燃料电池用隔板的流路部所占的比例，优选成为70%以上，更优选成为80%以上，进ー步优选成为90%以上的形状设置在模具中。只要片A107是能够覆盖流路部相当部105的形状，区域A在流路部所占的比例则可通过设置在模具中时的片A107的厚度来调整。有时由于热塑性树脂片中的细微孔隙的存在等，压缩成形的前后热塑性树脂片的体积变化，其程度也因孔隙存在的程度等而异，因此统ー决定将片A107设置在模具中时的厚度是困难的，通常在将片A107以覆盖流路部相当部105的形状设置在模具101中的情况下，为使区域A在流路部所占的体积成为70%以上，将片A107设置在模具中时的厚度扒满足下式。且式中，Vf为流路部的体积，Sf为流路部的投影面积。燃料电池用隔板的流路部，形成为如图1 (a) (b)所示的大致长方形的区域的情況，Sf可用形成为流路部的流路之中的、接触于最靠外周部的部分的长方形面积近似，Vf可用被同样的长方形包围的部分的体积近似。另外流路形成为漩涡状的情況，Sf可用接触于最靠流路的外周部的部分的圆的面积近似。
[0158]tA ^ 0.7Vf/Sf
[0159]同样，为使区域A在流路部所占的体积成为80%以上，tA通常满足下式，
[0160]tA ^ 0.8Vf/Sf
[0161]同样，为使区域A在流路部所占的体积成为90%以上，tA通常满足下式。
[0162]tA ^ 0.9Vf/Sf[0163]如果热塑性树脂片A中来自于片A的区域A在得到的燃料电池用隔板的流路部所占的体积成为70%以上，则也可以层叠两枚以上。该情况下，上述的各式中的tA，作为设置在模具中时的各片A的厚度的合计。
[0164]若热塑性树脂片A满足这些条件，则区域A在得到的燃料电池用隔板的流路部所占的比例变大，并且遍及流路部的整体，变得以区域A为主构成，其结果流路部的导电性提闻。
[0165]进而热塑性树脂片A107，使其主面的形状落入从流路部相当部105到模具部的外端109的距离的优选95%、更优选90%、进ー步优选85%偏内侧地设置在模具101中。另外，将热塑性树脂片A107设置在模具101中时的厚度，优选比得到的燃料电池用隔板的流路部的壁厚的最大值小。再者，所谓的隔板的壁厚，是指从隔板的一方的主面贯通到另一方的主面的最短距离。若热塑性树脂片A为这样的形状，则在得到的燃料电池用隔板之中容易受到外力的外周部，来自于热塑性树脂片A的区域A的比例变小，其结果来自于热塑性树脂片B的区域B的比例变大，因此能够得到机械特性优异的燃料电池用隔板。
[0166]热塑性树脂片B108，优选:其压缩成形前的厚度小于热塑性树脂片A107的压缩成形前的厚度，且其主面以容纳于模具的模具部的内侧的形状设置在模具中。再者，将片A107和片B108的任一者、或两者层叠两枚以上的`情况，在此所谓的“厚度”是指片A107和片B108各自的厚度的合计。若热塑性树脂片B108为这样的形状，则来自于热塑性树脂片B的区域B在得到的燃料电池用隔板的流路部所占的比例变小，其结果，来自于热塑性树脂片A的区域A的比例变大，因此流路部的导电性提高。
[0167]另外如图9所示，通过选择在相当于流路部的部分开孔的形状，将热塑性树脂片B31设置在模具中，也能够减小区域B在得到的燃料电池用隔板的流路部所占的比例。此时的热塑性树脂片A32的形状如上所述。热塑性树脂片A32的端部和在热塑性树脂片B31所开的孔的端部，优选为相互稍微重叠。此时，热塑性树脂片B31的厚度，只要为隔板的壁厚的最大值以下则没有特别限制。如此得到的燃料电池用隔板的流路部和外周部全都实质上是单层结构。
[0168]进而热塑性树脂片B优选设置在模具中，使得其主面的形状成为能够覆盖热塑性树脂片A的主面的形状，并且使其压缩成形后的体积，成为得到的燃料电池用隔板的总体积V、和上述区域A在燃料电池用隔板整体中所占的体积的差量以上。如上所述，虽然在压缩成形的前后片的体积存在少许变化，但是通常为了在压缩成形后满足上述的条件，将片B设置在模具中时的体积VB，以隔板的总体积为V、片A的压缩成形前的体积为为Vb ^ V-VA。如果将热塑性树脂片B以这样的形状设置在模具中，则在得到的燃料电池用隔板的外周部所占的来自于热塑性树脂片的区域B的体积变大，从而优选。更优选为，如果插入片，有意留出毛边(burrs)以使得片B的压缩成形后的体积变得大于燃料电池用隔板的总体积和上述热塑性树脂片A的压缩成形后的体积的差量，则能够降低得到的燃料电池用隔板的端部的厚度变薄、端部的密度低、尺寸短这样的不良率。该情况下，通常为vB>v-vA。
[0169]热塑性树脂片A和热塑性树脂片B，优选以使其中心与模具的模具部的中心大约一致的方式设置在模具内。
[0170](成形法)
[0171]压缩成形的方法没有特别限制，例如，可使用如图6所示的系统，预先将由热塑性树脂片A和热塑性树脂片B组成的隔板材料片12安置在隔板模具11中，在加热区13预热至热塑性树脂片A和热塑性树脂片B的熔点以上，用设置了以冷却水等进行温度控制使得温度维持在10?120°C的冷却盘14的输出为50?IOOOt的冷轧机15将模具加压冷却一定时间由此进行材料赋形，其后打开模具取出并得到燃料电池用隔板I。再者，在图6中，黑箭头表示模具等移动的方向，白箭头表示加压的方向。加热手段可列举电力、感应加热、红外线、热介质等，也可以使用热压制成形机加热赋形后，用冷却压制机加压冷却。压制机也可以根据需要并列多台，通过分割エ序来缩短成形周期。
[0172]另外，也可以使用具有介质流路能够交替更换高温流体和低温流体加热冷却的模具、或有2套可流通像硅油那样的热介质和冷却水的流路的模具、亦或能够以电热器和冷却水加热冷却的模具，将片加热到熔点以上，以指定的压カ赋形，在加压保持的状态下冷却，在指定的温度打开模具得到燃料电池用隔板。
[0173]另外，也可以将热塑性树脂片安置在模具中，采用感应加热装置仅将模具表面加热，闭合模具，进行加压冷却得到隔板。
[0174]对于模具也可以根据需要涂布脱模剂后投入热塑性树脂片并成形。
[0175]成形后的燃料电池用隔板也可以根据需要将形状二次加工，通过切削加工使歧管形成等。
[0176]也可以出于使成形后的燃料电池用隔板的表面均匀化、表面改质、表皮层去除等目的采用喷砂机或其他研磨装置控制表面粗糙度。或者也可以出于抑制燃料电池的溢流现象的目的将表面亲水化处理。作为亲水化处理法，可列举等离子体处理、电晕处理、臭氧处理、强酸处理、氟气体处理、亲水性涂料的涂布、亲水性填料的涂覆等。
[0177](熔敷)
[0178]进而，燃料电池用隔板可通过根据需要将两枚重叠接合，得到如图4所示的在流路部截面的厚度方向的大致中央有中空流路6的燃料电池用隔板。通过熔敷流路部，能够大幅减小发电部的接触电阻。虽然熔敷方法没有特别限制，但优选为使用热压制施加指定的压力，以仅表面层熔化的温度热熔敷的方法。此外，可列举使用导电性粘结剂接合的方法、用溶剂将表面融解接合的方法、使用激光接合的方法、使用高频或超声波接合的方法
坐寸o
[0179](燃料电池用隔板的诸多特性)
[0180]采用本发明的方法得到的燃料电池用隔板，含有来自于热塑性树脂片A的区域A和来自于热塑性树脂片B的区域B。区域A的组成与上述的热塑性树脂片A的组成相同，区域B的组成与上述的热塑性树脂片B的组成相同，有关其优选的范围、或优选的材料的种类、特性亦相同。
[0181]在采用本发明的方法得到的燃料电池用隔板的一个实施方式中，用扫描型电子显微镜等观察燃料电池用隔板的截面，观察到区域A视场的35?90%作为碳质材料的像、5?60%作为热塑性树脂的像所占的区域，观察到区域B视场的3?60%作为碳质材料的像、35?95%作为热塑性树脂的像所占的区域，碳质材料的像中，50?100%的面积作为纤维状碳的像所占的区域。
[0182]将采用本发明的方法得到的燃料电池用隔板的一个实施方式的模式截面图示于图7。图7中，41为区域A，42为区域B。[0183]再者，虽然在图7中，示出具有泡孔条纹(corrugate)形状的流路的燃料电池用隔板为例，但也可以是如图8那样具有非泡孔条纹形状的流路的燃料电池用隔板。
[0184]采用本发明的方法得到的燃料电池用隔板，由于流路部主要由来自于热塑性树脂片A的区域A组成，外周部主要由来自于热塑性树脂片B的区域B组成，因此其特性反映各自的片的特性，如下所述。
[0185](流路部的构成)
[0186]流路部的大部分，优选为流路部的体积的70%~100%，更优选为80%~95%，进ー步优选为90%~95%，由来自于热塑性树脂片A的区域A组成。另外优选在流路部的表面具有来自于热塑性树脂片B的区域B。在本发明的一个实施方式中，在大致垂直于得到的燃料电池用隔板的主面的截面，使用SEM等观察流路部时，燃料电池用隔板的厚度的60%以上为区域A的像，优选在流路部的表面观察到来自于片B的纤维状碳的像。
[0187](流路部3的体积电阻率)
[0188]流路部在23°C的体积电阻率，优选为50m Q ^cm以下，更优选为30m Q ^cm以下，进ー步优选为20mQ 以下。由此，流路部的导电性提高。体积电阻率值，依据JIS K7194，采用四探针法測定。另外，以JIS K7194中所记载的大小从流路部切取试验片困难的情况下，则适当改变试验片的大小和测定位置同样地进行測定。
[0189](流路部3的硼含量)
[0190]在流路部中若硼含有0.001~3质量％，更优选为0.01~2质量％，进一歩优选为
0.05~2质量％，则得到 的燃料电池用隔板的流路部的体积电阻率变小因此优选。硼含有率的测定可使用日本特开2002-60639号公报、日本特开2005-281690号公报所记载的方法測定。
[0191](外周部的构成)
[0192]外周部主要由区域B组成，在与流路部接触的部分也可以有一部分含有区域A。在本发明的一个实施方式中，用SEM等观察得到的燃料电池用隔板的端部，即从距流路部最远的部分向内侧Imm以内的区域时，无论在大致平行于燃料电池用隔板的主面的面，还是大致垂直于隔板的主面的面，都没有观察到区域A的像。
[0193]进而外周部比流路部更多地含有纤维状碳，对燃料电池用隔板的强度提高是优选的。
[0194](密度)
[0195]采用本发明的制造方法得到的燃料电池用隔板，流路部以含有较多的碳质材料的区域A为主，外周部以含有更多的粘合剂成分的区域B为主。因此通常流路部的密度Df和外周部的密度Dtj，满足Df ^ Dm若流路部和外周部的密度如此，则导电性提高，从而优选。燃料电池用隔板的密度依据JIS K7112測定。
[0196](燃料电池用隔板的机械特性)
[0197]本发明的燃料电池用隔板，在70°C的弯曲应变优选为0.5%以上，更优选为1.0%以上，最优选为1.5%以上，在70°C的抗弯强度优选为25MPa以上，更优选为30MPa以上，最优选为35MPa以上。另外在70°C的弯曲应变优选为10%以下，更优选为5%以下，在70°C的抗弯强度优选为500MPa以下，更优选为200MPa以下。
[0198]弯曲应变和抗弯强度使用万能拉カ试验机測定。将从隔板切取为指定的宽度、长度、厚度的试验片，以指定的跨度间隔，在弯曲速度Imm/分钟、温度70°C的条件下采用三点式弯曲试验測定。
[0199](燃料电池用单元电池)
[0200]燃料电池用单元电池，优选为固体高分子型燃料电池用单元电池。通常，固体高分子型燃料电池用单元电池，是燃料电池用隔板和MEA (膜-电极接合体)层叠而成的。更具体地讲具有由层叠结构形成的单电池结构，该层叠结构是在ー个MEA的双面上分別配置燃料电池用隔板而成的结构。
[0201]在此使用的MEA通常为在固体高分子电解质膜的双面使催化剂层接合，进而将其催化剂层的两面用成为气体扩散层的碳纸等夹持的5层结构。
[0202]本发明的燃料电池，是含有上述的燃料电池用隔板的燃料电池。本发明的燃料电池，包含ー个或多个含有上述的燃料电池用隔板的燃料电池用单元电池。本发明的燃料电池，优选为固体高分子型燃料电池。
[0203]实施例
[0204]以下，通过实施例进ー步详细地说明本发明，但本发明不受实施例的任何限定。
[0205](热塑性树脂片Al的制造)
[0206]作为人造石墨，使用了日本特开2005-281690号公报记载的含硼的石墨粉(粉末电阻0.007 Q ? cm，含硼量0.9质量％)。
[0207]将石墨粉746质量份、聚丙烯(サンァロマ一公司制，商品名サンァロマーPX201N,熔点:163°C) 100质量份和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer,シエ ノレ?ケ々カノレ(Shell Chemica 丄)公司制，商品名KRATON G1652) 2质量份，通过加压式混炼机(モリヤマ公司制，ミックスラボ)以温度230°C，30rpm混炼15分钟得到石墨树脂组合物(PAl )。
[0208]使用(665单轴挤出机(トミー機械公司制)，将该石墨树脂组合物以210°C的成形温度成形为宽度95mm、厚度3mm的片。进而，将该加热到210°C的片送至150°C的轧辊，轧制成宽度100mm、厚度Imm或0.5mm得到热塑性树脂片Al。測定了片Al中的粘合剂成分的熔点为167 0C o
[0209](热塑性树脂片A2的制造)
[0210]除使用了表1所示的材料之外，与热塑性树脂片Al同样地得到了热塑性树脂片A2。测定了片A2中的粘合剂成分的熔点为133°C。
[0211](热塑性树脂片BI的制造)
[0212]以成为聚丙烯(サンァロマー公司制，商品名サンァロマー PM900A，熔点:163て077质量份、酸改性聚丙烯(三洋化成公司制，商品名ユーメックス1010) 23质量份、氢化苯乙烯丁二烯橡胶(JSR公司制，商品名ダイナロン1320P)5质量份、碳纤维(東邦テナックス公司制，商品名テナックスチヨップドファイバー C2056mm，平均纤维径7iim，平均纤维长6mm，L/D850) 45质量份的比率，通过两轴同向挤出机(神戸製鋼公司制KTX30)以温度230°C，转速300rpm混炼得到树脂组合物(PB1)。该树脂组合物使用(665单轴挤出机(卜ミ一機械公司制)，以210°C的成形温度成形为宽度95mm、厚度Imm或0.5mm的片,得到热塑性树脂片BI。测定了片BI中的粘合剂成分的熔点为162°C。
[0213](热塑性树脂片B2的制造)[0214]除了将使用的材料的混合比设为如表I所示之外，与热塑性树脂片BI同样地得到了热塑性树脂片B2。测定了片B2中的粘合剂成分的熔点为135°C。
[0215](热塑性树脂片B3的制造)
[0216]除了将使用的材料设为如表I所示之外，与热塑性树脂片BI同样地得到了热塑性树脂片B3。测定了片B3中的粘合剂成分的熔点为165°C。
[0217]各片的熔点使用差示扫描量热仪(パーキンヱルマー公司制，商品名DSC7)测定。
[0218](压缩厚度剩余量測定)
[0219]将各片调整为50mm、厚度Imm的尺寸,将其插入两枚50mm、厚度5mm的超级钢板之间，使用热压制机，以温度230°C、面压20MPa、加压保持时间60秒的条件压缩，放开压力冷却至23°C，用测微计測定厚度剰余量。測定结果如下。
[0220]片Al的厚度剩余量dA1=0.24mm
[0221]片A2的厚度剩余量dA2=0.19mm
[0222]片BI的厚度剩余量dB1=0.031mm
[0223]片B2的厚度剩余量dB2=0.028mm
[0224]片B3的厚度剩余量dB3=0.21mm
[0225]表I
【权利要求】
1.ー种燃料电池用隔板的制造方法，该燃料电池用隔板包含在单面或双面形成有气体流路的流路部、和以包围流路部的方式形成的外周部， 该制造方法包括:将热塑性树脂片A和热塑性树脂片B在分别层叠至少各一枚的状态下压缩成形的エ序,所述热塑性树脂片A相对于热塑性树脂100质量份含有130~3200质量份的碳质材料；所述热塑性树脂片B相对于热塑性树脂100质量份含有3~280质量份的碳质材料，且该碳质材料之中的50~100质量％为纤维状碳， 将热塑性树脂片A和热塑性树脂片B，在各自的粘合剂成分的熔点之中相对高的熔点+60°C的温度、面压20MPa和加压时间60秒的成形条件下,从片厚度Imm进行了压缩时的热塑性树脂片A的厚度剰余量dA和热塑性树脂片B的厚度剰余量dB的比满足dA/dB ^ 2。
2.根据权利要求1所述的燃料电池用隔板的制造方法，将所述热塑性树脂片A设置在压缩成形用的模具中时，热塑性树脂片A的形状为能够覆盖该模具之中的与所述燃料电池用隔板的流路部相当的部分的形状，并且设所述热塑性树脂片A的压缩成形前的厚度为tA、设所述流路部的投影面积为Sf、设体积为Vf时，满足下述式:
tA ^ 0.7Vf/Sf。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池用隔板的制造方法，将所述热塑性树脂片B设置在压缩成形用的模具中时，使热塑性树脂片B的主面的形状成为能够覆盖所述热塑性树脂片A的主面的一方的形状，并且使其体积Vb满足下述式:
Vb ^ V-Va, 其中，式中V为得到的燃料电池用隔板的总体积、VA为将热塑性树脂片A设置在模具中时的热塑性树脂片A的体积。
4.根据权利要求1~3的任一项所述的燃料电池用隔板的制造方法，设热塑性树脂片A的粘合剂成分的熔点为TmA、设热塑性树脂片B的粘合剂成分的熔点为TmB时，满足下式:
(TC ≤(TmA-TmB)≤ 80°C。
5.根据权利要求1~4的任一项所述的燃料电池用隔板的制造方法，热塑性树脂片A在23°C的体积电阻率为50mQ ? cm以下。
6.根据权利要求1~5的任一项所述的燃料电池用隔板的制造方法，热塑性树脂片A中所包含的碳质材料为选自天然石墨、人造石墨和膨胀石墨中的至少ー种。
7.根据权利要求1~6的任一项所述的燃料电池用隔板的制造方法，纤维状碳为选自碳纤维、碳纳米纤维、碳纳米管和气相法碳纤维中的至少ー种。
8.ー种燃料电池用隔板，是采用权利要求1~7的任一项所述的方法制造的。
9.ー种燃料电池用隔板，包含在单面或双面形成有气体流路的流路部、和以包围流路部的方式形成的外周部， 具有区域A和区域B，所述区域A相对于热塑性树脂100质量份含有130~3200质量份的碳质材料；所述区域B相对于热塑性树脂100质量份含有3~280质量份的碳质材料，且该碳质材料之中的50~100质量％为纤维状碳， 流路部的体积的70%以上为区域A，隔板的端部仅由区域B形成。
10.根据权利要求8或9所述的燃料电池用隔板，流路部的密度Df与外周部的密度^满足Df≤D。。
11.根据权利要求8~10的任一项所述的燃料电池用隔板，流路部具有中空流路。
12.ー种燃料电池，含有权利要求8~11的任一项所述的燃料电池用隔板。
13.根据权利要求12 所述的燃料电池，其为固体高分子型燃料电池。
【文档编号】H01M8/02GK103597641SQ201280026072
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年5月30日 优先权日:2011年5月30日
【发明者】铃木俊也, 饭野匡, 泉善一郎 申请人:昭和电工株式会社