(57)【要約】【課題】小型軽量かつ高出力の燃料電池を可能にするセパレータを提供する。【解決手段】複数の多面体状の空隙１１ａおよびこの空隙１１ａを相互に連続させる三次元網目状の金属骨格部１１ｂを有する焼結体１１と、空隙１１ａに充填された樹脂部１２とを有し、両面に金属骨格部１１ｂが露出しており、焼結体１１は、気孔率が７０％以上９９％以下であり、金属骨格部１１ｂが耐腐食性の向上のためにステンレス鋼、チタン、チタン合金のいずれかからなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の多面体状の空隙およびこの空隙を相互に連続させる三次元網目状の金属骨格部を有する焼結体と、前記空隙に充填された樹脂部とを有し、
両面に前記金属骨格部が露出していることを特徴とする燃料電池用セパレータ。
【請求項２】
前記焼結体は、気孔率が７０％以上９９％以下であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項３】
前記金属骨格部がステンレス鋼、チタン、チタン合金のいずれかからなることを特徴とする請求項１または２記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項４】
複数の多面体状の空隙およびこの空隙を相互に連続させる三次元網目状の金属骨格部を有する焼結体を製造する焼結体製造工程と、
前記空隙に樹脂を充填して樹脂部を形成する樹脂部形成工程と、
前記樹脂部が形成された前記焼結体の両面を研磨して前記金属骨格部を露出させる研磨工程とを有することを特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項５】
前記樹脂部形成工程では、液状の樹脂を前記焼結体に含浸させて前記空隙に充填し、固化させることを特徴とする請求項４に記載の燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項６】
前記樹脂部形成工程では、前記焼結体と樹脂フィルムとを積層し、この樹脂フィルムの熱変形温度でのホットプレスにより前記樹脂フィルムを前記空隙に充填することを特徴とする請求項４に記載の燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項７】
前記樹脂部形成工程では、前記焼結体をインサート部品としてインサート成形することにより前記樹脂を前記空隙に充填することを特徴とする請求項４に記載の燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項８】
前記焼結体製造工程は、
金属粉末と発泡剤とを含有する発泡性スラリーをキャリヤシート上に塗布し、前記キャリヤシートを移動させながら前記発泡性スラリーを薄板状に成形する成形工程と、
薄板状に成形した発泡性スラリーを発泡および乾燥させてグリーンシートを形成する発泡乾燥工程と、
前記グリーンシートを焼結して前記焼結体を形成する焼結工程と、
を有することを特徴とする請求項４から７のいずれかに記載の燃料電池用セパレータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用セパレータおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体高分子形燃料電池は、燃料を供給される燃料極（電極）と空気（酸化剤）を供給される空気極（電極）との間に配置した電解質膜（固体高分子膜）での電気化学反応による電力を取り出す装置である。これら一対の電極および電解質膜からなる単セルを、導電性およびシール性を有するセパレータを挟んで積層することにより、複数の単セルを直列に接続してなる高電圧のセルスタックが構成される。
【０００３】
燃料または空気を電極に供給するための流路は、セパレータと電極との間に設けられる。従来、流路を表面に形成されたセパレータとして、たとえば、金属板やカーボンプレートのような導電材料の表面に切削加工やエッチングによって溝を形成したり、特許文献１に示されるように導電性樹脂を射出成形、トランスファー成形、プレス成形等により溝形状を付与したり、特許文献２に示されるように非導電性プラスチックで金属層を覆った板または金属層で非導電性プラスチックを覆った板に溝を設けたりする形状のものが提案されている。
【０００４】
また、特許文献３に示されるように、通気性および導電性を有する部材を用いて電極を構成し、燃料または空気の供給流路を内部に有するガス拡散層と一体の電極を用いる構造の燃料電池も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３４８７３９号公報
【特許文献２】特表２００４−５０７０５２号公報
【特許文献３】特許第４１０３７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、燃料電池自動車などのために、高出力かつ小型軽量の燃料電池の開発が求められている。燃料電池の高出力化は、セルスタックにおいて多数の単セルを積層することにより可能であるが、積層数を増すと燃料電池が大型となり、重量も増大してしまう。
【０００７】
特許文献１の場合、金属を混入した樹脂を成形することにより流路付セパレータを形成しているので、金属板に比較すればセパレータの軽量化が可能である。しかしながら、セパレータに十分な導電性を持たせるためには樹脂に混入する金属の比率を大きくしなければならず、この場合は効果的に軽量化を図ることが困難である。
【０００８】
特許文献２の場合、プラスチックを挟んだ金属同士の導電接合部やプラスチック表面に設けられた導電接合部が部分的で小面積であるため、この部分での電気抵抗が大きく、燃料電池の発電効率を低下させるおそれがある。また、構造が複雑であるため、製造コストを低減することが難しいおそれがある。
【０００９】
特許文献３の場合、流路を設ける必要がないのでセパレータの製造は容易であるが、積層数の多い燃料電池においてはセパレータによって重量化してしまうおそれがある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、軽量かつ高出力の燃料電池を可能にするセパレータ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】
本発明は、複数の多面体状の空隙およびこの空隙を相互に連続させる三次元網目状の金属骨格部を有する焼結体と、前記空隙に充填された樹脂部とを有し、両面に前記金属骨格部が露出している燃料電池用セパレータである。
【００１２】
この燃料電池用セパレータによれば、全体に連続した金属骨格部を備えるので導電性を有するとともに、空隙に樹脂が充填されているので軽量であり、かつガスシール性を有する。したがって、多数の単セルを積層した高出力の燃料電池を構成する場合にも軽量化が実現される。
【００１３】
この燃料電池用セパレータにおいて、前記焼結体は、気孔率が７０％以上９９％以下であることが好ましい。焼結体の気孔率を７０％以上とするのは、セパレータを軽量にするためである。また、焼結体の気孔率を９９％以下とするのは、セパレータの強度を確保するためである。
【００１４】
この燃料電池用セパレータにおいて、前記金属骨格部がステンレス鋼、チタン、チタン合金のいずれかからなることが好ましい。これらの材料を用いた場合、硫酸等が生じる固体高分子形燃料電池においても十分な耐腐食性が得られるとともに、セパレータとして十分な導電性および強度を確保できる。
【００１５】
本発明の燃料電池用セパレータの製造方法は、複数の多面体状の空隙およびこの空隙を相互に連続させる三次元網目状の金属骨格部を有する焼結体を製造する焼結体製造工程と、前記空隙に樹脂を充填して樹脂部を形成する樹脂部形成工程と、前記樹脂部が形成された前記焼結体の両面を研磨して前記金属骨格部を露出させる研磨工程とを有する。
【００１６】
この燃料電池用セパレータの製造方法によれば、焼結体に樹脂を充填するので、軽量であり、全体が良好な導電性を有する燃料電池用セパレータを得ることができる。また、焼結体の両面を研磨することにより、金属骨格部が両面に確実に露出するので、隣接する部材に対して確実に導通させることができる。
【００１７】
この製造方法において、前記樹脂部形成工程では、液状の樹脂を前記焼結体に含浸させて前記空隙に充填し、固化させることが好ましい。この場合、熱硬化型樹脂、反応硬化型樹脂等を用いて、スクリーン印刷等により、樹脂部を容易に形成することができる。
【００１８】
また、前記樹脂部形成工程では、前記焼結体と樹脂フィルムとを積層し、この樹脂フィルムの熱変形温度でのホットプレスにより前記樹脂フィルムを前記空隙に充填してもよい。この場合、ＰＶＤＣ（ポリ塩化ビニリデン）等のフィルムを用いることができる。
【００１９】
また、前記樹脂部形成工程では、前記焼結体をインサート部品としてインサート成形することにより前記樹脂を前記空隙に充填してもよい。
【００２０】
また、この燃料電池用セパレータの製造方法において、前記焼結体製造工程は、金属粉末と発泡剤とを含有する発泡性スラリーをキャリヤシート上に塗布し、前記キャリヤシートを移動させながら前記発泡性スラリーを薄板状に成形する成形工程と、薄板状に成形した発泡性スラリーを発泡および乾燥させてグリーンシートを形成する発泡乾燥工程と、前記グリーンシートを焼結して前記焼結体を形成する焼結工程と、を有することが好ましい。この場合、所望の空隙サイズや気孔率、開口率等を有する薄いシート状の焼結体を容易に製造できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の燃料電池用セパレータおよびその製造方法によれば、軽量かつ高出力の燃料電池を可能にするセパレータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の燃料電池用セパレータを示す断面模式図である。
【図２】本発明の燃料電池用セパレータを用いた高分子形燃料電池を示す断面模式図である。
【図３】本発明の燃料電池用セパレータを構成する金属多孔質体の製造方法を示す模式図である。
【図４】本発明の燃料電池用セパレータの製造方法の一例を示す模式図である。
【図５】本発明の燃料電池用セパレータの製造方法の他の例を示す模式図である。
【図６】本発明の燃料電池用セパレータの製造方法の他の例を示す模式図である。
【図７】本発明に係る樹脂枠を有する燃料電池用セパレータの例を示す模式図である。
【図８】本発明の燃料電池用セパレータの製造方法の他の例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る燃料電池用セパレータ１０およびその製造方法について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、燃料電池用セパレータ１０は、複数の多面体状の空隙１１ａおよびこの空隙１１ａを相互に連続させる三次元網目状の金属骨格部１１ｂを有する焼結体１１と、空隙１１ａに充填された樹脂部１２とを有し、両面に金属骨格部１１ｂが露出している板状の部材である。
【００２４】
焼結体１１の金属骨格部１１ｂをなす金属としては、耐食性に優れるオーステナイト系ステンレス、チタン、チタン合金等が用いられる。
【００２５】
金属骨格部１１ｂにより構成される空隙１１ａは、焼結体１１の表面および側面に複数の開口部１１ｃを有している。焼結体１１の表面における開口部１１ｃの開口面積の割合を、開口率と呼ぶ。開口率は、焼結体１１の表面を撮影した２５〜１００倍顕微鏡写真を用いて、視野面積Ａと、この視野中の最外面の全ての開口部１２ａの面積和Ａｐとを測定し、次の式によって算出する。
開口率（％）＝Ａｐ／Ａ×１００
焼結体１１の表面における開口部１１ｃの開口率は、４５％以上６０％以下に設定されている。開口率を４５％以上に設定することにより、燃料電池用セパレータ１０の金属分を少量に抑え、軽量にできる。また、開口率を６０％以下に設定することにより、隣接して設けられる部材に対する接触抵抗を抑え、十分な導通性を得ることができる。
【００２６】
焼結体１１の体積における金属骨格部１１ｂを除いた部分（すなわち樹脂が充填されていない状態の空隙１１ａ）の体積割合を気孔率と呼ぶ。気孔率は、焼結体１１と同形の中実体の重量に対する、樹脂が充填されていない状態で実測した焼結体１１の重量から算出することができる。
焼結体１１の気孔率は、大きいほど燃料電池用セパレータ１０が軽量になるが、大きすぎると強度が低下し、電気抵抗が増大するので、７０％以上９９％以下に設定される。
【００２７】
空隙１１ａに充填される樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、反応硬化型樹脂、エラストマー等を用いることができる。
【００２８】
熱可塑性樹脂としては、汎用プラスチック（ポリエチレン、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン、塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、メタクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート等）、汎用エンジニアリングプラスチック（ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート等）、スーパーエンジニアリングプラスチック（ポリフェニレンサルファイド、ポリアクリレート、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、液晶ポリマー、ポリイミド、ポリフタルアミド等）や、フッ素樹脂、超高分子量ポリエチレン、熱可塑性エラストマー、ポリメチルペンテン、生分解プラスチック、ポリアクリロニトリル、繊維素系プラスチック等を用いることができる。
【００２９】
熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、アルキド樹脂等を用いることができる。
【００３０】
反応硬化型樹脂としては、ウレタン樹脂、ポリアクリレート、紫外線（ＵＶ）硬化樹脂に代表される光硬化型樹脂、シリコーンゴム、イソブチレンなどの反応硬化型エラストマー等を用いることができる。
【００３１】
エラストマーとしては、天然ゴム、イソブレンゴム、ブタジエンゴム、ブチルボム、エチレンプロピレンゴム、エチレン・酢酸ビニル共重合体、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ピロエチレン等を用いることができる。
【００３２】
このように、燃料電池用セパレータ１０は、全体に形成された金属の金属骨格部１１ｂによる導電性を有するとともに、体積割合で７０％以上９９％以下の空隙１１ａを有するため軽量であり、空隙１１ａに充填された樹脂部１２によるガスシール性を有している。
【００３３】
この燃料電池用セパレータ１０を用いて構成された固体高分子形燃料電池２０を、図２に示す。固体高分子形燃料電池２０は、厚さ５０μｍのフッ素ポリマー等からなる固体高分子膜２１と、この固体高分子膜２１の両側に貼り付けられた厚さ１０μｍのカーボン等からなり白金を担持する触媒層を設けられたシート状の電極２２と、この電極２２の外側に配置された厚さ０．７ｍｍのガス拡散層２３とからなる単セル２０Ａが、厚さ０．３ｍｍのセパレータ１０を介して積層されている。ガス拡散層２３は、燃料電池用セパレータ１０の焼結体１１と同様に空隙を備え、この空隙を流路として燃料または空気を流通させ、電極２２に供給する金属多孔質体である。
【００３４】
なお、図示された各部材においては、厚さが本実施形態の実寸法に比例していない。また、図２には、４セルが積層された固体高分子形燃料電池２０を例示したが、燃料電池用セパレータ１０を介してさらに単セル２０Ａを積層することにより、任意の積層数のセルスタックを構成することができる。
このように直列接続された複数の単セル２０Ａの両端に位置するセパレータ１０が、それぞれ燃料電池２０の正負極の端子に接続されている。
【００３５】
各単セル２０Ａにおいて、燃料（たとえば水素ガス）または酸化剤（たとえば空気）が流通する一対のガス拡散層２３が、固体高分子膜２１を挟んで配置されている。
一方のガス拡散層２３を通じて一方の電極２２（燃料極）に燃料が供給されると、この燃料極で水素がイオン化するとともに電子が発生する。水素イオンは、固体高分子膜２１を移動して他方の電極２２（空気極）に到達し、他方のガス拡散層２３を通じて電極２２に供給された空気中の酸素と反応して水を生成する。このように、各単セル２０Ａにおいて、電気エネルギーを発生することができる。
【００３６】
以上説明した固体高分子形燃料電池２０は、焼結体１１と樹脂部１２とで構成された燃料電池用セパレータ１０が用いられていることにより、セパレータ１０の軽量化が図られているので、多数の単セル２０Ａを積層したセルスタックにおいても軽量化が実現される。
【００３７】
次に、上述の燃料電池用セパレータ１０の製造方法について説明する。
燃料電池用セパレータ１０は、複数の多面体状の空隙１１ａおよびこの空隙１１ａを相互に連続させる三次元網目状の金属骨格部１１ｂを有する焼結体１１を製造する焼結体製造工程と、空隙１１ｂに樹脂を充填して樹脂部１２を形成する樹脂部形成工程と、樹脂部１２が形成された焼結体１１の両面を研磨して金属骨格部１１ｂを露出させる研磨工程とを行うことにより製造される。
【００３８】
多孔質体製造工程は、金属粉末と発泡剤とを含有する発泡性スラリーＳをキャリヤシート３２上に塗布し、キャリヤシート３２を移動させながら発泡性スラリーＳを薄板状に成形する成形工程と、薄板状に成形した発泡性スラリーＳを発泡および乾燥させてグリーンシートを形成する発泡乾燥工程と、グリーンシートを焼結して焼結体１１を形成する焼結工程とを有する。
【００３９】
まず、金属粉末と発泡剤とを含有する発泡性スラリーＳを作成する。発泡性スラリーＳは、金属骨格部１１ｂを形成する金属粉末、バインダ（水溶性樹脂結合剤）、発泡剤および水と、必要に応じて界面活性剤および／または可塑剤とを混合することにより作成される。より具体的には、まず金属粉末、バインダおよび水を含有するスラリーを作成した後、このスラリーに発泡剤を添加し、ミキサーなどの攪拌装置で攪拌する。
【００４０】
金属粉末としては、特に限定されないが、耐食性等の点から、Ｔｉ，ステンレス鋼等が好ましい。また、この金属粉末は平均粒径０．５μｍ以上３０μｍ以下が好ましい。このような粉末は、水アトマイズ法，プラズマアトマイズ法などのアトマイズ法、酸化物還元法，湿式還元法，カルボニル反応法などの化学プロセス法によって製造することができる。
【００４１】
バインダ（水溶性樹脂結合剤）としては、メチルセルロース，ヒドロキシプロピルメチルセルロース，ヒドロキシエチルメチルセルロース，カルボキシメチルセルロースアンモニウム，エチルセルロース，ポリビニルアルコールなどを使用することができる。
【００４２】
発泡剤は、ガスを発生してスラリーに気泡を形成できるものであればよく、揮発性有機溶剤、例えば、ペンタン，ネオペンタン，ヘキサン，イソヘキサン，イソペプタン，ベンゼン，オクタン，トルエンなどの炭素数５〜８の非水溶性炭化水素系有機溶剤を使用することができる。この発泡剤の含有量としては、発泡性スラリーＳに対して０．１〜５重量％とすることが好ましい。
【００４３】
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩，α‐オレフィンスルホン酸塩，アルキル流酸エステル塩，アルキルエーテル硫酸エステル塩，アルカンスルホン酸塩等のアニオン界面活性剤，ポリエチレングリコール誘導体，多価アルコール誘導体などの非イオン性界面活性剤および両性界面活性剤などを使用することができる。
【００４４】
可塑剤は、スラリーを成形して得られる成形体に可塑性を付与するために添加され、例えばエチレングリコール，ポリエチレングリコール，グリセリンなどの多価アルコール、鰯油，菜種油，オリーブ油などの油脂、石油エーテルなどのエーテル類、フタル酸ジエチル，フタル酸ジＮブチル，フタル酸ジエチルヘキシル，フタル酸ジオクチル，ソルビタンモノオレート，ソルビタントリオレート，ソルビタンパルミテート，ソルビタンステアレートなどのエステル等を使用することができる。
【００４５】
さらに、スラリーの特性や成形性を向上させるために任意の添加成分を加えてもよい。例えば、防腐剤を添加してスラリーの保存性を向上させたり、結合助材としてポリマー系化合物を加えて成形体の強度を向上させたりすることができる。
【００４６】
このように作成した発泡性スラリーＳから、図３に示す成形装置３０を用いて、グリーンシートを形成する成形工程および発泡乾燥工程を行う。
［成形工程］
成形装置３０は、ドクターブレード法を用いてシートを形成する装置であり、発泡性スラリーＳが貯留されるホッパ３１、ホッパ３１から供給された発泡性スラリーＳを移送するキャリヤシート３２、キャリヤシート３２を支持するローラ３３、キャリヤシート３２上の発泡性スラリーＳを所定厚さに成形するブレード（ドクターブレード）３４、発泡性スラリーＳを発泡させる恒温・高湿度槽３５、発泡したスラリーを乾燥させる乾燥槽３６を備えている。なお、ローラ３３間のキャリヤシート３２は、支持プレート３７によって支えられている。
【００４７】
成形装置３０においては、まず、均一化した発泡性スラリーＳをホッパ３１に投入しておき、このホッパ３１から発泡性スラリーＳをキャリヤシート３２上に供給する。キャリヤシート３２は図の右方向へ回転するローラ３３によって支持されており、その上面が図の右方向へと移動している。キャリヤシート３２上に供給された発泡性スラリーＳは、キャリヤシート３２とともに移動しながらブレード３４によって薄板状に成形される。
【００４８】
ブレード３４は、発泡性スラリーＳが塗布されたキャリヤシート３２に対して所定の間隔を空けて保持されることにより、移動するキャリヤシート３２上の発泡性スラリーＳを所定厚さのシート状に成形する。
【００４９】
［発泡乾燥工程］
次いで、シート状に成形された発泡性スラリーＳは、所定条件（例えば温度３０℃〜４０℃、湿度７５％〜９５％）の恒温・高湿度槽３５内を、例えば１０分〜２０分かけて移動しながら発泡する。続いて、この恒温・高湿度槽３５内で発泡したスラリーＳは、所定条件（例えば温度５０℃〜７０℃）の乾燥槽３６内を例えば１０分〜２０分かけて移動し、乾燥される。これにより、スポンジ状のグリーンシートが得られる。
なお、発泡工程時にスラリーの表層部分およびキャリヤシートに接している面においては泡がつぶれやすく、金属分が堆積しやすい。このため、厚さ方向の中央部分に比較して、これらの部分は気孔率が低く、密に形成される傾向がある。
【００５０】
［焼結工程］
このようにして得られたグリーンシートを脱脂・焼結することにより、所定厚さの薄板状の焼結体１１を形成する。具体的には、例えば真空中、温度５５０℃〜６５０℃、２５分〜３５分の条件下でグリーンシート中のバインダ（水溶性樹脂結合剤）を除去（脱脂）した後、さらに真空中、温度１２００℃〜１３００℃、６０分〜１２０分の条件下で焼結する。
【００５１】
以上説明した方法によれば、所望の厚さ、気孔率、開口率等を有し、燃料電池用セパレータ１０に適した中実の金属骨格部１１ｂを有する焼結体１１を製造することができる。また、上述の方法によると、厚さの中央部分に比較して表層部分の気孔率が低いので、全体の気孔率に対して開口率が低い焼結体１１が得られる。
【００５２】
［樹脂部形成工程］
次に、上述のようにして得られた焼結体１１の空隙１１ａに樹脂を充填し、樹脂部１２を形成する。
樹脂部形成工程においては、たとえば、図４に示すように、容器に保持した液状樹脂Ｐ１に焼結体１１を浸漬することにより、空隙１１ａに液状樹脂Ｐ１を充填する。そして、空隙１１ａに充填された液状樹脂Ｐ１を固化させる方法により、樹脂部１２を形成することができる。なお、液状樹脂Ｐ１を空隙１１ａに充填するには、スクリーン印刷等、他の方法を採用してもよい。液状樹脂Ｐ１としては、熱硬化性樹脂、反応硬化型樹脂等を用いることができる。
【００５３】
あるいは、この樹脂部形成工程において、図５に示すように、焼結体１１と樹脂フィルムＰ２とを積層し（図５（ａ））、この樹脂フィルムＰ２の熱変形温度に加熱した状態でこれら焼結体１１と樹脂フィルムＰ２とを図に矢印で示すように厚さ方向に加圧するホットプレスにより（図５（ｂ））、可塑状態の樹脂フィルムＰ２を空隙１１ａに充填して（図５（ｃ））、樹脂部１２を形成してもよい。この場合、樹脂フィルムＰ２には熱可塑性樹脂が用いられる。
【００５４】
あるいは、図６に示すように、焼結体１１をインサート部品として金型４０のキャビティ４１内に配置し、溶融樹脂Ｐ３をキャビティ４１内に充填するインサート成形することにより、樹脂を空隙１１ａに充填して、樹脂部１２を形成してもよい。
【００５５】
たとえば、ポリプロピレンを用いた場合、成形温度１８０℃、８０ｋＮで型締めし、成形圧２５０ｋｇ／ｃｍ３で射出することにより、焼結体１１の空隙１１ａにポリプロピレンを充填することができる。
また、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）を射出し、焼結体１１の空隙１１ａに充填して、加硫（１７０℃、１５分）を行うことにより、樹脂部１２を形成することができる。
【００５６】
さらに、この工程において、焼結体１１の外周部を囲む樹脂枠１３を、樹脂部１２および焼結体１１と一体に形成することもできる（図７）。たとえば、図８に示すように、焼結体１１よりも外形が大きい樹脂フィルムＰ４と焼結体１１とを積層して（図８（ａ））、ホットプレスすることにより（図８（ｂ））、樹脂フィルムＰ４の大きさに応じた樹脂枠１３を形成することができる（図８（ｃ））。あるいは、図４に示すように容器に保持した液状樹脂Ｐ１に焼結体１１を浸漬した場合に、そのまま容器内で液状樹脂Ｐ１を固化させることにより、容器の大きさに応じた大きさの樹脂枠１３を、空隙１１ａに樹脂を充填するのと同時に形成することができる。
【００５７】
［研磨工程］
いずれの方法によって樹脂部１２を形成した場合も、焼結体１１の両面を研磨する工程を行う。これにより、焼結体１１の表面に確実に金属骨格部１１ｂを露出させ、隣接部材（ガス拡散層２３）との確実な導通を図ることができる。なお、上述の方法により製造された焼結体１１は、表層部分が密に形成されているので、わずかに研磨するだけでも表面を覆う樹脂部分を除去して多くの金属分を露出させることができ、隣接部材に対する接触面積を十分に得ることができる。
【００５８】
以上説明した燃料電池用セパレータの製造方法によれば、焼結体１１の空隙１１ａに樹脂を充填するので、軽量であり全体が良好な導電性を有する燃料電池用セパレータ１０を得ることができる。また、焼結体１１の両面が研磨されることにより、金属部分が両面に露出するので、隣接する部材との導通を確実に図ることができる。
【００５９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  燃料電池用セパレータ
１１  焼結体
１１ａ  空隙
１１ｂ  金属骨格部
１１ｃ  開口部
１２  樹脂部
１３  樹脂枠
２０  固体高分子形燃料電池
２０Ａ  単セル
２１  固体高分子膜
２２  電極
２３  ガス拡散層
３０  成形装置
３１  ホッパ
３２  キャリヤシート
３３  ローラ
３４  ブレード
３５  恒温・高湿度槽
３６  乾燥槽
３７  プレート
４０  金型
４１  キャビティ
Ｐ１  液状樹脂
Ｐ２  樹脂フィルム
Ｐ３  溶融樹脂
【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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