(57)【要約】      （修正有）【課題】安価に、親水性及び保水性に優れた燃料電池用セパレータの製造方法を提供する。【解決手段】燃料電池用セパレータを極性溶媒に一定時間浸漬し、ついで水に浸漬した後乾燥を行うことを特徴とする燃料電池セパレータの製造方法によれば、安価に、親水性及び保水性に優れた燃料電池用セパレータを製造出来る。また、燃料電池用セパレータが多孔質の導電性粉末より形成されている場合、カーボン材製である場合に、前記燃料電池セパレータの製造方法は有効である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池用セパレータを極性溶媒に一定時間浸漬し、ついで水に浸漬した後乾燥を行う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２】
前記燃料電池用セパレータが多孔質の導電性粉末より形成されていることを特徴とする請求項１記載の燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項３】
前記燃料電池用セパレータがカーボン材製であることを特徴とする請求項２記載の燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項４】
前記極性溶媒がメタノール若しくはアセトンを含むことを特徴とする請求項１〜３いずれか一項に記載の燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項５】
前記水がイオン交換水であることを特徴とする請求項１〜４いずれか一項に記載の燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項６】
前記水への浸漬工程は、前記燃料電池用セパレータ内に前記極性溶媒が留まっている間に、前記極性溶媒の沸点より高い温度に保った前記水に浸漬することを特徴とする請求項１〜５いずれか一項に記載の燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項７】
前記全ての処理が、前記燃料電池用セパレータに弾性材製のガスケットを一体成形した後行われることを特徴とする請求項１〜６いずれか一項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製造方法に関するものであり、更に詳しくは、親水性及び保水性に優れた燃料電池用セパレータの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料電池の開発が進められている。
中でも固体高分子型燃料電池は、他タイプの燃料電池と比べて低温で作動するので、電池を構成する部品について材料面での腐食の心配が少ないばかりか、低温作動の割に比較的大電流を発電可能といった特徴を持ち、車載用の内燃機関の代替電源として注目を集めている。
【０００３】
この固体高分子型燃料電池を構成する部品の中で、セパレータは、一般的に平板の両面又は片面に複数の平行する溝を形成してなるもので、燃料電池セル内のガス拡散電極で発電した電気を外部へ伝達すると共に、発電の過程で前記溝中に生成した水を排水し、この
溝を燃料電池セルへ流入する反応ガスの流通路として確保するという役割を担っている。この意味で、固体高分子型燃料電池用セパレータには、導電性と同時に、高い排水性を有することが望まれている。
【０００４】
そこで従来から、上記のような燃料電池用セパレータとしては、少なくともその表面に親水処理を施したものが使用されており、即ち、セパレータの少なくとも表面を親水性にすることによって、発電の過程で生成した水が溝内を濡らしつつ広がるか、或いは、所定
の流路まで導き出されるようになり、これにより、生成水が水滴として溝内に留まってガスの拡散を阻害することを防ぐようにしているのである。
【０００５】
具体的には、燃料電池用セパレータの親水処理を行うために、例えば燃料電池用セパレータの原素材を所定の形状に成形した後、親水性物質（例えばポリアクリロニトリル等）を塗布するという方法や、燃料電池用セパレータの原素材を所定の形状に成形する前に、
原素材中に予め親水性物質を含有させ、親水性を高める方法が提案されている。
しかし、燃料電池用セパレータを所定の形状に成形した後、親水性物質（例えばポリアクリロニトリル等）を塗布するという方法には、通常の親水性物質が導電性を有しない為に、セパレータの全表面に親水性物質よりなる絶縁性皮膜が生じることになり、ガス拡散電極と接触する部分に関しては、別途に上記絶縁性皮膜を削除する必要があり、コスト高につながるという問題のあることが指摘されている。
更に、これらの点を改良した技術として、セパレータを製作する際に、バインダーと共に、消失性添加剤を加え、成形後この消失性添加剤を取り除く方策が提案されたが、不十分であった。（特許文献１）
【０００６】
又、燃料電池用セパレータの周囲には、燃料電池用セパレータを積層した際に、積層した間隙を密封するために、弾性材製のガスケットが一体的に成形される必要がある。
しかし、このガスケットを燃料電池用セパレータに成形する工程において、上記親水性処理した親水性機能が損なわれる問題が惹起した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−５８０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、安価に、親水性及び保水性に優れた燃料電池用セパレータの製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明にあっては、燃料電池用セパレータを極性溶媒に一定時間浸漬し、ついで水に浸漬した後乾燥を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
請求項１記載の発明の燃料電池セパレータの製造方法によれば、安価に、親水性及び保水性に優れた燃料電池用セパレータを製造出来る。
また、請求項２記載の発明の燃料電池セパレータの製造方法によれば、多孔質の導電性粉末より形成されたセパレータに有効である。
【００１１】
更に、請求項３記載の発明の燃料電池セパレータの製造方法によれば、特に、セパレータがカーボン材製のものに効果を発揮する。
更に、請求項４記載の発明の燃料電池セパレータの製造方法によれば、特に、水との置換を効果的におこなうことが出来る。
更に、請求項５記載の発明の燃料電池セパレータの製造方法によれば、セパレータの機能を損なうことが無い。
【００１２】
更に、請求項６記載の発明の燃料電池セパレータの製造方法によれば、極性溶媒と水との置換がより確実に行うことが出来る。
更に、請求項７記載の発明の燃料電池セパレータの製造方法によれば、特に、セパレータに弾性材製のガスケットを一体成形する必要があるタイプにおいて有効である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
本発明に係る燃料電池用セパレータの製造は、極性溶媒に一定時間浸漬し、ついで水に浸漬した後乾燥を行うものである。
【００１４】
本発明に使用される燃料電池用セパレータは、導電性粉末とバインダーとを焼成して作られる。
この導電性粉末としては、リン片状黒鉛や土塊状黒鉛等の天然黒鉛、或いは、人造黒鉛、アセチレンブラック、カーボンブラック、ケッチェンブラック、膨張黒鉛等に代表されるカーボン材料の粉末を挙げることができる。
この中で、カーボン材のものに好適である。
また、バインダーとしては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂やゴム等の、液状又はエマルジョン状の材料を挙げることができる。
【００１５】
また、極性溶媒としては、アセトン、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、酢酸、メタノール、エタノール、プロパノール、ギ酸等が挙げられるが、水との置換性能等から、
沸点が１００℃以下の溶媒が好ましく、特に、アセトン、メタノールが好ましい。
また、使用される水は、イオン交換水を使用することが、セパレータ機能を維持する上で好ましい。
更に、セパレータに弾性材製のガスケットを一体成形するタイプのセパレータにおいては、全ての処理が、セパレータに弾性材製のガスケットを一体成形した後に行われる。
【実施例】
【００１６】
以下、実施例に基づき本発明を更に詳細に説明する。
セパレータとして、導電性粉末として黒鉛を、バインダーとしフェノール樹脂を使用したものを用いて、以下の処置を行った。
実施例１
【００１７】
セパレータを室温で、メタノール溶媒に４時間浸漬した。
溶媒からセパレータを取り出して、直ちに（溶媒が揮発する前に）７０℃に保ったイオン交換水に１時間浸漬した。
セパレータをイオン交換水から取り出した後、室温で水分を蒸発させた。
実施例２
【００１８】
セパレータを室温で、アセトン溶媒に４時間浸漬した。
溶媒からセパレータを取り出して、直ちに（溶媒が揮発する前に）７０℃に保ったイオン交換水に１時間浸漬した。
セパレータをイオン交換水から取り出した後、室温で水分を蒸発させた。
比較例
【００１９】
セパレータとして、導電性粉末として黒鉛を、バインダーとしフェノール樹脂を使用したもので、浸漬処理をしないもの。
【００２０】
上記実施品及び比較例につき以下の評価を行った。
評価結果を表１に示す。
尚、表１において、接触角は、２種類のサンプルで、１サンプルにつき３箇所を測定したものの平均値である。
また、実施例２の製品を３週間室温に放置後、接触角を測定した所、接触角の変化は見られなかった。この事実から、本発明による処理により製造されたセパレータは、長期間親水性を維持できることが判明した。
更に、重量変化率は、水から取り出した後のバインダーの重量変化を示したもので、セパレータ内に水分を含ませることが出来たことが判る。
【００２１】
表１
試料                  接触角度                  重量変化（％）
比較例                １１５．６                    −
実施例１              ９３．０                    ＋０．０５
実施例２              ７２．３                    ＋０．０６