(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
７０質量％以上のアルミニウムを含む基材と、
前記基材上に直接形成された、粒径が０．１μｍ未満の亜鉛粒子および鉄を含む合金層である亜鉛層と、
前記亜鉛層上に直接形成されたニッケルめっき層と、
前記ニッケルめっき層上に直接形成された、鱗片状または針状の黒鉛粒子を含む導電性樹脂層であって、前記黒鉛粒子は、長径が互いに平行な塊として分散しており、前記黒鉛粒子の体積分率が４０体積％以上６５体積％以下である導電性樹脂層とを有し、接触抵抗が５０ｍΩ・ｃｍ2未満である、燃料電池用セパレータ。
【請求項２】
前記ニッケルめっき層は、ニッケルと不可避不純物金属以外の金属を含まない、請求項１に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項３】
前記基材の表面粗度は、Ｒａで０．０５μｍ以上０．４０μｍ以下である、請求項１または２に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項４】
前記亜鉛粒子の前記粒径は、０．０１μｍ以上０．０３μｍ以下である、請求項１から３のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項５】
前記ニッケルめっき層の厚さは、０．１μｍ以上１０μｍ以下である、請求項１から４のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項６】
前記導電性樹脂層の厚さは、５．０μｍ以上３０．０μｍ以下である、請求項１から５のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項７】
前記黒鉛粒子の長径は１μｍ以上１００μｍ以下である、請求項１から６のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項８】
前記基材は溝または貫通孔を有する、請求項１から７のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項９】
アルミニウムを７０質量％以上含む基材を用意する工程ａと、
前記基材にジンケート処理を施すことによって粒径が０．１μｍ未満の亜鉛粒子および鉄を含む合金層である亜鉛層を形成する工程ｂと、
前記亜鉛層上に直接、ニッケルめっき層を形成する工程ｃと、
前記ニッケルめっき層上に直接、鱗片状または針状の黒鉛粒子を含む導電性塗料をスプレイ法またはディッピング法で塗布し、加熱することによって、４０体積％以上６５体積％以下の前記黒鉛粒子を含む導電性樹脂層を形成する工程ｄと
を包含する、燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項１０】
前記工程ｂは、前記基材に第１回のジンケート処理を施すことによって亜鉛を含む第１亜鉛層を形成する工程ｂ１と、前記工程ｂ１の後に、前記第１層を除去する工程ｂ２と、前記工程ｂ２の後に、前記基材に第２回のジンケート処理を施すことによって亜鉛を含む第２亜鉛層を形成する工程ｂ３とを包含する、請求項９に記載の燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項１１】
前記導電性樹脂層を形成する工程ｄは、塗布された前記導電性塗料を加圧する工程を包含しない、請求項９または１０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に関し、特に、自動車用電源、携帯機器用電源、分散電源などに用いられる固体高分子型燃料電池に好適なセパレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
発電効率が高く、環境への負荷も低いなどの観点から、次世代のエネルギー源として、燃料電池に関する研究が活発に行われている。
【０００３】
燃料電池は、燃料である水素と、酸素とを電気化学的に反応させて電気エネルギーを取り出す発電装置である。燃料電池は、使用する電解質の種類に応じて、固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）、溶融炭酸塩型燃料電池（ＭＣＦＣ）、リン酸型燃料電池（ＰＡＦＣ）、固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）に分類される。ＰＥＦＣは作動温度が約７０〜９０℃と低く、数百Ｗ程度でも高効率の発電が可能であることから、特に、自動車や携帯機器などへの適用が期待されている。また、ＰＥＦＣの中でも、直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ）は小型であるため、携帯機器への適用が精力的に研究されている。
【０００４】
セパレータには、ガス透過性が小さいこと、導電性に優れること、接触抵抗が低いこと、耐食性に優れることなどが要求されている。特に、耐食性および接触抵抗に対する要請は、強くなっている。
【０００５】
このような特性を有するセパレータ用材料として、カーボン材料が汎用されている。しかしながら、カーボン材料は、靭性に乏しく脆いため、加工が困難であり、加工コストが高いという問題がある。そこで、近年では、カーボン材料の代わりに、加工が容易で加工コストも安価な金属（例えば、アルミニウムやステンレス）の基材を用いた金属セパレータが検討されている。例えば、特許文献１〜３には、金属基材と、金属基材上に形成された導電性樹脂層（黒鉛粉末を含む）とを有する金属セパレータが開示されている。
【０００６】
特許文献１には、アルミニウム（Ａｌ）系金属で形成されたセパレータ基材と、セパレータ基材の表面に形成されたニッケル（Ｎｉ）層と、ニッケル層の表面に形成された導電性樹脂層と、導電性樹脂層の表面に形成された撥水層とを有する燃料電池用セパレータが開示されている。実施例において、ニッケル層（厚さは例えば５μｍ）は電気めっきによって形成されている。導電性樹脂層（厚さは例えば１０μｍ）は、導電性塗料（日本黒鉛工業株式会社製、商品名「エブリオーム  ３０ＣＥ」）を用いてディッピング、吹き飛ばしおよび焼き付け（１６０℃、４５分間）を２回繰り返すことによって形成されている。さらに、耐食性を高めるために、導電性樹脂層の表面に、厚さが１〜２μｍの撥水層が形成される。撥水層は、撥水性塗料（信越化学工業株式会社製、商品名「シリコーンコーティングＫＲ２５１」）を用いてディッピング、自然乾燥および焼き付け（１６０℃、４５分間）により形成されている。
【０００７】
特許文献２には、アルミニウム基材の表面に亜鉛置換層を形成し、亜鉛置換層の表面に導電性塗料をスプレイ法等によって塗布した後乾燥させ、熱圧着（例えば、２００℃、２００ｋｇ／ｃｍ2、２０分間）することによって導電層を形成した金属セパレータが開示されている。
【０００８】
特許文献３には、電着によって形成した導電性樹脂層を有する金属セパレータが開示されている。特許文献３によると、エッチング加工によって所望の形状に加工されたアルミニウム基材の表面に研磨処理を施すことによって所望の平均粗さＲａ（２．５μｍ以下）を有する表面とした後、アルミニウム基材を覆うように金属からなる中間層を形成し、中間層の上に電着によって導電性樹脂層を形成することによって、強度、耐食性に優れ、接続抵抗（表裏導通の電気抵抗）の低い金属セパレータが得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−５５８３１号公報
【特許文献２】国際公開第２０１０／１２８６７６号
【特許文献３】特開２０１０−９８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１によると、金属セパレータの耐食性が向上させられる。例えば、実施例のセパレータは、ｐＨ３の硫酸水溶液に５０００時間浸漬しても腐食電流は検出されなかったと記載されている。しかしながら、実施例の金属セパレータの面積抵抗（接触抵抗）は７０ｍΩ・ｃｍ2と大きい。さらに、本発明者の検討によると、アルミニウム基材上にニッケルめっき層を直接形成すると、アルミニウム基材とニッケルめっき層との密着力が十分ではなく、例えば、折り曲げ試験を行うと、ニッケルめっき層が剥離することがある。
【００１１】
また、特許文献２に記載の方法は、熱圧着を利用するので、ホットプレス装置が必要で製造コストを上昇させる。また、燃料ガス等の通路となる溝や貫通孔を有するセパレータを製造することができない。また、金属セパレータの接触抵抗（荷重１５ｋｇｆ／ｃｍ2）は、一番小さなもので、実施例１の金属セパレータの１１．８ｍΩ・ｃｍ2であり、接触抵抗が１０ｍΩ・ｃｍ2以下の金属セパレータを製造することは難しいと思われる。
【００１２】
また、特許文献３に記載の方法は、導電性樹脂層を電着によって形成するので、設備が大掛かりとなり、電着液の管理など製造プロセスが煩雑になるので、製造コストを上昇させる。
【００１３】
本発明は上記諸点に鑑みてなされたものであり、耐食性に優れ、且つ、接触抵抗が低く、安価に製造できる燃料電池用セパレータおよびその製造方法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】
【００１４】
本発明の実施形態による燃料電池用セパレータは、７０質量％以上のアルミニウムを含む基材と、前記基材上に直接形成された、粒径が０．１μｍ未満の亜鉛粒子を含む亜鉛層と、前記亜鉛層上に直接形成されたニッケルめっき層と、前記ニッケルめっき層上に直接形成された、鱗片状または針状の黒鉛粒子を含む導電性樹脂層であって、前記黒鉛粒子の体積分率が３０体積％超７０体積％未満である導電性樹脂層とを有する。
【００１５】
ある実施形態において、前記基材の表面粗度は、Ｒａで０．０５μｍ以上０．４０μｍ以下である。
【００１６】
ある実施形態において、前記亜鉛粒子の前記粒径は、０．０１μｍ以上０．０３μｍ以下である。
【００１７】
ある実施形態において、前記ニッケルめっき層の厚さは、０．１μｍ以上１０μｍ以下である。
【００１８】
ある実施形態において、前記導電性樹脂層の厚さは、５．０μｍ以上３０．０μｍ以下である。
【００１９】
ある実施形態において、前記黒鉛粒子の長径は１μｍ以上１００μｍ以下である。
【００２０】
ある実施形態において、前記基材は溝または貫通孔を有する。
【００２１】
本発明の実施形態による燃料電池用セパレータの製造方法は、アルミニウムを７０質量％以上含む基材を用意する工程ａと、前記基材にジンケート処理を施すことによって亜鉛層を形成する工程ｂと、前記亜鉛層上に直接、ニッケルめっき層を形成する工程ｃと、前記ニッケルめっき層上に直接、３０体積％超７０体積％未満の黒鉛粒子を含む導電性樹脂層をスプレイ法またはディッピング法で形成する工程ｄとを包含する。前記基材が溝または貫通孔を有する場合、スプレイ法が好ましい。
【００２２】
ある実施形態において、前記工程ｂは、前記基材に第１回のジンケート処理を施すことによって亜鉛を含む第１亜鉛層を形成する工程ｂ１と、前記工程ｂ１の後に、前記第１層を除去する工程ｂ２と、前記工程ｂ２の後に、前記基材に第２回のジンケート処理を施すことによって亜鉛を含む第２亜鉛層を形成する工程ｂ３とを包含する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の実施形態によると、耐食性に優れ、且つ、接触抵抗が低く、安価に製造できる燃料電池用セパレータおよびその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態による燃料電池用セパレータ１０の模式的な断面図である。
【図２】本発明の実施形態による燃料電池用セパレータの製造方法におけるジンケート処理を説明するための図であり、上段は、ジンケート処理によって形成される亜鉛粒子を模式的に示す図であり、下段は、ジンケート処理が施されたアルミニウム基材の表面のＳＥＭ像である。
【図３】フィラー含有率が異なる導電性樹脂層の断面のＳＥＭ像である。
【図４】フィラー含有率が異なる導電性樹脂層の表面のＳＥＭ像である。
【図５】フィラー含有率と燃料電池用セパレータの接触抵抗との関係性を示すグラフである。
【図６】燃料電池用セパレータの接触抵抗の測定系を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態による燃料電池用セパレータおよびその製造方法を説明する。以下の説明は、本発明を限定するものではない。
【００２６】
図１に、本発明の実施形態による燃料電池用セパレータ１０の模式的な断面図を示す。燃料電池用セパレータ１０は、アルミニウムを含む基材１２と、基材１２上に直接形成された、亜鉛層１４と、亜鉛層１４上に直接形成されたニッケルめっき層１６と、ニッケルめっき層１６上に直接形成された導電性樹脂層１８とを有する。基材１２は、アルミニウムを７０質量％以上含むアルミニウム合金または純アルミニウムである。基材１２をダイカスト法で作製すると、例えば、溝や貫通孔を有する基材１２を高い量産性で製造することができる。
【００２７】
基材１２上に亜鉛層１４が直接形成されている。亜鉛層１４が形成されている基材１２の表面は自然酸化膜を除去した後の表面であることが望ましい。基材１２の表面粗度は、Ｒａで０．０５μｍ以上０．４０μｍ以下であることが好ましい。Ｒａが０．０５μｍ未満では、アンカー効果が得られにくく、十分な密着性が得られないことがある。一方、Ｒａが０．４μｍ超では、セパレータ面の凹凸が大きくなり、接触抵抗が大きくなることがある。このような表面粗度は、基材１２の表面の自然酸化膜を除去する工程（例えばエッチング工程）で付与することができる。
【００２８】
亜鉛層１４の厚さは、０．０１μｍ以上０．１μｍ以下であることが好ましい。これよりも薄いと亜鉛層１４で基材１２の表面全体を被覆できないことがあり、これよりも厚いと、密着性が悪く、剥離を生じることがある。亜鉛層１４は、粒径が０．１μｍ未満の亜鉛粒子を含む。亜鉛粒子の粒径が０．１μｍ以上であると、亜鉛層１４上に形成されるニッケルめっき層１６の緻密性が低下することがある。亜鉛粒子の粒径は、０．０１μｍ以上０．０３μｍ以下であることが好ましい。
【００２９】
このような亜鉛層１４は、ジンケート処理によって形成することができる。特に、粒径が０．０１μｍ以上０．０３μｍ以下の亜鉛粒子を含む亜鉛層１４を形成するためには、最初のジンケート処理によって形成された亜鉛層を一旦除去した後に、再度ジンケート処理を行うことが好ましい。
【００３０】
ここで、図２を参照して、ジンケート処理を２回行うことが好ましい理由を説明する。図２は、本発明の実施形態による燃料電池用セパレータの製造方法におけるジンケート処理説明するための図であり、上段は、ジンケート処理によって形成される亜鉛粒子を模式的に示す図であり、下段は、ジンケート処理が施されたアルミニウム基材の表面のＳＥＭ像である。ＳＥＭ像中のスケール（１０目盛分）が３μｍに相当する。エッチングによって自然酸化膜が除去されたアルミニウム基材の表面（左側のＳＥＭ像）にジンケート処理を行うと、白い点として観察されているように、粗大化した亜鉛粒子が生成することがある（中央のＳＥＭ像）。最初のジンケート処理によって生成された亜鉛層（亜鉛粒子）を除去した後に、再びジンケート処理を行うと、粗大化した亜鉛粒子はほとんど生成されず、緻密な亜鉛層１４を得ることができる（右側のＳＥＭ像）。緻密な亜鉛層１４上にニッケルめっき層を形成することによって、優れた密着性を得ることができる。
【００３１】
また、ジンケート処理によって形成された亜鉛層１４は、めっきによって形成された亜鉛層よりも基材との密着性が高い。アルミニウム基材の表面は容易に酸化されるので、自然酸化膜の除去や、活性化処理を行っても、すぐに自然酸化膜が形成されてしまう。従って、めっきによって亜鉛層を形成すると、自然酸化膜上に亜鉛層が形成される結果、密着性が低い。これに対し、ジンケート処理によって亜鉛層を形成すると、ジンケート処理液中で最初に自然酸化膜が除去され、その後に亜鉛層が形成される。従って、アルミニウム基材と亜鉛層との間に酸化膜は存在せず、密着性が高い。
【００３２】
なお、ジンケート処理によって形成された亜鉛層１４は、例えばめっきによって形成された亜鉛層と異なり、鉄（Ｆｅ）を含む合金層である。亜鉛および鉄を含む亜鉛層１４は、亜鉛のみから形成された層よりも表面電位が高いので、ニッケルめっきを行う際に、置換反応を抑制するように作用する。さらに、亜鉛層１４は、ニッケルめっきを行っている間に、基材１２の表面が酸化されるのを防止する。
【００３３】
ニッケルめっき層１６の厚さは、０．１μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましい。ニッケルめっき層１６の厚さが０．１μｍ未満では、接触抵抗が高くなり、厚さが１５μｍ超では、めっき時間が不必要に長くなる。ニッケルめっき層１６は、ジンケート処理に続いて、公知のめっき法で形成される。
【００３４】
ニッケルめっき層１６上に導電性樹脂層１８が直接形成されている。導電性樹脂層１８は、鱗片状または針状の黒鉛粒子１８ｂを含み、黒鉛粒子１８ｂの体積分率が３０体積％超７０体積％未満である。導電性樹脂層に含まれる黒鉛粒子の体積分率が７０％以上であると、表面に亀裂が生じる。また、黒鉛粒子の体積分率が３０％以下であると、接触抵抗が５０ｍΩ・ｃｍ2以上になるので好ましくない。黒鉛粒子の体積分率は、４０％以上６５％以下であることが好ましい。針状または扁平状の黒鉛粒子１８ｂを用いると、樹脂層内で、黒鉛粒子１８ｂが積層され、（特にエッジ部において）より耐食性に優れた樹脂層１８を形成することができる。黒鉛粒子１８ｂの長径は１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。黒鉛粒子１８ｂの長径が１μｍ未満では、接触抵抗が高くなり、長径が１００μｍ超では、表面凹凸が大きくなり、接触抵抗が大きくなる。
【００３５】
導電性樹脂層１８の樹脂マトリックス１８ａは、例えば、フェノール樹脂やエポキシ樹脂である。導電性樹脂層１８の厚さは、５．０μｍ以上３０．０μｍ以下であることが好ましい。厚さが５．０μｍ未満では、十分な耐食性が得られず、３０μｍ超では、形成に要する時間が不必要に長くなる。
【００３６】
なお、導電性塗料のフィラー含有率は、例えば、予め求めておく、塗料の粘度とフィラー含有率との関係から求められる。また、最終的に形成される導電性樹脂層のフィラー含有率は、例えば、予め求めておく、体積固有抵抗値とフィラー含有率との関係から求められる。
【００３７】
本発明の実施形態による燃料電池用セパレータの製造方法は、アルミニウムを７０質量％以上含む基材を用意する工程ａと、基材にジンケート処理を施すことによって亜鉛層を形成する工程ｂと、亜鉛層上に直接、ニッケルめっき層を形成する工程ｃと、ニッケルめっき層上に直接、３０体積％超７０体積％未満の黒鉛粒子を含む導電性樹脂層をスプレイ法またはディッピング法で形成する工程ｄとを包含する。特に、工程ｂは、基材に第１回のジンケート処理を施すことによって亜鉛を含む第１亜鉛層を形成する工程ｂ１と、工程ｂ１の後に、第１層を除去する工程ｂ２と、工程ｂ２の後に、基材に第２回のジンケート処理を施すことによって亜鉛を含む第２亜鉛層を形成する工程ｂ３とを包含することが好ましい。また、必要に応じて、ジンケート処理の前に、基材の表面を脱脂洗浄（例えば、アルカリ洗浄工程）する工程、および、その後に、基材の表面に形成されている自然酸化膜を除去する工程（例えば、アルカリエッチング工程）、さらには、例えば、基材の表面を活性化する工程（例えば、硝酸処理工程）を行なう。
【００３８】
具体的には、例えば、以下の方法で製造することができる。
【００３９】
基材１２として、例えば、アルミニウムダイカスト（ＡＤＣ−１２）で作製されたアルミニウム基材（５０ｍｍ×７０ｍｍ×１ｍｍ）を用意する。
【００４０】
基材１２の表面を脱脂洗浄する。例えば、アルカリ性の脱脂液（例えば、キザイ株式会社製ＢＧ−２０）に７０℃で約６０秒間浸漬する。
【００４１】
その後、基材１２の表面に形成されている自然酸化膜を除去する。例えば、約６０℃のアルカリ性のエッチング液（例えば、キザイ株式会社製ＳＺエッチング）に、基材１２を約３０秒間浸漬する。
【００４２】
次に、基材１２の表面を活性化する。例えば、基材１２を約５０％ＨＮＯ3水溶液に室温で約３０秒間浸漬する。表面粗さは、例えば、Ｒａで０．２μｍである。Ｒａは、例えば、表面粗さ測定器（株式会社ミツトヨ社製）で測定できる。
【００４３】
続いて、亜鉛層１４を形成するためにジンケート処理を行う。ここでは、上述したように、２回ジンケート処理を行う。
【００４４】
表面が活性化された基材１２を、アルカリ性ジンケート液（例えば、キザイ株式会社製ＳＺ−ＩＩ）  に室温で約６０秒間浸漬する（第１回ジンケート処理）。
【００４５】
その後、上記のジンケート処理によって形成された亜鉛層を除去する。例えば、５０％ＨＮＯ3水溶液に室温で約３０秒間浸漬する。
【００４６】
続いて、再び、ジンケート処理を行う。例えば、第１回ジンケート処理と同じアルカリ性ジンケート液に室温で約３０秒間浸漬する。形成された亜鉛層の厚さは、例えば、約０．１μｍで、亜鉛の粒子の大きさは例えば０．０１μｍである。
【００４７】
次に、ニッケルめっき層１６を形成する  例えば、ワット浴（硫酸ニッケル、塩化ニッケル、ホウ酸を主成分とする）を用いて、５０℃で、２０分間、電流密度２Ａ／ｄｍ2の条件でめっきする。ニッケルめっき層の厚さは、例えば約５μｍである。
【００４８】
次に、導電性樹脂層１８を形成する。例えば、針状または扁平状の黒鉛粒子を含む導電性塗料を用いて、導電性樹脂層１８を形成する。導電性塗料として、例えば、日本黒鉛工業株式会社製エブリオーム３０ＣＥを用いる。この塗料に含まれる黒鉛粒子の長径は約１０μｍであり、アスペクト比は約１：１０である。さらに、導電性塗料に希釈剤を混合してもよい。希釈剤としては、例えば、株式会社クラレ製ソルフィット（３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール）を用いることができる。
【００４９】
適度な濃度（１：１）に希釈した導電性塗料を用いて、例えば、スプレイ法で基材１２のニッケルめっき層１６上に塗布する。塗布後、たとえば、１５０℃で３０分間、加熱することによって、導電性樹脂層１８を形成する。導電性樹脂層１８の厚さは、例えば１５μｍである。塗布方法として、スプレイ法に代えて、ディッピング法を用いることができるが、基材１２が複雑な流路（溝や貫通孔）を有する場合、スプレイ法の方が均一な厚さの導電性樹脂層１８を形成しやすいという利点がある。
【００５０】
以下に、具体的な実験例（実施例および比較例を含む）を示して、本発明の実施形態による燃料電池用セパレータを詳細に説明する。
【００５１】
図３〜４を参照して、上記の製造方法に従って、黒鉛粒子の含有率（黒鉛粒子をフィラーと呼ぶことがある。）が異なる導電性樹脂層を形成した結果を説明する。
【００５２】
図３は、フィラー含有率が異なる導電性樹脂層の断面のＳＥＭ像であり、図４は、フィラー含有率が異なる導電性樹脂層の表面のＳＥＭ像である。それぞれ下段のＳＥＭ像は上段のＳＥＭ像を拡大したものである。上段のＳＥＭ像中のスケールは４０μｍであり、ＳＥＭ像中のスケールは２０μｍである。
【００５３】
図３からわかるように、黒鉛粒子の断面形状は、概ね針状をしており、樹脂中にほぼ均一に分散している。また、黒鉛粒子の長径が互いに平行な塊（集合体）として分散している。図４からわかるように、フィラー含有率が７０体積％であると、表面に亀裂が生成している。このことから、フィラーの含有率は７０体積％未満であることが好ましい。
【００５４】
図５は、フィラー含有率と燃料電池用セパレータの接触抵抗との関係性を示すグラフである。接触抵抗の値は、表１にも示す。なお、接触抵抗の測定は、図６に模式的に示す測定系を用いた。荷重は１０ｋｇｆ／ｃｍ2で、電流は１Ａとした。荷重が大きいほど接触抵抗は小さくなるので、少なくとも特許文献２の測定条件（１５ｋｇｆ／ｃｍ2）よりも不利な条件である。
【００５５】
図５および表１の結果から、５０ｍΩ・ｃｍ2未満の接触抵抗を得るためには、フィラー含有率は３０体積％超であることが好ましく、４０体積％以上であることがさらに好ましい。また、表面の亀裂の発生は耐食性を低下させることを考慮すると、フィラー含有率（黒鉛粒子の体積分率）は、概ね４０％以上６５％以下であることが好ましいと言える。
【００５６】
【表１】
0005891849.tif 000002
【００５７】
次に、フィラー含有率が５０体積％の導電性樹脂層を用いて、下地の構成の違いが、接触抵抗にどのように影響するかを検討した結果を説明する。表２中のＮｏ．５が、上述したフィラー含有率が５０体積％の導電性樹脂層を用いた実施例である。
【００５８】
Ｎｏ．１の試料は、未処理のＡｌ基材で、表面に自然酸化膜が存在するので、接触抵抗は高い。
【００５９】
Ｎｏ．２の試料は、Ａｌ基材の表面に直接、導電性樹脂層を形成したもので、導電性樹脂層とＡｌ基材の表面との密着性が低いので、接触抵抗が非常に大きな値になっている。
【００６０】
Ｎｏ．３の試料は、特許文献１に記載されている下地の構成を有するが、導電性樹脂層の上の撥水層は省略している。Ｎｏ．３の試料は、１０ｍΩ・ｃｍ2以下の低い接触抵抗を示している。しかしながら、後述する密着性および耐食性に問題があった。すなわち、接触抵抗を犠牲にすることになるが、特許文献３に記載されているように、導電性樹脂層の上に撥水層を形成しないと、十分な耐食性は得られないと考えらえる。
【００６１】
Ｎｏ．４は、特許文献２に記載されている構成を有する。ただし、熱圧着は行っていない。接触抵抗は未処理のアルミニウム基材と同等であり、亜鉛置換層を形成しただけでは、接触抵抗を低減する効果が得られない。
【００６２】
Ｎｏ．５は、実施例であり、接触抵抗がいずれの試料よりも小さい。すなわち、アルミニウム基材上に直接形成された亜鉛層と、亜鉛層上に直接形成されたニッケルめっき層と、ニッケルめっき層上に直接形成された導電性樹脂層とを有することによって、接触抵抗を効果的に低下させることができる。
【００６３】
【表２】
0005891849.tif 000003
【００６４】
さらに、密着性評価として、クロスカット試験（ＪＩＳ  Ｋ５６００−５−６）を行った。Ｎｏ．３の試料は、導電性樹脂層またはニッケルめっき層の剥がれが見られたのに対し、Ｎｏ．５の試料（実施例）については、剥がれは見られなかった。
【００６５】
また、耐食性の評価として、ｐＨ１のＨ2ＳＯ4水溶液に１０００時間浸漬し、浸漬後の試料の外観を確認した。その結果、Ｎｏ．３の試料では、試料の端部の一部に導電性樹脂層の剥がれが見られ、またその部分において下地のアルミニウムの腐食が確認された。それに対し、Ｎｏ．５の試料では、外観上、腐食や導電性樹脂層の膨れは確認されなかった。
【００６６】
このように、本実施例のセパレータ（Ｎｏ．５）は、特許文献１に記載のセパレータ（Ｎｏ．３）よりも接触抵抗が低く、且つ、密着性や耐食性に優れていることがわかる。また、特許文献２に記載のセパレータのように、圧着する必要がないので、本発明の実施形態によると、溝や貫通孔を有するセパレータを製造することができる。さらに、特許文献３のように電着を行う必要がないので、セパレータを安価に製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、燃料電池用セパレータ、特に、自動車用電源、携帯機器用電源、分散電源などに用いられる固体高分子型燃料電池用セパレータに好適に適用される。
【符号の説明】
【００６８】
１０        燃料電池用セパレータ
１２        アルミニウムを含む基材
１４        亜鉛層
１６        ニッケルめっき層
１８        導電性樹脂層
【図１】
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【図５】
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【図６】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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