(57)【要約】    【課題】  凹凸が形成された基材表面のいずれの部位であっても、高精度で均一な表面処理を行うことが可能な表面処理装置、表面処理方法を提供し、高精度で均一な表面処理がなされ、優れた面性状を備えた基材を提供する。    【解決手段】  凹凸が形成された基材の表面に、表面処理剤吐出口１０から表面処理剤を供給する表面処理剤供給装置を備え、当該表面処理剤供給装置は、表面処理剤吐出口１０と略垂直に交わる線（Ｌ1）が、前記基材の凹凸を画定する頂面１０４と底面１０３との間に介在する立面１０５に交差可能となるよう傾斜可能に構成され、当該傾斜した状態で、前記基材の表面に表面処理剤を供給する表面処理装置１である。【選択図】    図１
2006326560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹凸が形成された基材の表面に表面処理剤を供給し、当該基材に表面処理を行う表面処理装置であって、
前記基材の表面に、表面処理剤吐出口から表面処理剤を供給する表面処理剤供給装置を備え、当該表面処理剤供給装置は、前記表面処理剤吐出口と略垂直に交わる線が、前記基材の凹凸を画定する頂面と底面との間に介在する立面に交差可能となるよう傾斜可能に構成され、当該傾斜した状態で、前記基材の表面に表面処理剤を供給する表面処理装置。
【請求項２】
前記表面処理剤供給装置は、前記表面処理剤吐出口から液滴を吐出する請求項１記載の表面処理装置。
【請求項３】
前記表面処理剤供給装置は、前記傾斜した状態で、前記基材に対し相対的に移動可能である請求項１または請求項２記載の表面処理装置。
【請求項４】
前記表面処理剤供給装置を駆動する駆動装置をさらに備え、
前記駆動装置は、前記表面処理剤供給装置を傾斜させる傾斜装置と、前記表面処理剤供給装置を傾斜させた状態で移動可能な移動装置と、を備えてなる請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の表面処理装置。
【請求項５】
前記基材は、交互に並設された複数の凹部と凸部によって前記凹凸が形成されてなり、前記頂面及び底面は、前記凹部及び凸部の並設方向に対し略垂直な方向の長さが、当該並設方向の長さよりも長い形状を有し、
前記表面処理剤供給装置は、前記並設方向に対し略垂直な方向に相対的に移動しながら表面処理剤を前記基材の表面に供給可能である請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の表面処理装置。
【請求項６】
前記表面処理剤供給装置を１つ備えてなる請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の表面処理装置。
【請求項７】
前記表面処理剤供給装置を少なくとも２つ備えてなり、一方の表面処理剤供給装置が表面処理剤を供給する際に、当該一方の表面処理剤供給装置と対をなす他方の表面処理剤供給装置は、表面処理剤の供給を停止させ、前記一方の表面処理剤供給装置は、前記表面処理剤吐出口と略垂直に交わる線が、第１の立面に交差可能となるよう傾斜可能であり、前記他方の表面処理剤供給装置は、前記表面処理剤吐出口と略垂直に交わる線が、前記第１の立面とは反対側に形成された第２の立面に交差可能となるよう傾斜可能である請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の表面処理装置。
【請求項８】
前記表面処理剤が、膜形成用材料である請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の表面処理装置。
【請求項９】
凹凸が形成された基材の表面に表面処理剤を供給し、当該基材に表面処理を行う表面処理方法であって、
前記表面処理剤の軌跡が、前記基材の凹凸を画定する頂面と底面との間に介在する立面に交差可能となるように当該表面処理剤を供給する工程を含んでなる表面処理方法。
【請求項１０】
前記表面処理剤の供給は、前記基材の表面に液滴を吐出することによって行う請求項９記載の表面処理方法。
【請求項１１】
前記基材は、交互に並設された複数の凹部と凸部によって前記凹凸が形成されてなり、前記頂面及び底面は、前記凹部及び凸部の並設方向に対し略垂直な方向の長さが、当該並設方向の長さよりも長い形状を有し、
前記並設方向に対し略垂直な方向に相対的に移動しながら、前記基材の表面に表面処理剤を供給する工程をさらに含む請求項９または請求項１０記載の表面処理方法。
【請求項１２】
前記表面処理剤が膜形成用材料であり、前記基材の表面に膜を形成する請求項９ないし請求項１１のいずれか一項に記載の表面処理方法。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の表面処理装置によって、表面処理が施されてなる基材。
【請求項１４】
請求項９ないし請求項１２のいずれか一項に記載の表面処理方法が施されてなる基材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凹凸が形成された基材の表面に表面処理を行う表面処理装置、及び表面処理方法、並びにこの表面処理装置によって表面処理が施されてなる基材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、凹凸が形成された基材の凹凸表面に表面処理剤を塗布する場合、例えば、表面処理剤を基材に対して供給する液滴吐出装置を用い、当該基材に対して垂直な方向から前記表面処理剤を噴霧して塗装する方法が行われている。
【０００３】
また、凹凸が形成された燃料電池用セパレータ表面の所定部位に、導電性、耐食性の良好な表面処理層を所定厚さで形成することができる燃料電池用セパレータの製造方法が紹介されている。この製造方法では、導電性金属超微粒子ペーストを含む溶液を燃料電池用セパレータの基材の表面にインクジェット方式で吐出して塗膜を形成した後、アニールすることにより、燃料電池用セパレータ表面の所定部位に導電性、耐食性を有する表面処理層を形成している。（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−４９９８号公報
【特許文献２】特開２００３−３１２３４号公報
【特許文献３】ＷＯ  ０１／２２５１４号公報
【特許文献４】特開２００３−２４５５９７号公報
【特許文献５】特開２００１−２３９６５２号公報
【特許文献６】特開平９−１９３３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記基材に対して垂直な方向から前記表面処理剤を噴霧して塗装する方法は、前記凹凸形状を画定している頂面と、底面と、当該頂面と底面との間に介在する立面のうち、立面に前記表面処理剤が当たりにくく、この部分の塗膜の膜厚が薄くなる虞がある。したがって、前記表面処理剤の塗装を複数回繰り返して、重ね塗りを行うことで、この立面に必要な膜厚を備えた塗膜を形成しているが、表面処理剤の使用量が多くなると共に、手間がかかるという欠点がある。また、基材の表面に亘って均一な膜厚を有する塗膜を形成することが困難である。
【０００５】
また、前記表面処理剤の重ね塗りは、通常、基材の塗膜を形成すべき領域の全範囲を一度塗装した後、再び元に戻って塗装する方法をとっているため、先に塗装した表面処理剤が完全に乾いてしまうことがある。この塗装が完全に乾いた面に、表面処理剤を重ね塗りすると、塗装面にブツが生じる等、良好な面性状を得ることが困難となる場合がある。また、先に塗装した表面がウエットな状態で、再びその上に塗装すると、表面処理剤が立面を伝わって流れ、凹部を画定する底面と立面との間に表面処理剤が溜まり、この部分の膜厚が厚くなるという不具合も生じる。
【０００６】
ここで、前記基材が、例えば、燃料電池用セパレータの場合、前記塗膜の膜厚が均一でないと、圧力損失が高くなり、高性能な燃料電池を提供することが困難になる虞もある。また、前記塗膜にブツが生じる等、塗膜の面性状が低下すると、接触抵抗が高くなる虞もあり、さらにまた、塗膜が租な状態となるため、耐食性を確保することが困難になる虞もある。
【０００７】
また、前述した特許文献１には、燃料電池用セパレータの基材の表面に対して、導電性金属超微粒子ペーストを含む溶液を吐出するノズルを傾けて、当該溶液を吐出することが記載されているが、ノズルを具体的にどのように傾けるかについては、検討がなされていない。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、凹凸が形成された基材表面のいずれの部位であっても、高精度で略均一な表面処理を行うことが可能な表面処理装置、表面処理方法を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、凹凸が形成された表面のいずれの部位であっても、高精度で略均一な表面処理がなされ、優れた面性状を備えた基材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】
【００１０】
この目的を達成するため、本発明は、凹凸が形成された基材の表面に表面処理剤を供給し、当該基材に表面処理を行う表面処理装置であって、前記基材の表面に、表面処理剤吐出口から表面処理剤を供給する表面処理剤供給装置を備え、当該表面処理剤供給装置は、前記表面処理剤吐出口と略垂直に交わる線が、前記基材の凹凸を画定する頂面と底面との間に介在する立面に交差可能となるよう傾斜可能に構成され、当該傾斜した状態で、前記基材の表面に表面処理剤を供給する表面処理装置を提供するものである。
【００１１】
この構成を備えた表面処理装置は、表面処理剤供給装置の表面処理剤吐出口と略垂直に交わる線が、前記基材の立面に交差可能となるよう傾斜した状態で、前記表面処理剤吐出口から基材に向けて表面処理剤を供給することができるため、前記頂面及び底面は勿論のこと、立面にも確実に均一で高精度な表面処理を行うことができる。したがって、凹凸が形成された基材表面のいずれの部位であっても、高精度で略均一な表面処理を行うことができる。
【００１２】
前記表面処理剤供給装置は、前記基材に対し、前記表面処理剤吐出口から液滴を吐出する液滴噴射装置であってもよい。具体的には、例えば、エアスプレー、ベル式スプレー、パルス式スプレー等を挙げることができる。
【００１３】
また、前記表面処理剤供給装置は、前記傾斜した状態で、前記基材に対し相対的に移動可能に構成することもできる。すなわち、前記表面処理剤供給装置を前記基材に対して移動させてもよく、前記基材を前記表面処理剤供給装置に対して移動させてもよい。このように、前記表面処理剤供給装置を傾斜させた状態で、前記基材に対し相対的に移動可能に構成することで、表面処理剤を移動させながら供給することができるため前記利点に加え、前記基材の表面処理すべき領域の全体に亘って、さらに簡単に効率よく表面処理剤を供給することができる。
【００１４】
また、本発明にかかる表面処理装置は、前記表面処理剤供給装置を駆動する駆動装置をさらに備えて構成することができ、この駆動装置は、前記表面処理剤供給装置を傾斜させる傾斜装置と、前記表面処理剤供給装置を傾斜させた状態で移動可能な移動装置と、を備えることができる。
【００１５】
そしてまた、本発明にかかる表面処理装置は、前記基材が、交互に並設された複数の凹部と凸部によって前記凹凸が形成されてなり、前記頂面及び底面は、前記凹部及び凸部の並設方向に対し略垂直な方向の長さが、当該並設方向の長さよりも長い形状を有していても、前記表面処理剤供給装置は、前記並設方向に対し略垂直な方向（すなわち、前記頂面及び底面の長手方向）に相対的に移動しながら表面処理剤を前記基材の表面に供給可能である。したがって、前記利点に加え、さらに効率よく表面処理を行うことができる。
【００１６】
さらにまた、本発明にかかる表面処理装置は、前記表面処理剤供給装置を１つ備えて構成することができる。
【００１７】
また、本発明にかかる表面処理装置は、前記表面処理剤供給装置を少なくとも２つ備えてなり、一方の表面処理剤供給装置が表面処理剤を供給する際に、当該一方の表面処理剤供給装置と対をなす他方の表面処理剤供給装置は、表面処理剤の供給を停止させ、前記一方の表面処理剤供給装置は、前記表面処理剤吐出口と略垂直に交わる線が、第１の立面に交差可能となるよう傾斜可能であり、前記他方の表面処理剤供給装置は、前記表面処理剤吐出口と略垂直に交わる線が、前記第１の立面とは反対側に形成された第２の立面に交差可能となるよう傾斜可能であるよう構成することもできる。この構成によれば、互いに対をなす２つの表面処理剤供給装置が、同時に表面処理剤を供給することがないため、２方向から供給される表面処理剤が互いに干渉し合うことがなく、より高精度で均一な表面処理を行うことができる。
【００１８】
前記表面処理剤は、膜形成用材料であってもよい。この場合、基材の表面には膜が形成されることになる。また、前記表面処理剤としては、基材の表面をエッチングするためのエッチング液やエッチングガス、プラズマ、ブラスト剤、研磨材等、種々のものが挙げられる。
【００１９】
そしてまた、前記表面処理剤は、定着後、導電性を有すると共に耐食性を有する物質を含むこともできる。このような物質は、特に限定されるものではないが、例えば、金、白金、導電性セラミック、カーボン等を挙げることができる。前記耐食性としては、例えば、基材よりも高い耐食性であることが望ましい。
【００２０】
また、本発明は、凹凸が形成された基材の表面に表面処理剤を供給し、当該基材に表面処理を行う表面処理方法であって、前記表面処理剤の軌跡が、前記基材の凹凸を画定する頂面と底面との間に介在する立面に交差可能となるように当該表面処理剤を供給する工程を含んでなる表面処理方法を提供するものである。
【００２１】
この表面処理方法によれば、前記表面処理剤が、前記立面に対し交差するように供給されるため、前記頂面及び底面は勿論のこと、立面にも確実に表面処理を行うことができる。したがって、凹凸が形成された基材表面のいずれの部位であっても、高精度で均一な表面処理を行うことができる。
【００２２】
前記表面処理剤の供給は、前記基材の表面に、当該表面処理剤の液滴を吐出することによって行うこともできる。
【００２３】
また、本発明にかかる表面処理方法では、前記基材は、交互に並設された複数の凹部と凸部によって前記凹凸が形成されてなり、当該頂面及び底面は、前記並設方向に対し略垂直な方向の長さが、当該並設方向の長さよりも長い形状を有していたとしても、前記並設方向に対し略垂直な方向（すなわち、前記頂面及び底面の長手方向）に相対的に移動しながら、前記基材の表面に表面処理剤を供給することができる。このため、より一層効率よく表面処理を行うことができる。
【００２４】
そしてまた、本発明にかかる表面処理方法では、前記表面処理剤が膜形成用材料であり、前記基材の表面に膜を形成することができる。また、本発明にかかる表面処理は、特に限定されるものではなく、膜形成処理の他、例えば、エッチング処理、プラズマ処理、ブラスト及び研削等、様々な処理を含むものである。
【００２５】
また、本発明では、前記基材に対する表面処理剤の供給は、表面処理剤の軌跡が第１の立面に交差する方向から行った後、表面処理剤の軌跡が前記第１の立面とは反対側に形成された第２の立面に交差する方向から行うことができる。そして、この工程を繰り返し、前記凹部及び凸部の並設方向に順次、連続して進めることもできる。
【００２６】
そしてまた、前記表面処理剤の供給は、前記頂面及び底面の長手方向に沿って所定領域に行った後、次の領域に移動して再び頂面及び底面の長手方向に沿って行う際に、当該表面処理剤の供給される領域が部分的に重なるように行うこともできる。
【００２７】
さらにまた、前記表面処理剤の供給は、同一の領域に繰り返し行うこともできる。この場合、先に供給した表面処理剤が乾く前に、次の表面処理剤を供給することもできる。このようにすることで、さらに良好な面性状を得ることができる。
【００２８】
また、本発明は、前述した表面処理装置によって、表面処理が施されてなる基材を提供するものである。また、本発明は、前述した表面処理方法が施されてなる基材を提供するものである。
【００２９】
このような基材は、特に限定されるものではないが、例えば、燃料電池用セパレータ等が挙げられる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明にかかる表面処理装置は、表面処理剤供給装置の表面処理剤吐出口と略垂直に交わる線が、前記基材の立面に交差可能となるよう傾斜した状態で、前記表面処理剤吐出口から基材に向けて表面処理剤を供給することができる。したがって、前記頂面及び底面は勿論のこと、立面にも確実に表面処理を行うことができる。この結果、凹凸が形成された基材表面のいずれの部位であっても、高精度で均一な表面処理を簡単且つ確実に行うことができる。
【００３１】
また、本発明にかかる表面処理方法は、前記表面処理剤が、前記立面に対し交差するように供給されるため、前記頂面及び底面は勿論のこと、立面にも確実に表面処理を行うことができる。この結果、凹凸が形成された基材表面のいずれの部位であっても、高精度で均一な表面処理を簡単且つ確実に行うことができる。
【００３２】
さらにまた、本発明にかかる基材は、前記頂面及び底面は勿論のこと、立面にも、高精度で均一な表面処理が確実に施されているため、当該表面処理によって付与されるべき機能を確実に発揮することができ、信頼性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
次に、本発明の好適な実施の形態にかかる表面処理装置及び表面処理方法について、図面を参照して説明する。なお、以下に記載される実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施の形態にのみ限定するものではない。したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。また、本実施の形態では、基材として燃料電池用セパレータを使用し、表面処理として、燃料電池用セパレータの表面に膜を形成する場合について説明する。
【実施例１】
【００３４】
図１は、本発明の実施例１にかかる表面処理装置を用いて燃料電池用セパレータに膜形成用材料を供給する状態を模式的に示す側面図、図２は、図１に示す表面処理装置を反転させて異なる方向から燃料電池用セパレータに膜形成用材料を供給する状態を模式的に示す側面図、図３は、図１に示す燃料電池用セパレータの膜形成用材料供給経路を太い矢印で示す平面図、図４は、図２に示す燃料電池用セパレータの膜形成用材料供給経路を太い矢印で示す平面図である。
【００３５】
図１及び図２に示すように、実施例１にかかる表面処理装置１によって表面に膜１１０が形成される燃料電池用セパレータ１００は、凹部１０１と凸部１０２とがＸ方向に連続して交互に並設されており、凹部１０１の底面１０３と、凸部１０２の頂面１０４との間には、立面１０５がこれらと連続的に形成されている。
【００３６】
底面１０３及び頂面１０４は、Ｘ方向の長さ（幅）が、Ｘ方向に対し略垂直な方向となるＹ方向（図３及び図４参照）の長さよりも短くなっており、このＹ方向が底面１０３及び頂面１０４の長手方向となる。また、立面１０５は、水平面に対し角度（α）で傾斜した傾斜面となっている。この燃料電池用セパレータ１００では、凹部１０１と、立面１０５と、凸部１０２とによって、ストレートな形状のガス流路が構成されている。そしてまた、この燃料電池用セパレータ１００には、図３及び図４に示すように、Ｙ方向両側に、マニホールド１０６が形成されている。
【００３７】
なお、実施例１では、燃料電池用セパレータ１００は、コンベア２００に載置され、Ｘ方向に移動可能となっている。
【００３８】
実施例１にかかる表面処理装置１は、図１及び図２に示すように、燃料電池用セパレータ１００の表面に膜形成用材料（Ｗ）を供給する液滴噴射装置１２と、液滴噴射装置１２に接続され、液滴噴射装置１２を駆動する駆動装置１３と、を備えている。
【００３９】
液滴噴射装置１２の先端には、膜形成用材料（Ｗ）を燃料電池用セパレータ１００の表面に向けて吐出（噴射）させる表面処理剤吐出口１０が形成されている。この液滴噴射装置１２は、表面処理剤吐出口１０と略垂直に交わる線（Ｌ1）が、燃料電池用セパレータ１００の立面１０５と交差するように、水平面と直角な線（Ｌ2）に対し任意の角度（β）で傾斜可能となっている。そして、この角度（β）は、後に詳述する傾斜装置１４によって、変更可能となっている。
【００４０】
なお、表面処理剤吐出口１０と略垂直に交わる線（Ｌ1）は、具体的には、表面処理剤吐出口１０の出口開口面と略垂直に交わる線のことであり、実施例１では、液滴噴射装置１２の軸線と一致している。
【００４１】
また、液滴噴射装置１２は、任意の角度（β）で傾斜した状態で、膜形成用材料（Ｗ）を燃料電池用セパレータ１００の表面に向けて吐出（噴射）して、燃料電池用セパレータ１００の表面に膜形成用材料（Ｗ）を塗布することができる。なお、図１及び図２では、液滴噴射装置１２は、表面処理剤吐出口１０と略垂直に交わる線（Ｌ1）が立面１０５と角度（γ）をもって交差している。
【００４２】
駆動装置１３は、液滴噴射装置１２の傾斜角度（β）を任意に変更可能な傾斜装置１４と、液滴噴射装置１２を移動させる移動装置１５とを備えている。傾斜装置１４は、液滴噴射装置１２によって燃料電池用セパレータ１００の表面に膜形成用材料（Ｗ）を吐出（噴射）する際に、表面処理剤吐出口１０と略垂直に交わる線（Ｌ1）が、燃料電池用セパレータ１００の立面１０５と交差するように、液滴噴射装置１２を傾斜させる。すなわち、線（Ｌ1）が立面１０５とは平行にならないように、液滴噴射装置１２を傾斜させる。そして、傾斜角度（β）を変更する指示を受けるまで、この傾斜角度（β）を維持する。一方、移動装置１５は、角度（β）で傾斜した状態の液滴噴射装置１２をＹ方向に移動させる。
【００４３】
次に、この表面処理装置１を使用して、燃料電池用セパレータ１００の表面に膜形成用材料（Ｗ）を供給することで、膜形成用材料（Ｗ）を塗布し、膜１１０を形成する場合について説明する。
【００４４】
先ず、図１に示すように、燃料電池用セパレータ１００をコンベア２００の所定位置に載置する。次に、傾斜装置１４を駆動し、燃料電池用セパレータ１００の立面１０５の傾斜角度（α）に応じて、液滴噴射装置１２の表面処理剤吐出口１０と略垂直に交わる線（Ｌ1）が、燃料電池用セパレータ１００の立面１０５と交差するように液滴噴射装置１２を傾斜させる。なお、実施例１では、液滴噴射装置１２は、水平面と直角な線（Ｌ2）に対し角度（β）をなすよう傾斜させ、傾斜角度（β）の変更指示を受けるまで、この傾斜角度（β）を維持する。
【００４５】
次に、コンベア２００を駆動し、液滴噴射装置１２の表面処理剤吐出口１０から吐出される膜形成用材料（Ｗ）が、燃料電池用セパレータ１００の図１でいう左側を向いた立面１０５及びその周辺の領域に当たるように、燃料電池用セパレータ１００の位置を調整する。また、移動装置１５を駆動し、液滴噴射装置１２を、燃料電池用セパレータ１００のＹ方向の一端（図３でいう左下端：太い矢印の基端位置）に位置させる。
【００４６】
次いで、液滴噴射装置１２の表面処理剤吐出口１０から膜形成用材料（Ｗ）を、所定量で吐出（噴射）させながら、移動装置１５によって、この液滴噴射装置１２を、図３に示す矢印Ｙ方向（すなわち、凹部１０１及び凸部１０２の長手方向）に所定速度で移動させる。この時、コンベア２００は、停止しており、液滴噴射装置１２は、矢印Ｘ方向には相対移動していない。この液滴噴射装置１２は、燃料電池用セパレータ１００の他端（図３でいう左上端：太い矢印の先端位置）まで移動させる。この動作により、膜形成用材料（Ｗ）は、Ｙ方向に沿って順次適切に吐出され、図１に示すように、底面１０３及び頂面１０４は勿論のこと、立面１０５にも確実に高精度で均一に塗布される。
【００４７】
次に、前記塗布が行われた立面１０５の反対側に位置する立面１０５（すなわち、図１でいう右側を向いた立面１０５）及びその周面の領域に、液滴噴射装置１２の表面処理剤吐出口１０から吐出される膜形成用材料（Ｗ）を塗布するため、傾斜装置１４を再び駆動させて、図２に示すように、液滴噴射装置１２が、線（Ｌ2）に対して対称となるように反転させる。次に、コンベア２００を駆動し、膜形成用材料（Ｗ）が、この領域に当たるように、燃料電池用セパレータ１００の位置を調整する。
【００４８】
次いで、前記と同様の条件で、液滴噴射装置１２は、燃料電池用セパレータ１００の一端（図４でいう左下端：太い矢印の先端位置）まで移動させる。この動作により、膜形成用材料（Ｗ）は、Ｙ方向とは反対の方向に沿って順次適切に吐出され、図２に示すように、底面１０３及び頂面１０４は勿論のこと、立面１０５にも確実に高精度で均一に塗布される。なお、実施例１では、この工程において、先に膜形成用材料（Ｗ）が塗布された領域の一部に、膜形成用材料（Ｗ）が重ねられるように塗布した。また、先に塗布された膜形成用材料（Ｗ）が完全に乾く前に、次の膜形成用材料（Ｗ）を塗布した。
【００４９】
以後、これらの工程を繰り返すことで、燃料電池用セパレータ１００の表面全体に亘って、膜形成用材料（Ｗ）が高精度で均一に塗布され、付与されるべき機能を確実に発揮することができる膜１１０が形成される。
【００５０】
このように、表面に、高精度で均一であり、面性状が良好な膜１１０が形成された燃料電池用セパレータ１００は、燃料電池に組み込まれた際に、当該燃料電池の圧力損失を低下することができる。また、接触抵抗を低下させることもできる。さらに、例えば、膜形成用材料（Ｗ）が耐食性を付与する材料である場合、優れた耐食性を有することができる。したがって、膜１１０の形成によって付与されるべき機能を確実に発揮することができ、信頼性を向上することができる。
【００５１】
なお、実施例１では、液滴噴射装置１２から燃料電池用セパレータ１００に向けて吐出（噴射）される膜形成用材料（Ｗ）の量、液滴噴射装置１２の移動速度、液滴噴射装置１２の傾斜角度等は、図５に示すように、膜形成用材料（Ｗ）によって形成される膜の乾燥度と、膜形成用材料（Ｗ）が塗布された後の時間との関係に基づいて決定した。
【００５２】
ここで、膜の乾燥度とは、膜形成用材料（Ｗ）の塗布によって形成された膜が完全に乾燥した後の膜重量（ＤＭ）を、塗布された膜形成用材料（Ｗ）の重量（ＷＭ）で割った値の百分率（（ＤＭ／ＷＭ）×１００）から求められるものである。
【００５３】
膜の乾燥度が高すぎる（乾燥しすぎである）と、溶媒に添加された溶質がブツとなって膜表面に現れ、膜の乾燥度が低すぎる（ウエットすぎる）と、レベリング効果により膜形成用材料（Ｗ）が重力方向に流れ、底面１０３と立面１０５との境界部分近傍に膜形成用材料（Ｗ）が溜まり、均一な膜厚を得ることが困難になる。したがって、実施例１では、膜の乾燥度と、塗布後時間とが、図５に斜線で示す領域（適正領域）内となるように、膜形成用材料（Ｗ）の量、液滴噴射装置１２の移動速度、液滴噴射装置１２の傾斜角度等を選択した。
【００５４】
なお、膜形成用材料（Ｗ）としては、種々のものが挙げられるが、例えば、燃料電池用セパレータ１００の表面に金属コート層を形成するための材料や、耐食コート層を形成するための材料等が挙げられる。金属コート層を形成するための材料としては、例えば、燃料電池用セパレータ１００を構成する材料よりも融点が低い金属（例えば、スズ、スズ合金等）を含有する材料等が挙げられる。また、耐食コート層を形成するための材料としては、貴金属を含有する材料、高耐食性の導電性セラミックを含有する材料、炭素材料が含有される材料等が挙げられる。
【００５５】
なお、実施例１では、凹部１０１と、立面１０５と、凸部１０２とによって、ストレートな形状のガス流路が構成されている燃料電池用セパレータ１００の表面に膜１１０を形成する場合について説明したが、これに限らず、本発明にかかる表面処理装置１は、例えば、ガス拡散用の矩形状の凹凸が形成された面にも膜１１０を形成することができることは勿論である。
【００５６】
また、本発明にかかる表面処理装置１は、前述した膜形成処理の他、表面処理剤を任意に選択することで、エッチング処理、プラズマ処理、ブラスト処理、研磨等、種々の表面処理を行うことができる。
【００５７】
そしてまた、実施例１では、先に膜形成用材料（Ｗ）が塗布された領域の一部に、膜形成用材料（Ｗ）が重ねられるように塗布したが、これに限らず、膜形成用材料（Ｗ）は、所望により、先に塗布された膜形成用材料（Ｗ）に重ねずに塗布してもよい。
【００５８】
また、実施例１では、先に塗布された膜形成用材料（Ｗ）が完全に乾く前に、次の膜形成用材料（Ｗ）を塗布したが、これに限らず、膜形成用材料（Ｗ）は、所望により、先に塗布された膜形成用材料（Ｗ）が乾いてから塗布してもよい。さらにまた、膜形成用材料（Ｗ）は、所望により、複数回重ねて塗布してもよい。
【００５９】
また、実施例１では、Ｘ方向の移動は、コンベア２００によって行ったが、これに限らず、移動装置５によって液滴噴射装置１２をＸ方向に移動させてもよい。また、移動装置５を設けずに、燃料電池用セパレータ１００を、Ｘ方向及びＹ方向に移動させることができるＸＹプロッター等に載置し、このＸＹプロッターによって、液滴噴射装置１２に対する燃料電池用セパレータ１００の相対的な移動を行ってもよい。
【００６０】
また、実施例１では、表面処理剤吐出口１０と略垂直に交わる線（Ｌ1）が、液滴噴射装置１２の軸線と一致するように、表面処理剤吐出口１０を配設した場合について説明したが、これに限らず、表面処理剤吐出口１０と略垂直に交わる線（Ｌ1）は、表面処理剤吐出口１０の配設位置によっては、液滴噴射装置１２の軸線と一致しないことがあることは勿論である。
【実施例２】
【００６１】
次に、本発明の実施例２にかかる表面処理装置及び表面処理方法について、図面を参照して説明する。
【００６２】
図６は、本発明の実施例２にかかる表面処理装置の一方の液滴噴射装置を用いて燃料電池用セパレータに膜形成用材料を供給する状態を模式的に示す側面図、図７は、図６に示す表面処理装置の他方の液滴噴射装置を用いて燃料電池用セパレータに膜形成用材料を供給する状態を模式的に示す側面図、図８は、図６に示す一方の液滴噴射装置の燃料電池用セパレータに対する膜形成用材料供給経路を太い矢印で示す平面図、図９は、図６に示す一方の液滴噴射装置の燃料電池用セパレータに対する膜形成用材料供給経路を太い矢印で示す平面図である。
【００６３】
なお、実施例２では、実施例１で説明した部材と同様の部材には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６４】
図６及び図７に示すように、実施例２にかかる表面処理装置２の、実施例１にかかる表面処理装置１との異なる主な点は、駆動装置２３の構成である。すなわち、実施例２にかかる表面処理装置２の駆動装置２３は、互いに対をなす２つの液滴噴射装置１２Ａ及び１２Ｂと、これらに各々接続された傾斜装置１４Ａ及び１４Ｂと、これらを移動させる移動装置５と、を備えて構成されている。
【００６５】
液滴噴射装置１２Ａ及び１２Ｂは、実施例１で説明した液滴噴射装置１２と同様の構成を備えており、傾斜装置１４Ａ及び１４Ｂは、実施例１で説明した傾斜装置１４と同様の構成を備えている。
【００６６】
液滴噴射装置１２Ａは、表面処理剤吐出口１０から吐出される膜形成用材料（Ｗ）が、燃料電池用セパレータ１００の図６及び図７でいう左側を向いた立面１０５とその周辺の領域に当たるように傾斜している。すなわち、線（Ｌ1）が、左側を向いた立面１０５と交差するように、水平面と直角な線（Ｌ2）に対し任意の角度（β）で傾斜可能となっている。（図６参照）。そして、この角度（β）は、傾斜装置１４Ａによって変更可能となっている。
【００６７】
液滴噴射装置１２Ｂは、表面処理剤吐出口１０から吐出される膜形成用材料（Ｗ）が、燃料電池用セパレータ１００の図６及び図７でいう右側を向いた立面１０５及びその周辺の領域に当たるように傾斜している。すなわち、線（Ｌ1）が、右側を向いた立面１０５と交差するように、水平面と直角な線（Ｌ2）に対し任意の角度（β）で傾斜可能となっており（図７参照）、この液滴噴射装置１２Ｂは、液滴噴射装置１２Ａと線対称となるように配設されている。そして、この角度（β）は、傾斜装置１４Ｂによって変更可能となっている。
【００６８】
次に、実施例２にかかる表面処理装置２を使用して、燃料電池用セパレータ１００の表面に膜形成用材料（Ｗ）を供給することで、膜形成用材料（Ｗ）を塗布し、膜１１０を形成する場合について説明する。
【００６９】
先ず、図６及び図７に示すように、燃料電池用セパレータ１００をコンベア２００の所定位置に載置する。次に、傾斜装置１４Ａを駆動し、燃料電池用セパレータ１００の図６及び図７でいう左側を向いた立面１０５の傾斜角度（α）に応じて、線（Ｌ1）が、この立面１０５と交差するように液滴噴射装置１２Ａを傾斜させ、この傾斜角度（β）の変更指示を受けるまで、この傾斜角度（β）を維持する。同様に、傾斜装置１４Ｂを駆動して、線（Ｌ1）が、燃料電池用セパレータ１００の図６及び図７でいう右側を向いた立面１０５と交差するように液滴噴射装置１２Ｂを傾斜させる。なお、液滴噴射装置１２Ｂは、液滴噴射装置１２Ａと線対称になるように傾斜させた。次に、実施例１と同様にコンベア２００を駆動し、燃料電池用セパレータ１００の位置を調整する。
【００７０】
次に、移動装置１５を駆動し、液滴噴射装置１２Ａ及び１２Ｂを、燃料電池用セパレータ１００のＹ方向の一端（図８でいう左下端：太い矢印の基端位置）に位置させる。次いで、液滴噴射装置１２Ａの表面処理剤吐出口１０から膜形成用材料（Ｗ）を、所定量で吐出（噴射）させながら、移動装置１５によって、液滴噴射装置１２Ａ及び１２Ｂを、図８に示す矢印Ｙ方向に所定速度で移動させ、燃料電池用セパレータ１００の他端（図８でいう左上端：太い矢印の先端位置）に到達させる。この時、液滴噴射装置１２Ｂからは、膜形成用材料（Ｗ）を吐出（噴射）させない。また、コンベア２００は、停止しており、液滴噴射装置１２Ａ及び１２Ｂは、矢印Ｘ方向には相対移動していない。この動作により、膜形成用材料（Ｗ）は、Ｙ方向に沿って順次適切に吐出され、図６に示すように、底面１０３及び頂面１０４は勿論のこと、左側に面した立面１０５にも確実に高精度で均一に塗布される。
【００７１】
次に、液滴噴射装置１２Ａからの膜形成用材料（Ｗ）の吐出（噴射）を停止した後、液滴噴射装置１２Ｂの表面処理剤吐出口１０から膜形成用材料（Ｗ）を、所定量で吐出（噴射）させながら、移動装置１５によって、液滴噴射装置１２Ａ及び１２Ｂを、図９に示す矢印Ｙ方向に所定速度で、燃料電池用セパレータ１００の一端（図９でいう左下端：太い矢印の先端位置）まで移動させる。この時、液滴噴射装置１２Ａからは、膜形成用材料（Ｗ）を吐出（噴射）させない。また、コンベア２００は、停止しており、液滴噴射装置１２Ａ及び１２Ｂは、矢印Ｘ方向には相対移動していない。この動作により、膜形成用材料（Ｗ）は、Ｙ方向に沿って順次適切に吐出され、図７に示すように、底面１０３及び頂面１０４は勿論のこと、右側に面した立面１０５にも確実に高精度で均一に塗布される。
【００７２】
次に、膜形成用材料（Ｗ）が塗布された立面１０５に隣接した立面１０５（図６及び図７でいう左側を向いた立面１０５）及びその周辺の領域に、液滴噴射装置１２Ａの表面処理剤吐出口１０から吐出される膜形成用材料（Ｗ）を塗布するため、この膜形成用材料（Ｗ）が、この領域に当たるように、コンベア２００を駆動し、燃料電池用セパレータ１００の位置を調整する。
【００７３】
次いで、前記と同様の条件で、液滴噴射装置１２Ａの表面処理剤吐出口１０から膜形成用材料（Ｗ）を吐出させ、前記と同様に、膜形成用材料（Ｗ）を底面１０３及び頂面１０４は勿論のこと、左側を向いた立面１０５にも確実に塗布する。以後、これらの工程を繰り返すことで、燃料電池用セパレータ１００の表面全体に亘って、膜形成用材料（Ｗ）が高精度で均一に塗布され、付与されるべき機能を確実に発揮することができる膜１１０が形成される。
【００７４】
なお、実施例２では、液滴噴射装置１２Ａから吐出された膜形成用材料（Ｗ）が塗布された領域の一部に、液滴噴射装置１２Ｂから吐出された膜形成用材料（Ｗ）が重ねられるように塗布した。また、液滴噴射装置１２Ａから吐出された膜形成用材料（Ｗ）が完全に乾く前に、液滴噴射装置１２Ｂから膜形成用材料（Ｗ）を吐出した。
【００７５】
また、実施例２では、実施例１と同様の方法で、液滴噴射装置１２Ａ及び１２Ｂから燃料電池用セパレータ１００に向けて吐出（噴射）される膜形成用材料（Ｗ）の量、液滴噴射装置１２の移動速度、液滴噴射装置１２Ａ及び１２Ｂの傾斜角度等を決定した。
【００７６】
さらにまた、実施例２では、２つの液滴噴射装置１２Ａ及び１２Ｂを備えた表面処理装置２について説明したが、これに限らず、液滴噴射装置の設置数は、例えば、膜形成用材料（Ｗ）の重ね塗り回数等、所望の条件に応じて適宜決定することができる。
【００７７】
また、本発明では、表面処理剤吐出口１０に対し、燃料電池用セパレータ１００を、例えば、水平状態から傾斜させつつ表面処理剤を塗布してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施例１にかかる表面処理装置を用いて燃料電池用セパレータに膜形成用材料を供給する状態を模式的に示す側面図である。
【図２】図１に示す表面処理装置を反転させて異なる方向から燃料電池用セパレータに膜形成用材料を供給する状態を模式的に示す側面図である。
【図３】図１に示す燃料電池用セパレータの膜形成用材料供給経路を太い矢印で示す平面図である。
【図４】図２に示す燃料電池用セパレータの膜形成用材料供給経路を太い矢印で示す平面図である。
【図５】膜形成用材料（Ｗ）によって形成される膜の乾燥度と、膜形成用材料（Ｗ）が塗布された後の時間との関係を示す図である。
【図６】本発明の実施例２にかかる表面処理装置の一方の液滴噴射装置を用いて燃料電池用セパレータに膜形成用材料を供給する状態を模式的に示す側面図である。
【図７】図６に示す表面処理装置の他方の液滴噴射装置を用いて燃料電池用セパレータに膜形成用材料を供給する状態を模式的に示す側面図である。
【図８】図６に示す一方の液滴噴射装置の燃料電池用セパレータに対する膜形成用材料供給経路を太い矢印で示す平面図である。
【図９】図６に示す一方の液滴噴射装置の燃料電池用セパレータに対する膜形成用材料供給経路を太い矢印で示す平面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１、２…表面処理装置、１０…表面処理剤吐出口、１２、１２Ａ、１２Ｂ…液滴噴射装置、
１３、２３…駆動装置、１４、１４Ａ、１４Ｂ…傾斜装置、１５…   移動装置、１００…燃料電池用セパレータ、１０１…凹部、１０２…凸部、１０３…底面、１０４…頂面、１０５…立面、１１０…膜、２００…   コンベア
【図１】
2006326560.tif 000003
【図２】
2006326560.tif 000004
【図３】
2006326560.tif 000005
【図４】
2006326560.tif 000006
【図５】
2006326560.tif 000007
【図６】
2006326560.tif 000008
【図７】
2006326560.tif 000009
【図８】
2006326560.tif 000010
【図９】
2006326560.tif 000011