(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
黒鉛粒子と熱硬化性樹脂成分とを含有し、且つ前記黒鉛粒子の割合が固形分全量に対して７０〜９０質量％の範囲である成形材料を調製するステップ、
前記成形材料を成形することで、その厚み方向の第一の面と、この第一の面とは反対側の第二の面とを有し、前記第一の面に、燃料ガス又は酸化剤ガスを流通させるための溝を形成したセパレータを作製するステップ、
前記セパレータにガスケットを積層するステップ、
前記セパレータ及び前記ガスケットに、ブラスト処理を施すことで、前記第一の面の、ＩＳＯ  ２５１７８−２：２０１２で規定される算術平均高さＳａを、０．８〜１．２μｍの範囲に、前記第二の面の、ＩＳＯ  ２５１７８−２：２０１２で規定される算術平均高さＳａを、０．５〜０．７μｍの範囲に、それぞれ調整するステップ、及び
前記ブラスト処理の後、前記セパレータに、その表面の親水性を向上する親水化処理を施すステップを含む燃料電池用ガスケット付きセパレータの製造方法。
【請求項２】
前記ブラスト処理によって、前記ガスケットの表面の、ＩＳＯ  ２５１７８−２：２０１２で規定される算術平均高さＳａを０．３〜０．６μｍの範囲に調整する請求項１に記載の燃料電池用ガスケット付きセパレータの製造方法。
【請求項３】
前記親水化処理によって、前記セパレータの表面の水との静的接触角を４０°以下に調整する請求項１又は２に記載の燃料電池用ガスケット付きセパレータの製造方法。
【請求項４】
前記親水化処理が、前記セパレータをプラズマに曝露するプラズマ処理と、前記セパレータをオゾンガスに曝露するオゾンガス処理とのうち、少なくとも一種を含む請求項１乃至３のいずれか一項に記載の燃料電池用ガスケット付きセパレータの製造方法。
【請求項５】
ブラスト処理後のセパレータの第一の面及び第二の面の、ＩＳＯ  ２５１７８−２：２０１２で規定される算術平均高さＳａを測定し、この測定結果に基づいて、前記第一の面の、ＩＳＯ  ２５１７８−２：２０１２で規定される算術平均高さＳａが０．８〜１．２μｍの範囲に、前記第二の面の、ＩＳＯ  ２５１７８−２：２０１２で規定される算術平均高さＳａが０．５〜０．７μｍの範囲になるように、ブラスト処理の条件を設定する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の燃料電池用ガスケット付きセパレータの製造方法。
【請求項６】
熱硬化性樹脂成分の硬化物と黒鉛粒子とを含有し、且つ前記黒鉛粒子の割合が７０〜９０質量％の範囲であるセパレータと、前記セパレータに積層しているガスケットとを備え、
前記セパレータの表面の水との静的接触角が４０°以下であり、
前記セパレータが、その厚み方向の第一の面と、この第一の面とは反対側の第二の面とを有し、前記第一の面に、燃料ガス又は酸化剤ガスを流通させるための溝が形成され、
前記第一の面の、ＩＳＯ  ２５１７８−２：２０１２で規定される算術平均高さＳａが、０．８〜１．２μｍの範囲であり、
前記第二の面の、ＩＳＯ  ２５１７８−２：２０１２で規定される算術平均高さＳａが、０．５〜０．７μｍの範囲である燃料電池用ガスケット付きセパレータ。
【請求項７】
前記ガスケットの表面の、ＩＳＯ  ２５１７８−２：２０１２で規定される算術平均高さＳａが０．３〜０．６μｍの範囲である請求項６に記載の燃料電池用ガスケット付きセパレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池に適用される燃料電池用ガスケット付きセパレータの製造方法、及び燃料電池用ガスケット付きセパレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に燃料電池は複数の単セルを数十〜数百個直列に重ねて構成されるセルスタックから成り、これにより燃料電池が起電力を発生させる。燃料電池は、電解質の種類によりいくつかのタイプに分類されるが、近年、高出力の燃料電池として、電解質に固体高分子電解質膜を用いた固体高分子型燃料電池が注目されている。
【０００３】
固体高分子型燃料電池の単セルは、例えば燃料電池用のセパレータ、ガスケット、膜−電極複合体が重ねられることで構成されている（図２参照）。セパレータには、ガス供給排出用の溝が形成されている領域を取り囲む外周部分に、マニホールドが形成されている。また、必要に応じ、セパレータの外周部分に、シーリングのためのガスケットが積層される。
【０００４】
このような燃料電池を構成する部品のうち、セパレータは、ガス供給排出用の溝とマニホールドとが形成されている特異な形状を有している。セパレータは、燃料電池内を流れる燃料、酸化剤及び冷却水が混合しないように分離する働きを有すると共に、燃料電池で発電した電気エネルギーを外部へ伝達したり、燃料電池で生じた熱を外部へ放熱したりするという、重要な役割を担っている。
【０００５】
セパレータは、例えば黒鉛粒子と樹脂成分とを含有する成形材料などから形成される。このような成形材料が使用される場合、一般的には成形材料が金型内で成形されることで、セパレータが得られる。
【０００６】
このようなセパレータには、スキン層の除去や表面粗さ調整のためのブラスト処理、親水性を向上させるための処理等が施されることがある。また、セパレータには、シーリングのためのガスケットが取り付けられることもある。
【０００７】
例えば、特許文献１には、エポキシ樹脂、フェノール系化合物、及び黒鉛粒子を含有する成形用組成物を成形し、これにより得られたセパレータの表面に、ウエットブラスト処理、及びリモート方式での大気圧プラズマ処理を順次施し、続いて、セパレータの表面上にガスケットを積層し、更にセパレータの表面に再度リモート方式での大気圧プラズマ処理を施すことで、燃料電池用ガスケット付きセパレータを得ることが、開示されている。
【０００８】
しかし、このような燃料電池用ガスケット付きセパレータでは、大気圧プラズマ処理などの親水化の処理を施しても、セパレータの表面の親水性が充分に向上しないことがあった。このため、セパレータの溝が水滴によって閉塞されてしまい、そのために燃料電池の発電効率が低下してしまうことがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−１５０８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、セパレータの親水性を向上することができる燃料電池用ガスケット付きセパレータを効率良く製造することができる方法、及び親水性が高いセパレータを備える燃料電池用ガスケット付きセパレータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る燃料電池用ガスケット付きセパレータの製造方法は、
黒鉛粒子と熱硬化性樹脂成分とを含有し、且つ前記黒鉛粒子の割合が固形分全量に対して７０〜９０質量％の範囲である成形材料を調製するステップ、
前記成形材料を成形することでセパレータを作製するステップ、
前記セパレータにガスケットを積層するステップ、
前記セパレータ及び前記ガスケットに、ブラスト処理を施すステップ、及び
前記ブラスト処理の後、前記セパレータに、その表面の親水性を向上する親水化処理を施すステップを含む。
【００１２】
前記ブラスト処理によって、前記セパレータの表面の、ＩＳＯ  ２５１７８−２：２０１２で規定される算術平均高さＳａを０．４〜１．２μｍの範囲に調整することが好ましい。
【００１３】
また、前記親水化処理によって、前記セパレータの表面の水との静的接触角を４０°以下に調整することが好ましい。
【００１４】
前記セパレータが、その厚み方向の第一の面と、この第一の面とは反対側の第二の面とを有し、前記第一の面に、燃料ガス又は酸化剤ガスを流通させるための溝を形成し、
前記ブラスト処理によって、前記第一の面の、ＩＳＯ  ２５１７８−２：２０１２で規定される算術平均高さＳａを、０．８〜１．２μｍの範囲に、前記第二の面の、ＩＳＯ  ２５１７８−２：２０１２で規定される算術平均高さＳａが、０．５〜０．７μｍの範囲に、それぞれ調整することが好ましい。
【００１５】
また、前記親水化処理が、前記セパレータをプラズマに曝露するプラズマ処理と、前記セパレータをオゾンガスに曝露するオゾンガス処理とのうち、少なくとも一種を含むことが好ましい。
【００１６】
本発明に係る燃料電池用ガスケット付きセパレータは、
熱硬化性樹脂成分の硬化物と黒鉛粒子とを含有し、且つ前記黒鉛粒子の割合が７０〜９０質量％の範囲であるセパレータと、前記セパレータに積層しているガスケットとを備え、
前記セパレータの表面の水との静的接触角が４０°以下であり、前記セパレータの表面の、ＩＳＯ  ２５１７８−２：２０１２で規定される算術平均高さＳａが、０．４〜１．２μｍの範囲である。
【００１７】
前記セパレータが、その厚み方向の第一の面と、この第一の面とは反対側の第二の面とを有し、前記第一の面に、燃料ガス又は酸化剤ガスを流通させるための溝が形成され、
前記第一の面の、ＩＳＯ  ２５１７８−２：２０１２で規定される算術平均高さＳａが、０．８〜１．２μｍの範囲であり、
前記第二の面の、ＩＳＯ  ２５１７８−２：２０１２で規定される算術平均高さＳａが、０．５〜０．７μｍの範囲であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る燃料電池用ガスケット付きセパレータの製造方法によれば、ガスケットを備え、且つ親水性の高いセパレータを備える燃料電池用ガスケット付きセパレータを、効率良く製造することができる。
【００１９】
本発明に係る燃料電池用ガスケット付きセパレータは、ガスケットを備えるにもかかわらず、そのセパレータの表面の親水性が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態における燃料電池用ガスケット付きセパレータを示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態における燃料電池の単位セルを示す分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態における燃料電池を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
図２は、本実施形態における燃料電池用のセパレータ２０、及びセパレータ２０を備える固体高分子型燃料電池の単位セルの構造の概略を示す。単位セルは、セパレータ２０、ガスケット１２、並びに膜−電極複合体５が重ねられることで構成されている。膜−電極複合体５は、酸化剤電極３１、燃料電極３２、及び電解質４から構成される。
【００２３】
セパレータ２０には、燃料ガス、酸化剤ガス又は冷却水を流通させるための溝２が形成されている。本実施形態では、一つの単位セルは、セパレータ２０として、カソード側セパレータ２１とアノード側セパレータ２２とを備える。カソード側セパレータ２１とアノード側セパレータ２２の各々は、その厚み方向の第一の面と、この第一の面とは反対側にある第二の面とを有する。
【００２４】
単位セル内においては、カソード側セパレータ２１の第一の面は酸化剤電極３１と重なるように配置され、アノード側セパレータ２２の第一の面は燃料電極３２と重なるように配置される。アノード側セパレータ２２は、燃料ガスを流通させるための溝２（２０２）が形成されている領域と、この領域を取り囲む外周部分とを有する。燃料ガスを流通させるための溝２（２０２）は、アノード側セパレータ２２の第一の面に形成されている。また、カソード側セパレータ２１は、酸化剤ガスを流通させるための溝が形成されている領域と、この領域を取り囲む外周部分とを有する。酸化剤ガスを流通させるための溝は、図示はされていないが、カソード側セパレータ２１の第一の面に形成されている。また、カソード側セパレータ２１の第二の面には、冷却水を流通させるための溝２（２０３）が形成されている。
【００２５】
また、二つの単位セルが重ねられる際には、一方の単位セルにおけるカソード側セパレータ２１の第二の面と、他方の単位セルにおけるアノード側セパレータ２２の第二の面とが、重ねられる。このカソード側セパレータ２１と、アノード側セパレータ２２との間には、溝２（２０３）から構成される流路が形成される。この流路は、冷却水を流通させるための流路である。
【００２６】
尚、本実施形態では、上記の通り冷却水を流通させるための溝２０３がカソード側セパレータ２１の第二の面に形成されているが、冷却水を流通させるための溝がアノード側セパレータ２２の第二の面に形成されていてもよい。また、カソード側セパレータ２１の第二の面に冷却水を流通させるための溝が形成され、且つアノード側セパレータ２２の第二の面にも冷却水を流通させるための溝が形成されていてもよい。
【００２７】
各セパレータ２０には、このセパレータ２０を貫通する孔からなるマニホールド１３が形成されている。本実施形態では、各セパレータ２０には、六個のマニホールド１３が形成されている。これらのマニホールド１３は、各セパレータ２０の第一の面と第二の面の各々の外周部分で開口している。六個のマニホールド１３は、二つの燃料用マニホールド１３１、二つの酸化剤用マニホールド１３２、及び二つの冷却用マニホールド１３３を含んでいる。カソード側セパレータ２１における二つの酸化剤用貫通孔１３１，１３１は、カソード側セパレータ２１の第一の面における溝に連通する。アノード側セパレータ２２における二つの燃料用貫通孔１３２，１３２は、アノード側セパレータ２２の第一の面における溝２０２に連通する。また、カソード側セパレータ２１における二つの冷却用マニホールド１３３は、カソード側セパレータ２１の第二の面における溝２０３に連通する。
【００２８】
本実施形態では、図２に示されるように、セパレータ２０にはストレートタイプの溝２が形成されている。一般に、セパレータ２０における溝２としては、屈曲を有するサーペンタインタイプの溝と屈曲を有さないストレートタイプの溝とがある。勿論、図２に示されるセパレータ２０において、このセパレータ２０にサーペンタインタイプの溝２が形成されてもよい。
【００２９】
セパレータ２０の厚みは例えば０．５〜３．０ｍｍの範囲に形成される。セパレータ２０のガス供給排出用の溝２の幅は例えば１．０〜１．５ｍｍ、深さは例えば０．５〜１．５ｍｍの範囲に形成される。また、溝２の幅（Ａ）と深さ（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）が１以上であることが好ましい。この場合、後述する親水化処理の効率が高くなる。また、マニホールド１３の開口面積は例えば０．５〜５．０ｃｍ2の範囲に形成される。
【００３０】
ガスケット１２は、カソード側セパレータ２１の第一の面とアノード側セパレータ２２の第一の面との各々における外周部分上に重ねられる。これにより、燃料ガス及び酸化剤ガスのガスリークが抑制される。ガスケット１２には、その略中央部に、膜−電極複合体５における酸化剤電極３１又は燃料電極３２を収容するための開口１５が形成されている。この開口１５において、セパレータ２０の溝２が露出する。また、ガスケット１２には、セパレータ２０の酸化剤用貫通孔１３１、燃料用貫通孔１３２及び冷却用貫通孔１３３と合致する位置に、酸化剤用貫通孔１４１、燃料用貫通孔１４２及び冷却用貫通孔１４３が、それぞれ形成されている。
【００３１】
また、二つの単位セルが重ねられる場合の、一方の単位セルにおけるカソード側セパレータ２１の第二の面と、他方の単位セルにおけるアノード側セパレータ２２の第二の面との間にも、ガスケット１２が介在する。このガスケット１２によって、冷却水の漏出が抑制される。このガスケット１２の略中央部にも、開口１５が形成されている。この開口１５において、セパレータ２０の溝２が露出する。また、このガスケット１２にも、セパレータ２０の酸化剤用貫通孔１３１、燃料用貫通孔１３２及び冷却用貫通孔１３３と合致する位置に、酸化剤用貫通孔１４１、燃料用貫通孔１４２及び冷却用貫通孔１４３が、それぞれ形成されている。
【００３２】
尚、カソード側セパレータ２１の第二の面と、アノード側セパレータ２２の第二の面との間は、接着剤で接着されてもよく、この場合はカソード側セパレータ２１の第二の面と、アノード側セパレータ２２の第二の面との間にガスケットが介在しなくても、冷却水の漏出が抑制される。接着剤としては、特に限定されないが、オレフィン系樹脂接着剤が用いられることが好ましい。この場合、接着剤からの不純物の溶出が抑制され、また、燃料電池の耐久性が高くなる。
【００３３】
膜−電極複合体５における電解質４の外周部分には、セパレータ２０の酸化剤用貫通孔１３１、燃料用貫通孔１３２及び冷却用貫通孔１３３と合致する位置に、酸化剤用貫通孔１６１、燃料用貫通孔１６２及び冷却用貫通孔１６３がそれぞれ形成されている。
【００３４】
この単位セル構造では、セパレータ２０、ガスケット１２、及び電解質４の各酸化剤用貫通孔１３１，１４１，１６１が連通することで、酸化剤電極への酸化剤の供給及び排出のための酸化剤用流路が構成される。また、各燃料用貫通孔１３２，１４２，１６２が連通することで、燃料電極への燃料の供給及び排出のための燃料用流路が構成される。また、各冷却用貫通孔１３３，１４３，１６３が連通することで、冷却水等が流通する冷却用流路が構成される。
【００３５】
酸化剤電極３１と燃料電極３２、並びに電解質４は、燃料電池のタイプに応じた公知の材料で形成される。固体高分子型燃料電池の場合、酸化剤電極３１及び燃料電極３２は例えばカーボンクロス、カーボンペーパー、カーボンフェルト等の基材が触媒を担持することで構成される。酸化剤電極３１における触媒としては例えば白金触媒、白金・ルテニウム触媒、コバルト触媒等が挙げられ、燃料電極３２における触媒としては白金触媒、銀触媒等が挙げられる。また、固体高分子型燃料電池の場合、電解質４は例えばプロトン伝導性の高分子膜から形成され、特にメタノール直接型燃料電池の場合は例えばプロトン伝導性が高く、電子導電性やメタノール透過性を殆ど示さないフッ素系樹脂等から形成される。
【００３６】
図３は、セパレータ２０と膜−電極複合体５とを備える複数の単位セルから構成される、燃料電池４０（セルスタック）の一例を示す。この燃料電池４０は、酸化剤用流路に連通する酸化剤の供給口１７１及び排出口１７２と、燃料用流路に連通する燃料の供給口１８１及び排出口１８２と、冷却用流路に連通する冷却水の供給口１９１及び排出口１９２とを有する。
【００３７】
本実施形態では、燃料電池用ガスケット付きセパレータを製造する。燃料電池用ガスケット付きセパレータ３０は、セパレータ２０と、このセパレータ２０に積層しているガスケット１２とを備える。本実施形態に係る燃料電池用ガスケット付きセパレータでは、セパレータ２０の表面の親水性が充分に高いものである。通常、セパレータ２０にガスケットを積層する場合には、セパレータ２０の表面にガスケットを形成するための材料に由来する成分が付着しやすい。このため、セパレータ２０に親水化処理を施しても、前記の成分が親水化処理の作用を阻害してしまい、このためにセパレータ２０の親水性が充分に向上しないことがある。しかし、本実施形態では、セパレータ２０にガスケットが積層されてから、セパレータ２０及びガスケットにブラスト処理が施される。そのため、セパレータ２０の表面における不純物の量が低減し、これにより、セパレータ２０の表面におけるガスケットを形成するための材料に由来する成分の量が低減する。このために、本実施形態に係る燃料電池用ガスケット付きセパレータ３０では、セパレータ２０に予めガスケット１２が積層されているにもかかわらず、セパレータ２０の表面が優れた親水性を発揮する。
【００３８】
以下、本実施形態に係る燃料電池用ガスケット付きセパレータの製造方法について、更に詳しく説明する。
【００３９】
本実施形態において、セパレータを製造するために用いられるセパレータ成形材料（以下、成形材料という）は、黒鉛及び熱硬化性樹脂成分を含有する。
【００４０】
成形材料中の黒鉛粒子は、セパレータの電気比抵抗の低減によるセパレータの導電性向上のために使用される。成形材料中の黒鉛粒子の割合は、成形材料中の固形分全量に対して７０〜９０質量％の範囲であることが好ましい。黒鉛粒子の割合が７０質量％以上であることでセパレータに充分に優れた導電性が付与されるようになり、この割合が９０質量％以下であることで成形材料に充分に優れた成形性が付与されると共にセパレータに充分に優れたガス透過性が付与される。この黒鉛粒子の割合は、７０質量％以上８１質量％以下の範囲であれば更に好ましい。
【００４１】
高い導電性を示すのであれば、各種の黒鉛粒子が制限なく用いられる。例えば、メソカーボンマイクロビーズなどの炭素質を黒鉛化して得られる黒鉛粒子、石炭系コークスや石油系コークスを黒鉛化して得られる黒鉛粒子、黒鉛電極や特殊炭素材料の加工粉、天然黒鉛、キッシュ黒鉛、膨張黒鉛等の、適宜の黒鉛粒子が用いられる。このような各種の黒鉛粒子は、一種単独で用いられ、或いは複数種が併用される。
【００４２】
黒鉛粒子は、人造黒鉛粉、天然黒鉛粉のいずれであってもよい。天然黒鉛粉には導電性が高いという利点があり、人造黒鉛粉には天然黒鉛粉に比べて導電性は多少劣るものの、異方性が少ないという利点がある。
【００４３】
黒鉛粒子は、天然黒鉛粉、人造黒鉛粉のいずれの場合であっても、精製されていることが好ましい。この場合は、黒鉛粒子中の灰分やイオン性不純物の含有量が低くなるため、セパレータからの不純物の溶出が抑制される。黒鉛粒子中の灰分の含有量は特に０．０５質量％以下であることが好ましい。この灰分が０．０５質量％を超えると、セパレータを備える燃料電池の特性低下が引き起こされるおそれがある。
【００４４】
黒鉛粒子の平均粒径は１０〜１００μｍの範囲であることが好ましい。この平均粒径が１０μｍ以上であることで成形材料の成形性が優れたものとなり、この平均粒径が１００μｍ以下となることでセパレータの表面平滑性が更に向上する。成形材料の成形性が特に向上するためには前記平均粒径が３０μｍ以上であることが好ましい。また、セパレータの表面平滑性が特に向上して後述するようにセパレータの表面の算術平均高さＳａが０．４〜１．２μｍの範囲となるためには、前記平均粒径が７０μｍ以下であることが好ましい。
【００４５】
特に薄型のセパレータが得られる場合には、黒鉛粒子は１００メッシュ篩（目開き１５０μｍ）を通過する粒径を有することが好ましい。この黒鉛粒子中に１００メッシュ篩を通過しない粒子が含まれていると、成形材料中に粒径の大きい黒鉛粒子が混入してしまい、特に成形材料が薄型のシート状に成形される際の成形性が低下してしまう。
【００４６】
黒鉛粒子のアスペクト比は１０以下であることが好ましい。この場合、セパレータに異方性が生じることが抑制されると共に、セパレータの反りなどの変形も抑制される。
【００４７】
尚、セパレータの異方性の低減に関しては、セパレータにおける、成形時の成形材料の流動方向と、この流動方向と直交する方向との間での接触抵抗の比が、２以下となることが好ましい。
【００４８】
黒鉛粒子は、特に２種以上の粒度分布を有することが好ましい。すなわち、黒鉛粒子が、平均粒径の異なる２種以上の粒子群を含んでいることが好ましい。この場合、特に黒鉛粒子は平均粒径１〜５０μｍの範囲の粒子群と、平均粒径３０〜１００μｍの粒子群とを含んでいることが好ましい。このような粒度分布を有する黒鉛粒子が用いられると、平均粒径の大きい粒子群は表面積が小さいため、この粒子群により、樹脂量が少量であっても成形材料の混練が可能となる。更に平均粒径の小さい粒子群によって、黒鉛粒子同士の接触性が高まると共に、成形品の強度が向上する。これにより、セパレータの嵩密度の向上、導電性の向上、ガス不透過性の向上、強度の向上等といった、性能の向上が図られる。平均粒径１〜５０μｍの粒子群と平均粒径３０〜１００μｍとの粒子群の混合比は、適宜調整されるが、特に前者対後者の混合質量比が４０：６０〜９０：１０、特に６５：３５〜８５：１５であることが好ましい。
【００４９】
尚、黒鉛粒子の平均粒径は、レーザ回折・散乱式粒度分析計（日機装株式会社製のマイクロトラックＭＴ３０００ＩＩシリーズなど）でレーザ回折散乱法により測定される体積平均粒径である。
【００５０】
熱硬化性樹脂成分には、エポキシ樹脂とフェノール樹脂のうち少なくとも一方を含む熱硬化性樹脂が含まれていることが好ましい。エポキシ樹脂及び熱硬化性フェノール樹脂は良好な溶融粘度を有すると共に不純物が少なく、特にイオン性不純物が少ない点で優れている。この熱硬化性樹脂成分中には、必要に応じて使用される硬化剤や触媒（硬化促進剤）も含まれる。成形材料中の熱硬化性樹脂成分の含有量は、固形分全量に対して１５〜２８質量％の範囲とされる。
【００５１】
熱硬化性樹脂成分中の熱硬化性樹脂全体に対するエポキシ樹脂及び熱硬化性フェノール樹脂の含有量は５０〜１００質量％の範囲にあることが好ましい。熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂のみ、熱硬化性フェノール樹脂のみ、或いはエポキシ樹脂と熱硬化性フェノール樹脂のみであれば特に好ましい。
【００５２】
エポキシ樹脂は固形状であることが好ましく、特に融点が７０〜９０℃の範囲であることが好ましい。これにより、材料の変化が少なくなり、成形時の成形材料の取り扱い性が向上する。この融点が７０℃未満であると、成形材料中で凝集が生じやすくなって、取り扱い性が低下するおそれがある。また、エポキシ樹脂として溶融粘度が低粘度の樹脂が選択されれば、成形性用組成物の良好な成形性が維持されつつ、成形材料及びセパレータ中に黒鉛粒子が高充填されることが可能となる。尚、前記作用が発揮される範囲内でエポキシ樹脂の一部が液状であってもよい。
【００５３】
エポキシ樹脂としては、オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂等が使用されることが好ましい。このオルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂は、良好な溶融粘度を有すると共に不純物が少なく、特にイオン性不純物が少ない点で優れている。
【００５４】
特にエポキシ樹脂としてオルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂からなる成分、或いはオルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂と、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂から選択される少なくとも一種とからなる成分が使用されることが好ましい。これらの成分の、成形材料中の熱硬化性樹脂全量に対する割合は、５０〜１００質量％の範囲にあることが好ましい。
【００５５】
オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂が必須の成分であると、成形材料が成形性に優れたものになると共に、セパレータが耐熱性に優れたものとなる。また、製造コストの低減も可能になる。エポキシ樹脂全体に対するオルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂の割合は、前記成形性の向上、セパレータの耐熱性の向上、製造コストの低減の観点から、５０〜１００質量％の範囲であることが好ましく、特に５０〜７０質量％の範囲であることが好ましい。
【００５６】
オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂と共に、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、及びビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂から選択される少なくとも一種が併用されることも好ましい。この場合、成形材料の溶融粘度が更に低減し、特に薄型のセパレータが作製される場合にはこのセパレータの靱性が向上する。
【００５７】
特にビスフェノールＦ型エポキシ樹脂が使用されると、成形材料の粘度が低減し、成形性の特に高い成形材料が得られる。この場合のエポキシ樹脂全体に対するビスフェノールＦ型エポキシ樹脂の割合は３０〜５０質量％の範囲であることが好ましい。
【００５８】
また、ビフェニル型エポキシ樹脂が使用されると、このビフェニル型樹脂は溶融粘度が低いため、成形材料の流動性が著しく向上し、薄型成形性が特に向上する。この場合のエポキシ樹脂全体に対するビフェニル型エポキシ樹脂の割合は３０〜５０質量％の範囲であることが好ましい。
【００５９】
また、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂が使用されると、セパレータの強度及び靱性が更に向上し、更にセパレータの吸湿性が低減する。このため、セパレータの機械的特性、導電性、長期使用時の特性の安定性が優れたものとなる。この場合のエポキシ樹脂全体に対するビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂の割合は、３０〜５０質量％の範囲であることが好ましい。
【００６０】
エポキシ樹脂として、オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂が用いられ、或いは更にビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂から選択される少なくとも一種が用いられる場合に、更にこれら以外の熱硬化性樹脂が併用されてもよい。例えば前記列挙されたエポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂、熱硬化性フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂等から選択される一種又は複数種の樹脂が用いられてもよい。但し、エステル結合を含む樹脂は耐酸性環境下で加水分解するおそれがあるため、使用されないことが望ましい。また、熱硬化性樹脂として、セパレータの耐熱性や耐酸性の向上に寄与する点で、ポリイミド樹脂が用いられることも適している。このようなポリイミド樹脂としては、特にビスマレイミド樹脂などが好ましい。特に４，４−ジアミノジフェニルビスマレイミドが用いられると、セパレータの耐熱性が更に向上する。
【００６１】
エポキシ樹脂が使用される場合、成形材料はエポキシ樹脂の硬化剤を含有する。硬化剤は、成形材料が含有するエポキシ樹脂を硬化させる能力を有するのであれば特に限定されないが、フェノール系化合物を必須成分とすることが好ましい。このフェノール系化合物としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂等の各種多価フェノール樹脂が挙げられる。
【００６２】
硬化剤全量に対するフェノール系化合物の含有量は、エポキシ樹脂の使用量に依存して決定される。また、硬化剤がフェノール系化合物のみであれば特に好ましい。特に、フェノール系化合物に対するエポキシ樹脂の当量比が０．８〜１．２の範囲となることが好ましい。
【００６３】
フェノール系化合物以外の他の硬化剤が併用される場合、他の硬化剤は非アミン系の化合物であることが好ましく、この場合、セパレータの電気伝導度が高い状態に維持されると共に、燃料電池の触媒の被毒が抑制される。また硬化剤として酸無水物系の化合物も用いられないことが好ましい。酸無水物系の化合物が使用される場合は硫酸酸性環境下等の酸性環境下で加水分解して、セパレータの電気伝導度の低下が引き起こされたり、セパレータからの不純物の溶出が増大してしまうおそれがある。
【００６４】
熱硬化性樹脂として熱硬化性フェノール樹脂が用いられる場合は、特に開環重合により重合反応が進行するフェノール樹脂が用いられることが好ましい。このようなフェノール樹脂としては、例えばベンゾオキサジン樹脂等が挙げられる。この場合は、成形工程で脱水によるガスが発生しないので成形品中にボイドが発生しにくくなり、セパレータのガス透過性の低下が抑制される。また、レゾール型フェノール樹脂が用いられることも好ましく、例えば１３Ｃ−ＮＭＲ分析の結果、オルト−オルト結合割合２５〜３５％、オルト−パラ結合割合６０〜７０％、パラ−パラ結合割合５〜１０％である構造を有するレゾール型フェノール樹脂が用いられることが好ましい。レゾール樹脂は通常液状であるが、レゾール型フェノール樹脂は軟化点を容易に調整され、融点が７０〜９０℃のレゾール型フェノール樹脂も容易に得られる。これにより、成形材料の変化が少なくなり、成形時の取り扱い性が向上する。この融点が７０℃未満であると、成形材料中で成分の凝集が生じやすくなって、取り扱い性が低下するおそれがある。
【００６５】
熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂及び熱硬化性フェノール樹脂以外の他の樹脂が併用されてもよい。例えばポリイミド樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂等から選択される一種又は複数種の樹脂が用いられる。但し、エステル結合を含む樹脂は、耐酸性環境下で加水分解する恐れがあるため、使用されないことが好ましい。
【００６６】
また、熱硬化性樹脂として、セパレータの耐熱性や耐酸性の向上に寄与する点で、ポリイミド樹脂も適している。このようなポリイミド樹脂としては、特にビスマレイミド樹脂などが挙げられる。その具体例として例えば、４，４−ジアミノジフェニルビスマレイミドが挙げられる。このような他の樹脂が併用されるとセパレータの耐熱性が更に高まる。
【００６７】
熱硬化性樹脂成分には上記のとおり必要に応じて触媒（硬化促進剤）が含まれる。触媒としては、トリフェニルホスフィン等の有機ホスフィン類、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７等の三級アミン類、２−メチルイミダゾール等のイミダゾール類等が挙げられる。
【００６８】
特に触媒として、測定開始温度３０℃、昇温速度１０℃／分、保持温度１２０℃、保持温度での保持時間３０分の条件で加熱された場合の重量減少が５％以下である、２位に炭化水素基を有する置換イミダゾールが使用されることが好ましい。このような置換イミダゾールが使用されると、特に液状（ワニス状又はスラリー状）の成形材料の保存安定性、成形材料からシートが形成される際の揮発性、前記シートの平滑性などが良好となる。この置換イミダゾールとしては、特に２位の炭化水素基の炭素数が６〜１７の置換イミダゾールが好ましい。
【００６９】
この置換イミダゾールの具体例としては、２−ウンデシルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール等が挙げられる。このうち、２−ウンデシルイミダゾール及び２−ヘプタデシルイミダゾールが好適である。これらの化合物は一種単独で用いられ、或いは二種以上が併用される。
【００７０】
触媒として、前記のような置換イミダゾールと共に、他の化合物が併用されてもよい。特にトリフェニルホスフィン等のリン系化合物（有機ホスフィン類）が併用されると、セパレータからの塩素イオンの溶出が更に抑制される。
【００７１】
成形材料中の触媒の含有量は適宜調整され、それにより成形材料の成形硬化時間が適宜調整される。特に成形材料中の触媒の含有量が、成形材料中の熱硬化性樹脂と硬化剤の合計量に対して０．５〜３質量％の範囲であることが好ましい。
【００７２】
成形材料は、更に内部離型剤を含有してもよい。内部離型剤としては適宜のものが用いられるが、特に１２０〜１９０℃において、成形材料中の熱硬化性樹脂及び硬化剤と相溶せずに相分離する内部離型剤が好ましい。このような内部離型剤として、ポリエチレンワックス、カルナバワックス、および長鎖脂肪酸系のワックスから選ばれる少なくとも一種が用いられることが好ましい。このような内部離型剤が成形材料の成形過程で熱硬化性樹脂及び硬化剤と相分離することで、離型性向上作用が良好に発揮される。
【００７３】
内部離型剤の使用量は、セパレータの形状の複雑さ、溝深さ、抜き勾配など金型面との離形性の容易さなどが考慮されて、適宜設定される。特に成形材料全量に対する内部離型剤の割合が０．１〜２．５質量％の範囲であることが好ましい。この割合が０．１質量％以上であると金型成形時に十分な離型性が発現し、この割合が２．５質量％以下であると内部離型剤によってセパレータの表面の親水性が阻害されることが、十分に抑制される。この内部離型剤の割合は０．１〜１質量％の範囲であれば更に好ましく、０．１〜０．５質量％の範囲であれば特に好ましい。
【００７４】
成形材料は、必要に応じてカップリング剤等の添加剤を含有してもよい。カップリング剤としては、シリコン系のシラン化合物、チタネート系、アルミニウム系のカップリング剤などが挙げられる。特にシリコン系のカップリング剤のうち、エポキシランカップリング剤が適している。カップリング剤は黒鉛粒子の表面に予め噴霧等により付着されていてもよい。エポキシランカップリング剤の使用量は、成形材料の固形分全体に対して、０．５〜１．５質量％の範囲であることが好ましい。この範囲において、カップリング剤がセパレータ表面にブリードすることが、充分に抑制される。
【００７５】
成形材料は溶媒を含有してもよい。特に薄型のセパレータが作製される場合には、成形材料が溶媒を含有することで、この成形材料が液状（ワニス状及びスラリー状を含む）に調製されてもよい。溶媒としては、たとえばメチルエチルケトン、メトキシプロパノール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の極性溶媒が好ましい。溶媒は一種のみが用いられても、二種以上が併用されてもよい。溶媒の使用量は、成形材料からシート状のセパレータを作製する際の成形性を考慮して適宜設定される。特に、成形材料の粘度が１０００〜５０００ｃＰの範囲となるように、溶媒の使用量が設定されることが好ましい。尚、溶媒は必要に応じて使用されればよく、熱硬化性樹脂として液状樹脂が使用されるなどにより成形材料が液状に調製されるならば、溶媒が使用されなくてもよい。
【００７６】
セパレータ中のイオン性不純物の含有量は少ないことが好ましく、特に質量比率でナトリウム含量が５ｐｐｍ以下、塩素含量が５ｐｐｍ以下であることが好ましい。そのためには、成形材料中のイオン性不純物の含有量が低いことが好ましく、特に成形材料の固形分全量に対する質量比率で、ナトリウム含量が５ｐｐｍ以下、塩素含量が５ｐｐｍ以下であることが好ましい。この場合、セパレータからのイオン性不純物の溶出が抑制され、不純物の溶出による燃料電池の起動電圧低下等の特性低下が抑制される。
【００７７】
セパレータ及び成形材料のイオン性不純物の含有量が上記のように低減されるためには、成形材料を構成する熱硬化性樹脂、硬化剤、黒鉛、その他添加剤等の各成分それぞれのイオン性不純物の含有量が低いことが好ましく、特に各成分に対する質量比率で、ナトリウム含量が５ｐｐｍ以下、塩素含量が５ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００７８】
尚、イオン性不純物の含有量は、対象物の抽出水中のイオン性不純物の量に基づいて導出される。前記抽出水は、対象物１０ｇに対してイオン交換水１００ｍｌの割合で、イオン交換水中に対象物を投入し、９０℃で５０時間処理することで得られる。抽出水中のイオン性不純物は、イオンクロマトグラフィにて評価される。この抽出水中のイオン性不純物量に基づいて、対象物中のイオン性不純物の量が、対象物に対する質量比に換算して導出される。
【００７９】
成形材料は、この成形材料から形成されるセパレータのＴＯＣ（ｔｏｔａｌ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｃａｒｂｏｎ）が１００ｐｐｍ以下となるように調製されることが好ましい。
【００８０】
ＴＯＣは、セパレータの質量１０ｇに対してイオン交換水１００ｍｌの割合で、イオン交換水中にセパレータが投入され、９０℃で５０時間処理された後の水溶液を用いて測定される数値である。ＴＯＣは、例えばＪＩＳ  Ｋ０１０２に準拠して、株式会社島津製作所製の全有機炭素分析装置「ＴＯＣ−５０」などで測定される。測定にあたっては、サンプルの燃焼により発生するＣＯ２濃度が非分散型赤外線ガス分析法で測定され、サンプル中の炭素濃度が定量される。この炭素濃度の測定によって、有機物質濃度が間接的に測定され、サンプル中の無機炭素（ＩＣ）、全炭素（ＴＣ）が測定され、全炭素と無機炭素の差（ＴＣ−ＩＣ）から全有機炭素（ＴＯＣ）が計測される。
【００８１】
セパレータのＴＯＣが１００ｐｐｍ以下となると、燃料電池の特性低下が更に抑制される。
【００８２】
ＴＯＣの値は、成形材料を構成する各成分として高純度の成分が選択されたり、更に樹脂の当量比が調整されたり、成形時に後硬化処理がおこなわれたりすることで、低減される。
【００８３】
成形材料は、上記のような各成分が適宜の手法で混合され、必要に応じて混練・造粒等されることで調製される。
【００８４】
この成形材料が成形されることで、セパレータが得られる。
【００８５】
ワニス状に調製された成形材料から薄型のセパレータが得られる場合には、成形材料は特に、１００メッシュ篩（目開き１５０μｍ）を通過する粒径を有し、且つ平均粒径３０〜７０μｍの黒鉛粒子；オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂から成り、或いはこのオルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂と、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂から選択される少なくとも一種とからなるエポキシ樹脂成分；硬化剤であるフェノール樹脂；並びに、測定開始温度３０℃、昇温速度１０℃／分、保持温度１２０℃、保持温度での保持時間３０分の条件で加熱した場合の重量減少が５％以下である、２位に炭化水素基を有する置換イミダゾールを、含有することが好ましい。この場合、まず成形材料がシート状に成形されることで、セパレータ成形用シート（成形用シート）が得られる。成形材料は、例えばキャスティング（展進）成形によりシート状に成形される。この成形の際には、複数種の膜厚調節手段が適用され得る。このような複数種の膜厚調節手段が適用されるキャスティング法は、例えばすでに実用化されているマルチコータによって実現される。キャスティングのための膜厚調節手段としては、スリットダイとともに、ドクターナイフおよびワイヤーバーの少なくとも一方が用いられることが好ましい。
【００８６】
成形用シートの厚みは、０．０５ｍｍ以上であることが好ましく、０．１ｍｍ以上であれば更に好ましい。また、この厚みは０．５ｍｍ以下であることが好ましく、０．３ｍｍ以下であれば更に好ましい。成形用シートの厚みが０．５ｍｍ以下であればセパレータの薄型化や軽量化、並びにそれによる低コスト化が充分に達成され、特に厚みが０．３ｍｍ以下であれば溶媒が使用される場合の成形用シート内部の溶媒の残存が効果的に抑制される。またこの厚みが０．０５ｍｍ未満の場合にはセパレータの製造にあたっての有利さが充分に発揮されなくなり、特に成形性を考慮すると、この厚みは０．１ｍｍ以上であることが好ましい。
【００８７】
この成形用シートが、キャスティングにともなう乾燥によって半硬化（Ｂステージ）状態とされ、必要に応じて所定の平面寸法にカット（切断）もしくは打ち抜かれた後、成形されることで、両面に複数個の凸部（リブ）２１が形成されると共にこの凸部（リブ）２１間にガス供給排出用溝２が形成される。これにより、セパレータが得られる。このセパレータが波板状に形成され、且つその一方の面の凸部２１の裏側に、他方の面のガス供給排出用溝２が形成されると、薄型でありながら両面に複数個の凸部（リブ）２１を有すると共にこの凸部（リブ）２１間にガス供給排出用溝２を有するセパレータが得られる。
【００８８】
セパレータの作製にあたっては、１枚の成形用シートからセパレータが作製されてもよく、複数枚の成形用シートからセパレータが作製されてもよい。このように成形用シートが使用されることで、薄型のセパレータの製造が可能となり、特に厚み０．２〜１．０ｍｍの範囲のセパレータの製造も可能となる。また、セパレータの製造時に成形用シートが使用されることで、薄型のセパレータが製造される場合でも成形材料を薄く且つ均一に配置して成形することが容易となり、成形性や厚み精度が高くなる。
【００８９】
尚、セパレータの作製時には、成形用シートと適宜の導電性基材とが積層されてもよい。導電性基材が用いられると、セパレータの機械的強度が向上する。導電性基材が用いられる場合には、例えば導電性基材の両側にそれぞれ成形用シート（複数枚の成形用シートの積層物を含む）が積層された積層物が圧縮・熱硬化成形され、或いは成形用シート（複数枚の成形用シートの積層物を含む）の両側にそれぞれ導電性基材を積層された積層物が圧縮・熱硬化成形される。
【００９０】
導電性基材としては、たとえば、カーボンペーパー、カーボンプリプレグ、カーボンフェルト等が挙げられる。これらの導電性基材は、導電性を損なわない範囲で、ガラス、樹脂等の基材成分を含有してもよい。導電性基材の厚みは、０．０３〜０．５ｍｍの範囲が好ましく、０．０５〜０．２ｍｍの範囲がより好ましい。
【００９１】
ワニス状の成形材料は、成形用シートの作製を経て薄型のセパレータが製造される場合だけでなく、成形用シートの作製を経ることなくセパレータが製造される場合にも有用である。この場合、成形材料の保存安定性や成形性が優れたものになる。
【００９２】
成形材料（成形材料から形成された成形用シートを含む）からセパレータを得るためには、減圧条件下又は真空条件下での圧縮成形が採用されることが好ましい。上述のような組成を有する成形材料から、減圧条件下又は真空条件下での圧縮成形によりセパレータが作製されることで、密度ばらつきが少なく、且つ厚み精度の高いセパレータが得られる。
【００９３】
減圧条件下又は真空条件下での圧縮成形においては、成形材料が金型内に充填された後、金型内或いは金型内を含む金型の周囲が減圧されて、金型内が減圧条件下又は真空条件下に維持される。この状態で、金型が加熱されると共に所定の圧縮力でプレスされることで、圧縮成形がされる。その後、金型が冷却装置により常温になるまで冷却された後、金型からセパレータが取り出される。
【００９４】
この圧縮成形時には、金型内或いは金型内を含む金型の周囲の真空度が８０ｋＰａ以上であることが好ましく、特に真空度が９５ｋＰａ以上であることが好ましい。この真空度の上限は特に制限されないが、実用上は１００ｋＰａまでである。
【００９５】
圧縮成形時の加熱温度及び圧縮圧力は、成形材料の組成、導電性基材の有無及び種類、成形厚みなどにもよるが、例えば加熱温度１２０〜１９０℃の範囲、圧縮圧力１〜４０ＭＰａの範囲で設定されることが好ましい。また、成形時間が１５秒〜６００秒の範囲で設定されることが好ましい。
【００９６】
減圧条件下又は真空条件下での圧縮成形にあたっては、任意の構造の成形装置が用いられる。例えば真空吸引のための微小な開口を有する金型を備える成形装置が用いられる。また、真空吸引可能な機構を有する成形機を備える成形装置が用いられてもよい。特に成形機が真空吸引可能な機構を備えている場合、金型設計の自由度が高くなり、更に金型のメンテナンスも容易となる点で、好ましい。このような成形機としては、大竹機械工業製の真空エアー抜きゴム成形機が挙げられる。一方、真空吸引のための小孔を有する金型が使用される場合には、減圧時間の短縮化が可能になるという利点がある。
【００９７】
減圧条件下又は真空条件下での圧縮成形における圧縮方法としては、機械式の圧縮方法や、油圧、空圧、水圧などを利用した機構による圧縮方法などが採用される。圧縮成形に要する成形時間は適宜設定されるが、金型の冷却時間を含めても１分前後から５分程度で充分である。
【００９８】
圧縮成形に用いられる金型は、例えば加熱手段を内蔵し、下型及び上型を備えている。下型と上型の双方には、セパレータの凸部に対応する凹部が形成される。真空吸引可能な機構を備えている成形機が用いられる場合には、例えばまず金型が開かれた状態で上型と下型とが予備加熱された後、下型上に篩などから成形材料が落下して載せられる。これにより下型の上に成形材料が均一に載せられる。成形材料から成形用シートが形成されている場合には、成形用シート、或いは成形用シートと導電性基材とが、下型の上に載せられる。続いて、金型を収容する真空チャンバーが閉じられ、真空チャンバー内が減圧される。真空チャンバー内が所定の真空度となったら、上型が下型に向けて降下して型締めがされる。これにより成形材料が所定の金型温度及び圧縮力により加熱圧縮され、金型内でセパレータが形成される。続いて、金型が冷却装置により常温まで冷却された後、この金型からセパレータが取り出される。
【００９９】
真空吸引のための微小な開口を有する金型が用いられる場合には、例えばまず金型が開かれた状態で上型と下型とが予備加熱された後、下型の上に成形材料が篩から落下させられる。これにより下型の上に成形材料が均一に載せられる。成形材料から成形用シートが形成されている場合には、成形用シート、或いは成形用シートと導電性基材とが、下型の上に載せられる。続いて、上型が下型に向けて降下して型締めがされると共に、金型の開口を通じて金型内が真空吸引されて、金型内が減圧される。この状態で、所定の金型温度及び圧縮力により成形材料が加熱圧縮され、金型内でセパレータが形成される。この金型が冷却装置により常温まで冷却された後、この金型からセパレータが取り出される。
【０１００】
更に、圧縮成形により得られたセパレータに、加熱処理が施されることが好ましい。この加熱処理における加熱温度は１５０〜１８０℃の範囲であることが好ましく、加熱時間は３０秒〜１時間の範囲であることが好ましい。
【０１０１】
セパレータの厚みは、３ｍｍ以下であることが好ましい。特にセパレータにおける最も厚み寸法の大きい箇所の厚み寸法が０．５〜３．０ｍｍの範囲であり、最も厚み寸法の小さい箇所の厚み寸法が０．３〜０．７ｍｍの範囲であることが好ましい。このような薄型のセパレータを作製するにあたり、本実施形態によれば、上記のような組成を有する成形性の高い成形材料から、減圧条件下又は真空条件下での圧縮成形によりセパレータが作製されることで、成形時に成形材料中からボイドが速やかに取り除かれることで、厚み精度の高いセパレータが得られる。
【０１０２】
セパレータの密度ばらつき幅は０．０２ｇ／ｃｍ3以下であることが好ましい。密度ばらつき幅とは、セパレータにおける密度が最も高い部位における密度の値と、密度が最も低い部位における密度の値との差のことである。本実施形態によれば、上記のような組成を有する成形性の高い成形材料から、減圧条件下又は真空条件下での圧縮成形によりセパレータが作製されることで、成形時に成形材料中からボイドが速やかに取り除かれる。これにより、成形材料が均一化し、密度ばらつき幅の小さいセパレータの製造が可能となる。このようにセパレータの密度ばらつきが０．０２ｇ／ｃｍ3以下であると、セパレータが薄型であっても割れが生じにくくなって生産性が向上すると共に、セパレータの電気伝導度、ガス透過性及び機械的強度が向上する。このセパレータの密度ばらつき幅は、０．０１５ｇ／ｃｍ3以下であればより好ましく、０．０１ｇ／ｃｍ3以下であれば更に好ましい。
【０１０３】
セパレータが作製されてから、このセパレータにブラスト処理が施される前に、このセパレータにガスケットが積層される。単位セルがセパレータとしてカソード側セパレータとアノード側セパレータとを備える場合には、ガスケットとしては、カソード側セパレータの第一の面に重ねられるガスケット、カソード側セパレータの第二の面に重ねられるガスケット、カソード側セパレータの第一の面に重ねられるガスケット、及びカソード側セパレータの第二の面に重ねられるガスケットが、挙げられる。燃料電池用ガスケット付きセパレータが備えるガスケットは、前記四種のガスケットから選ばれる一種以上であってよい。
【０１０４】
図１（ａ）は、セパレータ２０としてカソード側セパレータ２１を備える燃料電池用ガスケット付きセパレータ３０（３１）の一例を示す。また図１（ｂ）は、セパレータ２０としてアノード側セパレータ２２を備える燃料電池用ガスケット付きセパレータ３０（３２）の一例を示す。図１（ａ）に示される燃料電池用ガスケット付きセパレータ３１は、カソード側セパレータ２１と、カソード側セパレータ２１の第一の面に重ねられているガスケット１２と、カソード側セパレータ２１２０の第二の面に重ねられているガスケット１２とを備える。また、図１（ｂ）に示される燃料電池用ガスケット付きセパレータ３２は、アノード側セパレータ２２と、アノード側セパレータ２２の第一の面に重ねられているガスケット１２とを備える。
【０１０５】
ガスケットは、例えば天然ゴム、シリコーンゴム、ＳＩＳ共重合体、ＳＢＳ共重合体、ＳＥＢＳ、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＨＮＢＲ）、クロロプレンゴム、アクリルゴム、フッ素系ゴム等などから選択されるゴム材料から形成される。このゴム材料には粘着付与剤が配合されてもよい。
【０１０６】
セパレータにガスケットが積層されるにあたっては、例えば予めシート状又は板状に形成されたガスケットがセパレータに接着や融着されるなどして接合される。
【０１０７】
また、セパレータの表面上でガスケットを形成するための材料が成形されることで、ガスケットが形成されてもよい。この場合、例えばセパレータの表面上でガスケットを形成するための材料がスクリーン印刷法等により塗布され、続いてこの材料が硬化されることで、セパレータ上にガスケットが形成されてもよい。例えば未加硫のゴム材料がスクリーン印刷等によりセパレータの表面上の所定位置に塗布され、このゴム材料の塗膜が加硫されることで、セパレータの表面上の所定位置に所望の形状のガスケットが形成されてもよい。前記加硫にあたっては、加熱、電子線などの放射線の照射、或いはその他適宜の加硫方法が採用される。この場合、薄型のセパレータに対してもガスケットが容易に積層される。
【０１０８】
また、セパレータが金型内にセットされ、このセパレータの表面上の所定位置に未加硫のゴム材料が射出されると共にこのゴム材料が加熱されるなどして加硫されることで、セパレータの表面上の所定位置に所望の形状のガスケットが形成されてもよい。このように金型成形によりガスケットが形成されるにあたっては、トランスファー成形のほか、コンプレッション成形、インジェクション成形等の成形法が採用され得る。
【０１０９】
金型成形によりガスケットが形成される場合には、ガスケットが積層されたセパレータが金型から取り出されてから、ガスケットが更に加熱されることが好ましい。この場合、ガスケットの硬化反応が更に進行し、これにより、ガスケットからの不純物の溶出が抑制される。
【０１１０】
セパレータにガスケットが積層されてから、このセパレータにブラスト処理が施される。このため、ガスケットがセパレータに重ねられる際に、ガスケットを形成するための材料に由来する成分がセパレータに付着しても、この成分がブラスト処理によってセパレータから除去される。このため、ガスケットを形成するための材料に由来する成分が後述する親水化のための表面処理の作用を阻害することが、抑制される。これにより、セパレータの表面の良好な親水性が維持される。
【０１１１】
ブラスト処理により、セパレータの表層のスキン層が除去されると共にセパレータの表面粗さが調整される。ブラスト処理によって、セパレータの表面の、ＩＳＯ  ２５１７８−２：２０１２で規定される算術平均高さＳａ（arithmetical mean height of the scale limited surface; Sa）が、０．４μｍ以上１．２μｍ以下の範囲に調整されることが好ましい。この場合、後述する親水化処理によって、セパレータの表面の親水性が特に向上する。また、セパレータにガスケットが重ねられる場合には、セパレータとガスケットとの間のリークが抑制される。このセパレータの表面の算術平均高さＳａが０．６〜１．０μｍの範囲であれば、更に好ましい。
【０１１２】
特に、ブラスト処理によって、セパレータにおける、燃料ガスを流通させるための溝又は酸化剤ガスを流通させるための溝が形成されている面の算術平均高さＳａが、０．４μｍ以上１．２μｍ以下の範囲に調整されることが、好ましい。すなわち、本実施形態では、カソード側セパレータ２１の第一の面の算術平均高さＳａ、並びにアノード側セパレータ２２の第一の面の算術平均高さＳａが、０．４μｍ以上１．２μｍ以下の範囲に調整されることが好ましい。この場合、セパレータからスキン層が充分に除去される。また、セパレータの表面の親水性が特に向上することで、燃料ガス及び酸化剤ガスの流路が水滴によって閉塞されることが、効果的に抑制される。この算術平均高さＳａは、特に０．８〜１．２μｍの範囲であることが好ましい。
【０１１３】
また、セパレータにおける、燃料ガス又は酸化剤ガスを流通させるための溝が形成される面とは反対側の面（以下、水路面という）の算術平均高さＳａが、０．４μｍ以上１．２μｍ以下の範囲に調整されることが好ましい。この水路面は、冷却水を流通させるための流路を構成する面であり、本実施形態では、アノード側セパレータ２２の第二の面及びカソード側セパレータ２１の第二の面が、水路面である。水路面の算術平均高さＳａが前記のように調整されると、水路面にガスケットが重ねられる場合の、水路面とガスケットとの間からの冷却水の漏出が、効果的に抑制される。特に、燃料電池用ガスケットセパレータが水路面に重なっているガスケットを備えず、この燃料電池用ガスケットセパレータから単位セルが構成される場合に水路面にガスケットが重ねられる場合に、水路面とガスケットとの間からの冷却水の漏出が、効果的に抑制される。このため、本実施形態では、アノード側セパレータ２２の第二の面の算術平均高さＳａが、前記のように調整されることが、特に好ましい。水路面の算術平均高さＳａが０．５〜０．７μｍの範囲であれば、更に好ましい。
【０１１４】
また、セパレータにブラスト処理が施される際に、同時にガスケットにもブラスト処理が施されてもよい。この場合、ガスケットをマスクする必要がなく、このためブラスト処理の処理効率が高くなる。
【０１１５】
また、ガスケットにブラスト処理が施されることで、ガスケットの表面の、ＩＳＯ  ２５１７８−２：２０１２で規定される算術平均高さＳａ（arithmetical mean height of the scale limited surface; Sa）が、０．３〜０．６μｍの範囲に調整されることが好ましい。
【０１１６】
尚、セパレータ及びガスケットの算術平均高さＳａは、レーザ顕微鏡によるセパレータ及びガスケットの三次元表面性状の測定結果から導出される。レーザ顕微鏡としては、例えば株式会社島津製作所製の３Ｄ測定レーザー顕微鏡（型番ＯＬＳ４０００）を用いることができる。
【０１１７】
上記のようにセパレータ及びガスケットの表面粗さを評価するにあたって、レーザ顕微鏡により三次元表面性状を測定し、その結果から導出される算術平均高さＳａを利用すると、通常の接触式粗さ計によって二次元輪郭曲線を測定する場合と比べて、セパレータ及びガスケットのより微細かつ正確な形状が測定される。セパレータの表面は非常に微細な凹凸を有しているため、レーザ顕微鏡による測定結果に基づく算術平均高さＳａを利用することで、セパレータの表面性状が、より正確に特定される。また、砥粒の粒径などのブラスト処理の条件を設定するにあたっても、ブラスト処理条件とレーザ顕微鏡による測定結果に基づく算術平均高さＳａとの関係を調査することで、より適切なブラスト処理の条件を設定することが可能となる。また、レーザ顕微鏡による測定は非接触の測定であるので、軟質なガスケットの表面性状を測定する場合であっても、それが正確に測定され、このためガスケットの算術平均高さＳａが正確に導出される。
【０１１８】
セパレータ及びガスケットに施されるブラスト処理として、ウエットブラスト処理が採用されることが好ましい。この場合、ブラスト処理の程度、並びにブラスト処理後のセパレータ及びガスケットの表面の粗さに、ばらつきが生じにくくなる。このため燃料電池用ガスケット付きセパレータの品質の安定性が高くなる。
【０１１９】
ブラスト処理のために用いられる砥粒の材質としては、特に制限されないが、アルミナ、炭化ケイ素等が、挙げられる。また、砥粒の平均粒径は、適宜設定されるが、例えば３〜２００μｍの範囲である。
【０１２０】
特に砥粒の平均粒径が、７．８〜４３．６μｍの範囲であることが好ましい。このように砥粒の平均粒径が４３．６μｍ以下であることで、ブラスト処理時のスラリーの噴射圧の変動に対する、セパレータ及びガスケットの表面の算術平均高さＳａの変動が小さくなる。このため、ブラスト処理によって、セパレータの表面の算術平均高さＳａが、安定して制御される。また、ブラスト処理による衝撃によってセパレータから黒鉛粒子が脱落することが抑制され、このため、セパレータの接触抵抗が低く維持される。更に、このような砥粒によって、セパレータ及びガスケットの表面に非常に細かい凹凸が形成され、更に、セパレータの表面に露出する黒鉛粒子にも凹凸が形成され得る。尚、このようにセパレータが細かい凹凸を有していても、セパレータ及びガスケットの算術平均高さＳａは、レーザ顕微鏡による測定結果によって正確に導出される。また、砥粒の平均粒径が７．８μｍ以上であることで、ブラスト処理によってセパレータのスキン層が充分に除去され、このためセパレータの接触抵抗が充分に低くなる。
【０１２１】
尚、砥粒の平均粒径は、累積高さ５０％点の粒子径（ｄ５０）である。
【０１２２】
セパレータ及びガスケットにブラスト処理が施されるにあたっては、セパレータの第一の面と第二の面に、同時にブラスト処理が施されてもよい。すなわち、ウエットブラスト処理が採用される場合には、セパレータの第一の面と第二の面に、同時に砥粒を含有するスラリーが吹き付けられてもよい。この場合、ブラスト処理の効率が向上する。
【０１２３】
セパレータ及びガスケットにウエットブラスト処理が施される際には、砥粒を含むスラリーから金属成分が、磁石を用いて除去されてから、このスラリーを用いてウエットブラスト処理が施されることが、好ましい。ブラスト処理に用いられる砥粒には不純物として金属成分が混入していることがある。またブラスト処理時に砥粒を含むスラリーに金属成分が混入することもある。このような金属成分を含むスラリーがウエットブラスト処理に用いられると、セパレータ及びガスケットの表面に金属成分が付着してしまう。しかし、前記のようにスラリーから金属成分が除去されてから、このスラリーを用いてウエットブラスト処理が施されると、ブラスト処理時にセパレータに金属成分が付着しにくくなる。ウエットブラスト処理にあたって、スラリーを循環させながら繰り返し使用する場合には、ウエットブラスト処理に使用されたスラリーから金属成分が除去されてから、再度このスラリーがウエットブラスト処理に使用されることが好ましい。
【０１２４】
ブラスト処理後のセパレータに、親水化処理が施される。尚、ブラスト処理の後、親水化処理の前に、セパレータ及びガスケットに洗浄処理が施され、或いは更に乾燥処理が施されることが、好ましい。洗浄処理では、例えばセパレータ及びガスケットが、イオン交換水等により洗浄される。乾燥処理では、セパレータ及びガスケットがエアブローなどにより風乾されることが好ましい。この場合、必要に応じて常温若しくは温風によるエアブローが採用され、或いは常温でのエアブローの後に温風によるエアブローを追加的に施されてもよい。また、乾燥処理にあたっては、セパレータ及びガスケットをシリカゲル等の乾燥剤を入れたデシケータ中に静置する方法、セパレータ及びガスケットを室温以上（例えば５０℃）の温度の乾燥機中に静置する方法、真空乾燥機を使用してセパレータ及びガスケットから水分を除去する方法等が採用されてもよい。この乾燥処理により、セパレータ及びガスケットが、その吸湿率が０．１％以下になるまで乾燥されることが好ましい。
【０１２５】
親水化処理は、セパレータの表面の親水性を向上させるための処理である。これによりセパレータの表面に高い親水性が付与されると、セパレータにおける溝２が結露水で閉塞されにくくなる。このため燃料電池の高い発電効率が長期間維持される。
【０１２６】
親水化処理としては、セパレータの表面の親水性を向上させることが可能な処理であれば、特に制限されない。親水化処理は、例えばセパレータをプラズマに曝露するプラズマ処理、セパレータをオゾンガスに曝露するオゾンガス処理、セパレータをＳＯ3に曝露するＳＯ3処理、セパレータをフッ素を含有するガスに曝露させるフッ素処理、ケイ素化合物又はアルミニウム化合物を含む改質剤化合物を含む気体を燃焼させながらセパレータに吹き付けるフレイム処理、並びにセパレータにオゾン水を接触させるオゾン水処理から、一種以上が選択される。特に、プラズマ処理が採用されることが好ましい。
【０１２７】
プラズマ処理としては、大気圧プラズマ処理が施されることが好ましく、特にリモート方式でのプラズマ処理が施されることが好ましい。このリモート方式での大気圧プラズマ処理では、例えば吹き出し口を有する放電空間と、この放電空間に電界を発生させるための放電用電極とを備えるプラズマ処理装置が用いられる。このプラズマ処理装置では、放電空間にプラズマ生成用ガスが供給されると共にこの放電空間内の圧力が大気圧近傍に維持され、更に放電用電極間に電圧が印加されることで放電空間に放電を発生すると、放電空間内でプラズマが生成する。このプラズマを含むガス流が吹き出し口から吹き出されて成形体に吹き付けられることによって、成形体にプラズマ処理が施される。このようなプラズマ処理装置としては、例えば積水化学工業株式会社製のＡＰＴシリーズが挙げられるが、パナソニック株式会社、ヤマトマテリアル株式会社などから提供されている適宜のプラズマ処理装置が用いられてもよい。
【０１２８】
このようなリモート方式のプラズマ処理が採用されると、成形体の表面に向けてプラズマが吹き付けられ、このため成形体の溝の内面まで充分に処理がなされる。またプラズマ処理時に成形体が放電に曝されず、このため成形体がプラズマ処理時に損傷しにくくなる。
【０１２９】
大気圧プラズマ処理は、成形体の表面に所望の親水性が付与されるように適宜設定された条件でおこなわれる。この大気圧プラズマ処理におけるプラズマ生成用ガスは、窒素ガスであることが好ましく、特にこの窒素ガス中の酸素含有量が２０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。この場合、大気圧プラズマ処理によってセパレータに特に高い親水性が付与される。
【０１３０】
また、成形材料中のフェノール系化合物に対するエポキシ樹脂の当量比が０．８〜１．２の範囲であると、プラズマ処理によってセパレータの表面の親水性が特に高くなる。
【０１３１】
大気圧プラズマ処理は、成形体の表面に結露が生じないように成形体の温度及び雰囲気温度が調整された条件下で行われることが好ましい。この場合、成形体の表面に付着した水滴によりプラズマが消費されてしまうことが抑制され、処理効率が向上する。成形体の温度は、前記のとおりこの成形体の表面に結露が生じない温度（露点温度）以上であることが好ましく、安定した大気圧プラズマ処理のためには７０℃以下であることが好ましい。大気圧プラズマ処理の安定化のためには、成形体の温度及び雰囲気温度が一定に保たれることも重要である。雰囲気温度の調節にあたっては、通常、プラズマ処理装置のプラズマユニット部分の温度が調節され、プラズマ処理装置の構成によってはプラズマ処理時に成形体を支える台の温度が調節される。
【０１３２】
尚、大気圧プラズマ処理にあたり、リモート方式以外の方式のプラズマ処理、例えばダイレクト方式のプラズマ処理が採用されてもよい。
【０１３３】
プラズマ処理後の成形体は、そのまま大気中に放置されてもよいが、成形体をイオン交換水などの水に浸漬させるなどしてこの成形体の表面と水と接触させる水接触処理が施されることが好ましい。
【０１３４】
このようにして大気圧プラズマ処理を含む表面処理が成形体に施されると、成形体の表面の親水性が向上すると共に、この高い親水性が長期に亘って維持されるようになる。この親水化のメカニズムの詳細は不明であるが、成形体の表面に水酸基が分布することでこの表面に水分が吸着して官能基が生成しやすくなり、更に大気圧プラズマ処理により、成形体の表面から汚染物質が除去されて活性の高い状態となると共にこの活性化された表面に水酸基等の親水性の官能基が導入されて、成形体の表面に親水性の官能基が多く形成し、これが親水性向上に寄与していると考えられる。
【０１３５】
特に成形体にプラズマ処理に先だって上記のような乾燥処理が施されると、成形体への大気圧プラズマ処理が水分子によって阻害されにくくなり、大気圧プラズマ処理の効率が向上する。
【０１３６】
尚、大気圧プラズマ処理にあたっては、成形体でアークが発生しないことが好ましい。そのためには、たとえば、プラズマ処理装置の電極部にアース装置が設置されていることなどが望ましい
またプラズマ処理後の成形体に上記のような水接触処理が施されると、成形体の表面の親水性が更に向上する。その詳細なメカニズムは明らかではないが、大気圧プラズマ処理によって活性化された成形体の表面に水分子が吸着することに起因して成形体の表面の親水性が向上すると考えられる。
【０１３７】
オゾンガス処理は、セパレータの表面にオゾンガスを接触させることでおこなわれる。オゾンガスを含むガスとしては、オゾンガスと酸素ガスや空気等とを含む混合ガスが挙げられる。この表面処理におけるオゾンガス濃度は、特に限定されず、例えば３．５〜８．０容量％の範囲の比較的低濃度であっても、８．０〜１４．０容量％の範囲の比較的高濃度であってもよい。
【０１３８】
このオゾンガス処理時の処理温度は、−５０℃以上が好ましく、０℃以上であればより好ましく、室温以上であれば更に好ましい。また、セパレータの耐熱性の限界を考慮し、処理温度は２００℃以下が好ましく、１００℃以下であればより好ましく、５０℃以下であれば更に好ましく、３０℃以下が最も好ましい。すなわち、処理温度は−５０℃〜２００℃の範囲であることが好ましく、０℃〜１００℃の範囲であれば更に好ましく、０℃〜５０℃の範囲であれば更に好ましく、室温以上３０℃以下の範囲が最も好ましい。
【０１３９】
この表面処理の処理時間は、１秒以上が好ましく、数秒以上であればより好ましく、１０秒以上であれば更に好ましく、０．１時間以上であれば更に好ましく、０．２時間以上が最も好ましい。またこの処理時間は、１０日以下であることが好ましく、１０時間以下であればより好ましく、５時間以下であれば更に好ましく、１時間以下であれば特に好ましい。実用的な処理時間は、長くても１〜４時間の範囲が好ましく、更に長時間処理を施す場合でも１日以下が好ましい。例えば０．１〜５時間の範囲が好ましく、０．２〜１時間の範囲が更に好ましい。
【０１４０】
オゾンガス処理時の雰囲気圧力は常圧付近であることが好ましい。また雰囲気圧力は常圧よりも低い圧力又は高い圧力でもよいが、この場合でも雰囲気圧力は数ｈＰａ〜０．２ＭＰａの範囲であることが好ましい。
【０１４１】
これらの処理条件は、セパレータに十分な量のオゾンガスを効率良く導入することができると共に、オゾンガス処理によってセパレータの劣化、燃焼等が引き起こされないように、適宜設定される。
【０１４２】
オゾンガス処理にあたっては、セパレータにオゾンガスを適宜の手法で接触させる。例えば処理容器内にセパレータを入れ、この処理容器内にオゾンガスを含むガスを供給することで、セパレータにオゾンガスを接触させることができる。
【０１４３】
オゾンガス処理が施されたセパレータは、そのまま大気中に放置されてもよく、また水洗されてから乾燥されてもよい。
【０１４４】
このようなオゾンガス処理によっても、セパレータの表面の親水性が向上する。これは、表面処理によりセパレータの表面でオゾンが反応することでセパレータの表面に親水性の官能基が導入されるためと考えられる。また、成形材料中のフェノール系化合物に対するエポキシ樹脂の当量比が０．８〜１．２の範囲であると、オゾンガス処理によってセパレータの表面の親水性が特に高くなる。
【０１４５】
セパレータにプラズマ処理が施され、続いてオゾンガス処理が施されてもよい。この場合、まずプラズマ処理によってセパレータの表面上から汚染物質が除去されることで、セパレータの表面が活性の高い状態となる。また、このプラズマ処理によって、セパレータの表面に水酸基等の官能基が導入される。これに続いてセパレータにオゾンガス処理が施されると、セパレータの表面でオゾンガスが更に反応しやすくなる。このため、セパレータの表面の親水性が更に長期に亘って維持されるようになる。オゾンガス処理の前に施されるプラズマ処理は、セパレータの表面に所望の官能基を導入できるように適宜設定された条件でおこなわれるが、例えば、ヤマトマテリアル株式会社製の型番「ＰＤＣ２１０」を用い、プラズマ生成用ガスとして酸素を用い、印加電力１５０〜５００Ｗ、処理時間３０秒〜１０分の条件でおこなわれる。
【０１４６】
ＳＯ3処理は、例えばセパレータの表面にＳＯ3を含有するガス（ＳＯ3含有ガス）を接触させることでおこなわれる。この場合、ＳＯ3含有ガスが、ＳＯ3ガスのみを含有してもよく、ＳＯ3ガスと、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス、酸素、炭酸ガスなど含有してもよい。またＳＯ3含有ガスが、ガス状のルイス塩基を含有していてもよい。ＳＯ3含有ガス中のＳＯ3濃度は、限定されないが、０．１〜８０体積％の範囲であることが好ましく、０．１〜１０体積％であればより好ましく、０．１〜５体積％であれば更に好ましい。
【０１４７】
ＳＯ3処理にあたっては、例えばセパレータが耐酸性の密閉容器に収容され、この密閉容器内にＳＯ3含有ガスが流通された状態が、一定時間保持される。また、ＳＯ3含有ガスが内部を流通する室内にセパレータが連続的に通過させられてもよい。
【０１４８】
ＳＯ3処理の処理条件は、適宜設定されるが、例えば密閉容器におけるＳＯ3含有ガス中のＳＯ3ガスのみの、１分間あたりの流量が、密閉容器の容量の０．５〜５倍量の範囲であることが好ましく、またこの流量が０．０１〜１００００ｍｌ／分の範囲であることが好ましい。また、処理温度は、２０℃〜１００℃の範囲が好ましく、３０℃〜８０℃であればより好ましく、４０℃〜７０℃であれば更に好ましい。また、処理時間は、０．１秒〜１２０分の範囲であることが好ましく、１〜６０分の範囲であればより好ましい。
【０１４９】
セパレータには、ＳＯ3処理に続いて、直ちにセパレータの表面上に付着している硫酸を除去するための後処理が施されることが好ましい。後処理としては、例えば水洗、重曹水溶液及び石灰水等のアルカリ溶液による処理等が挙げられる。特に後処理が、セパレータをアルカリ溶液で洗浄する処理と、それに続いてセパレータを１０℃以上のイオン交換水で洗浄する処理とを含むことが、好ましい。
【０１５０】
ＳＯ3処理が施されると、セパレータの表面にＳＯ3が反応することでスルホン酸基が生成し、これがセパレータの表面に分布することで、セパレータの親水性が向上する。特にＳＯ3処理前のセパレータの表面に水酸基が分布していると、ＳＯ3処理によってセパレータの表面でのスルホン酸基の生成が著しく促進される。また、成形材料中のフェノール系化合物に対するエポキシ樹脂の当量比が０．８〜１．２の範囲であると、ＳＯ3処理によってセパレータの表面の親水性が特に高くなる。
【０１５１】
セパレータの親水性の向上とその親水性の長期間の持続のためには、ＳＯ3処理がほどされることで、セパレータの表面における硫黄原子の量が０．１原子数％となることが好ましい。この硫黄原子の量は、エネルギー分散型Ｘ線分析法により測定される。この硫黄原子の量の値は、０．１〜４．０原子数％の範囲であれば、より好ましく、２．０〜４．０原子数％であれば、更に好ましい。
【０１５２】
セパレータにプラズマ処理が施され、続いてＳＯ3処理が施されてもよい。この場合、まずプラズマ処理によってセパレータの表面上から汚染物質が除去されることで、セパレータの表面が活性の高い状態となる。また、このプラズマ処理によって、セパレータの表面に水酸基等の官能基が導入される。これに続いてセパレータにＳＯ3処理が施されると、セパレータの表面でＳＯ3ガスが更に反応しやすくなる。このため、セパレータの表面の親水性が更に長期に亘って維持されるようになる。ＳＯ3処理の前に施されるプラズマ処理は、セパレータの表面に所望の官能基を導入できるように適宜設定された条件でおこなわれるが、例えば、ヤマトマテリアル株式会社製の型番「ＰＤＣ２１０」を用い、プラズマ生成用ガスとして酸素を用い、印加電力１５０〜５００Ｗ、処理時間３０秒〜１０分の条件でおこなわれる。
【０１５３】
また、ＳＯ3処理の前処理として、セパレータに加熱処理、火炎処理、コロナ処理、紫外線照射処理等が施されてもよい。
【０１５４】
フッ素処理は、例えばセパレータの表面にフッ素を含有するガス（フッ素含有ガス）を接触させることでおこなわれる。この場合、フッ素含有ガスが、フッ素ガスのみを含有してもよく、フッ素ガスと、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス、酸素、炭酸ガスなど含有してもよい。フッ素含有ガス中のフッ素濃度は、限定されないが、０．０１〜１００体積％の範囲であることが好ましい。
【０１５５】
フッ素処理にあたっては、例えばセパレータが密閉容器に収容され、この密閉容器内が減圧されてから、密閉容器内に窒素ガス等の不活性ガスが供給され、続いて密閉容器内にフッ素ガスが供給される。
【０１５６】
フッ素処理の処理条件は、セパレータに充分な量のフッ素が効率良く導入され、且つセパレータの劣化、燃焼等が引き起こされないように設定される。例えば処理温度は、−５０℃以上が好ましく、０℃以上であればより好ましく、室温以上であれば更に好ましい。また、セパレータの耐熱性の限界を考慮し、処理温度は２００℃以下が好ましく、１００℃以下であればより好ましく、５０℃以下であれば更に好ましく、３０℃以下が最も好ましい。また、処理時間は、１秒以上が好ましく、数秒以上であればより好ましく、１０秒以上であれば更に好ましく、１０秒以上が最も好ましい。またこの処理時間は、１０日以下であることが好ましく、１０時間以下であればより好ましく、５時間以下であれば更に好ましく、１時間以下であれば特に好ましく、３０分間以下が最も好ましい。実用的な処理時間は、長くても１〜４時間の範囲が好ましく、更に長時間処理を施す場合でも１日以下が好ましい。また、雰囲気圧力は常圧付近であることが好ましい。また雰囲気圧力は常圧よりも低い圧力又は高い圧力でもよいが、この場合でも雰囲気圧力は数ｈＰａ〜０．２ＭＰａの範囲であることが好ましい。
【０１５７】
フッ素処理後のセパレータは、そのまま大気中に放置されてもよく、また水洗されてから乾燥されてもよい。
【０１５８】
このようなフッ素処理により、セパレータの表面の親水性が向上する。これは、フッ素処理によって、セパレータの表面にフッ素が結合し、更にこれが水と反応することで、セパレータの表面に−ＣＯＯＨ基が分布するためであると、考えられる。また、成形材料中のフェノール系化合物に対するエポキシ樹脂の当量比が０．８〜１．２の範囲であると、フッ素処理によってセパレータの表面の親水性が特に高くなる。
【０１５９】
セパレータにプラズマ処理が施され、続いてフッ素処理が施されてもよい。この場合、まずプラズマ処理によってセパレータの表面上から汚染物質が除去されることで、セパレータの表面が活性の高い状態となる。また、このプラズマ処理によって、セパレータの表面に水酸基等の官能基が導入される。これに続いてセパレータにフッ素処理が施されると、セパレータの表面でフッ素ガスが更に反応しやすくなる。このため、セパレータの表面の親水性が更に長期に亘って維持されるようになる。フッ素処理の前に施されるプラズマ処理は、セパレータの表面に所望の官能基を導入できるように適宜設定された条件でおこなわれるが、例えば、ヤマトマテリアル株式会社製の型番「ＰＤＣ２１０」を用い、プラズマ生成用ガスとして酸素を用い、印加電力１５０〜５００Ｗ、処理時間３０秒〜１０分の条件でおこなわれる。
【０１６０】
フレイム処理では、セパレータの表面に、改質剤化合物を含有する燃焼性ガスが、燃焼させられながら吹き付けられる。このフレイム処理により、セパレータの表面に微細な酸化ケイ素の粒子が付着し、このためセパレータの表面に優れた親水性が付与される。特にセパレータの表面に水酸基が分布していると、この水酸基によって、酸化ケイ素の粒子がセパレータに強固に結合する。このため、セパレータからの酸化ケイ素の粒子の脱落しにくくなり、このため、セパレータの表面の親水性が長期に亘って高く維持される。また、成形材料中のフェノール系化合物に対するエポキシ樹脂の当量比が０．８〜１．２の範囲であると、フレイム処理によってセパレータの表面の親水性が特に高くなる
フレイム処理は、例えば燃焼性ガスをバーナー等で燃焼させ、更にこの燃焼性ガスをセパレータに向けてカーテン状に吹き付けながら、セパレータを移動させることで、おこなわれる。この場合、セパレータの表面に均一且つ効率的にフレイム処理が施される。
【０１６１】
フレイム処理に用いられる改質剤化合物は、ケイ素化合物又はアルミニウム化合物を含有する。ケイ素化合物及びアルミニウム化合物としては、一般的なガスバーナーの火炎中で燃焼され得るならば、特に制限はない。入手のし易さや取り扱いの容易さを考慮すると、ケイ素化合物は、アルキルシラン化合物、アルコキシシラン化合物、シロキサン化合物、シラザン化合物からなる群から選択される少なくとも一種の化合物であることが好ましい。また、アルミニウム化合物は、アルキルアルミニウム化合物及びアルコキシアルミニウム化合物から選択される少なくとも一種の化合物であることが好ましい。アルキルシラン化合物としては、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、テトラメチルシラン、テトラエチルシラン、ジメチルジクロロシラン、ジメチルジフェニルシラン、ジエチルジクロロシラン、ジエチルジフェニルシラン、メチルトリクロロシラン、メチルトリフェニルシラン、ジメチルジエチルシランなどの置換基を有していてもよいモノシラン化合物、ヘキサメチルジシラン、ヘキサエチルジシラン、クロロヘプタメチルジシランなどの置換基を有していても良いジシラン化合物、オクタメチルトリシランなどの置換基を有していても良いトリシラン化合物などが挙げられる。アルコキシシラン化合物としては、メトキシシラン、ジメトキシシラン、トリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、エトキシシラン、ジエトキシシラン、トリエトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジクロロジメトキシシラン、ジクロロジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、トリクロロメトキシシラン、トリクロロエトキシシラン、トリフェニルメトキシシラン、トリフェニルエトキシシラン等が挙げられる。シロキサン化合物としては、テトラメチルジシロキサン、ペンタメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサンなどが挙げられる。シラザン化合物としては、ヘキサメチルジシラザンなどが挙げられる。アルキルアルミニウム化合物としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウムなどが挙げられる。アルコキシアルミニウム化合物としては、アルミニウムメトキシド、アルミニウムエトキシドなどが挙げられる。これらの改質剤化合物は一種単独で用いられても、複数種が併用されてもよい。改質剤化合物の具体的な一例としては、ケイ素化合物を含む株式会社イトロ製のイトロ処理剤が挙げられる。
【０１６２】
燃焼性ガス中の改質剤化合物の割合は、特に制限されないが、１×１０-10〜１０モル％の範囲であることが好ましい。また、燃焼性ガスは、空気を含有することが好ましい。この空気によって火炎５の温度を制御したり、この空気がキャリア効果を発揮したりすることができ、更に、表面処理の均一性が高くなる。燃焼性ガスが、燃焼用燃料として炭化水素ガスを含有することも好ましい。炭化水素ガスは、プロパンガスとＬＰＧ（液化石油ガス）のうち少なくとも一方を含有することが好ましい。この場合、プロパンガス及びＬＰＧは安価であると共に、所定温度で燃焼して改質剤化合物を安定的に熱分解させることができ、表面処理の均一性が更に高くなる。ＬＰＧとしては、ブタン（ノルマルブタン、イソブタン）、ブタン／プロパンの混合ガス、エタン、ペンタン（ノルマルペンタン、イソペンタン、シクロペンタン）等が挙げられる。
【０１６３】
フレイム処理時の、燃焼ガスの燃焼温度は、適宜設定されるが、例えば５００〜１５００℃の範囲に設定される。セパレータへの燃焼性ガスの吹きつけ時間も、適宜設定されるが、例えばセパレータの面積１００ｃｍ2あたり、０．１〜１００秒の範囲に設定される。
【０１６４】
セパレータにプラズマ処理が施され、続いてフレイム処理が施されてもよい。この場合、まずプラズマ処理によってセパレータの表面上から汚染物質が除去されることで、セパレータの表面が活性の高い状態となる。また、このプラズマ処理によって、セパレータの表面に水酸基等の官能基が導入される。これに続いて、セパレータにフレイム処理が施されると、官能基を介してセパレータの表面に酸化ケイ素や酸化アルミニウムの粒子が強固に固定されやすくなる。このため、セパレータの表面の親水性が更に長期に亘って維持されるようになる。フレイム処理の前に施されるプラズマ処理は、セパレータの表面に所望の官能基を導入できるように適宜設定された条件でおこなわれるが、例えば、ヤマトマテリアル株式会社製の型番「ＰＤＣ２１０」を用い、プラズマ生成用ガスとして酸素を用い、印加電力１５０〜５００Ｗ、処理時間３０秒〜１０分の条件でおこなわれる。
【０１６５】
オゾン水処理では、セパレータにオゾン水が接触させられる。これにより、セパレータの表面の親水性が向上する。これは、オゾンによってセパレータの表面が酸化されることで、カルボキシル基や水酸基等の官能基が生成するためであると、考えられる。オゾン水の濃度は、５０ｐｐｍよりも大きいことが好ましく、８０ｐｐｍ以上であれば更に好ましい。また、このオゾン水の濃度は１１０ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【０１６６】
オゾン水処理にあたっては、セパレータをオゾン水中に浸漬するなど、適宜の手法が採用される。処理条件は、適宜設定されるが、オゾン水の温度は常温以下であることが好ましく、特に０〜４℃の範囲が好ましい。また、セパレータとオゾン水との接触時間（処理時間）は１０時間以上であることが好ましい
以上のようにして、燃料電池用ガスケット付きセパレータが製造される。
【０１６７】
この燃料電池用ガスケット付きセパレータの製造工程においては、セパレータにガスケットが積層されてから、このセパレータ及びガスケットに、ブラスト処理、親水化処理が、順次施される。このため、上述の通り、セパレータにガスケットが積層される際にガスケットを形成するための材料に由来する成分がセパレータに付着しても、この成分がブラスト処理によってセパレータから除去されることで、セパレータの表面における不純物の付着量が非常に低くなっている。このため、セパレータの低い表面抵抗が維持され、且つ、上述の通り親水性が高くなる。
【０１６８】
また、上記のようにセパレータの親水性が高くなる結果、燃料電池用ガスケット付きセパレータにおけるセパレータの表面の水との静的接触角は、４０°以下であることが好ましい。この場合、セパレータの表面の親水性が高いため、セパレータにおけるガス供給排出用溝２が水滴により閉塞されにくくなる。このため、本実施形態に係る燃料電池用ガスケット付きセパレータを備える燃料電池の発電効率が低下しにくくなる。この水との静的接触角は、０°〜４０°の範囲であればより好ましく、０°〜３０°の範囲であれば更に好ましい。尚、セパレータの表面の水との静的接触角は、親水化処理の条件が適宜設定されることにより、調整される。
【０１６９】
また、セパレータの接触抵抗が、１５ｍΩｃｍ2以下であることが好ましい。この場合、燃料電池で発電した電気エネルギーを外部へ伝達するというセパレータの機能が高いレベルで発揮される。尚、セパレータの接触抵抗も、親水化処理の条件が適宜設定されることにより、調整される。
【０１７０】
また、燃料電池用ガスケット付きセパレータから金属成分が磁石によって吸引除去されてもよい。この場合、例えば燃料電池用ガスケット付きセパレータが一対の磁石の間に配置されることで、セパレータ及びガスケットから金属成分が吸引除去される。尚、磁石を用いた吸引除去以外の適宜の方法でセパレータ及びガスケットから金属成分が除去されてもよい。但し、強酸性溶液によって洗浄する方法ではセパレータ及びガスケットを構成する樹脂が溶解してしまうおそれがあり、また超音波洗浄ではセパレータから黒鉛粒子が脱離してしまうおそれがあるため、好ましくない。
【０１７１】
また、セパレータにおける、金属成分の付着の程度は、セパレータを９０℃の温水で１時間洗浄し、更に９０℃の温度で１時間加熱乾燥する処理を施した後に、セパレータの表面を観察することで確認される。セパレータに金属成分が付着していると、前記処理によりセパレータの表面に金属酸化物（錆）が生成する。前記処理後のセパレータの表面が目視で観察されても前記金属酸化物（錆）の存在が確認されないことが好ましい。特に、前記処理後のセパレータの表面に、直径１００μｍより大きい金属酸化物が存在しないことが好ましく、直径５０μｍより大きい金属酸化物が存在しなければ更に好ましい。また、直径３０μｍより大きい金属酸化物が存在しなければ特に好ましい。
【０１７２】
また、このセパレータの表面に表出しているＦｅ、Ｃｏ、及びＮｉの総量が０．０１μｇ／ｃｍ2以下となっていることが好ましい。更に、このセパレータ２０の表面に表出しているＣｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ及びＺｎの総量が０．０１μｇ／ｃｍ2以下となっていることが好ましい。
【０１７３】
このようにセパレータの製造時に原料成分、成形材料、或いはセパレータから金属成分が除去されると、セパレータにおける金属成分の含有量が少なくなる。また、そのため、セパレータが水洗されるなどしてから燃料電池に組み込まれても、セパレータの表面に金属酸化物（錆）が現れにくくなる。このため、燃料電池内でのセパレータからの金属イオンの脱離が抑制され、このような金属イオンの脱離による電解質のプロトン伝導性の低下や電解質の分解が抑制され、燃料電池の性能が長期に亘って維持される。
【実施例】
【０１７４】
以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明はこの実施例には限定されない。
【０１７５】
［実施例１〜１５］
各実施例につき、後掲の表に示す原料成分を、攪拌混合機（ダルトン製「５ＸＤＭＶ−ｒｒ型」）に、後掲の表に示す組成となるように入れて攪拌混合した。これにより得られた混合物を整粒機で粒径５００μｍ以下に粉砕することで、成形材料を得た。
【０１７６】
この成形材料を用いて、次のようにしてセパレータを形成した。まず、真空チャンバー内で金型に成形材料を配置してから、５秒間経過した時点で、真空チャンバー内の減圧を開始し、１０秒間かけて真空チャンバー内を９７ｋＰａの真空度まで到達させた。続いて、上型を下型に向けて降下させて型締めすることで、成形材料を圧縮成形した。圧縮成形条件は、金型温度１７０℃、成形圧力３５．３ＭＰａ、成形時間３分とした。次に金型を閉じたまま除圧し、３０秒間保持した後に金型を開き、続いて金型からセパレータを取り出した。
【０１７７】
得られたセパレータの形状は、平面視２００ｍｍ×２５０ｍｍの矩形状であり、厚みは最も厚い箇所で１．５ｍｍ、最も薄い箇所で０．５ｍｍであった。また、圧縮成形によって、セパレータの片側の面（第一の面）には長さ２５０ｍｍ、幅１ｍｍ、深さ０．５ｍｍの溝を２５本形成し、第一の面とは反対側の面（第二の面；水路面）には長さ２５０ｍｍ、幅０．５ｍｍ、深さ０．５ｍｍの溝を２５本形成した。
【０１７８】
続いて、セパレータの第一の面の外周部分にエチレン−プロピレン−ジエンゴムをスクリーン印刷法により塗布した後、加熱加硫することでガスケットを形成した。
【０１７９】
続いて、セパレータの第一の面と第二の面に、ウェットブラスト処理を同時に施した。このとき、同時にガスケットにもウエットブラスト処理を施した。ウェットブラスト処理にあたっては、マコー株式会社製のウエットブラスト処理装置（形式ＰＦＥ−３００Ｔ／Ｎ）を用い、砥粒としてアルミナ粒子を含むスラリー用いた。アルミナ粒子としては、昭和電工株式会社製のホワイトモランダム（登録商標）ＷＡシリーズを用いた。このウエットブラスト処理に用いた砥粒の平均粒径（ｄ５０）を、後掲の表に示す。また、ウエットブラスト処理後のセパレータの第一の面、第二の面、及びガスケットの表面の三次元表面性状を３Ｄ測定レーザー顕微鏡で測定し、その結果に基づいて、セパレータ及びガスケットの、ＩＳＯ  ２５１７８−２：２０１２で規定される算術平均高さＳａを導出した。その結果は、後掲の表に示す通りである。
【０１８０】
続いて、セパレータ及びガスケットをイオン交換水で洗浄し、更に温風乾燥した。
【０１８１】
続いて、セパレータに対して、実施例１〜１０，１２〜１５ではプラズマ処理を、実施例１１ではオゾンガス処理を、施した。
【０１８２】
実施例１〜１０，１２〜１５におけるプラズマ処理にあたっては、セパレータに対して、リモート方式の大気圧プラズマ処理を施した。大気圧プラズマ処理にあたり、プラズマ処理装置としては積水化学工業株式会社製のＡＰ−Ｔシリーズを使用した。処理条件は、処理幅：３００ｍｍ、プラズマユニット数：１個、サンプル−電極間距離：３ｍｍ、プラズマ生成用ガス種：窒素、ガス中の酸素含有量：１０００ｐｐｍ、ガス流量：１５０Ｌ／分、サンプル搬送速度：０．２５ｍ／分、処理時温度：２５℃とした。
【０１８３】
また、実施例１１では、まずプラズマ生成用ガスとして酸素を用い、印加電力３００Ｗ、処理時間３分の条件で、成形体の表面にプラズマ処理を施した。続いて、岩谷産業株式会社製のオゾンガス発生装置（半導体用）と、住友精密工業株式会社製のオゾン発生装置とを組み合わせて使用することで、オゾンガス濃度を調整し、処理温度２５℃、オゾンガス濃度３．５体積％、処理時間１時間の条件で、セパレータの表面をオゾンガスに曝露した。
【０１８４】
［比較例１］
後掲の表に示す原料成分を、攪拌混合機（ダルトン製「５ＸＤＭＶ−ｒｒ型」）に、後掲の表に示す組成となるように入れて攪拌混合した。これにより得られた混合物を整粒機で粒径５００μｍ以下に粉砕することで、成形材料を得た。
【０１８５】
この成形材料を用いて、実施例１と同じ方法及び同じ条件で、セパレータを形成した。
【０１８６】
続いて、セパレータの表面に、マコー株式会社製のウエットブラスト処理装置（形式ＰＦＥ−３００Ｔ／Ｎ）を用い、砥粒としてアルミナ粒子を含むスラリー用いて、ウエットブラスト処理を施した。アルミナ粒子としては、昭和電工株式会社製のホワイトモランダム（登録商標）ＷＡシリーズを用いた。このウエットブラスト処理に用いた砥粒の平均粒径（ｄ５０）を、後掲の表に示す。また、ウエットブラスト処理後のセパレータ及びガスケットの表面の三次元表面性状を３Ｄ測定レーザー顕微鏡で測定し、その結果に基づいて、セパレータ及びガスケットの、ＩＳＯ  ２５１７８−２：２０１２で規定される算術平均高さＳａを導出した。その結果は、後掲の表に示す通りである。
【０１８７】
続いて、セパレータをイオン交換水で洗浄し、更に温風乾燥した。
【０１８８】
続いて、セパレータに対して、リモート方式の大気圧プラズマ処理を施した。大気圧プラズマ処理にあたり、プラズマ処理装置としては積水化学工業株式会社製のＡＰ−Ｔシリーズを使用した。処理条件は、実施例１の場合のプラズマ処理と同じにした。
【０１８９】
続いて、セパレータの第一の面の外周部分にエチレン−プロピレン−ジエンゴムをスクリーン印刷法により塗布した後、加熱加硫することでガスケットを形成した。
【０１９０】
続いて、セパレータに対して、再びリモート方式の大気圧プラズマ処理を施した。大気圧プラズマ処理にあたり、プラズマ処理装置としては積水化学工業株式会社製のＡＰ−Ｔシリーズを使用した。
【０１９１】
［接触抵抗評価］
各実施例及び比較例において、二つの燃料電池用ガスケット付きセパレータにおけるセパレータの第一の面同士を、それらの間にカーボンペーパーを介在させて重ねた。このセパレータを、表面に金めっきが施された二つの電極で挟み、この電極間に面圧１ＭＰａの圧力をかけた。この状態で、電極から二枚のセパレータ間に通電し、この場合のセパレータ間の電圧とセパレータ間に流れる電流との関係に基づいて、抵抗（平均値）を算出した。なお、使用したカーボンペーパーは、東レ社製のＴＧＰ−Ｈ−Ｍシリーズ（０９０Ｍ：厚さ０．２８ｍｍ、１２０Ｍ：厚さ０．３８ｍｍ）である。
【０１９２】
［静的接触角評価］
各実施例及び比較例で得られた燃料電池用ガスケット付きセパレータを水平に配置し、セパレータの表面にスポイトでイオン交換水を垂らし、協和界面科学株式会社製の測定器（品番「ＣＡ−Ｗ１５０」）を用いて、水との静的接触角を測定した。
【０１９３】
また、この燃料電池用ガスケット付きセパレータを９０℃の温水中に投入して一定時間放置した後、乾燥した。放置時間は５００時間、１０００時間、１５００時間及び２０００時間とした。この処理後の燃料電池用ガスケット付きセパレータにおけるセパレータについて、前記と同様に水との静的接触角を測定した。
【０１９４】
［曲げ強度評価］
各実施例及び比較例において、セパレータを作製する場合と同じ方法で８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍの寸法の曲げ強度測定用の成形品を作製し、ＪＩＳ  Ｋ６９１１に準拠し、支点間距離６４ｍｍ、クロスヘッドスピード２ｍｍ／分の条件で曲げ強度を測定した。
【０１９５】
［ＴＯＣ評価］
ＪＩＳ  Ｋ０５５１−４．３に準拠し、まず各実施例及び比較例の燃料電池用ガスケット付きセパレータをメタノールで１分間洗浄した後、イオン交換水にて１分間洗浄した。次いで、ガラス製容器中に燃料電池用ガスケット付きセパレータとイオン交換水とを、セパレータの質量１０ｇに対してイオン交換水が１００ｍｌとなるように入れ、９０℃で５０時間処理した。処理後のイオン交換水中に燐酸を添加してｐＨ２以下に調整した後、湿式酸化−赤外線式ＴＯＣ測定法（東レエンジニアリング社製「東レアストロＴＯＣ自動分析計ＭＯＤＥＬ１８００」を使用）にて、有機炭酸量を測定した。
【０１９６】
［水溶性イオン分析］
各実施例及び比較例における燃料電池用ガスケット付きセパレータをメタノールにて１分間洗浄した後、イオン交換水で１分間洗浄した。次いで、ポリエチレン製容器中に燃料電池用ガスケット付きセパレータとイオン交換水とを、セパレータの質量１０ｇに対してイオン交換水が１００ｍｌとなるように入れ、９０℃で５０時間処理した。処理後のイオン交換水（抽出水）をイオンクロマトグラフィ（株式会社島津製作所製「ＣＤＤ−６Ａ」）で測定した。
【０１９７】
［電気伝導度評価］
各実施例及び比較例における燃料電池用ガスケット付きセパレータをメタノールにて１分間洗浄した後、イオン交換水で１分間洗浄した。次いで、ポリエチレン製容器中に燃料電池用ガスケット付きセパレータとイオン交換水とを、セパレータの質量１０ｇに対してイオン交換水が１００ｍｌとなるように入れ、９０℃で５０時間処理した。処理後のイオン交換水（抽出水）を導電率計で測定した。
【０１９８】
【表１】
0006260886.tif 000002
【０１９９】
【表２】
0006260886.tif 000003
【０２００】
尚、表中の成分の詳細は次の通りである。尚、表中の配合割合は、全ての成分を固形分に換算した割合である。
・エポキシ樹脂Ａ：クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬株式会社製「ＥＯＣＮ−１０２０−７５」、エポキシ当量１９９、融点７５℃）
・エポキシ樹脂Ｂ：ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ＤＩＣ株式会社製「８３０ＣＲＰ」、エポキシ当量１７１、２５℃で液状）
・硬化剤Ａ：ノボラック型フェノール樹脂（群栄化学工業株式会社製「ＰＳＭ６２００」、ＯＨ当量１０５）
・熱硬化性フェノール樹脂Ａ：レゾール型フェノール樹脂（群栄化学工業株式会社製「サンプルＡ」、融点７５℃、１３Ｃ−ＮＭＲ分析によるオルト−オルト結合割合２５〜３５％、オルト−パラ結合割合６０〜７０％、パラ−パラ結合割合５〜１０％）
・硬化促進剤：トリフェニルホスフィン（北興化学工業株式会社製「ＴＰＰ」）
・天然黒鉛（株式会社中越黒鉛工業所製「ＷＲ５０Ａ」、平均粒径５０μｍ、灰分０．０５％、ナトリウムイオン４ｐｐｍ、塩化物イオン２ｐｐｍ）
・人造黒鉛（ＳＥＣカーボン株式会社製「ＳＧＰ１００」、平均粒径１００μｍ、灰分０．０５％、ナトリウムイオン３ｐｐｍ、塩化物イオン１ｐｐｍ）
・カップリング剤：エポキシシラン（日本ユニカー株式会社製「Ａ１８７」）
・ワックスＡ：天然カルナバワックス（大日化学工業株式会社製「Ｈ１−１００」、融点８３℃）
・ワックスＢ：モンタン酸ビスアマイド（大日化学工業株式会社製「Ｊ−９００」、融点１２３℃）
【符号の説明】
【０２０１】
１２  ガスケット
２０  セパレータ
３０  燃料電池用ガスケット付きセパレータ
【図１】
0006260886.tif 000004
【図２】
0006260886.tif 000005
【図３】
0006260886.tif 000006