(57)【要約】  燃料電池用セパレータの濡れ性を制御することにより、電池特性を向上させた燃料電池用セパレータ及びその製造方法を提供するために、少なくとも炭素材料から成形された燃料電池用セパレータＡであって、該セパレータ１０の流路面１１の表面部に、ＹＡＧレーザー装置２０の照射処理により、親水性官能基を形成増加させると共に、表面の平均粗さＲａが５０μｍ未満となる凹凸部を形成した構成とする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも炭素材料から成形された燃料電池用セパレータであって、該セパレータの表面部には、レーザー照射処理により、親水性官能基を形成増加させると共に、表面の平均粗さＲａが５０μｍ未満となる凹凸部を形成したことを特徴とする燃料電池用セパレータ。
【請求項２】
燃料電池用セパレータ表面のレーザー処理部が少なくとも流路面の一部又は全部であ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。
【請求項３】
燃料電池用セパレータが、熱硬化性樹脂若しくは熱可塑性樹脂と炭素との複合成形体、膨張黒鉛成形体、ガラス状炭素の成形体、ガラス状炭素と黒鉛との複合成形体の何れか一つであることを特徴とする請求項１又は２記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項４】
レーザー照射処理を、少なくとも酸素を含むガス雰囲気中で行うことを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項５】
親水性官能基が、−ＯＨ基，−ＣＯＯＨ基、＞Ｃ＝Ｏ基の少なくとも１つ以上であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項６】
表面の平均粗さＲａが３０μｍ未満となる凹凸部であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項７】
レーザー照射処理された燃料電池用セパレータ表面は、連続的で滑らかな曲面であることを特徴とする請求項１〜６の何れか一つに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項８】
少なくとも炭素材料から成形された燃料電池用セパレータの表面部に、レーザー照射処理することにより、上記セパレータ表面部に、親水性官能基を形成増加させると共に、表面の平均粗さＲａが５０μｍ未満となる凹凸部を形成したことを特徴とする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、固体高分子型などの燃料電池用に好適な燃料電池用セパレータ及びその製造方法に関し、更に詳しくは、燃料電池用セパレータの濡れ性を制御することにより、電池特性を向上させた燃料電池用セパレータ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、クリーンであり、高い発電効率を発現できる次世代エネルギーとして期待が高く、特に近年、高出力が得られ作動温度域が比較的低いという利点のため固体高分子型の燃料電池が注目されている。【０００３】
この固体高分子型の燃料電池は、一般に、イオン交換膜からなる固体高分子の電解質膜と、その両側に設けた２つの電極とそれぞれの電極に水素などの燃料ガスあるいは酸素などの酸化剤ガスを供給するガス供給溝を設けたセパレータなどからなる単セルを積層したスタック、及びその外側に設けた２つの集電体から構成されている。
この燃料電池では、電解質部分に高性能の高分子電解質膜を使用している関係で作動温度が８０〜１００℃と低いにも拘わらず高い出力の発電が可能である。【０００４】
この固体高分子型燃料電池のセパレータには、燃料ガスと酸化ガスとを完全に分離した状態で電極に供給するために高度のガス不透過性が要求され、また、発電効率を高くするために電池の内部抵抗を小さくする必要があり、そのために導電性が高いことが必要である。更に、電池反応に伴う発熱を効率よく放散させ、電池内温度分布を均一化するために高い熱伝導性や長期耐久性の確保のために優れた耐腐食性、耐薬品性、機械的強度、親水性を備える必要がある。
これらの要求特性の中で発電時に発生した水を速やかに排出できる性能、すなわち、セパレータに親水性があることが最も重要な要求特性の一つとなるものである。【０００５】
従来において、燃料電池用セパレータの親水性を向上させる技術等としては、数多くの技術が知られており、例えば、１）表面の少なくとも一部に親水性官能基を有する導電性カーボンと、バインダーとを加圧成形又は加圧加熱成形し、ガス流路の表面にサンドブラスト加工により平均５０μｍ以上１ｍｍ以下の凹凸を設けた高分子電解質型燃料電池用セパレータ（例えば、特許文献１参照）、２）燃料電池用セパレータを常圧放電プラズマ処理することを特徴とする燃料電池用セパレータの親水化処理方法（例えば、特許文献２参照）、３）熱硬化性樹脂、平均粒径２０〜７０μｍの人造黒鉛および内部離型剤を含む組成物を成形してなり、ショットブラスト法等の表面処理方法により表面の平均粗さＲａが１．０〜５．０μｍであることを特徴とする燃料電池セパレータ（例えば、特許文献３参照）などが知られている。【０００６】
しかしながら、上記特許文献１〜３に記載のサンドブラスト加工、常圧放電プラズマ処理やショットブラスト法により凹凸部を形成する燃料電池用セパレータでは、ガス流路の表面に凹凸部を形成するためには凹凸部以外の部分をマスキングする必要があり、表面処理工程が複雑化するという課題及び凹凸部が正確に形成できず歩留まりが低い点に課題があり、更に、これらの表面処理によっても経時的に親水性能が低下するという課題がある。
更に、上記特許文献１に記載の燃料電池用セパレータでは、カーボン粒子に、親水性官能基を付与する処理をした上で、バインダーと加圧成形又は加圧加熱成形し、成形後にガス流路の表面に凹凸部を形成するという処理を行うため、製造効率が悪く、また、性能のバラツキを招くという課題がある。
上記特許文献２に記載の燃料電池用セパレータでは、プラズマ処理を行うために、種々の処理用ガスが必須であり、更に、安全性の観点から不活性ガスによって希釈された雰囲気で処理を行う必要があるという制約がある。また、励起したガスが吹き出されて燃料電池セパレータに接触処理されるので、複雑かつ微細な溝パターンへの部分的加工は困難という課題がある。また、ドライでの長期の時間経過の経過と共に濡れ性が低下する課題などがある。更に、上記特許文献３に記載の燃料電池用セパレータでは、熱硬化性樹脂、平均粒径２０〜７０μｍの人造黒鉛および内部離型剤を含む組成物を成形してなるものであるが、内部離型剤の含有によって、経時によってブリードアウトするという課題、並びに、樹脂・離型剤が配合されているという組成上、濡れ性が十分でなく、経時的に濡れ性が低下するという課題などがある。【０００７】
一方、燃料電池の製造用にレーザー処理を用いる技術としては、例えば、固体高分子電解質膜とその両側の燃料極と空気極とでＭＥＡを構成し、そのＭＥＡの両側をセパレータで挟んで単セルスタックを積層してなる燃料電池であって、セパレータは黒鉛粒子と樹脂の混合物で表面にガス流路が一体成形され、セパレータの表面にできたスキン層が除去されている燃料電池、並びに、上記セパレータの表面にできた樹脂分の多いスキン層をレーザ照射により炭化させてなる燃料電池の製造方法（例えば、特許文献４参照）が知られ、また、燃料電池用の電解質膜の製造方法であって、（ａ）水素透過性金属により基材を形成する工程と、（ｂ）前記基材の表面に、プロトン伝導性を有するセラミックス層を成膜する工程とを有し、該工程（ｂ）において、前記セラミック層を形成するアモルファス材料の結晶化に要する結晶化エネルギが、該アモルファスに局所的にレーザ照射によって供給されるという製造方法（例えば、特許文献５参照）が知られている。【０００８】
しかしながら、上記特許文献４に記載の技術は、溝部をマスキングし、溝部以外の樹脂分の多いセパレータ表面を炭化し、接触電気抵抗を低減させるものであり、レーザ照射によって溝部を親水化処理するという認識は全くなく、本願発明とその目的、技術思想（構成及びその作用効果）が全く相違するものであり、しかも、当該炭化せしめるためのレーザ照射量は多大であり、この照射量では親水化処理はできないものである。
また、上記特許文献５に記載の技術は、燃料電池用の電解質膜の製造方法であり、レーザ照射により親水化せしめるという認識は全くなく、本願発明とその目的、技術思想（構成及びその作用効果）が全く相違するものである。
【特許文献１】特開２００１−２８３８７３号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【特許文献２】特開２００２−２５５７０号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【特許文献３】特開２００５−１９７２２２号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【特許文献４】特開２００４−３３５１２１号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【特許文献５】特開２００５−５０８８号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記従来の課題等に鑑み、これを解消しようとするものであり、特別な前処理を施すことなく、経時的にも優れた親水性を有すると共に、電池特性を向上させることができる燃料電池用セパレータ及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】
【００１０】
本発明者らは、上記従来の課題等について、鋭意検討した結果、少なくとも炭素材料から成形された燃料電池用セパレータの表面部に、特定の処理を施すことにより、親水性官能基を形成すると共に、表面の平均粗さＲａが特定値未満となる凹凸部を形成することにより、上記目的の燃料電池用セパレータ及びその製造方法が得られることを見い出し、本発明を完成するに至ったのである。【００１１】
すなわち、本発明は、次の（１）〜（８）に存する。
（１）  少なくとも炭素材料から成形された燃料電池用セパレータであって、該セパレータの表面部には、レーザー照射処理により、親水性官能基を形成増加させると共に、表面の平均粗さＲａが５０μｍ未満となる凹凸部を形成したことを特徴とする燃料電池用セパレータ。
（２）  燃料電池用セパレータ表面のレーザー処理部が少なくとも流路面の一部又は全部であることを特徴とする上記（１）記載の燃料電池用セパレータ。
（３）  燃料電池用セパレータが、熱硬化性樹脂若しくは熱可塑性樹脂と炭素との複合成形体、膨張黒鉛成形体、ガラス状炭素の成形体、ガラス状炭素と黒鉛との複合成形体の何れか一つであることを特徴とする上記（１）又は（２）記載の燃料電池用セパレータ。
（４）  レーザー照射処理を、少なくとも酸素を含むガス雰囲気中で行うことを特徴とする上記（１）〜（３）の何れか一つに記載の燃料電池用セパレータ。
（５）  親水性官能基が、−ＯＨ基，−ＣＯＯＨ基、＞Ｃ＝Ｏ基の少なくとも１つ以上であることを特徴とする上記（１）〜（３）の何れか一つに記載の燃料電池用セパレータ。
（６）  表面の平均粗さＲａが３０μｍ未満となる凹凸部であることを特徴とする上記（１）〜（５）の何れか一つに記載の燃料電池用セパレータ。
（７）  レーザー照射処理された燃料電池用セパレータ表面は、連続的で滑らかな曲面であることを特徴とする上記（１）〜（６）の何れか一つに記載の燃料電池用セパレータ。
（８）  少なくとも炭素材料から成形された燃料電池用セパレータの表面部に、レーザー照射処理することにより、上記セパレータ表面部に、親水性官能基を形成増加させると共に、表面の平均粗さＲａが５０μｍ未満となる凹凸部を形成したことを特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法。
なお、本発明で規定する「表面の平均粗さＲａ」は、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４で規定される方法により測定される値をいう。
また、本発明で規定する「連続的で滑らかな曲面」とは、レーザー処理を施すことにより、表面が溶融して液状化した材料が、そのまま固化したような状態で、全体的に連続的で滑らかに広がった状態をいう。これは、電子顕微鏡１００００倍の倍率で明瞭に観察されるものである。レーザー処理前の段階では、成形あるいは焼成等の工程で、部分的に生じる表面のささくれ、ばり、あるいは黒鉛等の体質材のエッジなどによる明確な境界及び欠陥などにより表面が不連続な状態となっている。また、プラズマ処理、酸化処理などによって、これらの不連続な表面状態は、いっそう不連続となるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、特別な前処理を施すことなく、優れた親水性及び電池特性を向上させた燃料電池用セパレータが提供される。
本発明方法によれば、特別な前処理を施すことなく、優れた親水性を有する燃料電池用セパレータを、安価で量産性のある燃料電池用セパレータを製造することができる燃料電池用セパレータの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一例を示すものであり、燃料電池用セパレータの所定の表面部（流路面）に、レーザー照射処理を行っている状態の一例を示す概略説明図である。
【図２】本発明の一例を示すものであり、燃料電池用セパレータの所定の表面部（流路面）に、親水性官能基と表面の平均粗さＲａが５０μｍ未満となる凹凸部が形成された状態を示す拡大概略断面図である。
【図３】本発明のレーザー照射処理後のセパレータ表面（流路面）の電子顕微鏡写真図面である。
【図４】不連続な処理面となるセパレータ表面（流路面）の一例を示す電子顕微鏡写真図面である。
【図５】不連続な処理面となるセパレータ表面（流路面）の他例を示す電子顕微鏡写真図面である。
【図６】不連続な処理面となるセパレータ表面（流路面）の更なる他例を示す電子顕微鏡写真図面である。
【図７】本発明の燃料電池用セパレータを組み込んだ燃料電池の一例を示す概略分解斜視図である。
【図８】親水官能基を評価した一例を示す図表である。
【図９】親水官能基を評価した他例を示す図表である。
【符号の説明】
【００１４】
Ａ  燃料電池用セパレータ
１０  セパレータ
１１  流路面（溝部）
１２  凹凸部
２０  レーザー装置
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施形態を詳しく説明する。
本発明の燃料電池用セパレータは、少なくとも炭素材料から成形された燃料電池用セパレータであって、該セパレータの表面部には、レーザー照射処理により、親水性官能基を形成増加させると共に、表面の平均粗さＲａが５０μｍ未満となる凹凸部を形成したことを特徴とするものである。
また、本発明の燃料電池用セパレータの製造方法は、少なくとも炭素材料から成形された燃料電池用セパレータの表面部に、レーザー照射処理することにより、上記セパレータ表面部に、親水性官能基を形成増加させると共に、表面の平均粗さＲａが５０μｍ未満となる凹凸部を形成したことを特徴とするものである。
以下で、「本発明」というときは、上記の燃料電池用セパレータとその製造方法の両方を含むことをいう。【００１６】
本発明において、レーザー照射処理前の燃料電池用セパレータは、少なくとも炭素材料から成形された燃料電池用セパレータであれば、炭素材料を含む組成物の調製方法、成形方法、形状及び構造等は特に限定されるものでなく、例えば、少なくとも炭素材料を用いて、所定の流路面となる溝部を成形型により形成した後、焼成処理により所定構造の燃料電池用セパレータを成形、または、少なくとも炭素材料と熱硬化性樹脂若しくは熱可塑性樹脂とを用いて、所定の流路面となる溝部を成形型により形成した燃料電池用セパレータ、更に、少なくとも熱硬化性樹脂を所定の流路面となる溝部を成形型により形成した後、焼成処理により所定構造の燃料電池用セパレータを形成することなどが挙げられる。
用いるセパレータの原材料は、炭素材料の他、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、及びこれらの混合材料、更に、硬化促進剤、可塑剤、溶剤などの各セパレータ成形用添加剤が挙げられる。【００１７】
使用することができる炭素材料としては、特に限定されず、例えば、ガラス状炭素、等方性炭素材、黒鉛粉末〔高配向性熱分解黒鉛（ＨＯＰＧ）、キッシュ黒鉛、天然黒鉛、人造黒鉛、フラーレン、カーボンブラックを含む〕、炭素繊維〔気相成長炭素繊維、ＰＡＮ系炭素繊維、黒鉛繊維を含む〕、カーボンナノチューブ、膨張黒鉛シート等が挙げられる。これらの炭素材料は、必要とする電気伝導性値等により、適宜選択され、各単独でも２種以上の混合物でも使用することができるが、特に、伝導性向上効果が高いものが望ましい。
また、炭素材料をつなぐバインダー又は熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、コプナ樹脂などが挙げられ、加熱により分子間架橋を生じ三次元化して硬化し、特別の炭素前駆体化処理を行うことなく高い炭素残さ収率を示すものが好適に用いられる。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル−ポリ酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリアミドなどが挙げられる。【００１８】
本発明では、燃料電池用セパレータに要求されるガス不透過性、導電性、熱伝導性や耐腐食性、耐薬品性、機械的強度等を考慮して、上記各原材料を種々選択して好適な配合量等となる混合物（組成物）を用いることが望ましい。例えば、炭素材料、バインダー及び硬化促進剤などからなる混合物、炭素材料及び熱硬化性樹脂などからなる混合物、炭素材料、熱可塑性樹脂及び可塑剤などからなる混合物などが挙げられる。
上記で得られた混合物等は、例えば、流路面となる溝パターンの成形型に好適な量を充填して成形する（成形工程）。成形型の溝の形状（断面Ｖ状、凹状等）、深さ、幅及びそのパターン等は、特に限定されず、燃料電池種、用途、構造などにより、適宜好適な溝形状、深さ、幅、溝パターンなどに設定される。
例えば、焼成処理でセパレータを作製する場合では、上記成形型を７０〜１５０℃に加熱して固化処理し（乾燥工程）、得られた樹脂プレートを型から外し、更に、非酸化雰囲気下で加熱処理を行って焼成せしめ（焼成工程）、所定構造のセパレータが得られる。
非酸化雰囲気下としては、窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性雰囲気中、真空中の少なくとも１種、すなわち、これらの各単独雰囲気中、または、各雰囲気中を二工程、三工程で焼成することにより、バインダー等を炭素化して所定構造のセパレータが作製されることとなる。なお、必要に応じて、上記成形（工程）後や焼成（工程）後に、積層スタックのための位置決め用の外周部加工、孔抜き加工、及び最終仕上げのための表裏面で異なる部位の溝加工等、最低限の加工処理を行うこともできる。【００１９】
本発明では、上述の如く、少なくとも炭素材料で成形されたセパレータ、例えば、熱硬化性樹脂若しくは熱可塑性樹脂と炭素（材料）との複合成形体、膨張黒鉛成形体、ガラス状炭素の成形体、ガラス状炭素と黒鉛との複合成形体などの何れか一つからなるセパレータにおいて、親水化すべき所定の表面部、例えば、流路面となる表面部に、レーザー照射処理により、親水性官能基を形成増加させると共に、表面の粗さＲａが５０μｍ未満となる凹凸部を形成する。
用いるレーザー照射処理としては、セパレータの所定の表面部、例えば、レーザー処理部が少なくとも流路面の一部又は全部に、親水性官能基形成増加と表面の粗さＲａが５０μｍ未満となる凹凸部が形成できるレーザー照射であれば、特に限定されず、例えば、ＹＡＧレーザー、炭酸ガスレーザー、エキシマレーザー、アルゴンレーザー、ルビーレーザー、ガラスレーザーなどが挙げられる。好ましくは、発振波長、汎用性の点からＹＡＧレーザーが望ましい。【００２０】
本発明におけるレーザー照射処理は、セパレータの所定の表面部、例えば、少なくとも流路面の一部又は全部に、−ＯＨ基，−ＣＯＯＨ基、＞Ｃ＝Ｏ基などの少なくとも１つ以上の親水性官能基を効率良く形成増加せせる点、経済性の点から、室温下（２５℃）空気雰囲気中、若しくは、少なくとも酸素を含むガス雰囲気中で行うことが好ましい。また、室温下以上の加湿状態で行ってもよいものである。【００２１】
また、本発明のレーザー照射処理は、セパレータの所定の表面部に、上述の如く、親水性官能基を形成増加させると同時に、表面の平均粗さＲａが５０μｍ未満となる凹凸部を形成する。好ましくは、表面の平均粗さＲａが３０μｍ未満となる凹凸部、更に好ましくは、表面の粗さ平均Ｒａが０．０１〜１０μｍとなる凹凸部、特に好ましくは、表面の粗さ平均Ｒａが０．２〜７μｍとなる凹凸部を形成することが望ましい。
更に、本発明のレーザー照射処理で形成される凹凸部は、上記表面の平均粗さＲａが５０μｍ未満で、連続的で滑らかな曲面であることが望ましい。
この表面の平均粗さＲａが５０μｍを超える凹凸部であると、ＤＭＦＣなどの小型機の場合寸法精度が重要となるので、出力がバラツキ、不安定となるデメリットとなり、更に、流路を流れる燃料の流れ抵抗となり、好ましくない。また、表面の平均粗さＲａが０．１μｍ未満となる凹凸部であると、親水化度合いが弱く、経時的にも目的の親水化の機能を発揮できないことがある。【００２２】
本発明において、レーザー照射条件は、セパレータの所定の表面部に、例えば、少なくとも流路面の一部又は全部に、親水性官能基の形成増加と表面の平均粗さＲａが５０μｍ未満となる凹凸部が形成できる照射量であれば、特に限定されるものではなく、セパレータの原材料種、大きさ、形状等により変動するものであるが、ＹＡＧレーザーなどを用いた場合、３〜１５Ｗの間での出力調整、レーザースキャン速度の調整、レーザーパルス幅の調整、焦点距離によるレーザースポット径若しくはエネルギー密度の調整（およそ、１０３〜１０６Ｗ／ｃｍ２）、レーザー照射パターンの調整等の任意の条件調整を行うことで、目的の親水性官能基の形成増加と表面の平均粗さＲａが５０μｍ未満となる凹凸部、更に、上記各条件調整を好適に組み合わせることで、連続的で滑らかな曲面が形成できるものとなる。
なお、上記３〜１５Ｗの間での出力調整は、レーザーの仕様、照射条件等により変動し一概には言えないが、出力が３Ｗ未満であると、親水官能基の形成増加が困難となり、また、処理に要する時間が増大したり、経時的にも親水性官能基の固定機能を発揮できないことがある。一方、出力が１５Ｗを超える照射であると、照射量が多大となり、照射部を深く削ることとなるので、目的の親水性官能基の形成増加と凹凸部を形成することができず、しかも、セパレータ表面、あるいは、流路面の寸法精度が問題となり、燃料電池の性能が不安定となる。【００２３】
図１は、燃料電池用セパレータの所定の表面部（流路面）に、レーザー照射処理を行っている状態の一例を示す概略説明図であり、図２は、セパレータの所定の表面部（流路面）に、親水性官能基（−ＯＨ基，−ＣＯＯＨ基、＞Ｃ＝Ｏ基など）の形成増加と表面の平均粗さＲａが５０μｍ未満となる凹凸部が形成された状態を示す拡大概略断面図であり、図３は、図２の図示符号１２（流路面）部分の連続的で滑らかな曲面を有する電子顕微鏡写真図面（株式会社日立製作所製、Ｓ４７００、倍率：１０，０００倍、以下同様）である。
また、図４〜図６は、未処理や酸化処理等により連続的で滑らかな曲面とならない不連続な状態を示す電子顕微鏡写真図面であり、図５の方が図４よりも更に不連続な表面状態を示すものである。
本発明では、図１に示すように、少なくとも炭素材料から成形された燃料電池用セパレータ１０の所定の表面部（流路面）１１に、ＹＡＧレーザー装置２０により照射処理することで、一工程で、当該表面部１１に親水性官能基（−ＯＨ基，−ＣＯＯＨ基、＞Ｃ＝Ｏ基等）の形成増加と、平均粗さＲａが５０μｍ未満となる凹凸部１２が一度に形成することができるので、従来のマスキング処理によるサンドブラスト加工、常圧放電プラズマ加工やショットブラスト加工により凹凸部を形成するものよりも製造効率が良く、かつ、親水化処理する所要箇所を簡単に、短時間で処理することができるものである。
また、得られる燃料電池用セパレータは、特別な前処理を施すことなく、経時的にも優れた親水性を有すると共に、電池特性を向上させることができるものである。【００２４】
このように構成される本発明の燃料電池用セパレータは、特別な前処理を施すことなく、経時的にも優れた親水性を有すると共に、流路抵抗が低く抑えられているので、電池の電極反応で発生した生成水の除去を容易にし、燃料電池特性のバラツキを抑制することが可能となる。このセパレータを用いた、例えば、図７に示す固体高分子型の燃料電池Ａ、具体的には、固体高分子電解質膜（プロトン導電膜）３０とその両側の触媒層３１，３２を設けた燃料極３３と空気極３４とでＭＥＡを構成し、そのＭＥＡの両側を本発明のセパレータ１０，１０で挟んで単セルスタックを積層してなる燃料電池Ａでは、本発明の上述の優れた効果を有する燃料電池用セパレータ１０を用いるので、長期に亘って安定した発電効率を有する電池特性に優れた燃料電池が得られるものとなる。
【実施例】
【００２５】
次に、本発明を実施例及び比較例により、更に詳述するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。【００２６】
〔実施例１〜５及び比較例１〜７〕
下記調製法、処理方法により、各燃料電池用セパレータを得た。【００２７】
（実施例１）
フラン樹脂〔日立化成工業（株）製  ヒタフランＶＦ−３０３〕９０重量部と天然鱗状黒鉛（日本黒鉛工業（株）製  平均粒径５μｍ）１０重量部に、硬化促進剤としてｐ−トルエンスルホン酸を１．５重量部加え、３０００ｒｐｍで２分間混合撹拌した混合物を内寸法５９ｍｍ×５９ｍｍ×１．５ｍｍでプレート成形用金型に適量流し込み、この型を１００℃に加熱して固化処理後、できた樹脂プレートを型から外し、焼成炉を用いて１５００℃の加熱処理を行い、炭素製セパレータを得た。
得られたセパレータの寸法は、４７ｍｍ×４７ｍｍ×１．２ｍｍ（流路面の幅１ｍｍ、深さ０．５ｍｍ）であった。この加熱処理方法により得られたセパレータは、後述する実施例２、比較例１〜７でも用いた。
得られたセパレレータの流路面に、ＹＡＧレーザー装置を用いて、室温空気雰囲気下で、出力１２Ｗ、パルス幅５０μｓの条件で流路面にレーザー処理を行い、親水性官能基と凹凸部を形成した。【００２８】
（実施例２）
上記実施例１と同様の方法で得られたセパレータの流路面に、レーザー照射処理として、ＹＡＧレーザー装置を用いて、室温空気雰囲気下で、出力１０Ｗ、連続スキャンの条件で流路面にレーザー処理を行い、親水性官能基と凹凸部を形成した。【００２９】
（実施例３）
フラン樹脂〔日立化成工業（株）製  ヒタフランＶＦ−３０３〕１００重量部に、硬化促進剤としてｐ−トルエンスルホン酸を１．５重量部加えて撹拌混合し、混合物を所定の成型用金型に流し込み、この型を１００℃に加熱して固化処理後、できた樹脂プレートを型から外し、焼成炉を用いて１５００℃の加熱処理を行い、炭素製セパレータを得た。
得られたセパレータの寸法は、４７ｍｍ×４７ｍｍ×１．２ｍｍ（流路面の幅１ｍｍ、深さ０．５ｍｍ）であった。
得られたセパレレータの流路面に、ＹＡＧレーザー装置を用いて、室温空気雰囲気下で、出力１２Ｗ、パルス幅５０μｓの条件で流路面にレーザー処理を行い、親水性官能基と凹凸部を形成した。【００３０】
（実施例４）
フラン樹脂〔日立化成工業（株）製  ヒタフランＶＦ−３０３〕１０重量部と、ポリ塩化ビニル−ポリ酢酸ビニル共重合体（新第一塩ビ社製  ＺＥＳＴ−Ｃ１５０Ｓ）４０重量部との混合樹脂に、天然鱗状黒鉛（日本黒鉛工業社製、平均粒径５μｍ）５０重量部を加え、更に可塑剤としてジアリルフタレートを２０重量部添加した材料をヘンシェルミキサーで混合、分散し、ミキシング用二本ロールを用いて十分に混練を繰り返して燃料電池用セパレータ組成物を調整し、更に粉砕、篩いをかけて粉末を得た。
得られた粉末を所定の溝パターンの成型用金型でプレス成形した後、有酸素ガス雰囲気中で３００℃の温度で乾燥固化させ、不活性ガス雰囲気中で１５００℃の加熱処理を行い、炭素製セパレータを得た。
得られたセパレータの寸法は、４７ｍｍ×４７ｍｍ×１．２ｍｍ（流路面の幅１ｍｍ、深さ０．５ｍｍ）であった。
得られたセパレレータの流路面に、ＹＡＧレーザー装置を用いて、室温空気雰囲気下で、出力１２Ｗ、パルス幅５０μｓの条件で流路面にレーザー処理を行い、親水性官能基と凹凸部を形成した。【００３１】
（実施例５）
フェノール樹脂〔群栄化学社製  ＰＬ４８０５Ｎ〕２５重量部と天然鱗状黒鉛（日本黒鉛工業社製、平均粒径５μｍ）７５重量部をヘンシェルミキサーで混合し、燃料電池用セパレータ組成物を調整した。
得られた組成物を所定の成型用金型でプレス成形し、樹脂／黒鉛複合体のセパレータを得た。
得られたセパレータの寸法は、４７ｍｍ×４７ｍｍ×１．２ｍｍ（流路面の幅１ｍｍ、深さ０．５ｍｍ）であった。
得られたセパレレータの流路面に、ＹＡＧレーザー装置を用いて、室温空気雰囲気下で、出力８Ｗ、パルス幅５０μｓの条件で流路面にレーザー処理を行い、親水性官能基と凹凸部を形成した。【００３２】
（比較例１）
上記実施例１と同様の方法で得られたセパレータの流路面に、ＹＡＧレーザー装置を用いて、室温空気雰囲気下で、出力１Ｗ、連続スキャンの条件で流路面にレーザー処理を行った。【００３３】
（比較例２）
上記実施例１と同様の方法で得られたセパレータを用い、出力５０Ｗ、照射時間１分間の条件で酸素プラズマ処理を行った。【００３４】
（比較例３）
上記実施例１と同様の方法で得られたセパレータを用い、出力３００Ｗ、照射時間３０分間の条件で酸素プラズマ処理を行った。【００３５】
（比較例４）
上記実施例１と同様の方法で得られたセパレータを未処理の状態のものを用いた。【００３６】
（比較例５）
上記実施例１と同様の方法で得られたセパレータをサンドブラスト処理（粒径１μｍの噴射剤、ショット圧１ｋｇ）を施した。【００３７】
（比較例６）
上記実施例１と同様の方法で得られたセパレータの流路面に、ＹＡＧレーザー装置を用いて、室温空気雰囲気下で、出力２００Ｗ、連続スキャンの条件で流路面にレーザー処理を行った。【００３８】
（比較例７）
上記実施例１と同様の方法で得られたセパレータを、レーザー照射処理を行わず、空気雰囲気中で、２０分間、５００℃の条件で酸化処理を行った。【００３９】
上記実施例１〜５及び比較例１〜６で得た各燃料電池用セパレータについて、下記各評価方法により、親水化度（親水基官能基の有無、平均粗さＲａ、処理直後接触角、経時的親水化度）を評価した。
これらの結果を下記表１に示す。【００４０】
（親水基官能基の有無の評価方法）
セパレータ表面の親水官能基の評価は、島津製作所社製  Ｘ線光電子分光分析装置（ＥＳＣＡ−３４００）で行い、下記評価基準で評価した。
評価基準：
◎：未処理（比較例４）と比較して、Ｃ−Ｏ、Ｃ＝Ｏの結合エネルギーピークの成長があり、新たにカルボキシル基（ＣＯＯＨ基）の結合が生成、更に酸素の結合エネルギーピークの成長がある。
○：未処理（比較例４）と比較して、Ｃ−Ｏ、Ｃ＝Ｏの結合エネルギーピークの成長があり、更に、酸素の結合エネルギーピークの成長がある。
△：若干の結合エネルギーの変化が認められるが、ほとんど差がない。
×：未処理（比較例４）と比較して、官能基に帰属されるピークの成長が認められず、上記○に帰属される結合エネルギーのピークも変化が認められない。【００４１】
なお、図８及び図９は、Ｘ線光電子分光分析装置（ＥＳＣＡ）の評価結果の例示であり、図８は、−Ｃ＝Ｏ，Ｃ−Ｏ・Ｃ＝Ｏ，Ｃ−Ｈのピークを示すものであり、図９は、Ｃ−Ｏ・Ｃ＝Ｏ，Ｃ−Ｈのピークを示すものである。【００４２】
（平均粗さＲａの評価方法）
表面の平均粗さＲａ（μｍ）の評価は、東京精密社製  平均粗さ形状測定器  サーフコムを用い、駆動速度０．３ｍｍ／分で行った。【００４３】
（接触角の評価方法）
処理後の接触角の評価方法は、共和界面化学社製  接触角計  ＣＡ−Ｘ型を用い、液滴を１μｌ滴下し、接触角を測定した。数値が低い程、親水化度に優れていることを示す。【００４４】
（経時的親水化度の評価方法）
経時的親水化度の評価は、２５℃、６０％の雰囲気下と、６０℃ドライの雰囲気下で一定期間（７日、２ヶ月）保管して、上記と同様に方法で接触角を測定し、接触角の変化で評価した。数値の変動が低い程、経時的親水化度に優れていることを示す。【００４５】
【表１】
2007018185.tif 000002
【００４６】
上記表１の結果から明らかなように、本発明範囲となる実施例１〜５の親水性官能基が形成されると共に、表面の平均粗さＲａが５０μｍ未満となる凹凸部を形成した燃料電池用セパレータは、本発明の範囲外となる比較例１の燃料電池用セパレータ、酸素プラズマ処理の比較例２及び３、未処理の比較例４、サンドブラスト処理の比較例５及び比較例７の酸化処理に較べて、優れた親水化度、並びに、経時的にも安定した親水化度を有することが判明した。
また、比較例６では、寸法精度が悪く、深掘りし過ぎであり、表面粗さも大きすぎ、一部に切断された部分もあった。小型の燃料電池用セパレータの加工法としては不適であることが判った。
更に、本発明範囲となる実施例１〜５のレーザー照射処理した燃料電池用セパレータを電子顕微鏡（倍率：１０，０００倍）により観察したところ、図３と同様に、連続的で滑らかな曲面であった。これに対して、比較例１及び４では、図４と同様に、不連続な状態となっており、また、比較例２、５〜７では、図５と同様に、更に不連続な状態となっており、比較例３では、図６に示すように、不連続な状態となっていることが判った。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
固体高分子型などの燃料電池用に好適な燃料電池用セパレータ及びその製造方法が得られる。
【図１】
2007018185.tif 000003
【図２】
2007018185.tif 000004
【図７】
2007018185.tif 000005
【図８】
2007018185.tif 000006
【図９】
2007018185.tif 000007
【図３】
2007018185.tif 000008
【図４】
2007018185.tif 000009
【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年9月13日(2007.9.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも炭素材料から成形された燃料電池用セパレータの流路面の一部または全部の表面部に、少なくとも酸素を含む雰囲気中にて、出力３〜１５Ｗでレーザー照射処理をすることにより、該セパレータの流路面の一部または全部の表面部に、親水性官能基を形成増加させると共に、該流路面の一部または全部の表面の平均粗さＲａが０．２μｍを超え、５０μｍ未満となる凹凸部を形成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２】
炭素材料が、膨張黒鉛成形体、ガラス状炭素の成形体、ガラス状炭素と黒鉛との複合成形体の何れか一つであ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】
親水性官能基が、−ＯＨ基，−ＣＯＯＨ基、＞Ｃ＝Ｏ基の少なくとも１つ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項４】
表面の平均粗さＲａが０．２μｍを超え、３０μｍ未満の凹凸部となることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項５】
少なくとも膨張黒鉛成形体、ガラス状炭素の成形体、ガラス状炭素と黒鉛との複合成形体のいずれか一つから選ばれる炭素材料からなる燃料電池用セパレータであって、該セパレータ流路面一部または全部の表面部に、少なくとも酸素を含むガス雰囲気中にて、出力３〜１５Ｗでレーザー照射処理により、親水性官能基を形成増加させると共に、表面の平均粗さＲａが０．２μｍを超え、５０μｍ未満となる凹凸部を形成したことを特徴とする燃料電池用セパレータ。
【請求項６】
親水性官能基が、−ＯＨ基、−ＣＯＯＨ基、＞Ｃ＝Ｏ基の少なくとも１つ以上であることを特徴とする請求項５に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項７】
表面の平均粗さＲａが０．２μｍを超え、３０μｍ未満の凹凸部であることを特徴とする請求項５または６に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項８】
表面の平均粗さＲａが０．２μｍを超え、１０μｍ未満の凹凸部であることを特徴とする請求項５〜７の何れか一つに記載の燃料電池用セパレータ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体高分子型などの燃料電池用に好適な燃料電池用セパレータ及びその製造方法に関し、更に詳しくは、燃料電池用セパレータの濡れ性を制御することにより、電池特性を向上させた燃料電池用セパレータ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、クリーンであり、高い発電効率を発現できる次世代エネルギーとして期待が高く、特に近年、高出力が得られ作動温度域が比較的低いという利点のため固体高分子型の燃料電池が注目されている。
【０００３】
この固体高分子型の燃料電池は、一般に、イオン交換膜からなる固体高分子の電解質膜と、その両側に設けた２つの電極とそれぞれの電極に水素などの燃料ガスあるいは酸素などの酸化剤ガスを供給するガス供給溝を設けたセパレータなどからなる単セルを積層したスタック、及びその外側に設けた２つの集電体から構成されている。
この燃料電池では、電解質部分に高性能の高分子電解質膜を使用している関係で作動温度が８０〜１００℃と低いにも拘わらず高い出力の発電が可能である。
【０００４】
この固体高分子型燃料電池のセパレータには、燃料ガスと酸化ガスとを完全に分離した状態で電極に供給するために高度のガス不透過性が要求され、また、発電効率を高くするために電池の内部抵抗を小さくする必要があり、そのために導電性が高いことが必要である。更に、電池反応に伴う発熱を効率よく放散させ、電池内温度分布を均一化するために高い熱伝導性や長期耐久性の確保のために優れた耐腐食性、耐薬品性、機械的強度、親水性を備える必要がある。
これらの要求特性の中で発電時に発生した水を速やかに排出できる性能、すなわち、セパレータに親水性があることが最も重要な要求特性の一つとなるものである。
【０００５】
従来において、燃料電池用セパレータの親水性を向上させる技術等としては、数多くの技術が知られており、例えば、１）表面の少なくとも一部に親水性官能基を有する導電性カーボンと、バインダーとを加圧成形又は加圧加熱成形し、ガス流路の表面にサンドブラスト加工により平均５０μｍ以上１ｍｍ以下の凹凸を設けた高分子電解質型燃料電池用セパレータ（例えば、特許文献１参照）、２）燃料電池用セパレータを常圧放電プラズマ処理することを特徴とする燃料電池用セパレータの親水化処理方法（例えば、特許文献２参照）、３）熱硬化性樹脂、平均粒径２０〜７０μｍの人造黒鉛および内部離型剤を含む組成物を成形してなり、ショットブラスト法等の表面処理方法により表面の平均粗さＲａが１．０〜５．０μｍであることを特徴とする燃料電池セパレータ（例えば、特許文献３参照）などが知られている。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１〜３に記載のサンドブラスト加工、常圧放電プラズマ処理やショットブラスト法により凹凸部を形成する燃料電池用セパレータでは、ガス流路の表面に凹凸部を形成するためには凹凸部以外の部分をマスキングする必要があり、表面処理工程が複雑化するという課題及び凹凸部が正確に形成できず歩留まりが低い点に課題があり、更に、これらの表面処理によっても経時的に親水性能が低下するという課題がある。
更に、上記特許文献１に記載の燃料電池用セパレータでは、カーボン粒子に、親水性官能基を付与する処理をした上で、バインダーと加圧成形又は加圧加熱成形し、成形後にガス流路の表面に凹凸部を形成するという処理を行うため、製造効率が悪く、また、性能のバラツキを招くという課題がある。
上記特許文献２に記載の燃料電池用セパレータでは、プラズマ処理を行うために、種々の処理用ガスが必須であり、更に、安全性の観点から不活性ガスによって希釈された雰囲気で処理を行う必要があるという制約がある。また、励起したガスが吹き出されて燃料電池セパレータに接触処理されるので、複雑かつ微細な溝パターンへの部分的加工は困難という課題がある。また、ドライでの長期の時間経過の経過と共に濡れ性が低下する課題などがある。更に、上記特許文献３に記載の燃料電池用セパレータでは、熱硬化性樹脂、平均粒径２０〜７０μｍの人造黒鉛および内部離型剤を含む組成物を成形してなるものであるが、内部離型剤の含有によって、経時によってブリードアウトするという課題、並びに、樹脂・離型剤が配合されているという組成上、濡れ性が十分でなく、経時的に濡れ性が低下するという課題などがある。
【０００７】
一方、燃料電池の製造用にレーザー処理を用いる技術としては、例えば、固体高分子電解質膜とその両側の燃料極と空気極とでＭＥＡを構成し、そのＭＥＡの両側をセパレータで挟んで単セルスタックを積層してなる燃料電池であって、セパレータは黒鉛粒子と樹脂の混合物で表面にガス流路が一体成形され、セパレータの表面にできたスキン層が除去されている燃料電池、並びに、上記セパレータの表面にできた樹脂分の多いスキン層をレーザー照射により炭化させてなる燃料電池の製造方法（例えば、特許文献４参照）が知られ、また、燃料電池用の電解質膜の製造方法であって、（ａ）水素透過性金属により基材を形成する工程と、（ｂ）前記基材の表面に、プロトン伝導性を有するセラミックス層を成膜する工程とを有し、該工程（ｂ）において、前記セラミック層を形成するアモルファス材料の結晶化に要する結晶化エネルギーが、該アモルファスに局所的にレーザー照射によって供給されるという製造方法（例えば、特許文献５参照）が知られている。
【０００８】
しかしながら、上記特許文献４に記載の技術は、溝部をマスキングし、溝部以外の樹脂分の多いセパレータ表面を炭化し、接触電気抵抗を低減させるものであり、レーザー照射によって溝部を親水化処理するという認識は全くなく、本願発明とその目的、技術思想（構成及びその作用効果）が全く相違するものであり、しかも、当該炭化せしめるためのレーザー照射量は多大であり、この照射量では親水化処理はできないものである。
また、上記特許文献５に記載の技術は、燃料電池用の電解質膜の製造方法であり、レーザー照射により親水化せしめるという認識は全くなく、本願発明とその目的、技術思想（構成及びその作用効果）が全く相違するものである。
【特許文献１】特開２００１−２８３８７３号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【特許文献２】特開２００２−２５５７０号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【特許文献３】特開２００５−１９７２２２号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【特許文献４】特開２００４−３３５１２１号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【特許文献５】特開２００５−５０８８号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記従来の課題等に鑑み、これを解消しようとするものであり、特別な前処理を施すことなく、経時的にも優れた親水性を有すると共に、電池特性を向上させることができる燃料電池用セパレータ及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】
【００１０】
本発明者らは、上記従来の課題等について、鋭意検討した結果、少なくとも炭素材料から成形された燃料電池用セパレータの表面部に、特定の処理を施すことにより、親水性官能基を形成すると共に、表面の平均粗さＲａが特定値未満となる凹凸部を形成することにより、上記目的の燃料電池用セパレータ及びその製造方法が得られることを見い出し、本発明を完成するに至ったのである。
【００１１】
すなわち、本発明は、次の（１）〜（８）に存する。
（１）  少なくとも炭素材料から成形された燃料電池用セパレータであって、該セパレータの表面部には、レーザー照射処理により、親水性官能基を形成増加させると共に、表面の平均粗さＲａが５０μｍ未満となる凹凸部を形成したことを特徴とする燃料電池用セパレータ。
（２）  燃料電池用セパレータ表面のレーザー処理部が少なくとも流路面の一部又は全部であることを特徴とする上記（１）記載の燃料電池用セパレータ。
（３）  燃料電池用セパレータが、熱硬化性樹脂若しくは熱可塑性樹脂と炭素との複合成形体、膨張黒鉛成形体、ガラス状炭素の成形体、ガラス状炭素と黒鉛との複合成形体の何れか一つであることを特徴とする上記（１）又は（２）記載の燃料電池用セパレータ。
（４）  レーザー照射処理を、少なくとも酸素を含むガス雰囲気中で行うことを特徴とする上記（１）〜（３）の何れか一つに記載の燃料電池用セパレータ。
（５）  親水性官能基が、−ＯＨ基，−ＣＯＯＨ基、＞Ｃ＝Ｏ基の少なくとも１つ以上であることを特徴とする上記（１）〜（３）の何れか一つに記載の燃料電池用セパレータ。
（６）  表面の平均粗さＲａが３０μｍ未満となる凹凸部であることを特徴とする上記（１）〜（５）の何れか一つに記載の燃料電池用セパレータ。
（７）  レーザー照射処理された燃料電池用セパレータ表面は、連続的で滑らかな曲面であることを特徴とする上記（１）〜（６）の何れか一つに記載の燃料電池用セパレータ。
（８）  少なくとも炭素材料から成形された燃料電池用セパレータの表面部に、レーザー照射処理することにより、上記セパレータ表面部に、親水性官能基を形成増加させると共に、表面の平均粗さＲａが５０μｍ未満となる凹凸部を形成したことを特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法。
なお、本発明で規定する「表面の平均粗さＲａ」は、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４で規定される方法により測定される値をいう。
また、本発明で規定する「連続的で滑らかな曲面」とは、レーザー処理を施すことにより、表面が溶融して液状化した材料が、そのまま固化したような状態で、全体的に連続的で滑らかに広がった状態をいう。これは、電子顕微鏡１００００倍の倍率で明瞭に観察されるものである。レーザー処理前の段階では、成形あるいは焼成等の工程で、部分的に生じる表面のささくれ、ばり、あるいは黒鉛等の体質材のエッジなどによる明確な境界及び欠陥などにより表面が不連続な状態となっている。また、プラズマ処理、酸化処理などによって、これらの不連続な表面状態は、いっそう不連続となるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、特別な前処理を施すことなく、優れた親水性及び電池特性を向上させた燃料電池用セパレータが提供される。
本発明方法によれば、特別な前処理を施すことなく、優れた親水性を有する燃料電池用セパレータを、安価で量産性のある燃料電池用セパレータを製造することができる燃料電池用セパレータの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一例を示すものであり、燃料電池用セパレータの所定の表面部（流路面）に、レーザー照射処理を行っている状態の一例を示す概略説明図である。
【図２】本発明の一例を示すものであり、燃料電池用セパレータの所定の表面部（流路面）に、親水性官能基と表面の平均粗さＲａが５０μｍ未満となる凹凸部が形成された状態を示す拡大概略断面図である。
【図３】本発明のレーザー照射処理後のセパレータ表面（流路面）の電子顕微鏡写真図面である。
【図４】不連続な処理面となるセパレータ表面（流路面）の一例を示す電子顕微鏡写真図面である。
【図５】不連続な処理面となるセパレータ表面（流路面）の他例を示す電子顕微鏡写真図面である。
【図６】不連続な処理面となるセパレータ表面（流路面）の更なる他例を示す電子顕微鏡写真図面である。
【図７】本発明の燃料電池用セパレータを組み込んだ燃料電池の一例を示す概略分解斜視図である。
【図８】親水官能基を評価した一例を示す図表である。
【図９】親水官能基を評価した他例を示す図表である。
【符号の説明】
【００１４】
Ａ  燃料電池用セパレータ
１０  セパレータ
１１  流路面（溝部）
１２  凹凸部
２０  レーザー装置
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施形態を詳しく説明する。
本発明の燃料電池用セパレータは、少なくとも炭素材料から成形された燃料電池用セパレータであって、該セパレータの表面部には、レーザー照射処理により、親水性官能基を形成増加させると共に、表面の平均粗さＲａが５０μｍ未満となる凹凸部を形成したことを特徴とするものである。
また、本発明の燃料電池用セパレータの製造方法は、少なくとも炭素材料から成形された燃料電池用セパレータの表面部に、レーザー照射処理することにより、上記セパレータ表面部に、親水性官能基を形成増加させると共に、表面の平均粗さＲａが５０μｍ未満となる凹凸部を形成したことを特徴とするものである。
以下で、「本発明」というときは、上記の燃料電池用セパレータとその製造方法の両方を含むことをいう。
【００１６】
本発明において、レーザー照射処理前の燃料電池用セパレータは、少なくとも炭素材料から成形された燃料電池用セパレータであれば、炭素材料を含む組成物の調製方法、成形方法、形状及び構造等は特に限定されるものでなく、例えば、少なくとも炭素材料を用いて、所定の流路面となる溝部を成形型により形成した後、焼成処理により所定構造の燃料電池用セパレータを成形、または、少なくとも炭素材料と熱硬化性樹脂若しくは熱可塑性樹脂とを用いて、所定の流路面となる溝部を成形型により形成した燃料電池用セパレータ、更に、少なくとも熱硬化性樹脂を所定の流路面となる溝部を成形型により形成した後、焼成処理により所定構造の燃料電池用セパレータを形成することなどが挙げられる。
用いるセパレータの原材料は、炭素材料の他、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、及びこれらの混合材料、更に、硬化促進剤、可塑剤、溶剤などの各セパレータ成形用添加剤が挙げられる。
【００１７】
使用することができる炭素材料としては、特に限定されず、例えば、ガラス状炭素、等方性炭素材、黒鉛粉末〔高配向性熱分解黒鉛（ＨＯＰＧ）、キッシュ黒鉛、天然黒鉛、人造黒鉛、フラーレン、カーボンブラックを含む〕、炭素繊維〔気相成長炭素繊維、ＰＡＮ系炭素繊維、黒鉛繊維を含む〕、カーボンナノチューブ、膨張黒鉛シート等が挙げられる。これらの炭素材料は、必要とする電気伝導性値等により、適宜選択され、各単独でも２種以上の混合物でも使用することができるが、特に、伝導性向上効果が高いものが望ましい。
また、炭素材料をつなぐバインダー又は熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、コプナ樹脂などが挙げられ、加熱により分子間架橋を生じ三次元化して硬化し、特別の炭素前駆体化処理を行うことなく高い炭素残さ収率を示すものが好適に用いられる。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル−ポリ酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリアミドなどが挙げられる。
【００１８】
本発明では、燃料電池用セパレータに要求されるガス不透過性、導電性、熱伝導性や耐腐食性、耐薬品性、機械的強度等を考慮して、上記各原材料を種々選択して好適な配合量等となる混合物（組成物）を用いることが望ましい。例えば、炭素材料、バインダー及び硬化促進剤などからなる混合物、炭素材料及び熱硬化性樹脂などからなる混合物、炭素材料、熱可塑性樹脂及び可塑剤などからなる混合物などが挙げられる。
上記で得られた混合物等は、例えば、流路面となる溝パターンの成形型に好適な量を充填して成形する（成形工程）。成形型の溝の形状（断面Ｖ状、凹状等）、深さ、幅及びそのパターン等は、特に限定されず、燃料電池種、用途、構造などにより、適宜好適な溝形状、深さ、幅、溝パターンなどに設定される。
例えば、焼成処理でセパレータを作製する場合では、上記成形型を７０〜１５０℃に加熱して固化処理し（乾燥工程）、得られた樹脂プレートを型から外し、更に、非酸化雰囲気下で加熱処理を行って焼成せしめ（焼成工程）、所定構造のセパレータが得られる。
非酸化雰囲気下としては、窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性雰囲気中、真空中の少なくとも１種、すなわち、これらの各単独雰囲気中、または、各雰囲気中を二工程、三工程で焼成することにより、バインダー等を炭素化して所定構造のセパレータが作製されることとなる。なお、必要に応じて、上記成形（工程）後や焼成（工程）後に、積層スタックのための位置決め用の外周部加工、孔抜き加工、及び最終仕上げのための表裏面で異なる部位の溝加工等、最低限の加工処理を行うこともできる。
【００１９】
本発明では、上述の如く、少なくとも炭素材料で成形されたセパレータ、例えば、熱硬化性樹脂若しくは熱可塑性樹脂と炭素（材料）との複合成形体、膨張黒鉛成形体、ガラス状炭素の成形体、ガラス状炭素と黒鉛との複合成形体などの何れか一つからなるセパレータにおいて、親水化すべき所定の表面部、例えば、流路面となる表面部に、レーザー照射処理により、親水性官能基を形成増加させると共に、表面の粗さＲａが５０μｍ未満となる凹凸部を形成する。
用いるレーザー照射処理としては、セパレータの所定の表面部、例えば、レーザー処理部が少なくとも流路面の一部又は全部に、親水性官能基形成増加と表面の粗さＲａが５０μｍ未満となる凹凸部が形成できるレーザー照射であれば、特に限定されず、例えば、ＹＡＧレーザー、炭酸ガスレーザー、エキシマレーザー、アルゴンレーザー、ルビーレーザー、ガラスレーザーなどが挙げられる。好ましくは、発振波長、汎用性の点からＹＡＧレーザーが望ましい。
【００２０】
本発明におけるレーザー照射処理は、セパレータの所定の表面部、例えば、少なくとも流路面の一部又は全部に、−ＯＨ基，−ＣＯＯＨ基、＞Ｃ＝Ｏ基などの少なくとも１つ以上の親水性官能基を効率良く形成増加せせる点、経済性の点から、室温下（２５℃）空気雰囲気中、若しくは、少なくとも酸素を含むガス雰囲気中で行うことが好ましい。また、室温下以上の加湿状態で行ってもよいものである。
【００２１】
また、本発明のレーザー照射処理は、セパレータの所定の表面部に、上述の如く、親水性官能基を形成増加させると同時に、表面の平均粗さＲａが０．２μｍを超え、５０μｍ未満となる凹凸部を形成する。好ましくは、表面の平均粗さＲａが０．２μｍを超え、３０μｍ未満となる凹凸部、更に好ましくは、表面の平均粗さＲａが０．２μｍを超え、１０μｍ未満となる凹凸部、特に好ましくは、表面の平均粗さＲａが０．２μｍを超え、７μｍ未満となる凹凸部を形成することが望ましい。
更に、本発明のレーザー照射処理で形成される凹凸部は、上記表面の平均粗さＲａが０．２μｍを超え、５０μｍ未満で、連続的で滑らかな曲面であることが望ましい。
この表面の平均粗さＲａが５０μｍを超える凹凸部であると、ＤＭＦＣなどの小型機の場合、寸法精度が重要となるので、出力がバラツキ、不安定となるデメリットとなり、更に、流路を流れる燃料の流れ抵抗となり、好ましくない。また、表面の平均粗さＲａが０．２μｍ以下となる凹凸部であると、親水化度合いが弱く、経時的にも目的の親水化の機能を発揮できないことがある。
【００２２】
本発明において、レーザー照射条件は、セパレータの所定の表面部に、例えば、少なくとも流路面の一部又は全部に、親水性官能基の形成増加と表面の平均粗さＲａが５０μｍ未満となる凹凸部が形成できる照射量であれば、特に限定されるものではなく、セパレータの原材料種、大きさ、形状等により変動するものであるが、ＹＡＧレーザーなどを用いた場合、３〜１５Ｗの間での出力調整、レーザースキャン速度の調整、レーザーパルス幅の調整、焦点距離によるレーザースポット径若しくはエネルギー密度の調整（およそ、１０３〜１０６Ｗ／ｃｍ２）、レーザー照射パターンの調整等の任意の条件調整を行うことで、目的の親水性官能基の形成増加と表面の平均粗さＲａが５０μｍ未満となる凹凸部、更に、上記各条件調整を好適に組み合わせることで、連続的で滑らかな曲面が形成できるものとなる。
なお、上記３〜１５Ｗの間での出力調整は、レーザーの仕様、照射条件等により変動し一概には言えないが、出力が３Ｗ未満であると、親水官能基の形成増加が困難となり、また、処理に要する時間が増大したり、経時的にも親水性官能基の固定機能を発揮できないことがある。一方、出力が１５Ｗを超える照射であると、照射量が多大となり、照射部を深く削ることとなるので、目的の親水性官能基の形成増加と凹凸部を形成することができず、しかも、セパレータ表面、あるいは、流路面の寸法精度が問題となり、燃料電池の性能が不安定となる。
【００２３】
図１は、燃料電池用セパレータの所定の表面部（流路面）に、レーザー照射処理を行っている状態の一例を示す概略説明図であり、図２は、セパレータの所定の表面部（流路面）に、親水性官能基（−ＯＨ基，−ＣＯＯＨ基、＞Ｃ＝Ｏ基など）の形成増加と表面の平均粗さＲａが５０μｍ未満となる凹凸部が形成された状態を示す拡大概略断面図であり、図３は、図２の図示符号１２（流路面）部分の連続的で滑らかな曲面を有する電子顕微鏡写真図面（株式会社日立製作所製、Ｓ４７００、倍率：１０，０００倍、以下同様）である。
また、図４〜図６は、未処理や酸化処理等により連続的で滑らかな曲面とならない不連続な状態を示す電子顕微鏡写真図面であり、図５の方が図４よりも更に不連続な表面状態を示すものである。
本発明では、図１に示すように、少なくとも炭素材料から成形された燃料電池用セパレータ１０の所定の表面部（流路面）１１に、ＹＡＧレーザー装置２０により照射処理することで、一工程で、当該表面部１１に親水性官能基（−ＯＨ基，−ＣＯＯＨ基、＞Ｃ＝Ｏ基等）の形成増加と、平均粗さＲａが５０μｍ未満となる凹凸部１２を一度に形成することができるので、従来のマスキング処理によるサンドブラスト加工、常圧放電プラズマ加工やショットブラスト加工により凹凸部を形成するものよりも製造効率が良く、かつ、親水化処理する所要箇所を簡単に、短時間で処理することができるものである。
また、得られる燃料電池用セパレータは、特別な前処理を施すことなく、経時的にも優れた親水性を有すると共に、電池特性を向上させることができるものである。
【００２４】
このように構成される本発明の燃料電池用セパレータは、特別な前処理を施すことなく、経時的にも優れた親水性を有すると共に、流路抵抗が低く抑えられているので、電池の電極反応で発生した生成水の除去を容易にし、燃料電池特性のバラツキを抑制することが可能となる。このセパレータを用いた、例えば、図７に示す固体高分子型の燃料電池Ａ、具体的には、固体高分子電解質膜（プロトン導電膜）３０とその両側の触媒層３１，３２を設けた燃料極３３と空気極３４とでＭＥＡを構成し、そのＭＥＡの両側を本発明のセパレータ１０，１０で挟んで単セルスタックを積層してなる燃料電池Ａでは、本発明の上述の優れた効果を有する燃料電池用セパレータ１０を用いるので、長期に亘って安定した発電効率を有する電池特性に優れた燃料電池が得られるものとなる。
【実施例】
【００２５】
次に、本発明を実施例及び比較例により、更に詳述するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００２６】
〔実施例１〜５及び比較例１〜７〕
下記調製法、処理方法により、各燃料電池用セパレータを得た。
【００２７】
（実施例１）
フラン樹脂〔日立化成工業（株）製  ヒタフランＶＦ−３０３〕９０重量部と天然鱗状黒鉛（日本黒鉛工業（株）製  平均粒径５μｍ）１０重量部に、硬化促進剤としてｐ−トルエンスルホン酸を１．５重量部加え、３０００ｒｐｍで２分間混合撹拌した混合物を内寸法５９ｍｍ×５９ｍｍ×１．５ｍｍでプレート成形用金型に適量流し込み、この型を１００℃に加熱して固化処理後、できた樹脂プレートを型から外し、焼成炉を用いて１５００℃の加熱処理を行い、炭素製セパレータを得た。
得られたセパレータの寸法は、４７ｍｍ×４７ｍｍ×１．２ｍｍ（流路面の幅１ｍｍ、深さ０．５ｍｍ）であった。この加熱処理方法により得られたセパレータは、後述する実施例２、比較例１〜７でも用いた。
得られたセパレレータの流路面に、ＹＡＧレーザー装置を用いて、室温空気雰囲気下で、出力１２Ｗ、パルス幅５０μｓの条件で流路面にレーザー処理を行い、親水性官能基と凹凸部を形成した。
【００２８】
（実施例２）
上記実施例１と同様の方法で得られたセパレータの流路面に、レーザー照射処理として、ＹＡＧレーザー装置を用いて、室温空気雰囲気下で、出力１０Ｗ、連続スキャンの条件で流路面にレーザー処理を行い、親水性官能基と凹凸部を形成した。
【００２９】
（実施例３）
フラン樹脂〔日立化成工業（株）製  ヒタフランＶＦ−３０３〕１００重量部に、硬化促進剤としてｐ−トルエンスルホン酸を１．５重量部加えて撹拌混合し、混合物を所定の成型用金型に流し込み、この型を１００℃に加熱して固化処理後、できた樹脂プレートを型から外し、焼成炉を用いて１５００℃の加熱処理を行い、炭素製セパレータを得た。
得られたセパレータの寸法は、４７ｍｍ×４７ｍｍ×１．２ｍｍ（流路面の幅１ｍｍ、深さ０．５ｍｍ）であった。
得られたセパレレータの流路面に、ＹＡＧレーザー装置を用いて、室温空気雰囲気下で、出力１２Ｗ、パルス幅５０μｓの条件で流路面にレーザー処理を行い、親水性官能基と凹凸部を形成した。
【００３０】
（実施例４）
フラン樹脂〔日立化成工業（株）製  ヒタフランＶＦ−３０３〕１０重量部と、ポリ塩化ビニル−ポリ酢酸ビニル共重合体（新第一塩ビ社製  ＺＥＳＴ−Ｃ１５０Ｓ）４０重量部との混合樹脂に、天然鱗状黒鉛（日本黒鉛工業社製、平均粒径５μｍ）５０重量部を加え、更に可塑剤としてジアリルフタレートを２０重量部添加した材料をヘンシェルミキサーで混合、分散し、ミキシング用二本ロールを用いて十分に混練を繰り返して燃料電池用セパレータ組成物を調整し、更に粉砕、篩いをかけて粉末を得た。
得られた粉末を所定の溝パターンの成型用金型でプレス成形した後、有酸素ガス雰囲気中で３００℃の温度で乾燥固化させ、不活性ガス雰囲気中で１５００℃の加熱処理を行い、炭素製セパレータを得た。
得られたセパレータの寸法は、４７ｍｍ×４７ｍｍ×１．２ｍｍ（流路面の幅１ｍｍ、深さ０．５ｍｍ）であった。
得られたセパレレータの流路面に、ＹＡＧレーザー装置を用いて、室温空気雰囲気下で、出力１２Ｗ、パルス幅５０μｓの条件で流路面にレーザー処理を行い、親水性官能基と凹凸部を形成した。
【００３１】
（実施例５）
フェノール樹脂〔群栄化学社製  ＰＬ４８０５Ｎ〕２５重量部と天然鱗状黒鉛（日本黒鉛工業社製、平均粒径５μｍ）７５重量部をヘンシェルミキサーで混合し、燃料電池用セパレータ組成物を調整した。
得られた組成物を所定の成型用金型でプレス成形し、樹脂／黒鉛複合体のセパレータを得た。
得られたセパレータの寸法は、４７ｍｍ×４７ｍｍ×１．２ｍｍ（流路面の幅１ｍｍ、深さ０．５ｍｍ）であった。
得られたセパレレータの流路面に、ＹＡＧレーザー装置を用いて、室温空気雰囲気下で、出力８Ｗ、パルス幅５０μｓの条件で流路面にレーザー処理を行い、親水性官能基と凹凸部を形成した。
【００３２】
（比較例１）
上記実施例１と同様の方法で得られたセパレータの流路面に、ＹＡＧレーザー装置を用いて、室温空気雰囲気下で、出力１Ｗ、連続スキャンの条件で流路面にレーザー処理を行った。
【００３３】
（比較例２）
上記実施例１と同様の方法で得られたセパレータを用い、出力５０Ｗ、照射時間１分間の条件で酸素プラズマ処理を行った。
【００３４】
（比較例３）
上記実施例１と同様の方法で得られたセパレータを用い、出力３００Ｗ、照射時間３０分間の条件で酸素プラズマ処理を行った。
【００３５】
（比較例４）
上記実施例１と同様の方法で得られたセパレータを未処理の状態のものを用いた。
【００３６】
（比較例５）
上記実施例１と同様の方法で得られたセパレータをサンドブラスト処理（粒径１μｍの噴射剤、ショット圧１ｋｇ）を施した。
【００３７】
（比較例６）
上記実施例１と同様の方法で得られたセパレータの流路面に、ＹＡＧレーザー装置を用いて、室温空気雰囲気下で、出力２００Ｗ、連続スキャンの条件で流路面にレーザー処理を行った。
【００３８】
（比較例７）
上記実施例１と同様の方法で得られたセパレータを、レーザー照射処理を行わず、空気雰囲気中で、２０分間、５００℃の条件で酸化処理を行った。
【００３９】
上記実施例１〜５及び比較例１〜７で得た各燃料電池用セパレータについて、下記各評価方法により、親水化度（親水性官能基の有無、平均粗さＲａ、処理直後接触角、経時的親水化度）を評価した。
これらの結果を下記表１に示す。
【００４０】
（親水性官能基の有無の評価方法）
セパレータ表面の親水官能基の評価は、島津製作所社製  Ｘ線光電子分光分析装置（ＥＳＣＡ−３４００）で行い、下記評価基準で評価した。
評価基準：
◎：未処理（比較例４）と比較して、Ｃ−Ｏ、Ｃ＝Ｏの結合エネルギーピークの成長があり、新たにカルボキシル基（ＣＯＯＨ基）の結合が生成、更に酸素の結合エネルギーピークの成長がある。
○：未処理（比較例４）と比較して、Ｃ−Ｏ、Ｃ＝Ｏの結合エネルギーピークの成長があり、更に、酸素の結合エネルギーピークの成長がある。
△：若干の結合エネルギーの変化が認められるが、ほとんど差がない。
×：未処理（比較例４）と比較して、官能基に帰属されるピークの成長が認められず、上記酸素に帰属される結合エネルギーのピークも変化が認められない。
【００４１】
なお、図８及び図９は、Ｘ線光電子分光分析装置（ＥＳＣＡ）の評価結果の例示であり、図８は、−Ｃ＝Ｏ，Ｃ−Ｏ・Ｃ＝Ｏ，Ｃ−Ｈのピークを示すものであり、図９は、Ｃ−Ｏ・Ｃ＝Ｏ，Ｃ−Ｈのピークを示すものである。
【００４２】
（平均粗さＲａの評価方法）
表面の平均粗さＲａ（μｍ）の評価は、東京精密社製  平均粗さ形状測定器  サーフコムを用い、駆動速度０．３ｍｍ／分で行った。
【００４３】
（接触角の評価方法）
処理後の接触角の評価方法は、協和界面科学社製  接触角計  ＣＡ−Ｘ型を用い、液滴を１μｌ滴下し、接触角を測定した。数値が低い程、親水化度に優れていることを示す。
【００４４】
（経時的親水化度の評価方法）
経時的親水化度の評価は、２５℃、６０％の雰囲気下と、６０℃ドライの雰囲気下で一定期間（７日、２ヶ月）保管して、上記と同様に方法で接触角を測定し、接触角の変化で評価した。数値の変動が低い程、経時的親水化度に優れていることを示す。
【００４５】
【表１】
2007018185.tif 000012
【００４６】
上記表１の結果から明らかなように、本発明範囲となる実施例１〜５の親水性官能基が形成されると共に、表面の平均粗さＲａが５０μｍ未満となる凹凸部を形成した燃料電池用セパレータは、本発明の範囲外となる比較例１の燃料電池用セパレータ、酸素プラズマ処理の比較例２及び３、未処理の比較例４、サンドブラスト処理の比較例５及び比較例７の酸化処理に較べて、優れた親水化度、並びに、経時的にも安定した親水化度を有することが判明した。
また、比較例６では、寸法精度が悪く、深掘りし過ぎであり、表面粗さも大きすぎ、一部に切断された部分もあった。小型の燃料電池用セパレータの加工法としては不適であることが判った。
更に、本発明範囲となる実施例１〜５のレーザー照射処理した燃料電池用セパレータを電子顕微鏡（倍率：１０，０００倍）により観察したところ、図３と同様に、連続的で滑らかな曲面であった。これに対して、比較例１及び４では、図４と同様に、不連続な状態となっており、また、比較例２、５〜７では、図５と同様に、更に不連続な状態となっており、比較例３では、図６に示すように、不連続な状態となっていることが判った。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
固体高分子型などの燃料電池用に好適な燃料電池用セパレータ及びその製造方法が得られる。
【手続補正書】
【提出日】平成19年9月14日(2007.9.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも炭素材料から成形された燃料電池用セパレータの流路面の一部または全部の表面部に、少なくとも酸素を含む雰囲気中にて、出力３〜１５Ｗでレーザー照射処理をすることにより、該セパレータの流路面の一部または全部の表面部に、親水性官能基を形成増加させると共に、該流路面の一部または全部の表面の平均粗さＲａが０．２μｍを超え、５０μｍ未満となる凹凸部を形成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２】
炭素材料が、膨張黒鉛、ガラス状炭素、ガラス状炭素と黒鉛との複合炭素材料の何れか一つであ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】
親水性官能基が、−ＯＨ基，−ＣＯＯＨ基、＞Ｃ＝Ｏ基の少なくとも１つ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項４】
表面の平均粗さＲａが０．２μｍを超え、３０μｍ未満の凹凸部となることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項５】
少なくとも膨張黒鉛、ガラス状炭素、ガラス状炭素と黒鉛との複合炭素材料のいずれか一つから選ばれる炭素材料からなる燃料電池用セパレータであって、該セパレータ流路面の一部または全部の表面部に、少なくとも酸素を含むガス雰囲気中にて、出力３〜１５Ｗでレーザー照射処理により、親水性官能基を形成増加させると共に、表面の平均粗さＲａが０．２μｍを超え、５０μｍ未満となる凹凸部を形成したことを特徴とする燃料電池用セパレータ。
【請求項６】
親水性官能基が、−ＯＨ基、−ＣＯＯＨ基、＞Ｃ＝Ｏ基の少なくとも１つ以上であることを特徴とする請求項５に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項７】
表面の平均粗さＲａが０．２μｍを超え、３０μｍ未満の凹凸部であることを特徴とする請求項５または６に記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項８】
表面の平均粗さＲａが０．２μｍを超え、１０μｍ未満の凹凸部であることを特徴とする請求項５〜７の何れか一つに記載の燃料電池用セパレータ。
【国際調査報告】
2007018185.tif 000013
2007018185.tif 000014
2007018185.tif 000015
2007018185.tif 000016