(57)【要約】【課題】ガスケットとセパレータとの接着性が良好であるとともに、ガスケット積層による親水性の低下を引き起こさない、シール性の良好なセパレータを与える燃料電池セパレータの製造方法を提供すること。【解決手段】（Ａ）黒鉛粉末、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂を含有する組成物を、型内で加熱プレス成形し、片面または両面にガス流路となる溝を有する成形体を得るプレス成形工程、（Ｂ）成形体の両面全体を粗面化処理する粗面化工程、（Ｃ）粗面化処理された成形体において、ガス流路となる溝を有するガス流路面の周縁部にガスケットを形成するガスケット形成工程、（Ｄ）ガス流路面におけるガスケットが形成されていない部分、かつ、少なくともガス流路となる溝の底部および山頂部に赤外線レーザを照射するレーザ照射工程、並びに（Ｅ）ガス流路面全体を親水化処理する親水化工程を備える燃料電池セパレータの製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）黒鉛粉末、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂を含有する組成物を、型内で加熱プレス成形し、片面または両面にガス流路となる溝を有する成形体を得るプレス成形工程、
（Ｂ）前記成形体の両面全体を粗面化処理する粗面化工程、
（Ｃ）前記粗面化処理された前記成形体において、前記ガス流路となる溝を有するガス流路面の周縁部にガスケットを形成するガスケット形成工程、
（Ｄ）前記ガス流路面における前記ガスケットが形成されていない部分、かつ、少なくとも前記ガス流路となる溝の底部および山頂部に赤外線レーザを照射するレーザ照射工程、並びに
（Ｅ）前記ガス流路面全体を親水化処理する親水化工程
を備える燃料電池セパレータの製造方法。
【請求項２】
前記粗面化処理が、エアブラスト処理、ウェットブラスト処理、バレル研磨処理、またはブラシ研磨処理である請求項１記載の燃料電池セパレータの製造方法。
【請求項３】
前記赤外線レーザが、パルスエネルギー５〜３０ｍＪ、かつ、スポット径５０〜８００μｍで照射される請求項１または２記載の燃料電池セパレータの製造方法。
【請求項４】
前記親水化処理が、大気圧プラズマ処理である請求項１〜３のいずれか１項記載の燃料電池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、燃料電池セパレータの製造方法に関し、さらに詳述すると、ガスケットが設けられた燃料電池セパレータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池セパレータは、各単位セルに導電性を持たせる役割、並びに単位セルに供給される燃料および空気（酸素）の通路を確保するとともに、それらの分離境界壁としての役割を果たすものである。
このため、セパレータには、高電気導電性、高ガス不浸透性、化学的安定性、耐熱性および親水性などの諸特性が要求される。
【０００３】
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親水処理等が施されることがあり、また、必要に応じ、セパレータ周縁部に、シーリングのためのガスケットが積層されることがある。
【０００４】
例えば、特許文献１には、燃料電池セパレータにガスケットを積層した後に、セパレータおよびガスケット全体をブラスト処理し、続いて、親水化処理をする燃料電池セパレータの製造方法が開示されている。
しかし、この方法で得られた燃料電池セパレータでは、セパレータとガスケットとの間におけるセパレータ表面に離型剤成分が残存し、この離型剤成分によって、セパレータとガスケットの接着不良が生じたり、運転時にガスケットの剥離を引き起こしたりする場合がある。
また、ガスケットの表面もブラスト処理されるため、ガスケットの破損やガスケット表面に残存する砥粒によって、ガスリークを引き起こす場合もある。
【０００５】
特許文献２には、燃料電池用セパレータのシール方法の例として、シール部に形成された親水層を除去した後、アノード極燃料電池セパレータのシール部とカソード極燃料電池セパレータのシール部との間に、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂等の熱硬化性樹脂等を充填して硬化させ、シール材を形成する方法が開示されている。
しかし、この方法のように、燃料電池セパレータとガスケットやシーリングプレートとの接着を親水処理後に行うと、親水面が汚染されたり、親水基の減少や消失が起こったりして親水性が低下する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２２２５２１号公報
【特許文献２】特許第５３８０７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ガスケットとセパレータとの接着性が良好であるとともに、ガスケット積層による親水性の低下を引き起こさない、シール性の良好なセパレータを与える燃料電池セパレータ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】
【０００８】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、ガスケット付き燃料電池セパレータを製造するにあたり、予備成形体を粗面化した後にガスケットを形成し、さらにレーザ照射処理および親水化処理を施すことで、ガスケットとセパレータとの接着性が良好であるとともに、ガスケット積層による親水性の低下を引き起こさない、シール性の良好な燃料電池セパレータが得られることを見出し、本発明を完成した。
【０００９】
すなわち、本発明は、
１．  （Ａ）黒鉛粉末、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂を含有する組成物を、型内で加熱プレス成形し、片面または両面にガス流路となる溝を有する成形体を得るプレス成形工程、
（Ｂ）前記成形体の両面全体を粗面化処理する粗面化工程、
（Ｃ）前記粗面化処理された前記成形体において、前記ガス流路となる溝を有するガス流路面の周縁部にガスケットを形成するガスケット形成工程、
（Ｄ）前記ガス流路面における前記ガスケットが形成されていない部分、かつ、少なくとも前記ガス流路となる溝の底部および山頂部に赤外線レーザを照射するレーザ照射工程、並びに
（Ｅ）前記ガス流路面全体を親水化処理する親水化工程
を備える燃料電池セパレータの製造方法、
２．  前記粗面化処理が、エアブラスト処理、ウェットブラスト処理、バレル研磨処理、またはブラシ研磨処理である１の燃料電池セパレータの製造方法、
３．  前記赤外線レーザが、パルスエネルギー５〜３０ｍＪ、かつ、スポット径５０〜８００μｍで照射される１または２の燃料電池セパレータの製造方法、
４．  前記親水化処理が、大気圧プラズマ処理である１〜３のいずれかの燃料電池セパレータの製造方法
を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の燃料電池セパレータの製造方法によれば、親水性が良好であり、その親水性が長期間持続するのみならず、ガスケットとセパレータとの接着性が高く、燃料電池稼働時の高温多湿環境中でもガスケットが剥離しにくいガスケット付き燃料電池セパレータを得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明についてさらに詳しく説明する。
本発明に係る燃料電池セパレータの製造方法は、下記（Ａ）〜（Ｅ）の工程を備えている。
（Ａ）黒鉛粉末、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂を含有する組成物を、型内で加熱プレス成形し、片面または両面にガス流路となる溝を有する成形体を得るプレス成形工程
（Ｂ）成形体の両面全体を粗面化処理する粗面化工程
（Ｃ）粗面化処理された成形体において、ガス流路となる溝を有するガス流路面の周縁部にガスケットを形成するガスケット形成工程
（Ｄ）ガス流路面におけるガスケットが形成されていない部分、かつ、少なくともガス流路となる溝の底部および山頂部に赤外線レーザを照射するレーザ照射工程
（Ｅ）ガス流路面全体を親水化処理する親水化工程
【００１２】
（Ａ）プレス成形工程
この工程は、黒鉛粉末、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂を含有する組成物を、型内で加熱プレス成形し、片面または両面にガス流路となる溝を有する成形体を得る工程である。
本発明で用いる黒鉛粉末としては、従来、燃料電池セパレータに用いられるものから適宜選択して用いればよい。
その具体例としては、天然黒鉛、針状コークスを焼成した人造黒鉛、塊状コークスを焼成した人造黒鉛、電極を粉砕したもの、石炭系ピッチ、石油系ピッチ、コークス、活性炭、ガラス状カーボン、アセチレンブラック、ケッチェンブラックなどが挙げられる。これらはそれぞれ単独で、または２種以上組み合わせて用いることができる。
【００１３】
黒鉛粉末の平均粒径ｄ50は、特に限定されるものではないが、黒鉛粒子間の空隙を適度に保ち、黒鉛粒子同士の接触面積をより大きくし、かつ、レーザ処理後の凹凸の発生を抑制して導電性を高める（接触抵抗を低下させる）ことを考慮すると、１０〜２００μｍが好ましく、２５〜１４０μｍがより好ましい。
すなわち、黒鉛粉末の平均粒径ｄ50が１０μｍ以上であれば、成形体に赤外線レーザを照射した際に、成形体表層の樹脂を消失させてセパレータ表面の導電性を向上させることができるとともにセパレータ内部の黒鉛粒子同士の接触面積を十分に保てるため、セパレータの厚み方向の導電性をも改善し得る。また、平均粒径ｄ50が２００μｍ以下であれば、黒鉛粒子間の空隙が適度であるため、セパレータ表面上の黒鉛粒子間の空隙に充填されていた樹脂がレーザ照射により消失してもセパレータ表面に大きな凹凸が形成されることはなく、その結果、セパレータの接触抵抗が低くなり、セパレータ自体の導電性が悪化することもない。
【００１４】
エポキシ樹脂としては、エポキシ基を有するものであれば特に制限されるものではなく、例えば、ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、トリスフェノール型エポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられ、これらはそれぞれ単独で、または２種以上組み合わせて用いることができる。これらの中でも、ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂が好ましく、ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂がより好ましい。
【００１５】
得られる燃料電池セパレータの耐熱性をより高めることを考慮すると、エポキシ樹脂のエポキシ当量は、１５８〜８００ｇ／ｅｑが好ましく、１８５〜４５０ｇ／ｅｑがより好ましく、１９０〜２９０ｇ／ｅｑがより一層好ましい。
また、得られる燃料電池セパレータの耐熱性をより高めるとともに成形加工性を良好にすることを考慮すると、エポキシ樹脂の１５０℃におけるＩＣＩ粘度は、０．０１〜５．８Ｐａ・ｓが好ましく、０．０２〜２．０Ｐａ・ｓがより好ましく、０．０４〜１．２Ｐａ・ｓがより一層好ましい。
【００１６】
フェノール樹脂は、エポキシ樹脂の硬化剤として作用するものであり、その具体例としては、ノボラック型フェノール樹脂、クレゾール型フェノール樹脂、アルキル変性フェノール樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、トリスフェノール型エポキシ樹脂等が挙げられ、これらは、それぞれ単独で、または２種以上組み合わせて用いることができる。
フェノール樹脂の水酸基当量は特に限定されないが、得られるセパレータの耐熱性をより高めることを考慮すると、９５〜２４０ｇ／ｅｑが好ましく、１０３〜１１５ｇ／ｅｑがより好ましい。
【００１７】
また、得られる燃料電池セパレータの耐熱性をより高めるとともに成形加工性を良好にすることを考慮すると、フェノール樹脂の１５０℃におけるＩＣＩ粘度は、０．０２〜０．７Ｐａ・ｓが好ましく、０．１０〜０．６０Ｐａ・ｓがより好ましく、０．２０〜０．５０Ｐａ・ｓがより一層好ましい。
【００１８】
また、本発明で用いる組成物には、上記各成分に加え、硬化促進剤や内部離型剤等の任意成分を適宜配合することもできる
硬化促進剤としては、エポキシ基と硬化剤との反応を促進するものであれば特に制限されるものでははく、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスフィン、ジアザビシクロウンデセン、ジメチルベンジルアミン、２−メチルイミダゾール、２−メチル−４−イミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、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等が挙げられ、これらはそれぞれ単独で、または２種以上組み合わせて用いることができる。
内部離型剤としても、特に限定されるものではなく、従来、セパレータの成形に用いられている各種内部離型剤が挙げられる。例えば、ステアリン酸系ワックス、アマイド系ワックス、モンタン酸系ワックス、カルナバワックス、ポリエチレンワックス等が挙げられ、これらはそれぞれ単独で、または２種以上組み合わせて用いることができる。
【００１９】
上記組成物中における、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂の総含有量は、特に限定されるものではないが、黒鉛粉末１００質量部に対して１０〜５０質量部、特に、１５〜３５質量部が好ましい。
この場合、エポキシ樹脂に対してフェノール樹脂を０．９８〜１．０８水酸基当量配合することが好ましい。
【００２０】
内部離型剤を用いる場合、その使用量としては、特に限定されるものではないが、黒鉛粉末１００質量部に対して０．１〜１．５質量部、特に０．３〜１．０質量部が好ましい。
さらに硬化促進剤を用いる場合、その使用量としては、特に限定されるものではないが、エポキシ樹脂とフェノール樹脂との混合物１００質量部に対して、０．５〜１．２質量部配合することが好ましい。
【００２１】
組成物の調製は、例えば、黒鉛粉末、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂のそれぞれを任意の順序で所定割合混合して調製すればよい。この際、混合機としては、例えば、プラネタリミキサ、リボンブレンダ、レディゲミキサ、ヘンシェルミキサ、ロッキングミキサ、ナウターミキサ等を用いることができる。
また、硬化促進剤や内部離型剤等の任意成分を用いる場合、その配合順序も任意である。
【００２２】
本発明では、上記組成物を所定の型に入れ、プレス成形して予備成形体を製造する。使用する型としては、成形体の表面の一方の面または両面にガス流路となる溝を形成できる、燃料電池セパレータ作製用の型を用いる。
プレス成形の条件は、特に限定されるものではないが、型温度が８０〜２００℃、成形圧力１．０〜５０ＭＰａ、好ましくは５〜４０ＭＰａ、成形時間１０秒〜１時間、好ましくは２０〜１８０秒、より一層好ましくは３０〜９０秒である。
なお、プレス成形後、熱硬化を促進させる目的で、さらに１５０〜２００℃で１〜６００分程加熱してもよい。
【００２３】
（Ｂ）粗面化工程
この工程は、上記で得られた成形体の両面全体を粗面化処理する工程である。
粗面化処理の手法としては、特に限定されるものでははく、従来公知のブラスト処理や研磨処理などの各種粗面化法から適宜選択すればよいが、エアブラスト処理、ウェットブラスト処理、バレル研磨処理、ブラシ研磨処理が好ましく、砥粒を用いたブラスト処理がより好ましく、ウェットブラスト処理がより一層好ましい。
【００２４】
この際、ブラスト処理に用いられる砥粒の平均粒径（ｄ＝５０）は、３〜３０μｍが好ましく、４〜２５μｍがより好ましく、５〜２０μｍがより一層好ましい。
ブラスト処理で使用する砥粒の材質としては、アルミナ、炭化珪素、ジルコニア、ガラス、ナイロン、ステンレス等を用いることができ、これらはそれぞれ単独で、または２種以上組み合わせて用いることができる。
ウェットブラスト処理時の吐出圧力は、砥粒の粒径等に応じて変動するものであるため一概に規定できないが、０．１〜１ＭＰａが好ましく、０．１５〜０．５ＭＰａがより好ましい。
【００２５】
（Ｃ）ガスケット形成工程
この工程は、（Ｂ）工程で粗面化処理された成形体において、ガス流路となる溝を有するガス流路面の周縁部（シール部）にガスケットを形成する工程である。
なお、溝を両面に有し、両面がガス流路面となるセパレータでは両面にガスケットを形成し、また、ガス流路面が片側のセパレータにおいて、反対側の面（冷却面）にもシール性が要求される場合は、必要に応じて冷却面の周縁部にガスケットを形成してもよい。両面にガスケットを形成する場合、片面ずつ順次ガスケットを形成しても、両面同時にガスケットを形成してもよい。
ガスケット形成に用いられる材料としては、従来セパレータのガスケット材として用いられるものから適宜選択すればよい。
その具体例としては、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、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、クロロプレンゴム、アクリルゴム、フッ素系ゴム、ブチルゴム、水添イソブチレンゴム、水添ブタジエンゴム等のゴム材料が挙げられる。
【００２６】
ガスケットの形成法としては、例えば、予めシート状や板状に成形されたガスケットを成形体の上記周縁部（シール部）に接着したり、融着したりする方法、成形体の上記周縁部表面に、上記ゴム材料を含む組成物を塗布した後、これを硬化させてガスケットを形成する方法などが挙げられるが、塗布した後、硬化させる後者の手法が好ましい。
塗布法としては、特に限定されるものではなく、ドロップキャスト法、スピンコート法、ブレードコート法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法、インクジェット法、印刷法（フレキソ印刷、グラビア印刷、平版印刷、スクリーン印刷等）などが挙げられるが、印刷法が好ましく、スクリーン印刷法がより好ましい。
硬化法としては、加熱、電子線等の放射線照射などの従来公知の加硫方法から適宜選択すればよい。
【００２７】
（Ｄ）レーザ照射工程
この工程は、（Ｃ）工程で得られたガスケット付き成形体のガス流路面におけるガスケットが形成されていない部分、かつ、少なくともガス流路となる溝の底部および山頂部に赤外線レーザを照射する工程である。
この場合、赤外線レーザは、ガス流路の溝底部（凹部）および山頂部（凸部）に照射されることが必須であり、それらの部分のみを狙ってレーザ照射しても、それらの部分を含む、ガス流路面のガスケットが形成されていない部分全体にレーザ照射してもよい。
なお、必要に応じて、上述した冷却面にもレーザ照射を施してもよいが、その場合も、ガスケットが形成されている場合は、ガスケットが形成されていない部分にレーザ照射を施す。
照射を必要としないガスケット部分には、マスキングしてからレーザ照射をしてもよい。
【００２８】
レーザ照射工程に用いられるレーザとしては、特に限定されるものではなく、例えば、ＹＡＧレーザ、炭酸ガスレーザ、色素レーザ、半導体レーザ、ファイバーレーザ等が挙げられる。焦点深度、集光性、発信機の寿命の点からファイバーレーザが好ましい。
赤外線レーザの波長は特に限定されないが、７８０〜１０，６００ｎｍが好ましく、８０８〜１，０９５ｎｍがより好ましく、９２０〜１，０７０ｎｍがより一層好ましい。
赤外線レーザの照射条件は、出力１００〜２５０Ｗ、パルス幅３０〜２００ｎｓが好ましい。
赤外線レーザのパルスエネルギーは、５〜３０ｍＪが好ましく、５〜２０ｍＪがより好ましい。
赤外線レーザのスポット径は、５０〜８００μｍが好ましく、１００〜７００μｍがよ
り好ましく、２００〜６００μｍがより一層好ましい。
赤外線レーザのオーバーラップ率は、５〜５０％が好ましく、１０〜４０％がより好ましい。
【００２９】
（Ｅ）親水化工程
この工程は、赤外線レーザが照射された成形体の、ガス流路面全体を親水化処理する工程である。
この親水化処理は、少なくとも発電によって生じた水と接触するガス流路面に施されていればよいが、必要に応じて、冷却面に施されていてもよい。
親水化処理としては、特に限定されるものではないが、三酸化硫黄ガス処理、フッ素ガス処理、プラズマ処理が好ましく、中でも、プラズマ処理がより好ましい。
【００３０】
三酸化硫黄ガス処理によって親水化する方法としては、例えば、無水硫酸ガス、発煙硫酸ガス等を含む気体と成形体とを接触させる方法などが挙げられる。これらのうち、基材との反応性が高い点で無水硫酸ガスを含む気体と接触させる方法が好ましい。
フッ素ガス処理によって親水化する方法としては、例えば、フッ素ガスまたはフッ素ガスを含む混合ガスと成形体とを接触させる方法などが挙げられる。混合ガスとしては、フッ素ガスと不活性ガスや酸素ガスとの混合ガスが挙げられる。不活性ガスとしては、窒素ガス、アルゴンガス等が挙げられる。
【００３１】
プラズマ処理によって親水化する方法としては、例えば、真空プラズマ処理、大気圧プラズマ処理が挙げられる。これらの中でも、装置が簡便で、生産性がよい大気圧プラズマ処理が好ましく、特に、リモート方式常圧グロー放電プラズマ処理がより好ましい。
【００３２】
プラズマの生成に用いるガスとしては、酸素原子を含む酸素ガス、オゾンガス、水、窒素原子を含む窒素ガス、アンモニアガス、硫黄原子を含む二酸化硫黄ガス、三酸化硫黄ガス等が挙げられる。また、空気を使用することもできる。これらガスを用いてプラズマ処理することにより、成形体表面にカルボニル基、水酸基、アミノ基、スルホ基等の親水性官能基を導入して、表面に親水性を付与することができる。中でも、窒素ガスを８０体積％以上含むガスが好ましく、窒素ガス８０体積％以上、残部が酸素ガスから構成されるガスがより好ましい。
【００３３】
以上の製法で得られたガスケット付き燃料電池セパレータは、良好な親水性を有するとともに、その親水性が長時間持続する。
また、ガスケットとセパレータとの接着性が良好であるため、燃料電池稼働時の高温多湿環境下でもガスケットの剥離が生じにくく、シール性が長時間持続する。
したがって、本発明の製法で得られたガスケット付き燃料電池セパレータを備えた燃料電池は、長期に亘って安定した発電効率を維持することができる。
一般的に固体高分子型燃料電池は、固体高分子膜を挟む一対の電極と、これらの電極を挟んでガス供給排出用流路を形成する一対のセパレータとから構成される単位セルが多数並設されてなるものであるが、これら複数個のセパレータの一部または全部として本発明の製法で得られたガスケット付き燃料電池セパレータを用いることができる。
【実施例】
【００３４】
以下、実施例および比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
以下の実施例における各物性は以下の方法によって測定した。
［１］平均粒径
粒度分布測定装置（日機装（株）製）により測定した。
［２］算術平均高さＳａ測定
燃料電池セパレータのガス流路溝底部（凹部）および山頂部（凸部）の各表面について、レーザ顕微鏡（オリンパス（株）製ＬＥＸＴ  ＯＬＳ４１００）を用いて、ＩＳＯ２５１７８−２：２０１２で規定される算術平均高さＳａを測定した。
［３］予備成形体の静的接触角
下記予備成形体の表面（ガスケット部以外）に、大気中でイオン交換水５μＬを滴下し、接触角計（協和界面化学（株）製ＣＡ−ＤＴ・Ａ型）を用いて測定した。
（Ａ）実施例１
（１）粗面化処理後ガスケット形成前
（２）ガスケット形成後
（Ｂ）比較例１
（１）予備成形体成形後ガスケット形成前
（２）ガスケット形成後
（Ｃ）比較例２，３
（１）プラズマ処理後ガスケット形成前
（２）ガスケット形成後
［４］燃料電池セパレータの静的接触角
下記（１）および（２）の燃料電池セパレータの表面（ガスケット部以外）に、大気中でイオン交換水５μＬを滴下し、接触角計（協和界面化学（株）製ＣＡ−ＤＴ・Ａ型）を用いて測定した。
（１）初期（製造後１時間後）
（２）イオン交換水：セパレータ＝９：１（質量比）の条件で９０℃のイオン交換水中に５，０００時間浸漬した後、取り出したセパレータ表面の水分をブロアーで除去後
［５］熱水浸漬後のガスケットの剥離
燃料電池セパレータを下記（１）条件で熱水に浸漬した後、取り出したセパレータのガスケットの剥離を目視により観察した。
（１）イオン交換水：セパレータ＝９：１（質量比）の条件で９０℃のイオン交換水中に５，０００時間浸漬
【００３５】
［実施例１］
人造黒鉛粉末（平均粒径：粒度分布ｄ50にて１００μｍ）１００質量部、ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量：２０４ｇ／ｅｑ、１５０℃のＩＣＩ粘度０．６５Ｐａ・ｓ）２０．５質量部と、ノボラック型フェノール樹脂（水酸基当量：１０３ｇ／ｅｑ、１５０℃のＩＣＩ粘度０．２２Ｐａ・ｓ）１０．５質量部と、２−フェニルイミダゾール０．３質量部とからなるバインダー成分、および内部離型剤であるカルナバワックス０．２質量部をヘンシェルミキサ内に投入し、８００ｒｐｍで３分間混合して燃料電池セパレータ用組成物を調製した。
得られた組成物を２００ｍｍ×２００ｍｍの燃料電池セパレータ作製用の金型に投入し、金型温度１８５℃、成形圧力３０ＭＰａ、成形時間３０秒の条件によりプレス成形し、ガス流路となる溝を片面に有する燃料電池セパレータ予備成形体を得た。
【００３６】
得られた予備成形体の両面（ガス流路面およびその反対側の面）に対し、アルミナ研創材（平均粒径：粒度分布ｄ50にて６μｍ）を用いて、吐出圧力０．２２ＭＰａの条件でウェットブラストによる粗面化処理を施した。
続いて、粗面化処理された両面の周縁部（シール部）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、１７５℃で３０分加熱加硫してガスケットを形成した。
さらに、予備成形体のガス流路面のガス流路溝の底部（凹部）および山頂部（凸部）に対し（ガスケット部は除く）、以下の条件で赤外線レーザを照射した後、ガス流路面全面（ガスケット部を含む）に、リモート方式常圧グロー放電プラズマ発生装置（積水化学工業（株）製ＡＰ−Ｔ０３）を用いて、以下の条件で、大気圧プラズマ処理による親水化処理を施し、ガスケット付き燃料電池セパレータを得た。
【００３７】
〔赤外線レーザの照射条件〕
（１）波長１．０６４μｍ，出力２００Ｗ，パルス幅６０ｎｓ，パルスエネルギー１０ｍＪ
（２）スポット径５００μｍ，オーバーラップ率１５％
〔大気圧プラズマ処理条件〕
（１）周波数３０ｋＨｚ，パルス幅９μｓ，プラズマ電極５５０ｍｍ、電圧４２０Ｖ、電流４．５Ａ
（２）プラズマガス：窒素−酸素混合ガス  窒素濃度９９．５体積％（窒素ガス流量３３０Ｌ／ｍｉｎ、酸素ガス流量１．５Ｌ／ｍｉｎ）
【００３８】
［比較例１］ガスケット表面への粗面化処理あり
実施例１と同様の方法でセパレータ予備成形体を作製し、得られた予備成形体の両面の周縁部に実施例１と同様にしてガスケットを形成した。
ガスケットを形成した予備成形体のガス流路面全体（ガス流路溝およびガスケット部）に対し、実施例１と同様の条件でウェットブラストによる粗面化処理を施し、続いて、実施例１と同様の条件で大気圧プラズマ処理による親水化処理を施し、ガスケット付き燃料電池セパレータを得た。
【００３９】
［比較例２］親水化処理後にガスケット積層
実施例１と同様の方法でセパレータ予備成形体を作製し、得られた予備成形体の両面に対し、実施例１と同様の条件でウェットブラストによる粗面化処理を施した。
続いて、実施例１と同様の条件で大気圧プラズマ処理による親水化処理を施し、最後に、実施例１と同様にしてガスケットを形成し、ガスケット付き燃料電池セパレータを得た。
【００４０】
［比較例３］親水化処理後親水層を除去してガスケット積層
実施例１と同様の方法でセパレータ予備成形体を作製し、得られた予備成形体の両面に対し、実施例１と同様の条件でウェットブラストによる粗面化処理を施した。
続いて、実施例１と同様の条件で大気圧プラズマ処理による親水化処理を施した後、ガス流路面のガス流路溝の底部（凹部）および山頂部（凸部）をマスキング用テープでマスキングし、成形体両面の周縁部（シール部）表面を以下の条件で、エアブラスト処理して親水層を除去した。
最後に、実施例１と同様にしてガスケットを形成し、ガスケット付き燃料電池セパレータを得た。
〔エアブラスト処理条件〕
アルミナ研創材（粒度範囲４５〜７５μｍ）、研創材の噴射圧力０．２５ＭＰａ
【００４１】
上記各実施例および比較例で得られたガスケット付き燃料電池セパレータについて、所定の表面粗さ、静的接触角、ガスケットの剥離状態を測定・評価した。
【００４２】
【表１】
2017027761.tif 000002
【００４３】
表１に示されるように、実施例１で得られた燃料電池セパレータは、９０℃の熱水に５，０００時間浸漬後の接触角が２３°であり、良好な親水性を長時間保持しており、ガスケットの剥離も確認されなかった。
一方、シール部に粗面化処理を施さずにガスケットを積層した比較例１のセパレータでは、セパレータとガスケットとの接着性が不十分であり、熱水浸漬中にガスケットが剥離した。
また、親水化処理後にガスケットを積層した比較例２，３では、ガスケット積層後に接触角が７０°まで上昇しており、親水性が低下していることがわかる。さらに、ガスケット形成前に、シール部の親水層を除去していない比較例２では、熱水浸漬中にガスケットが剥離した。