(57)【要約】【課題】効率よくシート状部材の表面性状の評価が可能な燃料電池用セパレータ粗材の製造方法を提供する。【解決手段】シート状部材を搬送する搬送工程を含む燃料電池用セパレータ粗材の製造方法であって、前記搬送工程は、前記シート状部材を基準面に対して傾斜させながら搬送させる品質評価領域において、前記シート状部材表面に液滴を付与し、前記品質評価領域における前記液滴の挙動に基づいて前記シート状部材の表面性状を評価する評価工程を含む燃料電池用セパレータ粗材の製造方法。【選択図】図３
2017117650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状部材を搬送する搬送工程を含む燃料電池用セパレータ粗材の製造方法であって、前記搬送工程は、前記シート状部材を基準面に対して傾斜させながら搬送させる品質評価領域において、前記シート状部材表面に液滴を付与し、前記品質評価領域における前記液滴の挙動に基づいて前記シート状部材の表面性状を評価する評価工程を含む燃料電池用セパレータ粗材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インラインで表面性状の評価が可能な燃料電池用セパレータ粗材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体高分子型燃料電池の燃料電池セルは、イオン透過性の電解質膜と、該電解質膜を挟持するアノード側及びカソード側の各電極触媒層（電極触媒）とを備えた膜電極接合体（MEA：Membrane Electrode Assembly）を有している。当該燃料電池においては、膜電極接合体の各電極触媒層の外側にガス流れの促進や集電効率を高めるためのガス拡散層（GDL）を配置した電極体（MEGA：MEAとGDLとの接合体）を有し、当該ガス拡散層の外側にセパレータが配されて燃料電池セルが形成されている。前記セパレータは、各燃料電池セルを画成するとともにその溝流路にてガスや冷却媒体を流す作用を奏する。燃料電池スタックは、所要電力に応じた基数の燃料電池セルをスタックすることによって形成されている。
【０００３】
近年燃料電池の需要に伴って、燃料電池に用いられる各種部材を大量かつ高速に生産することが求められている。このように大量かつ高速で各種部材を生産するためには効率良く各工程が行われることが求められる。
【０００４】
一方、品質保証の観点から燃料電池を構成する部材に対し各生産過程において品質評価が行われている。燃料電池に用いられる部材の評価方法としては、例えば、部材の表面に所定の液体を付着させ、部材を所定の基準面に対して傾けた際に液体が移動するときの傾きに基づいて、部材の性能を評価する方法が提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−４２４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように燃料電池に用いられる各部材を大量かつ高速で生産するためには、例えば、表面処理や積層／接着工程を連続搬送しながら各工程において加工処理を施すことで効率よく各部材を作製することができる。例えば、セパレータは、セパレータ粗材にプレス成型等で凹凸パターンを形成することで作製することができる。更に、セパレータ粗材は、シート状部材に紫外線（ＵＶ）による脱オゾン処理やカーボンコート等の表面処理を施し、所望のサイズに裁断することで作製することができる。このため、セパレータ粗材の製造方法においては、シート状材料を連続搬送し、表面処理や裁断処理をインラインで行うことで効率よくセパレータ粗材を作製することができる。
【０００７】
一方、上述のようにシート状材料に表面処理を施した際など品質保証の観点から、各部材の性能について評価が行われている。当該評価には上述の評価方法等を採用できるが、これら方法はサンプルの抜き取りによる評価となるため、各加工点サイクルが秒単位の連続生産で部材を生産したとしても、得られた部材に対して短時間で評価を行うこと難しい。また、シート状部材としてロール状（帯状）部材を用いる場合、連続搬送して表面処理を施した後、再び巻き取ってロール状とし次工程に用いることがある。しかし、表面処理後の表面性状を評価しようとすると巻き取り後に抜き取りによる評価を実施する必要があり、ロール状の部材からその一部を切除する必要がある。また、抜き取り評価では、生産効率の観点から得られた部材の全品評価を行うことは非常に難しい。従って、燃料電池を構成する部材について、インラインで効率よく表面性状等を評価できる方法の開発が望まれている。
【０００８】
これら問題を解決すべく、本発明は、効率よくシート状部材の表面性状の評価が可能な燃料電池用セパレータ粗材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】
【０００９】
本発明の課題は以下の手段によって解決することができる。
本発明の燃料電池用セパレータ粗材の製造方法は、シート状部材を搬送する搬送工程を含む燃料電池用セパレータ粗材の製造方法であって、前記搬送工程は、前記シート状部材を基準面に対して傾斜させながら搬送させる品質評価領域において、前記シート状部材表面に液滴を付与し、前記品質評価領域における前記液滴の挙動に基づいて前記シート状部材の表面性状を評価する評価工程を含む。
【００１０】
本発明の燃料電池用セパレータ粗材の製造方法は、例えば、前記評価工程において、前記液滴の挙動に基づいて前記シート状部材表面の転落角を評価するように構成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、効率よくシート状部材の表面性状の評価が可能な燃料電池用セパレータ粗材の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】燃料電池が備える単セルの構造を示した分解斜視図である。
【図２】本発明における品質評価領域を説明するための模式図である。
【図３】本発明の製造方法における一実施形態を説明するための説明図である。
【図４】本発明の製造方法における他の実施形態を説明するための説明図である。
【図５】評価工程Ｓ２３における評価方法を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の燃料電池用セパレータ粗材の製造方法は、シート状部材を搬送する搬送工程を含む燃料電池用セパレータ粗材の製造方法であって、前記搬送工程は、前記シート状部材を基準面に対して傾斜させながら搬送させる品質評価領域において、前記シート状部材表面に液滴を付与し、前記品質評価領域における前記液滴の挙動に基づいて前記シート状部材の表面性状を評価する評価工程を含む。
【００１４】
本発明の燃料電池用セパレータ粗材の製造方法（以下、単に「本発明の製造方法」と称することがある）は、搬送工程においてシート状部材を連続搬送しながら、その一区画（品質評価領域）においてシート状部材を基準面に対して傾斜させながら搬送させる。本発明の製造方法おける評価工程は、前記品質評価領域において前記シート状部材表面に液滴を付与し、シート状部材の傾斜による前記液滴の挙動に基づいて前記シート状部材の表面性状を評価する。このため、本発明の製造方法によれば、シート状部材を連続搬送しながらシート状部材の表面性状を評価することができる。また、以下、燃料電池用セパレータ粗材を単に「セパレータ粗材」と称することがある。
【００１５】
上述のように本発明の製造方法によればシート状部材を連続搬送しながらその表面性状を評価することができるため、インラインで効率よくシート状部材の表面性状を評価することができる。また、本発明の製造方法によればインラインで評価を行えるため、例えば、シート状部材が帯状のシート状部材を巻き取ったロール状部材である場合であっても、表面処理後再び巻き取った状態から評価のためにその一部を切除することなく、作製されたセパレータ粗材の品質を保証することができる。更に、本発明の製造方法はインラインで連続して効率よくシート状部材の表面性状を評価できるため、例えば、作製されたシート状部材の一部のみならず全品を効率よく評価でき、品質保証度の高いセパレータ粗材を提供することができる。
【００１６】
本発明において、「シート状部材」は、平面を有する部材であれば本発明の効果を損なわいない限りそのサイズや形状等に特に限定はないが、例えば、裁断された板状の部材や、帯状の部材であってロール状に巻き取ることが可能な部材等が含まれる。前記シート状部材としては、ガス不透過の導電性材料を用いることができる。当該導電性材料としては、例えばカーボンや導電性を有する硬質樹脂のほか、アルミニウム、ステンレス、チタン等の金属（メタル）が挙げられる。シート状部材の厚みは特に限定されるものではないが、例えば、０．１〜２ｍｍ程度とすることができる。
【００１７】
本発明において「燃料電池用セパレータ粗材」とは、少なくとも本発明における評価工程においてその表面性状が評価（品質保証）され、プレス成型等の加工を施すことによって燃料電池のセパレータとして用いることのできるシート状部材を意味する。セパレータ粗材は、熱伝導性向上や電気抵抗低減、セル内の排水性向上等を目的としてシート状部材に表面処理を施したものであることが好ましい。当該表面処理としては、カーボンコートや金メッキによる表面被膜の形成、紫外線（ＵＶ）処理による脱オゾン処理、又は、各種溶剤における脱脂処理等、セパレータ粗材に用いられる公知の表面処理が挙げられる。
【００１８】
まず、本発明の製造方法によって製造されたセパレータ粗材を加工して得られるセパレータを備えた燃料電池（単セル）の構成について図を用いて説明する。図１は、燃料電池が備える単セルの構造を示した分解斜視図である。図１に示すように、単セル２は、ＭＥＡ１１と、ＭＥＡ１１を挟持する一対のセパレータ１２ａ，１２ｂとで構成され、全体として積層形態を有している。ＭＥＡ１１と各セパレータ１２ａ，１２ｂとは、それらの間の周辺部を第１シール部材１３ａ，１３ｂによりシールされている。
【００１９】
ＭＥＡ１１は、高分子材料のイオン交換膜からなる電解質膜２１と、電解質膜２１を両面から挟んだ一対の電極２２ａ，２２ｂ（カソードおよびアノード）と、で構成され、全体として積層形態を有している。電極２２ａ，２２ｂは、図示を省略する白金などからなる触媒層と、その表面に設けられた拡散層と、を備えてなる。電極２２ａ（カソード）には、空気や酸化剤などの酸化ガスが供給され、電極２２ｂ（アノード）には、燃料ガスとしての水素ガスが供給される。この二つのガスによってＭＥＡ１１内で以下の電気化学反応が生じ、単セル２は起電力を得る。
アノード側：Ｈ2→２Ｈ+＋２ｅ-
カソード側：２Ｈ+＋２ｅ-＋（１／２）Ｏ2→Ｈ2Ｏ
【００２０】
拡散層は、流体（燃料ガス、酸化ガス、生成水）を通過させる機能と、触媒層及びセパレータ１２ａ，１２ｂを導通させる機能とを有する導電体（例えば、多孔質のカーボン素材）で構成されている。具体的には、拡散層は、セパレータ１２ａ，１２ｂのガス流路３１ａ，３１ｂから供給される反応ガス（燃料ガス、酸化ガス）を触媒層側へ移動させるガス透過性と、上記電気化学反応の結果生成される生成水を触媒層側からセパレータ１２ａ，１２ｂ側へ移動させる透水性とを備えている。
【００２１】
各セパレータ１２ａ，１２ｂは、ガス不透過の導電性材料で構成されている。導電性材料としては、例えばカーボンや導電性を有する硬質樹脂のほか、アルミニウム、ステンレス、チタン等の金属（メタル）が挙げられる。
【００２２】
セパレータ１２ａ，１２ｂには表裏各面に複数の凹凸が形成されている。セパレータ１２ａ，１２ｂは、本発明の製造方法においてシート状部材を用いて製造されセパレータ粗材を用いて形成される。セパレータ１２ａ，１２ｂは、プレス成型によってセパレータ粗材の表裏各面に複数の凹凸を形成して作製することができる。セパレータ粗材は、シート状部材にＵＶ処理やカーボンコート等の表面処理を施したものであることが好ましい。また、本実施形態に係るセパレータ粗材は、後述する評価工程において連続搬送されながらその表面性状が評価されている。セパレータ１２ａ，１２ｂに形成された複数の凸部および凹部は、それぞれ一方向に延在しており、酸化ガスのガス流路３１ａまたは水素ガスのガス流路３１ｂや、冷却水流路３２を画定している。
【００２３】
セパレータ１２ａの電極２２ａ側となる内側の面には、酸化ガスが流通するストレート状のガス流路３１ａが複数形成され、その反対側の外側の面には、冷媒（冷却水）が流通するストレート状の冷却水流路３２が複数形成されている。同様に、セパレータ１２ｂの電極２２ｂ側となる内側の面には、水素ガスが流通するストレート状のガス流路３１ｂが複数形成され、その反対側の外側の面には、ストレート状の冷却水流路３２が複数形成されている。
【００２４】
隣接する二つの単セル２間においては、一方の単セル２のセパレータ１２ａの外面と、その隣の単セル２のセパレータ１２ｂの外面とが枠状の第２シール部材１３ｃを挟んで付き合わされ、両者の冷却水流路３２が連通される。図１においては、冷却水流路３２の断面は四角形となる。単セル２間の接着は、熱硬化又は熱可塑性の接着剤やＵＶ硬化型の接着剤を用いることができる。
【００２５】
セパレータ１２ａ，１２ｂの一方の端部には、酸化ガスの入口側のマニホールド４１、水素ガスの入口側のマニホールド４２、および冷却水の入口側のマニホールド４３が矩形状に貫通形成されている。セパレータ１２ａ，１２ｂの他方の端部には、酸化ガスの出口側のマニホールド５１、水素ガスの出口側のマニホールド５２、および冷却水の出口側のマニホールド５３が矩形状に貫通形成されている。
【００２６】
セパレータ１２ａにおける酸化ガス用のマニホールド４１とマニホールド５１とは、セパレータ１２ａに溝状に形成した入口側の連絡通路６１および出口側の連絡通路６２を介して、酸化ガスのガス流路３１ａに連通している。同様に、セパレータ１２ｂにおける水素ガス用のマニホールド４２とマニホールド５２とは、セパレータ１２ｂに溝状に形成した入口側の連絡通路６３および出口側の連絡流路６４を介して、水素ガスのガス流路３１ｂに連通している。
【００２７】
また、各セパレータ１２ａ，１２ｂにおける冷却水のマニホールド４３とマニホールド５３とは、各セパレータ１２ａ，１２ｂに溝状に形成した入口側の連絡通路６５および出口側の連絡流路６６を介して、冷却水流路３２に連通している。このような各セパレータ１２ａ，１２ｂの構成により、単セル２には、酸化ガス、水素ガスおよび冷却水が適切に供されるようになっている。
【００２８】
次に、本発明の製造方法における評価工程について説明する。図２は本発明における品質評価領域を説明するための模式図である。本発明における搬送工程においては、図２に示すように品質評価領域１０において、帯状のシート状部材１２が搬送ロール１４Ａ〜１４Ｃ上を連続搬送されている。図２において矢印Ｘはシート状部材１２の搬送方向を示し、矢印Ｙは水平方向を示し、矢印Ｚは垂直方向を示す。シート状部材１２の垂直方向下側には、液滴落下位置測定部１６が備えられている。シート状部材１２の矢印ｙ１〜ｙ３は、それぞれの箇所におけるシート状部材１２の幅方向を示す。
【００２９】
図２に示すようにシート状部材１２は、矢印Ｘに沿って図２の紙面左側から右側に向かって連続搬送されている。搬送ロール１４Ａより搬送方向前側（図２における紙面左側）においてシート状部材１２の幅方向（図２における矢印ｙ１）は矢印Ｙで示される水平方向と一致している。品質評価領域１０においては、シート状部材１２は搬送方向に向かうともに、徐々に基準面に対してその幅方向が傾斜しながら搬送される。図２においては、シート状部材１２上における矢印Ｘ（搬送方向）と矢印Ｙ（水平方向）とで構成される面が基準面となる。
【００３０】
図２に示すように搬送ロール１４Ａより搬送方向前側においてシート状部材１２の幅方向（図２における矢印ｙ１）は水平方向と一致するように搬送されている。品質評価領域１０内においてシート状部材１２は、搬送ロール１４Ｂ上において基準面に対してその幅方向ｙ２が傾斜するように搬送され、搬送ロール１４Ｃ上においてはシート状部材１２の幅方向ｙ３が基準面の水平方向に対して約９０°、即ち矢印Ｚで示される垂直方向とほぼ一致するように傾斜して搬送される。
【００３１】
品質評価領域１０においてシート状部材１２表面に液滴が付与される（図２における液滴１８Ａ）。上述のようにシート状部材１２は搬送方向に従って基準面に対して幅方向の傾斜角が徐々に大きくなる。シート状部材１２表面に付与された液滴１８Ａは、図２に示すように例えば搬送ロール１４Ｂ上を通過した後、シート状部材１２の傾斜によってシート状部材１２表面から落下し（図２における液滴１８Ｂ）、その後液滴落下位置測定部１６にて捕捉される（図２における液滴１８Ｃ）。図２に示すように、本発明における評価工程においては、液滴落下位置測定部１６の表面において領域１６a1、１６a2・・・１６aZのいずれの位置に液滴が落下したかを判断できるようにモニタリングされている。
【００３２】
品質評価領域１０において、シート状部材１２の表面の転落角が所望の範囲にある場合、液滴の落下位置がほぼ同様の位置となる。このため、例えば、液滴落下位置測定部１６上の複数領域を良品区間とみなし（例えば、図２における複数領域１６Ａ）、当該領域内に液滴が落下した場合にはシート状部材１２の表面性状が品質保証の条件を満たす（転落角が所望の範囲内）と評価することができる。一方、複数領域１６Ａ以外に液滴が落下した場合には、当該液滴が付着していたシート状部材１２の部位における表面性状が品質保証の条件を満たしていない（転落角が所望の範囲外）と評価することができる。例えば、液滴が複数領域１６Ａよりも搬送方向手前側で落下した場合にはシート状部材１２表面の転落角が所望の角度よりも小さく、また、液滴が複数領域１６Ａよりも搬送方向後側で落下した場合にはシート状部材１２表面の転落角が所望の角度よりも大きいと評価し、いずれも品質保証の条件を満たさないと判断することができる。
【００３３】
本発明における評価工程においては、シート状部材１２の搬送と合わせてシート状部材１２のどの部位に付与された液滴が、液滴落下位置測定部１６のどの領域に落下したかを記録しておくことで、例えば、評価工程後に再度帯状のシート状部材１２を巻き取ってロール状とした後に、ロール全体として表面性状が品質保証の条件を満たしているのか、また、品質保証の条件を満たしていない場合にはどの部位が満たしていないのかを評価することができる。これにより、本評価工程を経て製造されたセパレータ粗材の品質保証の程度を高めることができる。
【００３４】
尚、評価工程においてシート状部材１２の表面に付与された液滴の挙動からシート状部材１２の表面性状を評価する手段は上述のように液滴の落下位置を用いて評価する手段のみならず、シート状部材１２の表面に付与された液滴の挙動を検査モニタによって観察することでシート状部材１２の表面性状を評価することができる。例えば、シート状部材１２の傾斜に伴って液滴の位置が初期範囲から外れたとき、又は、液滴の形状が変形したときのシート状部材１２の角度を検出することで、シート状部材１２の表面性状（例えば転落角）が品質保証の条件を満たすか否かを評価することができる。この場合、検査モニタで検出された角度が品質基準の条件となる角度以上であるか以下であるかを比較し、例えば、検出された角度が所定の角度以下である場合には、液滴が付着していたシート状部材１２の部位における表面性状が品質保証の条件を満たしている（転落角が所望の範囲内）と評価することができる。
【００３５】
本発明における評価工程における評価の手法について説明する。本発明における評価工程では、上述のように液滴の挙動に基づいてシート状部材表面の転落角を評価することができる。転落角とは液滴を載せた部材の表面を傾けた際に液滴が転がり始める角度を意味する。液滴の転落角は、一般に撥水等の評価指標とすることができ、水の接触角等と同様に市販の接触角測定装置などを用いて測定することができる。本発明において特に限定されるものではないが、セパレータ粗材の撥水性を確保する観点から、品質評価領域におけるシート状部材表面の転落角が４０°以下であることが好ましく、２０°以下が更に好ましく、１０°以下が特に好ましく、これら角度を撥水性評価の基準として用いることができる。また、例えば、セパレータ粗材の親水性を評価する場合には、品質評価領域におけるシート状部材表面の転落角が６０°以下であることを評価基準としてもよい。当該転落角は、測定対象の部材上に、液体（２５％エタノール水溶液、５０μＬの液滴）を滴下し、当該部材を基準面（水平面）に対して傾斜させてゆき、液滴が移動（流動）したときの基準面に対する部材の傾斜角θを転落角として用いることができる。
【００３６】
評価工程においてシート状部材の表面に付与される液滴の種類及びサイズは適宜選定が可能であるが、例えば、純水や上述の液体（２５％エタノール水溶液、５０μＬの液滴）等を用いることができる。
【００３７】
本発明の製造方法においては、あらかじめこれら手段によってシート状部材の表面性状として品質保証の観点から好ましい転落角の範囲を決定しておき、本発明における搬送工程（評価工程）における搬送速度や装置の周辺環境を加味した上で、品質評価領域において当該転落角を有するシート状部材に液滴を付与した際にどのような挙動を示すか（液滴の落下地点や液滴が動き出す角度等）を基準とし、当該挙動との差異に基づいて連続搬送されるシート状部材の各部位の表面性状を評価することができる。例えば、液滴の落下地点を基準とする場合には搬送方向前後において基準地点から所定の距離内（例えば、±０．３ｍ）を品質保証の条件を満たす区間として設定してもよいし、液滴の動き出し時のシート状部材の基準面に対する傾斜角（例えば、２５°）を基準とする場合には、液滴の動きだし時におけるシート状部材基準面に対する角度が２５°以下の場合には品質保証の条件を満たすと評価することができる。
【００３８】
シート状部材表面の転落角の調整は、基材種や各種表面処理を施すことで適宜所望の範囲とすることができる。例えば、基材種、撥水剤種、被膜層の種類や焼成方法、表面処理後のシート状部材の乾燥方法（温度、時間、風量、風速等）、を適宜調整することでシート状部材（セパレータ粗材）表面の転落角を所望の範囲に制御することができる。
【００３９】
例えば、撥水剤を用いた場合には、乾燥時間が長い場合、または、同じ温度条件で焼成時間を長くする場合には、転落角が小さくなる傾向にある。また、同じ焼成時間でも焼成温度を高くすると、転落角が小さくなる傾向にある。
【００４０】
尚、上述ではシート状部材の表面性状について液滴の転落角を用いた場合について説明したが本発明における評価工程における評価はこれに限定されるものではなく、例えば、液滴の接触角等を基準にシート状部材の表面性状の評価を行うこともできる。
【００４１】
以下、本発明の実施形態について説明する。図３は、本発明の製造方法における一実施形態を説明するための説明図である。図３において、図２と同様の部材については同様の番号を付しその説明を省略する。図３に示す実施形態に係る燃料電池用セパレータ粗材の製造方法は、帯状のシート状部材１２を搬送方向（矢印Ｘの方向）に搬送する搬送工程Ｓ１０を含み、搬送工程Ｓ１０に含まれる各工程において特定の処理を施すことでセパレータ粗材を作製する製造方法である。図３に示すように、搬送工程Ｓ１０は表面処理工程Ｓ１と評価工程Ｓ２と巻き取り工程Ｓ３とを含む。
【００４２】
搬送工程Ｓ１０において、帯状のシート状部材１２は搬送方向（矢印Ｘの方向）に向かって連続して搬送されており、表面処理工程Ｓ１及び評価工程Ｓ２を経た後、巻き取り工程Ｓ３においてロール状にされる。ロール状にされたシート状部材（セパレータ粗材）は、裁断工程やセル接着工程を含む次工程に移送される。
【００４３】
表面処理工程Ｓ１は、シート状部材１２の表面に表面処理を施す工程である。表面処理工程Ｓ１によって施される表面処理はカーボンコートやＵＶ処理など上述の各種表面処理が挙げられる。本実施形態においては当該表面処理によってシート状部材１２の表面に導電性及び撥水性を付与している。
【００４４】
評価工程Ｓ２は、表面処理工程Ｓ１によって表面処理されたシート状部材の表面性状を評価する工程である。評価工程Ｓ２は、噴射装置２０から液滴１８をシート状部材１２表面に付与し、品質検査領域（品質評価領域）においてシート状部材１２を基準面に対して傾斜させて搬送し、シート状部材１２から落下した液滴の位置を測定することでシート状部材１２表面の転落角を評価することができる。図３に示すように本実施形態においては、搬送ロール１４Ａ〜１４Ｃにかけてシート状部材１２を基準面（搬送方向（矢印Ｘ）と水平方向（矢印Ｙ）と一致するシート状部材１２上の面）に対して傾斜させ、搬送ロール１４Ｃ上付近で基準面との傾斜角が約９０°となっている。また、本実施形態においては搬送ロール１４Ｃ〜１４Ｅにかけて徐々に基準面に対する傾斜角を緩くし、搬送ロール１４Ｅに達する際には基準面に対する傾斜角がほぼ０°となるように搬送されている。
【００４５】
本実施形態においては、一定間隔でシート状部材１２に対して一滴ずつ液滴１８を付与している。当該間隔は特に限定されるものではないが、例えば、シート状部材１２の搬送方向に対して１５０ｍｍ毎に液滴が付与されるように噴射装置２０を制御することができる。この場合、搬送方向１５０ｍｍ毎に、シート状部材１２の表面性状（転落角）を評価することとなる。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、搬送方向にそって噴射口を３〜４つ程度有する噴射装置を用いて、シート状部材１２の搬送方向に対して１５０ｍｍ毎に液滴が３〜４滴付与されるように構成してもよい。この場合、噴射口間の距離を加味して、液滴落下位置測定部１６における良好な品質と判断される落下領域を設定することが好ましい。
【００４６】
評価工程Ｓ２においては、シート状部材１２上の液滴を付与した部位、及び、これに対する結果（液滴落下位置測定部１６のどの領域に液滴が落下したか）が記録され、当該記録を基づいて、シート状部材１２の各部位における表面性状（転落角）が品質保証の条件を満たすものであるか否かが評価される。
【００４７】
巻き取り工程Ｓ３は、評価工程を経た帯状のシート状部材１２（セパレータ粗材）を再び巻き取りロール状とする工程である。尚、本実施形態においては、一定量のシート状部材１２を巻き取った後、一ユニットのロール状のセパレータ粗材として次工程に移行させる。
【００４８】
評価工程Ｓ２や巻き取り工程Ｓ３においては、評価工程Ｓ２の評価結果を参照し、例えば、品質保証の条件を満たさないと判断した領域についてはマーク等を付すことで、後の工程において評価工程Ｓ２の結果が視覚的にわかるように加工処理を施してもよい。
【００４９】
更に、本実施形態においては、品質評価の結果に関わらずシート状部材１２を巻き取り工程Ｓ３においてロール状とする態様を説明したが、本発明は当該態様に限定されるものではなく、例えば、品質保証の条件を満たさない部位が発見された段階でラインをストップし、当該不良部位を切除するような態様であってもよい。また、本実施形態において搬送速度等は特に限定されるものではなく、所望の生産量等に応じて適宜設定することができる。
【００５０】
次に本発明の他の実施形態について説明する。図４は、本発明の製造方法における他の実施形態を説明するための説明図である。また、図５は、評価工程Ｓ２３における評価方法を説明するための説明図である。
【００５１】
図４において、他の図面と同様の部材については同様の番号を付しその説明を省略する。図４に示す他の実施形態に係る燃料電池用セパレータ粗材の製造方法は、裁断工程Ｓ２１にて裁断された複数の板状のシート状部材を連続搬送する搬送工程Ｓ２０を含み、搬送工程Ｓ２０に含まれる各工程において特定の処理を施すことでセパレータ粗材を作製する製造方法である。図４に示すように、搬送工程Ｓ２０は裁断工程Ｓ２１と、表面処理工程Ｓ２２と、評価工程Ｓ２３と、セル接着工程Ｓ２４とを含む。
【００５２】
裁断工程Ｓ２１は、帯状のシート状部材を裁断し、板状のシート状部材とする工程である。シート状部材の裁断手段は特に限定されるものではなくインライン処理に用いられる公知の裁断方法を適宜採用することができる。
【００５３】
表面処理工程Ｓ２２は、裁断工程Ｓ２１によって裁断された板状のシート状部材の表面に表面処理を施す工程である。表面処理工程Ｓ２２によって施される処理は上述の表面処理工程Ｓ１と同様のためその説明を省略する。
【００５４】
評価工程Ｓ２３は、表面処理工程Ｓ２２によって表面処理されたシート状部材の表面性状を評価する工程である。評価工程Ｓ２３は、噴射装置２０から液滴１８をシート状部材２６の表面に付与し、品質検査領域においてシート状部材２６を基準面に対して傾斜させながら搬送し、この際シート状部材２６の表面に付与された液滴の挙動を、図示を省略するカメラによってモニタリングし、当該液滴が移動した時点のシート状部材２６の基準面に対する傾斜角に基づいてシート状部材２６表面の転落角を評価することができる。
【００５５】
評価工程Ｓ２３において、表面処理工程Ｓ２２から搬送されてきた板状のシート状部材２６は、シート状部材２６一枚ごとにステーション２４上に載置される。ステーション２４は、図４におけるステップＳ２３１〜Ｓ２３４に示されるように、板状のシート状部材２６の幅方向が基準面（図４のステップＳ２３１〜Ｓ２３４において矢印Ｙで示される水平方向）に対して傾斜するように一方の端が上昇又は下降するように構成されている。図４のステップＳ２３１〜Ｓ２３４に示すように、ステップＳ２３１〜Ｓ２３３にかけてステーション２４の一端が上昇し、ステップＳ２３３においてシート状部材２６の基準面に対する傾斜角が最大となるように構成されている。また、ステップＳ２３３〜ステップＳ２３４にかけてステーション２４の一端は下降し、Ｓ２３４においてシート状部材２６の基準面に対する傾斜角が０°となる。
【００５６】
評価工程Ｓ２３においては、液滴の挙動をモニタリングし、液滴が動いた時点のシート状部材２６の基準面に対する傾斜角からその表面の転落角を判断し評価に供す。液滴の動いた時点は、図５に示すように例えばＳ２３２においてシート状部材２６の表面に付与された液滴の初期位置を記録し領域２８を決定する（図５（Ａ））。次いでシート状部材２６を搬送させながら液滴の挙動を観察し続け、液滴が移動又は変形して少なくとも一部が領域２８からはみ出た時点（図５（Ｂ））を液滴が動いた時点とし、その際のシート状部材２６の基準面に対する傾斜角を記録する。
【００５７】
評価工程Ｓ２３においては、シート状部材２６上の液滴を付与した部位、及び、これに対する結果（液滴が動いた時点の傾斜角）が記録され、当該記録を基づいて、シート状部材２６の各部位における表面性状（転落角）が品質保証の条件を満たすものであるか否かが評価される。
【００５８】
評価工程Ｓ２３において液滴の動きが観察された後、ブロー処理等によりシート状部材２６表面から液滴が排除され、シート状部材２６はセル接着工程Ｓ２４に搬送される。
【００５９】
セル接着工程Ｓ２４は、セル作製のための図示を省略するＭＥＡ等にシート状部材２６（セパレータ粗材）を接着させる工程である。なお、評価工程Ｓ２３を経たセパレータ粗材は、プレス成型等によって表面に凹凸パターンを形成した後、セル接着工程Ｓ２４に搬送されるように構成してもよい。
【００６０】
本実施形態において搬送速度等は特に限定されるものではなく、所望の生産量等に応じて適宜設定されるが、例えば、各工程を２〜３秒／枚程度で実施することができる。また、特に限定されるものではないが、例えば、品質保証の条件を満たさないシート状部材が発見された場合、当該シート状部材をラインから排除し次工程に搬送しない態様であってもよい。
【００６１】
以上本発明の実施形態について説明したが本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態においては幅方向が基準面に対して傾斜角を有するようにシート状部材を傾斜させ当該傾斜に沿った液滴の挙動に基づいてその表面性状を評価する方法について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、シート状部材の搬送方向が基準面に対して傾斜するように搬送ラインを構成し、シート状部材の搬送方向に沿った液滴の挙動に基づいてその表面性状を評価する方法であってもよい。
【００６２】
また、上述の実施形態においてはシート状部材の片面のみを評価対象としているが、本発明はこれに限定されず、シート状部材の両面を評価する構成とすることもできる。上記実施例においてはプレス成型前のセパレータ粗材について評価を行っているが、パターン形成後であっても平面を有する箇所に選択して液滴を付与することで本発明の製造方法を適用することも可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１０…品質評価領域、１２…帯状のシート状部材、１６…液滴落下位置測定部、１８…液滴、２０…噴射装置、２６…板状のシート状部材、Ｓ２…評価工程、Ｓ１０…搬送工程、Ｓ２０…搬送工程、Ｓ２２…表面処理工程、Ｓ２３…評価工程
【図１】
2017117650.tif 000003
【図２】
2017117650.tif 000004
【図３】
2017117650.tif 000005
【図４】
2017117650.tif 000006
【図５】
2017117650.tif 000007