(57)【要約】【課題】金属をセパレータ基材として、表面に導電性フィラーを混合した導電性樹脂層を、基材との良好な密着性を有した状態で形成することで、導電性、耐食性、機械的強度、薄型化等のセパレータの各種要求特性を満たし、かつ安価な燃料電池用セパレータを提供すること。【解決手段】金属基材１上に、少なくとも導電性フィラーと樹脂とを混合した導電性樹脂層２，３を積層してなる燃料電池用セパレータにおいて、導電性樹脂層が、第１の導電性樹脂層２と第２の導電性樹脂層３を順次積層してなり、かつ、前記第１の導電性樹脂層２にのみカップリング剤が添加されていることを特徴とする燃料電池用セパレータ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属基材上に、少なくとも導電性フィラーと樹脂とを混合した導電性樹脂層を積層してなる燃料電池用セパレータにおいて、
前記導電性樹脂層が、第１の導電性樹脂層と第２の導電性樹脂層を順次積層してなり、かつ、前記第１の導電性樹脂層にのみカップリング剤が添加されていることを特徴とする燃料電池用セパレータ。
【請求項２】
前記金属基材がアルミニウム又はアルミニウム系合金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】
少なくとも前記第２の導電性樹脂層が炭素系材料を導電性フィラーとして含有す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。
【請求項４】
前記樹脂がフッ素系樹脂であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項５】
前記カップリング剤が、アミン基を有するカップリング剤であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の燃料電池用セパレータの製造方法において、
少なくとも下記（１）〜（４）の工程により製造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。
（１）少なくとも、導電性フィラー、樹脂、カップリング剤、および溶媒を混合してなる第１の導電性樹脂層形成用流体を調製し、金属基材上に前記第１の導電性樹脂層形成用流体を塗布する工程
（２）乾燥により前記溶媒分を除去し、第１の導電性樹脂層を硬化する工程
（３）少なくとも、導電性フィラー、樹脂、および溶媒を混合してなる第２の導電性樹脂層形成用流体を調製し、前記第１の導電性樹脂層上に前記第２の導電性樹脂層形成用流体を塗布する工程
（４）乾燥により前記溶媒分を除去し、第１の導電性樹脂層を硬化する工程
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用のセパレータおよびその製造方法に関するものであり、特に金属セパレータ基板を有する燃料電池用のセパレータおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は水素などの燃料と空気などの酸化剤を電気化学的に反応させることにより燃料の化学エネルギーを電気エネルギーに変換して取り出す発電方式であり、発電効率が高く、静粛性に優れ、大気汚染の原因となるＮＯｘ、ＳＯｘ、また地球温暖化の原因となるＣＯ２ の排出量が少ない等の利点から、新エネルギーとして期待されている。
その適用例は携帯電気機器の長時間電力供給、コジェネレーション用定置型発電温水供給機、燃料電池自動車など、用途も規模も多様である。
【０００３】
燃料電池の種類は使用する電解質によって、固体高分子型、リン酸型、溶融炭酸塩型、固体酸化物型、アルカリ型等に分類され、それぞれ運転温度が大きく異なり、それに伴い発電規模や利用分野も異なる。陽イオン交換膜を電解質として用いる固体高分子型燃料電池は比較的低温での動作が可能であり、また、電解質膜の薄膜化により内部抵抗を低減できるため高出力化、コンパクト化が可能である。
【０００４】
燃料電池は電解質膜の一方の面にアノード（燃料極）、他方の面にカソード（酸化剤極）を設けた膜電極接合体（以下ＭＥＡと称す場合がある）の両側に、セパレータを配した単電池セルを単数あるいは複数積層した構造を有している。
【０００５】
図３は前記電解質膜の両面に電極触媒層を形成した膜電極結合体の一実施態様の断面説明図である。
電解質膜１１の両面に常法により電極触媒層１２、１３を接合・積層して膜電極結合体２２が形成される。
【０００６】
図４は、この膜電極結合体２２を装着した固体高分子型燃料電池の単セルの一実施態様の構成を示す分解断面図である。
膜電極接合体２２の電極触媒層１２、１３と対向して空気極側ガス拡散層１４および燃料極側ガス拡散層１５が配置される。これによりそれぞれ空気極１６及び燃料極１７が構成される。そしてガス流通用のガス流路１８を備え、相対する主面に冷却水流通用の冷却水流路１９を備えた導電性でかつ不透過性の材料よりなる１組のセパレータ２０が配置される。燃料極１７側のセパレータ２０のガス流路１８からは燃料ガスとして、例えば水素ガスが供給される。一方、空気極１６側のセパレータ１０のガス流路１８からは、酸化剤ガスとして、例えば酸素を含むガスが供給される。
図４に示した固体高分子型燃料電池は一組のセパレータに固体高分子電解質膜１１、電極触媒層１２、１３、ガス拡散層１４、１５が狭持された、いわゆる単セル構造の固体高分子型燃料電池であるが、本発明にあっては、セパレータ２０を介して複数のセルを積層して燃料電池とすることもできる。
固体高分子電解質膜１１は、例えばパーフルオロカーボンスルホン酸膜であり、電極触媒層１２、１３は、例えばカーボンブラック粒子に触媒物質［主として白金（Ｐｔ）あるいは白金族金属（Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ）］を担持した触媒層である。
【０００７】
すなわち、燃料極１７、空気極１６のそれぞれに反応ガスが供給されると、各電極触媒層中の触媒粒子表面において、下記の式（１）、（２）の電気化学反応が生じ直流電力を発生する。
燃料極側：２Ｈ２ →４Ｈ＋ ＋４ｅ−                式（１）
空気極側：Ｏ２ ＋４Ｈ＋ ＋４ｅ− →２Ｈ２Ｏ        式（２）
燃料極側では水素分子（Ｈ２）の酸化反応が起こり、空気極側では酸素分子（Ｏ２）の還元反応が起こることで、燃料極１７側で生成されたＨ＋イオンは固体高分子電解質膜１１中を空気極１６側に向かって移動し、ｅ−（電子）は外部の負荷を通って空気極１６側に移動する。
一方、空気極１６側では酸化剤ガスに含まれる酸素と、燃料極１７側から移動してきたＨ＋イオンおよびｅ−とが反応して水が生成される。かくして、固体高分子形燃料電池は、水素と酸素から直流電流を発生し、水を生成することになる。
【０００８】
前記のように燃料極１７に対向するセパレータ２０表面には、燃料を流通させるための凹溝状の燃料流路１８が設けられている。
また、空気極１６に対向するセパレータ２０表面には、酸化剤ガスを流通させるための凹溝状の酸化剤ガス流路１８が設けられている。
【０００９】
燃料としては、水素を主体とした改質ガス（又は水素ガス）や、メタノール水溶液などが用いられている。
【００１０】
しかし、前記空気極側の還元反応（酸素分子（Ｏ２）の４電子還元）は難しく、空気極側において副反応として下記の電気化学反応（酸素分子（Ｏ２）の２電子還元）が生じて多くのＨ２Ｏ２が発生する。そして不純物としてＦｅ（II）などが存在するとその触媒作用でＨ２Ｏ２ が分解され、ＯＨ・（ＯＨラジカル）とＯＨ− が生成する。
【００１１】
空気極側：Ｏ２ ＋２Ｈ＋ ＋２ｅ− →Ｈ２Ｏ２
Ｈ２Ｏ２ ＋Ｆｅ（II）→ＯＨ・＋ＯＨ− ＋Ｆｅ（III ）
生成したＯＨ・（ＯＨラジカル）は酸化力が大きく、固体高分子電解質膜１１を酸化し分解し劣化する。
【００１２】
直接メタノール型燃料電池は、メタノール水溶液を直接ＭＥＡに供給する方式の燃料電池であり、ガス改質器が不要、かつ、体積基準のエネルギー密度が高いメタノール水溶液を利用できることから、装置の更なる小型化が可能であり、携帯電気機器（例えば携帯音楽プレーヤー、携帯電話、ノート型パソコン、携帯型テレビ等）のポータブル電源としての展開が期待されている。
【００１３】
直接メタノール型燃料電池の発電方法としては、電解質膜を介して、メタノールと（酸化剤ガスに含まれる）酸素を、燃料極側触媒層および空気極側触媒層に含まれる触媒粒子表面において、下記の式（３）〜（５）の電気化学反応を生じさせる方法を用いている。
燃料極側反応：ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２ ＋６Ｈ＋ ＋６ｅ−      式（３）
空気極側反応：６Ｈ＋ ＋（３／２）Ｏ２ ＋６ｅ− →３Ｈ２Ｏ      式（４）
全反応：      ＣＨ３ＯＨ＋（３／２）Ｏ２ →ＣＯ２ ＋２Ｈ２Ｏ   式（５）
【００１４】
燃料極側では、供給されたメタノールおよびその水溶液が、燃料極側触媒層での式（３）の反応により炭酸ガス、水素イオン、および電子に解離する。
この際、蟻酸等の中間生成物も微量発生する。
【００１５】
生成された水素イオンは電解質膜中を燃料極から空気極側に移動し、空気極触媒層において、空気中から供給された酸素ガスおよび電子と、式（４）に従って反応し、水が生成する。
【００１６】
燃料電池用セパレータは燃料電池の単位セルを形成する保持支持体であり、燃料（水素、メタノール等）や酸素を供給する供給経路となる。燃料極に対向するセパレータ表面には、燃料を流通させるための凹溝状の燃料ガス流路が設けられている。また、空気極に対向するセパレータ表面には、酸化剤ガスを流通させるための凹溝状の酸化剤ガス流路が設けられている。
【００１７】
燃料電池用セパレータは、燃料や酸素の供給を制御する他、集電体としての役割も有している。このため、全体としての体積抵抗が小さく、ＭＥＡとの接触抵抗が低くなるよう、優れた導電性が必要である。また、還元性の水素ガス、空気等の酸化剤ガス、冷却水などの冷却媒体、その他反応副生成物（蟻酸、水蒸気等）に曝され、さらに通電による電気化学反応の作用も受けるため、これらに対する耐食性も重要な特性である。その他、水などの反応生成物の除去、燃料の外部漏出防止等の役割も大きい。
【００１８】
燃料電池用セパレータの基材としては、非金属系と金属系に大別できる。非金属系セパレータとしては緻密カーボングラファイト等のカーボン系材料、樹脂材料がある。カーボン系材料は耐食性に優れているが、導電性、ガス不透過性が良好でない。また機械的特性も低いためプレス加工が困難であり、切削加工により流路やマニホールドを成型することになる結果、加工コストが高くなり量産性に問題がある。
そこで樹脂材料を使用することでガス不透過性、加工性の問題はある程度解消されるが、導電性フィラーを混入しないと導電性を発現することが困難であり、また導電性フィラーを混入し過ぎると十分なガス不透過性を確保するのが困難となる。
【００１９】
金属系の材料としてはステンレス鋼（ＳＵＳ）、チタン、アルミニウム等が挙げられる。金属系材料は強度、延性に優れていることから、流路やマニホールドを成型するためのプレス加工が容易であり、加工コストが安価で量産性に優れている。さらには板厚の薄い金属を用いることが可能であり、燃料電池スタックの質量や容積を低減できる効果もある。
【００２０】
しかし、金属系セパレータは燃料電池の使用環境雰囲気において耐食性に問題がある。
セパレータ基材の電位が活性態域および過不動態域にあたると、金属の腐食が促進され、セパレータとＭＥＡとの接触抵抗が増大する。またセパレータからの溶出金属イオンが電解質膜に捕捉されると、電解質膜のプロトン伝導能が低下する。
さらには溶出金属イオンが存在すると空気極において過酸化水素等のラジカル性化学種が発生し、このラジカル性化学種の作用により電解質膜の劣化も引き起こす。
セパレータ基材の電位が不動態域であった場合、腐食の進行は小さいが、不働態皮膜が成長する。通常不働態皮膜は水酸化物、オキシ水酸化物、酸化物等で構成されている。これら化合物の殆どは電気伝導性に乏しいため、金属セパレータの不働態皮膜が成長するに従って、電気抵抗が増大し、電池性能が劣化する。
【００２１】
金属系セパレータの改良策として、高い導電性および耐食性を持つ貴金属をめっき、スパッタ等によりコーティングする方法（特許文献１、２等）が報告されている。
しかし、セパレータ表面全体に対して、ピンホールを生じない程度の膜厚のコーティングを施すには、かなりの金属量が必要であるため、コスト的な問題が懸念される。
【００２２】
貴金属等の導電性材料をフィラーとして熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂に混合し、セパレータ表面にコーティングする方法（特許文献３等）が報告されている。
しかし、燃料電池作動雰囲気下で必要とされる耐酸性、耐メタノール性を満たす樹脂としては、フッ素系樹脂以外を使用することは難しい。またフッ素系樹脂を使用した場合は、基材である金属との密着性不良の可能性がある。
【００２３】
基材とフッ素系樹脂の密着性を向上させるために、カップリング剤をプライマーとして利用する方法（特許文献４、５他）や、カップリング剤を導電性樹脂材料に添加する方法（特許文献６，７他）が報告されている。後述の方法は、導電性フィラーと樹脂との混合の安定性を向上させるため、前述の方法より利点があるが、カップリング剤の‐ＯＨ基による密着性向上作用が燃料電池動作環境化に存在する酸により容易に失われ、良好な密着性が保持できないという課題がある。
【特許文献１】特開２００１−２９７７７７公報
【特許文献２】特開２００３−３３８２９６公報
【特許文献３】特開２００２−２７０２０３公報
【特許文献４】特開２００４−１４２７２公報
【特許文献５】特開２００６−２６９０９０公報
【特許文献６】特許第３７２３４９５号
【特許文献７】特開２００５−２４３３５４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
本発明の目的は、前述した背景技術における問題点を考慮し、金属をセパレータ基材として、表面に導電性フィラーを混合した導電性樹脂層を、基材との良好な密着性を有した状態で形成することで、導電性、耐食性、機械的強度、薄型化等のセパレータの各種要求特性を満たし、かつ安価な燃料電池用セパレータを提供することであり、
本発明の第２の目的は、そのような燃料電池用セパレータを容易に低コストで簡便に製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
請求項１に記載の発明は、金属基材上に、少なくとも導電性フィラーと樹脂とを混合した導電性樹脂層を積層してなる燃料電池用セパレータにおいて、
前記導電性樹脂層が、第１の導電性樹脂層と第２の導電性樹脂層を順次積層してなり、かつ、前記第１の導電性樹脂層にのみカップリング剤が添加されていることを特徴とする燃料電池用セパレータである。
請求項２に記載の発明は、前記金属基材がアルミニウム又はアルミニウム系合金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である。
請求項３に記載の発明は、少なくとも前記第２の導電性樹脂層が炭素系材料を導電性フィラーとして含有す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である。
請求項４に記載の発明は、前記樹脂がフッ素系樹脂であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の燃料電池用セパレータである。
請求項５に記載の発明は、前記カップリング剤が、アミン基を有するカップリング剤であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の燃料電池用セパレータである。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の燃料電池用セパレータの製造方法において、
少なくとも下記（１）〜（４）の工程により製造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である。
（１）少なくとも、導電性フィラー、樹脂、カップリング剤、および溶媒を混合してなる第１の導電性樹脂層形成用流体を調製し、金属基材上に前記第１の導電性樹脂層形成用流体を塗布する工程
（２）乾燥により前記溶媒分を除去し、第１の導電性樹脂層を硬化する工程
（３）少なくとも、導電性フィラー、樹脂、および溶媒を混合してなる第２の導電性樹脂層形成用流体を調製し、前記第１の導電性樹脂層上に前記第２の導電性樹脂層形成用流体を塗布する工程
（４）乾燥により前記溶媒分を除去し、第１の導電性樹脂層を硬化する工程
【発明の効果】
【００２６】
請求項１に記載の発明によれば、第１の導電樹脂層に含有されたカップリング剤による金属基材との相互作用により、導電樹脂層と金属基材との密着性を向上させることができる。さらに、酸性雰囲気に弱いカップリング剤を含有していない第２の導電性樹脂層を最表面に配置することで、燃料電池セパレータとしての耐食性を確保することが可能となる。また、カップリング剤を添加することにより導電性フィラーと樹脂の混合状態の安定化にも効果が期待できる。
請求項２に記載の発明によれば、堅牢性、加工性等の機械的特性を満たし、比較的安価であるアルミニウム又はアルミニウム系合金を金属基材として用いることにより、さらなる低コスト化が可能である。アルミニウム又はアルミニウム系合金表面は、厚い自然酸化皮膜に覆われており、樹脂等の皮膜との良好な密着性を保持することが困難であるが、表面に水酸基が無数に存在することにより、シランカップリング剤を使用した場合、有機基が加水分解することで生成したシラノール基と、吸着、結合し、より強固な密着効果を発揮することができる。
請求項３に記載の発明によれば、高導電性、かつ耐食性を有する炭素系材料を導電性フィラーとして用いることにより、さらなる低コスト化を達成することができる。炭素系材料としては、黒鉛、カーボンブラック、膨張黒鉛、炭素繊維等を挙げることができる。
セパレータに必要な化学的な耐食性能として、電解質膜に由来するフッ酸等に対する酸耐性が挙げられる。請求項４に記載の発明によれば、この特性が保障されているフッ素樹脂を使用することで、安定した耐食性を確保することができる。しかし、フッ素樹脂は一般的に基材との密着性が良好でないため、本発明の請求項１記載のように、カップリング剤を使用して密着性を向上させる必要がある。
請求項５に記載の発明において、アミン基を有するカップリング剤は、広範囲の条件（pH等）において反応が進行するため、導電性樹脂層形成用流体がどのような組成で構成されていても、比較的安定した密着向上効果を発揮することができる。
請求項６に記載の発明によれば、第２の導電性樹脂層を塗布する工程の前に、第１の導電性樹脂層の溶媒を除去し、完全に硬化させることで、カップリング剤が第２層に流出することを防止し、基材と導電性樹脂層の密着性と導電性を両立させることが可能である。
また、導電性樹脂層の形成方法としてウェットコーティング法を用いることにより、ドライプロセスを適用した場合のような高価な設備を必要とすることなく連続的に安価に燃料電池用セパレータを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の燃料電池用セパレータについて、図を用いて説明する。図１は、本発明の燃料電池用セパレータの一部の要部断面を模式的に示す説明図である。
図１に示したように、本発明の燃料電池用セパレータは、金属基材１の表裏に、シランカップリング剤を含有する第１の導電性樹脂層２、さらに第１の導電性樹脂層２の上にはシランカップリング剤を含有していない第２の導電性樹脂層３が形成されている。
【００２８】
金属基材１を用いることにより、本発明の燃料電池用セパレータは高い機械的強度を有し、堅牢性を維持したまま、薄型化および軽量化が可能となり、一方、第１の導電性樹脂層２の部分と第２の導電性樹脂層３を介しているため金属基材１を用いた時に懸念される酸化皮膜成長による導電性の低下を招くことなく、高い耐食性を確保したまま、高い導電性を維持できる。
【００２９】
金属基材１自体については、本発明の燃料電池用セパレータは表面全体が上述の樹脂層に覆われるため、耐食性を考慮する必要はない。従って加工性や堅牢性、薄型化への対応のしやすさ等の他に、物理的強度を有しており、さらには、汎用性で入手が容易であり、材料費も安価である金属基材ならば本発明において使用でき、特に限定するところでない。
本発明で用いる金属基材１としては、例えば、鉄、アルミニウム、銅やそれらを含む合金等の金属材料等が挙げられる。燃料電池スタックの軽量化のためには、比重の小さい金属材料であるアルミニウム系金属が好ましい。
【００３０】
本発明で用いる樹脂については、セパレータ使用環境雰囲気において、耐食性が保証されているものとして、フッ素系樹脂を使用することが望ましい。例えば、PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）、PFA（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、FEP（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ETFE（テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体）、PVDF（ポリビニリデンフルオライド）、PCTFE（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ECTFE（クロロトリフルオエチレン・エチレン共重合体）が挙げられる。
【００３１】
第１の導電性樹脂層２および第２の導電性樹脂層３に含有される導電性フィラーについては、セパレータ使用環境雰囲気における耐食性、かつ高導電性を有している必要がある。具体的には、金、銀等の貴金属粒子、あるいは銅等の金、銀等に匹敵する良導電性の金属に、貴金属をコーティングして耐食性を付与した粒子、炭素系材料等が挙げられる。中でも安価である炭素系材料が望ましく、例として、黒鉛、カーボンブラック、膨張黒鉛、炭素繊維等が好ましく使用できる。
【００３２】
第１の導電性樹脂層２については、シランカップリング剤が導電性樹脂と金属基材と相互作用するための下地密着層として存在していればよく、膜厚については言及するところではない。
しかし、第２の導電性樹脂層３については、十分な耐食性を発現する必要があるため、樹脂組成にもよるが１０〜５０μｍ程度の膜厚が望ましい。第２の導電性樹脂層３の膜厚が１０μｍ未満になるとピンホール、クラック等の欠陥が現れ、十分な耐食性を確保できない恐れがある。また５０μｍを超えて膜厚が厚くなり過ぎてしまうと、体積抵抗の増加が懸念される他に、薄型化を損なう恐れがある。
【００３３】
導電性樹脂層の形成方法については、導電性樹脂層材料を印刷方式、ディッピング、スプレー、静電塗装等のウェットコーティングにより基材に塗布する方法が挙げられる。形成方法によっては複数回塗布する必要があるが、これによりピンホール、クラック等の発生が防止され、耐食性向上に効果がある。
【００３４】
導電性フィラーの固形分濃度および樹脂との混合比については、導電性樹脂層の形成方法によって適切な粘性が異なるため、適宜選択する必要がある。また上述したように膜厚の制御も重要であり、さらには導電性フィラーと樹脂の混合比によっては導電性のみならず、ガス不透過性、機械的強度にも関連してくるので、注意が必要である。
導電性フィラーの使用割合は、樹脂に対し例えば２５〜５０重量％である。
【００３５】
第１の導電性樹脂層に添加するカップリング剤については、シラン系，チタネート系，アルミネート系カップリング剤のいずれのカップリング剤でもよい。シランカップリング剤としては、有機官能基に作用する部位としてアミノ系、メタクリロキシ系、エポキシ系、クロロプロピル系、ビニル系、スルフィド系、アルキル系等が挙げられるが、導電性樹脂材料組成によるpH等の状態変動によって、カップリング剤が効果的に作用しない場合があるため、適宜調製が必要である。特に、広範囲の組成について安定的に密着性向上効果が得られるカップリング剤としては、アミノ系が望ましい。
カップリング剤の使用割合は、樹脂に対し例えば１重量％程度である。
【００３６】
本発明の燃料電池用セパレータは、下記（１）〜（４）の工程により製造することができる。
（１）少なくとも、導電性フィラー、樹脂、カップリング剤、および溶媒を混合してなる第１の導電性樹脂層形成用流体を調製し、金属基材上に前記第１の導電性樹脂層形成用流体を塗布する工程。塗布方法としては、上記のようにウェットコーティングが挙げられる。ウェットコーティングは、連続的に安価な塗布を可能とする。溶媒としては、とくに制限されないが、例えばＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等が挙げられる。また流体の固形分としては、例えば５〜３０重量％である。
（２）乾燥により前記溶媒分を除去し、第１の導電性樹脂層を硬化する工程。乾燥条件は、溶媒および樹脂により適宜決定される。
（３）少なくとも、導電性フィラー、樹脂、および溶媒を混合してなる第２の導電性樹脂層形成用流体を調製し、前記第１の導電性樹脂層上に前記第２の導電性樹脂層形成用流体を塗布する工程。塗布方法等の条件は、前記（１）と同様である。
（４）乾燥により前記溶媒分を除去し、第１の導電性樹脂層を硬化する工程。乾燥条件は前記（２）と同様である。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明の主旨を逸脱しない限り本発明は実施例に限定されるものではない。
【００３８】
（実施例１）
金属基材は、１００ｍｍ×５０ｍｍの１ｍｍ厚のアルミニウム板（ＪＩＳ：Ａ１０５０）を用いた。まず、２０重量％ ＮａＯＨ水溶液に常温、３分間浸漬し、脱脂およびアルカリエッチングを行い、次いで、３０重量％ ＨＮＯ３水溶液に常温、１分間浸漬し、脱スマットをした。その後水洗し、エアー乾燥することで前処理とした。
【００３９】
次に、アプリケータ塗工により第１の導電性樹脂層形成用流体を塗布し、８０℃、３０ｍｉｎオーブンで乾燥させ、第１の導電性樹脂層を形成した。第１の導電性樹脂層形成用流体は、導電性フィラーをアセチレンブラック、樹脂をポリフッ化ビニリデン、溶媒をＮ,N‐ジメチルホルムアミドとして、カップリング剤である３−アミノプロピルトリメトキシシランを１ｗｔ％添加し、導電性フィラーが３０ｖｏｌ％、不揮発分１０ＮＶ％になるように混合したものを使用した。
【００４０】
さらに、同様の工程で第１の導電性樹脂層上に第２の導電性樹脂層を形成した。第２の導電性材料は、第１の導電性樹脂層形成用流体と同様の導電性樹脂材料にカップリング剤を添加しないものを使用した。
乾燥条件は第１の導電性樹脂層および第２の導電性樹脂層ともに、８０℃、０．５時間とした。
第１の導電性樹脂層の厚さは、１０μｍであり、第２の導電性樹脂層の厚さは、１０μｍであった。
【００４１】
（比較例１、２）
比較例１として、実施例と同様の工程で、第１の導電性樹脂層のみを形成したセパレータを作製した。また、比較例２として、実施例と同様の工程で、第２の導電性樹脂層のみを形成したセパレータを作製した。
【００４２】
（評価方法）
導電性評価として以下の方法で貫通抵抗値の測定を行った。  セパレータを１０ｍｍ×１０ｍｍに断裁した表裏に、同サイズのカーボンペーパー［ＥＣ−ＴＰ１−０６０Ｔ（東レ製）］を合わせ電極に挟み込み、燃料電池スタックを想定した所定の圧力（０．５〜２．５ＭＰａ）をかけながら、４探針法（ＪＩＳ７１９４に準ずる）により測定した。
密着性評価はテープ剥離試験によって行った。当試験では、セパレータに導電性樹脂層を貫通して断裁跡を付け、この断裁跡にセロハン粘着テープを貼り剥離した時、導電性樹脂の剥離が確認されたものを「×」、剥離が確認されなかったものを「○」とした。
耐食性評価はセパレータの一部分を８０℃、ｐＨ２の硫酸、および５０℃、１００ｗｔ％のメタノールに２００ｈ浸漬した後、目視観察し、導電性皮膜に劣化（剥離あるいは皮膜成分の溶出等）が見られるならば「×」、特に劣化が見られなければ「○」とした。
【００４３】
貫通抵抗値の測定結果を図２に示す。図２より、実施例１の本発明におけるセパレータの貫通抵抗値は、比較例と同様、優れた導電性を示した。
次に、密着性評価および耐食性評価の結果を表１に示す。表１より、カップリング剤を含有した第１の導電性樹脂層のみ形成したセパレータ（比較例１）は密着性については問題なかったものの、硫酸への浸漬による劣化が確認された。また、カップリング剤を含有しない第２の導電性樹脂層のみ形成したセパレータ（比較例２）は耐食試験では劣化が見られなかったが、良好な密着性が得られなかった。これに対し、実施例１の本発明におけるセパレータは密着性、耐食性ともに良好であることが確認された。
【００４４】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の燃料電池用セパレータの一部の要部断面を模式的に示す説明図である。
【図２】実施例１、比較例１、２の燃料電池用セパレータの貫通抵抗値と測定時のプレス圧力との関係を示すグラフである。
【図３】電解質膜の両面に電極触媒層を形成した膜電極結合体の一実施態様の断面説明図である。
【図４】図３に示した膜電極結合体を装着した燃料電池の単セルの構成を示す分解断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１    金属基材
２    第１の導電性樹脂層
３    第２の導電性樹脂層
１１  電解質膜
１２  電極触媒層
１３  電極触媒層
１４  空気極側ガス拡散層
１５  燃料極側ガス拡散層
１６  空気極
１７  燃料極
１８  ガス流路
１９  冷却水流路
２０  セパレータ
２２  膜電極結合体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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