(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セパレータ用金属材料の表層の異常層を除去する工程と、異常層を除去した後に金属材料の重量を検査する第１検査工程と、金属材料に耐腐食用の不動態化処理を行う第１不動態化処理工程と、次に金属材料の表層に含む導電物の一部をエッチング処理にて突出させて頭出しを行うエッチング工程と、このエッチング工程の後に金属材料の重量を検査する第２検査工程と、この後に再び不動態化処理を行う第２不動態化処理工程とからなり、前記第１検査工程及び第２検査工程で各々重量の確認を行う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】
前記第１検査工程及び第２検査工程は、金属材料を水洗し乾燥させた後に実施す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】
前記第１検査工程又は第２検査工程で得られた重量が所定範囲を外れた金属材料では、以降の工程を実施しないことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項４】
前記第１検査工程及び第２検査工程で得られた重量が所定範囲内かどうかの判断を自動判断手段で行うようにしたことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の燃料電池用セパレータの製造方法。
【請求項５】
セパレータ用金属材料の表層の異常層を除去し、金属材料に耐腐食用の第１の不動態化処理を行い、金属材料の表層に含む導電物の一部をエッチング処理にて突出させて頭出しを行い、この後再び第２の不動態化処理を行う燃料電池用セパレータの製造装置において、
この製造装置は、前記異常層を除去する異常層除去槽と、前記第１の不動態化処理及び前記第２の不動態化処理を行う不動態化処理槽と、導電物の頭出しを行う導電物頭出し槽と、異常層除去後及び導電物頭出し後に前記金属材料の重量を測定する重量測定手段と、この重量測定手段からの重量情報に基づいて測定した重量が所定範囲にあるかどうか判断する自動判断手段とからなる燃料電池用セパレータの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セパレータの品質向上及び品質安定化を図るのに好適な燃料電池用セパレータ、特に金属製セパレータの製造方法及び同製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
固体高分子電解質型燃料電池は、各燃料電池セルを複数積層することで所望の出力を得る構造であるため、各燃料電池セルを仕切るセパレータとしては、樹脂材料に比較して積層時の加圧力に対する強度や積層後の小型化が有利な金属材料が有力視されている。
【０００３】
このような金属製セパレータの製造工程を次に説明する。
図６は従来のセパレータの製造工程を説明するフロー図である。なお、ＳＴ×××はステップ番号を示す。
ＳＴ１０１…圧延の後にプレス成形した金属材料（最終的にセパレータとなる。）を脱脂する。
ＳＴ１０２…金属材料を水洗する。
【０００４】
ＳＴ１０３…圧延時に形成されていた異常層をエッチング処理にて除去する。
ＳＴ１０４…金属材料を水洗する。
【０００５】
ＳＴ１０５…金属材料の腐食を防止するために第１不動態化処理を実施し、表面に不動態皮膜を形成する。
ＳＴ１０６…金属材料を水洗する。
【０００６】
ＳＴ１０７…金属材料中に含む金属間化合物等の導電物を金属表面から突出させて頭出しするためにエッチング処理を実施する。
ＳＴ１０８…金属材料を水洗する。
【０００７】
ＳＴ１０９…金属材料の腐食を防止するために第２不動態化処理を実施し、表面に不動態皮膜を形成する。
ＳＴ１１０…金属材料を水洗する。
ＳＴ１１１…金属材料を乾燥させる。これで、セパレータの製造が完了する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記したＳＴ１０３にて所定の異常層除去エッチング処理が行われない場合は、異常層が金属材料の表層に残り、これがＳＴ１０７の導電物頭出しエッチング処理に影響して導電物の頭出しが十分に行われなくなることが考えられ、導電物の頭出しが十分でないと、製造したセパレータを積層して燃料電池を組立てた場合に、セパレータ同士又はセパレータと電極との電気的な接触抵抗が大きくなって燃料電池の出力が十分に得られなくなる。また、ＳＴ１０７にて所定の導電物頭出しが行われない場合も上記と同様である。
【０００９】
そこで、上記のセパレータ製造工程の途中で所定の処理が行われているかどうかを確認することができれば、セパレータの品質が向上するとともにセパレータの品質を安定させることができ、金属材料に所定の処理が行われなかった場合に後工程で処理を続ける無駄も省ける。
【００１０】
本発明の目的は、燃料電池用セパレータの製造方法及び同製造装置を改良することで、セパレータの品質向上及び品質安定化を図るとともに製造工程の無駄を省くことにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、セパレータ用金属材料の表層の異常層を除去する工程と、異常層を除去した後に金属材料の重量を検査する第１検査工程と、金属材料に耐腐食用の不動態化処理を行う第１不動態化処理工程と、次に金属材料の表層に含む導電物の一部をエッチング処理にて突出させて頭出しを行うエッチング工程と、このエッチング工程の後に金属材料の重量を検査する第２検査工程と、この後に再び不動態化処理を行う第２不動態化処理工程とからなり、第１検査工程及び第２検査工程で各々重量の確認を行うことを特徴とする。
【００１２】
第１検査工程で測定した金属材料の重量を異常層除去前の重量と比較すれば、異常層除去量を確認することができ、また、第２検査工程で測定した金属材料の重量を第１検査工程で測定した重量と比較すれば、導電物頭出しのための金属材料除去量としての頭出し量を確認することができ、金属材料の品質の向上とともに品質の安定化を図ることができる。
【００１３】
請求項２は、第１検査工程及び第２検査工程を、金属材料を水洗し乾燥させた後に実施することを特徴とする。
第１検査工程及び第２検査工程を、金属材料を水洗し乾燥させた後に実施することで、金属材料表面に付着した付着物を除去し、第１検査工程及び第２検査工程での金属材料の重量の測定精度を高めることができる。
【００１４】
請求項３は、第１検査工程又は第２検査工程で得られた重量が所定範囲を外れた金属材料では、以降の工程を実施しないことを特徴とする。
第１検査工程又は第２検査工程で得られた重量が所定範囲を外れた金属材料の以降の工程を実施しないことで、第１検査工程以降又は第２検査工程以降にその金属材料の工程を実施する無駄を省くことができる。
【００１５】
請求項４は、第１検査工程及び第２検査工程で得られた重量が所定範囲内かどうかの判断を自動判断手段で行うようにしたことを特徴とする。
第１検査工程及び第２検査工程で得られた重量が所定範囲内かどうかの判断を自動判断手段で行うことで、検査工程の自動化を図ることができ、また、例えば、金属材料の搬送をも自動化すれば、金属材料の製造工程の無人化が可能になる。
【００１６】
請求項５は、セパレータ用金属材料の表層の異常層を除去し、金属材料に耐腐食用の第１の不動態化処理を行い、金属材料の表層に含む導電物の一部をエッチング処理にて突出させて頭出しを行い、この後再び第２の不動態化処理を行う燃料電池用セパレータの製造装置において、この製造装置を、異常層を除去する異常層除去槽と、第１の不動態化処理及び第２の不動態化処理を行う不動態化処理槽と、導電物の頭出しを行う導電物頭出し槽と、異常層除去後及び導電物頭出し後に金属材料の重量を測定する重量測定手段と、この重量測定手段からの重量情報に基づいて測定した重量が所定範囲にあるかどうか判断する自動判断手段とから構成する。
【００１７】
金属材料の異常層除去後又は導電物頭出し後に、例えば、重量測定手段により測定した金属材料の重量が所定範囲にないと自動判断手段が判断した場合には、その金属材料を製造工程から外すことができ、品質の優れたセパレータのみを安定して製造することができる。
また、重量が所定範囲にない金属材料を製造工程から外すため、その金属材料の製造を継続するような無駄を省くことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る燃料電池用セパレータの製造装置を示す説明図であり、セパレータ製造装置１０は、後述する各処理を行うためにその処理液を貯めた処理槽１１・・・（・・・は複数個を示す。以下同様。）及び乾燥を行う乾燥機１７と、これらの処理槽１１・・・及び乾燥機１７の位置へセパレータ素材２０を搬送する搬送装置２１と、この搬送装置２１で移動させるセパレータ素材２０を上下動させる電動モータ用の駆動装置２２と、セパレータ素材２０を処理槽１１・・・の各処理液に浸けるために処理槽１１・・・をそれぞれ上下動させる昇降装置３１・・・と、処理槽１１・・・内の各処理液の温度を調整する液温調整装置４１・・・（この液温調整装置４１は各処理槽１１のそれぞれに備えるが、図では１つの処理槽１１にのみ描いた。）と、これらの乾燥機１７、搬送装置２１、駆動装置２２、昇降装置３１・・・、液温調整装置４１を制御する制御装置４２とからなる。なお、３１ｄは各昇降装置３１のそれぞれを駆動する昇降駆動部である。
【００１９】
処理層１１・・・は、後で説明する図４又は図５の各工程（重量測定工程及び乾燥工程は除く。）毎に並べたものであり、例えば、図の最も左側の処理槽１１が製造工程の最初である脱脂工程のための処理槽である。
【００２０】
セパレータ素材２０は、上記のセパレータ製造装置１０によって最終的にセパレータとなるものであり、金属材料、例えば、ステンレス鋼（特に、オーステナイト系ステンレス鋼）を薄板に圧延し、この後に燃料電池における燃料ガス、酸化剤ガス、冷却水を通す各溝、穴等をプレス成形したものである。
【００２１】
乾燥機１７は、制御装置４２からのオンオフ信号により作動又は停止する装置であり、セパレータ素材２０に、例えば送風又は放熱することでセパレータ素材２０を乾燥させる。
【００２２】
搬送装置２１は、処理槽１１・・・及び乾燥機１７の上方に配置したものであり、第１電動モータ４３で駆動する第１ドラム４４と、第２電動モータ４５で駆動する第２ドラム４６と、これらの第１ドラム４４及び第２ドラム４６のそれぞれに渡したケーブル４７と、このケーブル４７の途中に取付けたセパレータ搬送部４８と、セパレータ素材２０の重量を測定するための重量測定手段としての重量センサ５０とからなる。
【００２３】
セパレータ素材２０を搬送するには、制御装置４２で第１電動モータ４３及び第２電動モータ４５を同期するように回転させ、第１ドラム４４及び第２ドラム４６を回転させてセパレータ素材２０を吊るしたセパレータ搬送部４８を移動させる。
【００２４】
図２は本発明に係るセパレータの処理状態を示す説明図であり、セパレータ素材２０に対して、例えば、処理槽１１の下部に設けた昇降装置３１を駆動させて処理槽１１を上昇させ、セパレータ素材２０を処理槽１１に満たした処理液７１に浸けた状態を示す。なお、７２，７２は処理槽１１内に配置したヒータ、７３はヒータ７２，７２用の電源、７４は処理液７１の温度を検知する温度センサであり、この温度センサ７４からの温度信号を液温調整装置４１に送ることにより、液温調整装置４１は電源７３からヒータ７２，７２への通電を制御し、処理液７１の温度を所定温度に調整する。
【００２５】
昇降装置３１は、ベース部７６と、このベース部７６に一端をスイング可能に取付けるとともに第１処理槽１１の下部に設けた処理槽受け部７７に他端をスライド可能に取付けた第１バー７８，７８（奥側の第１バー７８は不図示）と、ベース部７６に一端をスライド可能に取付けるとともに処理槽受け部７７にスイング可能に取付けた第２バー７９，７９（奥側の第２バー７９は不図示）と、第１バー７８，７８又は第２バー７９，７９を駆動する図示せぬシリンダ装置とからなるパンタグラフ型昇降装置である。
【００２６】
セパレータ搬送部４８内に設けた電動モータ８２は、その出力軸にドラム８３を備えたものであり、このドラム８３にワイヤ８４を巻き付け、このワイヤ８４の先端に枠状部材８５を取外し可能に取付け、この枠状部材８５でセパレータ素材２０を保持する。
【００２７】
例えば、セパレータ素材２０を処理液７１に浸けた状態で、電動モータ８２の出力軸の正転・逆転を繰り返せば、ドラム８３が正転・逆転し、ワイヤ８４が上下動して枠状部材８５と共にセパレータ素材２０が上下動し、処理液７１を撹拌させるのとほぼ同等な効果を得る。
この結果、処理液７１によるセパレータ素材２０の処理を促進することができる。
【００２８】
重量センサ５０は、ワイヤ８４を上部ワイヤ８４ａと下部ワイヤ８４ｂとに２分割し、これらの上部ワイヤ８４ａと下部ワイヤ８４ｂとの間に介在させたものであり、セパレータ素材２０の重量を確認するために、重量センサ５０にて下部ワイヤ８４ａ、枠状部材８５及びセパレータ素材２０の合計重量Ｗｔを測定し、この重量信号を制御装置４２（図１参照）に送ることで、制御装置４２で、合計重量Ｗｔから下部ワイヤ８４ｂの重量Ｗｗ及び枠状部材８５の重量Ｗｆを引いたセパレータ素材２０の重量Ｗｓを算出する。即ち、Ｗｓ＝Ｗｔ−（Ｗｗ＋Ｗｆ）である。
【００２９】
図３は本発明に係るセパレータの製造工程における主な処理を説明する説明図であり、各処理を順に説明する。
１．異常層除去
セパレータ素材２０は所定形状にプレス成形する前に圧延する。
セパレータ素材２０を圧延すると、セパレータ素材２０の表層に異常層９１が形成される。異常層９１は、圧延によって、セパレータ素材２０に含まれていた粒状物質（金属間化合物等）が砕かれて粒径が小さくなったり、酸化物等を含むことで導電性が低下した層であり、セパレータを積層した際に電気的な接触抵抗を高め、燃料電池の出力を低下させる原因になる。９２・・・はセパレータ素材２０内に含有する良導体である粒状の導電物であり、例えば、金属間化合物であるＣｒ2Ｂなどがある。なお、導電物９２の形状はそれぞれ異なるが便宜上同一符号を用いる。
【００３０】
２．異常層除去エッチング
エッチング処理により上記した異常層９１を除去する。この後、セパレータ素材２０の重量測定を実施し、異常層９１の除去量を求める。
３．第１不動態化処理
セパレータ素材２０の腐食を防止するために第１不動態化処理を実施し、第１不動態皮膜９３を形成する。
【００３１】
４．頭出しエッチング
セパレータ素材２０の表面から導電物９２が突出（頭出し）するようにエッチング処理を実施してセパレータ素材２０の表層を除去する。このときのセパレータ素材２０の除去量を頭出し量とする。この後、セパレータ素材２０の重量測定を実施し、頭出し量を求める。
【００３２】
５．第２不動態化処理
導電物９２の頭出しの後、セパレータ素材２０の腐食を防止するために第２不動態化処理を実施し、第２不動態皮膜９４を形成する。
これで、セパレータの製造が完了する。
【００３３】
図４は本発明に係るセパレータの製造工程を説明するフロー図であり、図３で説明した主な処理の工程を含め説明する。なお、ＳＴ××はステップ番号を示す。また、図に示した一点鎖線で囲んだ部分は重量測定に関係する工程を示す。
ＳＴ１１…圧延の後にプレス成形したセパレータ素材を脱脂する。
ＳＴ１２…セパレータ素材を水洗する。
【００３４】
ＳＴ１３…セパレータ素材を乾燥させる。
ＳＴ１４…セパレータ素材の重量を測定する。ここでの重量を初期重量Ｗ１とする。
ＳＴ１５…圧延時に形成されていた異常層をエッチング処理にて除去する。
ＳＴ１６…セパレータ素材を水洗する。
【００３５】
ＳＴ１７…セパレータ素材の腐食を防止するために第１不動態化処理を実施する。
ＳＴ１８…セパレータ素材を水洗する。
【００３６】
ＳＴ１９…セパレータ素材を乾燥させる。
ＳＴ２０…セパレータ素材の重量を測定する。ここでの重量を中間重量Ｗ２、異常層除去量をｄｗ１とすると、Ｗ２＝Ｗ１−ｄｗ１となる。
ＳＴ２１…セパレータ素材の中間重量Ｗ２が所定範囲内かどうか、即ち、中間重量Ｗ２が中間下限値Ｗ３と中間上限値Ｗ４との間の範囲内にあるかどうか（Ｗ３≦Ｗ２≦Ｗ４かどうか）判断する。
【００３７】
判断の前に、上記した初期重量Ｗ１、中間下限値Ｗ３及び中間上限値Ｗ４と異常層除去量ｄｗ１との関係を以下に説明する。
Ｗ３≦Ｗ２≦Ｗ４とすると、Ｗ２＝Ｗ１−ｄｗ１であるから、Ｗ３≦（Ｗ１−ｄｗ１）≦Ｗ４となる。これより、（Ｗ１−Ｗ４）≦ｄｗ１≦（Ｗ１−Ｗ３）となる。これが、異常層除去量ｄｗ１が満たすべき範囲である。
【００３８】
ＳＴ２１において、セパレータ素材の中間重量Ｗ２がＷ３≦Ｗ２≦Ｗ４を満たさない（ＮＯ）場合は、処理を終了する。即ち、このセパレータ素材をセパレータ製造工程から外す。
セパレータ素材の中間重量Ｗ２がＷ３≦Ｗ２≦Ｗ４を満たす（ＹＥＳ）場合は、ＳＴ２２に進む。
【００３９】
ＳＴ２２…セパレータ素材中の導電物の頭出しのためにエッチング処理を実施する。
ＳＴ２３…セパレータ素材を水洗する。
【００４０】
ＳＴ２４…セパレータ素材を乾燥させる。
ＳＴ２５…セパレータ素材の重量を測定する。ここでの重量を頭出しエッチング後重量Ｗ５、頭出し量をｄｗ２とすると、Ｗ５＝Ｗ２−ｄｗ２となる。
ＳＴ２６…セパレータ素材の頭出しエッチング後重量Ｗ５が所定範囲内かどうか、即ち、頭出しエッチング後重量Ｗ５が頭出しエッチング後下限値Ｗ６と頭出しエッチング後上限値Ｗ７との間の範囲内にあるかどうか（Ｗ６≦Ｗ５≦Ｗ７かどうか）判断する。
【００４１】
判断の前に、上記した中間重量Ｗ２、頭出しエッチング後下限値Ｗ６及び頭出しエッチング後上限値Ｗ７と頭出し量ｄｗ２との関係を以下に説明する。
Ｗ６≦Ｗ５≦Ｗ７とすると、Ｗ５＝Ｗ２−ｄｗ２であるから、Ｗ６≦（Ｗ２−ｄｗ２）≦Ｗ７となる。これより、（Ｗ２−Ｗ７）≦ｄｗ２≦（Ｗ２−Ｗ６）となる。これが、頭出し量ｄｗ２が満たすべき範囲である。
【００４２】
ＳＴ２６において、セパレータ素材の頭出しエッチング後重量Ｗ５がＷ６≦Ｗ５≦Ｗ７を満たさない（ＮＯ）場合は、処理を終了する。即ち、このセパレータ素材をセパレータ製造工程から外す。
セパレータ素材の頭出しエッチング後重量Ｗ５がＷ６≦Ｗ５≦Ｗ７を満たす（ＹＥＳ）場合は、ＳＴ２７に進む。
【００４３】
ＳＴ２７…セパレータ素材の腐食を防止するために第２不動態化処理を実施する。
ＳＴ２８…セパレータ素材を水洗する。
ＳＴ２９…セパレータ素材を乾燥させる。
これで、セパレータの製造が完了する。
【００４４】
図５は本発明に係るセパレータの製造工程の別の実施の形態を説明するフロー図であり、図４に示した金属製セパレータの製造工程の実施の形態とは、中間重量の測定時期が異なる。なお、ＳＴ××はステップ番号を示す。
ＳＴ３１…圧延の後にプレス成形したセパレータ素材を脱脂する。
ＳＴ３２…セパレータ素材を水洗する。
【００４５】
ＳＴ３３…セパレータ素材を乾燥させる。
ＳＴ３４…セパレータ素材の重量を測定する。ここでの重量を初期重量Ｗ１１とする。
ＳＴ３５…圧延時に形成されていた異常層をエッチング処理にて除去する。
ＳＴ３６…セパレータ素材を水洗する。
【００４６】
ＳＴ３７…セパレータ素材を乾燥させる。
ＳＴ３８…セパレータ素材の重量を測定する。ここでの重量を中間重量Ｗ１２、異常層除去量をｄｗ１１とすると、Ｗ１２＝Ｗ１１−ｄｗ１１となる。
ＳＴ３９…セパレータ素材の中間重量Ｗ１２が所定範囲内かどうか、即ち、中間重量Ｗ１２が中間下限値Ｗ１３と中間上限値Ｗ１４との間の範囲内にあるかどうか（Ｗ１３≦Ｗ１２≦Ｗ１４かどうか）判断する。
【００４７】
判断の前に、上記した初期重量Ｗ１１、中間下限値Ｗ１３及び中間上限値Ｗ１４と異常層除去量ｄｗ１１との関係を以下に説明する。
Ｗ１３≦Ｗ１２≦Ｗ１４とすると、Ｗ１２＝Ｗ１１−ｄｗ１１であるから、Ｗ１３≦（Ｗ１１−ｄｗ１１）≦Ｗ１４となる。これより、（Ｗ１１−Ｗ１４）≦ｄｗ１１≦（Ｗ１１−Ｗ１３）となる。これが、異常層除去量ｄｗ１１が満たすべき範囲である。
【００４８】
ＳＴ３９において、セパレータ素材の中間重量Ｗ１２がＷ１３≦Ｗ１２≦Ｗ１４を満たさない（ＮＯ）場合は、処理を終了する。即ち、このセパレータ素材をセパレータ製造工程から外す。
セパレータ素材の中間重量Ｗ１２がＷ１３≦Ｗ１２≦Ｗ１４を満たす（ＹＥＳ）場合は、ＳＴ４０に進む。
【００４９】
ＳＴ４０…セパレータ素材の腐食を防止するために第１不動態化処理を実施する。
ＳＴ４１…セパレータ素材を水洗する。
ＳＴ４２…セパレータ素材中の導電物の頭出しのためにエッチング処理を実施する。
ＳＴ４３…セパレータ素材を水洗する。
【００５０】
ＳＴ４４…セパレータ素材を乾燥させる。
ＳＴ４５…セパレータ素材の重量を測定する。ここでの重量を頭出しエッチング後重量Ｗ１５、頭出し量をｄｗ１２とすると、Ｗ１５＝Ｗ１２−ｄｗ１２となる。
ＳＴ４６…セパレータ素材の頭出しエッチング後重量Ｗ１５が所定範囲内かどうか、即ち、頭出しエッチング後重量Ｗ１５が頭出しエッチング後下限値Ｗ１６と頭出しエッチング後上限値Ｗ１７との間の範囲内にあるかどうか（Ｗ１６≦Ｗ１５≦Ｗ１７かどうか）判断する。
【００５１】
判断の前に、上記した中間重量Ｗ１２、頭出しエッチング後下限値Ｗ１６及び頭出しエッチング後上限値Ｗ１７と頭出し量ｄｗ１２との関係を以下に説明する。
Ｗ１６≦Ｗ１５≦Ｗ１７とすると、Ｗ１５＝Ｗ１２−ｄｗ１２であるから、Ｗ１６≦（Ｗ１２−ｄｗ１２）≦Ｗ１７となる。これより、（Ｗ１２−Ｗ１７）≦ｄｗ１２≦（Ｗ１２−Ｗ１６）となる。これが、頭出し量ｄｗ１２が満たすべき範囲である。
【００５２】
ＳＴ４６において、セパレータ素材の頭出しエッチング重量Ｗ１５がＷ１６≦Ｗ１５≦Ｗ１７を満たさない（ＮＯ）場合は、処理を終了する。即ち、このセパレータ素材をセパレータ製造工程から外す。
セパレータ素材の頭出しエッチング重量Ｗ１５がＷ１６≦Ｗ１５≦Ｗ１７を満たす（ＹＥＳ）場合は、ＳＴ４７に進む。
【００５３】
ＳＴ４７…セパレータ素材の腐食を防止するために第２不動態化処理を実施する。
ＳＴ４８…セパレータ素材を水洗する。
ＳＴ４９…セパレータ素材を乾燥させる。
これで、セパレータの製造が完了する。
【００５４】
以上の図３及び図４で説明したように、本発明は第１に、セパレータ素材２０の表層の異常層９１を除去する異常層除去エッチング工程と、異常層９１を除去した後にセパレータ素材２０の中間重量Ｗ２を測定する第１検査工程としての重量測定工程と、セパレータ素材２０に耐腐食用の不動態化処理を行う第１不動態化処理工程と、次にセパレータ素材２０の表層に含む導電物９２の一部をエッチング処理にて突出させて頭出しを行う導電物頭出しエッチング工程と、この導電物頭出しエッチング工程の後にセパレータ素材２０の頭出しエッチング後重量Ｗ５を測定する第２検査工程としての重量測定工程と、この後に再び不動態化処理を行う第２不動態化処理工程とからなり、各重量測定工程で各々重量Ｗ２，Ｗ５の確認を行うことを特徴とする。
【００５５】
セパレータ素材２０の中間重量Ｗ２を異常層除去前の初期重量Ｗ１と比較すれば、異常層除去量ｄｗ１（即ち、ｄｗ１＝Ｗ１−Ｗ２）を確認することができ、また、セパレータ素材２０の頭出しエッチング後重量Ｗ５を中間重量Ｗ２と比較すれば、頭出し量ｄｗ２（即ち、ｄｗ２＝Ｗ２−Ｗ５）を確認することができ、異常層除去量ｄｗ１が所定の範囲にあるかどうか、また、頭出し量ｄｗ２が所定の範囲にあるかどうかを判断することで、異常層除去及び導電物頭出しが所定の通り行われているかどうかを確認することができる。従って、セパレータ素材２０の品質の向上とともに品質の安定化を図ることができる。
【００５６】
本発明は第２に、各重量測定工程を、セパレータ素材２０を水洗し乾燥させた後に実施することを特徴とする。
各重量測定工程を、セパレータ素材２０を水洗し乾燥させた後に実施することで、セパレータ素材２０の中間重量Ｗ２及びセパレータ素材２０の頭出しエッチング後重量Ｗ５の測定精度を高めることができる。
【００５７】
本発明は第３に、重量測定工程で重量Ｗ２が所定範囲Ｗ３≦Ｗ２≦Ｗ４を外れたセパレータ素材２０、又は重量測定工程で重量Ｗ５が所定範囲Ｗ６≦Ｗ５≦Ｗ７を外れたセパレータ素材２０では、以降の工程を実施しないことを特徴とする。
各重量測定工程で重量Ｗ２，Ｗ５が各所定範囲を外れたセパレータ素材２０の以降の工程を実施しないことで、セパレータ製造の無駄を省くことができる。
【００５８】
本発明は第４に、重量測定工程での中間重量Ｗ２が所定範囲Ｗ３≦Ｗ２≦Ｗ４内かどうかの判断、及び重量測定工程での頭出しエッチング後重量Ｗ５が所定範囲Ｗ６≦Ｗ５≦Ｗ７内かどうかの判断を制御装置４２（図１参照）で行うようにしたことを特徴とする。
【００５９】
各重量測定工程での各重量Ｗ２，Ｗ５が所定範囲内かどうかの判断を制御装置４２で行うことで、検査工程、即ち、重量測定工程の自動化を図ることができ、また、例えば、セパレータ素材２０の搬送をも自動化すれば、セパレータ素材２０の製造工程の無人化が可能になる。
【００６０】
本発明は第５に、図１、図３及び図４で説明したように、セパレータ素材２０の表層の異常層９１を除去し、セパレータ素材２０に耐腐食用の不動態化処理を行い、セパレータ素材２０の表層に含む導電物９２の一部をエッチング処理にて突出させて頭出しを行う燃料電池用のセパレータ製造装置１０において、このセパレータ製造製造装置１０を、異常層９１を除去する異常層除去槽（即ち、処理槽１１）と、不動態化処理を行う不動態化処理槽（即ち、処理槽１１）と、導電物９２の頭出しを行う導電物頭出し槽（即ち、処理槽１１）と、異常層除去後及び導電物頭出し後にセパレータ素材２０の中間重量Ｗ２及び頭出しエッチング後重量Ｗ５を測定する重量センサ５０と、この重量センサ５０からの重量情報に基づいて測定した各重量Ｗ２，Ｗ５が所定範囲にあるかどうか判断する制御手段４２とから構成する。
【００６１】
セパレータ素材２０の異常層除去後又は導電物頭出し後に、例えば、重量センサ５０により測定したセパレータ素材２０の各重量Ｗ２，Ｗ５が所定範囲にないと制御装置４２が判断した場合には、そのセパレータ素材２０を製造工程から外すことができ、品質の優れたセパレータのみを製造することができる。
また、各重量Ｗ２，Ｗ５が所定範囲にないセパレータ素材２０を製造工程から外すため、そのセパレータ素材２０の製造を継続するような無駄を省くことができる。
【００６２】
尚、本発明の重量測定手段としては、図１に示した形式のものに限らず、セパレータ素材の搬送装置とは別に、作業台等の上に設置したものでもよい。
【００６３】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１の燃料電池用セパレータの製造方法は、セパレータ用金属材料の表層の異常層を除去する工程と、異常層を除去した後に金属材料の重量を検査する第１検査工程と、金属材料に耐腐食用の不動態化処理を行う第１不動態化処理工程と、次に金属材料の表層に含む導電物の一部をエッチング処理にて突出させて頭出しを行うエッチング工程と、このエッチング工程の後に金属材料の重量を検査する第２検査工程と、この後に再び不動態化処理を行う第２不動態化処理工程とからなるので、第１検査工程で測定した金属材料の重量を異常層除去前の重量と比較すれば、異常層除去量を確認することができ、また、第２検査工程で測定した金属材料の重量を第１検査工程で測定した重量と比較すれば、導電物頭出しのための金属材料除去量としての頭出し量を確認することができ、金属材料の品質の向上とともに品質の安定化を図ることができる。
【００６４】
請求項２の燃料電池用セパレータの製造方法は、第１検査工程及び第２検査工程を、金属材料を水洗し乾燥させた後に実施するので、金属材料表面に付着した付着物を除去し、第１検査工程及び第２検査工程での金属材料の重量の測定精度を高めることができる。
【００６５】
請求項３の燃料電池用セパレータの製造方法は、第１検査工程又は第２検査工程で得られた重量が所定範囲を外れた金属材料では、以降の工程を実施しないので、第１検査工程以降又は第２検査工程以降にその金属材料の工程を実施する無駄を省くことができる。
【００６６】
請求項４の燃料電池用セパレータの製造方法は、第１検査工程及び第２検査工程で得られた重量が所定範囲内かどうかの判断を自動判断手段で行うようにしたので、検査工程の自動化を図ることができ、また、例えば、金属材料の搬送をも自動化すれば、金属材料の製造工程の無人化が可能になる。
【００６７】
請求項５の燃料電池用セパレータの製造装置は、異常層を除去する異常層除去槽と、第１の不動態化処理及び第２の不動態化処理を行う不動態化処理槽と、導電物の頭出しを行う導電物頭出し槽と、異常層除去後及び導電物頭出し後に金属材料の重量を測定する重量測定手段と、この重量測定手段からの重量情報に基づいて測定した重量が所定範囲にあるかどうか判断する自動判断手段とから構成するので、金属材料の異常層除去後又は導電物頭出し後に、例えば、重量測定手段により測定した金属材料の重量が所定範囲にないと自動判断手段が判断した場合には、その金属材料を製造工程から外すことができ、品質の優れたセパレータのみを安定して製造することができる。
また、重量が所定範囲にない金属材料を製造工程から外すため、その金属材料の製造を継続するような無駄を省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃料電池用セパレータの製造装置を示す説明図
【図２】本発明に係るセパレータの処理状態を示す説明図
【図３】本発明に係るセパレータの製造工程における主な処理を説明する説明図
【図４】本発明に係るセパレータの製造工程を説明するフロー図
【図５】本発明に係るセパレータの製造工程の別の実施の形態を説明するフロー図
【図６】従来のセパレータの製造工程を説明するフロー図
【符号の説明】
１０…セパレータ製造装置、１１…処理槽、２０…金属材料（セパレータ素材）、４２…自動判断手段（制御装置）、５０…重量測定手段（重量センサ）、９１…異常層、９２…導電物、Ｗ２，Ｗ５…重量（中間重量、頭出しエッチング後重量）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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