JP2000106198A - セパレータの製造方法 - Google Patents
セパレータの製造方法Info
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- JP2000106198A JP2000106198A JP10263610A JP26361098A JP2000106198A JP 2000106198 A JP2000106198 A JP 2000106198A JP 10263610 A JP10263610 A JP 10263610A JP 26361098 A JP26361098 A JP 26361098A JP 2000106198 A JP2000106198 A JP 2000106198A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造時に欠け等の不具合を生じることがな
く、円滑にかつ確実に基板に流体通路を形成することが
できて、高精度の製品を容易にかつ安価に製造すること
ができるセパレータの製造方法の提供。 【解決手段】 マスキング処理によって、基板１にマス
ク材が密着した部位が、ブラスト処理の際に保護され
て、未加工のまま残るとともに、マスク材が密着してい
ない部位が、ブラスト処理によって、加工されて流体通
路２、３、４、５となる。
く、円滑にかつ確実に基板に流体通路を形成することが
できて、高精度の製品を容易にかつ安価に製造すること
ができるセパレータの製造方法の提供。 【解決手段】 マスキング処理によって、基板１にマス
ク材が密着した部位が、ブラスト処理の際に保護され
て、未加工のまま残るとともに、マスク材が密着してい
ない部位が、ブラスト処理によって、加工されて流体通
路２、３、４、５となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、電気自動
車に搭載するような固体高分子型燃料電池に用いられる
セパレータの製造方法に関する。
車に搭載するような固体高分子型燃料電池に用いられる
セパレータの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の固定高分子型燃料電池と
しては、パーフルオロカーボンスルフォン酸などのイオ
ン交換膜からなる固体高分子の電解質膜の両側に２つの
電極を設け、これらの電極に水素などの燃料ガスと、酸
素などの酸化剤ガスを供給するガス供給溝を有するセパ
レータを設けたものが知られている。ところで、上記従
来のセパレータは、一般に車載用として使用される関係
から、軽量である必要があり、カーボン（黒鉛）が使用
されている。そして、従来は、このカーボン板の両面に
機械加工によってガス供給溝を形成することにより、セ
パレータを製造していた。
しては、パーフルオロカーボンスルフォン酸などのイオ
ン交換膜からなる固体高分子の電解質膜の両側に２つの
電極を設け、これらの電極に水素などの燃料ガスと、酸
素などの酸化剤ガスを供給するガス供給溝を有するセパ
レータを設けたものが知られている。ところで、上記従
来のセパレータは、一般に車載用として使用される関係
から、軽量である必要があり、カーボン（黒鉛）が使用
されている。そして、従来は、このカーボン板の両面に
機械加工によってガス供給溝を形成することにより、セ
パレータを製造していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のセパレータの製造方法にあっては、溝加工時にカー
ボン板が欠けやすく、特に、格子状に縦溝および横溝を
形成する場合に、溝加工がむずかしく、製品の歩留まり
が悪いという問題がある。
来のセパレータの製造方法にあっては、溝加工時にカー
ボン板が欠けやすく、特に、格子状に縦溝および横溝を
形成する場合に、溝加工がむずかしく、製品の歩留まり
が悪いという問題がある。
【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、製造時に欠け等の不具合
を生じることがなく、円滑にかつ確実に基板に流体通路
を形成することができて、高精度の製品を容易にかつ安
価に製造することができるセパレータの製造方法を提供
することにある。
で、その目的とするところは、製造時に欠け等の不具合
を生じることがなく、円滑にかつ確実に基板に流体通路
を形成することができて、高精度の製品を容易にかつ安
価に製造することができるセパレータの製造方法を提供
することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は、基
板の表面に流体通路を有してなるセパレータの製造方法
であって、上記基板の表面にマスキング処理を施した
後、ブラスト処理を施して、上記基板の表面に流体通路
を形成するものである。本発明の請求項２は、基板がカ
ーボン板からなるものである。本発明の請求項３は、カ
ーボン板に流体通路を加工する前に、このカーボン板に
樹脂を含浸するものである。本発明の請求項４は、カー
ボン板に流体通路を加工した後に、このカーボン板に樹
脂を含浸するものである。本発明の請求項５は、マスキ
ング処理に使用するマスク材がフォト処理用レジストフ
ィルムであるものである。本発明の請求項６は、ブラス
ト処理に使用するビーズが、カーボン板を削り取る角部
を有し、かつそのビーズ径が３〜２００μｍであるもの
である。本発明の請求項７は、ブラスト処理に使用する
ビーズが炭化ケイ素または酸化マンガンであるものであ
る。本発明の請求項８は、ブラスト処理時のショット圧
が１ｋｇ／ｃｍ2〜５ｋｇ／ｃｍ2であるものである。
板の表面に流体通路を有してなるセパレータの製造方法
であって、上記基板の表面にマスキング処理を施した
後、ブラスト処理を施して、上記基板の表面に流体通路
を形成するものである。本発明の請求項２は、基板がカ
ーボン板からなるものである。本発明の請求項３は、カ
ーボン板に流体通路を加工する前に、このカーボン板に
樹脂を含浸するものである。本発明の請求項４は、カー
ボン板に流体通路を加工した後に、このカーボン板に樹
脂を含浸するものである。本発明の請求項５は、マスキ
ング処理に使用するマスク材がフォト処理用レジストフ
ィルムであるものである。本発明の請求項６は、ブラス
ト処理に使用するビーズが、カーボン板を削り取る角部
を有し、かつそのビーズ径が３〜２００μｍであるもの
である。本発明の請求項７は、ブラスト処理に使用する
ビーズが炭化ケイ素または酸化マンガンであるものであ
る。本発明の請求項８は、ブラスト処理時のショット圧
が１ｋｇ／ｃｍ2〜５ｋｇ／ｃｍ2であるものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態について説明する。図１は本発明の一実施形態
を示すセパレータの断面図、図２はセパレータの酸素
（空気）供給側を示す説明図、図３はセパレータの水素
供給側を示す説明図、図４は突起部の配置の一例を示す
説明図、図５は突起部の配置の他の一例を示す説明図、
図６は突起部の配置の別の一例を示す説明図、図７は突
起部の配置のさらに別の一例を示す説明図である。
実施形態について説明する。図１は本発明の一実施形態
を示すセパレータの断面図、図２はセパレータの酸素
（空気）供給側を示す説明図、図３はセパレータの水素
供給側を示す説明図、図４は突起部の配置の一例を示す
説明図、図５は突起部の配置の他の一例を示す説明図、
図６は突起部の配置の別の一例を示す説明図、図７は突
起部の配置のさらに別の一例を示す説明図である。
【０００７】図１〜図３において、符号１は略四角板状
のカーボン板（基板）であり、このカーボン板１の一方
の面には、図２に示すように、幅広の縦溝（流体通路）
２と、この縦溝２より幅狭の横溝（流体通路）３とが、
それぞれ形成されている。これらの縦溝２は、図２にお
いては、その溝幅が２ｍｍ、溝深さが１．５ｍｍに設定
されているとともに、上記溝幅と、溝間の間隔とが略同
一寸法に設定されている。一方、上記各横溝３は、図２
においては、その溝幅が１ｍｍ、溝深さが１．５ｍｍに
設定されているとともに、上記溝幅より溝間の間隔の方
が数倍大きく設定されている。そして、これらの縦溝２
および横溝３は、酸素（空気）の流体通路とされてお
り、図２において、酸素（空気）が上下方向に流通する
ようになっている。
のカーボン板（基板）であり、このカーボン板１の一方
の面には、図２に示すように、幅広の縦溝（流体通路）
２と、この縦溝２より幅狭の横溝（流体通路）３とが、
それぞれ形成されている。これらの縦溝２は、図２にお
いては、その溝幅が２ｍｍ、溝深さが１．５ｍｍに設定
されているとともに、上記溝幅と、溝間の間隔とが略同
一寸法に設定されている。一方、上記各横溝３は、図２
においては、その溝幅が１ｍｍ、溝深さが１．５ｍｍに
設定されているとともに、上記溝幅より溝間の間隔の方
が数倍大きく設定されている。そして、これらの縦溝２
および横溝３は、酸素（空気）の流体通路とされてお
り、図２において、酸素（空気）が上下方向に流通する
ようになっている。
【０００８】また、上記カーボン板１の他方の面には、
図３に示すように、幅広の縦溝（流体通路）４と、この
縦溝４より幅狭の横溝（流体通路）５とが、それぞれ形
成されている。これらの縦溝４は、図３においては、そ
の溝幅が２ｍｍ、溝深さが１ｍｍに設定されているとと
もに、上記溝幅と、溝間の間隔とが略同一寸法に設定さ
れている。そして、これらの縦溝４と上記縦溝２の位置
は、図１に示すように、カーボン板１の両面の同一位置
に一致して形成されている。一方、上記各横溝５は、図
３においては、その溝幅が１ｍｍ、溝深さが１ｍｍに設
定されているとともに、溝間の間隔が溝幅より数倍大き
くかつ上記横溝３間の間隔より狭く設定されている。そ
して、これらの縦溝４および横溝５は、水素の流体通路
とされており、カーボン板１の両端部に形成されている
流通孔６間を、図３において、水素が左右方向に流通す
るようになっている。
図３に示すように、幅広の縦溝（流体通路）４と、この
縦溝４より幅狭の横溝（流体通路）５とが、それぞれ形
成されている。これらの縦溝４は、図３においては、そ
の溝幅が２ｍｍ、溝深さが１ｍｍに設定されているとと
もに、上記溝幅と、溝間の間隔とが略同一寸法に設定さ
れている。そして、これらの縦溝４と上記縦溝２の位置
は、図１に示すように、カーボン板１の両面の同一位置
に一致して形成されている。一方、上記各横溝５は、図
３においては、その溝幅が１ｍｍ、溝深さが１ｍｍに設
定されているとともに、溝間の間隔が溝幅より数倍大き
くかつ上記横溝３間の間隔より狭く設定されている。そ
して、これらの縦溝４および横溝５は、水素の流体通路
とされており、カーボン板１の両端部に形成されている
流通孔６間を、図３において、水素が左右方向に流通す
るようになっている。
【０００９】さらに、上記各縦溝２、４と各横溝３、５
とで区画された突起部１０、２０は、それぞれ、その先
端が基部より小さい先細状に形成されており、先端から
基部にかけて傾斜面１１、２１とされている。また、上
記各突起部１０、２０の傾斜面１１、２１と、各縦溝
２、４および横溝３、５の底面１２、２２との境界部で
あって、上記各突起部１０、２０の基部のまわりには、
小溝１３、２３が形成されている。そして、これらの小
溝１３、２３は、その溝幅が０．１〜０．５ｍｍ（好ま
しくは、０．３〜０．４ｍｍ）に設定されているととも
に、溝深さが０．１〜０．９ｍｍ（好ましくは、０．３
〜０．７ｍｍ）に設定されている。
とで区画された突起部１０、２０は、それぞれ、その先
端が基部より小さい先細状に形成されており、先端から
基部にかけて傾斜面１１、２１とされている。また、上
記各突起部１０、２０の傾斜面１１、２１と、各縦溝
２、４および横溝３、５の底面１２、２２との境界部で
あって、上記各突起部１０、２０の基部のまわりには、
小溝１３、２３が形成されている。そして、これらの小
溝１３、２３は、その溝幅が０．１〜０．５ｍｍ（好ま
しくは、０．３〜０．４ｍｍ）に設定されているととも
に、溝深さが０．１〜０．９ｍｍ（好ましくは、０．３
〜０．７ｍｍ）に設定されている。
【００１０】さらにまた、上記突起部１０、２０の先端
面１４、２４は平坦面とされており、これらの先端面１
４、２４どうしが、対向した状態で、両面に白金電極を
有するイオン交換膜（固体高分子の電解質膜）３０を挟
持するようになっている。また、上記各縦溝２、４およ
び横溝３、５を構成する各傾斜面１１、２１、各底面１
２、２２および各小溝１３、２３の表面は、凹凸形状と
されており、面粗さが０．１〜０．７ｍｍＲｚまたはＲ
ａとされている。
面１４、２４は平坦面とされており、これらの先端面１
４、２４どうしが、対向した状態で、両面に白金電極を
有するイオン交換膜（固体高分子の電解質膜）３０を挟
持するようになっている。また、上記各縦溝２、４およ
び横溝３、５を構成する各傾斜面１１、２１、各底面１
２、２２および各小溝１３、２３の表面は、凹凸形状と
されており、面粗さが０．１〜０．７ｍｍＲｚまたはＲ
ａとされている。
【００１１】上記のように構成されたセパレータにおい
て、カーボン板１の両面に縦溝２、４および横溝３、５
を加工する場合には、まず、カーボン板１の溝加工部以
外の部位をマスク材で覆う処理、すなわちマスキング処
理を行う。このマスキング処理で使用するマスク材は、
カーボン板１との密着性の良好なものであれば何でもよ
く、通常のフォト処理用レジストフィルムを用い、パタ
ーンを印刷し、上記溝加工部のマスク材を除去する。
て、カーボン板１の両面に縦溝２、４および横溝３、５
を加工する場合には、まず、カーボン板１の溝加工部以
外の部位をマスク材で覆う処理、すなわちマスキング処
理を行う。このマスキング処理で使用するマスク材は、
カーボン板１との密着性の良好なものであれば何でもよ
く、通常のフォト処理用レジストフィルムを用い、パタ
ーンを印刷し、上記溝加工部のマスク材を除去する。
【００１２】この状態で、ブラスト処理に移り、ビーズ
径が３〜２００μｍの不定形のビーズを用い、吹き出し
口のショット圧１ｋｇ／ｃｍ2〜５ｋｇ／ｃｍ2にて、上
記ビーズをカーボン板１に万遍なく吹き付けてブラスト
処理を行う。この場合、ビーズの材質は、カーボン板１
に対する汚染に配慮して、炭化ケイ素（ＳｉＣ）あるい
は酸化マンガン（ＭｎＯ）を使用する。
径が３〜２００μｍの不定形のビーズを用い、吹き出し
口のショット圧１ｋｇ／ｃｍ2〜５ｋｇ／ｃｍ2にて、上
記ビーズをカーボン板１に万遍なく吹き付けてブラスト
処理を行う。この場合、ビーズの材質は、カーボン板１
に対する汚染に配慮して、炭化ケイ素（ＳｉＣ）あるい
は酸化マンガン（ＭｎＯ）を使用する。
【００１３】これにより、上記カーボン板１の両面に縦
溝２、４および横溝３、５が円滑にかつ確実に加工され
る。すなわち、マスク材が密着した部位（突起部１０、
２０）は、その先端面１４、２４がマスク材によって保
護されることにより、当初のカーボン板１の平坦面を維
持する。一方、マスク材が密着していない溝加工部は、
不定形のビーズに形成された角部によって、円滑に削ら
れるが、この際、溝が深くなるほど、溝側面は垂直には
削られずに、傾斜面１１、２１となるとともに、該傾斜
面１１、２１に沿って、ビーズ流が誘導されることによ
り、突起部１０、２０の基部が、底面１２、２２より深
く削り取られて小溝１３、２３が形成される。
溝２、４および横溝３、５が円滑にかつ確実に加工され
る。すなわち、マスク材が密着した部位（突起部１０、
２０）は、その先端面１４、２４がマスク材によって保
護されることにより、当初のカーボン板１の平坦面を維
持する。一方、マスク材が密着していない溝加工部は、
不定形のビーズに形成された角部によって、円滑に削ら
れるが、この際、溝が深くなるほど、溝側面は垂直には
削られずに、傾斜面１１、２１となるとともに、該傾斜
面１１、２１に沿って、ビーズ流が誘導されることによ
り、突起部１０、２０の基部が、底面１２、２２より深
く削り取られて小溝１３、２３が形成される。
【００１４】次いで、上記カーボン板１に残留している
マスク材を除去した後、カーボン板１に樹脂を含浸さ
せ、さらに、表面の樹脂を洗浄して除去する。この樹脂
としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の
熱硬化性樹脂を用いる。また、樹脂含浸の方法として
は、例えば、カーボン板１を減圧下で脱気した後、熱硬
化性樹脂内に浸漬して、カーボン板１内に樹脂を含浸
し、次いで、所定圧力に加圧するとともに、所定温度に
加熱して硬化処理を施す方法を用いる。
マスク材を除去した後、カーボン板１に樹脂を含浸さ
せ、さらに、表面の樹脂を洗浄して除去する。この樹脂
としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の
熱硬化性樹脂を用いる。また、樹脂含浸の方法として
は、例えば、カーボン板１を減圧下で脱気した後、熱硬
化性樹脂内に浸漬して、カーボン板１内に樹脂を含浸
し、次いで、所定圧力に加圧するとともに、所定温度に
加熱して硬化処理を施す方法を用いる。
【００１５】この結果、燃料電池のセパレータとして使
用する際に、各縦溝２、４間でガスが透過して反応する
ことが未然に防止されるとともに、カーボン板１が欠け
にくくなる等強度の面も強化される。なお、樹脂含浸処
理に関しては、カーボン板１に溝加工を施した後に行う
ように説明したが、これに限らず、カーボン板１に溝加
工を施す前に行ってもよい。この場合には、硬さにばら
つきが生じやすく、溝深さ等がばらつきやすい反面、ブ
ラスト跡である凹凸形状が各溝２、３、４、５を構成す
る面に明瞭に形成される。
用する際に、各縦溝２、４間でガスが透過して反応する
ことが未然に防止されるとともに、カーボン板１が欠け
にくくなる等強度の面も強化される。なお、樹脂含浸処
理に関しては、カーボン板１に溝加工を施した後に行う
ように説明したが、これに限らず、カーボン板１に溝加
工を施す前に行ってもよい。この場合には、硬さにばら
つきが生じやすく、溝深さ等がばらつきやすい反面、ブ
ラスト跡である凹凸形状が各溝２、３、４、５を構成す
る面に明瞭に形成される。
【００１６】上記のようにして製造されたセパレータに
おいては、従来同様に、イオン交換膜３０を挟持して使
用される。この場合、イオン交換膜３０を挟持する突起
部１０、２０の先端面１４、２４がそれぞれ平坦面を保
持しているから、確実に挟圧することができて、イオン
交換膜３０が強固に保持される。また、上記各突起部１
０、２０の先端より基部が太く形成されているととも
に、先端面１４、２４と傾斜面１１、２１とのなす角度
が鈍角に形成されているから、先端部が損傷しにくい
等、各突起部１０、２０の強度が十分に確保されて、こ
の点からも、イオン交換膜３０の保持が確実に行われ
る。
おいては、従来同様に、イオン交換膜３０を挟持して使
用される。この場合、イオン交換膜３０を挟持する突起
部１０、２０の先端面１４、２４がそれぞれ平坦面を保
持しているから、確実に挟圧することができて、イオン
交換膜３０が強固に保持される。また、上記各突起部１
０、２０の先端より基部が太く形成されているととも
に、先端面１４、２４と傾斜面１１、２１とのなす角度
が鈍角に形成されているから、先端部が損傷しにくい
等、各突起部１０、２０の強度が十分に確保されて、こ
の点からも、イオン交換膜３０の保持が確実に行われ
る。
【００１７】そして、縦溝２および横溝３を用いて空気
（酸素）を図２、図３において上下方向に流通させると
ともに、横溝５および縦溝４を用いて水素を左右方向に
循環させる。これにより、対向する縦溝２、４間のイオ
ン交換膜３０において、水素と酸素との反応により電力
が発生する。この場合、各縦溝２、４および横溝３、５
の小溝１３、１４によって、酸素あるいは水素の流れが
乱されて乱流になるから、イオン交換膜３０側に接する
酸素あるいは水素の流れが乱されて、絶えず新しい酸素
あるいは水素と入れ替わるから、反応が促進されて効率
的に発電が行われる。
（酸素）を図２、図３において上下方向に流通させると
ともに、横溝５および縦溝４を用いて水素を左右方向に
循環させる。これにより、対向する縦溝２、４間のイオ
ン交換膜３０において、水素と酸素との反応により電力
が発生する。この場合、各縦溝２、４および横溝３、５
の小溝１３、１４によって、酸素あるいは水素の流れが
乱されて乱流になるから、イオン交換膜３０側に接する
酸素あるいは水素の流れが乱されて、絶えず新しい酸素
あるいは水素と入れ替わるから、反応が促進されて効率
的に発電が行われる。
【００１８】また、上記反応にともない、イオン交換膜
３０が発熱するが、上述したように、上記各突起部１
０、２０の先端面１４、２４が平坦面とされているか
ら、イオン交換膜３０からの熱が円滑に上記各先端面１
４、２４からカーボン板１側に伝導されるとともに、上
記各突起部１０の傾斜面１１によって、主として、冷却
に寄与する空気（酸素）との接触面積が、従来の機械的
溝加工によって得られた垂直面の場合に比べて大きくな
るから、確実に上記反応熱が上記傾斜面１１から空気に
移行する一方、上記小溝１３によって、上記空気の流れ
が乱されて乱流となるから、上記傾斜面１１に接触する
空気が絶えず入れ替わることにより、効果的に冷却され
る上に、上記縦溝２および横溝３を構成する傾斜面１
１、底面１２および小溝１３の表面が凹凸形状とされて
いることにより、空気と接触する面積が大きくなるか
ら、その分、カーボン板１から空気に移行する熱量が多
くなって、冷却が一層円滑に行われる。これにより、イ
オン交換膜３０の温度を所定温度（約１３０℃）に保持
することができる。
３０が発熱するが、上述したように、上記各突起部１
０、２０の先端面１４、２４が平坦面とされているか
ら、イオン交換膜３０からの熱が円滑に上記各先端面１
４、２４からカーボン板１側に伝導されるとともに、上
記各突起部１０の傾斜面１１によって、主として、冷却
に寄与する空気（酸素）との接触面積が、従来の機械的
溝加工によって得られた垂直面の場合に比べて大きくな
るから、確実に上記反応熱が上記傾斜面１１から空気に
移行する一方、上記小溝１３によって、上記空気の流れ
が乱されて乱流となるから、上記傾斜面１１に接触する
空気が絶えず入れ替わることにより、効果的に冷却され
る上に、上記縦溝２および横溝３を構成する傾斜面１
１、底面１２および小溝１３の表面が凹凸形状とされて
いることにより、空気と接触する面積が大きくなるか
ら、その分、カーボン板１から空気に移行する熱量が多
くなって、冷却が一層円滑に行われる。これにより、イ
オン交換膜３０の温度を所定温度（約１３０℃）に保持
することができる。
【００１９】なお、本実施形態においては、互いに直交
する縦溝２、４および横溝３、５を用い、これらの縦溝
２、４および横溝３、５で囲まれた四角錐台状の突起部
１０、２０を用いて説明したが、これに限らず、円錐台
状または楕円錐台状の突起部や三角錐台状、あるいは多
角錐台状の突起部でもよいことはいうまでもない。ま
た、突起部の配置についても、図４、図５または図６に
示すように、四角錐台状の突起部４０、く字状（あるい
はＣ字状）の突起部４１または円錐台状の突起部４２
を、それぞれ、気体（空気、酸素あるいは水素）の流れ
が屈曲または湾曲するように配置してもよい。これに限
らず、コ字状（あるいは己字状、卍字状）あるいはＣ字
状（あるいはＳ字状）でもよいことはいうまでもない。
この場合には、気体の滞留時間が長くなって、イオン交
換膜３０に接触する時間が長くなるという効果を奏す
る。一方、図７に示すように、円錐台状の突起部５０を
イオン交換膜３０の保持に必要なだけにとどめてまばら
に配置すれば、気体を低圧で流通させることができ、か
つ反応面積を大きくとれるとともに、樹脂含浸を行いや
すいという効果を奏する。
する縦溝２、４および横溝３、５を用い、これらの縦溝
２、４および横溝３、５で囲まれた四角錐台状の突起部
１０、２０を用いて説明したが、これに限らず、円錐台
状または楕円錐台状の突起部や三角錐台状、あるいは多
角錐台状の突起部でもよいことはいうまでもない。ま
た、突起部の配置についても、図４、図５または図６に
示すように、四角錐台状の突起部４０、く字状（あるい
はＣ字状）の突起部４１または円錐台状の突起部４２
を、それぞれ、気体（空気、酸素あるいは水素）の流れ
が屈曲または湾曲するように配置してもよい。これに限
らず、コ字状（あるいは己字状、卍字状）あるいはＣ字
状（あるいはＳ字状）でもよいことはいうまでもない。
この場合には、気体の滞留時間が長くなって、イオン交
換膜３０に接触する時間が長くなるという効果を奏す
る。一方、図７に示すように、円錐台状の突起部５０を
イオン交換膜３０の保持に必要なだけにとどめてまばら
に配置すれば、気体を低圧で流通させることができ、か
つ反応面積を大きくとれるとともに、樹脂含浸を行いや
すいという効果を奏する。
【００２０】さらに、本実施形態にあっては、上記ブラ
スト処理に用いたビーズは、不定形のものを用いて説明
したが、これに限らず、立方体、直方体あるいは多面体
等でもよく、要するに、カーボン板１を削り取る角部を
有するものであればよいことはいうまでもない。なおま
た、本実施形態においては、セパレータとしてカーボン
板を使用して説明したが、これに限らず、チタン等の金
属板の表面にジルコニア等のビーズを用いてブラスト処
理により流体通路を形成してもよい。この場合には、機
械的強度、耐食性、熱伝導度等の面で優れたセパレータ
が得られる。
スト処理に用いたビーズは、不定形のものを用いて説明
したが、これに限らず、立方体、直方体あるいは多面体
等でもよく、要するに、カーボン板１を削り取る角部を
有するものであればよいことはいうまでもない。なおま
た、本実施形態においては、セパレータとしてカーボン
板を使用して説明したが、これに限らず、チタン等の金
属板の表面にジルコニア等のビーズを用いてブラスト処
理により流体通路を形成してもよい。この場合には、機
械的強度、耐食性、熱伝導度等の面で優れたセパレータ
が得られる。
【００２１】
【発明の効果】本発明の請求項１は、基板の表面にマス
キング処理を施した後、ブラスト処理を施して、上記基
板の表面に流体通路を形成するものであるから、マスキ
ング処理によって、基板にマスク材が密着した部位が、
ブラスト処理の際に保護されて、未加工のまま残るとと
もに、マスク材が密着していない部位が、ブラスト処理
によって、加工されて流体通路となることにより、製造
時に欠け等の不具合を生じることがなく、円滑にかつ確
実に基板に流体通路を形成することができて、高精度の
製品を容易にかつ安価に製造することができる。本発明
の請求項２は、基板がカーボン板からなるものであるか
ら、軽量の製品を製造することができて、車に搭載する
のに最適である。本発明の請求項３は、カーボン板に流
体通路を加工する前に、このカーボン板に樹脂を含浸す
るものであるから、この樹脂含浸によって、カーボン板
にガス不透過性を十分に付与することができるととも
に、カーボン板が欠けにくくなる等強度の面も強化する
ことができる上に、ブラスト処理により、流体通路を構
成する面に凹凸形状を明瞭に形成することができる。本
発明の請求項４は、カーボン板に流体通路を加工した後
に、このカーボン板に樹脂を含浸するものであるから、
この樹脂含浸によって、カーボン板にガス不透過性を十
分に付与することができるとともに、カーボン板が欠け
にくくなる等強度の面も強化することができる上に、樹
脂含浸処理がブラスト処理に影響を与えることがなく、
ブラスト処理による流体通路の形成を精度よく行うこと
ができる。本発明の請求項５は、マスキング処理に使用
するマスク材がフォト処理用レジストフィルムであるか
ら、通常行われているフォトレジスト処理を利用するこ
とができ、容易にかつ安定的に処理することができると
ともに、マスク材として基板にしっかりと密着して、ブ
ラスト処理時に確実にマスク部を保護することができ
る。本発明の請求項６は、ブラスト処理に使用するビー
ズが、カーボン板を削り取る角部を有し、かつそのビー
ズ径が３〜２００μｍであるから、所定径を有するビー
ズの角部によって、カーボン板に簡単に流体通路を加工
することができる。本発明の請求項７は、ブラスト処理
に使用するビーズが炭化ケイ素または酸化マンガンであ
るから、流体通路加工時にカーボン板に上記ビーズが残
留したとしても、カーボン板の汚染の問題が生じること
がなく、健全な製品を製造することができる。本発明の
請求項８は、ブラスト処理時のショット圧が１ｋｇ／ｃ
ｍ2〜５ｋｇ／ｃｍ2であるから、所定のショット圧によ
って、カーボン板を円滑にかつ迅速に加工でき、かつマ
スク部を損傷する等の不具合の発生を防止することがで
きる。
キング処理を施した後、ブラスト処理を施して、上記基
板の表面に流体通路を形成するものであるから、マスキ
ング処理によって、基板にマスク材が密着した部位が、
ブラスト処理の際に保護されて、未加工のまま残るとと
もに、マスク材が密着していない部位が、ブラスト処理
によって、加工されて流体通路となることにより、製造
時に欠け等の不具合を生じることがなく、円滑にかつ確
実に基板に流体通路を形成することができて、高精度の
製品を容易にかつ安価に製造することができる。本発明
の請求項２は、基板がカーボン板からなるものであるか
ら、軽量の製品を製造することができて、車に搭載する
のに最適である。本発明の請求項３は、カーボン板に流
体通路を加工する前に、このカーボン板に樹脂を含浸す
るものであるから、この樹脂含浸によって、カーボン板
にガス不透過性を十分に付与することができるととも
に、カーボン板が欠けにくくなる等強度の面も強化する
ことができる上に、ブラスト処理により、流体通路を構
成する面に凹凸形状を明瞭に形成することができる。本
発明の請求項４は、カーボン板に流体通路を加工した後
に、このカーボン板に樹脂を含浸するものであるから、
この樹脂含浸によって、カーボン板にガス不透過性を十
分に付与することができるとともに、カーボン板が欠け
にくくなる等強度の面も強化することができる上に、樹
脂含浸処理がブラスト処理に影響を与えることがなく、
ブラスト処理による流体通路の形成を精度よく行うこと
ができる。本発明の請求項５は、マスキング処理に使用
するマスク材がフォト処理用レジストフィルムであるか
ら、通常行われているフォトレジスト処理を利用するこ
とができ、容易にかつ安定的に処理することができると
ともに、マスク材として基板にしっかりと密着して、ブ
ラスト処理時に確実にマスク部を保護することができ
る。本発明の請求項６は、ブラスト処理に使用するビー
ズが、カーボン板を削り取る角部を有し、かつそのビー
ズ径が３〜２００μｍであるから、所定径を有するビー
ズの角部によって、カーボン板に簡単に流体通路を加工
することができる。本発明の請求項７は、ブラスト処理
に使用するビーズが炭化ケイ素または酸化マンガンであ
るから、流体通路加工時にカーボン板に上記ビーズが残
留したとしても、カーボン板の汚染の問題が生じること
がなく、健全な製品を製造することができる。本発明の
請求項８は、ブラスト処理時のショット圧が１ｋｇ／ｃ
ｍ2〜５ｋｇ／ｃｍ2であるから、所定のショット圧によ
って、カーボン板を円滑にかつ迅速に加工でき、かつマ
スク部を損傷する等の不具合の発生を防止することがで
きる。
【図１】 本発明の一実施形態を示すセパレータの断面
図である。
図である。
【図２】 セパレータの酸素（空気）供給側を示す説明
図である。
図である。
【図３】 セパレータの水素供給側を示す説明図であ
る。
る。
【図４】 突起部の配置の一例を示す説明図である。
【図５】 突起部の配置の他の一例を示す説明図であ
る。
る。
【図６】 突起部の配置の別の一例を示す説明図であ
る。
る。
【図７】 突起部の配置のさらに別の一例を示す説明図
である。
である。
１ カーボン板（基板） ２、４ 縦溝（流体通路） ３、５ 横溝（流体通路）
Claims (8)
- 【請求項１】 基板の表面に流体通路を有してなるセパ
レータの製造方法であって、 上記基板の表面にマスキング処理を施した後、ブラスト
処理を施して、上記基板の表面に流体通路を形成するこ
とを特徴とするセパレータの製造方法。 - 【請求項２】 基板がカーボン板からなることを特徴と
する請求項１記載のセパレータの製造方法。 - 【請求項３】 カーボン板に流体通路を加工する前に、
このカーボン板に樹脂を含浸することを特徴とする請求
項２記載のセパレータの製造方法。 - 【請求項４】 カーボン板に流体通路を加工した後に、
このカーボン板に樹脂を含浸することを特徴とする請求
項２記載のセパレータの製造方法。 - 【請求項５】 マスキング処理に使用するマスク材がフ
ォト処理用レジストフィルムであることを特徴とする請
求項１、２、３または４記載のセパレータの製造方法。 - 【請求項６】 ブラスト処理に使用するビーズが、カー
ボン板を削り取る角部を有し、かつそのビーズ径が３〜
２００μｍであることを特徴とする請求項１、２、３、
４または５記載のセパレータの製造方法。 - 【請求項７】 ブラスト処理に使用するビーズが炭化ケ
イ素または酸化マンガンであることを特徴とする請求項
２、３、４、５または６記載のセパレータの製造方法。 - 【請求項８】 ブラスト処理時のショット圧が １ｋｇ
／ｃｍ2〜５ｋｇ／ｃｍ2であることを特徴とする請求項
２、３、４、５、６または７記載のセパレータの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10263610A JP2000106198A (ja) | 1998-07-31 | 1998-09-17 | セパレータの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21837498 | 1998-07-31 | ||
| JP10-218374 | 1998-07-31 | ||
| JP10263610A JP2000106198A (ja) | 1998-07-31 | 1998-09-17 | セパレータの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000106198A true JP2000106198A (ja) | 2000-04-11 |
Family
ID=26522532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10263610A Abandoned JP2000106198A (ja) | 1998-07-31 | 1998-09-17 | セパレータの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000106198A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100434779B1 (ko) * | 2002-01-10 | 2004-06-07 | (주)퓨얼셀 파워 | 미세유로를 갖는 분리판 및 그 제조방법, 그리고 연료전지의 기체확산층 |
| KR100434778B1 (ko) * | 2002-01-10 | 2004-06-07 | (주)퓨얼셀 파워 | 보조유로를 갖는 분리판 |
| EP1646098A1 (en) * | 2004-10-07 | 2006-04-12 | Nichias Corporation | Separator for fuel cell and process for producing the same |
-
1998
- 1998-09-17 JP JP10263610A patent/JP2000106198A/ja not_active Abandoned
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100434779B1 (ko) * | 2002-01-10 | 2004-06-07 | (주)퓨얼셀 파워 | 미세유로를 갖는 분리판 및 그 제조방법, 그리고 연료전지의 기체확산층 |
| KR100434778B1 (ko) * | 2002-01-10 | 2004-06-07 | (주)퓨얼셀 파워 | 보조유로를 갖는 분리판 |
| EP1646098A1 (en) * | 2004-10-07 | 2006-04-12 | Nichias Corporation | Separator for fuel cell and process for producing the same |
| US7678489B2 (en) | 2004-10-07 | 2010-03-16 | Nichias Corporation | Process for producing a fuel cell separator |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050824 |
|
| A762 | Written abandonment of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 Effective date: 20070509 |