JP2000353532A - 金属体の表面処理方法、および燃料電池に用いられるプレートの表面処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面に溝部が形成された金属体に対して、溝
部と溝部を除く外表面とで異なった表面処理を行う方法
において、容易にかつ低コストで表面処理を行う方法を
提供する。 【解決手段】 表面に溝部４１ｅ〜ｇが形成されたプレ
ート４１の全面に樹脂を塗布してコーティング層Ｃを形
成し、プレート４１の、溝部４１ｅ〜ｇを除く外表面に
形成されたコーティング層Ｃを除去してプレート４１の
外表面を露出させ、この露出部分に、上記樹脂に付着し
ない金属材料をめっきしてめっき層Ｐを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、金属体の表面処
理方法に関し、特に燃料電池に用いられるプレートの表
面処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電気自動車用のモータのバッテリ
などに適用する目的で、燃料電池の開発が行われてい
る。燃料電池は、負極活物質としての水素を、白金（プ
ラチナ）などの触媒と接触させて電子とプロトンとに解
離した後、このプロトンを正極活物質としての酸素と反
応させて水が得られるという反応機構に基づいている。
すなわち、燃料電池は、負極側において水素から放出さ
れた電子が移動して正極側に達することにより起電力を
誘起するようになされている。

【０００３】このような原理に基づけば、燃料電池は、
化学的エネルギ変化を直接的に電気エネルギに変換でき
るため、他の発電方式に比べてエネルギの変換効率が極
めて高い。そのため、燃料電池は、カルノーサイクルに
基づく内燃機関に比べてエネルギロスが少なく、内燃機
関の代替手段である電気自動車用のモータのバッテリと
して有用である。

【０００４】また、燃料電池では、排気ガスが主として
水蒸気であり、内燃機関のように窒素化合物、炭化水
素、あるいは一酸化水素といった有害ガスを排出するこ
とがないため、環境保護の観点からも燃料電池をバッテ
リとした電気自動車の実用化が望まれている。

【０００５】図２は、燃料電池が電気自動車に適用され
る場合の、燃料電池が収納される燃料電池スタックの一
例を示す図である。燃料電池スタック４は、必要な電圧
を取得するために燃料電池４０を直列的に集合させた構
成とされ、エンドプレート４Ａ，４Ｂの間にボルト締め
により挟持されている。燃料電池スタック４は、隣り合
う燃料電池４０同士で同一のプレート（セパレータとも
いう）４１，４２を共用するようにし、各プレート４
１，４２で挟まれた領域は、水素ガスおよび酸素ガスが
供給されることにより電池として機能する。

【０００６】図３は、図２に示す燃料電池４０の分解斜
視図であるが、プレート４１に注目すれば、このプレー
ト４１は、チタンなどの金属材料によって板状に形成さ
れ、その一面４１Ａおよび他面４２Ｂに、水素ガスまた
は酸素ガスの流路となる溝部４１ｅ〜ｇが形成されてい
る。プレート４１の溝部４１ｅ〜ｇを除く外表面は、プ
レート４１を形成する金属材料の表面を保護するため
に、たとえばプラチナなどの金属によりめっきされ、溝
部４１ｅ〜ｇの底面および内壁面は、たとえばテフロン
などのフッ素樹脂によりコーティングされている。

【０００７】プレート４１は、従来、以下に示す方法に
よって表面の処理が行われている。まず、プレート４１
の溝部４１ｅ〜ｇをマスキングし、プレート４１の表面
に対してめっきを施す。この場合、マスキングされた上
にもめっきが施される。所定時間、乾燥した後、マスキ
ングを取り除き、溝部４１ｅ〜ｇのみにフッ素樹脂によ
るコーティングが行われる。これにより、溝部４１ｅ〜
ｇを除く外表面にのみプラチナがめっきされ、溝部４１
ｅ〜ｇの底面および内壁面にフッ素樹脂がコーティング
される。

【０００８】しかしながら、上記の方法では、マスキン
グの処理が煩雑であり、その処理に手間と時間とを費や
していた。これは、溝部４１ｅ〜ｇの形状が複雑になれ
ばなるほど、その煩わしさが増大するものである。ま
た、たとえば、マスキングに使用される材料は、通常、
取り除かれた後、廃棄されるので、マスキングの上にめ
っきされたプラチナは、マスキングの材料ごと廃棄され
ることになり、不経済であった。

【０００９】

【発明の開示】本願発明は、上記した事情のもとで考え
出されたものであって、表面に溝部が形成された金属体
に対して、溝部と溝部を除く外表面とで異なった表面処
理を行う方法において、容易にかつ低コストで表面処理
を行う方法を提供することを、その課題とする。

【００１０】上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を講じている。

【００１１】本願発明の第１の側面によれば、表面に溝
部が形成された金属体の全面に樹脂を塗布してコーティ
ング層を形成し、金属体の、溝部を除く外表面に形成さ
れたコーティング層を除去して金属体の外表面を露出さ
せ、この露出部分に樹脂が付着しない金属材料をめっき
してめっき層を形成することを特徴とする、金属体の表
面処理方法が提供される。

【００１２】上記の表面処理方法によれば、金属体の全
面を樹脂によりコーティングしてコーティング層を形成
する。好ましくは、上記樹脂は撥水性樹脂であり、この
撥水性樹脂としては、たとえば、テフロンなどのフッ素
樹脂を用い、この樹脂の溶液に金属体を、いわゆるどぶ
づけすることにより全面コーティングすればよい。

【００１３】次いで、溝部を除く外表面に形成されたコ
ーティング層のみを除去し、溝部を除く外表面を露出さ
せる。この場合、たとえば、エッジを有するスクレイパ
ーなどを用い、スクレイパーのエッジを金属体の表面に
当接させて、表面をなでるように移動させればよい。そ
して、露出した、溝部を除く外表面に上記樹脂に付着し
ない金属材料、たとえばプラチナなどでめっきしてめっ
き層を形成する。

【００１４】このように、めっき層の形成には、コーテ
ィング層を形成する樹脂に付着しない金属材料が用いら
れるので、金属体の溝部にはフッ素樹脂によるコーティ
ング層を形成し、溝部を除く外表面には、めっき層を形
成するといった表面処理を、コーティング層の上にめっ
き層が積層されることはなく、容易にかつ確実に行うこ
とができ、高価なめっきを節約できる。

【００１５】本願発明の第２の側面によれば、燃料電池
に用いられ、側面に水素ガス用または酸素ガス用の流路
としての溝部が形成されたプレートの表面処理方法であ
って、プレートの全面に撥水性樹脂を塗布してコーティ
ング層を形成し、プレートの、溝部を除く外表面に形成
されたコーティング層を除去してプレートの外表面を露
出させ、この露出部分に、撥水性樹脂が付着しない金属
材料をめっきしてめっき層を形成する。

【００１６】この発明によれば、上述した金属体の表面
処理方法と同様に、プレートの溝部に撥水性樹脂による
コーティング層を形成し、プレートの、溝部を除く外表
面に撥水性樹脂が付着しない金属材料によるめっき層を
形成するといったプレートの表面処理を容易にかつ確実
に行うことができる。そのため、従来のように、表面処
理のために溝部をマスキングする必要がないので、マス
キングのための煩雑な作業を省略でき、プレートの表面
処理作業にかかる時間を大幅に短縮することができる。
したがって、プレートの表面処理を短時間で大量に行う
ことができ、燃料電池の量産化に寄与することができ
る。また、めっき層を形成する金属材料としては、撥水
性樹脂に付着しない特性を有する、たとえばプラチナが
好適に用いられるので、コーティング層の上にめっき層
が積層されることはなく、高価なめっきを節約できる。

【００１７】また、上記方法によれば、マスキングは行
われないので、マスキングに用いられる材料を削減でき
る他、プラチナは溝部を除く外表面にのみめっきされる
ので、従来のように、マスキングされた上に施されたプ
ラチナを廃棄するようなこともない。そのため、プラチ
ナの使用量を減少させることができ、マスキング材料お
よびプラチナの無駄な浪費を抑えることができる。

【００１８】本願発明のその他の特徴および利点は、添
付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より
明らかとなろう。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態を、添付図面を参照して具体的に説明する。図１
は、本願発明に係る、燃料電池のプレートが適用される
燃料電池システムの一例を示す概略構成図である。この
燃料電池システム１は、エタノールを改質して水素リッ
チな燃料ガスを得るための改質装置２と、燃料ガスに含
まれる一酸化炭素ガスを二酸化炭素ガスに変成する変成
装置３と、水素ガスと酸素ガスとを反応させて起電力を
得るための燃料電池４０が直列的に集合した燃料電池ス
タック４とを備えて構成されている。

【００２０】改質装置２は、たとえば、水蒸気改質法に
よってエタノールを水素リッチな燃料ガスに改質するも
のであり、エタノールを改質するための触媒が充填され
た改質器２０と、改質器２０内を、エタノールの改質に
適した温度に加熱する加熱器２１とを備えている。改質
器２０に供給され、加熱器２１により加熱されたエタノ
ールおよび水蒸気は、触媒の作用により反応し、一酸化
炭素と水素とが生成される。なお、加熱器２１としてボ
イラが用いられる場合には、原料エタノールの一部や燃
料電池スタック４において消費されなかった水素ガスが
ボイラ燃料として使用される。

【００２１】変成装置３は、改質装置２から供給される
一酸化炭素および水素のうち、一酸化水素を選択的に酸
化して二酸化炭素に変成するものである。すなわち、変
成装置３には、改質装置２において得られた微量の一酸
化炭素を含む混合ガスが空気とともに供給され、触媒
（光触媒）の作用により一酸化炭素ガスが二酸化炭素ガ
スに空気酸化（変成）され、燃料電池スタック４に供給
される。

【００２２】図２は、燃料電池４０が直列的に集合した
燃料電池スタック４の斜視図である。図３は、燃料電池
４０の分解斜視図である。図４は、燃料電池４０を構成
するプレート４１の対角線に沿って、当該燃料電池４０
を切断したときの断面図である。この燃料電池スタック
４は、隣り合う燃料電池４０同士で同一のプレート４
１，４２を共用するようにして複数の燃料電池４０が直
列的に積層された構成とされている。燃料電池スタック
４は、エンドプレート４Ａ，４Ｂの間にボルト締めによ
り挟持され、一方のエンドプレート４Ａ側と他方のエン
ドプレート４Ｂ側とが４つの連通孔４ａ，４ｂ，４ｃ，
４ｄを介して連通されている。

【００２３】燃料電池４０は、第１のプレート４１およ
び第２のプレート４２と、これらのプレート４１，４２
の間に介在されたイオン交換膜４３と、イオン交換膜４
３と第１のプレート４１および第２のプレート４２との
間に介在された負極集電体４４および正極集電体４５
と、負極集電体４４および正極集電体４５の外枠を囲む
ようにして配置された第１のガスケット４６および第２
のガスケット４７とを備えて構成されている。

【００２４】各プレート４１，４２は、全体がチタンな
どの金属導体からなり、板状に形成されている。プレー
ト４１，４２は、これらの間に電池として機能する領域
を確保するために設けられ、水素ガスや酸素ガスを供給
する際に利用されるものであるので、耐熱性に優れ、機
械的強度の高い材料によって形成される。たとえば、プ
レート４１，４２の材料としては、上記チタンの他に、
ステンレス綱やチタン合金などが用いられてもよい。

【００２５】プレート４１，４２の四隅のそれぞれに
は、厚み方向に貫通する第１ないし第４貫通孔４１ａ〜
４１ｄ，４２ａ〜４２ｄが形成されている。なお、イオ
ン交換膜４３、第１のガスケット４６および第２のガス
ケット４７にも、各四隅にそれぞれ、プレート４１，４
２の第１ないし第４貫通孔４１ａ〜４１ｄ，４２ａ〜４
２ｄに対応して、４つの貫通孔４３ａ〜４３ｄ，４６ａ
〜４６ｄ，４７ａ〜４７ｄが形成されている。そして、
燃料電池４０がスタックの状態では、図４に示すよう
に、各部材に設けられた貫通孔同士が同軸上に繋がるよ
うに構成されている。

【００２６】各プレート４１，４２の一面側４１Ａ，４
２Ａおよび他面側４１Ｂ，４２Ｂには、酸素ガス用また
は水素ガス用の流路が形成されている。すなわち、各プ
レート４１，４２における一面側４１Ａ，４２Ａには、
図３における左右方向に延びる複数の個別溝部４１ｅが
上下方向に並ぶようにして形成されており、各個別溝部
４１ｅの一端部同士が上下方向に延びる第１共通溝部４
１ｆによって繋げられ、各個別溝部４１ｅの他端部同士
が上下方向に延びる第２共通溝部４１ｇによって繋げら
れている。第１共通溝部４１ｆは、対角配置された第１
および第２貫通孔４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂのう
ちの第１貫通孔４１ａ，４２ａに連通しており、第２共
通溝部４１ｇは、第２貫通孔４１ｂ，４２ｂに連通して
いる。各プレート４１，４２の他面側４２Ｂにも、一面
側と同様な個別溝部および共通溝部がそれぞれ形成され
ており、各共通溝部が第３貫通孔４１ｃ，４２ｃまたは
第４貫通孔４１ｄ，４２ｄに連通している。

【００２７】この各プレート４１の一面側４１Ａに形成
された溝部４１ｅ〜ｇが酸素ガス用の流路とされ、他面
側４１Ｂに形成された溝部４１ｅ〜ｇが水素ガス用の流
路とされ、隣り合う燃料電池４０同士で一枚のプレート
４１を共用できるようになっている。

【００２８】プレート４１の一面側４１Ａおよび他面側
４１Ｂにおける、溝部４１ｅ〜ｇを除く外表面およびプ
レート４１の各側面には、図５に示すように、プレート
４１を形成するチタンの表面を保護するための金属材料
によってめっきが施され、めっき層Ｐが形成されてい
る。溝部４１ｅ〜ｇを除く外表面は、負極集電体４４や
正極集電体４５と接触するため、チタンが強酸性を示す
プロトンにより酸化され、腐食することがあるためであ
る。一方、溝部４１ｅ〜ｇの底面および内壁面には、フ
ッ素樹脂などの撥水性樹脂によってコーティングがなさ
れ、コーティング層Ｐが形成されている。また、プレー
ト４２の一面側４２Ａおよび他面側４２Ｂ、および各側
面にも、同様に上記の表面処理が施されている。

【００２９】上記表面保護用の金属材料としては、イオ
ン化傾向の低い金属、すなわちプラチナ、金、銀などが
用いられる。特に、本実施形態では、上記撥水性樹脂に
付着しない特性を有するプラチナが好適に用いられる。
また、フッ素樹脂としては、高温でも安定な特性を示す
ポリ四フッ化エチレンやポリ三フッ化クロルエチレンな
どが好適に用いられ、ポリビニリデンフロライド、フッ
化エチレンプロピレン共重合体などを用いてもよい。

【００３０】図４に戻り、イオン交換膜４３は、プロト
ン導電性を示すものであり、水素イオンを選択的に通過
させるものである。イオン交換膜４３の両面のそれぞれ
には、負極触媒部４３Ａおよび正極触媒部４３Ｂが形成
されている。

【００３１】負極触媒部４３Ａは、たとえば炭素粒の表
面にプラチナを担持させた触媒粒で構成された多孔質層
とされており、水素分子や水素イオンが通過可能とされ
ている。この負極触媒部４３Ａでは、供給された水素ガ
スが水素イオンと電子に解離される。

【００３２】一方、正極触媒部４３Ｂは、たとえば炭素
粒の表面にプラチナとロジウムとを共存担持させた触媒
粒で構成された多孔質層とされており、酸素分子が通過
可能とされている。この正極触媒部４３Ｂでは、酸素ガ
スが、水素イオンおよび電子と反応して水が生成され
る。

【００３３】負極集電体４４は、負極触媒部４３Ａにお
いて水素ガスから解離した電子を集めて燃料電池４０の
外部に取り出せるようにし、また、供給された水素ガス
が負極触媒部４３Ａに達するように水素ガスを通過させ
るものであることから、たとえば炭素系素材によって多
孔質体として構成されている。

【００３４】一方、正極集電体４５は、外部から電子を
受け取って、この電子を正極触媒部４３Ｂに供給できる
ようにし、また、供給された酸素ガスが正極触媒部４３
Ｂに達するように酸素ガスを通過させる必要があること
から、負極集電体４４と同様に、たとえば炭素系素材に
よって多孔質体として構成されている。

【００３５】第１および第２ガスケット４６，４７は、
イオン交換膜４３と第１または第２のプレート４１，４
２との間、つまり隣り合うプレート同士の封止状態を高
めるためのものである。第１および第２ガスケット４
６，４７は、その中央部に集電体の面積よりも大きな開
口４６Ａ，４７Ａが設けられた矩形枠状とされ、燃料電
池４０を構成した状態では、ガスケット４６，４７が集
電体４４，４５の周りを取り囲むように構成されてい
る。

【００３６】上記燃料電池スタック４では、他方のエン
ドプレート４Ｂ側を入口として、第３および第４連通孔
４ｃ，ｄのいずれか一方または双方から水素ガスを供給
すれば、全てのプレート４１，４２の他面４１Ｂ，４２
Ｂ側の個別溝部や共通溝部に水素ガスが通じられる。そ
して、一方のエンドプレート４Ａ側からは、余剰の水素
ガスが排出されるが、この水素ガスは、図１に示すよう
に、改質装置２の加熱器２１の燃料として供給される。
また、第１および第２連通孔４ａ，ｂのいずれか一方ま
たは双方から酸素ガスを供給すれば、全てのプレート４
１，４２の一面４１Ａ，４２Ａ側の個別溝部４１ｅ，４
２ｅや共通溝部４１ｆ，４１ｇ，４２ｆ，４２ｇに酸素
ガスが通じされる。なお、酸素ガスは、通常、空気の状
態で供給される。

【００３７】各燃料電池４０においては、たとえば、第
３連通孔４ｃを通過する水素ガスの一部が第１プレート
４１の他面４１Ｂ側に形成された溝部に供給され、この
水素ガスが負極集電体４４を通過する。負極集電体４４
を通過した水素ガスは、負極触媒部４３Ａで水素イオン
と電子に解離される。

【００３８】この反応の際に生じた電子は、負極集電体
４４に集められるが、この電子は第１のプレート４１を
介して当該第１のプレート４１を共用する隣の燃料電池
４０の正極集電体４５に供給される。

【００３９】一方、負極触媒部４３Ａにおける反応の際
に生じた水素イオンは、イオン交換膜４３を通過して正
極触媒部４３Ｂに移動する。この正極触媒部４３Ｂには
さらに、第２のプレート４２を共用する隣の燃料電池４
０の負極集電体４４から電子が供給され、また第３連通
孔４ｃを通過する空気（酸素ガス）の一部が第２プレー
ト４２の一面側４２Ａに形成された溝部４２ｅ〜ｇおよ
び正極集電体４５を介して供給される。このようにし
て、酸素ガス、電子および水素イオンが供給された正極
触媒部４３Ｂでは、これらが反応して水が生成する。

【００４０】このように、燃料電池スタック４では、１
の燃料電池４０の負極集電体４４に集められた電子は、
隣の燃料電池４０の正極集電体４５に供給される。そし
て、電子の流れ方向の最下流に位置する燃料電池４０の
負極集電体４４に集められた電子は、外部回路を経由し
て、電子の流れ方向の最上流に位置する燃料電池４０の
正極集電体４５に供給される。すなわち、燃料電池スタ
ック４内においては、電子が全体として一定の方向に流
れ、最下流の燃料電池４０から最上流の燃料電池４０に
外部回路を経由して電子が循環させられるようになされ
ている。そして、外部回路においてエネルギを取り出し
て利用するようになっている。

【００４１】ここで、本実施形態の特徴は、上述したプ
レート４１，４２（以下「プレート４１，４２」を総称
して「プレート４１」という）を単体の段階で製造する
際の、プレート４１の表面処理方法において、プラチナ
がフッ素樹脂に付着しないといった特性を有することに
着目し、上記表面処理方法の手順を工夫した点にある。
すなわち、従来では、プレート４１の溝部４１ｅ〜ｇに
対しマスキングを行い、その上からプラチナによるめっ
きを施し、マスキングを除去した後、溝部４１ｅ〜ｇに
対してフッ素樹脂によるコーティングを行っており、マ
スキングのための煩雑な作業に多くの時間を費やしてい
た。

【００４２】そこで、本実施形態では、プレート４１の
全面をフッ素樹脂によって塗布した後、溝部４１ｅ〜ｇ
を除く外表面のフッ素樹脂を除去し、その外表面にプラ
チナをめっきする。このとき、プラチナはフッ素樹脂に
付着しないので、溝部４１ｅ〜ｇにめっきされることは
ない。この手順でプレート４１の一面４１Ａおよび他面
４１Ｂの表面の処理を行えば、溝部４１ｅ〜ｇにフッ素
樹脂によるコーティング層Ｃ（図５参照）が形成され、
溝部４１ｅ〜ｇを除く外表面にのみプラチナによるめっ
き層Ｐが形成されるといった構成を容易に実現できると
ともに、溝部４１ｅ〜ｇをマスキングする作業が省略さ
れることになり、従来の方法に比べ、作業時間を短縮す
ることができる。

【００４３】以下、プレート４１の表面処理方法の手順
について詳細に説明する。まず、プレート４１の素材と
なる金属体において、一面４１Ａの四隅のそれぞれに連
通孔４１ａ〜ｄを形成する。次いで、連通孔４１ａ〜ｄ
のうち、対角線上にある連通孔４１ａ，４１ｂに連通す
るように、フォトエッチングの技法により食刻して溝部
４１ｅ〜ｇを形成する（図６(a) 参照）。他面４１Ｂに
対しても、一面４１Ａと同様に、連通孔および溝部を形
成する。なお、溝部４１ｅ〜ｇは、上記フォトエッチン
グに代わり、放電加工やレーザ加工などによって形成す
るようにしてもよい。

【００４４】次に、プレート４１の汚れや油分を洗浄溶
剤により洗浄する脱脂処理を行い、プレート４１を加熱
炉で加熱し空焼を行う。その後、プレート４１に対して
コーティングのための下地処理を行う。すなわち、プレ
ート４１の全面に対して砥粒を圧縮空気とともに表面に
吹きつけてブラスト加工を行い、金属表面にある錆や汚
れなどを除去するとともに、３〜６μｍの高さに粗面化
する。なお、上記ブラスト加工による下地処理に代え
て、エッチングなどの化学被膜処理による下地処理を行
ってもよい。

【００４５】次いで、後述するフッ素樹脂と基材との密
着性をよくするために、プライマーを全面に塗装し、プ
レート４１を加熱炉に入れて、１２０℃、３０分間、プ
ライマーの焼き付けを行う。

【００４６】次に、プレート４１をフッ素樹脂の溶液に
浸漬して（いわゆる、どぶづけ）、プレート４１の全面
にわたりフッ素樹脂を塗布する。なお、フッ素樹脂の溶
液に浸漬する代わりに、フッ素樹脂のエナメルを塗装機
または手作業により塗装するようにしてもよい。あるい
は、フッ素樹脂のパウダーを静電作用により電気的に塗
装するようにしてもよい。

【００４７】次いで、このプレート４１を加熱炉に入れ
て、３５０℃、１時間加熱し、フッ素樹脂を溶融させ
て、その厚さが１〜３μｍに仕上がるようにコーティン
グ層Ｃを形成する（図６(b) 参照）。塗膜化する。な
お、上記フッ素樹脂の塗布および焼成の工程は、所望の
コーティング仕様になるまで、繰り返し行われてもよ
い。

【００４８】次に、コーティングされたプレート４１を
所定の時間、乾燥させた後、図６(c) および図７に示す
ように、プレート４１の、溝部４１ｅ〜ｇを除く外表面
４１Ａに対して、棒状のスクレーパＳのエッジを当接さ
せて、なでるようにスクレーパＳを移動、あるいは数回
往復させる。これにより、プレート４１の外表面４１Ａ
に形成されたフッ素樹脂のコーティング層Ｃをプレート
４１の外表面４１Ａが露出するまで剥がし取る。この場
合、溝部４１ｅ〜ｇを除く外表面のコーティング層Ｃの
みを除去するので、溝部４１ｅ〜ｇの状態は維持され、
すなわち、溝部４１ｅ〜ｇにコーティングされたフッ素
樹脂はそのまま残存する（図５(d) 参照）。なお、プレ
ート４１の外表面４１Ａを除去する方法としては、フラ
イス盤や平削盤などを用いて機械的に行ってもよい。

【００４９】次いで、プレート４１の露出した外表面４
１Ａに対して、プラチナなどの表面保護用金属を、その
厚さが５〜１０μｍになるように電解めっきなどの技法
によりめっきし、めっき層Ｐを形成する（図５(e) 参
照）。ここで、プラチナは、フッ素樹脂には付着しない
特性を有しているので、溝部４１ｅ〜ｇにコーティング
されたフッ素樹脂の上には、プラチナによるめっき層は
積層されない。そのため、外表面４１Ａにのみプラチナ
がめっきされ、溝部４１ｅ〜ｇにはフッ素樹脂が露出す
る。その後、４８時間、熱処理を行い、外表面４１Ａの
みにプラチナによるめっき層Ｐが形成されたプレート４
１を得る。

【００５０】このように、プレート４１の表面処理方法
では、プラチナなどの表面保護用金属がフッ素樹脂など
の撥水性樹脂に付着しないといった特性を利用し、溝部
４１ｅ〜ｇにフッ素樹脂によるコーティング層Ｃを形成
し、溝部４１ｅ〜ｇを除く外表面４１Ａにプラチナによ
るめっき層Ｐを形成するといった表面処理を容易にかつ
確実に行うことができる。そのため、従来のように、表
面処理のために溝部４１ｅ〜ｇをマスキングする必要が
ないので、従来のマスキングのための煩雑な作業を省略
でき、プレート４１の表面を処理する作業にかかる時間
を短縮することができる。したがって、プレート４１の
表面処理を短時間で大量に行うことができ、ひいては燃
料電池の量産化に寄与することができる。

【００５１】また、上記方法によれば、マスキングは行
われないので、マスキングに用いられる材料を削減でき
る。さらに、プラチナは溝部４１ｅ〜ｇを除く外表面４
１Ａにのみめっきされるので、従来のように、マスキン
グされた上に施されたプラチナを廃棄するようなことも
ない。そのため、プラチナの使用量を減少させることが
でき、マスキング材料およびプラチナの無駄な浪費を抑
えることができる。

【００５２】もちろん、この発明の範囲は上述した実施
の形態に限定されるものではない。上記実施形態におい
ては、金属体の表面処理を行う方法において、たとえ
ば、金属体として、燃料電池に用いられるプレートにつ
いて説明したが、これに限らず、溝部が形成された金属
体に対して、その溝部と溝部を除く外表面とで異なった
表面処理を行う場合であれば、上述した表面処理方法を
好適に利用することができる。

【００５３】また、上記実施形態では、プレート４１の
溝部４１ｅ〜ｇの形状は、左右方向に延びる複数の個別
溝部４１ｅが上下方向に並ぶように形成されていたが、
この形状に限るものではない。

【００５４】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明の金属
体の表面処理方法によれば、溝部と溝部を除く外表面と
で異なった表面処理を行う際に、特定の金属が樹脂に付
着しないといった特性を利用して、樹脂により全面にコ
ーティングした後、溝部を除く外表面を除去してその除
去部分のみに上記金属をめっきするといった手順で金属
体の表面を処理することが可能となり、しかも溝部には
上記金属が付着することがない。そのため、溝部と溝部
を除く外表面とで異なるようにする表面処理を容易にか
つ確実に行うことができるので、表面処理の作業時間の
短縮化、および作業の効率化が図られる。

【００５５】また、上記の表面処理方法を、たとえば、
燃料電池に用いられるプレートに適用するようにすれ
ば、従来のように、表面処理のために溝部をマスキング
する必要がないので、マスキングのための煩雑な作業を
省略でき、プレートの表面処理を短時間で大量に行うこ
とができ、燃料電池の量産化に寄与することができる。

【００５６】さらに、上記方法によれば、マスキングは
行われないので、マスキングに用いられる材料を削減で
きる他、めっき層を構成するプラチナは溝部を除く外表
面にのみめっきされるので、従来のように、マスキング
された上に施されたプラチナを廃棄するようなこともな
い。そのため、マスキング材料およびプラチナの無駄な
浪費を抑え、プラチナの使用量を減少させることがで
き、コストの削減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る、燃料電池のプレートが適用さ
れる燃料電池システムの一例を示す概略構成図である。

【図２】燃料電池が直列的に集合した燃料電池スタック
の斜視図である。

【図３】燃料電池の分解斜視図である。

【図４】燃料電池を構成するプレートの対角線に沿っ
て、燃料電池を切断したときの断面図である。

【図５】プレートを断面図である。

【図６】プレートの表面処理の方法を説明するための図
である。

【図７】プレートを除去する様子を示す図である。

【符号の説明】

１ 燃料電池システム ４ 燃料電池 ４１，４２ プレート ４１ｅ〜ｇ 溝部 Ｃ コーティング層 Ｐ めっき層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に溝部が形成された金属体の全面に
   樹脂を塗布してコーティング層を形成し、 上記金属体の、上記溝部を除く外表面に形成された上記
   コーティング層を除去して上記金属体の外表面を露出さ
   せ、 この露出部分に、上記樹脂に付着しない金属材料をめっ
   きしてめっき層を形成することを特徴とする、金属体の
   表面処理方法。
2. 【請求項２】 上記樹脂は、撥水性樹脂である、請求項
   １に記載の金属体の表面処理方法。
3. 【請求項３】 上記撥水性樹脂はフッ素樹脂からなり、
   上記金属材料は白金からなる、請求項２に記載の金属体
   の表面処理方法。
4. 【請求項４】 燃料電池に用いられ、側面に水素ガス用
   または酸素ガス用の流路としての溝部が形成されたプレ
   ートの表面処理方法であって、 上記プレートの全面に撥水性樹脂を塗布してコーティン
   グ層を形成し、 上記プレートの、上記溝部を除く外表面に形成された上
   記コーティング層を除去して上記プレートの外表面を露
   出させ、 この露出部分に、上記撥水性樹脂に付着しない金属材料
   をめっきしてめっき層を形成することを特徴とする、燃
   料電池に用いられるプレートの表面処理方法。