JP4066095B2 - Manufacturing method of fuel cell separator and fuel cell - Google Patents

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Description

本発明は、表面の親水性が向上した燃料電池用セパレータの製造方法に関する。特にガ
ス流路の溝部の親水性が向上した燃料電池用セパレータの製造方法、及び安定した出力を
有する燃料電池に関する。
The present invention relates to a method for producing a fuel cell separator with improved surface hydrophilicity. In particular, the present invention relates to a method for manufacturing a fuel cell separator in which the hydrophilicity of a groove portion of a gas channel is improved, and a fuel cell having a stable output.

燃料電池は、電極に燃料の供給を受けて燃料が有する化学エネルギ−を直接電気エネルギ−に変換するものであり、エネルギ−変換効率の高い発電方法として知られている。このような燃料電池は、セパレータに形成されたガス流路を経て、陰極には水素を含有する燃料ガスの供給を受け、陽極には酸素を含有する酸化ガスの供給を受けるが、各電極で電気化学反応が進行する際、陽極側において生成水が生じる。
通常、生じた生成水は、陽極側に供給されている酸化ガス中に気化し、酸化ガスとともに燃料電池外に排出される。しかし、生じる生成水の量が多くなると、酸化ガス中に気化させるだけでは生成水を排出しきれなくなってしまう。このように酸化ガス中に気化されずに残った生成水が陽極の周辺で水滴を成すと、ガス流路が閉塞されて陽極周辺での酸化ガスの流れが妨げられて電池性能の低下につながってしまう。
BACKGROUND ART A fuel cell is a type of power generation method that receives a supply of fuel to an electrode and directly converts chemical energy of the fuel into electric energy, and has high energy conversion efficiency. In such a fuel cell, a fuel gas containing hydrogen is supplied to the cathode and an oxidizing gas containing oxygen is supplied to the anode through the gas flow path formed in the separator. As the electrochemical reaction proceeds, product water is produced on the anode side.
Usually, the produced water is vaporized in the oxidizing gas supplied to the anode side, and is discharged out of the fuel cell together with the oxidizing gas. However, when the amount of generated water increases, the generated water cannot be exhausted only by vaporizing it in the oxidizing gas. In this way, if the generated water that remains without being vaporized in the oxidizing gas forms water droplets around the anode, the gas flow path is blocked and the flow of the oxidizing gas around the anode is hindered, leading to a decrease in battery performance. End up.

燃料電池セパレータは、発電時に生じる生成水を速やかに排出し、ガス流路の閉塞の無いことが望まれる。その際、セパレータ表面、特にガス流路部は親水性であることが望ましく、ガス流路部の疎水性が高い場合には、加湿水分及び生成水分によりガス流路が閉塞され易く、発電性能の低下につながってしまう。   It is desirable that the fuel cell separator quickly discharges generated water generated during power generation and does not block the gas flow path. At that time, it is desirable that the separator surface, in particular the gas flow path part, be hydrophilic, and if the gas flow path part is highly hydrophobic, the gas flow path is likely to be clogged by humidified water and generated water, and power generation performance is improved. It will lead to a decline.

そこで、従来、燃料電池セパレータ等部材の所定の場所に親水処理を施し、これによって生成水の排出性の向上が図られて来た。特にガス流路部を親水処理することによって、生成水は水滴として留まることなく、生成水がガスの拡散を阻害するのを防ぐことができる。   Therefore, conventionally, hydrophilic treatment has been applied to a predetermined portion of a member such as a fuel cell separator, thereby improving the discharge of produced water. In particular, by hydrophilic treatment of the gas flow path portion, the generated water does not stay as water droplets, and the generated water can be prevented from inhibiting gas diffusion.

このセパレ−タを親水処理する従来の方法としては、次のような方法が提案されている。
すなわち燃料流路の入り口または出口に気孔率が30〜80%の吸水性を有するポ−ラスなカ−ボン部材を備え付けたり、燃料ガス流路表面と好ましくは酸化ガス流路表面にもポリアクリルアミド等の親水性被膜を形成したりする方法(例えば特許文献1参照)が提案されている。
また各種素材からなる導電性のセパレ−タ表面を、親水化ガス中で低温プラズマ処理等の親水化処理を行うことにより親水性を賦与する方法(例えば特許文献2参照)、樹脂バインダ−を含むセパレ−タ表面を1000℃前後の炎で処理することにより親水性を賦与する方法(例えば特許文献3参照)が提案されている。
さらに樹脂バインダ−を含むセパレ−タ表面に親水性フェノ−ル樹脂及びエポキシ樹脂の混合物を塗工し、硬化させることにより親水性を賦与する方法(例えば特許文献4参照)が提案されている。
The following method has been proposed as a conventional method for hydrophilic treatment of this separator.
That is, a porous carbon member having a water absorption rate of 30 to 80% is provided at the inlet or outlet of the fuel channel, or polyacrylamide is also provided on the surface of the fuel gas channel and preferably on the surface of the oxidizing gas channel. A method of forming a hydrophilic coating such as the above has been proposed (for example, see Patent Document 1).
In addition, a method of imparting hydrophilicity to the surface of a conductive separator made of various materials by performing a hydrophilic treatment such as a low-temperature plasma treatment in a hydrophilic gas (see, for example, Patent Document 2), and a resin binder are included. There has been proposed a method for imparting hydrophilicity by treating the surface of the separator with a flame of about 1000 ° C. (see, for example, Patent Document 3).
Furthermore, a method for imparting hydrophilicity by applying a mixture of a hydrophilic phenolic resin and an epoxy resin to the surface of a separator containing a resin binder and curing it has been proposed (for example, see Patent Document 4).

更に、ガラス状カ−ボン材を用いたセパレ−タ表面にゾルゲル法により酸化ケイ素を主成分とするゲル膜を形成した後、真空紫外光照射により水酸基を残した親水膜を形成する方法(例えば特許文献5参照)が提案されている。   Furthermore, after forming a gel film mainly composed of silicon oxide by a sol-gel method on the surface of a separator using a glassy carbon material, a method of forming a hydrophilic film leaving a hydroxyl group by irradiation with vacuum ultraviolet light (for example, Patent Document 5) has been proposed.

しかし、前記セパレ−タ表面に親水性塗料や樹脂を塗布する方法により得られる親水性塗膜は、一般に吸水により膨潤し体積変化を起こし易く、基材から剥離する可能性が極めて高い。または、使用中に徐々に溶出し、親水性が失われる可能性が高く、この方法は実用性に乏しい。またこの溶出物質が発電特性に悪影響を与える可能性がある。
またリブ構造を有するセパレ−タ表面の被膜にプラズマ処理等を行う場合、表面の親水化層の厚みがサブミクロン程度と薄く、表面親水性を長期間保持することが難しくなり、親水性の低下とともに生成水の滞留によって起電力が不安定になり、やがて起電力の低下を招来する。
またセパレ−タ表面にエポキシ樹脂、酸化ケイ素等の導電性物質を含まない親水性物質を塗布すると、セパレ−タ表面に絶縁性被膜を形成することになり、ガス拡散電極との間の導電性が低下したり、導電性確保の為の処理が必要となる問題点がある。
However, a hydrophilic coating film obtained by a method of applying a hydrophilic paint or resin to the separator surface is generally swollen by water absorption and easily changes in volume, and has a very high possibility of peeling from the substrate. Or, it is likely to elute gradually during use and the hydrophilicity is lost, and this method is not practical. In addition, this eluting substance may adversely affect power generation characteristics.
In addition, when plasma treatment or the like is performed on the surface of the separator surface having a rib structure, the hydrophilic layer on the surface is as thin as about submicron, making it difficult to maintain surface hydrophilicity for a long period of time. At the same time, the electromotive force becomes unstable due to the retention of the generated water, and eventually the electromotive force is lowered.
In addition, when a hydrophilic material that does not contain conductive materials such as epoxy resin and silicon oxide is applied to the separator surface, an insulating film is formed on the separator surface, and the conductivity between the gas diffusion electrode and the separator is reduced. However, there is a problem that the process is lowered or a process for ensuring conductivity is required.

特開平8−138692号公報Japanese Patent Laid-Open No. 8-138692 国際公開第99/40642号パンフレットWO99 / 40642 pamphlet 特開2002−313356号公報JP 2002-313356 A 特開2000−251903号公報JP 2000-251903 A 特開2004−103271号公報JP 2004-103271 A

上述するように、ガス流路に生成した水が滞留し、スムーズに排出できないことにより、起電力の低下を招いているという問題を解決する必要から、リブ構造を有するセパレ−タに於いて、導電性を確保でき、且つ安定した親水性を賦与することができるセパレ−タを提供することが要請されていた。
そのような要請に鑑み、本発明は、親水性がより向上し、燃料ガスの流路である溝部の広範囲に亘る水の濡れ性が改良され、しかも導電性にも優れた燃料電池セパレータの製造方法を提供することを目的としている。
As described above, in the separator having a rib structure, the water generated in the gas flow path needs to solve the problem that the electromotive force is lowered due to the fact that the water cannot be discharged smoothly. There has been a demand for providing a separator that can ensure conductivity and can provide stable hydrophilicity.
In view of such demands, the present invention provides a fuel cell separator with improved hydrophilicity, improved wettability of water over a wide area of a groove that is a fuel gas flow path, and excellent conductivity. It aims to provide a method.

本発明者は、前記課題について鋭意検討を行った結果、予備成形体表面の溝部に親水性基を有するラジカル重合性単量体液を塗布し、放射線を照射しグラフト重合させると、溝部に親水性ポリマー層が形成され、濡れ性がよく、かつ導電性に優れた燃料電池セパレータが得られることを見出すに及んで、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies on the above problems, the present inventor applied a radical polymerizable monomer liquid having a hydrophilic group to the groove on the surface of the preform, and irradiated the radiation to cause graft polymerization. As a result of finding out that a fuel cell separator having a polymer layer formed, good wettability and excellent conductivity is obtained, the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂と炭素材料とから構成される予備成形体の少なくとも一部に親水性が付与された燃料電池用セパレータを製造する方法であって、少なくとも工程1、工程2、工程3及び工程4、又は工程1、工程3、工程2及び工程4を順次実施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)前記予備成形体に親水性基及び/又は親水性基に変換しうる官能基を有するラジカル重合性単量体液との親和性を高める処理を行う工程1、(2)前記処理面に前記親水性基及び/又は親水性基に変換しうる官能基を有するラジカル重合性単量体液を塗布する工程2、(3)前記処理面に放射線を照射する工程3、(4)前記工程1、工程2及び工程3を経ることにより得られる燃料電池用セパレータを洗浄する工程4
を提供するものである。
また本発明は、固体高分子電解質膜、ガス拡散電極、および前記方法により得られる燃料電池用セパレータを備える燃料電池を提供するものである。
That is, the present invention is a method for producing a separator for a fuel cell in which hydrophilicity is imparted to at least a part of a preform formed from a thermosetting resin or a thermoplastic resin and a carbon material, and includes at least a step. 1. A method for producing a fuel cell separator, comprising sequentially performing step 1, step 3, step 3 and step 4, or step 1, step 3, step 2 and step 4.
(1) Step 1 for performing a treatment for increasing affinity with the radical polymerizable monomer liquid having a hydrophilic group and / or a functional group that can be converted into a hydrophilic group on the preform, (2) on the treated surface Step 2 for applying a radical polymerizable monomer liquid having a hydrophilic group and / or a functional group that can be converted to a hydrophilic group, (3) Step 3 for irradiating the treated surface with radiation, (4) Step 1 Step 4 for cleaning the separator for a fuel cell obtained through Step 2 and Step 3
Is to provide.
The present invention also provides a fuel cell comprising a solid polymer electrolyte membrane, a gas diffusion electrode, and a fuel cell separator obtained by the above method.

本発明で得られる燃料電池セパレータは、機械強度、導電性等の材料物性を損なうことなく、表面が親水化されているため、水の排出性に優れるものである。また、親水性が必要な部位にのみグラフト重合により親水性が付与できるため、望ましい製品を提供できる。即ち、溝内部にのみ、親水性基を有するラジカル重合性単量体を塗布し、放射線照射する等の工程を経ることにより、該溝内部に発生した水との高い濡れ性を有するものであり、水が滞留することなく、流動して排出することができるものである。これにより、かかるセパレータでは、過剰な水により燃料ガスの供給が妨げられることが無いので、このセパレータを組み込んだ燃料電池スタックは、起電力が安定し、長期間に亘って安定的な発電が可能となる。   The fuel cell separator obtained by the present invention is excellent in water discharge performance because the surface is made hydrophilic without impairing material properties such as mechanical strength and conductivity. Further, since hydrophilicity can be imparted only by graft polymerization to a site that requires hydrophilicity, a desirable product can be provided. That is, it has high wettability with water generated inside the groove by applying a radically polymerizable monomer having a hydrophilic group only inside the groove and irradiating with radiation. The water can flow and be discharged without stagnation. As a result, in such a separator, the supply of fuel gas is not hindered by excess water, so the fuel cell stack incorporating this separator has a stable electromotive force and can generate stable power over a long period of time. It becomes.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂と炭素材料とから構成される予備成形体の少なくとも一部に親水性基を有するラジカル重合性単量体液を塗布し、放射線を照射することにより親水性が付与された燃料電池用セパレータの製造方法である。
まず熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂と炭素材料とから構成される予備成形体を作製するものである。
ここでいう予備成形体とは、熱硬化性樹脂と炭素材料とを含む成形材料を加熱等により硬化させ、所定の形状に成形したもの、又は熱可塑性樹脂と炭素材料とを含む成形材料を加熱等により溶融させ、所定の形状にした後、冷却固化させ成形したものを意味する。熱硬化性樹脂を用いた場合は、予備成形体は、三次元架橋構造を形成している。
かかる炭素材料としては、人造黒鉛、リン片状天然黒鉛、塊状天然黒鉛、膨張黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック又は非晶質炭素等が挙げられる。これらの1種類、或いは2種類以上の混合物を用いることができる。特に燃料電池セパレータとして使用する場合には、好ましくは平均粒径100〜400μmの黒鉛であり、より好ましくはアスペクト比が1〜5で、且つ平均粒径200〜300μmの黒鉛である。又、炭素材料として、上記炭素原料からなる繊維、例えば1〜15mmの繊維長の炭素繊維、マット、シート、ペーパーなども使用できる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The present invention applies a radically polymerizable monomer liquid having a hydrophilic group to at least a part of a preform composed of a thermosetting resin or a thermoplastic resin and a carbon material, and irradiates with radiation. It is a manufacturing method of the separator for fuel cells to which the property was provided.
First, a preform formed from a thermosetting resin or thermoplastic resin and a carbon material is prepared.
The preform here refers to a molding material containing a thermosetting resin and a carbon material cured by heating or the like and molded into a predetermined shape, or a molding material containing a thermoplastic resin and a carbon material. It means a product that has been melted by the method described above, etc., made into a predetermined shape, and then solidified by cooling and molding. When a thermosetting resin is used, the preform has a three-dimensional crosslinked structure.
Examples of such a carbon material include artificial graphite, flake shaped natural graphite, massive natural graphite, expanded graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, and amorphous carbon. One kind of these or a mixture of two or more kinds can be used. Particularly when used as a fuel cell separator, graphite having an average particle diameter of 100 to 400 μm is preferable, and graphite having an aspect ratio of 1 to 5 and an average particle diameter of 200 to 300 μm is more preferable. Further, as the carbon material, fibers made of the above carbon raw materials, for example, carbon fibers having a fiber length of 1 to 15 mm, mats, sheets, papers, and the like can be used.

又、熱硬化性樹脂としては、特に限定されないが、例えばポリカルボジイミド樹脂、フェノール樹脂、フルフリルアルコール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリアミノビスマレイミド樹脂、ジアリルフタレート樹脂などを挙げることができる。これらの中でもビニルエステル樹脂が好ましい。この熱硬化性樹脂は、粉末状で用いるか、又は粘ちょうな液のまま用いたり、またスチレンなどの液状の反応性希釈剤と混合して液状で用いられる。
又、熱可塑性樹脂としては、ポリフェニレンスルフィド、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、液晶ポリマー、ポリエステルなどを挙げることができる。これらのうち、耐熱性や耐酸性に優れることから特にポリフェニレンスルフィドが好ましい。
これらの熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂は、使用用途、要求性能に応じて適宜選択して、使用される。
Further, the thermosetting resin is not particularly limited. For example, polycarbodiimide resin, phenol resin, furfuryl alcohol resin, epoxy resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, vinyl ester resin, bismaleimide triazine resin, Examples thereof include polyamino bismaleimide resin and diallyl phthalate resin. Of these, vinyl ester resins are preferred. This thermosetting resin is used in the form of a powder or used as a viscous liquid, or mixed with a liquid reactive diluent such as styrene and used in a liquid state.
Examples of the thermoplastic resin include polyphenylene sulfide, polyolefin, polyamide, polyimide, polysulfone, polyphenylene oxide, liquid crystal polymer, and polyester. Of these, polyphenylene sulfide is particularly preferred because of its excellent heat resistance and acid resistance.
These thermosetting resins and thermoplastic resins are appropriately selected according to the intended use and required performance.

予備成形体の成形材料には、さらに前記の樹脂に合った各種配合剤を添加することができる。例えば、ビニルエステル樹脂の場合、有機過酸化物等の重合開始剤、圧縮成形時に好ましい粘性を付与する増粘剤、硬化反応時の収縮応力を緩和する低収縮化剤、その他必要により離型剤、重合調節剤等を使用することが好ましい。また、ポリフェニレンスルフィドを用いる場合には、成形性改善、熱劣化防止のため、離型剤、酸化防止剤等を使用することが好ましい。   Various compounding agents suitable for the resin can be added to the molding material of the preform. For example, in the case of a vinyl ester resin, a polymerization initiator such as an organic peroxide, a thickening agent that imparts a preferable viscosity during compression molding, a low shrinkage agent that relieves shrinkage stress during the curing reaction, and a mold release agent as necessary It is preferable to use a polymerization regulator or the like. When polyphenylene sulfide is used, it is preferable to use a mold release agent, an antioxidant or the like in order to improve moldability and prevent thermal deterioration.

得られる成形材料は、所望の形状をした金型等を用いて圧縮成形、射出成形等の各種成形方法を用いて、予備成形体に成形することができる。   The resulting molding material can be molded into a preform using various molding methods such as compression molding and injection molding using a mold having a desired shape.

予備成形体を構成する材料として熱硬化性樹脂を用いる場合、該樹脂と炭素材料とからなる未硬化状態の成形体を成形し、次いでセパレータ形状の成形金型に該成形体を入れ、加熱圧縮して成形することにより予備成形体を製造することができる。この際の加熱温度は、使用する熱硬化性樹脂の種類により相違するが、通常100〜200℃であり、又加圧は、通常15〜60MPaの条件が適切である。
又予備成形体を構成する材料として熱可塑性樹脂を用いる場合、該樹脂と炭素材料とからなるシートを成形し、該シートを該樹脂のガラス転移点以上で融点以下に加熱し、次いでセパレータ形状の成形金型に加熱したシートを入れ、融点以上に加熱して圧縮成形し、その後冷却することにより予備成形体を製造することができる。この際加圧は、通常10〜50MPaの条件が適切である。
When a thermosetting resin is used as a material constituting the preform, an uncured molded body composed of the resin and a carbon material is molded, and then the molded body is placed in a separator-shaped molding die and heated and compressed. Then, a preform can be produced by molding. The heating temperature at this time varies depending on the type of thermosetting resin to be used, but is usually 100 to 200 ° C., and the pressure is usually 15 to 60 MPa.
When a thermoplastic resin is used as a material constituting the preform, a sheet made of the resin and a carbon material is formed, the sheet is heated to a temperature not lower than the melting point but not lower than the glass transition point of the resin, and then a separator shape. A preform can be produced by placing a heated sheet in a molding die, heating to a temperature equal to or higher than the melting point, compression molding, and then cooling. In this case, the pressure is usually 10 to 50 MPa.

本発明は、上記で得られる予備成形体に1)前処理を行い(工程1)、2)親水基を有するラジカル重合性単量体液(以下グラフト処理液という)を塗布し(工程2)、3)放射線を照射し(工程3)、そして4)洗浄する(工程4)ことにより、燃料電池用セパレータを得るものである。
次に、工程1、工程2、工程3及び工程4について順次説明する。
(工程1)
グラフト処理液との親和性を向上させるために、予め予備成形体に前処理を行う工程である。前処理としては、具体的には、ブラスト処理、紫外線照射処理、紫外線オゾン処理、プラズマ処理、コロナ処理、酸処理、アルカリ処理などが挙げられ、目的に合った方法を適宜選択することができるが、ブラスト処理、紫外線照射処理であることが好ましい。ブラスト処理、紫外線照射処理のいずれか、または両方の処理を行ってもよい。この時に、成形時に使用した外部離型剤を十分除去しておくことが望ましい。
ブラスト処理とは、例えばガラス微粒子等を予備成形体に吹き付け、表面を薄く削り、微小な凹凸を形成するものである。
紫外線照射処理、紫外線オゾン処理、プラズマ処理、コロナ処理等は、それぞれの化学
処理により、表面に極性基である水酸基、カルボキシル基等を形成するものである。
酸処理とは、例えば濃硫酸に予備成形体を浸積し、加温下処理することにより、表面の
不純物、例えば離型剤などを除去するものである。またアルカリ処理とは、例えば水酸化ナトリウム溶液に、予備成形体を浸積し、加温下処理することにより、同様に表面の不純物、例えば離型剤などを除去するものである。
工程1の実施によりグラフト処理液と基材との親和性が高められるので、工程2の電子線照射により効率良くグラフト化され、親水性能及び長期耐久性に優れたセパレータが得られる。
もし、この工程1を行わない場合には、工程2でグラフト化が十分行われないため、工程3の洗浄にて親水成分が脱落したりして良好な親水性が得られない。さらに、燃料電池運転中に親水性が低下し、発電特性に悪影響を及ぼす可能性がある。
In the present invention, the preform obtained above is subjected to 1) pretreatment (step 1), 2) a radical polymerizable monomer solution having a hydrophilic group (hereinafter referred to as grafting treatment solution) is applied (step 2), 3) A fuel cell separator is obtained by irradiating with radiation (step 3) and 4) washing (step 4).
Next, step 1, step 2, step 3 and step 4 will be described sequentially.
(Process 1)
This is a step of pre-treating the preform in advance in order to improve the affinity with the graft processing solution. Specific examples of the pretreatment include blast treatment, ultraviolet irradiation treatment, ultraviolet ozone treatment, plasma treatment, corona treatment, acid treatment, alkali treatment, and the like, and a method suitable for the purpose can be appropriately selected. The blast treatment and the ultraviolet irradiation treatment are preferred. Either or both of blast treatment and ultraviolet irradiation treatment may be performed. At this time, it is desirable to sufficiently remove the external mold release agent used at the time of molding.
Blasting is a process in which, for example, glass fine particles are sprayed onto a preform, and the surface is thinned to form minute irregularities.
Ultraviolet irradiation treatment, ultraviolet ozone treatment, plasma treatment, corona treatment, and the like form a hydroxyl group, a carboxyl group, and the like as polar groups on the surface by respective chemical treatments.
In the acid treatment, for example, a preform is immersed in concentrated sulfuric acid and treated under heating to remove surface impurities such as a release agent. In the alkali treatment, for example, a preform is immersed in a sodium hydroxide solution and treated under heating to remove surface impurities such as a release agent.
Since the affinity between the grafting treatment liquid and the substrate is enhanced by performing Step 1, the separator is efficiently grafted by the electron beam irradiation in Step 2 and has excellent hydrophilic performance and long-term durability.
If this step 1 is not performed, grafting is not sufficiently performed in step 2, so that hydrophilic components are removed by washing in step 3, and good hydrophilicity cannot be obtained. Further, the hydrophilicity is lowered during the operation of the fuel cell, which may adversely affect the power generation characteristics.

(工程2)
前記予備成形体の表面の少なくとも一部に、親水性基及び/又は親水性基に変換しうる官能基を有するラジカル重合性単量体液を塗布する工程である。この「予備成形体の表面の少なくとも一部」の「一部」とは、予備成形体のガス流路のことをいう。
かかる親水性基及び/又は親水性基に変換しうる官能基を有するラジカル重合性単量体は、放射線の照射により生成したラジカルと反応する官能基を有し、重合体を形成する親水性の官能基を有する化合物である。
(Process 2)
In this step, a radically polymerizable monomer liquid having a hydrophilic group and / or a functional group that can be converted into a hydrophilic group is applied to at least a part of the surface of the preform. The “part” of “at least part of the surface of the preform” refers to a gas flow path of the preform.
Such a radical polymerizable monomer having a hydrophilic group and / or a functional group that can be converted into a hydrophilic group has a functional group that reacts with a radical generated by irradiation with radiation, and has a hydrophilic group that forms a polymer. It is a compound having a functional group.

かかる親水性基及び/又は親水性基に変換しうる官能基としては、カルボキシル基、ラクタム環、スルホン酸基、水酸基、シリル基、エポキシ基、リン酸基、N,N−ジアルキルアミノ基、N−アルキルアミド基等の官能基が挙げられる。
これらの官能基のうち、親水性効果の安定性の観点において、ラクタム環、水酸基、シリル基、エポキシ基が望ましい。
またこれらの官能基を有する化合物の代表例としては、例えば(メタ)アクリル酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸及びその塩などのカルボキシル基を有する単量体、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタムなどのラクタム環を有する単量体、スルホブチルメタクリレート、アクリルアミドプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸などのスルホン酸基を有する単量体、ヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミドなどの水酸基を有する単量体、ビニルトリエトキシシラン、トリエトキシプロピルメタクリレートなどのシリル基を有する単量体、グリシジルメタクリレートなどのエポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル等のエポキシ基を有する単量体、メタクリロイロキシエチルアシッドホスフェートなどのリン酸基含有(メタ)アクリル酸エステル等のリン酸基を有する単量体、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドなどのN,N−ジアルキルアミノ基を有する単量体、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミドなどのN−アルキルアミド基を有する単量体等が挙げられる。その他の親水基を有するラジカル重合性単量体としては、ビニル安息香酸及びそれらの塩、その他(メタ)アクリル酸ポリオキシアルキレンエステル化合物などが挙げられる。
また、水と接触した後、加水分解により、カルボン酸基、スルホン酸基、水酸基、シラノール基などの親水性基に変換しうる官能基を有するラジカル重合性単量体でもよい。
この際、燃料電池特性に対し悪影響が少ないものを適宜選択し使用される。
Examples of such a hydrophilic group and / or a functional group that can be converted into a hydrophilic group include a carboxyl group, a lactam ring, a sulfonic acid group, a hydroxyl group, a silyl group, an epoxy group, a phosphoric acid group, an N, N-dialkylamino group, N -Functional groups such as alkylamide groups.
Of these functional groups, a lactam ring, a hydroxyl group, a silyl group, and an epoxy group are desirable from the viewpoint of the stability of the hydrophilic effect.
Representative examples of compounds having these functional groups include monomers having a carboxyl group such as (meth) acrylic acid, fumaric acid, maleic acid, itaconic acid and salts thereof, N-vinylpyrrolidone, and N-vinyl. Monomers having a lactam ring such as caprolactam, monomers having a sulfonic acid group such as sulfobutyl methacrylate, acrylamide propane sulfonic acid, styrene sulfonic acid, vinyl sulfonic acid, hydroxyl group-containing (meth) acrylic acid ester, glycerin mono Monomers having a hydroxyl group such as methacrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, N-hydroxyethyl (meth) acrylamide, monomers having a silyl group such as vinyltriethoxysilane, triethoxypropyl methacrylate, glycidyl methacrylate, etc. A monomer having an epoxy group such as an epoxy group-containing (meth) acrylate ester, a monomer having a phosphate group such as a phosphate group-containing (meth) acrylate ester such as methacryloyloxyethyl acid phosphate, N, Examples thereof include a monomer having an N, N-dialkylamino group such as N-dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, and a monomer having an N-alkylamide group such as N-isopropyl (meth) acrylamide. Examples of other radically polymerizable monomers having a hydrophilic group include vinyl benzoic acid and salts thereof, and other (meth) acrylic acid polyoxyalkylene ester compounds.
Further, it may be a radical polymerizable monomer having a functional group that can be converted into a hydrophilic group such as a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a hydroxyl group, or a silanol group by hydrolysis after contact with water.
At this time, a material having a small adverse effect on the fuel cell characteristics is appropriately selected and used.

これらのラジカル重合性単量体の中でも、親水性効果の発現及び耐加水分解性の観点から、特にヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル、グリシジル基含有(メタ)アクリル酸エステル、ビニルトリエトキシシラン、N−ビニルカプロラクタムの使用が好ましい。中でも、特にN−ビニルカプロラクタムが望ましい。このN−ビニルカプロラクタムを重合して得られるポリ−N−ビニルカプロラクタムは、従来極めて困難であった親水性と耐熱水性との両立が可能で、100℃以下の熱水下では、分解が起こり難い。
これらのラジカル重合性単量体を単独で又はこれらモノマーを二種類以上混合して使用することができる。その他の単量体を混合して共重合させても良い。また、親水性能を損なわない範囲で、疎水性の(メタ)アクリル系単量体等も併用しても良い。なお単量体の種類は、表面の親水性、耐水性のバランスを考慮して適宜選択し使用される。
Among these radically polymerizable monomers, hydroxyl group-containing (meth) acrylic acid ester, glycidyl group-containing (meth) acrylic acid ester, vinyltriethoxysilane are particularly preferred from the viewpoints of expression of hydrophilic effect and hydrolysis resistance. N-vinylcaprolactam is preferred. Of these, N-vinylcaprolactam is particularly desirable. Poly-N-vinylcaprolactam obtained by polymerizing this N-vinylcaprolactam can achieve both hydrophilicity and hot water resistance, which has been extremely difficult in the past, and hardly decomposes under hot water at 100 ° C. or less. .
These radically polymerizable monomers can be used alone or in admixture of two or more. Other monomers may be mixed and copolymerized. Further, a hydrophobic (meth) acrylic monomer or the like may be used in combination as long as the hydrophilic performance is not impaired. The kind of monomer is appropriately selected and used in consideration of the balance between surface hydrophilicity and water resistance.

本発明に使用するグラフト処理液は、ラジカル重合性単量体を水や水溶性有機溶媒等の溶媒に希釈して使用することが好ましい。かかる溶媒としては、例えば、水とメタノールの混合溶媒、エタノール等低級アルコール等が挙げられる。これらの溶媒に希釈することにより、予備成形体のグラフト処理液に対する濡れ性が向上し、放射線によるグラフト化の効率が高まり、予備成形体表面に良好な親水性を付与することができる。また、希釈溶媒を使用することにより、後記する工程3の電子線照射後、未反応のラジカル重合性単量体と共存するホモポリマー成分のゲル化を低減したり、後記工程4の洗浄を容易にしたりする効果が認められる。   The grafting solution used in the present invention is preferably used after diluting the radical polymerizable monomer in a solvent such as water or a water-soluble organic solvent. Examples of such a solvent include a mixed solvent of water and methanol, and a lower alcohol such as ethanol. By diluting with these solvents, the wettability of the preform to the grafting solution is improved, the efficiency of grafting by radiation is increased, and good hydrophilicity can be imparted to the surface of the preform. Further, by using a diluting solvent, gelation of the homopolymer component coexisting with the unreacted radical polymerizable monomer after the electron beam irradiation in step 3 described later can be reduced, or cleaning in step 4 described later can be easily performed. The effect to make is recognized.

ラジカル重合性単量体の希釈濃度については、使用する単量体、希釈溶媒の組成及び成形品の表面状態により異なるが、10〜80重量%であり、好ましくは、20〜60重量%である。
溶媒組成については、同様に使用する単量体、成形品表面状態により異なる。好ましくは、水/水溶性有機溶媒=0/100〜80/20(重量%)であり、水溶性有機溶媒のみでもよい。
グラフト処理液には、その他に、塩化銅、ハイドロキノン等の重合調節剤を必要により添加することができる。また性能上問題がなければ、界面活性剤などの添加剤を使用しても良い。
The dilution concentration of the radically polymerizable monomer is 10 to 80% by weight, preferably 20 to 60% by weight, although it varies depending on the monomer used, the composition of the diluent solvent and the surface state of the molded product. .
About a solvent composition, it changes with monomers and a molded article surface state to be used similarly. Preferably, water / water-soluble organic solvent = 0/100 to 80/20 (% by weight), and only the water-soluble organic solvent may be used.
In addition, a polymerization regulator such as copper chloride and hydroquinone can be added to the grafting solution as necessary. If there is no problem in performance, an additive such as a surfactant may be used.

グラフト処理液は、使用する直前に窒素等の不活性ガスを通気して、予め溶存酸素を低減することが好ましい。さらに、グラフト処理液を塗布する際にも、不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。これにより、さらに溶存酸素を低減することができ、放射線照射によるグラフト化の効果をより高めることができる。
予備成形体の表面には、燃料ガス、酸化剤ガス及び冷却水が流通する、いわゆるガス流路(溝)部分があり、この部分の親水性が必要とされるため、この部分のみグラフト処理液を塗布することが好ましいが、予備成形体全面に塗布してもかまわない。予備成形体表面の少なくとも一部とはこのことを意味する。
The grafting solution is preferably preliminarily reduced in dissolved oxygen by passing an inert gas such as nitrogen immediately before use. Furthermore, it is preferable that the grafting treatment liquid is applied in an inert gas atmosphere. Thereby, dissolved oxygen can be further reduced and the effect of grafting by radiation irradiation can be further enhanced.
On the surface of the preform, there is a so-called gas channel (groove) part through which fuel gas, oxidant gas and cooling water circulate, and the hydrophilicity of this part is required. However, it may be applied to the entire surface of the preform. This means at least part of the surface of the preform.

グラフト処理液の塗布方法としては、特に限定されないが、刷毛やスプレー、カーテンコーター等を用いる方法が挙げられる。セパレータ全体に塗布しても、電極部のみ塗布しても良い。
塗布層の厚さについては、グラフト処理液の組成、ラジカル重合性単量体の濃度にもよるが、通常0.01〜0.5mm程度である。特に電極溝部では、グラフト処理液で満たされ、厚さ0.5mm以上であっても、電子線が溝底部まで十分到達できる能力が有れば、グラフト化が行われる。
The method for applying the graft treatment liquid is not particularly limited, and examples thereof include a method using a brush, a spray, a curtain coater, or the like. You may apply | coat to the whole separator or only an electrode part.
The thickness of the coating layer is usually about 0.01 to 0.5 mm, although it depends on the composition of the graft treatment liquid and the concentration of the radical polymerizable monomer. In particular, in the electrode groove portion, grafting is performed as long as the electron beam can sufficiently reach the bottom portion of the groove even when it is filled with the grafting solution and has a thickness of 0.5 mm or more.

またグラフト処理液を塗布した後、直ちに次工程の放射線照射処理をしても良いが、グラフト処理液の予備成形体表面への浸透を高めるために、塗布した後室温にて静置した後に、放射線照射処理を行うのが望ましい。この静置時間は、使用する予備成形体、グラフト処理液にもよるが、1分〜5日程度である。なおこの静置時間が長時間になる場合には、グラフト処理液の揮発、変質を防止するため、窒素置換された機密性の高い容器、袋等にて密閉保存するのが望ましい。   In addition, after applying the graft treatment liquid, it may be immediately subjected to radiation treatment of the next step, but in order to increase the penetration of the graft treatment liquid into the preformed body surface, after application, after standing at room temperature, It is desirable to perform radiation irradiation treatment. This standing time is about 1 minute to 5 days, although it depends on the preform and the grafting solution used. When the standing time is long, it is desirable to store the container in a sealed container or bag that is purged with nitrogen in order to prevent volatilization and alteration of the grafting solution.

(工程3)
本発明は,次いでグラフト処理液の塗布面に放射線を照射するものである。
放射線としては、α線、β線(電子線)、γ線等を用いることができる。これらの中でも生産性、装置の取り扱い性から、電子線の使用が望ましい。
例えば電子線によるグラフト重合としては、予備成形体のみに電子線照射を行い、次いで単量体と接触させる前照射法と、予備成形体と単量体の共存下電子線照射を行う同時照射法がある。
前照射法とは、電子線照射を照射した後、工程2のグラフト処理液を塗布するものである。この場合、さらに重合を促進するために40〜100℃で1〜4時間程度加温処理を行うことが好ましい。この前照射法は、工程3を実施した後、工程2を実施する方法である。
同時照射法とは、工程2を実施した後、工程3の電子線照射を実施するものである。単量体の共存下電子線照射を行うため、前照射法に比べグラフト効率が高く、生産性が高い。よって本発明では、親水性効果発現の点、及び生産性の点から同時照射法がより好ましい。
(Process 3)
In the present invention, the surface to which the grafting solution is applied is then irradiated with radiation.
As radiation, alpha rays, beta rays (electron rays), gamma rays, etc. can be used. Among these, the use of an electron beam is desirable from the viewpoint of productivity and device handling.
For example, as graft polymerization with an electron beam, only a preform is irradiated with an electron beam, and then a pre-irradiation method in which the preform is contacted with a monomer, and a simultaneous irradiation method in which an electron beam is irradiated in the presence of the preform and the monomer There is.
The pre-irradiation method is to apply the graft treatment liquid in step 2 after irradiating with electron beam irradiation. In this case, in order to further accelerate the polymerization, it is preferable to perform a heating treatment at 40 to 100 ° C. for about 1 to 4 hours. This pre-irradiation method is a method in which step 2 is performed after step 3 is performed.
In the simultaneous irradiation method, after performing step 2, the electron beam irradiation in step 3 is performed. Since electron beam irradiation is performed in the presence of monomers, grafting efficiency is higher and productivity is higher than in the pre-irradiation method. Therefore, in this invention, the simultaneous irradiation method is more preferable from the point of the hydrophilic effect expression and the point of productivity.

電子線照射は、通常電子線照射装置を用いて行う。
電子線照射装置において、加速電圧は、電子線の透過力に比例することから、通常予備成形体の密度から推算される電子線到達深さと、目標とする親水化処理深さによって適宜決定する。しかし実際の操作では、加速電圧により親水化効果が得られないこともあることから、目標とする親水化効果が得られるように、接触角の測定値、水濡れ性等の測定値から加速電圧が決定される。
加速電圧としては、100〜5000キロボルト(以下「kV」という)が好ましい。さらに好ましくは、200〜1000kVである。この範囲にあれば、樹脂と炭素材料とからなる該予備成形体の表面を均質にグラフト化することができる。
Electron beam irradiation is usually performed using an electron beam irradiation apparatus.
In the electron beam irradiation apparatus, since the acceleration voltage is proportional to the transmission power of the electron beam, it is determined appropriately depending on the electron beam arrival depth that is usually estimated from the density of the preform and the target hydrophilization depth. However, in actual operation, the hydration effect may not be obtained by the acceleration voltage, so that the acceleration voltage can be calculated from the measured values of contact angle, water wettability, etc. so that the targeted hydrophilic effect can be obtained. Is determined.
The acceleration voltage is preferably 100 to 5000 kilovolts (hereinafter referred to as “kV”). More preferably, it is 200-1000 kV. If it exists in this range, the surface of this preforming body which consists of resin and a carbon material can be grafted uniformly.

放射線の照射線量は、目的とする親水性能および照射によって生ずる基体の物性低下を考慮して、適宜決定される。通常20〜1000キログレイ(以下「kGy」という)程度が適当である。好ましくは100〜800kGyである。照射線量が20kGy未満では、使用する単量体の種類によっては、充分なグラフト重合が起こらない場合がある。また1000kGyを越えると、基体の物性低下が起こる。
放射線照射は、所定の線量を一度に照射しても、2回以上の複数に分けて照射しても良い。一度に照射する場合でも、2回以上の複数に分けて照射する場合でも、一回の線量は、20〜400kGyが望ましい。一回の照射線量が高すぎると、予備成形体やグラフト処理液が、高温になり熱劣化の恐れがある。放射線を照射する時の雰囲気は、空気中または窒素など不活性ガス雰囲気のいずれでもよいが、窒素雰囲気下で処理するのが望ましい。
燃料電池セパレータにおいて、表裏の両面のガス流路ともグラフト化を行う場合には、通常片面ずつ放射線照射を行うが、放射線が裏面まで到達し、表裏とも希望する親水性が得られる場合には、片面からのみの照射でも良い。
The irradiation dose of radiation is appropriately determined in consideration of the intended hydrophilic performance and physical property degradation of the substrate caused by irradiation. Usually about 20 to 1000 kilo gray (hereinafter referred to as “kGy”) is appropriate. Preferably it is 100-800 kGy. If the irradiation dose is less than 20 kGy, sufficient graft polymerization may not occur depending on the type of monomer used. On the other hand, if it exceeds 1000 kGy, the physical properties of the substrate deteriorate.
The radiation irradiation may be performed by irradiating a predetermined dose at a time or by dividing into two or more. Whether the irradiation is performed at once or divided into two or more times, the single dose is preferably 20 to 400 kGy. If the irradiation dose at one time is too high, the preform and the graft processing liquid become high temperature and there is a risk of thermal deterioration. The atmosphere at the time of irradiation with radiation may be either air or an inert gas atmosphere such as nitrogen, but it is desirable to perform the treatment in a nitrogen atmosphere.
In the fuel cell separator, when both the gas flow paths on both sides of the front and back are grafted, radiation is usually performed one side at a time, but if the radiation reaches the back side and the desired hydrophilicity is obtained on both sides, Irradiation from only one side is also acceptable.

また放射線を照射した後、グラフト化処理をより促進し、親水性を高めるために、加熱処理を行っても良い。この加熱条件としては、40〜120℃で1〜120分であることが望ましい。グラフト化が難しい予備成形体や重合が遅い単量体を使用する場合には、加熱温度を高めにし、時間を長く設定することが好ましい。加熱方法としては、特に限定されず、工程、設備に合った方法が適宜選択して行われる。   Moreover, after irradiating with radiation, heat treatment may be performed in order to further promote the grafting treatment and increase hydrophilicity. As this heating condition, it is desirable that it is 1 to 120 minutes at 40 to 120 ° C. When using a preform that is difficult to graft or a monomer that is slow to polymerize, it is preferable to increase the heating temperature and set the time longer. It does not specifically limit as a heating method, The method suitable for a process and an installation is selected suitably.

さらに、グラフト化処理後の予備成形体に、化学的処理を行うこともできる。この処理により親水性をさらに高めることもできる。かかる化学処理としては、硫酸等の酸処理、炭酸水素ナトリウム水等のアルカリ処理が挙げられる。
また必要により前記グラフト化処理の工程2及び工程3を複数回繰り返してもよい。
Furthermore, a chemical treatment can also be performed on the preform after the grafting treatment. This treatment can further increase the hydrophilicity. Examples of such chemical treatment include acid treatment such as sulfuric acid and alkali treatment such as sodium hydrogen carbonate water.
Moreover, you may repeat the process 2 and the process 3 of the said grafting process in multiple times as needed.

(工程4)
前述の工程2及び工程3で放射線照射されて得られる燃料電池用セパレータは、水又は溶剤にて洗浄を行う。洗浄は、セパレータ材質、グラフトポリマーの種類に合った方法を適宜選択して行われる。
例えば、まず、過剰なグラフト処理液、吸着ポリマーを除くため、イオン交換水等にて洗浄を行う。この場合の条件は、例えば30〜60℃で5〜30分程度で、必要によりこの条件で複数回洗浄を行う。さらに吸着したポリマー等を完全に除くために、温水で洗浄を行うことが好ましい。この場合の条件は、例えば60〜100℃にて、30〜120分程度で、必要によりこの条件で複数回を行う。
工程4は、未反応のラジカル重合性単量体、希釈溶媒、吸着ポリマー等が燃料電池運転中の溶出することを防止し、燃料電池の発電特性に悪影響を与えないようにするものである。
工程4の洗浄工程は、燃料電池セパレータとして必要な品質を保持するためには、必須の工程である。
その後、乾燥を行うことにより、表面が親水化された燃料電池セパレータ成形品を得ることができる。乾燥方法としては、熱風乾燥機、真空乾燥機、赤外線乾燥機等の器具を用いて乾燥する方法が挙げられる。完全乾燥が必要でない場合には、室温静置にて乾燥を行う。乾燥条件としては、例えば20〜100℃にて、30〜120分程度である。通常1回であるが、必要により乾燥を複数回を行ってもよい。またこの場合、エアーブロー等により水滴を除去した後、乾燥させることが望ましい。
(Process 4)
The fuel cell separator obtained by irradiation with radiation in the above-described Step 2 and Step 3 is washed with water or a solvent. Cleaning is performed by appropriately selecting a method suitable for the separator material and the type of graft polymer.
For example, first, washing is performed with ion-exchanged water or the like in order to remove excess grafting solution and adsorbed polymer. The conditions in this case are, for example, about 30 to 60 ° C. for about 5 to 30 minutes, and if necessary, washing is performed a plurality of times under these conditions. Further, in order to completely remove the adsorbed polymer and the like, it is preferable to perform washing with warm water. The conditions in this case are, for example, about 60 to 100 ° C. for about 30 to 120 minutes, and if necessary, multiple times are performed under these conditions.
Step 4 prevents unreacted radically polymerizable monomer, diluent solvent, adsorbed polymer and the like from eluting during operation of the fuel cell, and does not adversely affect the power generation characteristics of the fuel cell.
The cleaning process in step 4 is an essential step in order to maintain the quality required for the fuel cell separator.
Thereafter, by drying, a fuel cell separator molded product having a hydrophilic surface can be obtained. Examples of the drying method include a method of drying using instruments such as a hot air dryer, a vacuum dryer, and an infrared dryer. When complete drying is not necessary, the film is dried at room temperature. As drying conditions, it is about 30 to 120 minutes, for example at 20-100 degreeC. Although it is usually once, if necessary, drying may be performed a plurality of times. In this case, it is desirable to dry after removing water droplets by air blow or the like.

前記工程1、工程2、工程3及び工程4を実施することにより、本発明に用いる燃料電池セパレータが得られる。
かかる燃料電池用セパレータは、表面、特にその溝部には、放射線照射によりグラフト重合された親水性ポリマー層が形成されている。このポリマー層は、該セパレータに化学的に結合されているものであり、常温静置保管下では親水性はほとんど変化しない。また、煮沸試験等の評価でも長期間性能が維持されており、単なる吸着等による塗膜では無いことが確認されている。さらに、実際の燃料電池の運転の前後でも親水性に変化なく、優れた耐久性を保持している。加えて、該セパレータに必須な高い導電性も維持されている。
The fuel cell separator used for this invention is obtained by implementing the said process 1, the process 2, the process 3, and the process 4.
In such a fuel cell separator, a hydrophilic polymer layer graft-polymerized by radiation irradiation is formed on the surface, particularly in the groove. This polymer layer is chemically bonded to the separator, and the hydrophilicity hardly changes under storage at room temperature. In addition, it is confirmed that the performance is maintained for a long period of time in evaluation such as a boiling test, and it is not a coating film by simple adsorption or the like. Furthermore, the hydrophilicity is not changed before and after the actual operation of the fuel cell, and excellent durability is maintained. In addition, the high conductivity essential for the separator is also maintained.

本発明の表面が親水化された燃料電池セパレータは、ガス拡散膜(GDL)を介して接合した単一セルを複数個組み合わせることによって燃料電池スタックに使用される。かかる燃料電池としては、固体高分子型燃料電池、リン酸型燃料電池などが挙げられる。   The fuel cell separator having a hydrophilic surface according to the present invention is used in a fuel cell stack by combining a plurality of single cells joined through a gas diffusion membrane (GDL). Examples of such fuel cells include solid polymer fuel cells and phosphoric acid fuel cells.

次に、調製例、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明する。これらの例中の部及び%は重量部、重量%を表すものとする。   Next, preparation examples, examples and comparative examples will be shown to specifically explain the present invention. Parts and% in these examples represent parts by weight and% by weight.

[本発明で使用する基体となる<熱硬化樹脂成形材料>の調製]
(調製例1) (熱硬化性導電性成形材料の調製)
攪拌容量2Lのニーダーに、炭素粉末(平均粒径250ミクロン)1235g、ビスフェノールA型ビニルエステル樹脂315g、t−ブチルペルオキシイソプロピルカーボネート3.2g、ポリエチレン粉末(低収縮化剤)4.8g、ポリメタクリル酸メチル粉末(増粘剤)43.2gを仕込み、室温にて攪拌混合させた。
その後、ガスバリアー性の多層フィルム製の袋に取り出し、封をした。この袋を45℃の貯蔵庫にて24時間静置した後、取り出し、室温にて放冷した。得られた成形材料を熱硬化樹脂成形材料C−1とする。
[Preparation of <thermosetting resin molding material> to be a substrate used in the present invention]
(Preparation Example 1) (Preparation of thermosetting conductive molding material)
To a kneader with a stirring capacity of 2 L, carbon powder (average particle size 250 microns) 1235 g, bisphenol A type vinyl ester resin 315 g, t-butylperoxyisopropyl carbonate 3.2 g, polyethylene powder (low shrinkage agent) 4.8 g, polymethacryl 43.2 g of methyl acid powder (thickener) was charged and stirred and mixed at room temperature.
Then, it took out to the bag made from a gas barrier multilayer film, and sealed it. The bag was allowed to stand for 24 hours in a 45 ° C. storage, then taken out and allowed to cool at room temperature. Let the obtained molding material be the thermosetting resin molding material C-1.

(調製例2)本発明で使用する基体の<燃料電池用セパレータ形状成形品の製造>
調製例1で得られた熱硬化樹脂成形材料C−1を、成形品に合わせて、形状を決め、切断し、重量調整し、燃料電池用セパレータ形状金型にチャージした。圧縮成形機で、面圧33MPa、上型140℃、下型150℃、成形時間5分の条件で成形し、23cm角、厚み2.8mm、電極部流路溝幅1mm、深さ0.8mmの燃料電池用セパレータ状成形品を製造した。その後、不要部分を切断等加工した。これを成形品F−1とする。
(Preparation Example 2) <Manufacture of separator shaped molded article for fuel cell> of substrate used in the present invention
The thermosetting resin molding material C-1 obtained in Preparation Example 1 was shaped, cut, weight-adjusted according to the molded product, and charged into a fuel cell separator-shaped mold. Molded with a compression molding machine under conditions of a surface pressure of 33 MPa, an upper mold of 140 ° C., a lower mold of 150 ° C. and a molding time of 5 minutes, a 23 cm square, a thickness of 2.8 mm, an electrode part channel groove width of 1 mm, and a depth of 0.8 mm. A separator-like molded product for a fuel cell was manufactured. Thereafter, unnecessary portions were cut and processed. This is designated as a molded product F-1.

(調製例4)本発明で使用する<グラフト処理液の製造>
N−ビニルカプロラクタム(ISPジャパン製、商品名V−CAP/RC)40g、エタノール60gを室温にて攪拌混合し、淡黄色溶液を得た。モノマー濃度は、40%であった。これをグラフト処理液G−1とする。
(Preparation Example 4) <Production of Graft Treatment Solution> Used in the Present Invention
40 g of N-vinylcaprolactam (trade name V-CAP / RC, manufactured by ISP Japan) and 60 g of ethanol were stirred and mixed at room temperature to obtain a pale yellow solution. The monomer concentration was 40%. This is designated grafting solution G-1.

(調製例5)本発明で使用する<グラフト処理液の製造>
グリセロールモノメタクリレート(日本油脂製、商品名ブレンマーGLM)40g、エタノール60gを室温にて攪拌混合し、淡黄色溶液を得た。モノマー濃度は、40%であった。これをグラフト処理液G−2とする。
(Preparation Example 5) <Production of Graft Treatment Solution> Used in the Present Invention
Glycerol monomethacrylate (manufactured by Nippon Oil & Fats, trade name Blemmer GLM) 40 g and ethanol 60 g were stirred and mixed at room temperature to obtain a pale yellow solution. The monomer concentration was 40%. This is designated grafting solution G-2.

《実施例1》
調製例2で得られた成形品F−1をブラスト装置にて、電極部(溝部)をブラスト処理
することにより前処理を行った。この成形品に、窒素ガスブロー処理をしたグラフト処理液G−1を大気下、電極部流路溝に均一に塗布し、室温下約10分間乾燥させた。その後、加速電圧300kV、照射線量200kGy、窒素雰囲気中にて、室温下で電子線を照射した。未反応成分を除去するために、室温のイオン交換水で二度洗浄した後、さらに95℃のイオン交換水で温水洗浄を3時間行った。最後に室温のイオン交換水で洗浄した後、室温で24時間乾燥させた。この様にして燃料電池用セパレータH−1を得た。このセパレータについて電極部流路溝の水濡れ性、導電性及び、耐熱水性、燃料電池の運転特性の評価を行った。その評価結果を表−1に示す。
Example 1
The molded product F-1 obtained in Preparation Example 2 was pretreated by blasting the electrode part (groove part) with a blasting apparatus. To this molded article, a nitrogen gas blow treatment grafting solution G-1 was uniformly applied to the electrode channel grooves in the atmosphere and dried at room temperature for about 10 minutes. Thereafter, an electron beam was irradiated at room temperature in an acceleration voltage of 300 kV, an irradiation dose of 200 kGy, and a nitrogen atmosphere. In order to remove unreacted components, after washing twice with room temperature ion exchanged water, washing with warm water with 95 degreeC ion exchanged water was further performed for 3 hours. Finally, it was washed with ion-exchanged water at room temperature and then dried at room temperature for 24 hours. In this way, a fuel cell separator H-1 was obtained. The separator was evaluated for water wettability, conductivity, hot water resistance, and fuel cell operating characteristics of the electrode channel. The evaluation results are shown in Table-1.

《実施例2》
グラフト処理液G−1の代わりにグラフト処理液G−2を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行った。この様にして燃料電池用セパレータH−2を得た。このセパレータについても、実施例1と同様に、電極部流路溝の水濡れ性、導電性、耐熱水性及び燃料電池の運転特性の評価を行った。その評価結果を表−1に示す。
Example 2
The same operation as in Example 1 was performed except that the graft treatment liquid G-2 was used instead of the graft treatment liquid G-1. In this way, a fuel cell separator H-2 was obtained. With respect to this separator as well as in Example 1, water wettability, conductivity, hot water resistance and fuel cell operating characteristics of the electrode channel grooves were evaluated. The evaluation results are shown in Table-1.

《実施例3》
ブラスト処理の代わりに、UVオゾン処理装置にて30分、表面処理を行った以外は、実施例1と同様の操作を行った。この様にして燃料電池用セパレータH−3を得た。このセパレータについても、実施例1と同様に、電極部流路溝の水濡れ性、導電性、耐熱水性及び燃料電池の運転特性の評価を行った。その評価結果を表−1に示す。
Example 3
Instead of the blast treatment, the same operation as in Example 1 was performed except that the surface treatment was performed for 30 minutes with a UV ozone treatment apparatus. Thus, a fuel cell separator H-3 was obtained. With respect to this separator as well as in Example 1, water wettability, conductivity, hot water resistance and fuel cell operating characteristics of the electrode channel grooves were evaluated. The evaluation results are shown in Table-1.

《比較例1》
調製例3で得られた成形品F−1をブラスト装置にて、電極部(溝部)をブラスト処理
することにより前処理を行った。その後、グラフト処理は行わず、実施例1と同様の操作を行なった。この様にして燃料電池用セパレータS−1を得た。このセパレータについても、実施例1と同様に外観の評価、水濡れ性、導電性及び耐熱水性の評価を行った。評価結果を表−1に示す。
<< Comparative Example 1 >>
The molded product F-1 obtained in Preparation Example 3 was pretreated by blasting the electrode part (groove part) with a blasting apparatus. Thereafter, grafting was not performed, and the same operation as in Example 1 was performed. Thus, a fuel cell separator S-1 was obtained. This separator was also evaluated for appearance, water wettability, conductivity and hot water resistance in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table-1.

《比較例2》
調製例3で得られた成形品F−1をブラスト装置にて、電極部(溝部)をブラスト処理
することにより前処理を行った。その後、グラフト処理は行わず、UVオゾン処理装置にて30分、表面改質処理を行った。その後、実施例1と同様にして洗浄、乾燥を行った。この様にして燃料電池用セパレータS−2を得た。このセパレータについても実施例1と同様に外観の評価、水濡れ性、導電性及び耐熱水性の評価を行った。評価結果を表−1に示す。
<< Comparative Example 2 >>
The molded product F-1 obtained in Preparation Example 3 was pretreated by blasting the electrode part (groove part) with a blasting apparatus. Thereafter, the surface modification treatment was performed for 30 minutes using a UV ozone treatment apparatus without performing the graft treatment. Thereafter, washing and drying were performed in the same manner as in Example 1. Thus, a fuel cell separator S-2 was obtained. This separator was also evaluated for appearance, water wettability, conductivity and hot water resistance in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table-1.

《比較例3》
実施例1においてブラスト処理を行わない以外は、実施例1と同様の操作を行った。この様にして燃料電池用セパレータS−3を得た。このセパレータについても、実施例1と同様に、電極部流路溝の水濡れ性、導電性、耐熱水性及び燃料電池の運転特性の評価を行った。その評価結果を表−1に示す。
<< Comparative Example 3 >>
The same operation as in Example 1 was performed except that blasting was not performed in Example 1. Thus, a fuel cell separator S-3 was obtained. With respect to this separator as well as in Example 1, water wettability, conductivity, hot water resistance and fuel cell operating characteristics of the electrode channel grooves were evaluated. The evaluation results are shown in Table-1.

《比較例4》
実施例1のイオン交換水による洗浄を行わない以外は、実施例1と同様の操作を行った。
電子線を照射した後は、80℃にて1時間乾燥させて、燃料電池用セパレータS−4を得た。このセパレータについても、実施例1と同様に、電極部流路溝の水濡れ性、導電性、耐熱水性及び燃料電池の運転特性の評価を行った。その評価結果を表−1に示す。
<< Comparative Example 4 >>
The same operation as in Example 1 was performed except that cleaning with ion-exchanged water in Example 1 was not performed.
After irradiation with the electron beam, it was dried at 80 ° C. for 1 hour to obtain a fuel cell separator S-4. With respect to this separator as well as in Example 1, water wettability, conductivity, hot water resistance and fuel cell operating characteristics of the electrode channel grooves were evaluated. The evaluation results are shown in Table-1.

本発明で用いた測定方法及び評価基準を以下に述べる。   The measurement method and evaluation criteria used in the present invention are described below.

[成形品の親水性の評価]
前記実施例で得られた成形品を試料として、協和界面科学製CA−Z型を用いて、成形品の溝の凸部の接触角を、イオン交換水を用いた液滴法にて測定した。測定値としては、8回測定して得られた値の平均値を用いた。測定雰囲気は、22℃、湿度60%であった。
なお接触角の値としては、50度以下であることが性能上望ましい。
[Evaluation of hydrophilicity of molded products]
Using the molded product obtained in the above example as a sample, the contact angle of the convex portion of the groove of the molded product was measured by a droplet method using ion-exchanged water using a CA-Z type manufactured by Kyowa Interface Science. . As the measurement value, an average value of values obtained by eight measurements was used. The measurement atmosphere was 22 ° C. and humidity 60%.
In addition, as a value of a contact angle, it is desirable on performance that it is 50 degrees or less.

[成形品の排水性の評価]
前記実施例で得られた成形品を試料とし、この試料のみを用いた簡易な方法により排水
性を評価した。
試料を水平な台上に置き、電極流路溝に注射器及び注射針を用いてイオン交換水を一滴(0.025g)、溝上5mmの高さから滴下する。測定値として、10秒後に溝内に展開した長さを測定し、6回測定して得られた値の平均値を用いた。測定雰囲気は、22℃、湿度60%であった。
この時、溝内が親水性で水との濡れ性が優れる場合には、速やかに水が展開する。その時の排水性の目安は、20mm以上であれば濡れ性が優れると判断される。また10mm以下であれば溝部が水との濡れ性が劣ると判断される。この場合には、水は滴下した直後のままの状態を保持する。
水滴が速やかに溝内に展開する場合には、溝を詰まらせることなく安定した排水性が期待できる。一方、水滴が速やかに溝内に展開しない場合には、溝を詰まらせ、燃料ガス等の供給及び水の排出が不安定となり発電特性に悪影響を与える可能性が高くなる。
[Evaluation of drainage of molded products]
The molded product obtained in the above example was used as a sample, and drainage was evaluated by a simple method using only this sample.
A sample is placed on a horizontal base, and one drop (0.025 g) of ion-exchanged water is dropped from a height of 5 mm above the groove using a syringe and an injection needle into the electrode channel groove. As the measurement value, the length developed in the groove after 10 seconds was measured, and the average value of the values obtained by six measurements was used. The measurement atmosphere was 22 ° C. and humidity 60%.
At this time, when the inside of the groove is hydrophilic and the wettability with water is excellent, the water quickly develops. The standard of the drainage at that time is determined to be excellent in wettability if it is 20 mm or more. Moreover, if it is 10 mm or less, it will be judged that a groove part is inferior in wettability with water. In this case, water maintains the state as it is immediately after dropping.
In the case where water droplets are rapidly developed in the groove, stable drainage can be expected without clogging the groove. On the other hand, when water droplets do not spread quickly into the groove, the groove is clogged, and the supply of fuel gas and the like and the discharge of water become unstable, which increases the possibility of adversely affecting power generation characteristics.

[成形品の導電性の評価]
前記実施例で得られた成形品を試料として、電極部(溝、流路部)の接触抵抗を測定することにより導電性を評価した。
具体的には、試料の電極部と同じ寸法(14.5cm角)の金メッキ電極を2枚と、同寸法のカーボンペーパー(厚さ0.4mm)を用意し、成形品の電極部を同カーボンペーパー及び電極で挟み、さらに油圧プレスにて1MPaの圧力下、10mAの交流を印加する。この時の電極間の電圧降下ΔV(μV)を測定し、導電性の指標とする。測定値として測定3回の平均値を用いた。電圧降下ΔVが低い値を示す程、導電性に優れ、接触抵抗が低いと判断できる。同条件で測定することにより相対比較できる。
この値は、グラフト処理がない比較例1の成形品のΔV値と同等であることが望ましい。
[Evaluation of conductivity of molded products]
The conductivity was evaluated by measuring the contact resistance of the electrode part (groove, flow path part) using the molded product obtained in the above example as a sample.
Specifically, two gold-plated electrodes with the same dimensions (14.5 cm square) as the electrode part of the sample and carbon paper (thickness 0.4 mm) with the same dimensions are prepared, and the electrode part of the molded product is the same carbon. The sheet is sandwiched between paper and an electrode, and a 10 mA alternating current is applied under a pressure of 1 MPa with a hydraulic press. The voltage drop ΔV (μV) between the electrodes at this time is measured and used as a conductivity index. The average value of three measurements was used as the measurement value. It can be determined that the lower the voltage drop ΔV, the better the conductivity and the lower the contact resistance. A relative comparison can be made by measuring under the same conditions.
This value is desirably equal to the ΔV value of the molded product of Comparative Example 1 without grafting.

[成形品の耐熱水性の評価]
前記実施例で得られた成形品を試料として、試料の電極部(溝、流路部)のみを25mm×50mmのサイズに切断し試片を作製した。この試料をイオン交換水の入ったフッ素樹脂容器に入れ封をし、この容器を95℃の乾燥器に入れ、500時間煮沸を行った。その後、室温まで徐冷し試片を取り出した。その時の外観を目視にて評価する。その時の評価基準を以下に示す。
良好:成形品の両面の溝とも良好に形状が保持されている。
不良:成形品の表面の溝の一部が崩壊している。
[Evaluation of hot water resistance of molded products]
Using the molded article obtained in the above example as a sample, only the electrode part (groove, flow path part) of the sample was cut into a size of 25 mm × 50 mm to prepare a specimen. This sample was sealed in a fluororesin container containing ion-exchanged water, and the container was placed in a 95 ° C. drier and boiled for 500 hours. Thereafter, the sample was slowly cooled to room temperature and the specimen was taken out. The appearance at that time is visually evaluated. The evaluation criteria at that time are shown below.
Good: The shape is well maintained on the grooves on both sides of the molded product.
Defect: A part of the groove on the surface of the molded product is collapsed.

[耐熱水試験後の成形品の排水性の評価]
前記の耐熱水性試験後の試片について、前記の排水性の評価を行った。なお試片は、取り出した後、室温にて24時間静置し乾燥させた。
[Evaluation of drainage of molded products after heat-resistant water test]
About the test piece after the said hot water resistance test, the said drainage evaluation was performed. The specimen was taken out and allowed to stand at room temperature for 24 hours and dried.

[固体高分子型燃料電池の作成と発電性能試験]
実施例及び比較例で得られたセパレータに固体高分子電解質膜、ガス拡散電極を組み合わせて単セルの固体高分子型燃料電池を構成した。セル温度80℃、加湿ガスの露点温度80℃、水素ガス利用率40%、空気利用率70%、電流密度0.2A/cm にて発電させた。24時間経過後、その後1時間の電圧測定を行い、平均電圧と、電圧値変動の標準偏差を算出した。
なお電圧は、高く安定している方が望ましい。なお電極流路の閉塞は、電圧値の変動と低下をもたらす。
[Production and power generation performance test of polymer electrolyte fuel cell]
A solid polymer electrolyte membrane and a gas diffusion electrode were combined with the separators obtained in Examples and Comparative Examples to constitute a single cell solid polymer fuel cell. Electric power was generated at a cell temperature of 80 ° C., a dew point of humidified gas of 80 ° C., a hydrogen gas utilization rate of 40%, an air utilization rate of 70%, and a current density of 0.2 A / cm 2 . After 24 hours, the voltage was measured for 1 hour thereafter, and the average voltage and the standard deviation of the voltage value fluctuation were calculated.
It is desirable that the voltage is high and stable. Note that the blockage of the electrode flow path causes fluctuations and decreases in the voltage value.

表−1に記載の結果から明らかなように、実施例1で得られた燃料電池用セパレータは、導電性が良好で、高品質であり、さらに溝(流路)部が水との濡れ性に優れ、かつ耐熱水性も良好である。排水性に優れた高性能の燃料電池用セパレータが提供できる。
さらに固体高分子型燃料電池の単セルでの発電試験においても、電圧の振れが少なく出力(電圧)が安定していた。
実施例2及び3で得られた燃料電池用セパレータも、導電性が良好で、高品質であり、さらに溝(流路)部が水との濡れ性に優れ、かつ耐熱水性も良好である。排水性の優れた高性能の燃料電池用セパレータが提供できる。同様に固体高分子型燃料電池の単セルでの発電試験においても、電圧の振れが少なく出力(電圧)が安定していた。
一方、比較例1で得られた燃料電池用セパレータは、グラフト処理を行わないため、導電性に優れるが、水との濡れ性が悪い。よってこのセパレータを用いて固体高分子型燃料電池の単セルに組み込んで、同様な条件で発電させた場合、電圧の振れが大きく、出力(電圧)が不安定であった。
比較例2で得られた燃料電池用セパレータは、導電性に優れ、水との濡れ性も良いが、同様な条件で発電させた場合、出力(電圧)が不安定であった。燃料電池を分解した後、このセパレータの排水性を評価してみると、水の展開する距離が、10mmに低下していた。親水性が持続しないことが判明した。
比較例3で得られた燃料電池用セパレータは、水との濡れ性がやや劣り、同様な条件で発電させた場合、出力(電圧)が不安定であった。
比較例4で得られた燃料電池用セパレータは、水との濡れ性も良いが、同様な条件で発電させた場合、出力(電圧)が徐々に0.7Vから0.58Vまで低下し、出力も不安定であった。
As is apparent from the results shown in Table 1, the fuel cell separator obtained in Example 1 has good conductivity and high quality, and the groove (flow path) is wettable with water. In addition, the hot water resistance is also good. A high-performance fuel cell separator having excellent drainage can be provided.
Further, even in a power generation test using a single cell of a polymer electrolyte fuel cell, there was little voltage fluctuation and the output (voltage) was stable.
The fuel cell separators obtained in Examples 2 and 3 also have good conductivity and high quality, and the groove (flow path) portion has excellent wettability with water, and also has good hot water resistance. A high-performance fuel cell separator with excellent drainage can be provided. Similarly, in a power generation test using a single cell of a polymer electrolyte fuel cell, the output (voltage) was stable with little voltage fluctuation.
On the other hand, since the fuel cell separator obtained in Comparative Example 1 does not undergo grafting, it has excellent conductivity but poor wettability with water. Therefore, when this separator was incorporated into a single cell of a polymer electrolyte fuel cell and power was generated under the same conditions, the voltage swing was large and the output (voltage) was unstable.
The fuel cell separator obtained in Comparative Example 2 has excellent conductivity and good wettability with water. However, when power was generated under the same conditions, the output (voltage) was unstable. When the drainage of this separator was evaluated after disassembling the fuel cell, the distance at which the water was developed was reduced to 10 mm. It was found that the hydrophilicity does not last.
The fuel cell separator obtained in Comparative Example 3 had slightly poor wettability with water, and the output (voltage) was unstable when power was generated under the same conditions.
The fuel cell separator obtained in Comparative Example 4 has good wettability with water, but when power is generated under the same conditions, the output (voltage) gradually decreases from 0.7 V to 0.58 V, and the output Was also unstable.

Figure 0004066095
Figure 0004066095

Claims (7)

熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂と炭素材料とから構成される予備成形体の少なくとも一部に親水性が付与された燃料電池用セパレータを製造する方法であって、少なくとも工程1、工程2、工程3及び工程4、又は工程1、工程3、工程2及び工程4を順次実施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)前記予備成形体に親水性基及び/又は親水性基に変換しうる官能基を有するラジカル重合性単量体液との親和性を高める処理を行う工程1、(2)前記処理面に前記親水性基及び/又は親水性基に変換しうる官能基を有するラジカル重合性単量体液を塗布する工程2、(3)前記処理面に放射線を照射する工程3、(4)前記工程1、工程2及び工程3を経ることにより得られる燃料電池用セパレータを洗浄する工程4
A method for producing a separator for a fuel cell in which hydrophilicity is imparted to at least a part of a preform formed from a thermosetting resin or a thermoplastic resin and a carbon material, and includes at least step 1, step 2, and step 3. A method for manufacturing a separator for a fuel cell, comprising sequentially performing Step 3 and Step 4, or Step 1, Step 3, Step 2, and Step 4.
(1) Step 1 for performing a treatment for increasing affinity with the radical polymerizable monomer liquid having a hydrophilic group and / or a functional group that can be converted into a hydrophilic group on the preform, (2) on the treated surface Step 2 for applying a radical polymerizable monomer liquid having a hydrophilic group and / or a functional group that can be converted to a hydrophilic group, (3) Step 3 for irradiating the treated surface with radiation, (4) Step 1 Step 4 for cleaning the separator for a fuel cell obtained through Step 2 and Step 3
前記工程1、工程2、工程3及び工程4を順次実施する請求項1記載の燃料電池用セパレータの製造方法。 The manufacturing method of the separator for fuel cells of Claim 1 which implements the said process 1, the process 2, the process 3, and the process 4 sequentially. 前記親水性基又は親水性基に変換しうる官能基が、カルボキシル基、ラクタム環、スルホン酸基、水酸基、シリル基、エポキシ基、リン酸基、N,N−ジアルキルアミノ基及びN−アルキルアミド基からなる群から選ばれる少なくとも一つの官能基である請求項1記載の燃料電池用セパレータの製造方法。 The hydrophilic group or a functional group that can be converted into a hydrophilic group is a carboxyl group, a lactam ring, a sulfonic acid group, a hydroxyl group, a silyl group, an epoxy group, a phosphoric acid group, an N, N-dialkylamino group, or an N-alkylamide. The method for producing a fuel cell separator according to claim 1, which is at least one functional group selected from the group consisting of groups. 前記親水性基又は親水性基に変換しうる官能基が、水酸基、ラクタム環、シリル基及びエポキシ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの官能基である請求項1記載の燃料電池用セパレータの製造方法。 2. The fuel cell separator according to claim 1, wherein the hydrophilic group or the functional group that can be converted into the hydrophilic group is at least one functional group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a lactam ring, a silyl group, and an epoxy group. Method. 前記工程1の親和性を高める処理が、ブラスト処理及び/又は紫外線照射処理である請求項1記載の燃料電池用セパレータの製造方法。 The method for producing a fuel cell separator according to claim 1, wherein the treatment for increasing affinity in step 1 is blast treatment and / or ultraviolet irradiation treatment. 前記工程4が、温水で洗浄する工程を含む請求項1記載の燃料電池用セパレータの製造方法。 The method for manufacturing a fuel cell separator according to claim 1, wherein the step 4 includes a step of washing with warm water. 固体高分子電解質膜、ガス拡散電極、および請求項1〜6のいずれかに記載の製造方法により得られる燃料電池用セパレータを備える固体高分子型燃料電池。 A polymer electrolyte fuel cell comprising a polymer electrolyte membrane, a gas diffusion electrode, and a fuel cell separator obtained by the production method according to claim 1.
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