JP4577040B2 - Manufacturing method of fuel cell separator - Google Patents

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本発明は、燃料電池に使用されるセパレータの製造方法に関する。 The present invention relates to a process for the production of separators for use in fuel cells.

燃料電池用セパレータは、単セルを複数積層して構成される燃料電池において、隣接する単セルの間に設置されるものである。該セパレータは表面に凹凸形状を有し、該凹凸形状と隣接する部材との間で燃料ガス流路あるいは空気流路を形成する。   The fuel cell separator is installed between adjacent single cells in a fuel cell configured by stacking a plurality of single cells. The separator has an uneven shape on the surface, and a fuel gas flow path or an air flow path is formed between the uneven shape and an adjacent member.

金属からなるセパレータ(メタルセパレータ)には、十分な耐食性および導電性が要求される。その為、メタルセパレータとしては、例えば、ステンレスやアルミニウムなどの金属材料の表面に、貴金属層を形成し、さらに貴金属層の上にカーボン塗膜層を形成したものが提供されている(特許文献1および2参照)。これらのメタルセパレータは、耐食性、導電性に優れる。   Metal separators (metal separators) are required to have sufficient corrosion resistance and conductivity. Therefore, as a metal separator, for example, a metal separator in which a noble metal layer is formed on the surface of a metal material such as stainless steel or aluminum and a carbon coating layer is further formed on the noble metal layer is provided (Patent Document 1). And 2). These metal separators are excellent in corrosion resistance and conductivity.

特開2002−63914号公報JP 2002-63914 A 特開2001−307747号公報JP 2001-307747 A

上記特許文献1および2のメタルセパレータは、金属層およびカーボン塗膜層の存在により、耐食性、導電性に優れる。しかし、今日のセパレータには、十分な耐食性および導電性の確保と共に、更に、均一な膜厚(特に、均一な膜厚のカーボン塗膜層)を有することが要求されている。カーボン塗膜層の膜厚が均一になると、メタルセパレータの燃料ガス流路あるいは空気流路が確実に確保され、燃料ガスおよび空気がそれぞれ単セルの燃料極および空気極の全体に確実に供給され易くなる。特に、今日では更なる燃料電池の小型化が要求されているため、メタルセパレータの溝状の凹凸部分も小型化し、その溝状の凹凸部分の表面に均一にカーボン塗膜を形成する技術が望まれている。   The metal separators of Patent Documents 1 and 2 are excellent in corrosion resistance and conductivity due to the presence of the metal layer and the carbon coating layer. However, today's separators are required to have a sufficient thickness (particularly, a carbon coating layer having a uniform thickness) as well as ensuring sufficient corrosion resistance and conductivity. When the film thickness of the carbon coating layer becomes uniform, the fuel gas flow path or air flow path of the metal separator is reliably secured, and the fuel gas and air are reliably supplied to the entire fuel electrode and air electrode of the single cell, respectively. It becomes easy. In particular, there is a demand for further miniaturization of fuel cells today, and therefore a technology for forming a carbon coating film uniformly on the surface of the groove-shaped uneven portion of the groove-shaped uneven portion is desired. It is rare.

本発明は上記課題を解決するための手段として、セパレータ基材と、該セパレータ基材上に形成される貴金属被膜と、該貴金属被膜上にカーボン塗料を塗装して形成されるカーボン塗膜とを備える燃料電池用セパレータの製造方法であって、該カーボン塗膜は、60μm以下の粒子からなるカーボン塗料を該貴金属被膜上に吹き付けて塗装し、流動することなく溶剤を揮発させることにより形成されることを特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法を提供する。 The present invention provides a separator base, a noble metal coating formed on the separator base, and a carbon coating formed by applying a carbon paint on the noble metal coating as means for solving the above-mentioned problems. The carbon coating film is formed by spraying a carbon paint composed of particles of 60 μm or less onto the noble metal film and volatilizing the solvent without flowing. The manufacturing method of the separator for fuel cells characterized by the above-mentioned is provided.

上記燃料電池用セパレータの製造方法において、上記カーボン塗料は、黒鉛と、カーボンブラックと、スチレン−ブタジエンゴムと、キシレンを含むことが望ましい。   In the fuel cell separator manufacturing method, the carbon paint preferably contains graphite, carbon black, styrene-butadiene rubber, and xylene.

本発明によれば、表面に均一な膜厚を有するカーボン塗膜を形成した燃料電池用セパレータの製造方法を提供することが出来る。
According to the present invention, it is possible to provide a method for producing separators for fuel cells to form a carbon coating film having a uniform film thickness on the surface.

以下、本発明の実施形態について説明する。図1に示されるのは、本実施形態に係る燃料電池用セパレータ1の概略図である。該燃料電池用セパレータ1の表面および裏面には、燃料ガスまたは空気を供給するためのガス供給路6(燃料ガス供給路または空気供給路)を有する。これらのガス供給路6は、燃料電池用セパレータ1の長手方向に渡り形成される複数の条溝からなる。これらのガス供給路6の断面は図2に示されるような凹凸形状からなる。なおガス供給路は、燃料ガスまたは空気を単セルの電極へ供給可能であれば良く、その断面形状、条溝の長さ、幅、深さは適宜設定されるものである。他のガス供給路の断面形状を図3に示す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic view of a fuel cell separator 1 according to this embodiment. The fuel cell separator 1 has a gas supply path 6 (fuel gas supply path or air supply path) for supplying fuel gas or air on the front and back surfaces thereof. These gas supply paths 6 are composed of a plurality of grooves formed in the longitudinal direction of the fuel cell separator 1. The cross section of these gas supply paths 6 has an uneven shape as shown in FIG. The gas supply path only needs to be able to supply fuel gas or air to the electrode of the single cell, and the cross-sectional shape, the length, width, and depth of the groove are appropriately set. The cross-sectional shape of another gas supply path is shown in FIG.

該燃料電池用セパレータ1は、セパレータ基材2と、該セパレータ基材2上に形成される貴金属被膜3と、該貴金属被膜3上に形成されるカーボン塗膜5を備える。   The fuel cell separator 1 includes a separator substrate 2, a noble metal coating 3 formed on the separator substrate 2, and a carbon coating 5 formed on the noble metal coating 3.

セパレータ基材2としては、強度、導電性、成型性に優れる材料が使用される。該セパレータ基材としては、例えば、アルミニウム、ステンレス等の金属材料が使用される。該ステンレスとしては、高い耐食性を有するオーステナイト系ステンレスを使用することが好ましい。例えば、ステンレス板を機械的にプレスして、所定の凹凸形状を備えるセパレータ基材2を得ることができる。   As the separator base material 2, a material excellent in strength, conductivity, and moldability is used. As this separator base material, metal materials, such as aluminum and stainless steel, are used, for example. As the stainless steel, it is preferable to use an austenitic stainless steel having high corrosion resistance. For example, a stainless steel plate can be mechanically pressed to obtain a separator substrate 2 having a predetermined uneven shape.

貴金属被膜3に使用される貴金属とは、金、銀等である。該貴金属被膜3は、上記セパレータ基材2上にドライコーティング法あるいはウェットコーティング法(メッキ等)などの方法によって形成される。貴金属被膜3は、セパレータ基材2の全面に渡って施されるものである。なお貴金属被膜3を形成する前に、上記セパレータ基材2上に予め表面処理を施し、あるいは下地層を設けても良い。   The noble metal used for the noble metal coating 3 is gold, silver or the like. The noble metal coating 3 is formed on the separator substrate 2 by a method such as a dry coating method or a wet coating method (plating or the like). The noble metal coating 3 is applied over the entire surface of the separator substrate 2. In addition, before forming the noble metal coating 3, a surface treatment may be performed on the separator substrate 2 in advance, or an underlayer may be provided.

カーボン塗膜5は、黒鉛、カーボンブラックを含むカーボン塗料4を上記貴金属被膜3上に塗布することによって形成される。カーボン塗料4に用いられる黒鉛としては、例えば、人造黒鉛、鱗片状黒鉛、鱗状黒鉛、土状黒鉛などが挙げられる。これらの黒鉛は単独または2種以上組み合わせて使用することが出来る。使用される黒鉛の粒径は、1μm〜150μmの範囲であり、望ましくは5μm〜30μmの範囲である。また単一の粒径を有する黒鉛のみを使用してもよく、また粒径の異なる2種以上の黒鉛を組み合わせて使用してもよい。   The carbon coating 5 is formed by applying a carbon coating 4 containing graphite and carbon black on the noble metal coating 3. Examples of the graphite used for the carbon coating 4 include artificial graphite, scaly graphite, scaly graphite, and earthy graphite. These graphites can be used alone or in combination of two or more. The particle size of the graphite used is in the range of 1 μm to 150 μm, desirably in the range of 5 μm to 30 μm. Further, only graphite having a single particle size may be used, or two or more types of graphite having different particle sizes may be used in combination.

カーボンブラックとしては、チャンネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等を使用することが出来る。これらのカーボンブラックも単独または2種以上組み合わせて使用することが出来る。使用されるカーボンブラックの粒径は、1μm〜100μmの範囲であり、望ましくは10μm〜30μmの範囲である。単一の粒径を有するカーボンブラックのみを使用してもよく、また粒径の異なる2種以上のカーボンブラックを組み合わせて使用してもよい。   As the carbon black, channel black, furnace black, acetylene black, ketjen black and the like can be used. These carbon blacks can also be used alone or in combination of two or more. The particle size of the carbon black used is in the range of 1 μm to 100 μm, desirably in the range of 10 μm to 30 μm. Only carbon black having a single particle size may be used, or two or more carbon blacks having different particle sizes may be used in combination.

カーボン塗料に含まれる黒鉛のカーボンブラックに対する質量比は望ましくは1以上であり、さらに望ましくは2以上である。なお黒鉛とカーボンブラックを併用せずに、黒鉛またはカーボンブラックのみをカーボン塗料に使用してもよい。   The mass ratio of graphite to carbon black contained in the carbon coating is desirably 1 or more, and more desirably 2 or more. In addition, you may use only graphite or carbon black for a carbon coating material, without using graphite and carbon black together.

カーボン塗膜5には、上記黒鉛、カーボンブラックを結着するための樹脂バインダが含まれる。該樹脂バインダとしては、例えば、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、フェノールエポキシ樹脂、スチレン−ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム等を使用することが出来る。これらの樹脂バインダは、単独あるいは2種以上組みあわせて使用することが出来る。   The carbon coating film 5 includes a resin binder for binding the graphite and carbon black. Examples of the resin binder include fluorine resin, acrylic resin, polyester resin, urethane resin, phenol resin, phenol epoxy resin, styrene-butadiene rubber, butyl rubber, ethylene-propylene rubber, fluorine rubber, nitrile rubber, and chloroprene rubber. I can do it. These resin binders can be used alone or in combination of two or more.

カーボン塗料に使用される溶剤としては、例えば、キシレン(o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン)、トルエン、イソプロピルアルコール、水、メチルエチルケトン等がある。これらの溶剤は単独あるいは2種以上を組み合わせて使用することが出来る。   Examples of the solvent used for the carbon paint include xylene (o-xylene, m-xylene, p-xylene), toluene, isopropyl alcohol, water, methyl ethyl ketone, and the like. These solvents can be used alone or in combination of two or more.

カーボン塗料の全質量に対する固形分(質量%)は、10質量%〜30質量%、好ましくは15質量%〜25質量の範囲にある。固形分が30質量%を超えると、カーボン塗料の粒径を60μm以下に制御することが難しくなる。またそのカーボン塗料を使用してセパレータ表面上にカーボン塗膜を形成すると、カーボン塗膜中にカーボン塗料の凝集粉や、気泡が発生する問題が生じる。一方、固形分が10質量%未満であると、塗料の流動性が大きくなり、塗膜の厚みにばらつきが生じやすくなる。特にセパレータのガス供給路6において、例えば、図4に示される参考例の燃料電池用セパレータ11のように、各ガス供給路6の壁面7が勾配を有する場合、その壁面7(立面)のカーボン塗膜5が薄くなり、供給路6の底面8と壁面7との間のカーボン塗膜5が厚くなってしまう。なおカーボン塗料4の固形分とは、黒鉛、カーボンブラックおよび樹脂バインダのことである。   The solid content (% by mass) with respect to the total mass of the carbon coating is 10% by mass to 30% by mass, preferably 15% by mass to 25% by mass. When solid content exceeds 30 mass%, it will become difficult to control the particle size of a carbon coating material to 60 micrometers or less. Further, when a carbon coating film is formed on the separator surface using the carbon coating material, there arises a problem that aggregated powder of the carbon coating material or bubbles are generated in the carbon coating film. On the other hand, when the solid content is less than 10% by mass, the fluidity of the coating is increased, and the coating thickness tends to vary. In particular, when the wall surface 7 of each gas supply path 6 has a gradient in the gas supply path 6 of the separator, as in the fuel cell separator 11 of the reference example shown in FIG. 4, for example, The carbon coating film 5 becomes thin, and the carbon coating film 5 between the bottom surface 8 and the wall surface 7 of the supply path 6 becomes thick. The solid content of the carbon paint 4 is graphite, carbon black, and a resin binder.

カーボン塗膜5は、60μm以下の粒子径に制御したカーボン塗料4を、貴金属被膜3を形成したセパレータ基材2(以下、貴金属被膜3を形成したセパレータ基材2を単に、セパレータ基材2と称する場合がある)上にスプレー塗装することによって形成される。スプレー塗装には、例えば、塗料をエアによって霧状にして吹き付けるスプレーガン9を使用することが望ましい。   The carbon coating 5 is obtained by applying a carbon coating 4 controlled to a particle size of 60 μm or less, a separator substrate 2 on which a noble metal coating 3 is formed (hereinafter, a separator substrate 2 on which a noble metal coating 3 is formed) It may be formed by spray coating on top. For spray coating, for example, it is desirable to use a spray gun 9 that sprays the paint in the form of a mist with air.

カーボン塗料4の粒子径が60μm以下であると、セパレータ上に塗布されたカーボン塗料4の流動を抑制することが出来る。特に、図3に示されるような、ガス供給路6の壁面7が勾配を有する場合であっても、セパレータ基材2上のカーボン塗料4の流動を防止することができる。一方、カーボン塗料4の粒子径が60μmを超えると、カーボン塗料の流動を抑制することが難しくなる。   When the particle size of the carbon coating material 4 is 60 μm or less, the flow of the carbon coating material 4 applied on the separator can be suppressed. In particular, even when the wall surface 7 of the gas supply path 6 has a gradient as shown in FIG. 3, the flow of the carbon coating material 4 on the separator substrate 2 can be prevented. On the other hand, when the particle diameter of the carbon coating material 4 exceeds 60 μm, it becomes difficult to suppress the flow of the carbon coating material.

なおカーボン塗料4の粒子径は、レーザー式パーティクルカウンター(レーザアナライザー、東日コンピュータアプリケーションズ株式会社製)を使用して測定した。   The particle size of the carbon paint 4 was measured using a laser type particle counter (Laser Analyzer, manufactured by Tohnichi Computer Applications Co., Ltd.).

スプレーガン9を使用して、セパレータ基材2上にカーボン塗膜5を形成する一例を以下、説明する。図5に示されるのは、スプレーガン9を用いてセパレータ基材2上にカーボン塗料4を塗布する様子を示す説明図である。所定タンク20内で、撹拌装置21で撹拌されたカーボン塗料4は、ポンプ22および圧力調節器23を備える塗料供給ライン24を経てスプレーガン9の塗料格納室25に供給される。スプレーガン9には、カーボン塗料4を霧化し、粒子径を調節するための第1エア26が供給される。またカーボン塗料4の塗布範囲を制御するための第2エア27が供給される。塗料格納室25のカーボン塗料4は吐出口28より吐出されるが、該吐出口28の開閉は、図示しない吐出口調節弁によって制御される。スプレーガン9より吐出した霧状のカーボン塗料4はセパレータ基材2上に付着する。セパレータ基材2上に付着したカーボン塗料4は流動することなく、次第にカーボン塗料4中の溶剤が揮発し、カーボン塗膜5となる。   An example of forming the carbon coating film 5 on the separator substrate 2 using the spray gun 9 will be described below. FIG. 5 is an explanatory view showing a state in which the carbon paint 4 is applied on the separator base 2 using the spray gun 9. The carbon paint 4 stirred by the stirring device 21 in the predetermined tank 20 is supplied to the paint storage chamber 25 of the spray gun 9 through the paint supply line 24 including the pump 22 and the pressure regulator 23. The spray gun 9 is supplied with first air 26 for atomizing the carbon paint 4 and adjusting the particle diameter. Further, the second air 27 for controlling the application range of the carbon paint 4 is supplied. The carbon paint 4 in the paint storage chamber 25 is discharged from the discharge port 28, and the opening and closing of the discharge port 28 is controlled by a discharge port adjusting valve (not shown). The atomized carbon paint 4 discharged from the spray gun 9 adheres to the separator substrate 2. The carbon coating 4 adhered on the separator substrate 2 does not flow, but the solvent in the carbon coating 4 gradually evaporates to form a carbon coating film 5.

スプレーガン9を、例えば、図6に示されるように複数個並列に配置したセパレータ基材2の上を横断させてカーボン塗料4を塗布する。セパレータ基材2上のガス供給路6(条溝)の幅が1.2mm、溝の深さ0.6mmの場合、スプレーガン9を移動させるピッチ(図6中の矢印P)は、40mm〜70mmの範囲に設定される。   For example, the carbon paint 4 is applied by traversing a plurality of spray guns 9 on the separator base material 2 arranged in parallel as shown in FIG. When the width of the gas supply path 6 (strip groove) on the separator substrate 2 is 1.2 mm and the groove depth is 0.6 mm, the pitch (arrow P in FIG. 6) for moving the spray gun 9 is 40 mm to The range is set to 70 mm.

スプレーガン9でカーボン塗料4を塗布する方法としては、上記のようにスプレーガン9を、セパレータ基材2上を横断させて塗布する方法に限られず、例えば、複数個配列したセパレータ2の周囲に複数個のスプレーガン9を設置して塗布する方法を用いても良く、特に、セパレータ2上にカーボン塗膜5を均一に形成することが出来れば方法は問わない。   The method of applying the carbon paint 4 with the spray gun 9 is not limited to the method of applying the spray gun 9 across the separator substrate 2 as described above. For example, the carbon paint 4 is applied around the separators 2 arranged in a plurality. A method of installing a plurality of spray guns 9 may be used, and any method may be used as long as the carbon coating film 5 can be uniformly formed on the separator 2.

本実施形態に係るカーボン塗膜5の厚み(膜厚)は、35μm〜75μmの範囲である。またカーボン塗膜5の膜厚のばらつきは、標準偏差σ=4.00以下であることが望ましい。本実施形態におけるカーボン塗膜5の膜厚の標準偏差は、特にガス供給路6の壁面7(立面)における膜厚のデータをもとにして求められる。この標準偏差を求める際、本実施形態では、特に異常値(外れ値)を除外しない。標準偏差を求める際、1個のセパレータ1において、複数のガス供給路6の壁面7の膜厚を少なくとも30個所測定して求められる。   The thickness (film thickness) of the carbon coating film 5 according to this embodiment is in the range of 35 μm to 75 μm. Further, the variation in the film thickness of the carbon coating film 5 is desirably a standard deviation σ = 4.00 or less. The standard deviation of the film thickness of the carbon coating film 5 in the present embodiment is obtained based on the film thickness data on the wall surface 7 (elevation surface) of the gas supply path 6 in particular. In obtaining this standard deviation, in this embodiment, an abnormal value (outlier) is not particularly excluded. When obtaining the standard deviation, it is obtained by measuring at least 30 film thicknesses of the wall surfaces 7 of the plurality of gas supply paths 6 in one separator 1.

上記のようにしてセパレータ2の一方の面上にカーボン塗膜5を形成した後、セパレータ2のもう一方の面上にカーボン塗膜5を同様にして形成する。   After the carbon coating film 5 is formed on one surface of the separator 2 as described above, the carbon coating film 5 is formed on the other surface of the separator 2 in the same manner.

上記スプレーガン9としては、例えば、スプレーガン:T−AGHV 546FX(デビルビス社製)を使用することが望ましい。該スプレーガン9を使用してカーボン塗膜5を形成する場合を以下説明する。   As the spray gun 9, for example, spray gun: T-AGHV 546FX (manufactured by Devilvis) is preferably used. The case where the carbon coating film 5 is formed using the spray gun 9 will be described below.

霧化エア圧を0.3MPa、パターンエア圧を0.4MPaに設定し、かつ吐出量を150(cc/min)に設定したスプレーガン9(T−AGHV 546FX)を使用して、図6に示されるセパレータ2の塗装を行った。なお霧化エア圧とは、図5に示される第1エア26の圧力であり、パターンエア圧とは、第2エア27の圧力のことである。ここで、黒鉛、カーボンブラック、スチレンブタジエンゴムのそれぞれの質量をWg、Wcb、Wsで表すと、この際のカーボン塗料4は固形成分として黒鉛、カーボンブラック、スチレンブタジエンゴムをWg>Ws>Wcbの割合で調製したものを使用した。なお該カーボン塗料4の固形分は10〜30質量%であった。また該カーボン塗料4の粘度は0.4Pa・s(4ポアズ)であった。   Using a spray gun 9 (T-AGHV 546FX) in which the atomizing air pressure is set to 0.3 MPa, the pattern air pressure is set to 0.4 MPa, and the discharge amount is set to 150 (cc / min), FIG. The separator 2 shown was painted. The atomizing air pressure is the pressure of the first air 26 shown in FIG. 5, and the pattern air pressure is the pressure of the second air 27. Here, when the respective masses of graphite, carbon black, and styrene butadiene rubber are expressed as Wg, Wcb, and Ws, the carbon coating 4 at this time is composed of graphite, carbon black, and styrene butadiene rubber as solid components. What was prepared in the ratio was used. The carbon paint 4 had a solid content of 10 to 30% by mass. The viscosity of the carbon paint 4 was 0.4 Pa · s (4 poise).

該スプレーガン9で塗装する際、スプレーガン9の移動速度を370mm/minに設定し、図6に示される波線に沿ってセパレータ2上を移動させて行った。塗装の際のピッチPを50mmに設定して行った。またスプレーガン9の波線上の移動を6回行った。カーボン塗料4をセパレータ基材2上に塗布した後、該カーボン塗料4の溶剤を揮発させた。   When painting with the spray gun 9, the moving speed of the spray gun 9 was set to 370 mm / min and moved on the separator 2 along the wavy line shown in FIG. 6. The pitch P at the time of painting was set to 50 mm. Further, the spray gun 9 was moved six times on the wavy line. After the carbon paint 4 was applied on the separator substrate 2, the solvent of the carbon paint 4 was volatilized.

本実施形態における膜厚の測定方法は、図7および図3に示されるように、ガス供給路6の壁面7(立面)と底面8の膜厚を測定した。膜厚の測定にはレーザー顕微鏡(レーザーテック株式会社製)を使用した。   As shown in FIGS. 7 and 3, the film thickness measurement method in the present embodiment measured the film thickness of the wall surface 7 (elevation surface) and the bottom surface 8 of the gas supply path 6. A laser microscope (manufactured by Lasertec Corporation) was used for measuring the film thickness.

なお図7に示されるようにセパレータ1の複数のガス供給路6から任意に3個のガス供給路6a、6b、6cを選択した。例えば、ガス供給路6aにおいては、その壁面7a〜7jの膜厚を10個所ずつ測定した。ガス供給路6b、6cにおいても同様にして、ガス供給路6aの壁面7a〜7jの位置と対応する個所で、それぞれの壁面の膜厚を測定し、それらの測定結果を基に標準偏差を求めた。標準偏差σ=3.98であることが確かめられた。   As shown in FIG. 7, three gas supply paths 6a, 6b, and 6c were arbitrarily selected from the plurality of gas supply paths 6 of the separator 1. For example, in the gas supply path 6a, the thicknesses of the wall surfaces 7a to 7j were measured at 10 locations. Similarly, in the gas supply paths 6b and 6c, the thicknesses of the respective wall surfaces are measured at locations corresponding to the positions of the wall surfaces 7a to 7j of the gas supply path 6a, and the standard deviation is obtained based on the measurement results. It was. It was confirmed that the standard deviation σ = 3.98.

以上のようにして、本実施形態によれば、均一な膜厚を有するカーボン塗膜を形成した燃料電池用セパレータを製造することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to manufacture a fuel cell separator in which a carbon coating film having a uniform film thickness is formed.

本発明によれば、図3に示されるように、燃料電池用セパレータのガス供給路の壁面が勾配を有する場合であっても、均一な膜厚を有するカーボン塗膜を形成した燃料電池用セパレータを提供することができる。   According to the present invention, as shown in FIG. 3, even when the wall surface of the gas supply path of the fuel cell separator has a gradient, the fuel cell separator has a carbon coating film having a uniform film thickness. Can be provided.

本実施形態に係る燃料電池用セパレータの概略図である。It is the schematic of the separator for fuel cells which concerns on this embodiment. 図1における燃料電池用セパレータのA−A断面図である。It is AA sectional drawing of the separator for fuel cells in FIG. 他の実施形態の燃料電池用セパレータの部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the separator for fuel cells of other embodiments. カーボン塗膜の膜厚が不均一である参考例の燃料電池用セパレータの部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the separator for fuel cells of the reference example whose film thickness of a carbon coat is non-uniform. スプレーガンでセパレータ基材を塗布する様子の概略図である。It is the schematic of a mode that a separator base material is apply | coated with a spray gun. 複数個配列したセパレータ基材上をスプレーガンで塗布する場合におけるスプレーガンの移動の仕方の説明図である。It is explanatory drawing of the method of the movement of a spray gun in the case of apply | coating with the spray gun on the separator base material arranged in multiple numbers. 燃料電池用セパレータのカーボン塗膜の膜厚の標準偏差を求める場合における膜厚測定個所の一例を表す説明図である。It is explanatory drawing showing an example of the film thickness measurement location in the case of calculating | requiring the standard deviation of the film thickness of the carbon coating film of the separator for fuel cells.

符号の説明Explanation of symbols

1 燃料電池用セパレータ、2 セパレータ基材、3 貴金属被膜、4 カーボン塗料、5 カーボン塗膜、6 ガス供給路、7 ガス供給路の壁面(立面)、8 ガス供給路の底面、9 スプレーガン。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell separator, 2 Separator base material, 3 Precious metal coating, 4 Carbon coating, 5 Carbon coating, 6 Gas supply path, 7 Wall surface (elevation) of gas supply path, 8 Bottom surface of gas supply path, 9 Spray gun .

Claims (2)

セパレータ基材と、
該セパレータ基材上に形成される貴金属被膜と、
該貴金属被膜上にカーボン塗料を塗装して形成されるカーボン塗膜と
を備える燃料電池用セパレータの製造方法であって、
該カーボン塗膜は、60μm以下の粒子からなるカーボン塗料を該貴金属被膜上に吹き付けて塗装し、流動することなく溶剤を揮発させることにより形成されることを特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法。
A separator substrate;
A noble metal coating formed on the separator substrate;
A fuel cell separator comprising: a carbon coating film formed by coating a carbon paint on the noble metal coating,
The carbon coating film is formed by spraying a carbon coating comprising particles of 60 μm or less onto the noble metal coating, and volatilizing the solvent without flowing, thereby producing a fuel cell separator. .
該カーボン塗料は、黒鉛と、カーボンブラックと、スチレン−ブタジエンゴムと、キシレンを含み、該カーボン塗料中の固形分はカーボン塗料全質量に対し、15〜25質量%の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用セパレータの製造方法。   The carbon paint contains graphite, carbon black, styrene-butadiene rubber, and xylene, and the solid content in the carbon paint is in the range of 15 to 25% by mass with respect to the total mass of the carbon paint. The manufacturing method of the separator for fuel cells of Claim 1.
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