JPH103931A - 燃料電池用セパレータの製造方法およびセパレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 煩雑な加工の工程を要することなく、親水性
を備えたセパレータを製造する。 【解決手段】 セパレータの製造に際し、予め炭素材料
に親水性物質を混合して（ステップＳ１００）原材料を
調製する。この親水性物質を含有した原材料粉末を、所
定の形状の金型内に充填する（ステップＳ１１０）。金
型内に所定の圧力を加えることでプレス成形を行ない
（ステップＳ１２０）、セパレータを完成する（ステッ
プＳ１３０）。このような製造方法によれば、原材料粉
末に予め親水性物質を混合しておくため、親水化のため
の特別な処理を施すことなく親水性を帯びたセパレータ
を製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池用セパレ
ータの製造方法、セパレータおよび該セパレータを備え
た燃料電池に関し、詳しくは、親水性を備えることで燃
料電池の排水性を向上させたセパレータの製造方法、セ
パレータおよび該セパレータを備えた燃料電池に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】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、陽極には水素を
含有する燃料ガスの供給を受け、陰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、陽極側または陰極側において生成水が生じ
る。以下に電池反応で生じる生成水の例として、燃料電
池の一種である固体高分子型燃料電池の電極で進行する
反応を示す。

【０００３】 Ｈ₂ → ２Ｈ⁺＋２ｅ^- …（１） （１／２）Ｏ₂＋２Ｈ⁺＋２ｅ^- → Ｈ₂Ｏ …（２） Ｈ₂＋（１／２）Ｏ₂ → Ｈ₂Ｏ …（３）

【０００４】（１）式は陰極における反応を、（２）式
は陽極における反応を示し、電池全体としては（３）式
に示す反応が進行する。このように固体高分子型燃料電
池では、電池反応の進行に伴って陽極側で生成水が生じ
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。しかしながら、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。

【０００５】このようなガス流路の閉塞は、陽極ばかり
でなく陰極でも起こり得る。固体高分子型燃料電池の陰
極では電池反応によって上記したような生成水が生じる
ことはないが、陰極に供給される燃料ガス中の水蒸気の
凝縮が起きる。既述した電気化学反応が進行するとき、
陰極側では上記（１）式の反応で生じたプロトンは所定
の数の水分子と水和した状態で電解質膜中を陽極側へ移
動する。従って通常は、電解質膜の陰極側において水分
が不足して導電性が低下してしまうのを防ぐために、陽
極側に供給する燃料ガスを加湿して、電解質膜に対して
水を補う構成となっている。このように燃料ガス中に加
えられた水蒸気は、燃料電池の始動時や、燃料電池の運
転温度が低下して飽和蒸気圧が下がったときなどに、ガ
ス流路において凝縮してしまうことがある。このような
場合には、陽極側においてもガスの流路が閉塞されて燃
料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。

【０００６】なお、上記したように（１）式の反応で生
じたプロトンは水和した状態で陽極側に移動するため、
陽極側では、既述した生成水の他にプロトンの移動と共
に持ち込まれる水分子も加わって、さらに水が過剰な状
態となり、ガス流路が閉塞され易くなる。

【０００７】そこで従来、燃料電池を構成する所定の部
材に対して親水処理を施し、これによって生成水の排水
性の向上が図られてきた。燃料電池を構成する部材を親
水処理することによって、生成水は水滴として留まるこ
となくこの親水性部材によって所定の流路まで導かれる
ようになり、生成水がガスの拡散を阻害するのを防ぐこ
とができる。既述した固体高分子型燃料電池は、電解質
層として固体高分子膜を用い、この固体高分子膜を挟持
する一対のガス拡散電極と、ガス拡散電極をさらに外側
から挟持して燃料ガスと酸化ガスとを分離するセパレー
タとを有する単セルを基本単位として、この単セルを複
数積層した構造を備えている。このような固体高分子型
燃料電池では、上記したような親水処理は、ガス拡散電
極の他、セパレータに対しても行なわれる。

【０００８】セパレータは、緻密質カーボン等のように
ガス不透過な導電性部材によって形成されており、その
表面にはガス拡散電極との間でガス流路を形成するリブ
構造が形成されている。このセパレータを親水処理する
方法としては、従来は、セパレータを所定の形状に成形
した後、その表面に親水性物質（例えばポリアクリルア
ミド等）を塗布するという方法が採用されていた。この
ようにして表面を親水化したセパレータを用いると、生
成水は親水性の表面を伝ってガス流路から排出され易く
なり、水滴として留まってガス流路を塞いでしまうのを
防止することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにセパレータの表面に親水性物質を塗布することに
よってセパレータの親水処理を行なうと、上記親水性物
質は通常は導電性を有しないため、セパレータの表面に
は親水性物質からなる絶縁性被膜が形成されることにな
る。セパレータは積層される各単セルを直列に接続する
構造であり、少なくとも前記ガス拡散電極と接する部位
においては導電性を確保する必要がある。従って、この
ガス拡散電極と接する部位における親水性物質の被膜を
削り取る処理が必要となり、製造工程が煩雑になるとい
う問題があった。ガス拡散電極と接する部位は、セパレ
ータ表面に形成されたリブ構造の凸部に相当するが、こ
の凸部だけを均一に削り取ることは技術的にも困難を伴
い、親水性の絶縁被膜を削り取る工程での加工ミスによ
る歩留まりの低下も無視し難いものであった。

【００１０】また、このように塗布という方法によって
親水処理を行なう場合には、セパレータの表面、すなわ
ちガス拡散電極と接する部位には親水性物質が多く塗布
され易いが、リブの内側、すなわちガス流路を形成する
面には親水性物質が塗布され難いという問題もある。ガ
スの流路に面していて親水性が必要な部位には親水性物
質が塗布され難く、後に削り取る領域には多くの親水性
物質が塗布されることになり、塗布に用いる親水性物質
が有効に利用されないことになる。

【００１１】本発明の燃料電池用セパレータの製造方法
およびセパレータは、こうした問題を解決し、煩雑な加
工の工程を要することなく、親水性物質を有効に用い
て、親水性を備えたセパレータを製造することを目的と
してなされ、次の構成を採った。

【００１２】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の第１の燃料電池用セパレータの製造方法は、微細
な粒子の形状に用意した原材料を加圧して固める工程を
含み、最終的に該原材料を所定の形状に成形する燃料電
池用セパレータの製造方法において、前記加圧の工程に
先立って前記原材料に親水性物質を混合することを要旨
とする。

【００１３】以上のように構成された本発明の燃料電池
用セパレータの製造方法は、微細な粒子の形状に用意し
た原材料に親水性物質を混合し、この親水性物質を混合
した原材料を加圧して固め、最終的に該原材料を所定の
形状に成形する。

【００１４】このような燃料電池用セパレータの製造方
法によれば、加圧して固める前の原材料に予め親水性物
質を混合しておくため、セパレータの成形後に別途親水
化のための処理を施す必要がない。従って、成形後に塗
布した親水性物質によって流路が閉塞されたり、成形後
に塗布した親水性物質によって絶縁性の被膜が形成され
たり、この絶縁性被膜を削り取るための工程を更に施し
て歩留まりを低下させてしまうことがない。

【００１５】また、本発明の第１の燃料電池用セパレー
タの製造方法において、前記原材料を加圧して固める工
程によって予備成形部材を作製し、該予備成形部材に対
して第２の加圧の工程を行なうことで所定の形状の前記
セパレータを得ることとしてもよい。

【００１６】このような場合には、予め親水性物質を混
合した原材料を加圧して固めて予備成形部材を作製し、
この予備成形部材に対して第２の加圧の工程を行なって
所定の形状のセパレータを得る。このようにまず予備成
形部材を作製することによって、原材料の取り扱いが容
易となり、特に大量のセパレータを製造する場合には有
利となる。

【００１７】また、本発明の第１の燃料電池用セパレー
タの製造方法において、前記原材料を加圧して固める工
程は、各セパレータ個別の成形工程に対応しており、前
記原材料を加圧して固める工程において、所定の金型内
で、前記親水性物質を含まない原材料からなる層の両側
に前記親水性物質を含む原材料からなる層を配設した３
層構造を形成し、該金型内に形成した３層構造に対して
加圧を行なうこととしてもよい。

【００１８】このような構成とすれば、各セパレータ個
別の成形工程に対応した加圧の工程において、親水性物
質を含まない原材料からなる層の両側に親水性物質を含
む原材料からなる層を配設した３層構造に対して加圧を
行なうため、内部には親水性物質を含有しないセパレー
タを得ることができる。従って、親水性物質を混合する
ことによってセパレータ全体の電気抵抗が増大してしま
うのを抑えることができる。

【００１９】本発明の第２の燃料電池用セパレータの製
造方法は、原材料を加圧して所定の形状に成形する工程
を備えた燃料電池用セパレータの製造方法であって、前
記加圧の工程に先立って、親水性物質を含む前記原材料
と親水性物質を含まない前記原材料とのそれぞれを予め
シート状に成形して、親水性シートおよび非親水性シー
トを用意し、所定の形状の金型内において、前記非親水
性シートがその両面から前記親水性シートによって挟持
された３層構造を形成し、前記３層構造に対して前記加
圧の工程を行なうことを要旨とする。

【００２０】以上のように構成された本発明の第２の燃
料電池用セパレータの製造方法は、親水性物質を含む原
材料と親水性物質を含まない原材料とのそれぞれを予め
シート状に成形して、親水性シートおよび非親水性シー
トを用意し、所定の形状の金型内において、前記非親水
性シートがその両面から前記親水性シートによって挟持
された３層構造を形成し、この３層構造に対して加圧の
工程を行なって所定の形状の燃料電池用セパレータを作
製する。

【００２１】このような燃料電池用セパレータの製造方
法によれば、上記３層構造を形成した原材料を所定の金
型内で加圧成形するため、内部には親水性物質を含有し
ないセパレータを製造することができる。従って、親水
性物質を混合することによってセパレータ全体の電気抵
抗が増大してしまうのを抑えることができる。また、親
水性物質を含む原材料と親水性物質を含まない原材料と
のそれぞれを予めシート状に成形しておくため、親水性
物質を含む原材料の層と親水性物質を含まない原材料の
層とを金型内に形成する際に、原材料の取り扱いが容易
になるという効果を奏する。さらに、原材料を予めシー
ト状に成形しておくため、原材料が金型内で偏ったりす
ることなく上記３層構造を形成することができる。

【００２２】また、本発明の第１のセパレータの製造方
法において、前記原材料を加圧して固める工程によって
予備成形部材を作製し、該予備成形部材に対して削り取
りを伴う所定の表面加工を施して所定の形状に成形する
こととしても良い。

【００２３】このようなセパレータの製造方法は、微細
な粒子の形状に用意した原材料に親水性物質を混合し、
この原材料を加圧して固めて予備成形部材を作製し、こ
の予備成形部材に対して削り取りを伴う所定の表面加工
を施して所定の形状に成形する。このような場合には、
予め原材料に親水性部材を混合しているため、削り取り
を伴う所定の表面加工の後にさらに親水化処理を施し
て、セパレータの表面を親水化させる必要がない。従っ
て、上記表明加工の後に施す親水化処理の工程によって
歩留まりが低下してしまうこともない。

【００２４】また、本発明の第１の燃料電池用セパレー
タの製造方法において、前記原材料を加圧して固める工
程によって所定の大きさのブロックを作製し、該ブロッ
クを切り出して板状部材を作製し、該板状部材に対して
削り取りを伴う所定の表面加工を施して所定の形状に成
形することとしても良い。

【００２５】このような燃料電池用セパレータの製造方
法は、微細な粒子の形状に用意した原材料に親水性物質
を混合し、この原材料を加圧して固めて所定の大きさの
ブロックを作製し、該ブロックを切り出して板状部材を
作製し、該板状部材に対して削り取りを伴う所定の表面
加工を施して所定の形状に成形する。このような場合に
は、ブロックを作製する際に予め原材料に親水性部材を
混合しておくため、所定の表面加工を施した後にセパレ
ータに対して親水化の処理を施す必要がない。従って、
この親水化の処理に伴う工程によって歩留まりが低下し
てしまうこともない。

【００２６】また、本発明の第１の燃料電池用セパレー
タの製造方法において、前記原材料を加圧して固める工
程によって所定の大きさのブロックを作製し、該ブロッ
クを切り出して板状部材を作製し、該板状部材を第２の
加圧の工程に供して所定の形状に成形することとしても
良い。

【００２７】このような燃料電池用セパレータの製造方
法は、微細な粒子の形状に用意した原材料に親水性物質
を混合し、この原材料を加圧して固めて所定の大きさの
ブロックを作製し、該ブロックを切り出して板状部材を
作製し、該板状部材を第２の加圧の工程に供して所定の
形状に成形する。このような場合には、ブロックを作製
する際に予め原材料に親水性部材を混合しておくため、
所定の形状に成形した後にセパレータに対して親水化の
処理を施す必要がない。従って、この親水化の処理に伴
う工程によって歩留まりが低下してしまうこともない。

【００２８】本発明の第３の燃料電池用セパレータの製
造方法は、原材料を加圧する工程を含み、最終的に原材
料を所定の形状に成形する燃料電池用セパレータの製造
方法であって、前記加圧の工程に先だって、該加圧の工
程で用いる金型の内面に、少なくとも所定の親水性物質
を含有する液体を付着させることを要旨とする。

【００２９】以上のように構成された燃料電池用セパレ
ータの製造方法は、原材料を加圧する工程を含み、少な
くとも所定の親水性物質を含有する液体を金型の内面に
付着させ、該親水性物質を付着させた金型を用いた加圧
の工程によって、該金型の内面の形状に応じた所定の形
状に成形するとともに表面に親水性物質を付着させてセ
パレータを製造する。

【００３０】このような燃料電池の製造方法によれば、
親水性物質は加圧の工程で用いる金型内に付着させてお
くため、原材料に予め親水性物質を混合しておく必要が
なく、原材料の調製が容易となるという効果を奏する。

【００３１】本発明の第４の燃料電池用セパレータの製
造方法は、微細な粒子の形状に用意した原材料を加圧し
て固めて予備成形部材を作製し、該予備成形部材を第２
の加圧の工程に供して所定の形状に成形する燃料電池用
セパレータの製造方法において、前記第２の加圧の工程
に先立って、該第２の加圧の工程で用いる金型の内面
に、少なくとも所定の親水性物質を含有する液体を付着
させることを要旨とする。

【００３２】以上のように構成された燃料電池用セパレ
ータの製造方法は、微細な粒子の形状に用意した原材料
を加圧して固めて予備成形部材を作製し、第２の加圧の
工程で用いる金型の内面に、少なくとも所定の親水性物
質を含有する液体を付着させ、前記予備成形部材を第２
の加圧の工程に供して所定の形状に成形すると共に表面
に親水性物質を付着させてセパレータを製造する。

【００３３】このようなセパレータの製造方法によれ
ば、本発明の第３の燃料電池用セパレータの製造方法と
同様に、親水性物質は加圧の工程で用いる金型内に付着
させておくため、原材料に予め親水性物質を混合してお
く必要がなく、原材料の調製が容易となるという効果を
奏する。さらに、前記第２の加圧の工程に先だって予備
成形部材を作製するため原材料の取り扱いが容易とな
り、特に大量のセパレータを製造する際には有利とな
る。

【００３４】本発明の第５の燃料電池用セパレータの製
造方法は、微細な粒子の形状に用意した原材料を加圧し
て固めて予備成形部材を作製し、該予備成形部材を第２
の加圧の工程に供して所定の形状に成形する燃料電池用
セパレータの製造方法において、前記第２の加圧の工程
に先立って、前記予備成形部材の表面に、少なくとも所
定の親水性物質を含有する液体を付着させることを要旨
とする。

【００３５】以上のように構成された燃料電池用セパレ
ータの製造方法は、微細な粒子の形状に用意した原材料
を加圧して固めて予備成形部材を作製し、この予備成形
部材の表面に、少なくとも所定の親水性物質を含有する
液体を付着させ、表面に親水性物質を付着させたこの予
備成形部材を第２の加圧の工程に供して所定の形状に成
形する。

【００３６】このような燃料電池用セパレータの製造方
法によれば、原材料を加圧して固めた予備成形部材の表
面に親水性物質を付着させるため、原材料に予め親水性
物質を混合しておく必要がなく、原材料の調製が容易に
なる。また、第２の加圧の工程に先だって親水性物質の
塗布を行なうため、成形後にセパレータの親水化の処理
を施す必要がなく、この親水化の処理に伴う工程によっ
て歩留まりが低下してしまうことがない。

【００３７】本発明の第４または第５の燃料電池用セパ
レータの製造方法において、前記予備成形部材は、前記
原材料を加圧して固めた所定の大きさのブロックを切り
出して作製した板状部材であることとしてもよい。

【００３８】このような場合にも、原材料に予め親水性
物質を混合しておく必要がないため原材料の調製が容易
となり、成形後にセパレータの親水化の処理を施す必要
がなく、この親水化の処理に伴う工程によって歩留まり
が低下してしまうことがない。

【００３９】本発明の第１ないし第５の燃料電池用セパ
レータの製造方法において、前記原材料は、炭素材料と
所定の熱硬化性樹脂とからなり、所定の加圧の工程の
際、あるいは該加圧の工程の後に加熱を行なうこととし
てもよい。このような場合には、熱硬化性樹脂によっ
て、所定の結着力と強度とがセパレータに与えられる。

【００４０】また、本発明の第１ないし第５の燃料電池
用セパレータの製造方法において、前記原材料は、膨張
黒鉛であることとしても良い。このような場合には、別
途結着剤を加えることなく加圧を行なうだけで所定の結
着力と強度とを得ることができる。

【００４１】本発明の第１または第２の燃料電池用セパ
レータの製造方法において、親水性物質を含む層と親水
性物質を含まない層とからなる前記３層構造を形成する
際、前記３層構造を形成する各層の内、前記親水性物質
を含む原材料の層には前記原材料として膨張黒鉛を用
い、前記親水性物質を含まない原材料の層には前記原材
料として膨張黒鉛以外の炭素材料と所定の熱硬化性樹脂
とを用い、前記加圧の工程によって所定の形状に成形す
る際、あるいは該加圧の工程の後に加熱を行なう構成も
好適である。

【００４２】このような場合には、親水性物質を含む原
材料の層には前記原材料として膨張黒鉛を用いるため、
原材料に結着剤を加える必要がなく、結着剤によってセ
パレータの導電性が損なわれることがない。従って、導
電性の低下につながるおそれのある親水性物質を用いる
場合にも、加えることができる親水性物質の許容量を確
保することができ、セパレータの表面において充分な親
水性を実現することができる。また、親水性物質を含ま
ない原材料の層には前記原材料として膨張黒鉛以外の炭
素材料と所定の熱硬化性樹脂とを用いるため、セパレー
タ全体として充分な強度を確保することができる。

【００４３】本発明の燃料電池用セパレータは、少なく
とも表面から所定の深さまでの領域においては、導電性
を備える原材料に親水性物質が混在したことを要旨とす
る。

【００４４】以上のように構成された燃料電池用セパレ
ータによれば、少なくとも表面から所定の深さまでの領
域においては、導電性を備える原材料に親水性物質が混
在しているため、その表面部は親水性を示す。従って、
このようなセパレータを備えた燃料電池によって発電を
行なうと、セパレータ表面が形成するガス流路内に生じ
た水滴は親水性を帯びたセパレータ表面に導かれて容易
に排水され、ガス流路を閉塞させてしまうことがない。

【００４５】ここで、前記原材料は、少なくとも炭素材
料を構成成分として含有することとしても良い。このよ
うな燃料電池用セパレータは、炭素材料からなるセパレ
ータを用いる固体高分子型燃料電池やりん酸型燃料電池
などにそのまま用いることができる。

【００４６】また、本発明の燃料電池用セパレータにお
いて、外周部には前記親水性物質を混在する層を形成
し、内部には前記親水性物質を含まない層を形成した構
成も好適である。このような場合には、外周部には親水
性物質を混在するため、上記したガス流路での排水性に
関する効果を充分に実現することができ、内部には親水
性物質を含まないため、親水性物質が導電性を低下させ
る影響を抑えることができる。

【００４７】本発明の燃料電池は、電解質層と、該電解
質層を挟持して発電層を形成する電極と、該発電層を挟
持し該電極とで燃料の流路を形成するセパレータと、を
備えた燃料電池であって、前記セパレータは、少なくと
も表面から所定の深さまでの領域においては、導電性を
備える原材料に親水性物質を混在したことを要旨とす
る。

【００４８】このような燃料電池では、発電の動作にと
もなって、電極とセパレータとの間に形成されたガス流
路内に水滴が生じた場合にも、この水滴は親水性を帯び
たセパレータの表面に導かれて容易に排水されるため、
ガス流路が閉塞されてしまうことがない。従って、ガス
流路内に生じた水滴によって燃料電池の性能が低下して
しまうことがない。

【００４９】

【発明の実施の形態】以上説明した本発明の構成・作用
を一層明らかにするために、以下本発明の実施の形態を
実施例に基づき説明する。まず最初に、説明の簡単のた
め、図３から図４を基にして、本発明のセパレータの製
造方法に基づいて製造したセパレータを備える燃料電池
１０の構成および動作について説明し、続いて本発明の
要部に対応するセパレータの製造方法について説明する
こととする。

【００５０】燃料電池１０は、固体高分子電解質型の燃
料電池であり、構成単位である単セル１２を複数積層し
たスタック構造を有している。図３は、燃料電池１０を
構成する単セル１２の構成を例示する断面図である。単
セル１２は、電解質膜２１と、アノード２２およびカソ
ード２３と、セパレータ２４，２５とから構成されてい
る。

【００５１】アノード２２およびカソード２３は、電解
質膜２１を両側から挟んでサンドイッチ構造を成すガス
拡散電極である。セパレータ２４，２５は、このサンド
イッチ構造をさらに両側から挟みつつ、アノード２２お
よびカソード２３との間に、燃料ガスおよび酸化ガスの
流路を形成する。アノード２２とセパレータ２４との間
には燃料ガス流路２４Ｐが形成されており、カソード２
３とセパレータ２５との間には酸化ガス流路２５Ｐが形
成されている。

【００５２】ここで、電解質膜２１は、固体高分子材
料、例えばフッ素系樹脂により形成されたプロトン伝導
性のイオン交換膜であり、湿潤状態で良好な電気伝導性
を示す。本実施例では、ナフィオン膜（デュポン社製）
を使用した。電解質膜２１の表面には、触媒としての白
金または白金と他の金属からなる合金が塗布されてい
る。触媒を塗布する方法としては、白金または白金と他
の金属からなる合金を担持したカーボン粉を作製し、こ
の触媒を担持したカーボン粉を適当な有機溶剤に分散さ
せ、電解質溶液（例えば、Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ社、Ｎａｆｉｏｎ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ）を適量添
加してペースト化し、電解質膜２１上にスクリーン印刷
するという方法をとった。あるいは、上記触媒を担持し
たカーボン粉を含有するペーストを膜成形してシートを
作製し、このシートを電解質膜２１上にプレスする構成
も好適である。

【００５３】アノード２２およびカソード２３は、共に
炭素繊維からなる糸で織成したカーボンクロスにより形
成されている。なお、本実施例では、アノード２２およ
びカソード２３をカーボンクロスにより形成したが、炭
素繊維からなるカーボンペーパまたはカーボンフエルト
により形成する構成も好適である。

【００５４】セパレータ２４，２５は、ガス不透過の導
電性部材、例えば、カーボンを圧縮してガス不透過とし
た成形カーボンにより形成されている。セパレータ２
４，２５はその表面に、所定の形状のリブ部３２を形成
しており、既述したように、セパレータ２４はアノード
２２の表面とで燃料ガス流路２４Ｐを形成し、セパレー
タ２５はカソード２３の表面とで酸化ガス流路２５Ｐを
形成する。ここで、各セパレータの表面に形成されたリ
ブ部３２の形状は、ガス流路を形成してガス拡散電極に
対して燃料ガスまたは酸化ガスを供給可能であれば良
い。本実施例でのリブ部３２の形状は後述する図５に示
すが、図５に示す形状に限るものではなく、例えば、平
行に形成された複数の溝状にリブ部３２を形成すること
としても良い。また、セパレータ２４，２５はその表面
部において所定の親水性を示す構成となっているが、こ
れは本発明の要部に対応する構成であるため詳しい説明
は後述する。

【００５５】以上、燃料電池１０の基本構造である単セ
ル１２の構成について説明した。実際に燃料電池１０と
して組み立てるときには、セパレータ２４、アノード２
２、電解質膜２１、カソード２３、セパレータ２５の順
序で構成される単セル１２を複数組積層し（本実施例で
は１００組）、その両端に緻密質カーボンや銅板などに
より形成される集電板２６，２７を配置することによっ
てスタック構造を構成する。

【００５６】図４は、燃料電池１０を構成するスタック
構造の構成を表わす分解斜視図、図５は燃料電池１０を
構成するセパレータ３０の形状を表わす説明図である。
図３では、アノード２２と隣接するセパレータ２４と、
カソード２３と隣接するセパレータ２５とを分けて表わ
したが、燃料電池１０における実際のスタック構造にお
いては、図４に示すように両面にリブ部３２を形成した
セパレータ３０が用いられている。セパレータ３０で
は、その片面に形成されたリブ部３２はアノード２２と
の間で燃料ガス流路２４Ｐを形成し、他面に形成された
リブ部３２は隣接する単セル１２が備えるカソード２３
との間で酸化ガス流路２５Ｐを形成する。このように、
セパレータ３０は、ガス拡散電極との間でガス流路を形
成するとともに、隣接する単セル間で燃料ガスと酸化ガ
スとの流れを分離する役割を果たしている。もとより、
単セル１２を積層してスタック構造を形成する際、スタ
ック構造の両端に位置する２枚のセパレータは、ガス拡
散電極と接する片面にだけリブを形成することとしても
よい。

【００５７】図５に示すように、セパレータ３０はその
周辺部に、燃料ガス孔３３，３４と、酸化ガス孔３５，
３６と、冷却水孔３７とを形成している。燃料電池１０
を構成する各部材が所定の順序で積層されてスタック構
造を形成する際、積層された各セパレータ３０が備える
燃料ガス孔３３は、燃料電池１０の内部をその長手方向
に貫通する燃料ガス供給マニホールド４３を形成する。
同じく燃料電池１０の内部において、燃料ガス孔３４は
燃料ガス排出マニホールド４４を、酸化ガス孔３５は酸
化ガス供給マニホールド４５を、酸化ガス孔３６は酸化
ガス排出マニホールド４６を、冷却水孔３７は冷却水路
４７を、それぞれ形成する。

【００５８】ここで、上記構成を備える燃料電池１０の
動作について説明する。燃料電池１０の外部には所定の
燃料ガス供給装置が設けられており、燃料電池１０に対
して水素を含有する燃料ガスの供給を行なう。燃料電池
１０に供給された燃料ガスは、上記燃料ガス供給マニホ
ールド４３を経由して各単セル１２の燃料ガス流路２４
Ｐに供給され、各単セルにおける陰極側の電池反応に供
される。陰極での電池反応を経た燃料ガスは、各単セル
１２の燃料ガス流路２４Ｐから、上記燃料ガス排出マニ
ホールド４４を経由して燃料電池１０外の所定の燃料ガ
ス排出装置に排出される。

【００５９】同じく燃料電池１０の外部には所定の酸化
ガス供給装置が設けられており、燃料電池１０に対して
酸化ガスである空気の供給を行なう。燃料電池１０に供
給された酸化ガスは、上記酸化ガス供給マニホールド４
５を経由して各単セル１２の酸化ガス流路２５Ｐに供給
され、各単セルにおける陽極側の電池反応に供される。
陽極での電池反応を経た酸化ガスは、各単セル１２の酸
化ガス流路２５Ｐから、上記酸化ガス排出マニホールド
４６を経由して燃料電池１０外の所定の酸化ガス排出装
置に排出される。

【００６０】また、燃料電池１０は、電解質膜２１の性
質などから約８０から１００℃の温度範囲で運転される
が、電池反応は発熱を伴うため、燃料電池１０の内部温
度が上昇し過ぎるのを防ぐために冷却水が用いられてい
る。冷却水は、燃料電池１０の外部に設けられた所定の
冷却水供給装置から燃料電池１０に供給され、上記冷却
水路４７を循環することによって燃料電池１０内部を降
温させ、その後燃料電池１０の外部に設けられた所定の
冷却水処理装置に排出される。

【００６１】次に、本発明の要部に対応するセパレータ
３０の製造方法について説明する。図１は本実施例のセ
パレータ３０を製造する様子を表わす工程図、図２は図
１に表わす工程のなかのプレス成形の様子を表わす説明
図である。図１では、工程図の右側に、主要な工程の様
子を表わす模式図を付した。成形カーボンからなるセパ
レータ３０を製造するには、まず原材料粉末の調製を行
なう（ステップＳ１００）。この原材料粉末の調製は、
例えば、カーボン粉末と、親水性物質（例えば酸化ケイ
素）粉末と、熱硬化性樹脂（例えばエポキシ樹脂やフェ
ノール樹脂等）粉末とを、この熱硬化性樹脂が熱硬化し
ない程度の温度（室温から１００℃程度）において混合
する（乾式混練と呼ぶ）ことによって調整することがで
きる。

【００６２】ここで、親水性物質として酸化ケイ素を用
いたが、用いる親水性物質としては、親水性を備えてお
り、水に溶解し難く、燃料電池１０の運転温度および燃
料電池１０に供給するガスの各成分に対して安定であれ
ば良い。例えば、酸化ケイ素と同様の酸化物である親水
性物質としては酸化アルミニウム等を挙げることができ
る。いずれもその表面に水酸基やカルボキシル基等の親
水性の官能基を多量に有している。その他、吸水性の樹
脂であるデンプン・アクリル酸共重合体、ポリアクリル
酸塩、ポリビニルアルコール等を用いることもできる。
また、イオン交換樹脂や吸水性多糖類（例えばアルギン
酸カルシウム等）も親水性物質として用いることができ
る。いずれもその構造内に、水酸基、カルボキシル基、
アルデヒド基、アミノ基、スルホ基等の親水性の官能基
を有する。

【００６３】この親水性物質は、カーボン粉末に対して
１〜５０重量％となるように加える。加える親水性物質
の量は、用いる親水性物質の備える親水性の強さや導電
性、あるいはコスト等を考慮して適宜決定すれば良い。
特に、導電性を備える親水性物質（例えばイオン交換樹
脂など）を用いる場合には、この親水性物質を加えるこ
とによって起こるセパレータ３０全体での電気抵抗の増
大を抑えることができるため、より多くの親水性物質を
加えることが可能となる。

【００６４】熱硬化性樹脂は、所定の温度に加熱するこ
とによって熱硬化反応を起こす樹脂であり、カーボン粉
末を主要な材料とするセパレータ３０に対して所定の硬
度を与えると共にカーボン粉末や親水性物質などの材料
を互いに結着させる役割を果たす。この熱硬化性樹脂
は、実施例ではカーボン粉末に対して５〜２０重量％と
なる量を加える。熱硬化性樹脂としては、加熱時に熱硬
化反応を起こし、燃料電池１０の運転温度および燃料電
池１０に供給するガスの各成分に対して安定であれば良
い。既述したフェノール樹脂およびエポキシ樹脂の他、
尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ア
ルキド樹脂等を用いることもできる。セパレータ３０に
おいて充分な結着性および強度を実現するために、上記
熱硬化性樹脂から複数のものを選択して組み合わせて用
いることとしても良い。

【００６５】また、原材料粉末を調整するためには、上
記した乾式混練の他に以下の方法を採ることもできる。
すなわち、上記親水性物質および／または上記熱硬化性
樹脂を所定の溶剤（例えば水、アルコール、メチルエチ
ルケトン等）に溶解した溶液または分散させた懸濁液を
作製し、この溶液または懸濁液と、原材料粉末の残りの
成分とを混合後、乾燥、粉砕することにより調整しても
良い。

【００６６】ここで、上記した原材料の調整時には各材
料は粉末のものを用いたが、これらの各材料は、既述し
た乾式混練や溶剤を用いる方法によって、許容できる程
度に均一に混合可能な形状であれば良い。充分な均一さ
に混合するためには、上記原材料は１〜３００μｍ程度
の粒子からなることが好ましい。

【００６７】このようにして調整した原材料粉末を、図
２に示す金型５０内に所定量充填する（ステップＳ１１
０）。ここで、面圧０．１〜２．０ｔｏｎ／ｃｍ² にて
図２中の矢印の方向にプレスすることで（ステップＳ１
２０）、金型の形状に応じた所定の形状（本実施例では
図５の形状）のセパレータ３０が製造される（ステップ
Ｓ１３０）。原材料を構成する成分として既述した各物
質のいずれを選択した場合にも、上記範囲の面圧でプレ
スすることによって充分な強度のセパレータを得ること
ができる。

【００６８】上記ステップＳ１２０のプレス成形時に金
型を１４０〜２２０℃の温度範囲で１〜３０分間加熱を
行なえば、金型５０内で熱硬化性樹脂が溶解すると共に
熱硬化反応が起こり、プレス成形と同時にセパレータ３
０を完成させることができる。あるいは、熱硬化性樹脂
が溶解するものの熱硬化反応は起こさない温度範囲（８
０〜１００℃）でプレス成形を行なった後に、成形され
たセパレータを所定の加熱炉内で１４０〜２２０℃で３
０〜６００分間加熱することによって熱硬化性樹脂の熱
硬化を行ない、セパレータ３０を完成させることとして
も良い。この場合には、プレス成形時に熱硬化性樹脂を
溶解させることによって、他の原材料粒子間に熱硬化性
樹脂を行き渡らせて充分な結着性を得ることができる。
また、プレス時には熱硬化反応を完了させる必要がない
ためプレス工程の時間を短縮することができ、また、熱
硬化反応は後でまとめて行なうことができるため、多量
のセパレータを製造する場合に有利となる。この熱硬化
反応のために行なう加熱は、選択した熱硬化性樹脂が熱
硬化可能であって、熱硬化性樹脂および親水性物質等の
構成材料が劣化しない温度範囲および加熱時間であれば
良い。

【００６９】上記したプレス成形を行なうときに、金型
５０内の空気が原材料粉末中に取り込まれてプレスが行
なわれると、成形されたセパレータ３０内に空気が残留
してセパレータ３０内に気泡が形成されることがある。
このようにセパレータ３０内部を貫通する気泡が形成さ
れると、燃料ガスと酸化ガスとを隔てるセパレータとし
ての役割が損なわれてしまうおそれがある。従って、プ
レス成形時には金型５０内を１０ｔｏｒｒ以下に排気し
ておき、セパレータ３０内に空気が残留するのを防ぐ構
成とすることが望ましい。

【００７０】このように作製した本実施例のセパレータ
３０によれば、セパレータ３０を構成する上記原材料粉
末が所定の親水性物質を含有するため、セパレータ３０
の表面が親水性となる。従って、セパレータ３０を備え
る燃料電池１０においては、セパレータ３０と各ガス拡
散電極との間に形成されるガス流路に生じた水滴が親水
性の流路表面に導かれて排水され易くなり、流路が水滴
によって閉塞されてしまうのを防止することができる。
ここで、セパレータ３０は、上記原材料をプレスする工
程によって所定の形状に成形されるため、成形後に親水
処理を施したり親水性の絶縁被膜を削り取ったりすると
いった工程が不要となり、製造工程を簡素化することが
できる。さらに、上記親水処理および絶縁被膜除去の工
程が不要となったことから、これらの工程で製造の歩留
まりが低下してしまうことがない。すなわち、親水性物
質の塗布の工程で親水性物質によってセパレータ３０上
のリブ部３２の凹部を塞いでしまい結果的にガス流路を
閉塞させてしまうおそれがなく、また、技術的に困難な
絶縁被膜を削り取る機械加工を行なう必要がない。

【００７１】また、セパレータ３０は、表面だけでなく
その内部も親水性を備えているため、陰極側においてア
ノード２２を介して電解質膜２１に水を供給し、電解質
膜２１の乾燥の防止に寄与することができるという効果
を奏する。なお、このような陰極側での効果は、アノー
ド２２に対しても所定の親水化処理を施すことでより大
きな効果とすることが可能となる。

【００７２】なお、上記したセパレータ３０の製造方法
では、プレス成形の際に加熱を行なって熱硬化性樹脂の
熱硬化反応を起こさせることとしたが、熱硬化性樹脂で
あるフェノール樹脂やエポキシ樹脂は、熱硬化反応時に
起きる縮合反応によって一般的に水やガスを発生する。
水（プレス時の温度では水蒸気）やガスの発生はセパレ
ータ３０内での気泡の生成につながるため、加熱時に水
やガスの発生が少ない熱硬化性樹脂を選択することが好
ましい。

【００７３】また、上記したセパレータ３０の製造方法
において、カーボン粉末としては、天然黒鉛、カーボン
ブラック等いかなる種類のものであっても良く、コスト
などの条件を考慮して任意に選択することができる。こ
こで、カーボン粉末として膨張黒鉛を用いる場合には、
熱硬化性樹脂を加える必要がないため、このような場合
について以下に説明する。

【００７４】膨張黒鉛は炭素材料の一種であり、天然黒
鉛やカーボンブラック等の炭素材料を酸で処理した後に
加熱して体積を膨張させた周知の材料である。このよう
な膨張黒鉛は熱膨張したことによって層構造を形成して
おり、圧縮する力を加えることによってこれらの層が互
いにかみ合って強固に結合させることができるため、上
述した実施例のように熱硬化性樹脂を加える必要がな
く、プレス成形時あるいは成形後に加熱処理して熱硬化
を起こさせる必要がない。もとより加熱を行なっても差
し支えない。なお、以下に説明する実施例においても、
原材料粉末に含まれるカーボン粉末として膨張黒鉛を用
いる場合には熱硬化性樹脂を加える必要はなく、膨張黒
鉛以外の炭素材料を用いる場合には既述した所定の熱硬
化性樹脂を加えるものとする。

【００７５】上記第１実施例では、プレス成形する原材
料粉末が均一に親水性物質を含有する構成としたが、成
形するセパレータの外表面にだけ親水性物質を混在させ
ることとしても良い。以下に、このような構成を第２実
施例として示す。図６は、第２実施例のセパレータ３０
ａを製造する様子を表わす説明図である。第２実施例に
おいても、図２に示した第１実施例の場合と同様の金型
５０に原材料粉末を充填してプレス成形を行なうが、原
材料粉末の調製の方法が第１実施例とは異なっている。

【００７６】第２実施例では、親水性物質が混合された
カーボン粉末と、親水性物質を含まないカーボン粉末と
を用意し、これらを別々に金型５０に充填する。図６に
示すように、親水性物質が混合されたカーボン粉末から
なる第１層５１と、親水性物質を含まないカーボン粉末
からなる第２層５２と、親水性物質が混合されたカーボ
ン粉末からなる第３層５３とをこの順序で金型５０内に
形成する。このような３層構造を形成する原材料粉末を
充填した金型５０において、図中の矢印方向に加圧して
プレス成形を行なって所定の形状のセパレータ３０ａ
（図７参照）を得る。

【００７７】ここで、カーボン粉末としては、第１実施
例と同様にいかなる炭素材料を選択しても良い。膨張黒
鉛のように加圧処理を施すだけで所定の結着力を生じる
炭素材料以外の炭素材料を選択する場合には、所定量の
熱硬化性樹脂を加える必要がある。この場合には、プレ
ス成形時に同時に熱硬化反応を起こさせるか、あるいは
プレス成形時には熱硬化性樹脂を溶解させてプレス後に
熱硬化反応を起こさせることとする。このとき加える熱
硬化性樹脂およびこの第２実施例で用いる親水性物質
は、第１実施例で挙げたものを同様に用いることができ
る。

【００７８】このような第２実施例のセパレータの製造
方法によれば、表面部分にだけ親水性物質を混在させた
セパレータ３０ａを得ることができる。このようなセパ
レータ３０ａを備える燃料電池１０ａでは、第１実施例
のセパレータ３０を備える燃料電池１０と同様に、ガス
流路に生じた水滴が親水性の流路表面に導かれて排水さ
れ易くなり、流路が水滴によって閉塞されてしまうのを
防止することができる。ここで、セパレータ３０は、上
記原材料をプレスする工程によって所定の形状に成形さ
れるため、成形後に親水処理を施したり親水性の絶縁被
膜を削り取ったりするといった工程が不要となり、製造
工程を簡素化することができる。さらに、上記親水処理
および絶縁被膜除去の工程が不要となったことから、こ
れらの工程で製造の歩留まりが低下してしまうことがな
い。すなわち、親水性物質の塗布の工程で親水性物質に
よってセパレータ３０上のリブ部３２の凹部を塞いでし
まい結果的にガス流路を閉塞させてしまうおそれがな
く、また、技術的に困難な絶縁被膜を削り取る機械加工
を行なう必要がない。

【００７９】また、第２実施例のセパレータの製造方法
によれば、セパレータ３０ａの内部に親水性物質を混在
させないことにより、セパレータ３０ａ内部ではカーボ
ン粉末の相対的な比率が低下しない。従って、セパレー
タ内部にも親水性物質を混合する場合に比べて電気抵抗
の増大を抑えることができる。

【００８０】既述したように、炭素材料として膨張黒鉛
以外の炭素材料を用いる場合には熱硬化性樹脂を加える
必要があるが、第２実施例のセパレータ３０ａでは、電
気抵抗の増大につながる親水性物質をその内部には混在
させないため、原材料に混合する熱硬化性樹脂量を増や
すことが可能となる。すなわち、熱硬化性樹脂もまた電
気抵抗を増大させるが、セパレータ３０ａでは親水性物
質を加えないことから、加える熱硬化性樹脂量を増やし
ても電気抵抗の増大を許容範囲内に抑えることが可能と
なる。このように熱硬化性樹脂量を増やすことによっ
て、セパレータ３０ａの強度を増すことができる。さら
に、セパレータ３０ａの強度が増すことから、セパレー
タ３０ａの薄型化が可能となり、さらに、燃料電池１０
ａ全体の薄型化が可能となる。

【００８１】ここで、セパレータ３０ａの表面は、燃料
電池１０ａの運転時にガス流路内の水を導いて排水可能
な親水性を備えていれば良く、上記した電気抵抗の増大
を抑える効果や強度を増す効果を充分に得るには、親水
性物質を混在する第１層５１および第３層５３は薄い方
がよい。具体的には、第１層５１および第３層５３に対
応する親水性物質を含有する層の厚さは、セパレータ３
０ａ全体の１０分の１以下とすることが望ましい。

【００８２】既述した第２実施例では、金型５０内に原
材料粉末を充填する際に、親水性物質を含有する層と親
水性物質を含有しない層とから成る既述した３層構造を
形成することとしたが、親水性物質を含有する原材料粉
末と親水性物質を含有しない原材料粉末とを予めシート
状に加工しておき、このシート状に成形した原材料を加
圧成形の工程に供する構成も好適である。このような構
成を第３実施例として以下に示す。

【００８３】まず最初に、親水性物質を含有する親水性
シート５６と親水性物質を含有しない非親水性シート５
８との加工方法について説明する。各シートを加工する
際に用いるカーボン粉末は、第１および第２実施例と同
様のカーボン粉末を用いることができる。カーボン粉末
として膨張黒鉛以外の炭素材料を用いる場合には熱硬化
性樹脂を加える必要があるが、この熱硬化性樹脂および
親水性物質も、第１および第２実施例で説明したものを
同様に選択することができる。

【００８４】親水性シート５６は、親水性物質を含有す
る原材料粉末を加圧成形することによって作製する。こ
のようにして厚さ約０．１ｍｍの親水性シート５６を作
製する。同様に、非親水性シート５８は、親水性物質を
含有しない原材料粉末を加圧成形して厚さ約３ｍｍの非
親水性シート５８を作製する。いずれの場合にも、カー
ボン粉末として膨張黒鉛以外の炭素材料を用いる場合に
は、上記加圧成形時には８０〜１００℃程度に加熱し
て、熱硬化性樹脂が熱硬化反応を起こさない温度範囲で
熱硬化性樹脂を溶解させることとする。加圧成形時に加
える圧力は、成形されたシートが後の工程での操作に耐
えて加圧成形時まで充分にシートの形状を保つことがで
きる程度に成形することができる圧力であれば良い。ま
た、カーボン粉末として膨張黒鉛を用いる場合には、上
記した加圧成形以外にもロール成形によって原材料粉末
のシート化を行なうことが可能である。

【００８５】図８は、第３実施例のセパレータ３０ｂを
製造する様子を表わす説明図である。第３実施例におい
ても、第１および第２実施例と同様の金型５０を用いて
加圧成形を行なう。この加圧成形に先立って、まず、上
記親水性シート５６および非親水性シート５８を重ね合
わせて、非親水性シート５８を２枚の親水性シート５６
で挟持した３層構造を有する積層シート５９を作製す
る。積層シート５９の作製は、所定の順序で重ね合わせ
た３枚のシートを加圧することによって行なう。もとよ
り、膨張黒鉛以外の炭素材料を用いる場合には、積層シ
ート５９を形成する加圧の工程は、熱硬化性樹脂が熱硬
化反応を起さない温度範囲にて行なうものとする。

【００８６】あるいは、予め積層シート５９を形成する
構成に代えて、金型５０内において親水性シート５６お
よび非親水性シート５８を所定の順序で重ねて、非親水
性シート５８を２枚の親水性シート５６で挟持した３層
構造を金型５０内で形成する構成としても良い。

【００８７】このようにして金型５０内で上記３層構造
を形成した後、第１および第２実施例と同様に加圧成形
を行ない、セパレータ３０ｂを製造する。図９は、この
ようにして製造されたセパレータ３０ｂの断面模式図で
ある。もとより、膨張黒鉛以外の炭素材料を用いる場合
には、加圧成形時あるいは加圧成形後に、既述した所定
の温度に加熱して熱硬化性樹脂の熱硬化反応を起こさせ
ることとする。

【００８８】以上説明した第３実施例のセパレータ３０
ｂおよびセパレータ３０ｂを備える燃料電池１０ｂによ
れば、第１および第２実施例と同様に、ガス流路に生じ
た水滴が親水性の流路表面に導かれて排水され易くな
り、流路が水滴によって閉塞されてしまうのを防止する
ことができる。ここで、セパレータ３０は、上記原材料
をプレスする工程によって所定の形状に成形されるた
め、成形後に親水処理を施したり親水性の絶縁被膜を削
り取ったりするといった工程が不要となり、製造工程を
簡素化することができる。さらに、上記親水処理および
絶縁被膜除去の工程が不要となったことから、これらの
工程で製造の歩留まりが低下してしまうことがない。す
なわち、親水性物質の塗布の工程で親水性物質によって
セパレータ３０ｂ上のリブ部３２の凹部を塞いでしまい
結果的にガス流路を閉塞させてしまうおそれがなく、ま
た、技術的に困難な絶縁被膜を削り取る機械加工を行な
う必要がない。

【００８９】また、第２実施例のセパレータ３０ａと同
様に、セパレータ３０ｂの内部に親水性物質を混在しな
い層を形成したため、全体に親水性物質を混合する第１
実施例のような場合と比べて、セパレータ３０ｂの電気
抵抗を小さくすることができる。すなわち、セパレータ
３０ｂ内部には電気抵抗の増大につながる親水性物質を
混合しないため、炭素材料の比率が大きくなり、導電性
の確保が容易となる。さらに、炭素材料として膨張黒鉛
以外の炭素材料を用いる場合には、第２実施例と同様に
加える熱硬化性樹脂量を充分に確保することが可能とな
るため、セパレータ３０ｂの強度を向上させることがで
きる。さらに、セパレータ３０ｂの強度が増すことか
ら、セパレータ３０ｂの薄型化が可能となり、さらに、
セパレータ３０ｂを備える燃料電池１０ｂ全体の薄型化
が可能となる。

【００９０】また、第３実施例のセパレータ３０ｂの製
造方法は、このような第２実施例と共通する効果に加え
て、金型５０に装填する原材料を予めシート化しておく
ことにより、金型５０内へ原材料を装填する操作を簡便
に行なうことが可能になるという効果をも奏する。金型
５０に装填する原材料の取り扱いが容易となることは、
セパレータ３０ｂを大量に製造する際に特に有利とな
る。また、上記親水性シート５６および非親水性シート
５８は、予め金型５０の大きさに合わせて作製しても良
いし、所定の大きさに作製したシートを金型５０の大き
さに合わせて分割することとしても良い。

【００９１】ここで、セパレータ３０ｂは、第２実施例
のセパレータ３０ａと同じく、その表面に所定の親水性
を備えていれば良く、上記した電気抵抗の増大を抑える
効果や強度を増す効果を充分に得るには、親水性物質を
混在する親水性シート５６は薄い方がよい。したがっ
て、第２実施例同様、上記親水性シート５６に対応する
親水性物質を含有する層は、セパレータ３０ｂ全体の１
０分の１以下となる厚さに作製することが望ましい。

【００９２】さらに、第３実施例のセパレータの製造方
法によれば、上記した３層構造を金型５０内で加圧成形
する際に、親水性シート５６におけるリブ部３２ｂの凸
部に対応する領域である電極接触部５４が金型５０の形
状に従って引き延ばされる。このとき、リブ部３２ｂの
凹部に対応する領域である流路形成部５５ではこのよう
な引き延ばしの力は加わらない。そのため、出来上がっ
たセパレータ３０ｂでは、電極接触部５４では親水性の
層が薄く形成され、流路形成部５５ではこれよりも厚い
親水性の層が形成されることになる（図９参照）。この
ことは、親水性が要求されるガス流路内壁を形成する流
路形成部５５では充分な親水性が確保され、親水性が不
必要な電極接触部５４では充分な導電性が確保されると
いう効果を生じる。

【００９３】上記第２および第３実施例では、表面には
親水性物質を含有する層を形成し、内部には親水性物質
を含有しない層を形成する構成としたが、このとき、層
ごとに異なるカーボン種を用いることとしても良い。特
に、表面の親水性物質を含有する層には炭素材料として
膨張黒鉛を用い、内部の親水性物質を含まない層には膨
張黒鉛以外の炭素材料を用いる構成が好適である。

【００９４】表面部の親水性の層に膨張黒鉛を用いるな
らば、この領域には熱硬化性樹脂を加える必要がなくな
るため、電気抵抗の増大につながる親水性物質を混合し
ても層全体の電気抵抗が大きくなりすぎることがない。
したがって充分な親水性を確保することが容易となる。
また、内部には親水性物質を混合しないため、膨張黒鉛
以外の炭素材料を用いた場合に混合する熱硬化性樹脂の
量を充分に確保しても、層全体の電気抵抗が大きくなり
すぎることがない。さらに、膨張黒鉛以外の炭素材料に
熱硬化性樹脂を加えて加熱成形した場合には、膨張黒鉛
を加圧成形したものよりも強度が高くなるため、内部を
膨張黒鉛以外の炭素材料を用いることによって、全体に
膨張黒鉛を用いる場合に比べてセパレータ全体の強度を
増すことができる。このようにセパレータ全体の強度を
増すことが可能となることから、セパレータの薄型化、
さらには燃料電池全体を薄型化することが可能となる。

【００９５】既述した第１ないし第３実施例では、加圧
成形する原材料中に予め親水性物質を混合しておく構成
としたが、加圧成形に用いる金型に予め親水性物質を付
着させておくことによって、成形後のセパレータ表面に
親水性物質層を形成することもできる。以下に第４実施
例として、金型に予め親水性物質を付着させておくこと
によって表面に親水性物質層を形成したセパレータ３０
ｃの製造方法を示す。

【００９６】図１０は、第４実施例におけるセパレータ
３０ｃの製造方法を表わす工程図である。図４では、図
１に示した各製造工程に対応する工程には下２桁が等し
い工程番号を付し、詳しい説明は省略する。第４実施例
においても第１ないし第３実施例と同様の金型５０を用
いて加圧成形を行なうが、本実施例では、金型５０に対
する原材料の装填（ステップＳ２１０）に先立って金型
５０に親水性物質を付着させる（ステップＳ２０５）。
ここで用いる親水性物質は第１ないし第３実施例で示し
たものと同様のものを用いることができるが、この親水
性物質は所定の液体（例えば、水やアルコール等）に予
め溶解あるいは分散させて、溶液あるいは懸濁液として
用意する。ここで用いる所定の液体は、親水性物質やそ
の他の原材料および金型５０を変質・劣化させないもの
であれば良い。水やアルコールのように、金型５０への
塗布後の工程で容易に気化する液体であれば、セパレー
タ３０ｃに残留したときの影響を考慮する必要がない。
もとより、所定の温度にて親水性物質を液体の状態で用
意して金型５０に付着させることとしても良い。

【００９７】金型５０に親水性物質を付着させるため
に、本実施例では上記親水性物質を含む液体をスプレー
する方法を採った。図１１は、金型５０を構成するパン
チ型４９に、上記親水性物質を含む液体をスプレーした
様子を表わす。親水性物質を含む液体中の親水性物質
量、およびスプレーする量を調節することによって、金
型５０表面に付着させる親水性物質の量を調節すること
ができる。金型５０のパンチ型４９は、セパレータ３０
ｃ表面に形成されるリブ部３２ｃに対応した形状の凹凸
を形成しており、スプレーされた親水性物質は、パンチ
型４９の表面部には多く付着するが、凹部には付着しに
くい。従って、前記液体中の親水性物質量、およびスプ
レーする量を調節することによって、パンチ型４９の表
面には充分量の親水性物質が付着するものの、凹部には
親水性物質がほとんど付着していない状況とすることが
可能である。

【００９８】このような状態に親水性物質が付着した金
型５０に対して、親水性物質を含有しない所定の原材料
を装填して加圧成形を行なえば（ステップＳ２２０）、
図１２に示すように、ガス流路を成すリブ部３２ｃの凹
部の表面に親水性物質を付着したセパレータ３０ｃを得
ることができる。ここで、パンチ型４９の凹部にも親水
性物質が付着した場合には、成形されたセパレータ３０
ｃにおけるリブ部３２ｃの凸部にも親水性物質が付着し
た状態となり、燃料電池１０ｃを組み立てたときにはガ
ス拡散電極との間の導電性を阻害するおそれがあるが、
親水性物質による導電性の阻害が許容範囲を越えるとき
には、リブ部３２ｃの凸部を所定量削り取って親水性物
質を取り除くこととすれば良い。

【００９９】上記親水性物質を付着させた金型５０に充
填する原材料としては、第１ないし第３実施例と同様の
炭素材料を選択することができる。ここで、膨張黒鉛以
外の炭素材料を選択する場合には、やはり第１ないし第
３実施例と同様の熱硬化性樹脂を所定量加えて、原材料
の結着性およびセパレータ３０ｃの強度を確保すること
とする。このように膨張黒鉛以外の炭素材料を選択する
場合には、金型５０を用いた加圧成形時あるいは加圧成
形後に加熱を行なって、熱硬化性樹脂の熱硬化反応を起
こさせる。加圧成形後に熱硬化反応を起こさせる場合に
は、加圧成形は熱硬化性樹脂が溶解する温度範囲にて行
なうものとする。また、本実施例では、金型５０に親水
性物質を付着させる方法としてスプレーを採用したが、
その他、塗布等の方法によって親水性物質の付着を行な
っても良い。

【０１００】以上のように構成した第４実施例のセパレ
ータ３０ｃの製造方法によれば、第１ないし第３実施例
と同様に、セパレータの表面が親水性を備えることによ
り燃料電池におけるガス流路の排水性が向上するという
効果に加えて以下のような効果を奏する。すなわち、親
水性物質を含有する液体を、スプレーなどの簡単な方法
で金型５０に付着させるだけで、セパレータの親水化処
理を行なうことができるため、第１ないし第３実施例の
ように親水性物質を含有する原材料を調製する必要がな
く原材料の調製が容易となる。さらに、親水性物質は金
型側に付着させるため、第２および第３実施例のように
金型内に原材料を層状に装填する必要がなく、金型へ原
材料を装填する操作が容易になる。また、原材料に親水
性物質を混合しないにもかかわらず、加圧成形時に同時
に親水性物質を表面に付着させる構成であるため、成形
後に親水性物質を付着させる工程や、この工程で生じた
親水性の絶縁被膜を削り取る工程を行なう必要がない。

【０１０１】また、第４実施例では、金型に親水性物質
を付着させておいて加圧成形時にこの親水性物質をセパ
レータに付着させる構成としたことによって、加圧成形
時に離型剤を使用する必要がなくなるという効果をも奏
する。加圧成形を行なうときには一般に、ポリテトラフ
ルオロエチレン（商品名テフロン）などの離型剤を予め
金型に付着させておき、加圧成形後の金型からの取り外
しを容易にしている。本実施例のように金型に親水性物
質を付着させておく場合には、親水性物質が離型剤とし
ても働くため、特別に離型剤を用意しなくてもセパレー
タを容易に金型から取り外すことが可能となる。

【０１０２】上記第１ないし第４実施例では、金型５０
内に所定の状態の原材料を装填し、加圧成形することに
よってセパレータを得る構成としたが、このような加圧
成形の工程に先立って、原材料を予備成形する工程を設
けることとしても良い。このような構成を第５実施例と
して以下に説明する。図１３は、第５実施例のセパレー
タの製造方法を表わす工程図、図１４はこの工程におけ
る予備成形の様子を表わす説明図である。予備成形で
は、セパレータのリブ部に対応する凹凸を形成しない金
型６０を用いる。金型６０に第１実施例と同様に親水性
物質を混合した原材料粉末を装填して加圧を行なうと、
表面に凹凸の無い板状のセパレータ部材３１が得られる
（ステップＳ３０５、図１５参照）。このセパレータ部
材３１の作製を予備成形とし、セパレータ部材３１をさ
らに本成形の工程に供する。本成形では、セパレータ部
材３１を既述した実施例で用いた金型５０内に装填し、
再び加圧成形を行なうことによって第１実施例のセパレ
ータ３０と同様のセパレータ３０ｄを得ることができ
る。

【０１０３】ここで、予備成形の工程に供する原材料粉
末としては、第１実施例と同様の炭素材料や親水性物質
等を用いることができる。コストなどを考慮して適宜選
択すればよい。もとより、膨張黒鉛以外の炭素材料を用
いる場合には、第１実施例と同様に所定の熱硬化性樹脂
を加えて原材料の結着性およびセパレータの強度を確保
することとする。また、このように膨張黒鉛以外の炭素
材料を用いる場合には、予備成形時には熱硬化性樹脂が
熱硬化反応を起こさない温度範囲で加圧成形する必要が
あり、本成形時にあるいは本成形後に既述した所定温度
での加熱を行なって熱硬化性樹脂の熱硬化反応を起こさ
せることとする。本成形後に熱硬化反応を起こさせる場
合には、本成形は、熱硬化性樹脂が溶解する温度範囲に
て行なう。

【０１０４】ここで、本成形時に加える圧力は、第１な
いし第４実施例と同様の圧力とすることで、充分な強度
を有するセパレータ３０ｄを得ることができる。また、
膨張黒鉛以外の炭素材料を用いる場合の予備成形時には
既述したように熱硬化性樹脂は熱硬化反応を起こしてい
ないため、本成形に供するときまで所定の形状を充分に
保たせるために面圧０．１〜１．０ｔｏｎ／ｃｍ² 程度
の圧力を加えて予備成形を行なうこととする。熱膨張黒
鉛を炭素材料として用いる場合には、本成形に供すると
きまで所定の形状を保つような結着力を得るために面圧
０．１〜０．５ｔｏｎ／ｃｍ² 程度の圧力を加えて予備
成形を行なうこととする。

【０１０５】このような第５実施例のセパレータ３０ｄ
の製造方法によれば、原材料粉末を一旦予備成形によっ
て板状に成形し、その後の本成形によって前記所定の形
状に成形するため、原材料の取り扱いが容易となり、特
に大量のセパレータを製造する際には有利となる。

【０１０６】また、第５実施例のセパレータ３０ｄの製
造方法によれば、本成形時に同時に熱硬化反応を起こさ
せる場合にも、この本成形時に打ち抜いた部材を再使用
することができるという効果を有する。セパレータを加
圧成形する際には、既述した燃料ガス孔３３，３４、酸
化ガス孔３５，３６、冷却水孔３７を形成するために、
セパレータ部材３１の打ち抜きを行なうが、この打ち抜
きの工程によって生じた打ち抜き部を再利用することに
より原材料の有効利用を図ることが可能となる。第１な
いし第４実施例においても、成形後に熱硬化反応を起こ
させる場合には加圧成形時に打ち抜いた部材を再使用す
ることができるが、加圧成形と同時に熱硬化反応も起こ
させる場合には、型閉じ時にはすでに熱硬化反応が始ま
っているため、打ち抜き部を再利用することができなか
った。

【０１０７】本実施例では、予備成形によってすでに板
状のセパレータ部材３１に成形されているため、熱硬化
反応が起こる前にこのような打ち抜きの工程を行なうこ
とができる。もとより、膨張黒鉛を炭素材料として用い
る場合には、成形時の温度に関わらず上記打ち抜き部を
再利用することができる。このような打ち抜き部は、粉
砕した後他の炭素材と混合し、再び金型６０を用いた予
備成形に供する。

【０１０８】第５実施例のように予備成形を行なうセパ
レータの製造方法は、第２実施例および第３実施例と同
様の３層構造を備えた原材料に適用することもできる。
第２実施例に適用する場合には、金型６０内に、第２実
施例と同様の第１層５１、第２層５２、第３層５３を形
成し、加圧を行なって３層構造を備えるセパレータ部材
３１ａを作製する。また、第３実施例に適用する場合に
は、金型６０内に、第３実施例と同様の親水性シート５
６および非親水性シート５８からなる３層構造を形成
し、加圧を行なってセパレータ部材３１ｂを作製する。
このようにして得たセパレータ部材３１ａ、３１ｂを金
型５０を用いて本成形することによって、第２実施例お
よび第３実施例と同様のセパレータ３０ｂ、セパレータ
３０ｃを得ることができる。

【０１０９】このような場合にも、原材料の取り扱いが
容易となると共に、本成形時に同時に熱硬化反応を行な
わせる場合にも、生じる打ち抜き部の再利用が可能とな
るという効果を奏する。上記３層構造を備えるセパレー
タを製造する場合には、得られた打ち抜き部は粉砕し、
親水性物質を含有しない層を形成する原材料粉末に混合
して再利用する。打ち抜き部には所定量の親水性物質が
含有されているが、粉砕された後には大過剰の原材料粉
末に混合されるため、混入する親水性物質の影響を考慮
すること無く親水性物質を含有しない層として扱うこと
ができる。

【０１１０】上記予備成形の工程を含むセパレータの製
造方法を、第４実施例のセパレータ３０ｃの製造方法に
適用することもできる。この場合には、まず、金型６０
に親水性物質を含有しない原材料粉末を装填してセパレ
ータ部材３１ｃを作製し、このセパレータ部材３１ｃを
さらに金型５０を用いて加圧成形することによってセパ
レータ３０ｃを得る。ここで、親水性物質を含有する液
体を金型に付着させる工程は、予備成形の工程と本成形
の工程とのいずれにおいて行なってもよい。

【０１１１】金型５０に親水性物質を含有する液体を付
着させる場合には、第４実施例で説明したように、前記
液体中の親水性物質の濃度および付着させる液量を調節
することによって、リブ部３２ｃの凹部の表面にだけ親
水性物質が付着したセパレータ３０ｃを得ることが好ま
しい。一方、金型６０に親水性物質を含有する液体を付
着させる場合にはセパレータ部材３１ｃの表面全体に親
水性物質が付着することになるが、金型５０を用いて本
成形するときには、成形されたセパレータのリブ部３２
ｃの凸部表面に対応する電極接触部は金型５０内で引き
延ばされて形成され、この電極接触部の親水性物質層は
薄くなる。したがって、金型６０に付着させる前記液体
の濃度および量を調節することによって、この電極接触
部に付着する親水性物質量を許容範囲内とし、親水性物
質層を削り取る工程を省略することが可能となる。もと
より、許容範囲を越える量の親水性が付着した場合には
削り取りの工程を加えることとすれば良い。

【０１１２】また、上記予備成形の工程を含むセパレー
タの製造方法において、親水性物質を金型に付着させる
代わりに、予備成形したセパレータ部材の表面に親水性
物質を付着させる構成としても良い。例えば、第４実施
例で金型５０に付着させて用いたものと同様の親水性物
質を含有する液体を用意し、予備成形によって板状に形
成したセパレータ部材の表面に、この親水性物質を含有
する液体を塗布やスプレー等の方法によって付着させ
る。あるいは、予備成形したセパレータ部材をこの親水
性部材を含有する液体に浸漬することとしても良い。こ
のようにして表面に親水性物質を付着させたセパレータ
部材を、既述した実施例と同様に本成形に供し、セパレ
ータを製造する。

【０１１３】このようなセパレータの製造方法によれ
ば、金型６０に親水性物質を付着させてセパレータ部材
３１ｃを作製した場合と同様に、金型５０を用いて本成
形するときには、成形されたセパレータのリブ部の凸部
表面に対応する電極接触部は金型５０内で引き延ばされ
て形成され、この電極接触部に形成される親水性物質層
は薄くなる。したがって、セパレータ部材を浸漬する前
記液体の濃度および浸漬時間などを調節することによっ
て、この電極接触部に付着する親水性物質量を許容範囲
内とし、親水性物質を削り取る工程を省略することが可
能となる。もとより、許容範囲を越える量の親水性が付
着した場合には削り取りの工程を加えることとすれば良
い。

【０１１４】あるいは、予備成形で作製したセパレータ
部材をさらに本成形に供する代わりに、セパレータ部材
に削り取り等を含む所定の表面加工を施してセパレータ
の形状に成形する構成としても良い。すなわち、ステッ
プＳ３１０、ステップＳ３２０に替えて所定の表面加工
の工程を行なうこととしても良い。このような場合に
も、原材料に予め親水性物質を混合しておくために、成
形後のセパレータに親水性物質を塗布する工程や、塗布
の工程で生じた不要な親水性絶縁被膜を削り取る工程な
どが不要となる。このように、予備成形したセパレータ
部材に対して所定の表面加工を施してセパレータを成形
する場合に、膨張黒鉛以外の炭素材料を用いるならば、
予備成形の時点で熱硬化性樹脂の熱硬化反応を起こさせ
ることとしても良いし、予備成形は熱硬化性樹脂が硬化
することなく溶解する温度範囲で行なって、表面加工を
施した後に熱硬化反応を起こさせることとしても良い。

【０１１５】また、金型６０を用いた予備成形（ステッ
プＳ３０５の工程）に代えて、加圧成形によって所定の
大きさのブロックを作製し、このブロックを切り出して
板状のセパレータ部材を作製することとしても良い（図
１６参照）。この場合にも、既述した実施例で用いた親
水性物質を含有する原材料を適用して上記ブロックを作
製することができる。このように作製したブロックを切
り出して得られたセパレータ部材を最終的にセパレータ
に成形するには、既述した金型５０を用いて本成形を行
なっても良いし、削り取りおよび打ち抜きを伴う所定の
表面加工を施してもよい。

【０１１６】金型５０を用いた本成形を行なう場合に、
膨張黒鉛以外の炭素材料を用いるならば、ブロックの成
形時には熱硬化性樹脂が熱硬化反応を起こす温度には昇
温させないこととする。このようなブロックを切りだし
たセパレータ部材を所定の形状のセパレータに成形する
場合には、熱硬化反応は本成形時に同時に行なっても良
いし、本成形は熱硬化性樹脂が溶解する温度範囲にて行
ない、本成形後に熱硬化反応を起こさせることとしても
良い。

【０１１７】削り取り等の所定の表面加工を施す場合
に、炭素材料として膨張黒鉛以外を用いるならば、ブロ
ックの成形時に熱硬化反応を起こさせても良いし、セパ
レータ部材を形成後に熱硬化反応を起こさせることとし
ても良い。セパレータ部材を成形後に熱硬化反応を起こ
させる場合には、ブロックの成形時には熱硬化性樹脂が
熱硬化反応を起こすこと無く溶解する温度範囲に加熱し
てセパレータ部材を作製し、上記所定の表面処理を施す
前、あるいは後に熱硬化反応を起こさせることとする。
このように、ブロックを切り出してセパレータ部材を作
製する方法によっても、親水性物質を均一に含有するセ
パレータを容易に製造することができる。

【０１１８】あるいは、親水性物質を含有しない原材料
粉末を用いて上記のようにブロックを作製し、このブロ
ックを切り出して得たセパレータ部材を加工する工程で
その表面に親水性の層を形成してセパレータを製造する
こととしても良い。このような表面に親水性の層を形成
したセパレータを製造するには、既述した塗布や浸漬等
の方法によって親水性物質をセパレータ部材の表面に付
着させた後、金型５０を用いた本成形を行なうか、ある
いは、第４実施例と同様に親水性物質を付着させた金型
５０を用いて本形成を行なえばよい。もとより、膨張黒
鉛以外の炭素材料を用いる場合には、ブロックの加圧成
形時は熱硬化性樹脂が熱硬化反応を起こさない温度範囲
で行なうこととする。この場合には、本成形時に同時に
熱硬化反応を起こさせることとしても良いし、本成形は
熱硬化性樹脂が溶解する温度範囲にて行なって、本成形
後に熱硬化反応を起こさせることとしても良い。

【０１１９】以上説明したように、予備成形によってセ
パレータ部材を作製する場合と、所定の大きさのブロッ
クを切り出してセパレータ部材を作製する場合とのいず
れであっても、最終的にセパレータの形状に成形するた
めには、金型５０を用いた本成形を行なっても良いし、
削り取り等を伴う所定の表面処理を施すこととしても良
い。金型を用いた本成形は工程の簡便さで優れており、
表面処理による成形は成形する精度において優れてい
る。要求する性能やコストなどの条件を考慮して適宜選
択すれば良い。

【０１２０】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこうした実施例に何等限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる
様態で実施し得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な一実施例であるセパレータ３０
を製造する工程を表わす説明図である。

【図２】加圧成形によってセパレータ３０を製造する様
子を表わす説明図である。

【図３】単セル１２の構成を表わす断面図である。

【図４】燃料電池１０を構成するスタック構造の構成を
表わす分解斜視図である。

【図５】セパレータ３０の外観を表わす説明図である。

【図６】第２実施例のセパレータ３０ａを製造する様子
を表わす説明図である。

【図７】第２実施例のセパレータ３０ａの構成を表わす
断面図である。

【図８】第３実施例のセパレータ３０ｂを製造する様子
を表わす説明図である。

【図９】第３実施例のセパレータ３０ｂの構成を表わす
断面図である。

【図１０】第４実施例のセパレータ３０ｃを製造する工
程を表わす説明図である。

【図１１】第４実施例のセパレータ３０ｃの製造に用い
る金型５０を構成するパンチ型４９に親水性物質を付着
させた様子を表わす説明図である。

【図１２】第４実施例のセパレータ３０ｃの構成を表わ
す断面図である。

【図１３】第５実施例のセパレータの製造工程を表わす
説明図である。

【図１４】第５実施例における予備成形の様子を表わす
説明図である。

【図１５】セパレータ部材３１の外観を表わす説明図で
ある。

【図１６】原材料を加圧して作製したブロックからセパ
レータ部材を切り出す様子を表わす説明図である。

【符号の説明】

１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…燃料電池 １２…単セル ２１…電解質膜 ２２…アノード ２３…カソード ２４，２５…セパレータ ２４Ｐ…燃料ガス流路 ２５Ｐ…酸化ガス流路 ２６，２７…集電板 ３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ…セパレータ ３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ…セパレータ部材 ３２，３２ｂ，３２ｃ…リブ部 ３３，３４…燃料ガス孔 ３５，３６…酸化ガス孔 ３７…冷却水孔 ４３…燃料ガス供給マニホールド ４４…燃料ガス排出マニホールド ４５…酸化ガス供給マニホールド ４６…酸化ガス排出マニホールド ４７…冷却水路 ４９…パンチ型 ５０…金型 ５１…第１層 ５２…第２層 ５３…第３層 ５４…電極接触部 ５５…流路形成部 ５６…親水性シート ５８…非親水性シート ５９…積層シート ６０…金型

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微細な粒子の形状に用意した原材料を加
   圧して固める工程を含み、最終的に該原材料を所定の形
   状に成形する燃料電池用セパレータの製造方法におい
   て、 前記加圧の工程に先立って前記原材料に親水性物質を混
   合する燃料電池用セパレータの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の燃料電池用セパレータの
   製造方法であって、 前記原材料を加圧して固める工程によって予備成形部材
   を作製し、 該予備成形部材に対して第２の加圧の工程を行なうこと
   で所定の形状の前記セパレータを得る燃料電池用セパレ
   ータの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の燃料電池用セパレータの
   製造方法であって、 前記原材料を加圧して固める工程は、各セパレータ個別
   の成形工程に対応しており、 前記原材料を加圧して固める工程において、所定の金型
   内で、前記親水性物質を含まない原材料からなる層の両
   側に前記親水性物質を含む原材料からなる層を配設した
   ３層構造を形成し、該金型内に形成した３層構造に対し
   て加圧を行なう請求項１記載の燃料電池用セパレータの
   製造方法。
4. 【請求項４】 原材料を加圧して所定の形状に成形する
   工程を備えた燃料電池用セパレータの製造方法であっ
   て、 前記加圧の工程に先立って、親水性物質を含む前記原材
   料と親水性物質を含まない前記原材料とのそれぞれを予
   めシート状に成形して、親水性シートおよび非親水性シ
   ートを用意し、 所定の形状の金型内において、前記非親水性シートがそ
   の両面から前記親水性シートによって挟持された３層構
   造を形成し、 前記３層構造に対して前記加圧の工程を行なう燃料電池
   用セパレータの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１記載の燃料電池用セパレータの
   製造方法において、 前記原材料を加圧して固める工程によって予備成形部材
   を作製し、 該予備成形部材に対して削り取りを伴う所定の表面加工
   を施して所定の形状に成形する燃料電池用セパレータの
   製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１記載の燃料電池用セパレータの
   製造方法において、 前記原材料を加圧して固める工程によって所定の大きさ
   のブロックを作製し、 該ブロックを切り出して板状部材を作製し、 該板状部材に対して削り取りを伴う所定の表面加工を施
   して所定の形状に成形する燃料電池用セパレータの製造
   方法。
7. 【請求項７】 請求項１記載の燃料電池用セパレータの
   製造方法において、 前記原材料を加圧して固める工程によって所定の大きさ
   のブロックを作製し、 該ブロックを切り出して板状部材を作製し、 該板状部材を第２の加圧の工程に供して所定の形状に成
   形する燃料電池用セパレータの製造方法。
8. 【請求項８】 原材料を加圧する工程を含み、最終的に
   原材料を所定の形状に成形する燃料電池用セパレータの
   製造方法であって、 前記加圧の工程に先だって、該加圧の工程で用いる金型
   の内面に、少なくとも所定の親水性物質を含有する液体
   を付着させる燃料電池用セパレータの製造方法。
9. 【請求項９】 微細な粒子の形状に用意した原材料を加
   圧して固めて予備成形部材を作製し、該予備成形部材を
   第２の加圧の工程に供して所定の形状に成形する燃料電
   池用セパレータの製造方法において、 前記第２の加圧の工程に先立って、該第２の加圧の工程
   で用いる金型の内面に、少なくとも所定の親水性物質を
   含有する液体を付着させる燃料電池用セパレータの製造
   方法。
10. 【請求項１０】 微細な粒子の形状に用意した原材料を
    加圧して固めて予備成形部材を作製し、該予備成形部材
    を第２の加圧の工程に供して所定の形状に成形する燃料
    電池用セパレータの製造方法において、 前記第２の加圧の工程に先立って、前記予備成形部材の
    表面に、少なくとも所定の親水性物質を含有する液体を
    付着させる燃料電池用セパレータの製造方法。
11. 【請求項１１】 前記予備成形部材は、前記原材料を加
    圧して固めた所定の大きさのブロックを切り出して作製
    した板状部材である請求項９または１０記載の燃料電池
    用セパレータの製造方法。
12. 【請求項１２】 前記原材料は、炭素材料と所定の熱硬
    化性樹脂とからなり、所定の加圧の工程の際、あるいは
    該加圧の工程の後に加熱を行なう請求項１ないし１１記
    載の燃料電池用セパレータの製造方法。
13. 【請求項１３】 前記原材料は、膨張黒鉛である請求項
    １ないし１１記載の燃料電池用セパレータの製造方法。
14. 【請求項１４】 請求項３または４記載の燃料電池用セ
    パレータの製造方法において、 前記３層構造を形成する各層の内、前記親水性物質を含
    む原材料の層には前記原材料として膨張黒鉛を用い、前
    記親水性物質を含まない原材料の層には前記原材料とし
    て膨張黒鉛以外の炭素材料と所定の熱硬化性樹脂とを用
    い、 前記加圧の工程によって所定の形状に成形する際、ある
    いは該加圧の工程の後に加熱を行なう燃料電池用セパレ
    ータの製造方法。
15. 【請求項１５】 少なくとも表面から所定の深さまでの
    領域においては、導電性を備える原材料に親水性物質が
    混在した燃料電池用セパレータ。
16. 【請求項１６】 前記原材料は、少なくとも炭素材料を
    構成成分として含有する請求項１５記載の燃料電池用セ
    パレータ。
17. 【請求項１７】 外周部には前記親水性物質を混在する
    層を形成し、内部には前記親水性物質を含まない層を形
    成した請求項１５または１６記載の燃料電池用セパレー
    タ。
18. 【請求項１８】 電解質層と、該電解質層を挟持して発
    電層を形成する電極と、該発電層を挟持し該電極とで燃
    料の流路を形成するセパレータと、を備えた燃料電池で
    あって、 前記セパレータは、少なくとも表面から所定の深さまで
    の領域においては、導電性を備える原材料に親水性物質
    を混在した燃料電池。