WO2004070083A1

WO2004070083A1 - ステンレス鋼材の不働態化処理方法及び燃料電池用ステンレス鋼製セパレータの製造方法

Info

Publication number: WO2004070083A1
Application number: PCT/JP2003/016675
Authority: WO
Inventors: Osamu Ishigami; Tetsuya Kondo; Yoshimitsu Ogawa
Original assignee: Honda Motor Co., Ltd.
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2003-12-25
Publication date: 2004-08-19
Also published as: KR20050097914A; EP1591560A1; EP1591560A4; US20050241732A1; KR101017053B1; CA2497404C; US7785425B2; CA2497404A1; AU2003292789A1; EP1591560B1; EP1591560B8

Abstract

プレス成形素材(11)を、40～60℃で且つpH9～12の処理液(12)に浸漬することで、プレス成形素材の表層部に不働態皮膜(26)を形成する。プレス成形素材からの金属イオンの溶出がなく、また、単一の溶液への浸漬のみで不働態化処理を行うことができ、廃液処理を含めたコストを低減できる。また、一方で、プレス成形素材をスプレーにより脱脂、洗浄、不働態化処理する。スプレーによって脱脂、洗浄、不働態化処理の迅速化、脱脂、洗浄、不働態化処理に要する処理液の量を減らすことができる。

Description

ステンレス鋼材の不働態化処理方法

及び燃料電池用ステンレス鋼製セパレー夕の製造方法技術分里？

本発明は、燃料電池に用いるセパレータ用ステンレス鋼材の不働態化処理方法及びステンレス鋼製セパレ一夕の製造方法に関する。背景技術

固体高分子電解質型燃料電池は、各燃料電池セルを複数積層することで所望の出力を得る構造であるため、各燃料電池セルを仕切るセパレー夕としては、樹脂材料に比較して積層時の加圧力に対する強度や積層後の小型化が有利な金属材料が有力視されている。特に、ステンレス鋼材は、セルの電極部分周囲の酸性雰囲気に対して高い耐食性を備える不働態皮膜を形成することから採用が検討されている。

このようなステンレス鋼材の不働態皮膜を形成する不働態化処理方法として、酸性溶液を処理液とするもの（例えば、（1 ) 日本公開特許第 6 1 - 2 7 0 3 9 6号公報、（2 ) 日本公開特許第 9 _ 1 8 4 0 9 6号公報及び（3 ) 日本公開特許第 2 0 0 0— 3 2 3 1 5 2号公報）、中性〜弱酸性溶液を処理液とするもの ( ( 4 ) 日本公開特許第 1 0— 2 8 0〗 6 3号公報）が知られている。

上記公報（1 ) には、ステンレス鋼材を、例えば希硝酸で不働態化処理する不働態化処理方法が記載されている。

上記公報（2 ) には、硝酸とクロム酸との水溶液でステンレス鋼を電解処理する表面処理方法が記載されている。

上記公報（3 ) には、ステンレス鋼を硝酸とフッ酸との混酸で酸洗した後に、硝酸で不働態皮膜を形成するセパレー夕の製造方法が記載されている。

上記公報（4 ) には、中性塩電解質と過酸化水素とを含有する溶液をステンレス鋼板に液膜状に塗布して行う不働態化処理方法が記載されている。上記の公報（1 )、公報（2 ) 及び公報（3 ) では、いずれも、不働態化処理に酸を使用するために処理液中に金属イオンが溶出する。例えば、硝酸の場合には、 N i ² +、 C r ^{6 +}が溶出する。従って、不働態化処理を終えた後の金属ィ才ンを含む廃液の処理に多くのコス卜が掛かる。

また、公報（4 ) では、処理液を液膜状態、即ち刷毛等を使って塗る、噴霧器を使って噴霧する、浸漬しながら大気中暴露を繰り返す等して塗布するため、ェ程数が多くなリ、生産性が低く、結果的にコス卜高となる。

更に、上記のようなステンレス鋼材の処理方法として、脱脂及び不働態化処理を行うもの（例えば、（5 ) 日本公表特許第 1 0— 5 0 3 2 4 1号公報）、脱脂及びエッチングを行うもの（例えば、（6 ) 日本公開特許第 9— 2 9 1 4 0 0号公報）、脱脂及び研磨を行うもの（例えば、（7 ) 日本公開特許第 2 0 0 0— 2 8 2 2 7 6公報）、酸洗を行うもの（例えば、（8 ) 日本公開特許第 2 0 0 1 — 2 1 4 2 8 6公報）が知られている。

上記公報（5 ) は、ステンレス鋼板表面を洗浄し且つ不働態化するアルカリべースの処方物を提供するものであり、ステンレス鋼表面の洗浄液は、炭酸塩等のアルカリ塩を除くアルカリ成分 +キレー卜剤 +水 +界面活性剤からなる。

上記公報（6 ) は、水酸化ナトリウムと硫酸を含む p H 1 0 - 1 2 . 5の水溶液を電解質として電解処理し、ステンレス冷間圧延後の表面に付着した圧延油を除去するとともにステンレス表面にできた不働態皮膜中の C r成分を低濃度化して材料のエッチング性を改善するものである。

上記公報（7 ) は、冷間圧延を施したステンレス鋼板の表面にアルカリ性溶液を吹き付けつつ'ブラッシングを行い、冷間圧延後に鋼板表面に存在するスマッジ (よごれ）を除去した後、研磨を行うことで、模様及びピット疵のない表面性状を有するステンレス鋼研磨品を製造するものである。

上記公報（8 ) は、ステンレス鐧を酸性水溶液で酸洗してその表面に導電性を有する炭化物系金属介在物及び硼化物系金属介在物のうちの 1種以上を露出させ、次いで p Hが 7以上であるアル力リ性水溶液により中和処理を行って接触電気抵抗の増大を防止し、その後さらに水洗、乾燥するものである。

酸洗は、ステンレス鋼を酸性水溶液に浸漬する、又はステンレス鋼表面に酸性水溶液をシャワーすることで行う。

上記の公報（5 ) では、ステンレス鋼板をアルカリベースの溶液に浸潰し、公報（6 ) では、ステンレス冷間圧延材を水酸化ナトリウムと硫酸を含む水溶液に浸漬するため、例えば、処理槽から処理液をオーバーフローさせながら浸漬するオーバーフロー式浸漬法によって洗浄すれば、処理液の使用量が多くなリ、また、浸漬法では洗浄が徐々に行われるため、処理時間も長くなる。更に、ステンレス鋼材に付着した油脂量が多ければ、洗浄後に油脂が残留することがあり、確実な洗浄が行えない場合がある。

また、公報（8 ) では、酸とアルカリとの各溶液を使用するため、廃液の処理を別々に行う必要があり、コス卜が嵩む。

更に、公報（7 ) では、ステンレス鋼板にアルカリ性溶液を吹き付けつつブラッシングを行うため、ブラッシングの駆動力を発生させるための駆動源が必要となる。簡単な設備で処理を行うことができれば、設備に要するコス卜を低減できる。発明の開示

本発明の目的は、ステンレス鋼材の不働態化処理方法に関し、処理液の廃液処理を容易にし、しかも処理工程数を少なくして不働態ィ匕処理に要するコストを低減すること、並びに、燃料電池用ステンレス鋼製セパレー夕の製造方法に関し、セパレー夕の材料となるステンレス鋼材の洗浄に要する時間を短縮するとともに洗浄に要する処理液の使用量を低減し、廃液の処理コストを抑え、設備の簡素化を図ることにある。

本発明は、ステンレス鋼材を、 4 0〜6 0 °Cで且つ p H 9〜1 2のアルカリ性溶液に浸漬することで、ステンレス鋼材の表層部に不働態皮膜を形成したステンレス鋼材の不働態化処理方法を提供する。

ステンレス鋼材をアル力リ性溶液により不働態化処理することで、ステンレス鋼材からの金属イオンの溶出がなく、酸によリ不働態化処理するのに比べて、廃液処理に要するコス卜を低減することができる。

また、単一の溶液への浸漬のみで不働態化処理を行うことができ、処理工程数が少なく、よリー層コスト低減を図ることができる。

好ましくは、アルカリ性溶液に p H緩衝液を添加する、又はアルカリ性溶液自体に P H緩衝作用を備え、このアルカリ性溶液にエアバブリングを行うことで、アル力リ性溶液中の溶存酸素量の増加によつて不働態皮膜を構成する水酸化物の形成を促進させ、且つアル力リ性溶液中に溶解する二酸化炭素によって p Hが低下するのを抑えるのが良い。

エアバブリングを行うと、アルカリ性溶液中の溶存酸素量が増加することで 0 H -が増加し、増加した O H -と金属イオンとが結合するために水酸化物の形成を促進させることができる。

また、エアバルブリングは、アルカリ性溶液中に酸素とともに二酸化炭素をも溶解させるため、この二酸化炭素によってアル力リ性溶液中に H +が増加して p Hを低下させるが、アルカリ性溶液中に予め p H緩衝液を添加する、又はアル力リ性溶液自体に P H緩衝効果を備えることにより、 p H緩衝液又はアル力リ性溶液自体で p Hの低下を抑えることができる。

また、好ましくは、浸漬工程を終えたステンレス鋼材を、 1 0 0 ~ 2 0 0 °Cに保って乾燥させるのが良い。

1 0 0〜2 0 0 °Cでの加熱乾燥によって、アル力リ性溶液で形成した不働態皮膜をより安定させることができ、耐食性を一層向上させることができる。

更に、ステンレス鋼材を燃料電池用セパレー夕とするのが良い。

燃料電池の発電中は、電極周囲が酸性雰囲気となるが、 p H 9〜l 2のアル力リ性溶液に浸漬後、 1 0 0〜2 0 0 °Cでの加熱乾燥で得られたセパレー夕の表面では、従来の硝酸不働態化処理方法と同様に、 F e， C r， N iの水酸化物及び酸化物成分を有する不働態皮膜を形成するために、酸による腐食を抑制することができ、安定した発電を長期に亘つて維持することができる。

また、別の側面では、本発明は、ステンレス鋼材に潤滑剤を塗布してガス流路及び冷却水流路をプレス成形する工程と、洗浄用アル力リ性溶液をプレス成形した後のステンレス鋼材にスプレーすることによリステンレス鋼材に付着した潤滑剤を除去する工程と、洗浄水をステンレス鋼材にスプレーすることによリステンレス鋼材に付着した洗浄用アル力リ性溶液を除去する工程と、イオン交換水をステンレス鋼材にスプレーすることによりステンレス鋼材に残留する洗浄水を除去する工程と、ステンレス鋼材を不働態化処理するために不働態化処理用アル力リ性溶液をステンレス鋼材にスプレーする工程と、イオン交換水をステンレス鋼材にスプレーすることによリステンレス鋼材に付着した不働態化処理用アル力リ性溶液を除去する工程と、ステンレス鋼材を加熱乾燥する工程と、から燃料電池用ステンレス鋼製セパレ一夕の製造方法を構成した。洗浄用アル力リ性溶液をステンレス鋼材にスプレーすることによリステンレス鋼材に付着した潤滑剤を除去する工程を設けたことで、スプレーによって潤滑剤除去効果を高めることができ、従来の浸漬による除去工程に比べて、除去時間を短縮することができるとともに除去に要する洗浄用アルカリ性溶液の量を減らすことができる。

また、洗浄水及びイオン交換水による洗浄、不働態化処理をもスプレーで行うことにより、これらの洗浄及び不働態化処理に要する時間を従来の浸漬法に比べてよリー層短縮することができ、また、洗浄に要する洗浄水、イオン交換水の量を減らすことができる。

更に、洗浄用溶液と不働態化処理用溶液とを同じアルカリ性としたので、それぞれの廃液を同時に処理することができ、コス卜を抑えることができる。

また更に、従来のようなブラッシング等に必要な駆動源が不要であるから、設備の簡素化を図ることができ、設備に要するコス卜を低減することができる。好ましくは、不働態化処理用アルカリ性溶液を、 p H 9〜1 2で且つ 4 0〜 6 0 °Cとした溶液とするのが良い。

ステンレス鋼材を不働態化処理用アル力リ性溶液により不働態化処理するので、ステンレス鋼材からの金属イオンの溶出がなく、酸によリ不働態化処理するのに比べて、廃液処理に要するコストを低減することができ、また、単一の溶液でのスプレーのみで不働態化処理を行うことができ、処理工程数が少なく、より一層コス卜低減を図ることができる。

また、好ましくは、不働態化処理用アルカリ性溶液を、 p H緩衝液を添加した溶液とするのが良い。

不働態化処理用アル力リ性溶液のスプレーによって、不働態化処理用アル力リ性溶液中に溶解する二酸化炭素による p Hの低下を、 p H緩衝液によって抑えることができ、不働態皮膜を効率良く且つ安定して形成することができる。

更に、好ましくは、加熱乾燥処理を、 1 0 0〜2 0 0 °Cにて行うのが良い。

1 0 0〜2 0 0 °Cでの加熱乾燥によって、アルカリ性溶液で形成した不働態皮膜をより安定させることができ、耐食性を一層向上させることができる。

また更に、好ましくは、洗浄用アルカリ性溶液を、塩基性塩に界面活性剤を添加した溶液とするのが良い。

洗浄用アル力リ性溶液を、塩基性塩に界面活性剤を添加した溶液としたので、泡が発生し難くなリ、泡による排水性等の不具合を防ぐことができる。図面の簡単な説明

図 1 A、図 1 B及び図 1 Cは、本発明に係るステンレス鋼材製セパレー夕の不働態化処理方法を示す説明図であり、図 1 Aは工程図、図 1 B及び図 1 Cは各ェ程でのセパレー夕の断面図である。

図 2は、本発明に係る不働態化処理方法を実施したステンレス鋼材を含む試料による腐食試験の結果を示す第 1グラフである。

図 3は、本発明に係る不働態化処理方法を実施したステンレス鋼材を含む試料による腐食試験の結果を示す第 2グラフである。

図 4は、本発明に係る不働態化処理方法を実施したステンレス鋼材を含む試料による腐食試験の結果を示す第 3グラフである。

図 5は、本発明に係る不働態化処理方法のエアバブリング効果及び加熱乾燥効果を確認するステンレス鋼材の腐食試験の結果を示す第 4グラフである。

図 6は、本発明に係る不働態化処理方法を実施したステンレス鋼材を含む試料による腐食試験の結果を示す第 5グラフである。

図 7は、本発明に係る不働態化処理方法のパブリング及び p H緩衝液の作用を示す第 6グラフである。

図 8 A、図 8 B及び図 8 Cは、本発明に係るステンレス鋼製セパレー夕の製造方法を示す説明図であり、図 8 Aは工程図、図 8 B及び図 8 Cは各工程でのセパレー夕素材の断面図である。

図 9は、ステンレス鋼製セパレー夕の製造方法を比較する説明図である。図 1 OA及び図 1 0 Bは、本発明に係るステンレス鋼製セパレー夕の製造方法におけるスプレー洗浄の効果を確認する第 1実験例を示す説明図であり、図 1 0 Aは試料作成及び効果確認のフロー図、図 1 0 Bは比較のためのグラフである。図 1 1 A及び図 1 1 Bは、本発明に係るステンレス鋼製セパレー夕の製造方法におけるスプレー洗浄の洗浄時間を確認する第 2実験例を示す説明図であリ、図 1 1 Aは試料作成及び効果確認のフロー図、図 1 1 Bは比較のためのグラフである。

図 1 2 A及び図 1 2 Bは、本発明に係るステンレス鋼製セパレー夕の製造方法におけるスプレー水洗の水洗時間を確認する第 3実験例を示す説明図であリ、図 1 2 Aは試料作成及び効果確認のフロー図、図 1 2 Bは比較のためのグラフである。

図 1 3は、本発明に係るステンレス鋼製セパレー夕の製造方法におけるスプレ一による不働態化処理の効果を確認する第 4実験例を示すグラフである。

図 1 4は、本発明に係るステンレス鋼製セパレー夕の製造方法におけるスプレ一による不働態化処理品の貫通抵抗を確認する第 5実験例を示すグラフである。発明を実施するための最良の形態

図 1 Aではセパレー夕の不働態化処理方法を順に説明する。なお、 S Tx xはステップ番号を示す（以下同じ）。

S T 0 1…ステンレス鋼材をプレス成形した複数のプレス成形素材 1 1を準備する。

プレス成形は、最終工程でできたセパレー夕を燃料電池に組込んだときに、燃料電池に燃料ガスや酸化剤ガスを供給したり、生成した水を排出するための溝等を形成するために行う。

S T O a OHを蒸留水（精製水）に溶解させた処理液 1 2 (p H 9~ 1 2、濃度 0. 00004〜0. 08w t%) を満たした処理槽 1 3に複数のプレス成形素材 1 1を浸漬する。処理液 1 2の温度は 40〜60°C、浸漬時間は 1 0分であり、ェアバプリングを実施した。エアバブリング量は 1 000〜 2000 cm ³/m i nである（以下同じ）。 W

- 8 - エアパブリングとは、処理液 1 2の溶存酸素量を増加させて水酸化物形成を促進させるために処理液 1 2中に空気を吹き込むことをいう。このようなエアバブリングによる水酸化物形成の促進のメカニズムは次のように推定される。

処理液 1 2中では以下に示す反応が進行する。

M = M^{n +} +n e— (a) O 2 + H2O+ 2 e- = 2 OH" (b)

M^{n +} +nOH- = M (OH) n (c) 式（a) では金属 Mがイオン化し、エアバブリングによって、式（b) に示すように、酸素から OH-が生成される。この結果、処理液 1 2中の OH-が増加し、式（c) に示すように、金属イオンと増加した OH-とから水酸化物の生成が促進される。

また処理液 1 2中では、エアバブリングによって以下に示す反応も進行する。 CO2 + H2O→ HC0₃-+H+ (d)

式（d) に示すように、二酸化炭素と水とから H+が生成され、更に式（e) に示すように、 HC0₃-からも H+が生成され、 H+が増加するために処理液 1 2の p Hは低下することになる。

しかし、処理液 1 2に p H緩衝液として予め、例えば N a₂C03 (C0₃ ² - が共役塩基となる。）を添加するため、処理液 1 2の p Hの低下を抑えることができる。

ST03…蒸留水（精製水） 1 4を満たした水槽 1 6に S T 02にて不働態皮膜を形成した皮膜形成材〗 7を浸し、水洗する。

S TO 4…水洗後の皮膜形成材 1 7を加熱乾燥機 1 8内で加熱乾燥させる。加熱温度は 1 00〜200°C、加熱乾燥時間は 1 0分である。皮膜形成材 1 7を乾燥後に、セパレー夕ができる。

図 1 Bにおいて、プレス成形素材 1 1は、母材 22と、この母材 22の表層部にできた変質層 23とからなる。なお、 24は母材 22に含まれる導電物である。変質層 23は、プレス成形前のステンレス鋼材の圧延工程によって形成されるものであり、酸化物や、ステンレス鋼板に含まれていた金属間化合物が砕かれて粒径の小さくなつたもの等からなる。

図 1 Cは、処理液 1 2 (図 1 A参照）による不働態化処理によって皮膜形成材 1 7の母材 22の表層部に不働態皮膜 26が形成されたことを示す。

図 2では、図 1 Aに示した工程における S T O 2の不働態化処理工程での N a OH水溶液の p Hを変化させてそれぞれ不働態皮膜を形成した試験片（セパレー夕に相当するもので、 S T 04で加熱乾燥後のものである。）の腐食電流密度を測定したデータを示す。腐食電流密度が小さければ、腐食し難いことを意味する。グラフの縦軸は腐食電流密度（単位は A/cm²)、横軸は N aOH水溶液の P Hを表す。また、破線は従来の硝酸を処理液として不働態皮膜を形成した試験片の腐食電流密度（3. 6 μ A/cm²) である（以下同じ）。

以下に腐食試験条件を示す。

•腐食試験条件

試験溶液：硫酸水溶液（ p H 3、濃度 0. 005 %、温度 90 ^DC)

試験片電位： 638. 8mV—定（飽和甘こう電極（S C E) を基準に設定）以下、「638. 8mV v s. S C E」と記載する。

試験方法：上記試験片電位を 30分間保持後に腐食電流密度を測定

この試験条件は、以降に示す腐食試験に共通のものである。

N aOH水溶液の p Hによる腐食電流密度の変化を見てみると、 N aOH水溶液の p Hが 7及び 8では、腐食電流密度が 4 A/c m ²を越え、 N aOH水溶液の p Hが 9 ~ 1 2では腐食電流密度が硝酸で処理したものとほぼ同等の値であリ、 N aOH水溶液の p Hが 1 3になると、腐食電流密度は硝酸で処理したものよりも大きくなる。

従って、 N aOH水溶液の p Hは 9〜1 2が望ましい。

図 3では、図 1 Aに示した工程における S T 04の加熱乾燥工程での加熱温度を変化させてそれぞれ不働態皮膜を形成した試験片の腐食電流密度を測定したデ一夕を示す。加熱時間はどの加熱温度でも 1 0分である。グラフの縦軸は腐食電流密度（単位は// A/c m²)、横軸は加熱温度（単位は。 C) を表す。また、破線で示した従来の硝酸を処理液として不働態皮膜を形成した試験片の腐食電流密度は、約 2 1 0°C以下ではほぼ 3. 6 At A/ cm ²であり、この温度を越えると、急激に大きくなる。

図 1 Aに示した実施の形態の不働態化処理による試験片の腐食電流密度は、硝酸を処理液としたものに対して、 1 00°C未満では大きく、 1 00〜200°Cではほぼ同等であり、 200 Cを越えると大きくなる。

従って、加熱温度は 1 00〜200°Cが望ましい。

図 4では、図 1 Aに示した工程に基づき不働態皮膜を形成した試験片を 4種用意し、腐食電流密度を測定したデータを示す。縦軸は腐食電流密度（単位は/ A /cm²) である。試料は以下の通りである。

，試料

試料 A：不働態化処理及び加熱乾燥は行わない

試料 B ：不働態化処理は行わず、加熱乾燥として 1 00°Cで 1 0m i n行う試料 C：不働態化処理として p H 1 0、 50°Cの N a OH水溶液で 1 Om i n 浸漬を行い、加熱乾燥は行わない

試料 D：不働態化処理として p H 1 0、 50°Cの N a OH水溶液で 1 Om i n 浸漬を行い、加熱乾燥として 1 00°Cで 1 Om i n行う

試料 Aと試料 Bとで比較すると、試料 Bの腐食電流密度が小さい。即ち、これらの腐食電流密度の差が加熱乾燥（1 00°C、 1 Om i n) の効果である。また、試料 Aと試料 Cとで比較すると、試料 Cの腐食電流密度が小さい。即ち、これらの腐食電流密度の差が不働態化処理（p H 1 0、 50°C、 1 0m i n) の効果である。

試料 Dでは、試料 B及び試料 Cよりも更に腐食電流密度は小さくなリ、硝酸で処理したものとほぼ同等の値になる。

また、以下の表に示す浸漬試験及び腐食耐久試験を実施した。

浸漬試験は、図 1 Aの工程で不働態皮膜を形成した試験片を実施例 1 とし、他に比較例 2を準備して、それぞれを酸に長時間浸潰させて鲭が発生するかどうかを確認するものでぁリ、以下の条件で行った。

-浸漬試験条件

試験溶液： p H 3、 90 °Cの硫酸水溶液

浸漬時間：連続 2200時間

腐食耐久試験は、図 1 Aの工程で不働態皮膜を形成した試験片（実施例 1 ) と比較例〗を準備してそれぞれを、酸中に長時間浸漬させるとともに所定の電位を印可して所定時間の後に腐食電流密度を測定するものであり、以下の条件で行つた。

•腐食耐久試験条件

試験溶液： p H 3、 90 °Cの硫酸水溶液

試験片電位： 638. 8mV v s. S C E

電位印可時間：連続 500時間

実施例 1は、不働態処理条件として、処理液が P H 1 0、濃度 0. 0004W t % 温度 50°Cの N a OH水溶液であり、浸漬時間は 1 Om i η、エアバブリングを実施し、加熱乾燥の温度は 1 1 0°C、時間は 1 Om i nであった。

結果としては、浸漬試験での鎬の発生は無く、腐食耐久試験での腐食電流密度は 0. 1 A/c m²であった。

比較例 1は、不働態化処理条件として、処理液が P H 1 0、濃度 0. 0004 w t %、温度 50°Cの N aOH水溶液であリ、浸漬時間は 1 Om i n、エアバブリングを実施し、加熱乾燥は行わなかった。

この結果、腐食耐久試験での腐食電流密度は 0. 1 4 A/c m²であった。比較例 2は、不働態化処理条件として、処理液が濃度 50 w t %、温度 50 °C の硝酸水溶液であり、浸漬時間は 1 Om i n、エアパブリングは実施せず、乾燥は室温で行った。

この結果、浸漬試験での鯖の発生は無く、腐食耐久試験での腐食電流密度は 0. 1 5 n A/c m²であった。

このように、本発明の不働態化処理条件（実施例 1 ) は、従来行っていた硝酸による不働態化処理条件（比較例 2) と同等な耐食性を有する不働態皮膜を形成することができる。図 5では、図 1 Aに示した工程に基づき不働態皮膜を形成した試験片を 4種、不働態皮膜を形成しない試験片を 1種用意し、腐食電流密度を測定したデータを示す。縦軸は腐食電流密度（単位は ju A Z c m ² ) である。試料は以下の通りである。

-試料

試料 E ：ェアバプリング及び加熱乾燥（温度は 1 1 0 °C、時間は 1 O m i n (この温度、時間はこの試験の他の試料でも同じ））を行う

試料 F ：エアパブリングは行わず、加熱乾燥を行う

試料 G ：ェアバプリングを行い、加熱乾燥は行わない

試料 H ：ェアバプリング、加熱乾燥は共に行わない

試料」：未処理、即ち、アルカリ処理液への浸漬は未実施で、不働態皮膜を形成しない

試料 Eと試料 Fとで比較すると、加熱乾燥を行った場合に、エアパブリングを行った試料 Eの方が腐食電流密度は小さい。

また、試料 Gと試料 Hとで比較すると、両試料共に加熱乾燥を行わなず、試料 Gでは、試料 Hに対して、パブリングを行うことでアルカリ処理液中の溶存酸素量が 1 0 0 0 c m ³当たり 3 . 8〜4 . 4 m gから 7 . 6 ~ 8 . O m gというように約 2倍に増加し、試料 Gの方が腐食電流密度は小さくなる。

以上の試料 Eと試料 Fとの腐食電流密度の差、及び試料 Gと試料 Hとの腐食電流密度の差がパブリングの効果でぁリ、試料 Eでは、硝酸で処理したものとほぼ同等の腐食電流密度になる。

また、試料 Eと試料 Gとの比較から、エアパブリングを行った場合に、加熱乾燥を行った試料 Eの方が腐食電流密度は小さく、加熱乾燥の効果は大きい。また、試料 Fと試料 Hとの比較から、エアパブリングを行わなかった場合に、試料 Fの方が腐食電流密度は小さく、やはり加熱乾燥の効果は大きい。

更に、試料 Hと試料」との比較から、アルカリ処理液による浸漬の効果、即ち不働態皮膜の耐食性の効果が分かる。

図 6では、図 1 Aに示した工程における S丁 0 2の不働態化処理工程でのアル力リ処理液、即ち N a O H水溶液への浸漬時間を変化させてそれぞれ不働態皮膜を形成した試験片の腐食電流密度を測定したデータを示し、実線はエアバブリングを行ったもの、破線はェアバプリングを行わなかったものを示す。グラフの縦軸は腐食電流密度（単位は/ A/cm²)、横軸はアルカリ処理液浸漬時間（単位は m i n) を表す。

エアパブリングを行わない場合には、従来の硝酸を処理液としたときの腐食電流密度 3. 6 A/c m²に達するまでに 1 5m i n必要とするが、ェアバプリングを行った場合は、 1 Om i nで 3. 6 A/ c m ²に達する。これが、本発明のアルカリ処理液浸漬時間 1 Om i nの根拠である。

このように、ェアバプリングを行うことによってアルカリ処理液浸漬時間、即ち不働態化処理工程に要する時間を短縮することができ、セパレー夕の生産性を高めることができる。

図 7では、図 1 Aに示した工程における S TO 2の不働態化処理工程で、不働態化処理を行う処理液を変化させ、それぞれの処理液についてバブリングを行いながら所定時間毎に P Hを測定した。グラフの縦軸は処理液 p H、横軸はバブリング時間（単位は m i n) を表す。各処理液の成分は以下の通りである。

-処理液

処理液 L ： 1. 1 w t %の N a 2 C O 3水溶液

処理液 M : 0. 00002 w t %の N a 0 H水溶液に 0. 55w t %のN a 2 CO 3水溶液を添加

処理液 N ： 0. 0003 w t %の N aOH水溶液に 0. 1 1 wt %のN a 2C O ₃水溶液を添加

処理液 P ： 0. 003 w t %の N a 0 H水溶液に 0. 01 1 wt %のN a 2 C 0₃水溶液を添加

処理液 Q : 0. 0005wt %のN aOH水溶液

処理液 Qでは、 N aOH水溶液のみのために、バブリングを続けるにつれて次第に処理液の P Hが大きく低下する。

処理液 M， N， Pでは、パブリングを続けると、 N a₂CO₃水溶液の濃度が高いものほど処理液の p Hの低下度合いは小さく、処理液 Mではほぼ横ばいになる。処理液 Lでは、他の処理液よりも N a₂C0₃水溶液の濃度が高ぃためにp H の低下度合いは最も小ざい、即ち、処理液 Lでの p H緩衝効果が最も大きい。このように、エアパブリングを行う場合に、 p H緩衝液の添加又は p H緩衝作用を備えるアルカリ性溶液を使用すれば、 P H低下を抑えることができ、不働態皮膜の品質を安定させることができる。

更に、 p H緩衝液である N a ₂ C0₃水溶液の耐食性への影響を確認するために、以下の腐食試験を実施した。

腐食試験は、図 1 Aの工程における S T 02の不働態化処理工程で処理液を変化させてそれぞれの処理液で試験片に不働態皮膜を形成し、各試験片の腐食電流密度を測定した。

不働態化処理時の処理液温度は 50°C、浸漬時間は 1 Om i n、ェアバブリングによる処理液中の溶存酸素量は 7 · 0〜7. 9mgZl 000 cm³、不働態化処理後は 1 1 0°C、 1 0m i nの加熱乾燥を行った。腐食試験条件は図 2の場合と同一である。

処理液 Sは、 0. 0004 w t %の N a O H水溶液で、 p H I O. 84であつた。結果としては、腐食電流密度は 3. 6 A/cm²であった。

処理液 Tは、 Ί . 1 w t %の N a2C0₃水溶液で、 p H 1 1. 01であった。結果としては、腐食電流密度は 3. 6 « A/cm²であった。

処理液 Uは、 0. 0003 w t %の N a 0 H水溶液に 0. 1 1 wt %の N a₂ CO ₃水溶液を添加したのもで、 p H 1 0. 8 1であった。結果としては、腐食電流密度は 3. 5 AZc m²であった。

処理液 Vは、 0. 0.003 w t %の N aOH水溶液に 0. 33wt %のN a2 C0₃水溶液を添加したもので、 p H I 0. 92であった。結果としては、腐食電流密度は 3. 6 A/c m²であった。

処理液 Wは、組成が 0. 00002wt %の N a 0 H水溶液に 0. 53 w t % の N a2C0₃水溶液を添加したもので、 p hM O. 99であった。結果としては、腐食電流密度は 3. 7 A/ cm ²であった。

このように、アル力リ性溶液に p H緩衝液である N a ₂ CO ₃水溶液を添加する、又はアルカリ性を示す p H緩衝液 N a₂C0₃水溶液を用いても、耐食性への影響はない。

尚、本発明のアルカリ性溶液としては、 N aOH水溶液に限らず、 N a₂CO

3 (炭酸ナトリウム）、 N a H₂ P0₄ (リン酸 2水素ナトリウム）、 N a₂H PO

4 (リン酸水素 2ナトリウム）、 N as P0₄ (リン酸 3ナトリウム）、 N a₄ Ρ₂ Or (ピロリン酸ナトリウム）、 N a₂0 · n S i O (水ガラス（ケィ酸ナ卜リウ厶））、 N a₂B 40₇ (四ホウ酸ナトリウム）、 ΚΟΗ (水酸化カリウム）、 K₂C 0₃ (炭酸カリウム）、 ΚΗ₂ Ρ θ4 (リン酸 2水素カリウム）、 Κ₂Η ΡΟ₄ (リン酸水素 2カリウム）、 Κ₃ Ρ0₄ (リン酸 3カリウム）、 Κ₄ Ρ₂Οτ (ピロリン酸カリウム）、 Κ2 Β 4Ο7 (四ホウ酸カリウム）の各水溶液でも差し支えない。また、本発明の ρ Η緩衝液としては、 N a₂C03に限らず、ホウ砂（N a₂ Β4θ₇)、アミノ酸、ァラニン、ァスパラギン酸、システィン、グルタミン、グリシン、イソロイシン、ロイシン、メチ才ニン、フエ二ルァラニン、プロリンでもよい。

更に、本発明では、水酸化物形成促進のためにエアパブリングを実施したが、これに限らず、シャワーリング（アルカリ性溶液をシャワー状に処理槽に注ぐこと）を実施してアル力リ性溶液により多くの酸素を溶解させてもよい。

図 8 Aにおいてセパレ一夕の製造方法を順に説明する。

( A ) ステンレス鋼製薄板 1 0をプレス型 3 1 (詳しくは、上型 3 2及び下型 3 3である。）でプレス成形して、複数のプレス成形素材 1 1を造る。

( B ) プレス成形素材 1 1を洗浄する。詳しくは、ステンレス鋼製薄板〗 0をプレス成形する際にステンレス鋼製薄板 1 0とプレス型 3 1 との潤滑を良くするために塗布した油脂がプレス成形素材 1 〗に付着しているので、洗浄液（詳細は後述する。）をプレス成形素材 1 1 にスプレー装置 3 6でスプレーして油脂を除去（脱脂）し、次に、水（詳細は後述する。）をプレス成形素材 1 1 に別のスプレー装置でスプレーしてプレス成形素材 1 1 に付着した洗浄液を除去（水洗）する。

( C ) プレス成形素材 1 1 に不働態化処理用アルカリ性溶液（以下、単に Γ不働態化処理液」と記す。）をスプレー装置 3 8でスプレーして不働態化処理し、プレス成形素材 1 1 に不働態皮膜を形成する。

このとき、スプレーによって不働態化処理液中に酸素が溶解し、不働態化処理液中の溶存酸素量が増加するため、水酸化物形成が促進する。例えば、 F e， C r， N iの水酸化物及び酸化物成分を有する不働態皮膜が形成されると、セパレ一夕を燃料電池に組込んだ場合、燃料電池の発電中に電極周囲が酸性雰囲気になつても、酸による腐食を抑制することができ、安定した発電を長期に亘つて維持することができる。水酸化物形成の促進のメカニズムは前述の通りである。

( D ) 不働態皮膜を形成して出来た皮膜形成材 1 7には不働態化処理液が付着しているので、皮膜形成材 1 7に水を別のスプレー装置でスプレーして皮膜形成材 1 7を水洗する。

( E ) 皮膜形成材 1 7を加熱乾燥機 1 8内で加熱乾燥させる。皮膜形成材 1 7 を乾燥させると、セパレー夕が出来る。図 8 Bにおいて、プレス成形素材 1 1は、母材 22と、この母材 22に含まれる導電物 24 (例えば、 C r ₂ B) とからなり、導電物 24を母材 22の表面から頭出しさせたものである。

図 8 Cは、不働態化処理によって、皮膜形成材 1 7の母材 22の表層部に不働態皮膜 26を形成したことを示す。導電物 24は、不働態被膜 26から突出した状態（即ち、頭出しした状態）にある。

図 9ではステンレス鋼材の脱脂から加熱乾燥までを実施例（本実施形態）と比較例とで比較した。実施例については、図 1の内容を詳細に説明する。上段は実施例、下段は比較例を示す。図中の S TXXXはステップ番号を示す。

まず、実施例についてステップ毎に説明する。

S T 1 レ ··スプレー脱脂を行う。即ち、前述の洗浄液としての 60°Cの洗浄用アルカリ性溶液をプレス成形素材に 1 k g f /cm²の圧力でスプレーして脱脂する。このときの所要時間は 1分、使用液量は 1 0 L (リツ卜ル）である（単位時間当たりのスプレー量は 1 0 L/分である。以下実施例において同じ。）。洗浄用アルカリ性溶液とは、炭酸塩、リン酸塩、カルボン酸塩のアルカリ性塩 (主にナトリウム塩）に界面活性剤（ポリオキシエチレン =アルキルエーテル C 1 2 - 1 5) を加えた洗剤（商品名：パクナ ·スプレー 50 _N、メーカー名：ュケン工業（株)）である。

S T 1 2…スプレー水洗 W 1を行う。即ち、プレス成形素材に付着した洗浄用アル力リ性溶液を除去するために、洗浄水としての水道水又は工業用水をプレス成形素材にスプレーして水洗する。このときの所要時間は 0. 25分、使用液量は 2. 5 Lである。

S T 1 3…スプレー水洗 W2を行う。即ち、プレス成形素材に付着した水道水又は工業用水を除去するために、イオン交換水をプレス成形素材にスプレーして水洗する。このときの所要時間は 0. 25分、使用液量は 2. 5 Lである。上記したスプレー水洗 W1 とスプレー水洗 W 2とを設けたのは、イオン交換水よりも安価な水道水又は工業用水を使用することでコス卜を低減し、次に、イオン交換水を使用することで、水道水又は工業用水に含まれる塩素成分を除去するためである。塩素成分は不働態化反応を妨げる。 ST 1 4…スプレー不働態化処理を行う。即ち、不働態化処理液として N aO H水溶液（p H 9〜1 2、 40〜60°C) をプレス成形素材にスプレーして不働態化処理を行う。このときの所要時間は 1 0分である。

ST 1 5…スプレー水洗 W3を行う。即ち、皮膜形成材に付着した不働態化処理液を除去するために、イオン交換水を皮膜形成材にスプレーして水洗する。このときの所要時間は 0. 5分、使用液量は 5 Lである。

ST 1 6 1 00〜200°Cで皮膜形成材の加熱乾燥を行う。このときの所要時間は 1 0分である。

以上より、実施例の脱脂から加熱乾燥までの所要時間の合計は 22分となる。また、スプレー脱脂及びスプレー水洗 W 1〜スプレー水洗 W 3での使用液量の合計は 20 Lとなる。

次に、比較例についてステップ毎に説明する。

ST 1 0 1…超音波脱脂を行う。即ち、洗浄用アルカリ性溶液によりプレス成形素材の超音波脱脂を行う。このときの所要時間は 5分、使用液量は 1 50しである（浸漬法はオーバーフロー式であり、単位時間当たりの才一バーフロー量は 30し分である。以下比較例において同じ。）。

S T 1 02…浸漬脱脂を行う。即ち、プレス成形素材を洗浄用アルカリ性溶液に浸潰し、脱脂する。このときの所要時間は 5分、使用液量は 1 50 Lである。

S T 1 03…浸漬水洗 W1を行う。即ち、プレス成形素材を水道水に浸漬し、水洗する。このときの所要時間は 1分、使用液量は 30 Lである。

S T 1 04…浸漬水洗 W 2を行う。即ち、プレス成形素材をイオン交換水に浸潰し、水洗する。このときの所要時間は 1分、使用液量は 30 Lである。

ST 1 05…浸漬不働態化処理を行う。即ち、プレス成形素材を不働態化処理用アルカリ性溶液に浸潰し、不働態化処理を実施する。このときの所要時間は 1 0分である。

S T 1 06…浸漬水洗 W 3を行う。即ち、皮膜形成材をイオン交換水に浸潰し、水洗する。このときの所要時間は 6分、使用液量は 1 80 Lである。

ST 1 07…皮膜形成材を加熱乾燥する。このときの所要時間は 1 0分である。以上より、比較例の脱脂から加熱乾燥までの所要時間の合計は 38分となる。また、脱脂及び浸潰水洗 W 1〜浸漬水洗 W 3での使用液量の合計は 540 Lとなる。

以上の実施例と比較例とから、実施例のスプレー法は、比較例の浸漬法に比べて所要時間で 1 6分短縮し、使用液量で 520 L低減することができた。

図 1 OA及び図 1 0 Bでは、洗浄用アルカリ性溶液を使用して、スプレー洗浄と超音波洗浄 ·浸漬洗浄とでの洗浄力（脱脂力）の比較を行った。

図 1 OAにおいて、試料作成及び効果確認の流れをステップ毎に説明する。

S T 21…エッチング処理を行い、ステンレス鋼材製の試験片の導電物頭出しを行う。

ST22…試験片に油脂（グリース、工作油及び防鎬剤を混合したもの）を塗布する。

上記したグリースとは、商品名：コスモグリースマックス N 0. 1、組成：潤滑油基油約 9 1 w t %、増稠剤（リチウム石鹼）約 7 w t %、潤滑油添加剤約 2w t %、メーカー名：コスモ石油ルブリカンッ（株）である。

工作油とは、商品名： N 0. 630 プレス工作油、組成：石油系炭化水素（鉱物油）約 50 w t %、塩素系極圧添加剤 1 0〜 50 w t %、硫黄系極圧添加剤 1〜 1 0 w t %、メーカー名：日本工作油（株）である。

防鑌剤とは、商品名：ノンラスター P 30 F、組成：防鎬添加剤、造膜剤、溶剤、メーカー名：ュシロ化学工業（株）である。

ST 23…試験片を前述の洗浄用アル力リ性溶液で洗浄する。

このとき、（1 ) スプレー洗浄する場合は、溶液温度 60°C、洗浄時間 1分、スプレー圧力 1 k g f /c m²であり、（2) 超音波洗浄及び浸漬洗浄を行う場合は、超音波洗浄での溶液温度 40°C、洗浄時間 5分、浸漬洗浄での溶液温度 4 0°C、洗浄時間 5分である。

ST 24…試験片を水洗する。

ST 25…試験片を乾燥させる。

ST 26…洗浄の効果を確認するために、試験片を n—へキサン溶剤に浸潰し、試験片に残留した油脂分を n—へキサン溶剤中に溶解させて抽出する。

S T 27… n—へキサン溶剤を赤外分光装置で分光分析し、油分量を測定する。図 1 08は図1 OAで得られた各試験片の油分量を示すグラフであり、縦軸は試験片に残留した油分量（単位は mg/cm²)、横軸は各洗浄方法を示す。

未洗浄の場合は、油分量は 3. 5mg cm2, 超音波洗浄 ·浸漬洗浄の場合は 0. 55 m_{g /}/c m²、スプレー洗浄の場合は 0. 1 5mg_ cm²となり、スプレー洗浄は、超音波洗浄 ·浸漬洗浄に対して油分量が 73%少ない。即ち、スプレー洗浄の方が洗浄力（脱脂力）が高い。

図 1 1 A及び図 1 1 Bでは、洗浄用アルカリ性溶液を使用して、スプレー洗浄と浸漬洗浄とでの洗浄時間による洗浄力（脱脂力）の比較を行った。

図 1 1 Aにおいて、試料作成及び効果確認の流れをステップ毎に説明する。

ST 3 1…エッチング処理にてステンレス鋼材製の試験片の導電物頭出しを行ラ。

S T 3 2…試験片に油脂（図 1 0で使用したものと同一のものである。）を塗布する。

ST 33…試験片を前述の洗浄用アルカリ性溶液で洗浄（脱脂）する。

このとき、（1 ) スプレー洗浄する場合は、溶液温度 40°C、スプレー圧力 1 k g f /cm²である。（2) 浸漬洗浄する場合は、溶液温度 40°Cである。

S T 34…試験片を水洗する。

ST 35…試験片を乾燥させる。

S T 26…洗浄の効果を確認するために、試験片を n—へキサン溶剤に浸潰し、試験片に残留した油脂分を n—へキサン溶剤中に溶解させて抽出する。

ST 37 —へキサン溶剤を赤外分光装置で分光分析し、試験片に残留した油分量を測定する。

実験は、洗浄時間毎に、上記工程によってスプレー洗浄した試験片及び浸漬洗浄した試験片をそれぞれ作成し、それぞれの試験片の油分量を測定した。

洗浄時間は、 0 (ゼロ）分（未洗浄）、 1分、 3分、 5分、 1 0分、 1 5分及び 20分とした。

図 1 1 Bは図 1 1 Aで得られた各試験片の油分量と洗浄時間との関係を示すグラフであり、縦軸は油分量（単位は mg/c m²)、横軸は洗浄時間（単位は m i n) を表す。スプレー洗浄では、洗浄前の油分量 3. 5mg/cm²から洗浄時間 1分で 0. 1 4mg/c m²まで急激に減少し、その後はほぼ横ばいとなった。

これに対して、浸漬洗浄では、洗浄前の油分量 3. 5 rngZ cm ²が洗浄時間 1分で 1. OmgZcm²まで少なくなリ、その後は時間と共に油分量が低下し、 20後にスプレー洗浄とほぼ同等になった（スプレー洗浄 0. 08mgZcm²、浸漬洗浄 0. 1 3mg/cm²)。

このように、スプレー洗浄では、浸漬洗浄に比べて洗浄時間（脱脂時間）を大幅に短縮することができる。

図 1 2では、スプレー水洗と浸漬水洗とでの水洗時間による洗浄力の比較を行つた。

図 1 2 Aにおいて、試料作成及び効果確認の流れをステップ毎に説明する。

S T4 1…ホウ素を添加したステンレス鋼材製の試験片を準備する。

ST42…試験片を洗浄用アル力リ性溶液に 3分間浸漬する。

ST43…スプレー水洗する場合は、試験片への水のスプレー量を〗 01_ 分とする。

S T44…浸漬水洗する場合は、オーバーフロー式での水量を 1 0 Lノ分とする。

S T45…試験片をイオン交換水に 60分間浸漬する。

ST46…試験片を浸潰しておいたイオン交換水の p Hを測定する。

実験は、水洗時間毎に、上記工程によってスプレー水洗した試験片及び浸漬水洗した試験片をそれぞれ作成し、それぞれの試験片をィ才ン交換水に浸漬した後、

P Hを測定した。

水洗時間は、 1 5分、 30分、 45分（スプレー水洗のみ）、 60分及び 1 2 0分とした。

囡 1 2 Bは、イオン交換水の p Hと水洗時間との関係を示すグラフであり、縦軸は p H、横軸は水洗時間（単位は s e c) を表す。

スプレー水洗では、水洗時間 1 5分で p Hが 7. 1 7まで低下し、水洗時間が増しても p Hはほぼ横ぱいとなる。

これに対して浸漬水洗では、水洗時間 1 5分で p Hが 7. 70までしか低下せず、その後、水洗時間が増すにつれて徐々に低下したが、水洗時間が 1 20分でもスプレー水洗での p Hまでは下がらなかつた。

このように、スプレー水洗では、浸漬水洗に比べて短時間で p Hを低下させることができる、即ち、短時間の水洗が可能になる。

図 1 3では、スプレーによる不働態化処理と浸漬による不働態化処理とでそれぞれ処理時間毎に不働態皮膜を形成した試験片（最終的に加熱乾燥まで行ったものである。）の腐食電流密度を測定し、比較した。試験片は処理条件毎に 3個ずつ用意して腐食電流密度を測定し、 3個の平均をグラフにプロットした。グラフの縦軸は腐食電流密度（単位は; u AZc m²)、横軸は不働態化処理の処理時間 (単位は m i n) を表す。また、破線は腐食電流密度の要件値（5. 1 μ,Α/c m²) である。

以下に腐食実験条件を示す。

•腐食実験条件

試験溶液：硫酸水溶液（ P H 3、濃度 0. 005 %、温度 90 °C)

試験片電位： 638. 8mV—定（飽和甘こう電極（S C E) を基準に設定）以下、 Γ638. 8mV v s. S C EJ と記載する。

試験方法：上記試験片電位を 30分間保持後に腐食電流密度を測定不働態化処理条件を以下に示す。

•スプレー法

処理液： N a 0 H水溶液（ p H 1 0. 7〜 1 1、温度 60 °C)

スプレー量： 1 00し分

スプレー時間： 1 0分

加熱乾燥： 1 1 0°C、 1 0分

•浸漬法

処理液： N aOH水溶液（p H 1 0. 8、温度 50°C)

浸漬時間： 1 0分

加熱乾燥： 1 1 0°C、 1 0分

腐食電流密度は、各処理時間共に、スプレー法と浸漬法とで同等な値となった。即ち、スプレー法と浸漬法とでは、共に 3分以上で要件値以下となり、スプレー法と浸漬法とでは処理時間の差は無かった。

図 1 4では、スプレー法にて製造したセパレー夕と浸漬法にて製造したセパレ一夕による貫通抵抗（接触抵抗）を測定し、比較した。グラフの縦軸は貫通抵抗 (単位は πιΩ · cm²), 横軸は貫通抵抗を測定するときの 2つの条件を表す。貫通抵抗を測定するときの条件とは、一つは、セパレー夕 2枚を接触させてセパレー夕間の貫通抵抗を測定したもの、他の一つは、 2枚のセパレー夕間に電極となるカーボンペーパーを 1枚挟んでセパレータ間（ここでは、セパレー夕 '電極間と記載した。）の貫通抵抗を測定したものである。貫通抵抗測定時のセパレ一夕間の面圧については、面圧を次第に大きくしたときに貫通抵抗が安定したときのものである。

不働態化処理条件を以下に示す。

-スプレー法

処理液： N aOH水溶液（p H 1 0. 7〜1 1、温度60°0

スプレー量： 1 001_ 分

スプレー時間： 1 0分

加熱乾燥： 1 1 0°C、 1 0分

•浸漬法

処理液： N a O H水溶液（ p H 1 0. 8、温度 50 °C)

浸漬時間： 1 0分

加熱乾燥： 1 1 0°C、 1 0分

セパレー夕間の貫通抵抗及びセパレー夕■電極間の貫通抵抗は、それぞれスプレー法と浸潰法とで同等となり、セパレー夕 ·電極間の貫通抵抗は、目標値 20. 5 m Ω · cm²を下回った。

尚、本発明では、不働態化処理用アルカリ性溶液をシャワーすることで水酸化物形成を促進させたが、不働態化処理用アルカリ性溶液のシャワーに加え、不働態化処理用アル力リ性溶液を蓄えておくタンク内にエアを吹き込むこと（即ち、エアバルブリングである。）で水酸化物形成を更に促進させてもよい。産業上の利用可能性本発明においては、ステンレス鋼材を、 4 0〜6 0 °Cで且つ p H 9〜1 2のァルカリ性溶液に浸漬することでステンレス鋼材の表層部に不働態皮膜を形成するために、ステンレス鋼材からの金属イオンの溶出がなく、単一の溶液への浸漬のみで不働態化処理を行えて、廃液処理を含めコスト低減が図れる。また一方で、脱脂等の洗浄、不働態化処理をスプレーで行うことにより、処理の迅速化が図れる。従って、本発明は燃料電池の製造に有用である。

Claims

請求の範囲

1 . ステンレス鋼材を、 4 0〜6 0 °Cで且つ p H 9〜1 2のアルカリ性溶液に浸漬することで、前記ステンレス鋼材の表層部に不働態皮膜を形成することを特徴としたステンレス鋼材の不働態化処理方法。

2 . 前記アルカリ性溶液に p H緩衝液を添加する、又はアルカリ性溶液自体に p H緩衝作用を備え、このアルカリ性溶液にエアパブリングを行うことで、アル力リ性溶液中の溶存酸素量の増加によつて不働態皮膜を構成する水酸化物の形成を促進させ、且つアル力リ性溶液中に溶解する二酸化炭素によって p Hが低下するのを抑えることを特徴とする請求項 1に記載のステンレス鋼材の不働態化処理方法。

3 . 前記浸漬工程を終えたステンレス鋼材を、 1 0 0〜2 0 0 °Cに保って乾燥させることを特徴とする請求項 1 に記載のステンレス鋼材の不働態化処理方法。

4 . 前記ステンレス鋼材は燃料電池用セパレー夕であることを特徴とする請求項 3に記載のステンレス鋼材の不働態化処理方法。

5 . ステンレス鋼製薄板に潤滑剤を塗布してガス流路及び冷却水流路をプレス成形する工程と、

洗浄用アルカリ性溶液をプレス成形した後の前記ステンレス鋼製薄板にスプレ一することによリステンレス鋼製薄板に付着した前記潤滑剤を除去する工程と、洗浄水を前記ステンレス鋼製薄板にスプレーすることによりステンレス鋼製薄板に付着した前記洗浄用アル力リ性溶液を除去する工程と、

イオン交換水を前記ステンレス鋼製薄板にスプレーすることによリステンレス鋼製薄板に残留する前記洗浄水を除去する工程と、

前記ステンレス鋼製薄板を不働態化処理するために不働態化処理用アル力リ性溶液を前記ステンレス鋼製薄板にスプレーする工程と、

イオン交換水を前記ステンレス鋼製薄板にスプレーすることによリステンレス鋼製薄板に付着した前記不働態化処理用アルカリ性溶液を除去する工程と、前記ステンレス鋼製薄板を加熱乾燥する工程と、

から構成したことを特徴とする燃料電池用ステンレス鋼製セパレー夕の製造方法。

6. 前記不働態化処理用アルカリ性溶液は、 p H 9〜1 2で且つ 40〜60°Cとした溶液であることを特徴とする請求項 5に記載の燃料電池用ステンレス鋼製セパレー夕の製造方法。

7. 前記不働態化処理用アルカリ性溶液は、 P H緩衝液を添加した溶液であることを特徴とする請求項 6に記載の燃料電池用ステンレス鋼製セパレ一夕の製造方法。

8. 前記加熱乾燥処理は、〗 00〜200°Cにて行うことを特徴とする請求項 5 に記載の燃料電池用ステンレス鋼製セパレー夕の製造方法。

9. 前記洗浄用アルカリ性溶液は、塩基性塩に界面活性剤を添加した溶液であることを特徴とする請求項 5に記載の燃料電池用ステンレス鋼製セパレー夕の製造方法。