KR20120108997A - Composition for forming fuel cell separator, fuel cell separator, method for producing fuel cell separator, and fuel cell - Google Patents

Abstract

본 발명은, 연료 전지 세퍼레이터의 강도시킬 수 있는 연료 전지 세퍼레이터 성형용 조성물을 제공한다. 본 발명에 따른 연료 전지 세퍼레이터 성형용 조성물은, 흑연 입자와 수지 성분을 함유하고, 상기 흑연 입자가, 평균 압축 강도 15 MPa 이상의 입자군을 포함한다.The present invention provides a composition for molding a fuel cell separator capable of increasing the strength of the fuel cell separator. The composition for molding a fuel cell separator according to the present invention contains graphite particles and a resin component, and the graphite particles contain a particle group having an average compressive strength of 15 MPa or more.

Description

연료 전지 세퍼레이터 성형용 조성물, 연료 전지 세퍼레이터, 연료 전지 세퍼레이터의 제조 방법, 및 연료 전지{COMPOSITION FOR FORMING FUEL CELL SEPARATOR, FUEL CELL SEPARATOR, METHOD FOR PRODUCING FUEL CELL SEPARATOR, AND FUEL CELL}A composition for forming a fuel cell separator, a fuel cell separator, a method for manufacturing a fuel cell separator, and a fuel cell {COMPOSITION FOR FORMING FUEL CELL SEPARATOR, FUEL CELL SEPARATOR, METHOD FOR PRODUCING FUEL CELL SEPARATOR, AND FUEL CELL}

본 발명은, 연료 전지 세퍼레이터 성형용 조성물, 연료 전지 세퍼레이터, 연료 전지 세퍼레이터의 제조 방법, 및 연료 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell separator molding composition, a fuel cell separator, a method for producing a fuel cell separator, and a fuel cell.

일반적으로 연료 전지는 복수의 단위 셀 수십∼수백개를 직렬로 중첩하여 구성되는 셀 스택(cell stack)으로 이루어지고, 이에 따라 소정의 전압을 얻고 있다.In general, a fuel cell is composed of a cell stack configured by overlapping several tens to hundreds of unit cells in series, thereby obtaining a predetermined voltage.

단위 셀의 가장 기본적인 구조는, 「세퍼레이터/연료 전극(애노드)/전해질/산화제 전극(음극)/세퍼레이터」와 같은 구성을 가지고 있다. 이 단위 셀에서는, 전해질을 사이에 두고 대향하는 한쌍의 전극 중 연료 전극에는 연료가, 산화제 전극에는 산화제가 각각 공급되고, 전기 화학 반응에 의해 연료가 산화됨으로써, 반응의 화학 에너지가 직접 전기 화학 에너지로 변환된다.The most basic structure of a unit cell has a structure similar to "separator / fuel electrode (anode) / electrolyte / oxidant electrode (cathode) / separator". In this unit cell, a fuel is supplied to a fuel electrode, an oxidant is supplied to an oxidant electrode, and the fuel is oxidized by an electrochemical reaction, and the chemical energy of the reaction is directly electrochemical energy. Is converted to.

이와 같은 연료 전지는, 전해질의 종류에 따라 몇 가지 타입으로 분류되며, 최근, 고출력을 얻을 수 있는 연료 전지로서 전해질에 고체 고분자 전해질막을 사용한 고체 고분자형 연료 전지가 주목받고 있다.Such fuel cells are classified into several types according to the types of electrolytes. Recently, attention has been paid to solid polymer fuel cells using a solid polymer electrolyte membrane as an electrolyte as a fuel cell capable of obtaining high output.

고체 고분자형 연료 전지에서는, 예를 들면, 좌우 양쪽 면에 복수의 볼록부(리브)가 형성되어 있는 2장의 연료 전지 세퍼레이터 사이에, 전해질(고체 고분자 전해질막)과 가스 확산 전극(연료 전극과 산화제 전극)으로 구성되는 막-전극 복합체(MEA)가 개재됨으로써, 단전지(단위 셀)가 구성되어 있다(도 1 참조). 이 단위 셀을 수십개∼수백개 병설하여 전지 본체(셀 스택)가 형성되어 있다. 이 연료 전지 세퍼레이터에 있어서의 인접하는 볼록부의 사이에는, 연료인 수소 가스와 산화제인 산소 가스의 유로인 가스 공급 배출용 홈이 형성된다.In a solid polymer fuel cell, for example, an electrolyte (solid polymer electrolyte membrane) and a gas diffusion electrode (fuel electrode and an oxidant) are provided between two fuel cell separators having a plurality of convex portions (ribs) formed on both left and right sides thereof. A single cell (unit cell) is constructed by interposing a film-electrode composite (MEA) composed of an electrode) (see FIG. 1). Dozens to hundreds of these unit cells are provided in parallel to form a battery body (cell stack). Between the adjacent convex parts in this fuel cell separator, the groove | channel for gas supply discharge | emission which is the flow path of hydrogen gas which is a fuel and oxygen gas which is an oxidant is formed.

이와 같은 셀 스택은, 예를 들면, 가정용 정치형(定置型)의 경우에는 50∼100 개의 단위 셀로 구성되며, 자동차 적재용의 경우에는 400∼500 개의 단위 셀로 구성되며, 캠핑카용 탑재의 발전기에는, 20∼100 장, 노트 PC 탑재용의 경우에는 10∼20 개의 단위 셀로 구성된다.Such a cell stack is composed of, for example, 50 to 100 unit cells in the case of a stationary type for home use, and 400 to 500 unit cells in the case of vehicle loading. For example, 20 to 100 sheets and 10 to 20 unit cells are used for mounting a notebook PC.

이러한 고체 고분자형 연료 전지에서는, 연료 전극에 유체인 수소 가스를, 산화제 전극에 유체인 산소 가스를 각각 공급함으로써, 외부 회로에 전류가 추출된다. 이 때, 각 전극에서는 하기 식으로 나타낸 바와 같은 반응이 생긴다.In such a solid polymer fuel cell, current is extracted to an external circuit by supplying hydrogen gas as a fluid to a fuel electrode and oxygen gas as a fluid to an oxidant electrode, respectively. At this time, each electrode produces reaction as shown by the following formula.

연료 전극 반응：H₂→2H^＋＋2e^-…(1)A fuel electrode ^{_{reaction: H 2 → 2H + + 2e}} - ... (One)

산화제 전극 반응：2H^＋＋2e^-＋1/2O₂→H₂O…(2)The oxidant electrode ^{reaction: 2H + + 2e - + 1} / 2O 2 → H 2 O ... (2)

전체 반응：H₂＋1/2O₂→H₂OTotal reaction: H ₂ + 1 / 2O ₂ → H ₂ O

즉, 연료 전극 상에서 수소(H₂)는 프로톤(H^＋)이 되고, 이 프로톤이 고체 고분자 전해질막 중을 산화제 전극 상까지 이동하여, 산화제 전극 상에서 산소(O₂)와 반응하여 물(H₂O)을 발생한다. 따라서, 고체 고분자형 연료 전지의 운전에는, 반응 가스의 공급과 배출, 물의 배출, 전류의 추출이 필요하게 된다.That is, hydrogen (H ₂ ) becomes proton (H ⁺ ) on the fuel electrode, and this proton moves in the solid polymer electrolyte membrane to the oxidant electrode, reacts with oxygen (O ₂ ) on the oxidant electrode, and water (H _2). O) occurs. Therefore, the operation of the polymer electrolyte fuel cell requires supplying and discharging the reactive gas, discharging water, and extracting the electric current.

또한, 고체 고분자형 연료 전지의 1종인 메탄올 직접형 연료 전지(DMFC)에서는, 연료로서 수소 대신 메탄올 수용액이 공급된다. 이 경우에, 각 전극에서는 하기 식에 나타낸 바와 같은 반응이 일어난다. 공기 극에서는 산소 환원 반응(수소를 연료로 하는 경우와 동일한 반응)이 일어난다.In the methanol direct fuel cell (DMFC), which is one of the polymer electrolyte fuel cells, an aqueous methanol solution is supplied instead of hydrogen as a fuel. In this case, the reaction as shown in the following formula occurs at each electrode. In the air electrode, an oxygen reduction reaction (the same reaction as with hydrogen as a fuel) occurs.

연료 극 반응：CH₃OH＋H₂O→CO₂＋6H^＋＋6e^-…(1')A fuel electrode _{reaction: CH 3 OH + H 2 O} → CO 2 + 6H + + 6e - ... (One')

공기 극 반응：3/2O₂＋6H^＋＋6e^-→3H₂O…(2')Air electrode ^{_{reaction: 3 / 2O 2 + 6H +}} + 6e - → 3H 2 O ... (2')

전체 반응：CH₃OH＋3/2O₂→CO₂＋2H₂OTotal reaction: CH ₃ OH + 3 / 2O ₂ → CO ₂ + 2H ₂ O

이와 같은 연료 전지를 구성하는 부품 중, 연료 전지 세퍼레이터는, 얇은 판형체의 한쪽 면 또는 양면에 가스 공급 배출용 홈이 형성되어 있는 바와 같은, 특이한 형상을 가지고 있다. 연료 전지 세퍼레이터는, 연료 전지 내를 흐르는 연료 가스, 산화제 가스 및 냉각수가 혼합되지 않도록 분리하는 기능을 가지고, 또한 연료 전지에서 발전한 전기 에너지를 외부로 전달하거나, 연료 전지에서 생긴 열을 외부로 방열하는 중요한 역할을 담당하고 있다.Among the components constituting such a fuel cell, the fuel cell separator has an unusual shape such that a groove for gas supply discharge is formed on one side or both sides of the thin plate-shaped body. The fuel cell separator has a function of separating the fuel gas, the oxidant gas, and the coolant flowing through the fuel cell from mixing, and also transfers electrical energy generated from the fuel cell to the outside, or dissipates heat generated from the fuel cell to the outside. It plays an important role.

연료 전지 세퍼레이터는, 금속제의 플레이트나, 흑연 입자와 수지 성분을 함유하는 성형용 조성물 등으로부터 형성된다. 이 중, 흑연 입자와 수지 성분을 함유하는 성형용 조성물로부터 형성되는 연료 전지 세퍼레이터는 경량화가 용이한 점, 특히, 내구성이 높은 점, 홈 형성 시에 홈 형상의 자유도가 높은 점 등으로 인해, 최근, 개발이 진행되고 있다(특허 문헌 1, 2 참조).The fuel cell separator is formed from a metal plate or a molding composition containing graphite particles and a resin component. Among these, fuel cell separators formed from a molding composition containing graphite particles and a resin component have recently been reduced due to easy weight reduction, in particular, high durability, high freedom of groove shape during groove formation, and the like. And development is progressing (refer patent document 1, 2).

또한, 종래, 연료 전지의 소형화 및 경량화의 요청에 따라, 롤 성형법이나 압출 성형법에 의해 연료 전지를 시트형으로 성형하고, 이것을 압축 성형이나 열압 몰드 성형 등에 의해 더욱 성형 등을 행하여, 박형이면서 경량의 연료 전지 세퍼레이터를 얻는 방법도 제안되어 있다.In addition, conventionally, in accordance with a request for miniaturization and weight reduction of a fuel cell, the fuel cell is molded into a sheet by a roll forming method or an extrusion molding method, which is further molded by compression molding, thermocompression molding, or the like, to form a thin and light fuel. The method of obtaining a battery separator is also proposed.

그러나, 금속제의 플레이트로 이루어지는 연료 전지 세퍼레이터에 비해, 성형용 조성물로부터 형성되는 연료 전지 세퍼레이터의 기계적 강도가 낮은 점이 문제가 된다. 특히, 전술한 바와 같은 연료 전지 세퍼레이터가 박형화되는 경우에는, 실용적으로 충분한 기계적 강도를 가지는 연료 전지 세퍼레이터를 얻는 것이 어려워지고, 예를 들면, 차량 탑재용 연료 전지에 적용되는 경우에는 연료 전지 세퍼레이터에 크랙이 발생할 우려가 있다.However, the problem is that the mechanical strength of the fuel cell separator formed from the composition for shaping | molding is low compared with the fuel cell separator which consists of metal plates. In particular, when the fuel cell separator as described above is thinned, it is difficult to obtain a fuel cell separator having practically sufficient mechanical strength. For example, when the fuel cell separator is applied to an onboard fuel cell, the fuel cell separator is cracked. This may occur.

일본 특허출원 공개번호 2001-216976호 공보Japanese Patent Application Publication No. 2001-216976 일본 특허출원 공개번호 2002-114572호 공보Japanese Patent Application Publication No. 2002-114572

본 발명은 상기 사유를 감안하여 이루어진 것이며, 연료 전지 세퍼레이터의 강도를 향상시킬 수 있는 연료 전지 세퍼레이터 성형용 조성물, 기계적 강도가 높은 연료 전지 세퍼레이터, 이 연료 전지 세퍼레이터의 제조 방법, 및 기계적 강도가 높은 연료 전지 세퍼레이터를 구비하는 연료 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.This invention is made | formed in view of the said reason, The composition for fuel cell separator molding which can improve the intensity | strength of a fuel cell separator, the fuel cell separator with high mechanical strength, the manufacturing method of this fuel cell separator, and the fuel with high mechanical strength are made. An object of the present invention is to provide a fuel cell having a battery separator.

본 발명에 따른 연료 전지 세퍼레이터 성형용 조성물은, 흑연 입자와 수지 성분을 함유하고, 상기 흑연 입자가 평균 압축 강도 15 MPa 이상의 입자군을 포함한다.The composition for molding a fuel cell separator according to the present invention contains graphite particles and a resin component, and the graphite particles contain a particle group having an average compressive strength of 15 MPa or more.

본 발명에 따른 연료 전지 세퍼레이터 성형용 조성물에서는, 상기 흑연 입자 전체에 대한 이 흑연 입자 중의 압축 강도 15 MPa 이상의 입자의 수의 비율이, 15% 이상인 것이 바람직하다.In the composition for fuel cell separator molding which concerns on this invention, it is preferable that the ratio of the number of particle | grains of 15 Mpa or more in compressive strength in this graphite particle with respect to the said whole graphite particle is 15% or more.

본 발명에 따른 연료 전지 세퍼레이터 성형용 조성물에서는, 상기 흑연 입자 전체의 평균 압축 강도가, 15 MPa 이상인 것이 바람직하다.In the composition for fuel cell separator molding which concerns on this invention, it is preferable that the average compressive strength of the said whole graphite particle is 15 Mpa or more.

본 발명에 따른 연료 전지 세퍼레이터 성형용 조성물에서는, 상기 흑연 입자와 수지 성분의 합계량에 대한 상기 흑연 입자의 비율이, 70∼85 질량%의 범위인 것이 바람직하다.In the composition for fuel cell separator molding which concerns on this invention, it is preferable that the ratio of the said graphite particle with respect to the total amount of the said graphite particle and a resin component is 70-85 mass%.

본 발명에 따른 연료 전지 세퍼레이터는, 상기 연료 전지 세퍼레이터 성형용 조성물로부터 형성된다.The fuel cell separator according to the present invention is formed from the fuel cell separator molding composition.

본 발명에 따른 연료 전지 세퍼레이터의 제조 방법은, 상기 연료 전지 세퍼레이터 성형용 조성물을 준비하는 단계와, 이 연료 전지 세퍼레이터 성형용 조성물을 압축 성형하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a fuel cell separator according to the present invention includes the steps of preparing the fuel cell separator molding composition, and compression molding the fuel cell separator molding composition.

본 발명에 따른 연료 전지 세퍼레이터의 제조 방법은, 상기 연료 전지 세퍼레이터 성형용 조성물을 압축 성형함으로써 얻어지는 성형체의 표면 상에 개스킷을 형성하는 단계, 및 상기 개스킷이 중첩되어 있는 상기 성형체에 블라스트 처리를 행하는 단계를 더 포함할 수도 있다.A method for producing a fuel cell separator according to the present invention includes the steps of forming a gasket on a surface of a molded body obtained by compression molding the fuel cell separator molding composition, and performing a blast treatment on the molded body in which the gasket is overlapped. It may further include.

본 발명에 따른 연료 전지 세퍼레이터의 제조 방법은, 상기 블라스트 처리가 행해진 후의 상기 성형체의 표면에 친수화를 위한 표면 처리를 행하는 단계를 더 포함할 수도 있다.The manufacturing method of the fuel cell separator which concerns on this invention may further include the step of performing surface treatment for hydrophilization on the surface of the said molded object after the said blasting process is performed.

본 발명에 따른 연료 전지 세퍼레이터의 제조 방법에 있어서, 상기 표면 처리가, 플라즈마 처리, 상기 성형체의 표면에 오존 가스를 접촉시키는 처리 중, 적어도 어느 한쪽인 것이 바람직하다.In the manufacturing method of the fuel cell separator which concerns on this invention, it is preferable that the said surface treatment is at least either of a plasma process and the process which makes ozone gas contact the surface of the said molded object.

본 발명에 따른 연료 전지는, 상기 연료 전지 세퍼레이터를 구비한다.The fuel cell according to the present invention includes the fuel cell separator.

본 발명에 의하면, 수지 성분과 흑연 입자를 함유하는 연료 전지 세퍼레이터 성형용 조성물이 성형됨으로써, 기계적 강도가 높은 연료 전지 세퍼레이터를 얻을 수 있다. 또한, 이 연료 전지 세퍼레이터를 구비하는 연료 전지를 얻을 수 있다.According to this invention, the fuel cell separator with high mechanical strength can be obtained by shape | molding the composition for fuel cell separator molding containing a resin component and graphite particle. Moreover, the fuel cell provided with this fuel cell separator can be obtained.

도 1의 (a)는, 본 발명의 실시형태에 있어서의 연료 전지의 단위 셀을 개략적으로 나타낸 사시도이며, 도 1의 (b)는, 상기 단위 셀에 있어서의 연료 전지 세퍼레이터를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 있어서의, 개스킷이 사용되는 경우의 연료 전지의 단위 셀을 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 리모트 방식의 대기압 플라즈마 처리 장치의 일례를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 있어서의 연료 전지를 나타낸 사시도이다.FIG. 1A is a perspective view schematically showing a unit cell of a fuel cell in an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a perspective view schematically showing a fuel cell separator in the unit cell. to be.
2 is an exploded perspective view showing a unit cell of a fuel cell when a gasket is used in the embodiment of the present invention.
3 is a diagram schematically showing an example of a remote atmospheric plasma processing apparatus.
4 is a perspective view showing a fuel cell in an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시형태를 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

연료 전지 세퍼레이터(이하, 세퍼레이터라고 함)를 제조하기 위해 사용되는 세퍼레이터 성형용 조성물(이하, 성형용 조성물이라고 함)은, 수지 성분 및 흑연 입자를 함유한다.The composition for molding a separator (hereinafter, referred to as a molding composition) used for producing a fuel cell separator (hereinafter referred to as a separator) contains a resin component and graphite particles.

성형용 조성물은, 제1 아민 및 제2 아민을 함유하지 않는 것이 바람직하다. 즉, 이 성형용 조성물이, 치환기 -NH 및 -NH₂를 가지는 화합물을 함유하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 성형용 조성물은 제3 아민을 함유하지 않는 것이 바람직하다. 이와 같이 성형용 조성물이 아민을 함유하지 않게 되면, 성형용 조성물로부터 형성되는 세퍼레이터가 연료 전지 중의 백금 촉매를 피독(被毒)하지 않게 되어, 연료 전지가 장시간 사용되는 경우 기전력의 저하가 억제된다.It is preferable that the composition for shaping | molding does not contain a 1st amine and a 2nd amine. That is, it is preferable for these molding compositions, which do not contain a compound having a substituent group -NH and -NH _2. In addition, it is preferable that the molding composition does not contain a third amine. In this way, when the molding composition does not contain an amine, the separator formed from the molding composition does not poison the platinum catalyst in the fuel cell, and the decrease in electromotive force is suppressed when the fuel cell is used for a long time.

성형용 조성물에 함유되는 수지 성분은, 열가소성 수지와 열경화성 수지 중 어느 하나라도 된다.The resin component contained in the composition for molding may be either a thermoplastic resin or a thermosetting resin.

열가소성 수지로서는, 예를 들면, 폴리페닐렌 설파이드 수지, 폴리프로필렌 수지 등이 있다.As a thermoplastic resin, polyphenylene sulfide resin, a polypropylene resin, etc. are mentioned, for example.

열경화성 수지가 사용되는 경우, 이 열경화성 수지는 에폭시 수지와 열경화성 페놀 수지 중 적어도 한쪽을 함유하는 것이 바람직하다. 에폭시 수지 및 열경화성 페놀 수지는 양호한 용융 점도를 가지며, 또한 불순물이 적고, 특히 이온성 불순물이 적은 점에서 우수하다.When a thermosetting resin is used, it is preferable that this thermosetting resin contains at least one of an epoxy resin and a thermosetting phenol resin. Epoxy resins and thermosetting phenol resins are excellent in that they have a good melt viscosity, are low in impurities, and particularly low in ionic impurities.

열경화성 수지 전체량에 대한 에폭시 수지 및 열경화성 페놀 수지의 함유량은, 50∼100 질량%의 범위에 있는 것이 바람직하다. 열경화성 수지가 에폭시 수지만을 포함하거나, 열경화성 페놀 수지만을 포함하거나, 또는 에폭시 수지와 열경화성 페놀 수지만을 포함하고 있는 것이 특히 바람직하다.It is preferable that content of the epoxy resin and the thermosetting phenol resin with respect to thermosetting resin whole quantity exists in the range of 50-100 mass%. It is particularly preferable that the thermosetting resin contains only epoxy resin, only thermosetting phenol resin, or contains only epoxy resin and thermosetting phenol resin.

에폭시 수지는, 고형상(固形狀)인 것이 바람직하고, 특히 이 에폭시 수지의 융점이, 70∼90 ℃의 범위인 것이 바람직하다. 이에 따라, 재료의 변화가 적어져서, 성형 시의 성형용 조성물의 취급성이 향상된다. 이 융점이 70℃ 미만이면, 성형용 조성물 중에 응집이 쉽게 생겨, 취급성이 저하될 우려가 있다. 또한, 에폭시 수지로서 용융 점도가 낮은 점도의 수지가 선택되면, 성형용 조성물이 양호한 성형성이 유지되면서, 성형용 조성물 및 세퍼레이터 중에 흑연 입자가 고충전될 수 있다. 그리고, 전술한 작용이 발휘되는 범위 내에서, 에폭시 수지의 일부가 액상이라도 된다.It is preferable that an epoxy resin is solid form, and it is especially preferable that melting | fusing point of this epoxy resin is the range of 70-90 degreeC. Thereby, the change of a material decreases and the handleability of the composition for shaping | molding at the time of shaping | molding improves. If this melting | fusing point is less than 70 degreeC, aggregation will arise easily in the composition for shaping | molding, and there exists a possibility that handleability may fall. In addition, when a resin having a low melt viscosity is selected as the epoxy resin, graphite particles may be highly charged in the molding composition and the separator while the molding composition is maintained in good moldability. And a part of epoxy resin may be liquid in the range which the above-mentioned action is exhibited.

에폭시 수지로서는, 오르토 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 비페니렌 골격을 가지는 페놀 아르알킬형 에폭시 수지 등이, 사용되는 것이 바람직하다. 이 오르토 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀형 에폭시 수지, 비페니렌 골격을 가지는 페놀 아르알킬형 에폭시 수지는, 양호한 용융 점도를 가지는 동시에 불순물이 적고, 특히 이온성 불순물이 적은 점에서 우수하다.As an epoxy resin, what is used is an ortho cresol novolak-type epoxy resin, a bisphenol-type epoxy resin, a biphenyl type epoxy resin, the phenol aralkyl type epoxy resin which has a biphenylene frame | skeleton, etc. are used. This ortho cresol novolak-type epoxy resin, bisphenol-type epoxy resin, and the phenol aralkyl type epoxy resin which has a biphenylene frame | skeleton are excellent at the point which has favorable melt viscosity and few impurities, and especially few ionic impurities.

또한, 특히 에폭시 수지가, 오르토 크레졸 노볼락형 에폭시 수지만으로 이루어지는 에폭시 수지 성분을 포함하거나, 또는 오르토 크레졸 노볼락형 에폭시 수지와 비스페놀형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 비페니렌 골격을 가지는 페놀 아르알킬형 에폭시 수지로부터 선택되는 적어도 1종으로 이루어지는 에폭시 수지 성분을 포함하는 것이 바람직하다. 오르토 크레졸 노볼락형 에폭시 수지가 필수적인 성분이면, 성형용 조성물의 성형성이 향상되고, 또한 세퍼레이터의 내열성이 향상된다. 또한, 제조 비용이 저감될 수 있다. 에폭시 수지 성분 중의 오르토 크레졸 노볼락형 에폭시 수지의 비율은, 상기 성형성의 향상, 세퍼레이터의 내열성의 향상, 제조 비용 저감의 관점에서, 50∼100 질량%의 범위인 것이 바람직하고, 특히 50∼70 질량%의 범위인 것이 바람직하다.Moreover, especially an epoxy resin contains the epoxy resin component which consists only of an ortho cresol novolak-type epoxy resin, or the phenol which has an ortho cresol novolak-type epoxy resin, a bisphenol-type epoxy resin, a biphenyl type epoxy resin, and a biphenylene frame | skeleton. It is preferable that the epoxy resin component which consists of at least 1 sort (s) chosen from aralkyl type epoxy resin is included. If an ortho cresol novolak-type epoxy resin is an essential component, the moldability of the composition for shaping | molding improves and the heat resistance of a separator will improve. In addition, manufacturing costs can be reduced. It is preferable that the ratio of the ortho cresol novolak-type epoxy resin in an epoxy resin component is 50-100 mass% from a viewpoint of the said moldability improvement, the heat resistance improvement of a separator, and manufacturing cost reduction, Especially 50-70 mass It is preferable that it is the range of%.

오르토 크레졸 노볼락형 에폭시 수지와 함께, 비스페놀형 에폭시 수지나 비페닐형 에폭시 수지나 비페니렌 골격을 가지는 페놀 아르알킬형 에폭시 수지가 병용되는 것도 바람직하다. 이 경우에, 성형용 조성물의 용융 점도가 더욱 저감되고, 또한 박형의 세퍼레이터가 제작되는 경우에는 그 인성(靭性)이 향상될 수 있다.It is also preferable to use together a phenol aralkyl type epoxy resin which has a bisphenol type epoxy resin, a biphenyl type epoxy resin, and a biphenylene skeleton with an ortho cresol novolak-type epoxy resin. In this case, when the melt viscosity of the molding composition is further reduced, and a thin separator is produced, its toughness can be improved.

특히 비스페놀 F형 에폭시 수지가 사용되면 성형용 조성물의 점도가 저감되어, 성형용 조성물의 성형성이 특히 높아진다. 이 경우의 에폭시 수지 성분 중의 비스페놀 F형 에폭시 수지의 함유량은, 30∼50 질량%의 범위인 것이 바람직하다.In particular, when bisphenol F-type epoxy resin is used, the viscosity of the molding composition is reduced, and the moldability of the molding composition is particularly high. It is preferable that content of the bisphenol F-type epoxy resin in the epoxy resin component in this case is 30-50 mass%.

또한, 비페닐형 에폭시 수지가 사용되면, 이 비페닐형 수지는 용융 점도가 낮기 때문에, 성형용 조성물의 유동성이 현저하게 향상되며, 성형용 조성물의 박형 성형성이 특히 향상된다. 이 경우의 에폭시 수지 성분 중의 비페닐형 에폭시 수지의 함유량은 30∼50 질량%의 범위인 것이 바람직하다.Moreover, when a biphenyl type epoxy resin is used, since this biphenyl type resin has low melt viscosity, the fluidity | liquidity of the composition for shaping | molding is improved remarkably, and the thin moldability of the shaping | molding composition improves especially. It is preferable that content of the biphenyl type epoxy resin in the epoxy resin component in this case is 30-50 mass%.

또한, 비페니렌 골격을 가지는 페놀 아르알킬형 에폭시 수지가 사용되면, 세퍼레이터의 강도 및 인성이 향상되고, 또한 세퍼레이터의 흡습성이 저감될 수 있다. 그러므로, 세퍼레이터의 기계적 특성, 도전성, 및 장기 사용시의 특성의 안정성이 향상된다. 이 경우의 에폭시 수지 성분 중의 비페니렌 골격을 가지는 페놀 아르알킬형 에폭시 수지의 비율은, 30∼50 질량%의 범위인 것이 바람직하다.In addition, when a phenol aralkyl type epoxy resin having a biphenylene skeleton is used, the strength and toughness of the separator can be improved, and the hygroscopicity of the separator can be reduced. Therefore, the mechanical properties of the separator, the conductivity, and the stability of the properties during long-term use are improved. It is preferable that the ratio of the phenol aralkyl type epoxy resin which has a biphenylene frame | skeleton in the epoxy resin component in this case is 30-50 mass%.

성형용 조성물 중의 열경화성 수지 전체량에 대한 에폭시 수지 성분의 함유량은 50∼100 질량%의 범위에 있는 것이 바람직하다.It is preferable that content of the epoxy resin component with respect to the thermosetting resin whole quantity in the composition for shaping | molding exists in the range of 50-100 mass%.

상기 에폭시 수지 성분은, 열경화성 수지 중의 에폭시 수지 중 적어도 일부로서, 성형용 조성물 중에 함유된다. 즉, 이 에폭시 수지 성분 이외의 다른 열경화성 수지로서, 예를 들면, 상기 에폭시 수지 성분 이외의 에폭시 수지, 열경화성 페놀 수지, 비닐 에스테르 수지, 폴리이미드 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 디알릴 프탈레이트 수지 등으로부터 선택되는 1종류 또는 복수 종류의 수지가 사용될 수도 있다. 단, 에스테르 결합을 포함하는 수지는 내산성 환경 하에서 가수분해될 우려가 있으므로, 사용되지 않는 것이 바람직하다. 또한, 열경화성 수지로서, 세퍼레이터의 내열성이나 내산성의 향상에 기여하는 점에서, 폴리이미드 수지도 적합하다. 폴리이미드 수지로서는, 특히 비스말레이미드 수지 등이 사용되는 것도 바람직하고, 예를 들면, 4,4-디아미노디페닐비스말레이미드가 사용되는 것이 바람직하다. 4,4-디아미노디페닐비스말레이미드가 사용되면 세퍼레이터의 내열성이 더욱 향상된다.The said epoxy resin component is contained in the composition for shaping | molding as at least one part of the epoxy resin in a thermosetting resin. That is, as other thermosetting resins other than this epoxy resin component, it selects from epoxy resins other than the said epoxy resin component, thermosetting phenol resin, vinyl ester resin, polyimide resin, unsaturated polyester resin, diallyl phthalate resin, etc., for example. One type or plural kinds of resins may be used. However, since the resin containing an ester bond may be hydrolyzed in an acid resistant environment, it is preferable that it is not used. Moreover, as a thermosetting resin, since it contributes to the improvement of heat resistance and acid resistance of a separator, polyimide resin is also suitable. It is preferable that especially bismaleimide resin etc. are used as polyimide resin, For example, it is preferable that 4, 4- diamino diphenyl bismaleimide is used. When 4, 4- diamino diphenyl bismaleimide is used, the heat resistance of a separator will further improve.

열경화성 페놀 수지가 사용되는 경우에는, 특히 개환 중합에 의해 중합 반응이 진행하는 페놀 수지가 사용되는 것이 바람직하다. 이와 같은 페놀 수지로서는, 예를 들면, 벤조옥사딘 수지 등이 있다. 이 경우에는, 성형용 조성물의 성형 공정에서 탈수에 의한 가스가 발생하지 않기 때문에 성형 제품 중에 보이드(void)가 발생하지 않으며, 그러므로 세퍼레이터의 가스 투과성의 저하가 억제된다. 또한, 레졸형 페놀 수지가 사용되는 것도 바람직하며, 예를 들면, 13C-NMR 분석으로, 오르토-오르토 25∼35 %, 오르토 파라 60∼70 %, 파라-파라 5∼10 %의 구조를 가지는 레졸형 페놀 수지가 사용되는 것이 바람직하다. 레졸 수지는 통상 액상이지만, 레졸형 페놀 수지의 연화점은 용이하게 조정될 수 있기 때문에, 융점이 70∼90 ℃의 레졸형 페놀 수지를 용이하게 얻을 수 있다. 융점이 70∼90 ℃인 레졸형 페놀 수지가 사용됨으로써, 성형용 조성물의 변질이 억제되고, 성형 시의 성형용 조성물의 취급성이 향상된다. 이 융점이 70℃ 미만이면, 성형용 조성물 중 응집이 생기기 쉽게 되어, 성형용 조성물의 취급성이 저하될 우려가 있다.When a thermosetting phenol resin is used, it is especially preferable that the phenol resin to which a polymerization reaction advances by ring-opening polymerization is used. As such a phenol resin, a benzooxadine resin etc. are mentioned, for example. In this case, since no gas due to dehydration is generated in the molding step of the molding composition, voids are not generated in the molded product, and therefore, a decrease in gas permeability of the separator is suppressed. It is also preferable to use a resol-type phenolic resin, for example, by 13C-NMR analysis, ortho-ortho 25-35%, ortho para 60-70%, para-para 5-10% It is preferable that a sol type phenol resin is used. Although the resol resin is usually liquid, the softening point of the resol-type phenol resin can be easily adjusted, so that the resol type phenol resin having a melting point of 70 to 90 ° C can be easily obtained. By using the resol type phenol resin whose melting | fusing point is 70-90 degreeC, alteration of the composition for shaping | molding is suppressed and the handleability of the composition for shaping | molding at the time of shaping | molding improves. If this melting | fusing point is less than 70 degreeC, it will become easy to aggregate in the composition for shaping | molding, and there exists a possibility that the handleability of the composition for shaping | molding may fall.

또한, 에폭시 수지 및 열경화성 페놀 수지 이외의 다른 수지가 병용되어도 된다. 예를 들면, 폴리이미드 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스테르수지, 디알릴프탈레이트 수지 등으로부터 선택되는 1종 또는 복수 종의 수지가 사용될 수도 있다. 단, 에스테르 결합을 포함하는 수지는 내산성 환경 하에서 가수분해될 우려가 있기 때문에, 사용되지 않는 것이 바람직하다.Moreover, other resins other than an epoxy resin and a thermosetting phenol resin may be used together. For example, one or a plurality of resins selected from polyimide resins, melamine resins, unsaturated polyester resins, diallyl phthalate resins and the like may be used. However, since the resin containing an ester bond may be hydrolyzed in an acid resistant environment, it is preferable that it is not used.

또한, 열경화성 수지로서, 세퍼레이터의 내열성이나 내산성의 향상에 기여하는 점에서, 폴리이미드 수지도 적합하다. 이와 같은 폴리이미드 수지로서는, 특히 비스말레이미드 수지 등도 바람직하고, 그 구체예로서, 예를 들면, 4,4-디아미노디페닐비스말레이미드가 있다. 이와 같은 수지가 병용됨으로써, 세퍼레이터의 내열성이 더욱 향상될 수 있다.Moreover, as a thermosetting resin, since it contributes to the improvement of heat resistance and acid resistance of a separator, polyimide resin is also suitable. As such a polyimide resin, bismaleimide resin etc. are also especially preferable, As a specific example, 4, 4- diamino diphenyl bis maleimide is mentioned. By using such resin together, the heat resistance of a separator can be improved further.

에폭시 수지가 사용되는 경우, 수지 성분은 경화제를 함유하는 것이 바람직하며, 이 경화제는 페놀계 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 이 페놀계 화합물로서는, 노볼락형 페놀 수지, 크레졸 노볼락형 페놀 수지, 다관능 페놀 수지, 아르알킬 변성 페놀 수지 등을 예로 들 수 있다.When an epoxy resin is used, it is preferable that a resin component contains a hardening | curing agent, and it is preferable that this hardening | curing agent contains a phenol type compound. As this phenol type compound, a novolak-type phenol resin, a cresol novolak-type phenol resin, a polyfunctional phenol resin, an aralkyl modified phenol resin, etc. are mentioned.

경화제의 전체량에 대한 페놀계 화합물의 함유량은, 에폭시 수지의 사용량에 의존하여 결정된다. 또한, 경화제가 페놀계 화합물만으로 이루어져 있으면 특히 바람직하다.Content of the phenol type compound with respect to the whole amount of a hardening | curing agent is determined depending on the usage-amount of an epoxy resin. Moreover, it is especially preferable if a hardening | curing agent consists only of a phenolic compound.

또한, 성형용 조성물의 고형분 (휘발성 성분을 제외한 성분) 중의 열경화성 수지와 경화제의 함유량은, 그 합계량이 14∼24.1 질량%의 범위인 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the total amount of thermosetting resin and hardening | curing agent in solid content (components other than a volatile component) of the composition for shaping | molding is the range of 14-24.1 mass% in the total amount.

페놀계 화합물 이외의 경화제가 사용되는 경우, 경화제로서 비(非)아민계의 화합물이 사용되는 것이 바람직하다. 이 경우에, 세퍼레이터의 전기 전도도가 높은 상태로 유지되며, 또한 연료 전지의 촉매의 피독이 억제된다. 경화제로서 산무수물계의 화합물이 이용되지 않는 것이 바람직하다. 산무수물계의 화합물이 사용되는 경우에는 경화물이 황산 산성 환경 하 등의 산성 환경 하에서 가수분해되어, 세퍼레이터의 전기 전도도의 저하가 일으키거나, 세퍼레이터로부터의 불순물의 용출이 증대할 우려가 있다.When hardening agents other than a phenol type compound are used, it is preferable that a non-amine type compound is used as a hardening agent. In this case, the electrical conductivity of the separator is maintained in a high state, and poisoning of the catalyst of the fuel cell is suppressed. It is preferable that an acid anhydride type compound is not used as a hardening | curing agent. When an acid anhydride compound is used, the cured product may be hydrolyzed under an acidic environment such as sulfuric acid or the like, resulting in a decrease in the electrical conductivity of the separator or an increase in the elution of impurities from the separator.

열경화성 수지로서 에폭시 수지가 사용되는 경우에는, 열경화성 수지의 에폭시 수지와, 경화제의 페놀계 화합물은, 상기 페놀계 화합물에 대한 상기 에폭시 수지의 당량비가 0.8∼1.2의 범위로 되도록 배합되는 것이 바람직하다.When an epoxy resin is used as a thermosetting resin, it is preferable that the epoxy resin of a thermosetting resin and the phenolic compound of a hardening | curing agent are mix | blended so that the equivalence ratio of the said epoxy resin with respect to the said phenolic compound may be in the range of 0.8-1.2.

또한, 흑연 입자는, 세퍼레이터의 전기 비저항을 저감시켜 세퍼레이터의 도전성을 향상시킨다. 흑연 입자는, 높은 도전성을 가진다면, 특별히 제한없이 사용된다. 예를 들면, 메소카본 마이크로 비즈(mesocarbon micro beads) 등과 같은 탄소질의 흑연화에 의해 얻어지는 흑연 입자, 석탄계 코크스나 석유계 코크스가 흑연화됨으로써 얻어지는 흑연 입자, 흑연 전극이나 특수 탄소 재료의 가공분(加工粉), 천연 흑연, 키쉬 흑연(kish graphite), 팽창 흑연 등의 적절한 흑연 입자가 사용될 수 있다. 이와 같은 흑연 입자는, 1종만 사용될 수도 있고, 복수 종류가 병용될 수도 있다.In addition, the graphite particles reduce the electrical resistivity of the separator and improve the conductivity of the separator. Graphite particles are used without particular limitation as long as they have high conductivity. For example, graphite particles obtained by carbonaceous graphitization, such as mesocarbon micro beads, graphite particles obtained by graphitizing coal-based coke or petroleum-based coke, and processed powders of graphite electrodes or special carbon materials. Iii), suitable graphite particles such as natural graphite, kish graphite, expanded graphite and the like can be used. Only 1 type may be used for such a graphite particle, and multiple types may be used together.

흑연 입자는, 인조 흑연 가루, 천연 흑연 가루 중 어느 하나일 수 있다. 천연 흑연 가루는 도전성이 높은 이점을 가지고, 그리고 인조 흑연 가루는 천연 흑연 가루에 비해 도전성은 다소 뒤떨어지지만, 이방성이 적은 이점이 있다.The graphite particles may be any one of artificial graphite powder and natural graphite powder. Natural graphite powder has an advantage of high conductivity, and artificial graphite powder has an advantage of somewhat inferior to natural graphite powder, but has an advantage of low anisotropy.

흑연 입자는, 천연 흑연 가루, 인조 흑연 가루의 어느 경우에도, 정제되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 흑연 입자 중의 회분(灰分)이나 이온성 불순물이 적으므로, 세퍼레이터로부터의 불순물의 용출이 억제된다. 흑연 입자에 있어서의 회분은 0.05 질량% 이하인 것이 바람직하고, 회분이 0.05 질량%를 초과하면, 세퍼레이터가 사용됨으로써 제작되는 연료 전지의 특성이 저하될 우려가 있다.It is preferable that the graphite particle is refine | purified also in any case of natural graphite powder and artificial graphite powder. In this case, since there are few ashes and ionic impurities in graphite particle, the elution of an impurity from a separator is suppressed. It is preferable that ash content in graphite particle is 0.05 mass% or less, and when ash content exceeds 0.05 mass%, there exists a possibility that the characteristic of the fuel cell produced by using a separator may fall.

흑연 입자의 평균 입경은 15∼100 ㎛의 범위인 것이 바람직하다. 이 평균 입경이 10㎛ 이상이면, 성형용 조성물의 성형성이 향상되고, 평균 입경이 100㎛ 이하로 됨으로써 세퍼레이터의 표면 평활성이 향상된다. 성형성 향상을 위해서는, 특히 상기 평균 입경이 30㎛ 이상인 것이 바람직하고, 또한 세퍼레이터의 표면 평활성이 특히 향상되어 후술하는 바와 같이 세퍼레이터의 표면의 산술 평균 높이 Ra(JIS B0601：2001)가 0.4∼1.6 ㎛의 범위, 특히 1.0㎛ 미만이 되기 위해서는 상기 평균 입경이 70㎛ 이하인 것이 바람직하다.It is preferable that the average particle diameter of graphite particle is the range of 15-100 micrometers. If this average particle diameter is 10 micrometers or more, the moldability of the composition for shaping | molding improves and an average particle diameter becomes 100 micrometers or less, and the surface smoothness of a separator improves. In order to improve moldability, it is preferable that the said average particle diameter is 30 micrometers or more especially, and the surface smoothness of a separator improves especially, and the arithmetic mean height Ra (JIS B0601: 2001) of the surface of a separator is 0.4-1.6 micrometer especially as mentioned later. In order to become less than 1.0 micrometer in particular, it is preferable that the said average particle diameter is 70 micrometers or less.

특히 박형의 세퍼레이터가 제작되는 경우에는, 흑연 입자는 100 메쉬의 체(seiving)(메쉬 크기 150㎛)를 통과하는 입경을 가지는 것이 바람직하다. 이 흑연 입자 중에 100 메시의 체를 통과하지 않은 입자가 포함되어 있으면, 성형용 조성물 중에 입경이 큰 흑연 입자가 혼입되어, 특히 성형용 조성물이 박형의 시트형으로 성형될 때의 성형성이 저하된다.In particular, in the case where a thin separator is produced, the graphite particles preferably have a particle size passing through a 100-mesh sieve (mesh size 150 µm). When the graphite particles contain particles that do not pass through a 100-mesh sieve, graphite particles having a large particle size are mixed in the molding composition, and in particular, moldability when the molding composition is molded into a thin sheet form is reduced.

흑연 입자의 어스펙트비는 10 이하인 것이 바람직하고, 이 경우에, 세퍼레이터에 이방성이 발생하는 것이 억제됨과 더불어 휨 등의 변형도 억제된다.It is preferable that the aspect ratio of graphite particle | grains is 10 or less, In this case, while generating anisotropy in a separator is suppressed, distortion, such as curvature, is also suppressed.

그리고, 세퍼레이터의 이방성의 저감을 위하여, 세퍼레이터의 성형 시의 성형용 조성물의 유동 방향과, 이 유동 방향에 대하여 직교하는 방향 사이에서의 접촉 저항의 비가, 2 이하로 되는 것이 바람직하다.And in order to reduce the anisotropy of a separator, it is preferable that ratio of the contact resistance between the flow direction of the composition for shaping | molding at the time of shaping of a separator, and the direction orthogonal to this flow direction becomes two or less.

흑연 입자 전체는, 특히 2종 이상의 입도 분포를 가지는 것, 즉 흑연 입자 전체가 평균 입경이 상이한 2종 이상의 입자군의 혼합물인 것도 바람직하다. 본 명세서에 있어서, 입자군이란, 흑연 입자 전체 중 적어도 일부를 구성하는 복수의 입자의 집합을 의미한다. 흑연 입자 전체가, 특히 평균 입경 1∼50 ㎛의 범위의 입자군과 평균 입경 30∼100 ㎛의 입자군의 혼합물인 것이 바람직하다. 이와 같은 입도 분포를 가지는 흑연 입자가 사용되면, 입경의 큰 입자는 표면적이 작으므로, 수지 성분의 함유량이 소량이라도 성형용 조성물의 혼련이 가능하게 될 것으로 기대된다. 또한, 입경이 작은 입자에 의해 입자끼리의 접촉성이 향상되고, 또한 세퍼레이터의 강도 향상도 기대되며, 이로써, 세퍼레이터의 밀도의 향상, 도전성의 향상, 가스 불투과성의 향상, 강도의 향상 등의 성능 향상을 도모할 수 있다. 평균 입경 1∼50 ㎛의 입자군과 평균 입경 30∼100 ㎛의 입자군의 혼합비는, 적절하게 조정될 수 있지만, 전자 대 후자의 혼합 질량비가 40：60∼90：10, 65：35∼85：15인 것이 특히 바람직하다.It is preferable that especially the whole graphite particle has 2 or more types of particle size distribution, ie, the whole graphite particle is a mixture of 2 or more types of particle groups from which an average particle diameter differs. In this specification, a particle group means the aggregation of the some particle which comprises at least one part of the whole graphite particle. It is preferable that especially the whole graphite particle is a mixture of the particle group of the range of 1-50 micrometers of average particle diameters, and the particle group of 30-100 micrometers of average particle diameters. When graphite particles having such a particle size distribution are used, large particles having a particle size have a small surface area, and therefore, it is expected that kneading of the molding composition may be possible even if the content of the resin component is small. In addition, the particles having a small particle diameter improve the contact between the particles, and also improve the strength of the separator. As a result, the performance of improving the density of the separator, improving the conductivity, improving the gas impermeability, improving the strength, etc. Improvement can be aimed at. Although the mixing ratio of the particle group with an average particle diameter of 1-50 micrometers and the particle group with an average particle diameter of 30-100 micrometers can be adjusted suitably, the mixture mass ratio of the former to the latter is 40: 60-90: 10, 65: 35-85: It is especially preferable that it is 15.

그리고, 흑연 입자의 평균 입경은, 레이저 회절·산란식 입도 분석계(닛키소 가부시키가이샤에서 제조한 마이크로 트랙 MT3000II 시리즈 등)로 레이저 회절 산란법에 의해 측정되는 체적 평균 입경이다.The average particle diameter of the graphite particles is a volume average particle diameter measured by a laser diffraction scattering method with a laser diffraction scattering particle size analyzer (Microtrack MT3000II series manufactured by Nikkiso Corporation).

성형용 조성물 중의 흑연 입자에는, 평균 압축 강도 15 MPa 이상의 입자군이 포함되어 있다. 평균 압축 강도란, 입자군을 구성하는 입자의 압축 강도의 평균값이다. 평균 압축 강도의 도출 시에는, 입자군으로부터 임의로 선택되는 적어도 10개의 입자에 대하여 압축 강도를 측정하고, 이 값의 평균값을 평균 압축 강도로 해도 된다. 입자의 압축 강도의 측정 시에는, 먼저 입자가 2개의 압자 사이에서 압축되고, 입자의 변형량(압자의 변위량)의 변화가 측정된다. 입자가 파괴됨으로써 입자의 변형량의 증가 비율이 급격하게 변화된 시점에서의 압축력이, 입자의 파괴 압축력이 된다. 이 압축력(P) 및 입자의 입자 직경(d)에 기초하여, 입자의 압축 강도(St)가, St = 2.8P/πd²의 식으로부터 도출된다. 입자의 파괴 압축력은, 예를 들면, 가부시키가이샤 시마즈 제작소에서 제조한 미소 압축 시험기(MCT-211 시리즈, MCT-500 시리즈 등) 등으로 측정된다.Graphite particles in the molding composition contain a particle group having an average compressive strength of 15 MPa or more. An average compressive strength is an average value of the compressive strength of the particle | grains which comprise a particle group. In deriving the average compressive strength, the compressive strength is measured for at least 10 particles arbitrarily selected from the particle group, and the average value of the value may be the average compressive strength. In the measurement of the compressive strength of the particles, the particles are first compressed between two indenters, and a change in the amount of deformation (displacement amount of the indenter) of the particles is measured. When the particles are destroyed, the compressive force at the time when the rate of increase of the amount of deformation of the particles changes sharply becomes the breaking compressive force of the particles. Based on the compressive force P and the particle diameter d of the particles, the compressive strength St of the particles is derived from the equation St = 2.8 P / πd ² . The breaking compressive force of the particles is measured by, for example, a micro compression tester (MCT-211 series, MCT-500 series, etc.) manufactured by Shimadzu Corporation.

흑연 입자 전체 중에 평균 압축 강도 15 MPa 이상의 입자군이 포함되어 있으면, 세퍼레이터의 기계적 강도가 크게 향상된다. 이 평균 압축 강도의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 평균 압축 강도가 높을수록 세퍼레이터의 기계적 강도가 향상된다. 단, 본 발명자들이 확인한 압축 강도의 최대값은 51 MPa이며, 이에 기초한 바로는, 평균 압축 강도의 이론상의 최대값은 51 MPa, 실용상의 최대값은 40 MPa, 입수 용이성을 고려한 최대값은 37 MPa이다. 특히, 흑연 입자 전체의 평균 압축 강도가 15 MPa 이상이면, 세퍼레이터의 기계적 강도가 현저하게 향상된다.If the graphite group includes a particle group having an average compressive strength of 15 MPa or more, the mechanical strength of the separator is greatly improved. The upper limit of the average compressive strength is not particularly limited, and the higher the average compressive strength, the higher the mechanical strength of the separator. However, the maximum value of the compressive strength confirmed by the present inventors was 51 MPa. Based on this, the theoretical maximum value of the average compressive strength was 51 MPa, the practical maximum value was 40 MPa, and the maximum value considering the availability was 37 MPa. to be. In particular, when the average compressive strength of the whole graphite particles is 15 MPa or more, the mechanical strength of the separator is remarkably improved.

성형용 조성물 중의 흑연 입자 전체 중에는, 평균 압축 강도가 상이한 복수의 입자군이 포함되어 있어도 된다. 그리고, 복수의 입자군의 평균 압축 강도가 모두 15 MPa 이상이면, 흑연 입자 전체의 평균 압축 강도도 15 MPa 이상으로 된다. 흑연 입자 전체 중에는 평균 압축 강도가 15 MPa 이상인 입자군과 평균 압축 강도가 15 MPa 미만인 입자군이 포함되어 있어도 된다. 이 경우에, 흑연 입자 전체에서는 평균 압축 강도가 15 MPa 이상으로 되는 것이 바람직하지만, 흑연 입자 전체의 평균 압축 강도가 15 MPa 미만이라도 된다. 단, 세퍼레이터의 기계적 강도 향상을 위해서는, 흑연 입자 전체의 평균 압축 강도가 15 MPa 미만이라고 하더라도, 흑연 입자 전체에 대한 이 흑연 입자 중의 압축 강도 15 MPa 이상의 입자의 개수의 비율이 15 질량% 이상인 것이 바람직하고, 20 질량% 이상이 더욱 바람직하며, 50 질량% 이상이 특히 바람직하다.In the whole graphite particle in the composition for shaping | molding, the some particle group from which an average compressive strength differs may be contained. And if the average compressive strength of a some particle group is all 15 MPa or more, the average compressive strength of the whole graphite particle also becomes 15 MPa or more. The whole graphite particle may contain the particle group whose average compressive strength is 15 MPa or more, and the particle group whose average compressive strength is less than 15 MPa. In this case, the average compressive strength of the entire graphite particles is preferably 15 MPa or more, but the average compressive strength of the whole graphite particles may be less than 15 MPa. However, in order to improve the mechanical strength of the separator, even if the average compressive strength of the whole graphite particles is less than 15 MPa, the ratio of the number of particles having a compressive strength of 15 MPa or more in the graphite particles to the whole graphite particles is preferably 15 mass% or more. 20 mass% or more is more preferable, and 50 mass% or more is especially preferable.

성형용 조성물 중의 흑연 입자의 비율은, 흑연 입자와 수지 성분의 합계량에 대하여 70∼85 질량%의 범위인 것이 바람직하다. 이와 같이 흑연 입자의 비율이 70 질량% 이상이면, 세퍼레이터에 충분히 우수한 도전성이 부여되고, 또한 세퍼레이터의 기계적 강도가 충분히 향상된다. 또한, 이 비율이 85 질량% 이하이면, 성형용 조성물에 충분히 우수한 성형성이 부여되고, 또한 세퍼레이터에 충분히 우수한 가스 투과성이 부여된다. 이 흑연 입자의 비율은 70∼80 질량%의 범위인 것이 더욱 바람직하다.It is preferable that the ratio of the graphite particle in the composition for shaping | molding is the range of 70-85 mass% with respect to the total amount of graphite particle and a resin component. Thus, when the ratio of graphite particle is 70 mass% or more, electroconductivity fully excellent in a separator will be provided and the mechanical strength of a separator will fully improve. Moreover, when this ratio is 85 mass% or less, the moldability excellent enough to a molding composition will be given, and the gas permeability fully excellent to a separator is provided. It is further more preferable that the ratio of this graphite particle is 70-80 mass%.

성형용 조성물은, 필요에 따라 경화 촉매, 왁스(이형제), 커플링제 등의 첨가제를 함유할 수도 있다.The molding composition may contain additives such as a curing catalyst, a wax (releasing agent) and a coupling agent as necessary.

경화 촉매(경화 촉진제)로서는, 특별히 제한되지 않지만, 성형용 조성물이 제1 아민 및 제2 아민을 함유하지 않기 위해서는, 비아민계 화합물이 사용되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 아민계의 디아미노디페닐메탄 등은 잔존물이 연료 전지의 촉매를 피독시킬 우려가 있으므로, 바람직하지 않다.Although it does not restrict | limit especially as a hardening catalyst (hardening accelerator), It is preferable that a non-amine type compound is used in order for a shaping | molding composition to not contain a 1st amine and a 2nd amine. For example, amine-based diaminodiphenylmethane is not preferable because the residue may poison the catalyst of the fuel cell.

경화 촉진제가 이미다졸을 포함하는 것도 바람직하다. 이미다졸이 사용되는 경우, 보존성의 관점에서 이미다졸은 액상이 아닌 것이 바람직하다. 또한, 시안을 포함하는 이미다졸은 극물(劇物)이므로, 시안을 포함하지 않는 이미다졸이 사용되는 것이 바람직하다. 또한, 성형 재료의 시차 주사 열량 측정에 의해 측정되는 발열 피크 온도가 150℃ 이상 180℃ 이하로 될 수 있는 이미다졸이 사용되는 것이 바람직하다. 이미다졸의 바람직한 구체예로서는, 2-메틸이미다졸(예를 들면, 시코쿠화성공업 가부시키가이샤에서 제조한 품번 2MZ-H), 2-운데실이미다졸(예를 들면, 시코쿠화성공업 가부시키가이샤에서 제조한 품번 C11Z), 2-헵타데실이미다졸(예를 들면, 시코쿠화성공업 가부시키가이샤에서 제조한 품번 C17Z), 2-페닐-4-메틸이미다졸(예를 들면, 시코쿠화성공업 가부시키가이샤에서 제조한 품번 2P4MZ), 1,2-디메틸이미다졸(예를 들면, 시코쿠화성공업 가부시키가이샤에서 제조한 품번 1.2DMZ), 2-에틸-4-메틸이미다졸(예를 들면, 시코쿠화성공업 가부시키가이샤에서 제조한 품번 2E4MZ), 1-벤질-2-메틸이미다졸(예를 들면, 시코쿠화성공업 가부시키가이샤에서 제조한 품번 1B2MZ), 1-벤질-2-페닐이미다졸(예를 들면, 시코쿠화성공업 가부시키가이샤에서 제조한 품번 1B2PZ), 2-페닐이미다졸이소시아눌산 부가물(예를 들면, 시코쿠화성공업 가부시키가이샤에서 제조한 품번 2PZ-OK), 에폭시-이미다졸 어덕트(예를 들면, 시코쿠화성공업 가부시키가이샤에서 제조한 품번 P-0505), 2,3-디하이드로-1H-피롤로[1,2-a]벤즈이미다졸(예를 들면, 시코쿠화성공업 가부시키가이샤에서 제조한 품번 TBZ) 등을 들 수 있다.It is also preferable that the curing accelerator comprises imidazole. When imidazole is used, it is preferable that imidazole is not liquid from a viewpoint of preservation. In addition, since the imidazole containing cyan is a foreign substance, it is preferable to use the imidazole which does not contain cyan. Moreover, it is preferable to use the imidazole which the exothermic peak temperature measured by the differential scanning calorimetry of a molding material can be 150 degreeC or more and 180 degrees C or less. As a preferable specific example of imidazole, 2-methylimidazole (for example, product number 2MZ-H manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.), 2-undecyl imidazole (for example, Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.) Part number C11Z manufactured by Kaisha, 2-heptadecylimidazole (for example, item number C17Z manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.), 2-phenyl-4-methylimidazole (for example, Shikoku Chemicals Product number 2P4MZ manufactured by Industrial Co., Ltd., 1,2-dimethylimidazole (for example, product number 1.2DMZ manufactured by Shikoku Chemical Co., Ltd.), 2-ethyl-4-methylimidazole (Example For example, part number 2E4MZ manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., 1-benzyl-2-methylimidazole (for example, part number 1B2MZ manufactured by Shikoku Kagaku Kogyo Co., Ltd.), 1-benzyl-2- Phenylimidazole (for example, part number 1B2PZ manufactured by Shikoku Chemical Co., Ltd.), 2-phenylimide Dazole isocyanuric acid adduct (for example, product number 2PZ-OK manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.), epoxy-imidazole adduct (for example, product No. P-0505 manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.) And 2,3-dihydro-1H-pyrrolo [1,2-a] benzimidazole (for example, product number TBZ manufactured by Shikoku Kagaku Kogyo Kogyo Co., Ltd.).

이미다졸로서, 특히 측정 개시 온도 30℃, 승온 속도 10℃／분, 유지 온도 120℃, 유지 온도에서의 유지 시간 30분의 조건에서 가열된 경우의 중량 감소가 5%이하이며, 또한 2번 위치에 탄화수소기를 가지는 치환 이미다졸이 사용되는 것이, 성형 재료의 보존 안정성이 향상되는 점에서 바람직하다. 또한, 특히 박형의 세퍼레이터가 제작되는 경우에는, 바니쉬상(varnish-like)으로 조제된 성형 재료로부터 시트형의 세퍼레이터가 형성될 때의 용제의 휘발성, 세퍼레이터의 평활성 등이 양호하게 된다. 이 치환 이미다졸로서 특히 2번 위치의 탄화수소기의 탄소수가 6∼17인 치환 이미다졸이 사용되는 것이 바람직하고, 그 구체예로서는, 2-운데실이미다졸, 2-헵타데실이미다졸, 2-페닐이미다졸, 1-벤질-2-페닐이미다졸 등을 들 수 있다. 이 중에서, 2-운데실이미다졸 및 2-헵타데실이미다졸이 매우 바람직하게 사용된다. 이들 화합물은 1종 단독으로 사용되거나, 또는 2종 이상이 병용된다. 이와 같은 치환 이미다졸의 함유량은 적절하게 조정되며, 이에 따라, 성형 경화 시간이 조정될 수 있다. 이 치환 이미다졸의 함유량은, 성형 재료 중의 에폭시 수지와 경화제의 합계량에 대하여, 0.5∼3 질량%의 범위인 것이 바람직하다.As imidazole, the weight reduction in particular when heated on conditions of 30 degreeC of measurement start temperature, 10 degreeC / min of heating rate, 120 degreeC of holding temperature, and 30 minutes of holding time at holding temperature is 5% or less, and is also 2nd position. It is preferable to use the substituted imidazole which has a hydrocarbon group in the point which improves the storage stability of a molding material. Moreover, especially when a thin separator is produced, the volatility of a solvent, smoothness of a separator, etc. at the time of forming a sheet | seat separator from the varnish-like molding material become favorable. As this substituted imidazole, it is preferable to use the substituted imidazole which has 6-17 carbon atoms of the hydrocarbon group of 2nd-position especially, As a specific example, 2-undecyl imidazole, 2-heptadecyl imidazole, 2 -Phenylimidazole, 1-benzyl-2-phenylimidazole, etc. are mentioned. Among these, 2-undecylimidazole and 2-heptadecylimidazole are very preferably used. These compounds are used individually by 1 type, or 2 or more types are used together. The content of such substituted imidazole is appropriately adjusted, whereby the molding curing time can be adjusted. It is preferable that content of this substituted imidazole is 0.5-3 mass% with respect to the total amount of the epoxy resin in a molding material, and a hardening | curing agent.

또한, 경화 촉매로서, 인계 화합물이 사용되는 것이 바람직하다. 인계 화합물과 상기 치환 이미다졸이 병용될 수도 있다. 인계 화합물의 일례로서, 트리페닐포스핀을 들 수 있다. 이와 같은 인계 화합물이 사용되면, 세퍼레이터로부터의 염소 이온의 용출이 억제된다.Moreover, it is preferable that a phosphorus compound is used as a hardening catalyst. A phosphorus compound and the said substituted imidazole may be used together. Triphenyl phosphine is mentioned as an example of a phosphorus compound. When such a phosphorus compound is used, elution of the chlorine ion from a separator is suppressed.

성형용 조성물은, 경화 촉진제로서 하기 [화학식 1]로 나타내는 화합물을 함유하는 것도 바람직하다. 이 경우에, 세퍼레이터의 내습성이 향상된다. 또한, 이 [화학식 1]로 나타내는 화합물은, 세퍼레이터의 유리 전이 온도(Tg)의 저하나, 열시 강성의 저하나, 연속 성형성의 악화 등을 일으키지 않는다. 오히려 이 [화학식 1]로 나타내는 화합물이 사용됨으로써, 세퍼레이터의 유리 전이 온도가 상승하고, 열시 강성이 향상되며, 나아가서는 성형용 조성물의 성형 시의 이형성이 향상되어 연속 성형성이 향상될 수 있다.It is also preferable that the composition for shaping | molding contains the compound represented by following [Formula 1] as a hardening accelerator. In this case, the moisture resistance of the separator is improved. In addition, the compound shown by this [Formula 1] does not cause the fall of the glass transition temperature (Tg) of a separator, the fall of thermal stiffness, deterioration of continuous formability, etc .. On the contrary, by using the compound represented by [Formula 1], the glass transition temperature of the separator is increased, the stiffness at the time of heat is improved, and further, the releasability at the time of molding the composition for molding can be improved and the continuous moldability can be improved.

[화학식 1][Formula 1]

또한, 상기 구조식 [화학식 1]로 나타내는 화합물로부터는, 이온성 불순물의 용출이 쉽게 생기지 않는다. 그러므로, 구조식 [화학식 1]로 나타내는 화합물이 사용됨으로써, 세퍼레이터로부터의 이온성 불순물의 용출이 억제되어, 불순물의 용출에 의한 연료 전지의 기동 전압 저하 등의 특성 저하가 억제된다. 구조식 [화학식 1]로 나타내는 화합물로부터 이온성 불순물의 용출이 쉽게 생기지 않는 것은, 이 화합물의 산해리 상수(pKa)가 작기 때문인 것으로 추측된다.In addition, elution of the ionic impurities does not easily occur from the compound represented by the structural formula [Formula 1]. Therefore, by using the compound represented by the structural formula [Formula 1], elution of the ionic impurities from the separator is suppressed, and deterioration of characteristics such as lowering of the starting voltage of the fuel cell due to elution of the impurities is suppressed. It is estimated that the elution of ionic impurities does not easily arise from the compound represented by structural formula [1] because the acid dissociation constant (pKa) of this compound is small.

구조식 [화학식 1]로 나타내는 화합물의 경화 촉진제 전체량에 대한 비율은, 20∼100 질량%의 범위인 것이 바람직하다. 이 비율이 20 질량% 미만이면, 세퍼레이터의 유리 전이 온도(Tg)의 상승이 충분하지 않을 우려가 있다.It is preferable that the ratio with respect to the hardening accelerator whole quantity of the compound represented by structural formula [Formula 1] is the range of 20-100 mass%. If this ratio is less than 20 mass%, there exists a possibility that the raise of the glass transition temperature (Tg) of a separator may not be enough.

이와 같은 경화 촉매의 함유량은 적절하게 조정되지만, 성형용 조성물 중의 에폭시 수지에 대하여 0.5∼3 질량부의 범위로 하는 것이 바람직하다.Although content of such a curing catalyst is adjusted suitably, it is preferable to set it as the range of 0.5-3 mass parts with respect to the epoxy resin in the composition for shaping | molding.

커플링제로서는, 특별히 제한되지 않지만, 성형용 조성물이 제1 아민 및 제2 아민을 함유하지 않기 위해서는, 아미노 실란은 사용되지 않는 것이 바람직하다. 아미노 실란이 사용되면, 연료 전지의 촉매가 피독될 우려가 있어 바람직하지 않다. 커플링제로서 머캅토 실란이 사용되지 않는 것도 바람직하다. 이 머캅토 실란이 사용되는 경우에도, 마찬가지로 연료 전지의 촉매가 피독될 우려가 있다.Although it does not restrict | limit especially as a coupling agent, In order that a composition for shaping | molding does not contain a 1st amine and a 2nd amine, it is preferable that an amino silane is not used. If amino silane is used, the catalyst of the fuel cell may be poisoned, which is not preferable. It is also preferable that mercapto silane is not used as the coupling agent. Even when this mercapto silane is used, there is a possibility that the catalyst of the fuel cell is poisoned.

커플링제의 예로서는, 실리콘계의 실란 화합물, 티타네이트계, 알루미늄계의 커플링제를 들 수 있다. 예를 들면, 실리콘계의 커플링제로서는, 에폭시 실란이 적합하다.Examples of the coupling agent include silicone-based silane compounds, titanate-based and aluminum-based coupling agents. For example, an epoxy silane is suitable as the silicone coupling agent.

에폭시 실란 커플링제가 사용되는 경우의 사용량은, 성형용 조성물의 고형분 중의 함유량이 0.5∼1.5 질량%가 되는 범위인 것이 바람직하다. 이 범위에서, 커플링제가 세퍼레이터의 표면에 블리딩(bleeding)하는 것을 충분히 억제할 수 있다.It is preferable that the usage-amount when an epoxy silane coupling agent is used is a range in which content in solid content of the composition for shaping | molding becomes 0.5-1.5 mass%. Within this range, the coupling agent can be sufficiently suppressed from bleeding on the surface of the separator.

커플링제는 흑연 입자의 표면에 미리 분무 등에 의해 부착되어 있어도 된다. 이러한 경우의 첨가량은, 흑연 입자의 비표면적과 커플링제의 단위 질량당 피복 가능 면적(커플링제에 의해 피복될 수 있는 면적)을 고려하여 적절하게 설정된다. 커플링제의 첨가량은, 특히 커플링제의 피복 가능 면적의 총량이 흑연 입자의 표면적의 총량의 0.5∼2 배의 범위가 되도록 조정되는 것이 바람직하다. 전술한 범위에서, 세퍼레이터의 표면에서의 커플링제의 블리딩이 충분히 억제되며, 이로써, 금형 표면의 오염이 억제된다.The coupling agent may be previously attached to the surface of the graphite particles by spraying or the like. The addition amount in such a case is appropriately set in consideration of the specific surface area of the graphite particles and the coatable area per unit mass of the coupling agent (area that can be covered by the coupling agent). It is preferable that especially the addition amount of a coupling agent adjusts so that the total amount of the coatable area of a coupling agent may be 0.5-2 times the total amount of the surface area of graphite particle | grains. In the above-described range, bleeding of the coupling agent on the surface of the separator is sufficiently suppressed, whereby contamination of the mold surface is suppressed.

왁스(내부 이형제)로서는, 특별히 제한되지 않지만, 120∼190 ℃에서 성형용 조성물 중의 열경화성 수지 및 경화제와 상용(相溶)되지 않고 상 분리하는 내부 이형제가 사용되는 것이 바람직하다. 이와 같은 내부 이형제로서, 폴리에틸렌 왁스, 카르나바 왁스, 및 장쇄 지방산계 왁스로부터 선택되는 적어도 1종을 예로 들 수 있다. 이와 같은 내부 이형제가 성형용 조성물의 성형 과정에서 열경화성 수지 및 경화제와 상 분리함으로써, 세퍼레이터의 이형성이 향상된다.Although it does not restrict | limit especially as a wax (internal mold release agent), It is preferable to use the internal mold release agent which phase-separates without compatibility with the thermosetting resin and hardening | curing agent in the composition for shaping | molding at 120-190 degreeC. As such an internal mold release agent, at least 1 sort (s) chosen from a polyethylene wax, a carnava wax, and a long chain fatty acid wax is mentioned. When such an internal mold release agent phase-separates with a thermosetting resin and a hardening | curing agent in the shaping | molding process of a composition for shaping | molding, mold release property of a separator improves.

내부 이형제의 함유량은, 세퍼레이터의 형상의 복잡성, 홈 깊이, 빼기 구배(draft taper) 등 금형면과의 이형성의 용이함 등에 따라 적절하게 설정되지만, 성형용 조성물 중의 고형분 전체량에 대하여 0.1∼2.5 질량%의 범위인 것이 바람직하다. 이 함유량이 0.1 질량% 이상이면, 금형 성형 시에 세퍼레이터가 충분한 이형성을 발휘하고, 또한 이 함유량이 2.5 질량% 이하이면, 세퍼레이터의 친수성이 충분히 높게 유지된다. 이 왁스의 함유량이 0.1∼1 질량%의 범위이면 더욱 바람직하고, 0.1∼0.5 질량%의 범위이면 특히 바람직하다.The content of the internal mold release agent is appropriately set depending on the complexity of the shape of the separator, the groove depth, the ease of mold release with the mold surface such as a draft taper, etc., but is 0.1 to 2.5% by mass based on the total amount of solids in the molding composition. It is preferable that it is the range of. If this content is 0.1 mass% or more, a separator will exhibit sufficient mold releasability at the time of metal mold shaping | molding, and if this content is 2.5 mass% or less, the hydrophilicity of a separator will remain high enough. The content of the wax is more preferably within the range of 0.1 to 1% by mass, and particularly preferably within the range of 0.1 to 0.5% by mass.

또한, 특히 박형의 세퍼레이터가 제작되는 경우에는, 성형용 조성물은 용제를 함유하는 액상(바니쉬상 및 슬러리상을 포함함)의 조성물이라도 된다. 용매로서는, 예를 들면, 메틸에틸케톤, 메톡시프로판올, N,N-디메틸포름아미드, 디메틸설폭시드 등의 극성 용매가 바람직하다. 용매는 1종만 상용되어도 되고, 2종 이상 병용되어도 된다. 용매의 사용량은, 시트형의 세퍼레이터가 제작될 때의 성형용 조성물의 성형성을 고려하여 적절히 설정되지만, 바람직하게는 성형용 조성물의 점도가 1000∼5000 cps의 범위가 되도록 조정된다. 그리고, 용매는 필요에 따라 사용될 수도 있으며, 성형용 조성물 중의 열경화성 수지가 액상 수지인 등의 이유로 성형용 조성물이 액상으로 조제되면, 용매가 사용되지 않아도 된다.Moreover, especially when a thin separator is produced, the composition for shaping | molding may be a composition of the liquid phase (including a varnish phase and a slurry phase) containing a solvent. As the solvent, for example, polar solvents such as methyl ethyl ketone, methoxypropanol, N, N-dimethylformamide and dimethyl sulfoxide are preferable. 1 type of solvents may be compatible and may be used together 2 or more types. Although the usage-amount of a solvent is set suitably in consideration of the moldability of the composition for shaping | molding when a sheet type separator is produced, Preferably it adjusts so that the viscosity of a composition for shaping may be in the range of 1000-5000 cps. And a solvent may be used as needed, and if a molding composition is prepared in a liquid state, for example, the thermosetting resin in a molding composition is a liquid resin, a solvent does not need to be used.

세퍼레이터 중의 이온성 불순물의 함유량은, 성형용 조성물 전체량에 대하여 질량 비율로 나트륨 함량 5 ppm 이하, 염소 함량 5 ppm 이하인 것이 바람직하다. 이를 위해서는 성형용 조성물의 이온성 불순물의 함유량이, 성형용 조성물 전체량에 대하여 질량 비율로 나트륨 함량 5 ppm 이하, 염소 함량 5 ppm 이하인 것이 바람직하다. 이 경우에, 세퍼레이터로부터의 이온성 불순물의 용출이 억제되고, 이에 따라 불순물의 용출에 의한 연료 전지의 기동 전압 저하 등의 특성 저하가 억제된다.It is preferable that content of the ionic impurity in a separator is 5 ppm or less of sodium content and 5 ppm or less of chlorine content in mass ratio with respect to the composition whole quantity for shaping | molding. For this purpose, it is preferable that content of the ionic impurity of a molding composition is 5 ppm or less of sodium content and 5 ppm or less of chlorine content by mass ratio with respect to the whole composition for molding. In this case, elution of the ionic impurity from the separator is suppressed, thereby deteriorating characteristics such as lowering the starting voltage of the fuel cell due to elution of the impurity.

세퍼레이터 및 성형용 조성물의 이온성 불순물의 함유량이 전술한 바와 같이 저감되기 위해서는, 성형용 조성물을 구성하는 열경화성 수지, 경화제, 흑연, 그 외에 첨가제 등의 각 성분의 각각의 이온성 불순물의 함유량이, 각 성분에 대하여 질량 비율로 나트륨 함량 5 ppm 이하, 염소 함량 5 ppm 이하인 것이 바람직하다.In order to reduce content of the ionic impurity of a separator and the composition for shaping | molding as mentioned above, content of each ionic impurity of each component, such as a thermosetting resin, a hardening | curing agent, graphite, and an additive which comprises the molding composition, It is preferable that it is 5 ppm or less of sodium content and 5 ppm or less of chlorine content by mass ratio with respect to each component.

이온성 불순물의 함유량은, 대상물(성형용 조성물, 열경화성 수지 등)로부터 용출된 이온성 불순물을 포함하는 추출물 중의 이온성 불순물의 양에 기초하여 도출된다. 추출수는, 이온 교환수 중에 대상물 10 g에 대하여 이온 교환수 100 ml의 비율로 되도록 투입된 상태에서, 이 이온 교환수 및 대상물이 90℃에서 50시간 가열됨으로써, 얻어진다. 추출수 중의 이온성 불순물은, 이온 크로마토그래피로 평가된다. 이 추출수 중의 이온성 불순물량이 대상물에 대한 질량비에 환산됨으로써, 대상물 중의 이온성 불순물의 양이 도출된다.Content of an ionic impurity is derived based on the quantity of the ionic impurity in the extract containing the ionic impurity eluted from the object (molding composition, thermosetting resin, etc.). Extraction water is obtained by heating this ion-exchange water and a target object at 90 degreeC for 50 hours, in the state which it injected | poured in ion-exchange water so that it may become a ratio of 100 ml of ion-exchange water with respect to 10g of objects. Ionic impurities in the extract water are evaluated by ion chromatography. The amount of the ionic impurity in this extract water is converted into the mass ratio with respect to the object, and the amount of the ionic impurity in the object is derived.

성형용 조성물은, 이 조성물로부터 형성되는 세퍼레이터로부터 얻어지는 추출수의 TOC(total organic carbon)가 100 ppm 이하가 되도록 조제되는 것이 바람직하다.It is preferable that the composition for shaping | molding is prepared so that TOC (total organic carbon) of the extraction water obtained from the separator formed from this composition may be 100 ppm or less.

TOC는, 이온 교환수 중에 세퍼레이터가, 세퍼레이터의 질량 10 g에 대하여 이온 교환수 100 ml의 비율로 투입되어 이 이온 교환수 및 세퍼레이터가 90℃에서 50시간 가열됨으로써 얻어지는 용액(추출수)으로부터 측정되는 수치이다. 이와 같은 TOC는, 예를 들면, JIS K0102에 준거하여, 시마즈 제작소 가부시키가이샤에서 제조한 전체 유기 탄소 분석 장치 「TOC-50」등으로 측정될 수 있다. 측정 시에는, 샘플의 연소에 의해 발생한 CO₂ 농도가 비분산형 적외선 가스 분석법으로 측정되며, 이로써, 샘플 중의 탄소 농도가 정량된다. 이 탄소 농도가 측정됨으로써, 간접적으로 세퍼레이터가 함유하는 유기 물질의 농도가 측정된다. 샘플 중의 무기 탄소(IC), 전체 탄소(TC)가 측정되면 전체 탄소와 무기 탄소의 차이(TC-IC)로부터 전체 유기 탄소(TOC)가 도출된다.The TOC is measured from a solution (extracted water) obtained by introducing a separator into ion-exchanged water at a rate of 100 ml of ion-exchanged water with respect to a mass of 10 g of the separator and heating the ion-exchanged water and the separator at 90 ° C for 50 hours. It is a shame. Such a TOC can be measured by, for example, all organic carbon analyzer "TOC-50" manufactured by Shimadzu Corporation in accordance with JIS K0102. In the measurement, the CO ₂ concentration generated by the combustion of the sample is measured by a non-dispersive infrared gas analysis method, thereby quantifying the carbon concentration in the sample. By measuring this carbon concentration, the density | concentration of the organic substance which a separator contains indirectly is measured. When the inorganic carbon (IC) and the total carbon (TC) in the sample are measured, the total organic carbon (TOC) is derived from the difference between the total carbon and the inorganic carbon (TC-IC).

상기 TOC가 100 ppm 이하이면, 연료 전지의 특성 저하가 더욱 억제된다.When the said TOC is 100 ppm or less, the fall of the characteristic of a fuel cell is further suppressed.

TOC의 값은, 성형용 조성물을 구성하는 각 성분으로서 고순도의 성분이 선택되거나, 수지의 당량비가 조정되거나, 성형 시에 후경화 처리가 행해지거나 함으로써, 저감될 수 있다.The value of TOC can be reduced by selecting a high purity component as each component which comprises the composition for shaping | molding, adjusting the equivalence ratio of resin, or performing a post-cure process at the time of shaping | molding.

전술한 바와 같은 원료 성분이 배합됨으로써 성형용 조성물이 조제되고, 이 성형용 조성물이 성형됨으로써 세퍼레이터를 얻을 수 있다.The composition for shaping | molding is prepared by mix | blending the above-mentioned raw material component, and a separator can be obtained by shape | molding this shaping | molding composition.

이와 같이 세퍼레이터가 제조될 때, 원료 성분, 성형용 조성물, 및 세퍼레이터 중 적어도 어느 하나로부터, 금속 성분이 제거되는 것이 바람직하다. 특히, 적어도 성형용 조성물로부터 금속 성분을 제거하는 것이 바람직하다. 이로써, 연료 전지 세퍼레이터의 금속 성분의 함유량이 저감된다.Thus, when a separator is manufactured, it is preferable that a metal component is removed from at least one of a raw material component, a shaping composition, and a separator. In particular, it is preferable to remove at least the metal component from the molding composition. Thereby, content of the metal component of a fuel cell separator is reduced.

원료 성분으로부터의 금속 성분의 제거 방법의 일례로서, 원료 성분 중의 상기 금속 성분을 자석을 사용하여 흡인 제거하는 방법을 들 수 있다. 원료 성분 중, 특히 흑연 입자로부터 금속 성분을 제거하는 방법으로서는, 흑연 입자를, pH 2 이하의 강산성 용액을 사용하여 세정하는 방법도 예로 들 수 있다. 강산성 용액으로서는, 예를 들면, 농도 69 질량%의 진한 질산과 농도 36 질량%의 진한 염산을 체적비로 1：3의 비율로 혼합하여 얻어지는 왕수, 농도 15 질량% 이상의 염산수, 농도 15 질량% 이상의 황산수, 및 농도 15 질량% 이상의 질산수로부터 선택되는 적어도 1종을 사용할 수 있다. 이 경우에, 흑연 입자로부터 상기 금속 성분을 용이하게 제거할 수 있다. 상기 염산수, 황산수 및 질산수의 농도는, 조작성의 관점에서 30 질량% 이하인 것이 바람직하다.As an example of the removal method of a metal component from a raw material component, the method of suction-removing the said metal component in a raw material component using a magnet is mentioned. As a method of removing a metal component especially from a graphite particle among a raw material component, the method of wash | cleaning graphite particle using the strongly acidic solution of pH 2 or less is also mentioned as an example. As a strong acid solution, for example, aqua regia obtained by mixing concentrated nitric acid with a concentration of 69% by mass and concentrated hydrochloric acid with a concentration of 36% by mass in a ratio of 1: 3, hydrochloric acid with a concentration of 15% by mass or more, and a concentration of 15% by mass or more At least 1 sort (s) chosen from sulfuric acid water and nitric acid water of 15 mass% or more of concentration can be used. In this case, the metal component can be easily removed from the graphite particles. It is preferable that the density | concentration of the said hydrochloric acid water, sulfuric acid water, and nitric acid water is 30 mass% or less from a viewpoint of operability.

성형용 조성물로부터의 금속 성분을 제거하는 방법으로서는, 원료 성분으로부터의 금속 성분의 제거 방법과 마찬가지로, 성형용 조성물 중의 상기 금속 성분을 자석을 사용하여 흡인 제거하는 방법 등을 예로 들 수 있다.As a method of removing the metal component from the molding composition, a method of suction-removing the metal component in the molding composition using a magnet and the like, for example, can be exemplified as in the method of removing the metal component from the raw material component.

이 성형용 조성물을 성형하여, 성형체(세퍼레이터)를 얻을 수 있다. 성형법으로서는, 사출 성형이나 압축 성형 등, 적절한 방법이 채용될 수 있다. 예를 들면, 도 1에 나타내는 세퍼레이터(20)에는 양면에 복수의 볼록부(리브)(21)가 형성됨으로써, 인접하는 볼록부(21) 사이에, 연료인 수소 가스와 산화제인 산소 가스의 유로인 가스 공급 배출용 홈(2)이 형성된다.This molding composition can be molded to obtain a molded body (separator). As the molding method, an appropriate method such as injection molding or compression molding can be adopted. For example, a plurality of convex portions (ribs) 21 are formed on both surfaces of the separator 20 shown in FIG. 1, so that flow paths of hydrogen gas, which is a fuel, and oxygen gas, which is an oxidant, are formed between adjacent convex portions 21. A phosphorus gas supply discharge groove 2 is formed.

그리고, 세퍼레이터는, 한쪽 면에만 가스 공급 배출용 홈을 가지는 애노드 측 세퍼레이터와, 상기 애노드 측 세퍼레이터와 반대 측의 한쪽 면에만 가스 공급 배출용 홈을 가지는 음극측 세퍼레이터로 구성될 수도 있다. 이 애노드 측 세퍼레이터와 음극측 세퍼레이터가 중첩됨으로써, 도 1에 나타낸 바와 같은 양면에 가스 공급 배출용 홈(2)을 가지는 세퍼레이터(20)가 구성된다. 애노드 측 세퍼레이터와 음극측 세퍼레이터 사이에는 냉각수가 유통하는 유로가 형성될 수도 있다. 이 경우에, 애노드 측 세퍼레이터와 음극측 세퍼레이터 사이에는 개스킷이 개재되는 것이 바람직하다.The separator may be composed of an anode side separator having a gas supply and discharge groove only on one surface thereof, and a cathode side separator having a gas supply and discharge groove only on one side opposite to the anode side separator. By overlapping the anode side separator and the cathode side separator, the separator 20 having the gas supply and discharge grooves 2 on both surfaces as shown in FIG. 1 is configured. A flow path through which cooling water flows may be formed between the anode side separator and the cathode side separator. In this case, it is preferable that a gasket is interposed between the anode side separator and the cathode side separator.

성형용 조성물은, 입상(粒狀), 시트형 등의 적절한 형상으로 형성된다. 성형용 조성물이 입상인 경우에는, 전술한 바와 같은 원료 성분이, 예를 들면, 교반 혼합기 등으로 교반 혼합되고, 혹은 나아가서는 정립기(整粒機) 등으로 정립됨으로써, 성형용 조성물을 얻을 수 있다.The molding composition is formed into an appropriate shape such as granular form or sheet form. When the composition for molding is granular, the composition for molding can be obtained by stir-mixing the above-described raw material components with, for example, a stirring mixer or the like, or further, by forming with a squeezing machine or the like. have.

또한, 바니쉬상으로 조제된 성형용 조성물로부터 박형의 세퍼레이터가 형성되는 경우에는, 예를 들면, 먼저 성형용 조성물이 시트형으로 성형됨으로써, 시트형의 성형용 조성물(연료 전지 세퍼레이터 성형용 시트(성형용 시트))을 얻을 수 있다. 성형용 조성물은, 예를 들면, 캐스팅(전진) 성형에 의해 시트형으로 성형된다. 이 때는, 복수 종류의 막 두께 조절 수단이 적용될 수 있다. 이와 같은 복수 종류의 막 두께 조절 수단이 사용되는 캐스팅법은, 예를 들면, 이미 실용화되어 있는 멀티 코터를 사용됨으로써 실현된다. 캐스팅을 위한 막 두께 조절 수단으로서는, 슬릿 다이와 함께, 닥터 나이프 및 와이어 바 중 적어도 어느 하나, 즉 어느 한쪽 또는 양쪽을 사용하는 것이 바람직하다. 이 성형용 시트의 두께는, 0.05 mm이상인 것이 바람직하고, 0.1 mm 이상이면 더욱 바람직하다. 또한, 이 두께는 0.5 mm 이하인 것이 바람직하고, 0.3 mm 이하이면 더욱 바람직하다. 이와 같이 성형용 시트의 두께가 0.5 mm 이하이면, 세퍼레이터(1)의 박형화나 경량화, 및 그에 따른 저비용화가 달성되고, 특히 두께가 0.3 mm 이하이면 용매를 사용하는 경우의 성형용 시트 내부의 용매의 잔존이 효과적으로 억제된다. 또한, 이 두께가 0.05 mm 미만인 경우에는 세퍼레이터의 제조 시의 유리한 점이 충분히 발휘되지 않게 되며, 특히 성형성을 고려하면 이 두께는 0.1 mm 이상인 것이 바람직하다.In addition, when a thin separator is formed from the composition for shaping prepared in the varnish form, for example, the composition for shaping | molding is shape | molded first in a sheet form, for example, a sheet-shaped molding composition (fuel cell separator molding sheet (molding sheet) )) The molding composition is molded into a sheet by, for example, casting (advancing) molding. In this case, a plurality of kinds of film thickness adjusting means can be applied. The casting method in which such a plurality of kinds of film thickness adjusting means is used is realized by, for example, using a multi-coater which has already been put to practical use. As the film thickness adjusting means for casting, it is preferable to use at least one of the doctor knife and the wire bar, that is, either or both together with the slit die. It is preferable that it is 0.05 mm or more, and, as for the thickness of this molding sheet, it is more preferable if it is 0.1 mm or more. Moreover, it is preferable that this thickness is 0.5 mm or less, and it is more preferable if it is 0.3 mm or less. Thus, when the thickness of a molding sheet is 0.5 mm or less, thickness reduction and weight reduction of the separator 1, and the cost reduction accordingly are achieved, and especially when thickness is 0.3 mm or less, the solvent inside the molding sheet in case of using a solvent Remaining is effectively suppressed. In addition, when this thickness is less than 0.05 mm, the advantage at the time of manufacture of a separator is not fully exhibited, In particular, in consideration of moldability, it is preferable that this thickness is 0.1 mm or more.

이 성형용 시트가, 캐스팅에 따른 건조에 의해, 반경화(B 스테이지) 상태로 되고, 나아가서는 압축·열경화 성형 등이 이루어져, 양면에 복수의 볼록부(리브)가 형성되고, 또한 이 볼록부(리브) 사이에 가스 공급 배출용 홈이 형성되며, 이로써, 세퍼레이터를 얻을 수 있다. 이 때, 세퍼레이터가 파형 모양의 판형으로 형성되고, 그 일면 측의 볼록부의 배면측에 다른 면 측의 가스 공급 배출용 홈이 형성되면, 박형이면서 양면에 복수의 볼록부(리브)를 가지고, 또한 이 볼록부(리브) 사이에 가스 공급 배출용 홈을 가지는 세퍼레이터를 얻을 수 있다.The sheet for molding is brought into a semi-cured (B stage) state by drying due to casting, furthermore, compression and thermosetting molding are performed, and a plurality of convex portions (ribs) are formed on both surfaces, and this convexity is further provided. A groove for gas supply discharge is formed between the portions (ribs), whereby a separator can be obtained. At this time, when the separator is formed into a corrugated plate shape and the gas supply and discharge groove on the other side is formed on the rear side of the convex portion on one side thereof, the separator has a plurality of convex portions (ribs) on both sides while being thin. A separator having a gas supply and discharge groove between the convex portions (ribs) can be obtained.

이 성형용 시트의 압축·열경화 성형 시에는, 먼저 성형용 시트가 필요에 따라 소정의 평면 치수로 커팅(절단) 또는 펀칭되고, 또한 금형 내에 있어서 압축 성형기로 열경화된다. 이 압축·열경화 성형의 조건은, 성형용 조성물의 조성, 도전성 기재(基材)의 종류, 성형 두께 등에 따라 다르지만, 가열 온도가 120∼190 ℃의 범위, 압축 압력이 1∼40 MPa의 범위로 설정되는 것이 바람직하다.At the time of compression and thermosetting molding of this molding sheet, the molding sheet is first cut (cut) or punched to a predetermined planar dimension as necessary, and further thermoset with a compression molding machine in the mold. The conditions of the compression and thermosetting molding vary depending on the composition of the molding composition, the type of the conductive substrate, the molding thickness, and the like, but the heating temperature is in the range of 120 to 190 ° C and the compression pressure is in the range of 1 to 40 MPa. Is preferably set to.

세퍼레이터의 제작 시에는, 한 장의 성형용 시트가 성형됨으로써 세퍼레이터가 제작되어도 되고, 성형용 시트가 복수 장 중첩되어 성형됨으로써 세퍼레이터가 제작되어도 된다.At the time of preparation of a separator, a separator may be produced by shape | molding a sheet | seat for shaping | molding, and a separator may be produced by superimposing a some sheet | seat for shaping | molding.

이와 같이 성형용 시트가 성형됨으로써, 박형의 세퍼레이터, 특히 두께 0.2∼1.0 mm의 범위의 세퍼레이터가 제조된다. 이와 같이 세퍼레이터의 제조 시에 성형용 시트가 사용됨으로써, 박형의 세퍼레이터가 제조되는 경우라도 성형용 조성물이 얇으면서 균일하게 배치하기 쉬워져, 성형성이나 두께 정밀도가 높아진다.Thus, by forming a sheet for shaping | molding, a thin separator, especially the separator of the range of thickness 0.2-1.0 mm is manufactured. Thus, when a sheet | seat for shaping | molding is used at the time of manufacture of a separator, even if a thin separator is manufactured, it will be easy to arrange | position a thin and uniform composition, and moldability and thickness precision will increase.

그리고, 세퍼레이터의 제작 시에는, 성형용 시트와 적절한 도전성 기재가 적층되어도 된다. 도전성 기재가 사용되면 세퍼레이터의 기계적 강도가 향상된다. 도전성 기재가 사용되는 경우에는, 예를 들면, 도전성 기재의 양측에 각각 성형용 시트(복수의 성형용 시트의 적층물을 포함함)가 적층된 상태에서 압축·열경화 성형되고, 또는 성형용 시트(복수의 성형용 시트의 적층물을 포함함)의 양측에 각각 도전성 기재가 적층된 상태에서 압축·열경화 성형된다.In addition, at the time of preparation of a separator, the sheet | seat for shaping | molding and an appropriate electroconductive base material may be laminated | stacked. When the conductive substrate is used, the mechanical strength of the separator is improved. When a conductive base material is used, for example, it is compression and thermosetting-molded in the state in which the sheet | seat for shaping | molding (including lamination | stacking of several shaping | molding sheets) is laminated on both sides of a conductive base material, or the sheet | seat for shaping | molding Compression and thermosetting are carried out in the state in which the conductive base material is laminated on both sides (including laminates of a plurality of molding sheets).

상기 도전성 기재로서는, 예를 들면, 카본 페이퍼, 카본 프리프레그, 카본 펠트 등이 예시된다. 또한, 이들 도전성 기재는, 도전성을 손상시키지 않는 범위에서, 유리, 수지 등의 기재 성분을 함유해도 된다. 도전성 기재의 두께는, 0.03∼0.5 mm의 범위가 바람직하고, 0.05∼0.2 mm의 범위가 더욱 바람직하다.As said electroconductive base material, carbon paper, carbon prepreg, carbon felt etc. are illustrated, for example. Moreover, these electroconductive base materials may contain base components, such as glass and resin, in the range which does not impair electroconductivity. The range of 0.03-0.5 mm is preferable, and, as for the thickness of an electroconductive base material, the range of 0.05-0.2 mm is more preferable.

성형용 조성물이 압축 성형됨으로써 얻어지는 성형체(세퍼레이터)에는, 블라스트 처리가 행해지는 등에 의해, 표층의 스킨층이 제거되고, 또한 이 세퍼레이터의 표면 거칠기가 조정되는 것이 바람직하다.It is preferable that the skin layer of a surface layer is removed and the surface roughness of this separator is adjusted to the molded object (separator) obtained by compression molding of a shaping | molding composition, etc. by blast processing.

이 세퍼레이터의 표면의 산술 평균 높이 Ra(JIS B0601：2001)는, 0.4∼1.6 ㎛의 범위인 것이 바람직하다. 이 경우에, 세퍼레이터와 개스킷의 접합부에서의 가스 리크가 억제된다. 그러므로 웨트 블라스트 처리 시에 세퍼레이터에 있어서의 개스킷과 접합하는 부위를 마스킹할 필요가 없어져, 세퍼레이터의 생산 효율이 향상된다. 그리고, 상기 산술 평균 높이 Ra가 0.4㎛ 미만이 되는 것은 곤란하며, 또한 이 값이 1.6㎛ 보다 크면 상기 가스 리크가 충분히 억제되지 않게 될 우려가 있다. 이 세퍼레이터의 표면의 산술 평균 높이 Ra는 1.2㎛ 이하인 것이 특히 바람직하다. 또한, 이 세퍼레이터의 표면의 산술 평균 높이 Ra가 1.0㎛ 미만이면, 상기 가스 리크가 특히 억제되고, 세퍼레이터의 박형화에 따라 셀 스택 제작 시의 체결력이 낮아져도, 상기 가스 리크가 충분히 억제된다. 세퍼레이터의 표면의 산술 평균 높이 Ra가 0.6㎛ 이상이라도 바람직하다.It is preferable that the arithmetic mean height Ra (JIS B0601: 2001) of the surface of this separator is 0.4-1.6 micrometers. In this case, gas leakage at the junction of the separator and the gasket is suppressed. Therefore, it is not necessary to mask the site | part which joins with the gasket in a separator at the time of wet blast processing, and the production efficiency of a separator improves. And it is difficult for the said arithmetic mean height Ra to be less than 0.4 micrometer, and when this value is larger than 1.6 micrometers, there exists a possibility that the said gas leak may not be fully suppressed. It is especially preferable that the arithmetic mean height Ra of the surface of this separator is 1.2 micrometers or less. Moreover, when the arithmetic mean height Ra of the surface of this separator is less than 1.0 micrometer, the said gas leak is especially suppressed, and even if the clamping force at the time of cell stack manufacture becomes low by thickness reduction of a separator, the said gas leak is fully suppressed. Arithmetic mean height Ra of the surface of a separator is preferable even if it is 0.6 micrometer or more.

세퍼레이터의 표면의 접촉 저항은 15 mΩcm² 이하인 것이 바람직하다. 이 경우에, 연료 전지로 발전한 전기 에너지를 외부로 전달하는 세퍼레이터의 기능이 높은 레벨로 유지된다.It is preferable that the contact resistance of the surface of a separator is 15 m (ohm) cm <^2> or less. In this case, the separator's function of transferring electrical energy generated by the fuel cell to the outside is maintained at a high level.

상기 블라스트 처리 시에는, 성형체(세퍼레이터)에 웨트 블라스트 처리가 행해지고, 또한 이 처리에 있어서 알루미나 입자 등의 연마 입자를 포함하는 슬러리로부터 자석에 의해 금속 성분이 제거되는 것이 바람직하다. 블라스트 처리에 사용되는 연마 입자에는 불순물로서 금속 성분이 혼입되는 경우가 있고, 또한 블라스트 처리 시에 연마 입자를 포함하는 슬러리에 금속 성분이 혼입되는 경우가 있다. 이와 같은 금속 성분을 포함하는 슬러리를 사용하여 블라스트 처리가 행해지면, 세퍼레이터의 표면에 연마 입자로부터 금속 성분이 박히게 된다. 그러나, 전술한 바와 같이 슬러리로부터 자석에 의해 금속 성분이 제거되면서, 이 연마 입자에 의해 웨트 블라스트 처리가 행해지면, 블라스트 처리 시에 세퍼레이터에 금속 성분이 부착되기 어려워진다. 즉, 웨트 블라스트 처리에 의해 스킨층의 제거나 표면 거칠기의 조정 등이 이루어지면서, 이 웨트 블라스트 처리 시에, 슬러리 중의 연마 입자에 포함되는 금속 이물질 등의 금속 성분이 세퍼레이터에 박히기 어려워진다. 또한, 이 웨트 블라스트 처리에 있어서, 슬러리가 순환되면서 반복적으로 사용되고, 또한 이 슬러리의 순환 시에 슬러리로부터 금속 성분이 자석 등에 의해 흡인 제거되면, 슬러리 중의 연마 입자로부터 자석에 의해 금속 성분이 제거되면서, 이 연마 입자에 의해 웨트 블라스트 처리가 행해진다.At the time of the said blasting process, it is preferable that a wet blasting process is performed to a molded object (separator), and in this process, a metal component is removed by a magnet from the slurry containing abrasive grains, such as an alumina particle. In the abrasive grains used for the blast treatment, a metal component may be mixed as an impurity, and the metal component may be mixed in a slurry containing the abrasive grain during blast treatment. When blasting is performed using a slurry containing such a metal component, the metal component is embedded in the surface of the separator from the abrasive particles. However, if the metal component is removed from the slurry by the magnet as described above, and the wet blasting treatment is performed by the abrasive particles, the metal component becomes difficult to adhere to the separator during the blasting treatment. That is, while removal of a skin layer, adjustment of surface roughness, etc. are performed by the wet blast process, metal components, such as a metal foreign material contained in the abrasive grain in a slurry, become difficult to get stuck in a separator at the time of this wet blast process. In this wet blasting treatment, the slurry is repeatedly used while being circulated, and when the metal component is aspirated and removed from the slurry during circulation of the slurry, the metal component is removed from the abrasive particles in the slurry by the magnet. Wet blasting is performed by this abrasive particle.

또한, 흑연 입자로부터의 금속 성분을 제거하는 방법과 마찬가지로, 성형체(세퍼레이터)로부터 금속 성분이 자석에 의해 흡인 제거될 수도 있다. 이 경우에, 예를 들면, 성형체(세퍼레이터)가 한쌍의 자석 사이에 배치됨으로써, 성형체(세퍼레이터)로부터 금속 성분이 흡인 제거된다. 그리고, 자석을 사용한 흡인 제거 이외의 적절한 방법으로 성형체(세퍼레이터)로부터 금속 성분이 제거되어도 된다. 단, 강산성 용액에 의해 세정하는 방법에서는 세퍼레이터를 구성하는 수지가 혼합될 우려가 있으며, 또한 초음파 세정에서는 세퍼레이터로부터 흑연 입자가 이탈할 우려가 있으므로, 바람직하지 않다.In addition, similarly to the method of removing the metal component from the graphite particles, the metal component may be suction-removed from the molded body (separator) by the magnet. In this case, for example, the molded body (separator) is disposed between the pair of magnets, whereby the metal component is sucked off from the molded body (separator). And a metal component may be removed from a molded object (separator) by appropriate methods other than suction removal using a magnet. However, in the method of washing with a strongly acidic solution, the resin constituting the separator may be mixed, and in the ultrasonic cleaning, the graphite particles may escape from the separator, which is not preferable.

에폭시 수지를 포함하는 열경화성 수지를 사용하고, 또한 페놀계 화합물을 포함하는 경화제를 사용하는 경우에는, 수산기가 성형체의 표면에 분포하게 된다. 특히 성형용 조성물 중의 페놀계 화합물에 대한 에폭시 수지의 당량비가 0.8∼1.2이면, 후술하는 바와 같이 성형체에 대한 표면 처리에 의해 성형체의 친수성이 크게 향상되는 동시에 이 친수성이 장기간 지속하게 된다. 이 당량비가 1.2보다 크면 전술한 바와 같은 효과를 얻을 수 없으며, 이는 성형체에 분포하는 수산기가 부족하기 때문인 것으로 여겨진다. 또한, 이 당량비가 0.8 미만인 경우도, 이유는 불분명하지만, 전술한 바와 같은 효과를 얻을 수 없게 된다. 표면 처리에 의한 효과를 현저하게 발휘하게 하기 위해서는, 특히 상기 당량비가 0.8∼1.0의 범위인 것이 바람직하고, 이 경우에, 수산기의 당량이 과잉으로 되어 많은 수산기를 성형체의 표면에 분포시킬 수 있게 된다. 상기 당량비가 0.8∼0.9의 범위이면 더욱 바람직하다.When using the thermosetting resin containing an epoxy resin, and using the hardening | curing agent containing a phenol type compound, a hydroxyl group will distribute to the surface of a molded object. In particular, when the equivalent ratio of the epoxy resin to the phenolic compound in the molding composition is 0.8 to 1.2, the hydrophilicity of the molded body is greatly improved by surface treatment on the molded body as described later, and the hydrophilicity lasts for a long time. If this equivalence ratio is larger than 1.2, the above effects cannot be obtained, which is considered to be due to the lack of hydroxyl groups distributed in the molded body. Moreover, even if this equivalence ratio is less than 0.8, although the reason is not clear, the effect as mentioned above cannot be acquired. In order to exert the effect by surface treatment remarkably, it is especially preferable that the said equivalence ratio is in the range of 0.8-1.0, In this case, the equivalent of hydroxyl groups will become excess, and many hydroxyl groups can be distributed on the surface of a molded object. . It is still more preferable if the said equivalence ratio is the range of 0.8-0.9.

열경화성 페놀 수지를 포함하는 열경화성 수지를 사용하는 경우도, 성형체 중에 열경화성 페놀 수지에 기인하는 수산기가 성형체의 표면에 분포하게 된다. 이로써, 후술하는 바와 같이 성형체에 대한 표면 처리에 의한 친수성 향상의 효과가 향상된다.Even in the case of using a thermosetting resin containing a thermosetting phenol resin, the hydroxyl groups attributable to the thermosetting phenol resin in the molded body are distributed on the surface of the molded body. Thereby, the effect of the hydrophilicity improvement by the surface treatment with respect to a molded object improves as mentioned later.

이 성형체의 표면에 대하여, 이 성형체의 표면에 친수화를 위한 표면 처리가 행해지는 것이 바람직하다. 이 표면 처리로서는, 플라즈마 처리와, 오존 가스에 의한 처리를 예로 들 수 있다.It is preferable that surface treatment for hydrophilization is performed on the surface of this molded object with respect to the surface of this molded object. Examples of the surface treatment include plasma treatment and treatment with ozone gas.

웨트 블라스트 처리 후의 성형체에는, 친수화를 위한 표면 처리에 앞서 건조 처리가 행해지는 것도 바람직하다. 이 건조 처리에서는, 성형체가 에어 블로우 등에 의해 풍건(風乾)되는 것이 바람직하다. 이 경우에, 필요에 따라 상온 또는 온풍에 의한 에어 블로우가 채용되고, 또는 상온에서의 에어 블로우 후에 온풍에 의한 에어 블로우를 추가적으로 행해도 된다. 또한, 건조 처리 시에는, 성형체를 실리카겔 등의 건조제를 넣은 데시케이터 중에 정치하는 방법, 성형체를 실온 이상(예를 들면, 50℃)의 온도의 건조기 중에 정치하는 방법, 진공 건조기를 사용하여 성형체로부터 수분을 제거하는 방법 등이 채용될 수도 있다. 이 건조 처리에 의해, 성형체가, 그 흡습율이 0.1% 이하로 될 때까지 건조되는 것이 바람직하다.It is also preferable that the molded body after the wet blasting treatment is subjected to a drying treatment prior to the surface treatment for hydrophilization. In this drying process, it is preferable that the molded object is air-dried by air blow or the like. In this case, air blow by normal temperature or warm air is employ | adopted as needed, or you may perform air blow by warm air further after air blow at normal temperature. In addition, at the time of a drying process, the molded object is left to stand in the desiccator which put a desiccant, such as a silica gel, the molded object was left to stand in the dryer of the temperature above room temperature (for example, 50 degreeC), and a molded object was used using a vacuum dryer. The method of removing moisture from the same may be employed. By this drying process, it is preferable that a molded object is dried until the moisture absorption becomes 0.1% or less.

플라즈마 처리로서는, 대기압 플라즈마 처리가 행해지는 것이 바람직하고, 특히 리모트 방식으로의 플라즈마 처리가 행해지는 것이 바람직하다. 이 리모트 방식에서의 대기압 플라즈마 처리에서는, 예를 들면, 도 3에 나타낸 바와 같은, 송풍구(9)를 가지는 방전 공간(10)과, 이 방전 공간(10)에 전계를 발생시키기 위한 방전용 전극(6, 6)을 구비하는 플라즈마 처리 장치가 사용된다. 이 플라즈마 처리 장치에서는, 방전 공간(10)에 플라즈마 생성용 가스(7)이 공급되는 동시에 이 방전 공간(10) 내의 압력이 대기압 근방으로 유지되고, 또한 방전용 전극(6, 6) 사이에 전압이 인가됨으로써 방전 공간(10)에 방전이 발생하면, 방전 공간(10) 내에서 플라즈마가 생성된다. 이 플라즈마를 포함하는 가스류(8)가 분출구(9)로부터 분출되어 성형체(1)에 분사됨으로써, 성형체(1)에 플라즈마 처리가 행해진다. 이와 같은 플라즈마 처리 장치로서는, 예를 들면, 세키스이 화학공업 가부시키가이샤에서 제조한 APT 시리즈가 있으며, 파나소닉 전공 가부시키가이샤, 야마토 머티리얼 가부시키가이샤 등으로부터 제공되고 있는 적절한 플라즈마 처리 장치가 사용되어도 된다.As plasma processing, it is preferable to perform atmospheric pressure plasma processing, and it is especially preferable to carry out plasma processing by a remote system. In the atmospheric pressure plasma processing in this remote system, for example, a discharge space 10 having a vent 9 as shown in FIG. 3, and a discharge electrode for generating an electric field in the discharge space 10 ( 6 and 6) are used. In this plasma processing apparatus, the plasma generation gas 7 is supplied to the discharge space 10, and the pressure in the discharge space 10 is maintained near the atmospheric pressure, and the voltage between the discharge electrodes 6, 6 is maintained. When discharge is generated in the discharge space 10 by being applied, plasma is generated in the discharge space 10. The gas stream 8 containing the plasma is ejected from the jet port 9 and injected into the molded body 1, whereby the plasma processing is performed on the molded body 1. As such a plasma processing apparatus, for example, the APT series manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd. may be used, and an appropriate plasma processing apparatus provided by Panasonic Electric Engineering Co., Ltd., Yamato Material Co., Ltd. may be used. .

이와 같은 리모트 방식의 플라즈마 처리가 채용되면 성형체의 표면을 향해 플라즈마가 분사되고, 이에 따라 성형체의 가스 공급 배출용 홈의 내면까지 충분히 처리가 행해진다. 또한 플라즈마 처리 시에 성형체가 방전에 노출되지 않으며, 이에 따라 성형체가 플라즈마 처리 시에 쉽게 손상되지 않는다.When such a remote plasma treatment is employed, plasma is injected toward the surface of the molded body, whereby the process is sufficiently performed to the inner surface of the gas supply and discharge groove of the molded body. In addition, the molded body is not exposed to the discharge during the plasma treatment, and thus the molded body is not easily damaged during the plasma treatment.

대기압 플라즈마 처리는, 성형체의 표면에 원하는 친수성이 부여되도록 적절하게 설정된 조건에서 행해진다. 이 대기압 플라즈마 처리에 있어서의 플라즈마 생성용 가스는, 질소 가스인 것이 바람직하고, 특히 이 질소 가스 중의 산소 함유량이 2000 ppm 이하인 것이 바람직하다. 이 경우에, 대기압 플라즈마 처리에 의해 세퍼레이터에 특히 높은 친수성이 부여된다.Atmospheric pressure plasma processing is performed on the conditions set suitably so that desired hydrophilicity may be provided to the surface of a molded object. It is preferable that the gas for plasma generation in this atmospheric pressure plasma process is nitrogen gas, and it is especially preferable that the oxygen content in this nitrogen gas is 2000 ppm or less. In this case, particularly high hydrophilicity is given to the separator by atmospheric pressure plasma treatment.

또한, 대기압 플라즈마 처리는, 성형체의 표면에 결로가 생기지 않도록 성형체의 온도 및 분위기 온도가 조정된 조건 하에서 행해지는 것이 바람직하다. 이 경우에, 성형체의 표면에 부착된 수적(水滴)에 의해 플라즈마가 소비되는 것이 억제되어, 처리 효율이 향상된다. 성형체의 온도는, 전술한 바와 같이 이 성형체의 표면에 결로가 생기지 않는 온도(이슬점 온도) 이상인 것이 바람직하고, 안정된 대기압 플라즈마 처리를 위해서는 70℃ 이하인 것이 바람직하다. 대기압 플라즈마 처리의 안정화를 위해서는, 성형체의 온도 및 분위기 온도가 일정하게 유지되는 것도 중요하다. 분위기 온도의 조절 시에는, 통상, 플라즈마 처리 장치의 플라즈마 유닛 부분의 온도가 조절되고, 플라즈마 처리 장치의 구성에 따라서는 플라즈마 처리시에 성형체를 지지하는 받침대의 온도가 조절된다.Moreover, it is preferable that atmospheric pressure plasma processing is performed on the conditions with which the temperature of the molded object and the atmospheric temperature were adjusted so that condensation might not arise on the surface of a molded object. In this case, the consumption of plasma is suppressed by water droplets adhering to the surface of the molded body, and the processing efficiency is improved. It is preferable that the temperature of a molded object is more than the temperature (dew point temperature) in which the dew condensation does not generate | occur | produce on the surface of this molded object, and is 70 degrees C or less for stable atmospheric pressure plasma processing. In order to stabilize the atmospheric plasma treatment, it is also important that the temperature of the molded body and the ambient temperature are kept constant. At the time of adjusting the atmospheric temperature, the temperature of the plasma unit portion of the plasma processing apparatus is usually adjusted, and depending on the configuration of the plasma processing apparatus, the temperature of the pedestal supporting the molded body at the time of plasma processing is adjusted.

그리고, 대기압 플라즈마 처리 시에, 리모트 방식 이외의 방식의 플라즈마 처리, 예를 들면, 다이렉트 방식의 플라즈마 처리가 채용될 수도 있다.Incidentally, at the time of atmospheric pressure plasma processing, plasma processing other than the remote system, for example, direct plasma processing may be employed.

플라즈마 처리 후의 성형체는, 그대로 대기중에 방치되어도 되지만, 성형체를 이온 교환수 등의 물에 침지시키거나 하여 이 성형체의 표면과 물을 접촉시키는 물 접촉 처리가 행해지는 것이 바람직하다.Although the molded object after a plasma process may be left to stand in the air as it is, it is preferable to perform the water contact process which immerses a molded object in water, such as ion-exchange water, and makes the surface of this molded object contact water.

이와 같이 하여 대기압 플라즈마 처리를 포함하는 표면 처리가 성형체에 행해지면, 성형체의 표면의 친수성이 향상되고, 또한 이 높은 친수성이 장기간에 걸쳐 유지된다. 이 친수화의 상세한 메카니즘은 불명하지만, 성형체의 표면에 수산기가 분포함으로써 이 표면에 수분이 흡착되어 관능기가 용이하게 생성되고, 또한 대기압 플라즈마 처리에 의해, 성형체의 표면으로부터 오염 물질이 제거되어 활성이 높은 상태로 되고, 또한 이 활성화된 표면에 수산기 등의 친수성의 관능기가 도입되어, 성형체의 표면에 친수성의 관능기가 많이 형성되어, 이것이 친수성 향상에 기여하고 있는 것으로 여겨진다.In this way, when the surface treatment including the atmospheric plasma treatment is performed on the molded body, the hydrophilicity of the surface of the molded body is improved, and this high hydrophilicity is maintained for a long time. Although the detailed mechanism of this hydrophilization is unknown, the hydroxyl groups are distributed on the surface of the molded body, so that moisture is adsorbed on the surface, so that functional groups are easily generated, and by atmospheric pressure plasma treatment, contaminants are removed from the surface of the molded body, and the activity is reduced. It is considered that the hydrophilic functional groups such as hydroxyl groups are introduced into the activated state and many hydrophilic functional groups are formed on the surface of the molded body, which contributes to the improvement of hydrophilicity.

특히 성형체에 플라즈마 처리에 앞서 전술한 바와 같은 건조 처리가 행해지면, 성형체에 대한 대기압 플라즈마 처리가 물 분자에 의해 저해되기 어려워져, 대기압 플라즈마 처리의 효율이 향상된다.In particular, when the drying treatment as described above is performed on the molded body before the plasma treatment, the atmospheric plasma treatment to the molded body is less likely to be inhibited by the water molecules, thereby improving the efficiency of the atmospheric pressure plasma treatment.

그리고, 대기압 플라즈마 처리 시에는, 성형체에서 아크가 발생하지 않는 것이 바람직하다. 이를 위해서는, 예를 들면, 플라즈마 처리 장치의 전극부에 어스 장치가 설치되어 있는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that an arc does not generate | occur | produce in a molded object at the time of atmospheric pressure plasma processing. For this purpose, it is preferable that the earth apparatus is provided in the electrode part of a plasma processing apparatus, for example.

또한, 플라즈마 처리 후의 성형체에 전술한 바와 같은 물 접촉 처리가 행해지면, 성형체 표면의 친수성이 더욱 향상된다. 그 상세한 메카니즘은 밝혀지지 않았지만, 대기압 플라즈마 처리에 의해 활성화된 성형체의 표면에 물 분자가 흡착하는 것에 기인하여 성형체의 표면의 친수성이 향상되는 것으로 여겨진다.In addition, when the above water contact treatment is performed on the molded body after the plasma treatment, the hydrophilicity of the surface of the molded body is further improved. Although the detailed mechanism is not known, it is believed that the hydrophilicity of the surface of the molded body is improved due to the adsorption of water molecules to the surface of the molded body activated by the atmospheric pressure plasma treatment.

한편, 오존 가스에 의한 처리는, 성형체의 표면에 오존 가스를 접촉시킴으로써 행해진다.In addition, the process by ozone gas is performed by making ozone gas contact the surface of a molded object.

성형체의 표면에 오존 가스를 접촉시키는 표면 처리는, 예를 들면, 성형체가 배치되어 있는 용기 내에 오존 가스를 포함하는 가스가 공급됨으로써 행해진다. 오존 가스를 포함하는 가스로서는, 오존 가스와 산소 가스나 공기 등을 포함하는 혼합 가스를 예로 들 수 있다. 이 표면 처리에 있어서의 오존 가스 농도는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 3.5∼8.0 용량% 범위의 비교적 낮은 농도라도 되고, 8.0∼14.0 용량% 범위의 비교적 높은 농도라도 된다.The surface treatment which makes ozone gas contact the surface of a molded object is performed by supplying the gas containing ozone gas into the container in which the molded object is arrange | positioned, for example. As gas containing ozone gas, the mixed gas containing ozone gas, oxygen gas, air, etc. is mentioned. The ozone gas concentration in this surface treatment is not specifically limited, For example, the comparatively low density | concentration of 3.5 to 8.0 volume% range may be sufficient, and the comparatively high density | concentration of 8.0 to 14.0 volume% range may be sufficient.

이 표면 처리 시의 처리 온도는, -50℃ 이상이 바람직하고, 0℃ 이상이면 더욱 바람직하고, 실온 이상이면 가장 바람직하다. 또한, 성형체의 내열성의 한계를 고려하여, 처리 온도는 200℃ 이하가 바람직하고, 100℃ 이하이면 보다 바람직하고, 50℃ 이하이면 더욱 바람직하고, 30℃ 이하가 가장 바람직하다. 즉, 처리 온도는 -50℃∼200℃의 범위인 것이 바람직하고, 0℃∼100℃의 범위이면 보다 바람직하고, 0℃∼50℃의 범위이면 더욱 바람직하고, 실온 이상 30℃ 이하의 범위가 가장 바람직하다.The treatment temperature at the time of the surface treatment is preferably -50 ° C or higher, more preferably 0 ° C or higher, and most preferably room temperature or higher. Further, in consideration of the heat resistance limit of the molded article, the treatment temperature is preferably 200 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or lower, still more preferably 50 ° C. or lower, and most preferably 30 ° C. or lower. That is, it is preferable that processing temperature is the range of -50 degreeC-200 degreeC, It is more preferable if it is the range of 0 degreeC-100 degreeC, It is still more preferable if it is the range of 0 degreeC-50 degreeC, The range of room temperature or more and 30 degrees C or less is Most preferred.

이 표면 처리의 처리 시간은, 1초 이상이 바람직하고, 수 초 이상이면 보다 바람직하고, 10초 이상이면 더욱 바람직하고, 0.1시간 이상이면 더욱 바람직하며, 0.2시간 이상이 가장 바람직하다. 또한, 이 처리 시간은, 10일 이하인 것이 바람직하고, 10시간 이하이면 보다 바람직하고, 5시간 이하이면 더욱 바람직하고, 1시간 이하이면 특히 바람직하다. 실용적인 처리 시간은, 길어도 1∼4 시간의 범위가 바람직하고, 또한 장시간 처리를 행하는 경우라도 1일 이하인 것이 바람직하다. 예를 들면, 0.1∼5 시간의 범위가 바람직하고, 0.2∼1 시간의 범위가 더욱 바람직하다.The treatment time of this surface treatment is preferably 1 second or more, more preferably several seconds or more, still more preferably 10 seconds or more, still more preferably 0.1 hours or more, and most preferably 0.2 hours or more. The treatment time is preferably 10 days or less, more preferably 10 hours or less, still more preferably 5 hours or less, and particularly preferably 1 hour or less. The practical treatment time is preferably in the range of 1 to 4 hours long, and preferably 1 day or less even when the treatment is performed for a long time. For example, the range of 0.1 to 5 hours is preferable, and the range of 0.2 to 1 hour is more preferable.

이 표면 처리 시의 분위기 압력은 상압 부근인 것이 바람직하다. 또한, 분위기 압력은 상압보다 낮은 압력 또는 높은 압력이라도 되지만, 그러한 경우라도 분위기 압력은 수 hPa∼0.2 MPa의 범위인 것이 바람직하다.It is preferable that the atmospheric pressure at the time of this surface treatment is near normal pressure. The atmospheric pressure may be a pressure lower than the normal pressure or a high pressure, but even in such a case, the atmospheric pressure is preferably in the range of several hPa to 0.2 MPa.

이들 처리 조건은, 성형체에 충분한 양의 오존 가스를 양호한 효율로 도입할 수 있고, 또한 표면 처리에 의해 성형체의 열화, 연소 등이 일어나지 않도록, 적절하게 설정된다.These treatment conditions are appropriately set so that a sufficient amount of ozone gas can be introduced into the molded body with good efficiency and that the molded body does not deteriorate, burn, or the like due to surface treatment.

표면 처리 시에는, 성형체에 오존 가스를 적절한 방법으로 접촉시킨다. 예를 들면, 처리 용기 내에 성형체를 넣고, 이 처리 용기 내에 오존 가스를 포함하는 가스를 공급함으로써, 성형체에 오존 가스를 접촉시킬 수 있다.At the time of surface treatment, ozone gas is made to contact a molded object by a suitable method. For example, the molded object can be brought into contact with the molded body by placing the molded product in the processing container and supplying a gas containing ozone gas into the processing container.

표면 처리가 행해진 성형체는, 그대로 대기중에 방치해도 되고, 또한 수세하고 건조시켜도 된다.The molded article subjected to the surface treatment may be left in the air as it is, or may be washed with water and dried.

이와 같은 오존 가스에 의한 처리를 포함하는 표면 처리에 의해서도, 성형체 표면의 친수성을 향상시킬 수 있다. 이는, 표면 처리에 의해 성형체의 표면에서 오존이 반응함으로써 성형체의 표면에 친수성의 관능기가 도입되기 때문인 것으로 여겨진다.By the surface treatment including the treatment with such an ozone gas, the hydrophilicity of the surface of the molded body can be improved. This is considered to be because hydrophilic functional groups are introduced into the surface of the molded body by ozone reacting on the surface of the molded body by surface treatment.

성형체의 표면에 수산기가 분포되어 있으면, 성형체의 표면의 친수성이 현저하게 향상되는 동시에 이 친수성이 장기간에 걸쳐 높게 유지된다.When hydroxyl groups are distributed on the surface of the molded body, the hydrophilicity of the surface of the molded body is remarkably improved and this hydrophilicity is kept high for a long time.

또한, 성형체 중에 페놀계 화합물이나 열경화성 페놀 수지 등에 기인하는 방향족환이 존재함으로써, 상기 표면 처리에 의해 생성된 관능기가 성형체의 내부에 잠입하기 어려워지며, 이는, 성형체의 표면의 친수성의 향상과 친수성의 장기간 유지에 기여하고 있는 것으로 여겨진다.In addition, the presence of an aromatic ring derived from a phenolic compound, a thermosetting phenolic resin, or the like in the molded body makes it difficult to infiltrate the functional groups generated by the surface treatment into the molded body, which improves the hydrophilicity of the surface of the molded body and long-term hydrophilicity. It is believed to contribute to maintenance.

오존 가스를 사용하는 표면 처리에 앞서, 성형체의 상기 표면 처리가 행해지는 면에, 사전에 플라즈마 처리가 행해져도 된다. 이 플라즈마 처리가 행해지면, 성형체의 표면으로부터 오염 물질이 제거되어 성형체의 표면이 활성이 높은 상태로 된다. 또한, 이 플라즈마 처리에 의해 성형체의 표면에 수산기 등의 관능기를 도입할 수 있다. 그러므로 표면 처리에 의해 성형체의 표면에 오존 가스가 더욱 반응하기 쉬워져, 세퍼레이터의 표면의 친수성이 더욱 장기간에 걸쳐 유지된다. 이 경우의 플라즈마 처리는, 성형체의 표면에 원하는 관능기를 도입 가능하도록 적절하게 설정된 조건에서 행할 수 있지만, 예를 들면, 야마토 머티리얼 가부시키가이샤에서 제조한 형번 「PDC210」을 사용하고, 플라즈마 생성용 가스로서 산소를 사용하고, 인가 전력 150∼500 W, 처리 시간 30초∼10분의 조건에서 행할 수 있다.Prior to the surface treatment using ozone gas, plasma treatment may be performed in advance on the surface on which the surface treatment of the molded body is performed. When this plasma treatment is performed, contaminants are removed from the surface of the molded body, and the surface of the molded body is in a state of high activity. Moreover, functional groups, such as a hydroxyl group, can be introduce | transduced into the surface of a molded object by this plasma process. Therefore, the surface treatment makes ozone gas more easily react with the surface of the molded body, and the hydrophilicity of the surface of the separator is maintained for a longer period of time. In this case, the plasma treatment can be performed under conditions that are appropriately set so that a desired functional group can be introduced onto the surface of the molded body. For example, the plasma generation gas is made by using the model number “PDC210” manufactured by Yamato Material Co., Ltd. As oxygen, it can be performed under conditions of an applied power of 150 to 500 W and a processing time of 30 seconds to 10 minutes.

친수성 향상을 위한 표면 처리가 행해지므로 세퍼레이터의 표면에 높은 친수성이 부여되는 동시에 이 친수성이 장기간 유지되면, 가스 공급 배출용 홈이 수적에 의해 쉽게 폐색되지 않으며, 그러므로 연료 전지의 높은 발전 효율이 장기간 유지된다.Surface treatment is performed to improve hydrophilicity, so that high hydrophilicity is imparted to the surface of the separator, and if the hydrophilicity is maintained for a long time, the gas supply discharge groove is not easily occluded by water droplets, so that the high power generation efficiency of the fuel cell is maintained for a long time. do.

이와 같이 하여 성형체에 친수성 향상을 위한 표면 처리를 행할 때, 이 성형체의 표면 처리가 행해지는 면의 산술 평균 높이 Ra(JIS B0601：2001)을 사전에 0.4∼1.6 ㎛의 범위로 해두는 것이 바람직하다. 이 경우에, 표면 처리의 균일성이 더욱 높아지고, 성형체의 표면에 오존 가스가 더욱 반응하기 쉬워져, 성형체의 표면의 친수성을 더욱 향상시킬 수 있다. 성형체의 산술 평균 높이 Ra의 조정은, 전술한 바와 같이 성형체 중의 흑연 입자의 입경을 조정하거나, 전술한 바와 같이 성형체의 표면에 블라스트 처리 등을 행함으로써 행할 수 있다.In this way, when performing the surface treatment for improving the hydrophilicity to the molded body, it is preferable to set the arithmetic mean height Ra (JIS B0601: 2001) of the surface on which the molded body is surface-treated in the range of 0.4 to 1.6 mu m in advance. . In this case, the uniformity of the surface treatment is further enhanced, the ozone gas is more likely to react with the surface of the molded body, and the hydrophilicity of the surface of the molded body can be further improved. The arithmetic mean height Ra of the molded body can be adjusted by adjusting the particle diameter of the graphite particles in the molded body as described above, or performing a blast treatment or the like on the surface of the molded body as described above.

또한, 성형체에 표면 처리를 행할 때, 미리 성형체의 표면 처리가 행해지는 면에 형성되어 있는 가스 공급 배출용 홈의 폭(A)과 깊이(B)의 비(A/B)가 1 이상으로 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우에, 표면 처리 시의 오존 가스가 가스 공급 배출용 홈의 내부에 균일하게 퍼지기 쉬워져, 표면 처리의 균일성이 더욱 높아진다. 상기 비(A/B)의 상한은 특별히 제한되지 않지만, 가스 공급 배출용 홈을 고밀도로 형성하기 위해서는, 실용적으로 10 이하인 것이 바람직하다.In addition, when surface-treating a molded object, the ratio (A / B) of the width A and the depth B of the gas supply-discharge groove | channel formed in the surface in which the surface-treated of the molded object is previously performed is formed to 1 or more. It is preferable to be. In this case, the ozone gas at the time of surface treatment easily spreads uniformly inside the groove for gas supply discharge, and the uniformity of the surface treatment is further increased. Although the upper limit of the said ratio A / B is not restrict | limited, It is preferable that it is 10 or less practically in order to form the groove | channel for gas supply discharge at high density.

친수성 향상을 위한 표면 처리에 의해, 세퍼레이터의 표면의 물과의 정적(靜的) 접촉각이 0°∼50°의 범위로 되는 것이 바람직하고, 특히 0°∼10°의 범위로 되는 것이 바람직하고, 0°∼5°의 범위로 되면 더욱 바람직하다. 이 물과의 정적 접촉각은, 표면 처리 조건을 적절하게 설정함으로써 조정할 수 있다. 이로써, 세퍼레이터의 표면에 충분히 높은 친수성을 부여할 수 있다.By surface treatment for improving hydrophilicity, the static contact angle with water on the surface of the separator is preferably in the range of 0 ° to 50 °, particularly preferably in the range of 0 ° to 10 °, More preferably, it is in the range of 0 ° to 5 °. The static contact angle with this water can be adjusted by setting surface treatment conditions suitably. Thereby, sufficiently high hydrophilicity can be provided to the surface of a separator.

또한, 친수성 향상을 위한 표면 처리에 의해, 세퍼레이터의 표면의 접촉 저항이 15 mΩcm² 이하로 되는 것이 바람직하다. 이 접촉 저항도, 표면 처리 조건을 적절하게 설정함으로써 조정할 수 있다. 이로써, 연료 전지에서 발전한 전기 에너지를 외부로 전달하는 세퍼레이터의 기능을 높은 레벨로 유지할 수 있다.Moreover, it is preferable that the contact resistance of the surface of a separator will be 15 m (ohm) cm <^2> or less by surface treatment for hydrophilicity improvement. This contact resistance can also be adjusted by setting surface treatment conditions suitably. Thereby, the function of the separator which transfers the electric energy which generate | occur | produced in the fuel cell to the outside can be maintained at a high level.

그리고, 친수성 향상을 위한 표면 처리는, 상기 플라즈마 처리 및 오존 가스에 의한 처리로 한정되지는 않는다. 예를 들면, 친수성 향상을 위한 표면 처리로서, 성형체의 표면에 SO₃를 함유하는 가스를 접촉시키는 처리, 성형체의 표면에 불소를 함유하는 가스를 접촉시키는 처리, 성형체의 표면에 규소 화합물 또는 알루미늄 화합물을 포함하는 개질제 화합물을 포함하는 기체를 연소시키면서 분출하는 처리, 감압 플라즈마 처리 등 적절한 처리가 채용될 수도 있다.In addition, the surface treatment for hydrophilicity improvement is not limited to the said plasma process and the process by ozone gas. For example, as a surface treatment for improving hydrophilicity, a treatment in which a gas containing SO ₃ is brought into contact with the surface of the molded body, a treatment in which a gas containing fluorine is brought into contact with the surface of the molded body, a silicon compound or an aluminum compound at the surface of the molded body Appropriate treatment, such as the process which blows off the gas containing the modifier compound containing these, and blows off, the pressure reduction plasma process, may be employ | adopted.

이상과 같이 하여 얻어지는 세퍼레이터에 있어서의, 금속 성분의 부착의 정도는, 이 세퍼레이터를 90℃의 온수로 1시간 세정한 후, 90℃의 온도에서 1시간 가열 건조하는 처리를 행한 후에, 이 세퍼레이터의 표면을 관찰함으로써 확인된다. 세퍼레이터에 금속 성분이 부착되어 있으면, 전술한 처리에 의해 세퍼레이터의 표면에 금속 산화물(녹)이 생성된다. 상기 처리 후의 세퍼레이터의 표면이 육안 관찰에 의해 관찰되어도 상기 금속 산화물(녹)의 존재가 확인되지 않는 것이 바람직하다. 특히, 상기 처리 후의 세퍼레이터의 표면에, 직경 100㎛보다 큰 금속 산화물이 존재하지 않는 것이 바람직하고, 직경 50㎛보다 큰 금속 산화물이 존재하지 않는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 직경 30㎛보다 큰 금속 산화물이 존재하지 않는 것이 특히 바람직하다.The degree of adhesion of the metal component in the separator obtained as described above is after washing the separator with hot water at 90 ° C. for 1 hour, and then performing heat-drying at 90 ° C. for 1 hour. This is confirmed by observing the surface. If a metal component adheres to the separator, a metal oxide (rust) is formed on the surface of the separator by the above-described treatment. It is preferable that presence of the said metal oxide (rust) is not confirmed even if the surface of the separator after the said process is observed by visual observation. In particular, it is preferable that the metal oxide larger than 100 micrometers in diameter does not exist in the surface of the separator after the said process, and it is more preferable that a metal oxide larger than 50 micrometers in diameter does not exist. Moreover, it is especially preferable that no metal oxide larger than 30 micrometers in diameter exists.

또한, 이 세퍼레이터의 표면에 표출되고 있는 Fe, Co, 및 Ni의 총량이 0.01μg/cm² 이하로 되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 이 세퍼레이터(20)의 표면에 표출되고 있는 Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu 및 Zn의 총량이 0.01μg/cm² 이하로 되어 있는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the total amount of Fe, Co, and Ni expressed on the surface of this separator shall be 0.01 microgram / cm <^2> or less. Moreover, it is preferable that the total amount of Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, and Zn expressed on the surface of this separator 20 is 0.01 microgram / cm <^2> or less.

이와 같이 세퍼레이터의 제조 시에 원료 성분, 성형용 조성물, 또는 세퍼레이터로부터 금속 성분이 제거되면, 세퍼레이터에 있어서의 금속 성분의 함유량이 적어진다. 또한, 이로 인해, 세퍼레이터가 수세 등이 행해진 후 연료 전지에 내장해도, 세퍼레이터의 표면에 금속 산화물(녹)이 나타나기 어려워진다. 그러므로, 연료 전지 내에서의 세퍼레이터로부터의 금속 이온의 이탈이 억제되고, 이와 같은 금속 이온의 이탈에 의한 전해질의 프로톤 전도성의 저하나 전해질의 분해가 억제되어, 연료 전지의 성능이 장기간에 걸쳐 유지된다.Thus, when metal component is removed from a raw material component, the composition for shaping | molding, or a separator at the time of manufacture of a separator, content of the metal component in a separator will become small. For this reason, even if the separator is embedded in the fuel cell after washing with water or the like, the metal oxide (rust) hardly appears on the surface of the separator. Therefore, the detachment of metal ions from the separator in the fuel cell is suppressed, the degradation of the proton conductivity of the electrolyte and the decomposition of the electrolyte due to such detachment of the metal ions are suppressed, and the performance of the fuel cell is maintained for a long time. .

도 1은, 이상과 같이 하여 제조되는 세퍼레이터(20)를 구비하는 고체 고분자형 연료 전지의 단위 셀의 구조를 개략적으로 나타낸다. 2장의 세퍼레이터(20, 20) 사이에, 고체 고분자 전해질 막 등의 전해질(4)과 가스 확산 전극(연료 전극(31)과 산화제 전극(32)) 등으로 이루어지는 막-전극 복합체(MEA)(5)가 개재됨으로써, 단전지(단위 셀)가 구성되어 있다. 이 단위 셀을 수십개∼수백개 병설함으로써 전지 본체(셀 스택)가 구성된다.FIG. 1 schematically shows the structure of a unit cell of a solid polymer fuel cell having a separator 20 manufactured as described above. Between the two separators 20 and 20, a membrane-electrode composite (MEA) consisting of an electrolyte 4 such as a solid polymer electrolyte membrane and a gas diffusion electrode (fuel electrode 31 and oxidant electrode 32), etc. (5) ) Is interposed, and a unit cell (unit cell) is comprised. A battery body (cell stack) is formed by arranging tens to hundreds of these unit cells.

도 2는, 개스킷(12)이 사용됨으로써 구성되는 태양 전지의 단위 셀의 구조의 일례를 나타낸다. 이 단위 셀은, 세퍼레이터(20, 20), 개스킷(12, 12), 막-전극 복합체(5)가 중첩됨으로써 구성되어 있다. 세퍼레이터(20)의, 가스 공급 배출용 홈(2)이 형성되어 있는 영역을 둘러싸는 외주 부분에는, 6개의 매니폴드(13)(2개의 연료용 매니폴드(131), 2개의 산화제용 매니폴드(132), 및 2개의 냉각용 매니폴드(133))가 형성되어 있다. 즉, 세퍼레이터(20)에는, 볼록부(21) 및 가스 공급 배출용 홈(2)이 형성되어 있는 영역을 둘러싸는 외주 부분에, 연료용 관통공(연료용 매니폴드)(131, 131)과 산화제용 관통공(산화제용 매니폴드)(132, 132)이 형성되어 있다. 연료용 관통공(131, 131)은 2개 형성되어 있고, 각 연료용 관통공(131, 131)은 세퍼레이터(20)의 연료 전극(31)과 중첩되는 면에 있어서의 가스 공급 배출용 홈(2)의 양단에 각각 연통된다. 산화제용 관통공(132, 132)도 2개 형성되어 있고, 각 산화제용 관통공(132, 132)은 세퍼레이터(20)의 산화제 전극(32)과 중첩되는 면에 있어서의 가스 공급 배출용 홈(2)의 양단에 각각 연통된다. 또한, 이 외주 부분에는, 냉각용 관통공(냉각용 매니폴드)(133)도 형성되어 있다. 세퍼레이터(20)가 애노드 측 세퍼레이터와 음극측 세퍼레이터로 구성되는 경우, 애노드 측 세퍼레이터와 음극측 세퍼레이터 사이에 있는 냉각수가 유통하는 유로에, 냉각용 매니폴드(133)가 연통된다.2 shows an example of the structure of a unit cell of a solar cell constituted by the use of the gasket 12. This unit cell is comprised by the separators 20 and 20, the gaskets 12 and 12, and the membrane-electrode composite 5 overlapping. Six manifolds 13 (two fuel manifolds 131 and two oxidant manifolds) are provided on the outer circumferential portion of the separator 20 that surrounds the region where the gas supply and discharge grooves 2 are formed. 132 and two cooling manifolds 133 are formed. That is, the separator 20 has fuel through-holes (fuel manifolds) 131 and 131 at outer peripheral portions surrounding the areas where the convex portions 21 and the gas supply and discharge grooves 2 are formed. The oxidant through holes (oxidant manifolds) 132 and 132 are formed. Two fuel through holes 131 and 131 are formed, and each of the fuel through holes 131 and 131 is a gas supply discharge groove in a surface overlapping with the fuel electrode 31 of the separator 20. It communicates with both ends of 2). Two oxidant through holes 132 and 132 are also formed, and each of the oxidant through holes 132 and 132 is a gas supply discharge groove in a surface overlapping with the oxidant electrode 32 of the separator 20 ( It communicates with both ends of 2). In addition, a cooling through hole (cooling manifold) 133 is also formed in this outer peripheral portion. When the separator 20 consists of an anode side separator and a cathode side separator, the cooling manifold 133 communicates with the flow path through which the coolant flows between an anode side separator and a cathode side separator.

그리고, 본 실시형태에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 세퍼레이터(20)에는 스트레이트 타입의 가스 공급 배출용 홈(2)이 형성되어 있다. 일반적으로, 세퍼레이터(20)에 있어서의 가스 공급 배출용 홈(2)으로서는, 굴곡을 가지는 서펜타인 타이프(serpentine type)의 홈과 굴곡을 갖지 않는 스트레이트 타입의 홈이 있다. 물론, 도 2에 나타내는 세퍼레이터(20)에 있어서, 이 세퍼레이터(20)에 서펜타인 타이프의 가스 공급 배출용 홈(2)이 형성되어도 된다.And in this embodiment, as shown in FIG. 2, the separator 20 is provided with the groove | channel 2 for gas supply discharge | emission of a straight type. Generally, as the gas supply discharge | emission groove | channel 2 in the separator 20, there exists a groove of the serpentine type which has a curvature, and the straight type groove which does not have a curvature. Of course, in the separator 20 shown in FIG. 2, the gas supply discharge groove | channel 2 of a serpentine type may be formed in this separator 20. As shown in FIG.

세퍼레이터(20)의 두께는, 예를 들면, 0.5∼3.0 mm의 범위에서 형성된다. 세퍼레이터(20)의 가스 공급 배출용 홈(2)의 폭은, 예를 들면, 1.0∼1.5 mm, 깊이는, 예를 들면, 0.5∼1.5 mm의 범위에서 형성된다. 매니폴드(13)의 개구 면적은, 예를 들면, 0.5∼5.0 cm²의 범위에서 형성된다.The thickness of the separator 20 is formed in the range of 0.5-3.0 mm, for example. The width | variety of the gas supply discharge | emission groove | channel 2 of the separator 20 is 1.0-1.5 mm, and the depth is formed in the range of 0.5-1.5 mm, for example. The opening area of the manifold 13 is formed in the range of 0.5-5.0 cm <^2> , for example.

세퍼레이터(20)의 외주 부분에는, 실링을 위한 개스킷(12)이 적층된다. 이 개스킷(12)은 그 대략 중앙부에 막-전극 복합체(5)에서의 연료 전극(31)이나 산화제 전극(32)을 수용하기 위한 개구(15)를 가지고, 이 개구(15)에서 세퍼레이터(20)의 가스 공급 배출용 홈(2)이 노출된다. 이 개구(15)의 외주측에는, 상기 세퍼레이터의 연료용 관통공(131), 산화제용 관통공(132) 및 냉각용 관통공(133)과 합치하는 위치에, 연료용 관통공(141), 산화제용 관통공(142) 및 냉각용 관통공(143)이 각각 형성되어 있다.The gasket 12 for sealing is laminated | stacked on the outer peripheral part of the separator 20. As shown in FIG. This gasket 12 has an opening 15 for accommodating the fuel electrode 31 and the oxidant electrode 32 in the membrane-electrode composite 5 at its central portion, and the separator 20 in this opening 15. Gas supply discharge groove (2) is exposed. On the outer circumferential side of the opening 15, the fuel through hole 141 and the oxidant are positioned at positions coinciding with the fuel through hole 131, the oxidant through hole 132, and the cooling through hole 133. The through hole 142 and the cooling through hole 143 are formed, respectively.

또한, 막-전극 복합체(5)에 있어서의 전해질(4)의 외주 부분에도, 상기 세퍼레이터의 연료용 관통공(131), 산화제용 관통공(132) 및 냉각용 관통공(133)과 합치하는 위치에, 연료용 관통공(161), 산화제용 관통공(162) 및 냉각용 관통공(163)이 각각 형성되어 있다.The outer periphery of the electrolyte 4 in the membrane-electrode composite 5 also matches the fuel through hole 131, the oxidant through hole 132, and the cooling through hole 133 of the separator. The fuel through hole 161, the oxidant through hole 162, and the cooling through hole 163 are respectively formed in the position.

이 단위 셀 구조에서는, 세퍼레이터(20), 개스킷(12), 및 전해질(4)의 각 연료용 관통공(131, 141, 161)이 연통함으로써, 연료 전극에 대한 연료의 공급 및 배출을 위한 연료용 유로가 구성된다. 또한, 각 산화제용 관통공(132, 142, 162)이 연통함으로써, 산화제 전극에 대한 산화제의 공급 및 배출을 위한 산화제용 유로가 구성된다. 또한, 각 냉각용 관통공(133, 143, 163)이 연통함으로써, 냉각수 등이 유통하는 냉각용 유로가 구성된다.In this unit cell structure, the separator 20, the gasket 12, and the fuel through holes 131, 141, and 161 of the electrolyte 4 communicate with each other, so that fuel for supplying and discharging fuel to the fuel electrode is discharged. A flow path is configured. In addition, the through holes 132, 142, and 162 for oxidant communicate with each other, thereby forming an oxidant flow path for supplying and discharging the oxidant to the oxidant electrode. In addition, the respective cooling through-holes 133, 143, and 163 communicate with each other to form a cooling flow path through which cooling water and the like flow.

이와 같은 연료 전지의 단위 셀 구조에 있어서, 연료 전극(31)과 산화제 전극(32), 및 전해질(4)은, 연료 전지의 타입에 따른 공지의 재료로 형성된다. 고체 고분자형 연료 전지의 경우, 연료 전극(31) 및 산화제 전극(32)은, 예를 들면, 카본 클로스, 카본 페이퍼, 카본 펠트 등의 기재가 촉매를 담지함으로써 구성된다. 연료 전극(31)에서의 촉매로서는, 예를 들면, 백금 촉매, 백금·루테늄 촉매, 코발트 촉매 등이 있으며, 산화제 전극(32)에서의 촉매로서는, 백금 촉매, 은 촉매 등을 예로 들 수 있다. 또한, 고체 고분자형 연료 전지의 경우, 전해질(4)은, 예를 들면, 프로톤 전도성의 고분자막으로 형성되고, 특히 메탄올 직접형 연료 전지의 경우에는 예를 들면, 프로톤 전도성이 높고, 전자 도전성이나 메탄올 투과성을 거의 나타내지 않는 불소계 수지 등으로 형성된다.In the unit cell structure of such a fuel cell, the fuel electrode 31, the oxidant electrode 32, and the electrolyte 4 are formed of a known material corresponding to the type of fuel cell. In the case of a solid polymer fuel cell, the fuel electrode 31 and the oxidant electrode 32 are constituted by, for example, a substrate such as carbon cloth, carbon paper, carbon felt, and the like carrying a catalyst. As a catalyst in the fuel electrode 31, a platinum catalyst, a platinum ruthenium catalyst, a cobalt catalyst etc. are mentioned, for example, A platinum catalyst, a silver catalyst, etc. are mentioned as a catalyst in the oxidant electrode 32, for example. Further, in the case of a solid polymer fuel cell, the electrolyte 4 is formed of, for example, a proton conductive polymer membrane, and particularly in the case of a methanol direct fuel cell, for example, the proton conductivity is high, and the electron conductivity or methanol is high. It is formed of a fluorine resin or the like which shows little permeability.

개스킷(12)은, 예를 들면, 천연 고무, 실리콘 고무, SIS 공중합체, SBS 공중합체, SEBS, 에틸렌-프로필렌 고무, 에틸렌프로필렌디엔 고무(EPDM), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 수소화 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(HNBR), 클로로프렌 고무, 아크릴 고무, 불소계 고무 등으로부터 선택되는 고무 재료로 형성된다. 이 고무 재료에는 점착 부여제가 배합될 수도 있다.The gasket 12 is, for example, natural rubber, silicone rubber, SIS copolymer, SBS copolymer, SEBS, ethylene-propylene rubber, ethylene propylene diene rubber (EPDM), acrylonitrile-butadiene rubber, hydrogenated acrylonitrile It is formed of a rubber material selected from butadiene rubber (HNBR), chloroprene rubber, acrylic rubber, fluorine rubber and the like. A tackifier may be mix | blended with this rubber material.

세퍼레이터(20)에 개스킷(12)을 적층하는 데 있어서는, 예를 들면, 사전에 시트형 또는 판형으로 형성된 개스킷(12)이 세퍼레이터(20)에 접착이나 융착 등에 의해 접합된다. 세퍼레이터(20)의 표면 상에서 개스킷(12)을 형성하기 위한 재료가 성형됨으로써, 세퍼레이터(20)에 개스킷(12)이 적층될 수도 있다. 예를 들면, 미가류(未加硫)의 고무 재료가 스크린 인쇄 등에 의해 세퍼레이터(20)의 표면 상의 소정 위치에 도포되고, 이 고무 재료의 도막을 가류시킴으로써, 세퍼레이터(20)의 표면 상의 소정 위치에 원하는 형상의 개스킷(12)이 형성된다. 상기 가류 시에는, 가열, 전자선 등의 방사선의 조사, 또는 그 외에 적절한 가류 방법이 채용된다. 이 경우에, 박형의 세퍼레이터(20)에 대해서도 개스킷(12)이 용이하게 적층된다. 또한, 세퍼레이터(20)이 금형 내에 세팅되고, 이 세퍼레이터(20)의 표면 상의 소정 위치에 미가류의 고무 재료가 사출되고, 또한 이 고무 재료가 가열 등에 의해 가류됨으로써, 세퍼레이터(20)의 표면 상의 소정 위치에 원하는 형상의 개스킷(12)이 형성될 수도 있다. 이와 같이 금형 성형에 의해 개스킷(12)이 형성되는 데 있어서는, 트랜스퍼 성형 외에, 콘프레션 성형, 인젝션 성형 등의 성형법이 채용될 수 있다.In laminating the gasket 12 on the separator 20, for example, the gasket 12 previously formed in a sheet or plate shape is joined to the separator 20 by adhesion or fusion. By forming a material for forming the gasket 12 on the surface of the separator 20, the gasket 12 may be laminated to the separator 20. For example, an unvulcanized rubber material is applied to a predetermined position on the surface of the separator 20 by screen printing or the like, and by vulcanizing the coating film of the rubber material, the predetermined position on the surface of the separator 20. The gasket 12 of a desired shape is formed in the. In the case of the said vulcanization, the irradiation of radiation, such as a heating, an electron beam, or other suitable vulcanization methods is employ | adopted. In this case, the gasket 12 is also easily laminated to the thin separator 20. Moreover, the separator 20 is set in a metal mold | die, an unvulcanized rubber material is inject | poured in the predetermined position on the surface of this separator 20, and this rubber material is vulcanized by heating etc., and thus it is on the surface of the separator 20. The gasket 12 of a desired shape may be formed at a predetermined position. As described above, in forming the gasket 12 by mold molding, in addition to transfer molding, molding methods such as compression molding and injection molding may be employed.

금형 성형에 의해 개스킷을 형성하는 경우에는, 통상적으로 2회 열처리하게 된다. 개스킷이 적층된 세퍼레이터를 금형으로부터 인출한 후 개스킷을 더 가열함으로써, 경화 반응을 더 진행시키는 것이 바람직하다. 이로써, 개스킷으로부터 얻어지는 추출수의 TOC의 측정값이 저감된다.In the case of forming a gasket by mold molding, heat treatment is usually performed twice. It is preferable to further advance hardening reaction by taking out the separator in which the gasket was laminated | stacked from a metal mold, and further heating a gasket. Thereby, the measured value of TOC of the extraction water obtained from a gasket is reduced.

본 실시형태에서는, 세퍼레이터의 강도가 향상되어 있으므로, 세퍼레이터에 개스킷이 적층될 때 세퍼레이터에 파손이 쉽게 생기지 않게 된다. 그러므로, 개스킷을 구비하는 세퍼레이터가 양호한 수율로, 그리고 양호한 효율로 제조될 수 있다. 특히, 금형 성형에 의해 개스킷이 형성되는 경우라도, 세퍼레이터의 강도가 높으므로, 세퍼레이터가 쉽게 손상되지 않는다.In the present embodiment, since the strength of the separator is improved, damage is not easily caused to the separator when a gasket is laminated to the separator. Therefore, a separator with a gasket can be manufactured in good yield and with good efficiency. In particular, even when a gasket is formed by mold molding, the separator is high in strength, so that the separator is not easily damaged.

세퍼레이터에 개스킷이 적층되는 경우에는, 성형용 조성물이 성형됨으로써 성형체를 얻은 후, 이 성형체에 개스킷이 중첩되고, 이어서, 성형체에 대하여 전술한 바와 같은 웨트 블라스트 처리 등의 블라스트 처리가 행해지고, 혹은 이어서, 친수성 향상을 위한 표면 처리가 행해질 수도 있다.When the gasket is laminated on the separator, after the molding composition is molded to obtain a molded article, the gasket is superimposed on the molded article, and then the blasting treatment such as the wet blast treatment described above is performed on the molded article, or subsequently, Surface treatment for improving hydrophilicity may be performed.

세퍼레이터에는 친수성 향상이 요구되므로, 종래, 각종 친수성 처리가 검토되어 왔다. 한편, 연료 전지의 생산성 향상을 위하여, 세퍼레이터 상에 사전에 개스킷을 형성하는 것에 대해서도 검토되어 왔다. 이들은 각각 단독으로 검토되어 왔기 때문에, 아직도 많은 복합 과제를 안고 있는 실정이다. 예를 들면, 세퍼레이터 상에 개스킷이 형성될 때 개스킷을 구성하는 재료 중의 소수성 성분이 세퍼레이터에 부착되고, 이 소수성 성분이 세퍼레이터의 표면의 친수성을 저하시키거나 세퍼레이터에 대하여 행해지는 친수성 향상을 위한 표면 처리의 효과를 저해하는 경우가 있다. 이와 같은 문제가 있다.
Since the separator is required to improve hydrophilicity, various hydrophilic treatments have been studied. On the other hand, in order to improve productivity of fuel cells, forming a gasket on a separator beforehand has also been examined. Since these have been examined independently, they still face many complex problems. For example, when a gasket is formed on the separator, a hydrophobic component in the material constituting the gasket adheres to the separator, and the hydrophobic component reduces the hydrophilicity of the surface of the separator or improves the hydrophilicity of the separator. The effect of may be impaired. There is a problem like this.

그러나, 전술한 바와 같이 성형체에 개스킷이 중첩된 후, 블라스트 처리가 행해지면, 개스킷이 성형체에 중첩될 때 성형체에 소수성 성분이 부착되어도, 이 소수성 성분이 블라스트 처리에 의해 성형체로부터 제거된다. 그러므로, 세퍼레이터의 표면이 양호한 친수성을 유지한다. 또한, 성형체에 대하여 친수성 향상을 위한 표면 처리가 행해지는 경우에는 이 표면 처리의 작용이 저해되기 어려워진다. 이로써, 개스킷을 구비하고, 또한 표면의 친수성이 높은 세퍼레이터를 얻을 수 있다. 이로써, 취급성이 우수하면서, 생산성이 높은 세퍼레이터를 제공할 수 있게 된다.However, if a blast treatment is performed after the gasket is superposed on the molded body as described above, even if a hydrophobic component adheres to the molded body when the gasket is superimposed on the molded body, the hydrophobic component is removed from the molded body by the blast treatment. Therefore, the surface of the separator maintains good hydrophilicity. Moreover, when surface treatment for hydrophilicity improvement is performed with respect to a molded object, the effect of this surface treatment becomes difficult to be inhibited. Thereby, a separator provided with a gasket and high surface hydrophilicity can be obtained. This makes it possible to provide a separator with excellent productivity and high productivity.

세퍼레이터에 개스킷이 적층된 후, 이 세퍼레이터에 웨트 블라스트 처리가 행해지는 경우에는, 웨트 블라스트 처리의 조건은, 개스킷의 표면에 손상이 생기지 않도록 설정되는 것이 바람직하다. 이를 위해서는, 웨트 블라스트 처리의 조건은, 세퍼레이터 표면의 산술 평균 높이 Ra(JIS B0601：2001)가, 0.4∼1.6 ㎛로 되는 조건인 것이 바람직하고, 0.4∼1.2 ㎛로 되는 조건이면 보다 바람직하고, 0.4∼0.8 ㎛로 되는 조건이면 더욱 바람직하다.After the gasket is laminated on the separator, when the wet blasting treatment is performed on the separator, the condition of the wet blasting treatment is preferably set so that no damage occurs on the surface of the gasket. For this purpose, as for the conditions of a wet blasting process, it is preferable that the arithmetic mean height Ra (JIS B0601: 2001) of a separator surface is a condition which becomes 0.4-1.6 micrometer, It is more preferable in it being a condition which becomes 0.4-1.2 micrometer, 0.4 It is still more preferable if it is conditions which become -0.8 micrometer.

또한, 웨트 블라스트 처리의 조건은, 세퍼레이터의 접촉 저항의 수치가 작아지도록 조정되는 것이 바람직하다. 단, 세퍼레이터의 실링부나 개스킷 표면 거칠기가 지나치게 커지면 가스 리크가 발생하기 쉬워지므로 바람직하지 않다.In addition, it is preferable that the conditions of a wet blasting process are adjusted so that the numerical value of the contact resistance of a separator may become small. However, when the sealing part and gasket surface roughness of a separator become large too much, gas leak will become easy to produce, and it is unpreferable.

도 4는, 세퍼레이터(20)와 막-전극 복합체(5)를 구비하는 복수의 단위 셀로 구성되는, 연료 전지(40)(셀 스택)의 일례를 나타낸다. 이 연료 전지(40)는, 연료용 유로에 연통되는 연료의 공급구(171)및 배출구(172)와, 산화제용 유로에 연통되는 산화제의 공급구(181)및 배출구(182)와, 냉각용 유로에 연통되는 냉각수의 공급구(191)및 배출구(192)를 가진다.FIG. 4 shows an example of the fuel cell 40 (cell stack) composed of a plurality of unit cells including the separator 20 and the membrane-electrode composite 5. The fuel cell 40 includes a fuel supply port 171 and a discharge port 172 communicated with a fuel flow path, an oxidant supply port 181 and a discharge port 182 communicated with an oxidant flow path, and a cooling source. It has a supply port 191 and the outlet 192 of the cooling water communicated with the flow path.

실시예Example

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 그리고, 본 발명은 이 실시예로 한정되지는 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. Incidentally, the present invention is not limited to this embodiment.

[흑연 입자의 압축 강도][Compressive Strength of Graphite Particles]

하기에 나타내는 흑연 입자(입자군)를 준비하였다.Graphite particles (particle groups) shown below were prepared.

·흑연 입자 A：평균 입자 직경 55㎛, 진밀도 2.24 g/cm³, 인조 흑연Graphite particle A: Average particle diameter 55 micrometers, true density 2.24 g / cm <^3> , artificial graphite

·흑연 입자 B：평균 입자 직경 45㎛, 진밀도 2.05 g/cm³, 인조 흑연Graphite particle B: Average particle diameter 45 micrometers, true density 2.05 g / cm <^3> , artificial graphite

·흑연 입자 C：평균 입자 직경 37㎛, 진밀도 2.18 g/cm³, 인조 흑연Graphite particle C: Average particle diameter 37 micrometers, true density 2.18 g / cm <^3> , artificial graphite

·흑연 입자 D：평균 입자 직경 43㎛, 진밀도 2.27 g/cm³, 천연 흑연Graphite particle D: Average particle diameter 43 micrometers, true density 2.27 g / cm <^3> , natural graphite

상기 흑연 입자의 밀도는, 가부시키가이샤 시마즈 제작소에서 제조한 건식 자동 밀도계(아큐픽크II 1340)를 사용하고, 정용적(定容積) 팽창법에 의해 측정한 값이다. 측정 시에, 헬륨 가스를 사용하고, 도입압(게이지압)을 134.45 kPag, 퍼지 횟수를 10회, 런 회수를 10회, 평형 판정 압력(게이지압)을 0.345 kPag로 하였다.The density of the said graphite particle is the value measured by the static volume expansion method using the dry automatic density meter (Accupick II 1340) manufactured by Shimadzu Corporation. At the time of the measurement, helium gas was used to set the inlet pressure (gauge pressure) to 134.45 kPag, the purge number to 10 times, the run count to 10 times, and the equilibrium determination pressure (gauge pressure) to 0.345 kPag.

각 흑연 입자 중으로부터, 임의로 각각 10개의 입자를 선택하여, 이들 입자의 압축 강도를 측정하였다. 입자의 압축 강도의 측정 시에는, 가부시키가이샤 시마즈 제작소에서 제조한 미소 압축 시험기(MCT-W500)를 사용하고, 압축력의 증가 속도 4.842 mN/초의 조건으로 입자의 파괴 압축력을 측정하고, 이 측정 결과에 기초하여 입자의 압축 강도를 산출하였다. 이 측정 시에, 상면이 평면형인 평판을 아래쪽의 압자로서 사용하였고, 또한 하면이 직경 20㎛의 평면형인 위쪽의 압자를 사용하였다. 하기 표 1에, 입자의 압축 강도의 측정 결과, 및 그 평균값인 평균 압축 강도를 나타낸다.Ten particles were selected arbitrarily from each graphite particle, and the compressive strength of these particles was measured. In the measurement of the compressive strength of the particles, using a micro compression tester (MCT-W500) manufactured by Shimadzu Corporation, the fracture compressive force of the particles was measured under conditions of an increase rate of 4.842 mN / sec. The compressive strength of the particles was calculated based on. In this measurement, a flat plate having a flat top surface was used as the bottom indenter, and a top flat indenter having a flat bottom surface having a diameter of 20 µm was used. In following Table 1, the measurement result of the compressive strength of particle | grains and the average compressive strength which is the average value are shown.

[표 1][Table 1]

[실시예 1∼15 및 비교예 1][Examples 1-15 and Comparative Example 1]

각 실시예 및 비교예에 대하여, 표 1에 나타내는 원료 성분을 교반 혼합기(달톤 제조 「5XDMV-rr형」)에 표 1에 나타내는 조성이 되도록 투입하여 교반 혼합하고, 얻어진 혼합물을 정립기에 의해 입경 500㎛ 이하로 분쇄했다.About each Example and the comparative example, the raw material component shown in Table 1 was injected into the stirring mixer ("5XDMV-rr type | mold manufactured by Dalton) so that it might become the composition shown in Table 1, and was stirred, and the obtained mixture was mixed with the particle size 500 It grind | pulverized to micrometer or less.

얻어진 분쇄물을, 금형 온도 185℃, 성형 압력 35.3 MPa, 성형 시간 2 분의 조건에서 압축 성형했다. 다음으로 금형을 닫은 상태에서 압력을 제거하고, 30초간 유지한 후에 금형을 열어, 성형체를 인출하였다.The obtained pulverized product was compression molded under conditions of a mold temperature of 185 ° C, a molding pressure of 35.3 MPa, and a molding time of 2 minutes. Next, the pressure was removed while the mold was closed, held for 30 seconds, the mold was opened, and the molded product was taken out.

얻어진 성형체의 형상은, 200 mm×250 mm, 두께 1.5 mm였다. 성형체의 일면에는 길이 250 mm, 폭 1 mm, 깊이 0.5 mm의 가스 공급 배출용 홈을 57개, 다른 면에는 길이 250 mm, 폭 0.5 mm, 깊이 0.5 mm의 가스 공급 배출용 홈을 58개 형성하였다.The shape of the obtained molded object was 200 mm x 250 mm, and thickness 1.5mm. One surface of the molded body was provided with 57 gas supply discharge grooves 250 mm long, 1 mm wide and 0.5 mm deep, and 58 gas supply discharge grooves 250 mm long, 0.5 mm wide and 0.5 mm deep were formed on the other side. .

이 성형체의 표면에, 마코 가부시키가이샤에서 제조한 웨트 블라스트 처리 장치(형식 PFE-300T/N)를 사용하고, 연마 입자로서 알루미나 입자를 포함하는 슬러리를 사용하여 블라스트 처리를 행한 후, 이온 교환수로 세정하고, 또한 온풍 건조시켰다. 이 성형체의 표면의 산술 평균 높이 Ra(JIS B0601：2001)를 측정한 결과를 표 1에 나타낸다.After the blast treatment was performed on the surface of the molded body using a slurry containing alumina particles as abrasive grains, using a wet blast treatment apparatus (model PFE-300T / N) manufactured by Makko Co., Ltd. It wash | cleaned with and also made it air-dry. Table 1 shows the results of measuring the arithmetic mean height Ra (JIS B0601: 2001) on the surface of the molded body.

[굴곡 강도 평가][Bending strength evaluation]

각 실시예 및 비교예에 있어서, 세퍼레이터를 제작하는 경우와 동일한 방법으로 80 mm×10 mm×4 mm의 치수의 굴곡 강도 측정용 성형품을 제작하고, JIS K6911에 준거하여 굴곡 강도를 측정하였다. 지점간 거리는 64 mm, 크로스 헤드 스피드는 2 mm/분으로 하였다.In each Example and the comparative example, the molded article for bending strength measurement of the dimension of 80 mm x 10 mm x 4 mm was produced by the method similar to the case of manufacturing a separator, and the bending strength was measured based on JISK6911. The distance between points was 64 mm and the crosshead speed was 2 mm / min.

[체적 저항율][Volume resistivity]

각 실시예 및 비교예에 있어서, 세퍼레이터의 체적 저항율을 JIS K7194에 따라 평가했다.In each Example and the comparative example, the volume resistivity of the separator was evaluated in accordance with JIS K7194.

[성형성][Moldability]

각 실시예 및 비교예에서 얻어진 세퍼레이터의 두께를 마이크로미터로, 1개의 세퍼레이터에 대하여 상이한 12개소의 위치에서 측정하였다. 각 실시예에 대하여 50개의 샘플에 대하여 측정을 행하여, 두께의 불균일이 ±15㎛를 초과하는 샘플을 불량으로 판정하고, 불량으로 판정된 샘플수에 의해 성형성을 평가했다.The thickness of the separator obtained by each Example and the comparative example was measured with the micrometer in 12 different positions with respect to one separator. 50 samples were measured about each Example, the sample whose thickness nonuniformity exceeds +/- 15micrometer was judged as defect, and the moldability was evaluated by the number of samples judged as defect.

[연료 전지의 기전압 변동 평가][Evaluation of Electromotive Voltage Variation of Fuel Cell]

아세틸렌 블랙 분말에, 평균 입경이 약 3 nm인 백금 입자를 담지한 촉매 분말(다나카 귀금속 제조, Pt/C 표준품)을 준비하였다. 그리고, 이 촉매 분말 중의 백금 입자의 함유량은 25 질량%였다. 이 촉매 분말을 이소프로판올에 분산시킨 후, 이 분산 용액과 퍼플루오로 카본 술폰산의 분말을 에탄올에 분산시킨 분산 용액을 혼합하여, 촉매 페이스트를 조제했다.Catalyst powder (Tanaka Precious Metals, Pt / C standard product) carrying platinum particles having an average particle diameter of about 3 nm was prepared on acetylene black powder. And content of the platinum particle in this catalyst powder was 25 mass%. After disperse | distributing this catalyst powder to isopropanol, this dispersion solution and the dispersion solution which disperse | distributed the powder of perfluorocarbon sulfonic acid in ethanol were mixed, and the catalyst paste was prepared.

또한, 평면에서 볼 때 치수 143 m×143 m, 두께 360㎛의 카본 부직포(도레이 가부시키가이샤 제조, TGP-H-120)를, 불소 수지를 포함하는 수성 디스퍼젼(dispersion)(다이킨 공업 제조, 네오 프레온 ND1)에 함침시킨 후, 이것을 건조시키고, 400℃에서 30분간 가열하여, 확산층이 되는 발수성 카본 페이퍼를 제작하였다.In addition, a carbon nonwoven fabric (TGP-H-120, manufactured by Toray Industries, Ltd., manufactured by Toray Industries, Ltd., having a dimension of 143 m x 143 m and a thickness of 360 µm in plan view) is an aqueous dispersion containing a fluororesin (manufactured by Daikin Industries, Ltd.). After impregnating in Neo Freon ND1), it was dried and heated at 400 degreeC for 30 minutes, and the water-repellent carbon paper used as a diffusion layer was produced.

이어서, 이 카본 페이퍼의 한쪽 면 상에, 전술한 촉매 페이스트를 스크린 인쇄법에 의해 도포하여 촉매층을 형성하여, 촉매층과 카본 페이퍼가 적층된 전극을 한쌍 제작하였다. 촉매층의 일부는, 카본 페이퍼 중에 파묻혀 있었다. 그리고, 촉매층의 표면에 표출된 백금 입자 및 퍼플루오로 카본 술폰산의 양은, 각각 0.6 mg/cm² 및 1.2 mg/cm²였다.Subsequently, the catalyst paste mentioned above was apply | coated by the screen printing method on one surface of this carbon paper, and a catalyst layer was formed, and the electrode which laminated | stacked the catalyst layer and carbon paper was produced. Part of the catalyst layer was buried in carbon paper. The amounts of platinum particles and perfluorocarbon sulfonic acid expressed on the surface of the catalyst layer were 0.6 mg / cm ² and 1.2 mg / cm ^2, respectively.

고분자 전해질 막으로서 퍼플루오로 카본 술폰산 막(재팬 고어텍스사 제조, 바깥 치수 15 cm×15 cm, 두께 30㎛)을 별도로 준비하고, 이 고분자 전해질 막의 양면 상에 전술한 한쌍의 전극을 중첩하였다. 한쌍의 전극은 카본 페이퍼(확산층)가 외면 측에 배치되도록 했다. 이들을 핫 프레스로 접합하여, 막-전극 복합체를 얻었다.As the polymer electrolyte membrane, a perfluorocarbon sulfonic acid membrane (manufactured by Japan Gore-Tex Corporation, 15 cm × 15 cm outside, 30 μm thick) was separately prepared, and the pair of electrodes described above were superposed on both surfaces of the polymer electrolyte membrane. The pair of electrodes allowed carbon paper (diffusion layer) to be disposed on the outer surface side. These were joined by hot press to obtain a membrane-electrode composite.

각 실시예 및 비교예에서 얻어진 세퍼레이터(상기 금속 성분량 평가에 있어서 금속 산화물의 부착이 인정된 세퍼레이터가 있는 경우에는 이 금속 산화물이 부착되어 있는 세퍼레이터) 상의 외주 부분에 에틸렌프로필렌디엔 고무를 스크린 인쇄에 의해 도포한 후, 가열 가류함으로써 개스킷을 형성하였다. 상기 막-전극 복합체의 양측에 상기 세퍼레이터를 중첩시킴으로써, 재단법인 일본 자동차 연구소 표준 단위 셀(전극 면적 25 cm²)로 이루어지는 연료 전지를 제작하였다.Screen printing of ethylene propylene diene rubber on the outer peripheral part of the separator obtained by each Example and the comparative example (if there is a separator with which metal oxide adhesion was recognized in the said metal component amount evaluation). After apply | coating, the gasket was formed by heat-curing. By superimposing the separators on both sides of the membrane-electrode composite, a fuel cell composed of the Japan Automotive Research Institute standard unit cell (electrode area 25 cm ² ) was manufactured.

이 연료 전지에, 외부 회로를 접속한 상태에서, 연료 가스로서 공기를 2.0 NL/min의 유량으로, 산화제 가스로서 수소를 0.5 NL/min의 유량으로 각각 공급함으로써, 연료 전지를 1000시간 연속적으로 동작시켰다. 이 연료 전지 작동 시의 기전압(V)의 경시적인 변동의 상태를 조사하였다. 그 결과를, 변동 후의 기전압의, 초기값에 대한 백분율[(E1/E0)×100(%)]의 값으로 표시했다. 상기 E1은 변동 후의 기전압, E0는 초기의 기전압이다.The fuel cell was continuously operated for 1000 hours by supplying air at a flow rate of 2.0 NL / min as the fuel gas and hydrogen at a flow rate of 0.5 NL / min as the oxidant gas with the external circuit connected to the fuel cell. I was. The state of time-dependent fluctuations in the electromotive voltage (V) during operation of this fuel cell was investigated. The result was expressed by the value of the percentage [(E1 / E0) * 100 (%)] with respect to the initial value of the electromotive voltage after a change. E1 is the electromotive voltage after the change, and E0 is the initial electromotive voltage.

[표 2][Table 2]

표 중의 각 성분을 상세하게 설명하면 다음과 같다.The detail of each component in a table is as follows.

·열경화성 수지 A：크레졸 노볼락형 에폭시 수지(일본 화약 가부시키가이샤 제조, 품번 EOCN-1020-75, 에폭시 당량 199, 융점 75℃).Thermosetting resin A: Cresol novolak-type epoxy resin (made by Nippon Kayaku Co., Ltd., product number EOCN-1020-75, epoxy equivalent 199, melting | fusing point 75 degreeC).

·열경화성 수지 B：레졸형 페놀 수지(군에이 화학공업 가부시키가이샤 제조, 「샘플 A」, 융점 75℃, 13C-NMR 분석에 의한 오르토-오르토 25∼35 %, 오르토-파라 60∼70 %, 파라-파라 5∼10 %).Thermosetting resin B: Resol type phenol resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., "Sample A", melting point 75 ° C, ortho-ortho 25-35% by 13C-NMR analysis, ortho-para 60-70%, Para-para 5-10%).

·경화제 A：노볼락형 페놀 수지(군에이 화학공업 가부시키가이샤 제조, 품번 PSM6200, OH 당량 105).Curing agent A: A novolak-type phenol resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., product number PSM6200, OH equivalent 105).

·경화제 B：다관능 페놀 수지(메이와 화성 가부시키가이샤 제조, 품번 MEH-7500, OH 당량 100).Curing agent B: Polyfunctional phenol resin (made by Meiwa Chemical Co., Ltd., product number MEH-7500, OH equivalent 100).

·경화 촉진제：트리페닐포스핀(홋쿄 화학공업 가부시키가이샤 제조, 품번 TPP).Hardening accelerator: Triphenyl phosphine (Hokkyo Chemical Co., Ltd. make, product number TPP).

·커플링제：에폭시 실란(일본 유니카 가부시키가이샤 제조, 품번 A187).Coupling agent: Epoxy silane (made by Nippon Unicar Co., Ltd., article number A187).

·왁스 A：천연 카르나바 왁스(다이니치 화학공업 가부시키가이샤 제조, 품번 H1-100, 융점 83℃).Wax A: Natural carnava wax (Daichi Chemical Co., Ltd. make, article number H1-100, melting | fusing point 83 degreeC).

·왁스 B：몬탄산 비스아마이드(다이니치 화학공업 가부시키가이샤 제조, 품번 J-900, 융점 123℃).Wax B: bicarbonate of montanic acid (manufactured by Daiichi Chemical Co., Ltd., product number J-900, melting point of 123 ° C).

[실시예 16][Example 16]

본 실시예에서는, 음극측 세퍼레이터(애노드 측 세퍼레이터로 해도 됨)를 제작하였다.In the present Example, the cathode side separator (it may be set as an anode side separator) was produced.

이 음극측 세퍼레이터를 제작에 있어서, 먼저 실시예 1의 경우와 동일한 조건에서 분쇄물을 압축 성형함으로써 성형체를 얻었다.In producing this cathode side separator, the molded object was obtained by compression-molding the pulverized product on the same conditions as the case of Example 1 first.

이어서, 성형체의, 연료 전지 내에서 막-전극 복합체와 대향하게 되는 면(전극면)과, 연료 전지 내에서 냉각수가 유통하는 유로가 형성되는 측의 면(수로면)에, 각각 웨트 블라스트 처리를 행하였다. 이 경우에, 마코 가부시키가이샤에서 제조한 웨트 블라스트 처리 장치(형식 PFE-300T/N)를 사용하고, 연마 입자로서 알루미나 입자를 포함하는 슬러리를 사용하였다. 처리 후의 성형체를 이온 교환수로 세정하고, 또한 온풍 건조시켰다.Subsequently, the wet blasting process is performed on the surface (electrode surface) of the molded body, which faces the membrane-electrode composite in the fuel cell, and the surface (water surface) on the side where the flow path through which the coolant flows is formed in the fuel cell. It was done. In this case, a wet blasting apparatus (model PFE-300T / N) manufactured by Makko Co., Ltd. was used, and a slurry containing alumina particles was used as abrasive particles. The molded article after the treatment was washed with ion-exchanged water and further dried by warm air.

이 웨트 블라스트 처리 후의 성형체의 표면의, 전극면 및 수로면의 산술 평균 높이 Ra(JIS B0601：2001)를 측정한 결과를, 표 3에 나타낸다.Table 3 shows the result of measuring the arithmetic mean height Ra (JIS B0601: 2001) of the electrode surface and the channel surface of the surface of the molded body after the wet blast treatment.

이어서, 성형체의 전극면 상 및 수로면 상의 각각의 외주 부분에 에틸렌프로필렌디엔 고무를 스크린 인쇄에 의해 도포한 후, 가열 가류함으로써 개스킷을 형성하였다.Subsequently, after the ethylene propylene diene rubber was apply | coated by screen printing to each outer peripheral part on the electrode surface and water channel surface of a molded object, the gasket was formed by heating and vulcanizing.

이어서, 이 성형체에, 전처리로서 플라즈마 처리를 행한 후, 오존 가스에 의한 처리를 행하였다. 플라즈마 처리 시에는, 플라즈마 생성용 가스로서 산소를 사용하였고, 인가 전력 300 W, 처리 시간 3 분의 조건에서, 성형체의 표면에 플라즈마 처리를 행하였다. 오존 가스에 의한 처리 시에는, 이와타니 산업 가부시키가이샤에서 제조한 오존 가스 발생 장치(반도체용)와, 스미토모 정밀공업 가부시키가이샤에서 제조한 오존 발생 장치를 조합하여 사용함으로써 오존 가스 농도를 조정하면서, 처리 온도 25℃, 오존 농도 8 vol%, 처리 시간 0.25시간의 조건에서 성형체에 오존 가스를 접촉시켰다.Subsequently, after performing plasma processing as a pretreatment to this molded object, the process by ozone gas was performed. In the plasma treatment, oxygen was used as the plasma generation gas, and plasma treatment was performed on the surface of the molded body under conditions of an applied power of 300 W and a treatment time of 3 minutes. In the case of treatment with ozone gas, while adjusting the ozone gas concentration by using a combination of an ozone gas generator (for semiconductor) manufactured by Iwatani Industries Co., Ltd. and an ozone generator manufactured by Sumitomo Precision Industries, Ltd. The ozone gas was brought into contact with the molded product under conditions of a treatment temperature of 25 ° C., an ozone concentration of 8 vol%, and a treatment time of 0.25 hour.

이로써, 개스킷을 구비하는 음극측 세퍼레이터를 얻었다.This obtained the cathode side separator provided with a gasket.

[실시예 17]Example 17

실시예 16에 있어서, 성형체에 웨트 블라스트 처리를 행하기 전에, 성형체의 전극면 상 및 수로면 상의 각각의 외주 부분에 에틸렌프로필렌디엔 고무를 스크린 인쇄에 의해 도포한 후, 가열 가류함으로써 개스킷을 형성하였다. 이어서, 이 성형체의 전극면 및 수로면에, 마코 가부시키가이샤에서 제조한 웨트 블라스트 처리 장치(형식 PFE-300T/N)를 사용하고, 연마 입자로서 알루미나 입자를 포함하는 슬러리를 사용하여 웨트 블라스트 처리를 행한 후, 이온 교환수로 세정하고, 또한 온풍 건조시켰다.In Example 16, before performing a wet blasting process to a molded object, after apply | coating ethylene propylene diene rubber to each outer peripheral part on the electrode surface and the waterway surface of a molded object by screen printing, a gasket was formed by heating and vulcanizing. . Subsequently, the wet blast treatment was performed on the electrode face and the channel face of the molded body by using a slurry containing alumina particles as abrasive particles using a wet blast treatment apparatus (model PFE-300T / N) manufactured by Marko Co., Ltd. After washing, the mixture was washed with ion-exchanged water and further dried by warm air.

이 웨트 블라스트 처리 후의 성형체의 표면의, 전극면 및 수로면의 산술 평균 높이 Ra(JIS B0601：2001)를 측정한 결과를, 표 3에 나타낸다.Table 3 shows the result of measuring the arithmetic mean height Ra (JIS B0601: 2001) of the electrode surface and the channel surface of the surface of the molded body after the wet blast treatment.

이어서, 이 성형체에, 전처리로서 플라즈마 처리를 행한 후, 오존 가스에 의한 처리를 행하였다. 플라즈마 처리 시에는, 플라즈마 생성용 가스로서 산소를 사용하였고, 인가 전력 300 W, 처리 시간 3 분의 조건에서, 성형체의 표면에 플라즈마 처리를 행하였다. 오존 가스에 의한 처리 시에는, 이와타니 산업 가부시키가이샤에서 제조한 오존 가스 발생 장치(반도체용)와, 스미토모 정밀공업 가부시키가이샤에서 제조한 오존 발생 장치를 조합하여 사용함으로써 오존 가스 농도를 조정하면서, 처리 온도 25℃, 오존 농도 8 vol%, 처리 시간 0.25 시간의 조건에서 성형체에 오존 가스를 접촉시켰다.Subsequently, after performing plasma processing as a pretreatment to this molded object, the process by ozone gas was performed. In the plasma treatment, oxygen was used as the plasma generation gas, and plasma treatment was performed on the surface of the molded body under conditions of an applied power of 300 W and a treatment time of 3 minutes. In the case of treatment with ozone gas, while adjusting the ozone gas concentration by using a combination of an ozone gas generator (for semiconductor) manufactured by Iwatani Industries Co., Ltd. and an ozone generator manufactured by Sumitomo Precision Industries, Ltd. The ozone gas was brought into contact with the molded body under conditions of a treatment temperature of 25 ° C., an ozone concentration of 8 vol%, and a treatment time of 0.25 hour.

이로써, 개스킷을 구비하는 음극측 세퍼레이터를 얻었다.This obtained the cathode side separator provided with a gasket.

[실시예 18][Example 18]

실시예 16에 있어서, 성형체에 웨트 블라스트 처리를 행하기 전에, 성형체의 전극면 상 및 수로면 상의 각각의 외주 부분에 에틸렌프로필렌디엔 고무를 스크린 인쇄에 의해 도포한 후, 가열 가류함으로써 개스킷을 형성하였다. 이어서, 이 성형체의 전극면 및 수로면에, 마코 가부시키가이샤에서 제조한 웨트 블라스트 처리 장치(형식 PFE-300T/N)를 사용하고, 연마 입자로서 알루미나 입자를 포함하는 슬러리를 사용하여 웨트 블라스트 처리를 행한 후, 이온 교환수로 세정하고, 또한 온풍 건조시켰다.In Example 16, before performing a wet blasting process to a molded object, after apply | coating ethylene propylene diene rubber to each outer peripheral part on the electrode surface and the waterway surface of a molded object by screen printing, a gasket was formed by heating and vulcanizing. . Subsequently, the wet blast treatment was performed on the electrode face and the channel face of the molded body by using a slurry containing alumina particles as abrasive particles using a wet blast treatment apparatus (model PFE-300T / N) manufactured by Marko Co., Ltd. After washing, the mixture was washed with ion-exchanged water and further dried by warm air.

이 웨트 블라스트 처리 후의 성형체의 표면의, 전극면 및 수로면의 산술 평균 높이 Ra(JIS B0601：2001)를 측정한 결과를, 표 3에 나타낸다.Table 3 shows the result of measuring the arithmetic mean height Ra (JIS B0601: 2001) of the electrode surface and the channel surface of the surface of the molded body after the wet blast treatment.

이어서, 이 성형체에 리모트 방식의 대기압 플라즈마 처리를 행하였다. 플라즈마 처리 장치로서는 세키스이 화학공업 가부시키가이샤에서 제조한 AP-T 시리즈를 사용하였다. 처리 조건은, 처리 폭：300 mm, 플라즈마 유닛 수：1개, 샘플-전극간 거리：3 mm, 플라즈마 생성용 가스 종류：질소, 가스 중의 산소 함유량：1000 ppm, 가스 유량：150 L/분, 성형체의 반송 속도：0.25 m/분, 처리시 온도：25℃로 하였다.Subsequently, the atmospheric pressure plasma process of the remote system was performed to this molded object. As a plasma processing apparatus, the AP-T series manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd. was used. The processing conditions were processing width: 300 mm, number of plasma units: 1, sample-electrode distance: 3 mm, gas for plasma generation: nitrogen, oxygen content in gas: 1000 ppm, gas flow rate: 150 L / min, The conveyance speed of the molded object: 0.25 m / min, the temperature at the time of processing: 25 degreeC.

이로써, 개스킷을 구비하는 음극측 세퍼레이터를 얻었다.This obtained the cathode side separator provided with a gasket.

[실시예 19][Example 19]

본 실시예에서는, 음극측 세퍼레이터(애노드 측 세퍼레이터로 해도 됨)를 제작하였다.In the present Example, the cathode side separator (it may be set as an anode side separator) was produced.

이 음극측 세퍼레이터를 제작에 있어서, 먼저 실시예 1의 경우와 동일한 조건에서 분쇄물을 압축 성형함으로써 성형체를 얻었다.In producing this cathode side separator, the molded object was obtained by compression-molding the pulverized product on the same conditions as the case of Example 1 first.

이어서, 성형체의 전극면과 수로면에 웨트 블라스트 처리를 행하였다. 이 경우에, 마코 가부시키가이샤에서 제조한 웨트 블라스트 처리 장치(형식 PFE-300T/N)를 사용하였고, 연마 입자로서 알루미나 입자를 포함하는 슬러리를 사용하였다. 처리 후의 성형체를 이온 교환수로 세정하고, 또한 온풍 건조시켰다.Next, the wet blasting process was performed to the electrode surface and water channel surface of a molded object. In this case, a wet blast processing apparatus (type PFE-300T / N) manufactured by Makko Co., Ltd. was used, and a slurry containing alumina particles was used as abrasive particles. The molded article after the treatment was washed with ion-exchanged water and further dried by warm air.

이 웨트 블라스트 처리 후의 성형체의 표면의, 전극면 및 수로면의 산술 평균 높이 Ra(JIS B0601：2001)를 측정한 결과를, 표 3에 나타낸다.Table 3 shows the result of measuring the arithmetic mean height Ra (JIS B0601: 2001) of the electrode surface and the channel surface of the surface of the molded body after the wet blast treatment.

이어서, 이 성형체를 금형 중에 배치하고, 이 상태에서 금형 내에 경화성 불소 고무를 사출하고, 또한 금형을 170℃에서 5분간 가열함으로써, 성형체의 전극면 상 및 수로면 상의 각각의 외주 부분에 개스킷을 형성하였다. 이어서, 금형으로부터 성형체를 인출한 후, 이 성형체 상의 개스킷을 상압 하에서 170℃에서 1시간 열 처리함으로써 경화 반응을 더욱 진행시켰다.Subsequently, this molded object is arrange | positioned in a metal mold | die, and in this state, injecting curable fluororubber into a metal mold, and heating a metal mold | die at 170 degreeC for 5 minutes, a gasket is formed in each outer peripheral part on the electrode surface and water channel surface of a molded object. It was. Subsequently, after taking out a molded object from a metal mold | die, hardening reaction was advanced further by heat-processing the gasket on this molded object at 170 degreeC under normal pressure for 1 hour.

이어서, 이 성형체에, 전처리로서 플라즈마 처리를 행한 후, 오존 가스에 의한 처리를 행하였다. 플라즈마 처리 시에는, 플라즈마 생성용 가스로서 산소를 사용하고, 인가 전력 300 W, 처리 시간 3 분의 조건에서, 성형체의 표면에 플라즈마 처리를 행하였다. 오존 가스에 의한 처리 시에는, 이와타니 산업 가부시키가이샤에서 제조한 오존 가스 발생 장치(반도체용)와 스미토모 정밀공업 가부시키가이샤에서 제조한 오존 발생 장치를 조합하여 사용함으로써 오존 가스 농도를 조정하면서, 처리 온도 25℃, 오존 농도 8 vol%, 처리 시간 0.25 시간의 조건에서 성형체에 오존 가스를 접촉시켰다.Subsequently, after performing plasma processing as a pretreatment to this molded object, the process by ozone gas was performed. In the plasma treatment, oxygen was used as the plasma generation gas, and plasma treatment was performed on the surface of the molded body under conditions of an applied power of 300 W and a treatment time of 3 minutes. During the treatment with ozone gas, while adjusting the ozone gas concentration by using an ozone gas generator (for semiconductor) manufactured by Iwatani Industries Co., Ltd. and an ozone generator manufactured by Sumitomo Precision Industries, Ltd. Ozone gas was brought into contact with the molded body under conditions of a treatment temperature of 25 ° C., an ozone concentration of 8 vol%, and a treatment time of 0.25 hour.

이로써, 개스킷을 구비하는 음극측 세퍼레이터를 얻었다.This obtained the cathode side separator provided with a gasket.

[실시예 20][Example 20]

실시예 19에 있어서, 성형체에 웨트 블라스트 처리를 행하기 전에, 성형체를 금형 중에 배치하고, 이 상태에서 금형 내에 경화성 불소 고무를 사출하고, 또한 금형을 170℃에서 5분간 가열함으로써, 성형체의 전극면 상 및 수로면 상의 각각의 외주 부분에 개스킷을 형성하였다. 이어서, 금형으로부터 성형체를 인출한 후, 이 성형체 상의 개스킷을 상압 하에서 170℃에서 1시간 열 처리함으로써 경화 반응을 더욱 진행시켰다.In Example 19, before performing a wet blasting process to a molded object, the molded object is arrange | positioned in a metal mold | die, the curable fluororubber is injected into a metal mold in this state, and the metal mold | die surface is heated by heating a metal mold | die at 170 degreeC for 5 minutes. A gasket was formed in each outer peripheral portion on the phase and the channel surface. Subsequently, after taking out a molded object from a metal mold | die, hardening reaction was advanced further by heat-processing the gasket on this molded object at 170 degreeC under normal pressure for 1 hour.

이어서, 이 성형체의 전극면 및 수로면에, 마코 가부시키가이샤에서 제조한 웨트 블라스트 처리 장치(형식 PFE-300T/N)를 사용하고, 연마 입자로서 알루미나 입자를 포함하는 슬러리를 사용하여 웨트 블라스트 처리를 행한 후, 이온 교환수로 세정하고, 또한 온풍 건조시켰다.Subsequently, the wet blast treatment was performed on the electrode face and the channel face of the molded body by using a slurry containing alumina particles as abrasive particles using a wet blast treatment apparatus (model PFE-300T / N) manufactured by Marko Co., Ltd. After washing, the mixture was washed with ion-exchanged water and further dried by warm air.

이 웨트 블라스트 처리 후의 성형체의 표면의, 전극면 및 수로면의 산술 평균 높이 Ra(JIS B0601：2001)를 측정한 결과를, 표 3에 나타낸다.Table 3 shows the result of measuring the arithmetic mean height Ra (JIS B0601: 2001) of the electrode surface and the channel surface of the surface of the molded body after the wet blast treatment.

이어서, 이 성형체에, 전처리로서 플라즈마 처리를 행한 후, 오존 가스에 의한 처리를 행하였다. 플라즈마 처리 시에는, 플라즈마 생성용 가스로서 산소를 사용하고, 인가 전력 300 W, 처리 시간 3 분의 조건에서, 성형체의 표면에 플라즈마 처리를 행하였다. 오존 가스에 의한 처리 시에는, 이와타니 산업 가부시키가이샤에서 제조한 오존 가스 발생 장치(반도체용)와, 스미토모 정밀공업 가부시키가이샤에서 제조한 오존 발생 장치를 조합하여 사용함으로써 오존 가스 농도를 조정하면서, 처리 온도 25℃, 오존 농도 8 vol%, 처리 시간 0.25시간의 조건에서 성형체에 오존 가스를 접촉시켰다.Subsequently, after performing plasma processing as a pretreatment to this molded object, the process by ozone gas was performed. In the plasma treatment, oxygen was used as the plasma generation gas, and plasma treatment was performed on the surface of the molded body under conditions of an applied power of 300 W and a treatment time of 3 minutes. In the case of treatment with ozone gas, while adjusting the ozone gas concentration by using a combination of an ozone gas generator (for semiconductor) manufactured by Iwatani Industries Co., Ltd. and an ozone generator manufactured by Sumitomo Precision Industries, Ltd. The ozone gas was brought into contact with the molded product under conditions of a treatment temperature of 25 ° C., an ozone concentration of 8 vol%, and a treatment time of 0.25 hour.

이로써, 개스킷을 구비하는 음극측 세퍼레이터를 얻었다.This obtained the cathode side separator provided with a gasket.

[실시예 21]Example 21

실시예 19에 있어서, 성형체에 웨트 블라스트 처리를 행하기 전에, 성형체를 금형 중에 배치하고, 이 상태에서 금형 내에 경화성 불소 고무를 사출하고, 또한 금형을 170℃에서 5분간 가열함으로써, 성형체의 전극면 상 및 수로면 상의 각각의 외주 부분에 개스킷을 형성하였다. 이어서, 금형으로부터 성형체를 인출한 후, 이 성형체 상의 개스킷을 상압 하에서 170℃에서 1시간 열처리함으로써 경화 반응을 더욱 진행시켰다.In Example 19, before performing a wet blasting process to a molded object, the molded object is arrange | positioned in a metal mold | die, the curable fluororubber is injected into a metal mold in this state, and the metal mold | die surface is heated by heating a metal mold | die at 170 degreeC for 5 minutes. A gasket was formed in each outer peripheral portion on the phase and the channel surface. Subsequently, after taking out a molded object from a metal mold | die, hardening reaction was further advanced by heat-processing the gasket on this molded object at 170 degreeC under normal pressure for 1 hour.

이어서, 이 성형체의 전극면 및 수로면에, 마코 가부시키가이샤에서 제조한 웨트 블라스트 처리 장치(형식 PFE-300T/N)를 사용하고, 연마 입자로서 알루미나 입자를 포함하는 슬러리를 사용하여 웨트 블라스트 처리를 행한 후, 이온 교환수로 세정하고, 또한 온풍 건조시켰다.Subsequently, the wet blast treatment was performed on the electrode face and the channel face of the molded body by using a slurry containing alumina particles as abrasive particles using a wet blast treatment apparatus (model PFE-300T / N) manufactured by Marko Co., Ltd. After washing, the mixture was washed with ion-exchanged water and further dried by warm air.

이어서, 이 성형체에 리모트 방식의 대기압 플라즈마 처리를 행하였다. 플라즈마 처리 장치로서는 세키스이 화학공업 가부시키가이샤에서 제조한 AP-T 시리즈를 사용하였다. 처리 조건은, 처리 폭：300 mm, 플라즈마 유닛 수：1개, 샘플-전극간 거리：3 mm, 플라즈마 생성용 가스 종류：질소, 가스 중의 산소 함유량：1000 ppm, 가스 유량：150 L/분, 성형체의 반송 속도：0.25 m/분, 처리시 온도：25℃로 하였다.Subsequently, the atmospheric pressure plasma process of the remote system was performed to this molded object. As a plasma processing apparatus, the AP-T series manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd. was used. The processing conditions were processing width: 300 mm, number of plasma units: 1, sample-electrode distance: 3 mm, gas for plasma generation: nitrogen, oxygen content in gas: 1000 ppm, gas flow rate: 150 L / min, The conveyance speed of the molded object: 0.25 m / min, the temperature at the time of processing: 25 degreeC.

이로써, 개스킷을 구비하는 음극측 세퍼레이터를 얻었다.This obtained the cathode side separator provided with a gasket.

[정적 접촉각 평가][Static contact angle evaluation]

실시예 16∼21에서 얻어진 세퍼레이터를 수평으로 배치하고, 그 표면에 스포이트로 이온 교환수를 떨어뜨리고, 쿄와 계면 과학 가부시키가이샤에서 제조한 측정기(품번 「CA-W150」)를 사용하여, 물과의 정적 접촉각을 측정하였다.The separators obtained in Examples 16 to 21 were arranged horizontally, and the ion-exchanged water was dropped on the surface with a dropper, and water was measured using a measuring instrument manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. (part no. "CA-W150"). The static contact angle with was measured.

또한, 이 세퍼레이터를 90℃의 온수 중에 투입하여 일정 시간 방치한 후, 건조시켰다. 방치 시간은 500시간, 1000시간, 1500시간 및 2000시간으로 하였다. 이 처리 후의 세퍼레이터에 대하여, 전술한 바와 마찬가지로 물과의 정적 접촉각을 측정하였다.In addition, this separator was poured into hot water at 90 ° C. and left for a certain time, followed by drying. The leaving time was made into 500 hours, 1000 hours, 1500 hours, and 2000 hours. About the separator after this process, the static contact angle with water was measured similarly to the above.

그 결과를 표 3에 나타낸다.The results are shown in Table 3.

[표 3][Table 3]

20: 연료 전지 세퍼레이터
40: 연료 전지20: fuel cell separator
40: fuel cell

Claims (10)

흑연 입자와 수지 성분을 함유하고, 상기 흑연 입자에 평균 압축 강도 15 MPa 이상의 입자군이 포함되어 있는, 연료 전지 세퍼레이터 성형용 조성물.A composition for molding fuel cell separator, comprising graphite particles and a resin component, wherein the graphite particles contain a particle group having an average compressive strength of 15 MPa or more. 제1항에 있어서,
상기 흑연 입자 전체에 대한 상기 흑연 입자 중의 압축 강도 15 MPa 이상의 입자의 수의 비율이 15% 이상인, 연료 전지 세퍼레이터 성형용 조성물.The method of claim 1,
The composition for fuel cell separator molding in which the ratio of the number of particles having a compressive strength of 15 MPa or more in the graphite particles to the whole graphite particles is 15% or more. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 흑연 입자 전체의 평균 압축 강도가 15 MPa 이상인, 연료 전지 세퍼레이터 성형용 조성물.The method according to claim 1 or 2,
The composition for fuel cell separator molding whose average compressive strength of the whole graphite particle is 15 Mpa or more. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 흑연 입자와 상기 수지 성분의 합계량에 대한 상기 흑연 입자의 비율이 70∼85 질량%의 범위인, 연료 전지 세퍼레이터 성형용 조성물.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The composition for fuel cell separator molding in which the ratio of the graphite particles to the total amount of the graphite particles and the resin component is in a range of 70 to 85 mass%. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 연료 전지 세퍼레이터 성형용 조성물로부터 형성되는 연료 전지 세퍼레이터.A fuel cell separator formed from the composition for molding a fuel cell separator according to any one of claims 1 to 4. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 연료 전지 세퍼레이터 성형용 조성물을 준비하는 단계; 및
상기 연료 전지 세퍼레이터 성형용 조성물을 압축 성형하는 단계
를 포함하는 연료 전지 세퍼레이터의 제조 방법.Preparing a fuel cell separator molding composition according to any one of claims 1 to 4; And
Compression molding the fuel cell separator molding composition
Method for producing a fuel cell separator comprising a. 제6항에 있어서,
상기 연료 전지 세퍼레이터 성형용 조성물을 압축 성형함으로써 얻어지는 성형체의 표면 상에 개스킷을 형성하는 단계, 및
상기 개스킷이 중첩되어 있는 상기 성형체에 블라스트 처리를 행하는 단계
를 더 포함하는 연료 전지 세퍼레이터의 제조 방법.The method according to claim 6,
Forming a gasket on the surface of the molded body obtained by compression molding the composition for molding the fuel cell separator, and
Blasting the molded body in which the gasket is overlapped
Method of manufacturing a fuel cell separator further comprising. 제7항에 있어서,
상기 블라스트 처리가 행해진 후의 상기 성형체의 표면에 친수화를 위한 표면 처리를 행하는 단계를 더 포함하는 연료 전지 세퍼레이터의 제조 방법.The method of claim 7, wherein
A method of manufacturing a fuel cell separator further comprising the step of performing a surface treatment for hydrophilization on the surface of the molded body after the blast treatment is performed. 제8항에 있어서,
상기 표면 처리는, 플라즈마 처리, 상기 성형체의 표면에 오존 가스를 접촉시키는 처리 중, 적어도 한 쪽인, 연료 전지 세퍼레이터의 제조 방법.9. The method of claim 8,
The said surface treatment is at least one of a plasma process and the process which makes ozone gas contact the surface of the said molded object, The manufacturing method of the fuel cell separator. 제5항에 기재된 연료 전지 세퍼레이터를 포함하는 연료 전지.A fuel cell comprising the fuel cell separator according to claim 5.

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