JP6897485B2

JP6897485B2 - Manufacturing method of separator for fuel cell

Info

Publication number: JP6897485B2
Application number: JP2017202032A
Authority: JP
Inventors: 一臣山西; 真樹寺田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-10-18
Filing date: 2017-10-18
Publication date: 2021-06-30
Anticipated expiration: 2037-10-18
Also published as: JP2019075333A

Description

本発明は、燃料電池用セパレータの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a separator for a fuel cell.

従来から燃料電池用セパレータの製造方法に関する発明が知られている（下記特許文献１を参照）。特許文献１は、セパレータ基材上に少なくとも開孔部を備えるコート層を形成後、そのコート層の表面に他のコート層を形成することを特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法を開示している（同文献、請求項７等を参照）。 Inventions relating to a method for manufacturing a separator for a fuel cell have been conventionally known (see Patent Document 1 below). Patent Document 1 discloses a method for manufacturing a fuel cell separator, which comprises forming a coat layer having at least an open portion on a separator base material and then forming another coat layer on the surface of the coat layer. (See the same document, claim 7 and the like).

上記製造方法によって製造される燃料電池用セパレータにおいて、セパレータ基材は金属からなり、複数のコート層はカーボンコート層を含んでいる（同文献、請求項２，４等を参照）。このような構成により、燃料電池内における過酷な環境下での燃料電池用セパレータの耐食性を向上することができる（同文献、第００１９段落等を参照）。 In the fuel cell separator manufactured by the above manufacturing method, the separator base material is made of metal, and the plurality of coat layers include a carbon coat layer (see the same document, claims 2 and 4 and the like). With such a configuration, the corrosion resistance of the fuel cell separator in a harsh environment in the fuel cell can be improved (see the same document, paragraph 0019, etc.).

特開２００５−３０２５２１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-302521

前記従来の製造方法と同様にセパレータ基材上にコート層を形成して燃料電池用セパレータを製造するために、本願発明者らは、新たに次の工程を検討した。まず、セパレータ基材を用意し、その上に第１コート層を枠状に塗工する。次に、枠状に塗工された第１コート層の内側に、スロットダイ方式のコーティング技術により、第２コート層を隙間なく塗工する。本願発明者らは、このセパレータ基材上に第２コート層を塗工する工程において、新たに以下の課題を見出した。 In order to form a coat layer on the separator base material to produce a fuel cell separator as in the conventional production method, the inventors of the present application newly examined the following steps. First, a separator base material is prepared, and the first coat layer is coated on the separator base material in a frame shape. Next, the second coat layer is coated without gaps on the inside of the first coat layer coated in a frame shape by a slot die type coating technique. The inventors of the present application have newly found the following problems in the step of applying the second coat layer on the separator base material.

枠状の第１コート層の内側に第２コート層を隙間なく塗工するために、ダイヘッドの幅方向に延びるスリットの長さを、枠状の第１コート層の内側の第２コート層を塗工する領域の幅に一致させたとする。すると、ダイヘッドの幅方向の両端部が、スリットの長さ方向の両側で、第１コート層が塗工された領域に張り出し、第１コート層に干渉して、第１コート層を乱すおそれがある。 In order to coat the second coat layer inside the frame-shaped first coat layer without gaps, the length of the slit extending in the width direction of the die head is set to the length of the second coat layer inside the frame-shaped first coat layer. It is assumed that the width of the area to be coated is matched. Then, both ends in the width direction of the die head may project to the area coated with the first coat layer on both sides in the length direction of the slit, interfere with the first coat layer, and disturb the first coat layer. is there.

また、ダイヘッドと第１コート層との干渉を回避するために、ダイヘッドの幅を小さくすると、ダイヘッドの幅方向の両端部と、スリットの長さ方向の両端部との間の間隙により、第１コート層と第２コート層との間に隙間が生じるおそれがある。また、ダイヘッドによって塗工される第２コート層の粘度は、塗工後の乾燥工程を短縮するために、高粘度化される傾向にあり、セパレータ基材上に塗工された第２コート層が濡れ拡がらず、第１コート層と第２コート層との間に隙間が残るおそれがある。 Further, when the width of the die head is reduced in order to avoid interference between the die head and the first coat layer, the first is due to the gap between both ends in the width direction of the die head and both ends in the length direction of the slit. There may be a gap between the coat layer and the second coat layer. Further, the viscosity of the second coat layer coated by the die head tends to be increased in order to shorten the drying step after coating, and the second coat layer coated on the separator base material tends to have a high viscosity. May not spread wet and a gap may remain between the first coat layer and the second coat layer.

本発明は、セパレータ基材上に形成された枠状の第１コート層を乱すことなく、第１コート層の内側に第２コート層を隙間なく塗工することができる燃料電池用セパレータの製造方法を提供する。 The present invention manufactures a fuel cell separator capable of coating a second coat layer inside the first coat layer without disturbing the frame-shaped first coat layer formed on the separator base material. Provide a method.

本発明の一態様は、燃料電池用セパレータの製造方法であって、所定の厚さに塗工可能な粘度に調整された塗工液をセパレータ基材上に形成された枠状の第１コート層の内側に塗工して第２コート層を形成する塗工工程を有し、前記塗工工程は、前記第１コート層の内側に隙間をあけて前記塗工液を吐出する第１工程と、吐出された前記塗工液を塗り拡げて前記隙間を埋める第２工程と、を有し、前記第１工程において、前記隙間に隣接する部分における前記塗工液の吐出量を他の部分における前記塗工液の吐出量よりも増加させ、前記第２工程において、前記隙間に隣接する部分に吐出された前記塗工液を前記隙間に塗り拡げることを特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法である。 One aspect of the present invention is a method for manufacturing a separator for a fuel cell, in which a frame-shaped first coating is formed on a separator base material with a coating liquid adjusted to a viscosity that allows coating to a predetermined thickness. It has a coating step of coating on the inside of the layer to form a second coating layer, and the coating step is a first step of discharging the coating liquid with a gap inside the first coating layer. And a second step of spreading the discharged coating liquid to fill the gap, and in the first step, the discharge amount of the coating liquid in the portion adjacent to the gap is set to another portion. Manufacture of a separator for a fuel cell, which comprises increasing the discharge amount of the coating liquid in the above method and spreading the coating liquid discharged to a portion adjacent to the gap in the gap in the second step. The method.

上記態様の燃料電池用セパレータの製造方法は、たとえば、スロットダイ方式またはダイコート法によって塗工液を塗工する塗工装置を使用して実施することが可能である。塗工装置は、たとえば、セパレータ基材上に塗工される第２コート層の幅方向を長手方向とするダイヘッドを備え、このダイヘッドにスリットが設けられている。スリットは、ダイヘッドの長手方向に延びている。塗工装置は、たとえば、ダイヘッドのスリットから塗工液を吐出するとともに、ダイヘッドとセパレータ基材をダイヘッドの長手方向に直交する塗工方向に相対移動させて、セパレータ基材上に塗工液を塗工する。 The method for producing a fuel cell separator according to the above embodiment can be carried out by using, for example, a coating device that coats a coating liquid by a slot die method or a die coating method. The coating apparatus includes, for example, a die head whose longitudinal direction is the width direction of the second coat layer to be coated on the separator base material, and the die head is provided with a slit. The slit extends in the longitudinal direction of the die head. The coating apparatus, for example, discharges the coating liquid from the slit of the die head and moves the die head and the separator base material relative to each other in the coating direction orthogonal to the longitudinal direction of the die head to spread the coating liquid on the separator base material. Paint.

塗工工程は、前述のように、所定の厚さに塗工可能な粘度に調整された塗工液をセパレータ基材上に形成された枠状の第１コート層の内側に塗工して第２コート層を形成する工程である。塗工液の粘度は、セパレータ基材上に所定の厚さの第２コート層を形成可能な粘度であれば、特に限定はされないが、たとえば、一般的なスロットダイ方式のコーティングに用いられる塗工液と同様に１００［ｍＰａ・ｓ］以上であることが好ましい。 In the coating process, as described above, a coating liquid adjusted to a viscosity that allows coating to a predetermined thickness is applied to the inside of the frame-shaped first coating layer formed on the separator base material. This is a step of forming the second coat layer. The viscosity of the coating liquid is not particularly limited as long as it is a viscosity capable of forming a second coating layer having a predetermined thickness on the separator base material, but is, for example, a coating used for general slot die coating. Like the working solution, it is preferably 100 [mPa · s] or more.

なお、セパレータ基材上に形成された枠状の第１コート層の形成方法は、特に限定されない。第１コート層は、たとえば、スクリーン印刷法、インクジェット法、ロールツーロール法、エレクトロスプレーコーティング、その他の適宜の方法によって、セパレータ基材の表面に形成することができる。 The method for forming the frame-shaped first coat layer formed on the separator base material is not particularly limited. The first coat layer can be formed on the surface of the separator substrate by, for example, a screen printing method, an inkjet method, a roll-to-roll method, an electrospray coating, or any other appropriate method.

塗工工程は、前述のように、枠状の第１コート層の内側に隙間をあけて塗工液を吐出する第１工程と、この第１工程においてセパレータ基材上に吐出された塗工液を塗り拡げ、その塗工液と第１コート層との間の隙間を埋める第２工程と、を有している。 As described above, the coating steps include a first step of discharging the coating liquid with a gap inside the frame-shaped first coating layer, and a coating process of discharging the coating liquid onto the separator base material in this first step. It has a second step of spreading the liquid and filling the gap between the coating liquid and the first coating layer.

すなわち、第１工程では、たとえばダイヘッドのスリットから枠状の第１コート層の内側に吐出される塗工液の両端部と、第１コート層の内縁との間に、隙間が形成されることが許容される。そのため、塗工液を塗出するスリットの延在方向の両端部を枠状の第１コート層の内縁よりも内側に配置することができ、スリットの両端部の外側に位置するダイヘッドの長手方向の両端部も、枠状の第１コート層の内縁よりも内側に配置することが可能になる。 That is, in the first step, for example, a gap is formed between both ends of the coating liquid discharged from the slit of the die head to the inside of the frame-shaped first coating layer and the inner edge of the first coating layer. Is allowed. Therefore, both ends in the extending direction of the slit for applying the coating liquid can be arranged inside the inner edge of the frame-shaped first coat layer, and the longitudinal direction of the die head located outside both ends of the slit. Both ends of the frame can also be arranged inside the inner edge of the frame-shaped first coat layer.

したがって、第１工程では、ダイヘッドの長手方向の両端部と第１コート層との干渉を回避しつつ、ダイヘッドとセパレータ基材を塗工方向に相対移動させ、第１コート層に乱れを生じさせることなく、枠状の第１コート層の内側に塗工液を塗工することができる。このとき、スリットの延在方向の両端部の外側に位置し、塗工液が吐出されないダイヘッドの長手方向の両端部は、スリットから吐出された塗工液と第１コート層との間の隙間の上を通過する。 Therefore, in the first step, the die head and the separator base material are relatively moved in the coating direction while avoiding interference between both ends in the longitudinal direction of the die head and the first coat layer, causing disturbance in the first coat layer. The coating liquid can be applied to the inside of the frame-shaped first coating layer without any problem. At this time, both ends in the longitudinal direction of the die head, which are located outside both ends in the extending direction of the slit and do not discharge the coating liquid, are gaps between the coating liquid discharged from the slit and the first coating layer. Pass over.

ここで、最終的に第２コート層が塗工される領域である枠状の第１コート層の内側の領域を、塗工領域とする。この塗工領域は、枠状の第１コート層の内縁に隣接する端部領域と、その端部領域の内側の中間領域とに分けられる。第１工程では、塗工領域の端部領域を除く中間領域に塗工液が吐出され、塗工領域の中間領域に吐出された塗工液と第１コート層との間に隙間が形成される。 Here, the area inside the frame-shaped first coat layer, which is the area where the second coat layer is finally coated, is defined as the coating area. This coating area is divided into an end region adjacent to the inner edge of the frame-shaped first coat layer and an intermediate region inside the end region. In the first step, the coating liquid is discharged to the intermediate region excluding the end region of the coating region, and a gap is formed between the coating liquid discharged to the intermediate region of the coating region and the first coating layer. To.

さらに、第１工程では、前述のように、第１コート層との間の隙間に隣接する部分における塗工液の吐出量を、他の部分における塗工液の吐出量よりも増加させる。前述の塗工領域の中間領域を、さらに塗工領域の端部領域に隣接する中間領域端部と、その中間領域端部の内側の中間領域中間部に分ける。この場合、第１工程は、中間領域端部における塗工液の吐出量を、中間領域中間部における塗工液の吐出量よりも増加させる工程であるといえる。 Further, in the first step, as described above, the discharge amount of the coating liquid in the portion adjacent to the gap between the first coat layer is increased more than the discharge amount of the coating liquid in the other portion. The intermediate region of the above-mentioned coating area is further divided into an intermediate region end portion adjacent to the end region of the coating region and an intermediate region intermediate region inside the intermediate region end portion. In this case, it can be said that the first step is a step of increasing the discharge amount of the coating liquid at the end portion of the intermediate region to be larger than the discharge amount of the coating liquid at the intermediate portion of the intermediate region.

これにより、第１工程において、第１コート層の内側に第１コート層と隙間をあけて吐出された塗工液は、その隙間に隣接する部分において、他の部分よりも多く塗工液が吐出された状態になっている。換言すると、第１工程の終了後に、上記中間領域端部に吐出された塗工液は、上記中間領域中間部に吐出された塗工液よりも多くなっている。 As a result, in the first step, the coating liquid discharged inside the first coating layer with a gap from the first coating layer has more coating liquid in the portion adjacent to the gap than in other portions. It is in the discharged state. In other words, after the completion of the first step, the amount of the coating liquid discharged to the end portion of the intermediate region is larger than that of the coating liquid discharged to the intermediate portion of the intermediate region.

また、前述のように、第２工程において、第１コート層の内側に隙間をあけて吐出された塗工液を塗り拡げて、第１コート層との間の隙間を埋めることで、第１コート層の内側に第２コート層を隙間なく塗工することができる。この第２工程では、第１工程において第１コート層の内側に隙間をあけて吐出された塗工液のその隙間に隣接する部分を、その隙間に塗り拡げる。 Further, as described above, in the second step, the coating liquid discharged with a gap inside the first coating layer is spread to fill the gap between the first coating layer and the first coating layer. The second coat layer can be applied to the inside of the coat layer without any gaps. In this second step, a portion of the coating liquid discharged with a gap inside the first coat layer in the first step is spread over the gap.

すなわち、第２工程では、第１コート層の内側に吐出された塗工液のうち、第１コート層との間の隙間に隣接する部分に吐出された塗工液を、その隙間に塗り拡げる。換言すると、第２工程では、塗工領域の端部領域に隣接する中間領域端部に吐出された塗工液を、塗工領域の端部領域に塗り拡げる。ここで、第１コート層の内側に吐出された塗工液のうち、第１コート層との間の隙間に隣接する部分には、他の部分よりも多く塗工液が吐出されている。すなわち、上記中間領域端部に吐出された塗工液は、前述のように、上記中間領域中間部に吐出された塗工液よりも多くなっている。 That is, in the second step, of the coating liquid discharged inside the first coating layer, the coating liquid discharged to the portion adjacent to the gap between the first coating layer and the first coating layer is spread in the gap. .. In other words, in the second step, the coating liquid discharged to the end of the intermediate region adjacent to the end region of the coating region is spread over the end region of the coating region. Here, among the coating liquids discharged inside the first coating layer, a portion of the coating liquid adjacent to the gap between the first coating layer and the coating liquid is discharged in a larger amount than the other parts. That is, as described above, the amount of the coating liquid discharged to the end of the intermediate region is larger than that of the coating liquid discharged to the intermediate region of the intermediate region.

そのため、第１コート層の内側に吐出された塗工液のうち、第１コート層との間の隙間に隣接する部分に吐出された余剰の塗工液を塗り拡げて、その隙間を確実に埋めることができ、第１コート層の内側に第２コート層を隙間なく塗工することができる。換言すると、中間領域端部に吐出された過剰な塗工液を、その中間領域端部に隣接する端部領域に塗り拡げ、塗工領域の全体に均一に塗工液を塗工し、第１コート層の内側に第２コート層を隙間なく塗工することができる。 Therefore, of the coating liquid discharged inside the first coating layer, the excess coating liquid discharged to the portion adjacent to the gap between the first coating layer and the first coating layer is spread to ensure the gap. It can be buried, and the second coat layer can be applied to the inside of the first coat layer without any gaps. In other words, the excess coating liquid discharged to the end of the intermediate region is spread over the end region adjacent to the end of the intermediate region, and the coating liquid is uniformly applied to the entire coating region. The second coat layer can be applied to the inside of the first coat layer without any gaps.

本発明によれば、セパレータ基材上に形成された枠状の第１コート層を乱すことなく、第１コート層の内側に第２コート層を隙間なく塗工することができる燃料電池用セパレータの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, a separator for a fuel cell can be coated with a second coat layer inside the first coat layer without disturbing the frame-shaped first coat layer formed on the separator base material. Manufacturing method can be provided.

本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法の一実施形態を示す工程図。The process drawing which shows one Embodiment of the manufacturing method of the separator for a fuel cell which concerns on this invention. 図１に示す塗工工程を説明する斜視図。The perspective view explaining the coating process shown in FIG. 図２のダイヘッドの一例を示す正面図。The front view which shows an example of the die head of FIG. 図２のダイヘッドの一例を示す下面図。The bottom view which shows an example of the die head of FIG. 図２のダイヘッドの一例を示す下面図。The bottom view which shows an example of the die head of FIG. 図２のダイヘッドの一例を示す下面図。The bottom view which shows an example of the die head of FIG. 図２のダイヘッドの一例を示す下面図。The bottom view which shows an example of the die head of FIG. 図２のダイヘッドの一例を示すV−V線に沿う断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line VV showing an example of the die head of FIG. 図１に示す塗工工程を説明する平面図。The plan view explaining the coating process shown in FIG. 図１に示す塗工工程を説明する正面図。The front view explaining the coating process shown in FIG. 図１に示す塗工工程を説明する正面図。The front view explaining the coating process shown in FIG. スロットダイ方式による塗工工程の課題の一例を説明する平面図。The plan view explaining an example of the problem of the coating process by a slot die method. スロットダイ方式による塗工工程の課題の一例を説明する平面図。The plan view explaining an example of the problem of the coating process by a slot die method. 図８Ａに示す第１コート層と第２コート層を示す正面図。The front view which shows the 1st coat layer and the 2nd coat layer shown in FIG. 8A.

以下、図面を参照して本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法の一実施形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment of a method for manufacturing a fuel cell separator according to the present invention will be described with reference to the drawings.

一般に、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる固体高分子電解質膜の両側に、それぞれアノード電極およびカソード電極を設けた電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）を、一対の燃料電池用セパレータによって挟持した発電セルを構成している。燃料電池は、通常、複数の燃料電池セルが積層されて燃料電池スタックを構成するとともに、定置用の他、燃料電池車両に組み込まれることにより、車載用燃料電池システムとして使用されている。 Generally, a polymer electrolyte fuel cell has an electrolyte membrane / electrode structure (MEA: Membrane Electrode Assembly) in which an anode electrode and a cathode electrode are provided on both sides of a solid polymer electrolyte membrane made of a polymer ion exchange membrane, respectively. A power generation cell sandwiched between a pair of fuel cell separators is formed. A fuel cell is usually used as an in-vehicle fuel cell system by stacking a plurality of fuel cell cells to form a fuel cell stack, and by incorporating the fuel cell into a fuel cell vehicle in addition to a stationary fuel cell.

燃料電池用セパレータは、複数の燃料電池セルが積層された燃料電池スタックを構成する部材であって、充分なガス不透過性を備えることによって、隣り合う燃料電池セルのそれぞれに供給される燃料ガスおよび酸化ガスが混じり合うのを防いでいる。たとえば、金属製の燃料電池用セパレータは、金属板をプレスするという簡便な方法によって製造することができるため、製造工程を簡素化および短期化して生産性を向上させ、製造コストの上昇を抑えることができる。 The fuel cell separator is a member that constitutes a fuel cell stack in which a plurality of fuel cell cells are laminated, and is provided with sufficient gas impermeableness to supply fuel gas to each of adjacent fuel cell cells. And prevents the oxidation gas from mixing. For example, a metal separator for a fuel cell can be manufactured by a simple method of pressing a metal plate, so that the manufacturing process can be simplified and shortened to improve productivity and suppress an increase in manufacturing cost. Can be done.

図１は、本発明に係る燃料電池用セパレータの製造方法の一実施形態を示す工程図である。本実施形態の燃料電池用セパレータの製造方法Ｓ１００は、たとえば、裁断工程Ｓ１０と、トリミング工程Ｓ２０と、第１コート層形成工程Ｓ３０と、塗工工程Ｓ４０と、成形工程Ｓ５０と、を有している。詳細については後述するが、本実施形態の燃料電池用セパレータの製造方法Ｓ１００は、塗工工程Ｓ４０に特徴を有している。以下、本実施形態の燃料電池用セパレータの製造方法Ｓ１００の各工程について詳細に説明する。 FIG. 1 is a process diagram showing an embodiment of a method for manufacturing a fuel cell separator according to the present invention. The fuel cell separator manufacturing method S100 of the present embodiment includes, for example, a cutting step S10, a trimming step S20, a first coat layer forming step S30, a coating step S40, and a molding step S50. There is. Although details will be described later, the fuel cell separator manufacturing method S100 of the present embodiment is characterized by the coating process S40. Hereinafter, each step of the method S100 for manufacturing the fuel cell separator of the present embodiment will be described in detail.

（裁断工程）
裁断工程Ｓ１０は、母材Ｍから燃料電池用セパレータ１０の材料であるセパレータ基材１を裁断する工程である。裁断工程Ｓ１０は、たとえば、母材Ｍとしてステンレス鋼鈑のロールを用い、ロールから引き出されたステンレス鋼鈑を所定の形状および寸法に裁断する工程である。裁断工程Ｓ１０では、たとえば、母材Ｍのステンレス鋼鈑を、おおむね長方形の平板状のセパレータ基材１に裁断する。 (Cutting process)
The cutting step S10 is a step of cutting the separator base material 1 which is the material of the fuel cell separator 10 from the base material M. The cutting step S10 is, for example, a step of using a roll of stainless steel plate as the base material M and cutting the stainless steel plate drawn out from the roll into a predetermined shape and dimensions. In the cutting step S10, for example, the stainless steel plate of the base material M is cut into a substantially rectangular flat plate-shaped separator base material 1.

（トリミング工程）
トリミング工程Ｓ２０は、裁断工程Ｓ１０で裁断されたセパレータ基材１を所望の形状にトリミングする工程である。トリミング工程Ｓ２０では、たとえば、セパレータ基材１の端部を打ち抜いて複数の貫通孔を形成し、セパレータ基材１に燃料ガス、酸化ガス、および冷却液等の通路となる複数のマニホールド開口部１ａを形成する。 (Trimming process)
The trimming step S20 is a step of trimming the separator base material 1 cut in the cutting step S10 into a desired shape. In the trimming step S20, for example, a plurality of manifold openings 1a are formed by punching out the end portions of the separator base material 1 to form a plurality of through holes, and serve as passages for fuel gas, oxidizing gas, coolant, etc. To form.

（第１コート層形成工程）
第１コート層形成工程Ｓ３０は、セパレータ基材１の表面の周縁部に、枠状の第１コート層１１を形成する工程である。ここで、枠状とは、図１に示すようにセパレータ基材１の表面の周縁部の全周にわたって第１コート層１１が形成されている場合だけでなく、セパレータ基材１の表面の一側縁や対向する両側縁など、周縁部の一部に第１コート層１１が形成されている場合も含む。第１コート層１１の材料は、たとえば、セパレータ基材１に絶縁性や耐食性を付与し、またはセパレータ基材１の流路を封止するシール材との接着性を確保するために、樹脂材料を用いることができる。 (First coat layer forming step)
The first coat layer forming step S30 is a step of forming a frame-shaped first coat layer 11 on the peripheral edge of the surface of the separator base material 1. Here, the frame shape is not only the case where the first coat layer 11 is formed over the entire circumference of the peripheral edge of the surface of the separator base material 1 as shown in FIG. 1, but also one of the surfaces of the separator base material 1. This includes the case where the first coat layer 11 is formed on a part of the peripheral edge such as the side edge and the opposite side edges. The material of the first coat layer 11 is, for example, a resin material in order to impart insulation and corrosion resistance to the separator base material 1 or to secure adhesiveness with a sealing material that seals the flow path of the separator base material 1. Can be used.

第１コート層１１の形成方法は、特に限定されない。たとえば、スクリーン印刷法、インクジェット法、ロールツーロール法、エレクトロスプレーコーティング、その他の適宜の方法によって、セパレータ基材１の表面の周縁部に第１コート層１１を枠状に形成することができる。たとえば、スクリーン印刷によって第１コート層１１を形成することで、マニホールド開口部等が形成されたセパレータ基材１の複雑な形状の周縁部に第１コート層１１を正確に形成することができる。また、第１コート層１１を構成する樹脂材料としては、たとえば、熱硬化性樹脂を用いることができる。 The method for forming the first coat layer 11 is not particularly limited. For example, the first coat layer 11 can be formed in a frame shape on the peripheral edge of the surface of the separator base material 1 by a screen printing method, an inkjet method, a roll-to-roll method, an electrospray coating, or any other appropriate method. For example, by forming the first coat layer 11 by screen printing, the first coat layer 11 can be accurately formed on the peripheral portion of the separator base material 1 having the manifold opening and the like formed in a complicated shape. Further, as the resin material constituting the first coat layer 11, for example, a thermosetting resin can be used.

図７は、枠状の第１コート層１１の内側にスロットダイ方式によって隙間なく第２コート層１２を形成する塗工工程Ｓ４０の課題の一例を説明する平面図である。図７に示すように、セパレータ基材１の周縁部に枠状に形成された第１コート層１１の内側に隙間なく第２コート層１２を塗工するために、ダイヘッド２０の幅方向に延びるスリット２１の長さｌを、枠状の第１コート層１１の内側の第２コート層１２を塗工する領域の幅Ｗに一致させたとする。 FIG. 7 is a plan view illustrating an example of the problem of the coating step S40 for forming the second coat layer 12 without gaps inside the frame-shaped first coat layer 11 by the slot die method. As shown in FIG. 7, the second coat layer 12 extends in the width direction of the die head 20 in order to coat the second coat layer 12 without gaps inside the first coat layer 11 formed in a frame shape on the peripheral edge of the separator base material 1. It is assumed that the length l of the slit 21 is made to match the width W of the area to be coated with the second coat layer 12 inside the frame-shaped first coat layer 11.

すると、ダイヘッド２０の幅方向の両端部２０ｅ，２０ｅが、スリット２１の長さｌ方向の両側で、第１コート層１１が塗工された領域に張り出し、第１コート層１１に干渉して、第１コート層１１を乱すおそれがある。ここで、第１コート層１１の乱れは、たとえば、第１コート層１１にダイヘッド２０が接触することによる第１コート層１１の損傷、剥離、欠損、変形などを含む。 Then, both ends 20e and 20e in the width direction of the die head 20 project to the area coated with the first coat layer 11 on both sides in the length l direction of the slit 21, and interfere with the first coat layer 11. There is a risk of disturbing the first coat layer 11. Here, the disorder of the first coat layer 11 includes, for example, damage, peeling, chipping, deformation, etc. of the first coat layer 11 due to the contact of the die head 20 with the first coat layer 11.

図８Ａは、スロットダイ方式による塗工工程Ｓ４０の課題の別の一例を説明する平面図である。図８Ｂは、図８Ａに示す第１コート層１１と第２コート層１２を示す正面図である。図７に示すようなダイヘッド２０と第１コート層１１との干渉を回避するために、図８Ａに示すように、ダイヘッド２０の幅ｗを小さくすることが考えられる。 FIG. 8A is a plan view illustrating another example of the problem of the coating process S40 by the slot die method. FIG. 8B is a front view showing the first coat layer 11 and the second coat layer 12 shown in FIG. 8A. In order to avoid interference between the die head 20 and the first coat layer 11 as shown in FIG. 7, it is conceivable to reduce the width w of the die head 20 as shown in FIG. 8A.

しかし、ダイヘッド２０の幅ｗを小さくすると、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、ダイヘッド２０の幅方向の両端部２０ｅ，２０ｅと、スリット２１の長さｌ方向の両端部２１ｅ，２１ｅとの間の間隙ｇにより、第１コート層１１と第２コート層１２との間に隙間Ｇが生じるおそれがある。また、ダイヘッド２０から吐出される塗工液Ｌの粘度は、第２コート層１２の塗工後の乾燥工程を短縮するために、高粘度化される傾向にあり、セパレータ基材１上に塗工された第２コート層１２が濡れ拡がらず、第１コート層１１と第２コート層１２との間に隙間Ｇが残るおそれがある。第１コート層１１と第２コート層１２との間の隙間Ｇは、気泡などの不良を発生させる原因となる。 However, when the width w of the die head 20 is reduced, as shown in FIGS. 8A and 8B, between both ends 20e and 20e in the width direction of the die head 20 and both ends 21e and 21e in the length l direction of the slit 21. There is a possibility that a gap G may be formed between the first coat layer 11 and the second coat layer 12 due to the gap g. Further, the viscosity of the coating liquid L discharged from the die head 20 tends to be increased in order to shorten the drying step after coating the second coating layer 12, and the coating liquid L is applied onto the separator base material 1. The processed second coat layer 12 does not wet and spread, and there is a possibility that a gap G remains between the first coat layer 11 and the second coat layer 12. The gap G between the first coat layer 11 and the second coat layer 12 causes defects such as air bubbles.

このような課題を解決するために、本実施形態の燃料電池用セパレータの製造方法Ｓ１００は、以下の塗工工程Ｓ４０を採用している。 In order to solve such a problem, the fuel cell separator manufacturing method S100 of the present embodiment employs the following coating process S40.

（塗工工程）
図２は、図１に示す塗工工程Ｓ４０を説明する斜視図である。本実施形態の燃料電池用セパレータの製造方法Ｓ１００は、前述のように、この塗工工程Ｓ４０に特徴を有している。塗工工程Ｓ４０は、所定の厚さに塗工可能な粘度に調整された塗工液Ｌをセパレータ基材１上に形成された枠状の第１コート層１１の内側に塗工して第２コート層１２を形成する工程である。 (Coating process)
FIG. 2 is a perspective view illustrating the coating process S40 shown in FIG. As described above, the method S100 for manufacturing the fuel cell separator of the present embodiment is characterized by the coating process S40. In the coating step S40, a coating liquid L adjusted to a viscosity that allows coating to a predetermined thickness is applied to the inside of the frame-shaped first coating layer 11 formed on the separator base material 1. This is a step of forming the two-coat layer 12.

塗工工程Ｓ４０は、たとえば、スロットダイ方式またはダイコート法によって塗工液Ｌを塗工する塗工装置を使用して実施することが可能である。塗工装置は、たとえば、セパレータ基材１上に塗工される第２コート層１２の幅方向を長手方向とするダイヘッド２０を備え、このダイヘッド２０にスリット２１が設けられている。 The coating step S40 can be carried out using, for example, a coating apparatus that coats the coating liquid L by a slot die method or a die coating method. The coating apparatus includes, for example, a die head 20 whose longitudinal direction is the width direction of the second coat layer 12 coated on the separator base material 1, and the die head 20 is provided with a slit 21.

塗工液Ｌを吐出する吐出口としてのスリット２１は、ダイヘッド２０の長手方向である幅方向に延びている。塗工装置は、たとえば、ダイヘッド２０のスリット２１から塗工液Ｌを吐出するとともに、ダイヘッド２０とセパレータ基材１をダイヘッド２０の長手方向に直交する塗工方向Ｄに相対移動させて、セパレータ基材１上に塗工液Ｌを塗工する。 The slit 21 as a discharge port for discharging the coating liquid L extends in the width direction, which is the longitudinal direction of the die head 20. The coating apparatus, for example, discharges the coating liquid L from the slit 21 of the die head 20 and moves the die head 20 and the separator base material 1 relative to the coating direction D orthogonal to the longitudinal direction of the die head 20 to form a separator group. The coating liquid L is applied onto the material 1.

ダイヘッド２０に対するセパレータ基材１の相対移動速度は、たとえば、約０．０１［ｍ／ｍｉｎ］から約２００［ｍ／ｍｉｎ］程度の範囲である。本実施形態の燃料電池用セパレータの製造方法Ｓ１００において、ダイヘッド２０に対するセパレータ基材１の相対移動速度は、たとえば、約１０［ｍ／ｍｉｎ］から約２０［ｍ／ｍｉｎ］程度の範囲であることが好ましい。 The relative moving speed of the separator base material 1 with respect to the die head 20 is, for example, in the range of about 0.01 [m / min] to about 200 [m / min]. In the method S100 for manufacturing a fuel cell separator of the present embodiment, the relative moving speed of the separator base material 1 with respect to the die head 20 is, for example, in the range of about 10 [m / min] to about 20 [m / min]. Is preferable.

図３は、図２に示すダイヘッド２０の一例を示す正面図である。図３に示す例において、ダイヘッド２０を高さ方向に貫通し、先端に開口するスリット２１に連通する塗工液流路２２は、スリット２１に隣接する先端部において、ダイヘッド２０の幅方向およびスリット２１の延在方向に沿う方向の幅が、他の部分の幅よりも拡大されている。図３に示す例において、塗工液流路２２の先端部の幅は、ダイヘッド２０の先端のスリット２１に向けて漸次拡大している。 FIG. 3 is a front view showing an example of the die head 20 shown in FIG. In the example shown in FIG. 3, the coating liquid flow path 22 that penetrates the die head 20 in the height direction and communicates with the slit 21 that opens at the tip is formed in the width direction of the die head 20 and the slit at the tip portion adjacent to the slit 21. The width in the direction along the extending direction of 21 is expanded more than the width of the other portion. In the example shown in FIG. 3, the width of the tip portion of the coating liquid flow path 22 is gradually expanded toward the slit 21 at the tip end of the die head 20.

図４Ａから図４Ｄは、それぞれ、図２のダイヘッド２０の一例を示す下面図である。これら図４Ａから図４Ｄに示す例において、ダイヘッド２０のスリット２１は、延在方向の両端部２１ｅ，２１ｅにおいて、開口面積がその他の部分よりも拡大されている。より具体的には、ダイヘッド２０の長手方向すなわち幅方向に直交する塗工方向Ｄにおいて、スリット２１の両端部２１ｅ，２１ｅの幅は、その両端部２１ｅ，２１ｅの間の中間部２１ｉの幅よりも拡大されている。 4A to 4D are bottom views showing an example of the die head 20 of FIG. 2, respectively. In the examples shown in FIGS. 4A to 4D, the slit 21 of the die head 20 has an opening area larger than that of the other portions at both ends 21e and 21e in the extending direction. More specifically, in the coating direction D orthogonal to the longitudinal direction, that is, the width direction of the die head 20, the width of both end portions 21e and 21e of the slit 21 is larger than the width of the intermediate portion 21i between the both end portions 21e and 21e. Has also been expanded.

図４Ａおよび図４Ｄに示す例において、スリット２１の両端部２１ｅ，２１ｅは、スリット２１の延在方向における両端に近づくほどスリット２１の幅が拡大する台形状または鳩尾状の開口形状を有している。図４Ｂに示す例において、スリット２１の両端部２１ｅ，２１ｅは、スリット２１の中間部２１ｉの幅よりも大きい直径の円形状の開口形状を有し、スリット２１全体として鉄アレイ状の形状を呈している。図４Ｃに示す例において、スリット２１の両端部２１ｅ，２１ｅは、中間部２１ｉに対してステップ状に幅が拡大され、スリット２１全体としてＨ字型の形状を呈している。 In the examples shown in FIGS. 4A and 4D, both end portions 21e and 21e of the slit 21 have a trapezoidal shape or a dovetail-shaped opening shape in which the width of the slit 21 increases as it approaches both ends in the extending direction of the slit 21. There is. In the example shown in FIG. 4B, both end portions 21e and 21e of the slit 21 have a circular opening shape having a diameter larger than the width of the intermediate portion 21i of the slit 21, and the slit 21 as a whole has an iron array-like shape. There is. In the example shown in FIG. 4C, the widths of both end portions 21e and 21e of the slit 21 are expanded in steps with respect to the intermediate portion 21i, and the slit 21 as a whole has an H-shaped shape.

図４Ｄに示す例において、ダイヘッド２０は、塗工方向Ｄの一側における幅方向両側の角部が面取りされ、または円弧状のＲ形状に加工されている。なお、図４Ａから図４Ｄに示すスリット２１およびダイヘッド２０の形状は、あくまでも一例であり、任意の形状を採用することが可能である。たとえば、拡大されたスリット２１の端部２１ｅの形状は、任意の形状の多角形であってもよい。 In the example shown in FIG. 4D, the die head 20 has chamfered corners on both sides in the width direction on one side of the coating direction D, or is processed into an arc-shaped R shape. The shapes of the slit 21 and the die head 20 shown in FIGS. 4A to 4D are merely examples, and any shape can be adopted. For example, the shape of the end 21e of the enlarged slit 21 may be a polygon of any shape.

換言すると、スリット２１は、延在方向の両端部２１ｅ，２１ｅにおける塗工液Ｌの吐出量が他の部分における塗工液Ｌの吐出量よりも多くなる形状であれば、任意の形状に形成することができる。ここで、塗工液Ｌの吐出量とは、たとえば、スリット２１の各部において、スリット２１の延在方向の単位長さ当たりに吐出される単位時間当たりの塗工液Ｌの体積である。 In other words, the slit 21 is formed into an arbitrary shape as long as the discharge amount of the coating liquid L at both end portions 21e and 21e in the extending direction is larger than the discharge amount of the coating liquid L at the other portions. can do. Here, the discharge amount of the coating liquid L is, for example, the volume of the coating liquid L per unit time discharged per unit length in the extending direction of the slit 21 in each part of the slit 21.

スリット２１全体から吐出される塗工液Ｌの単位時間あたりの総吐出量は、たとえば、約１００［ｍｍ^３／ｓ］から約２０００［ｍｍ^３／ｓ］程度の範囲内であり、セパレータ基材１の表面に形成された枠状の第１コート層１１の内側に形成する第２コート層１２の体積、塗装時間に応じて設定される。本実施形態の燃料電池用セパレータの製造方法Ｓ１００において、塗工液Ｌの単位時間あたりの総吐出量は、望ましくは約１２００［ｍｍ^３／ｓ］程度である。 The total discharge amount of the coating liquid L discharged from the entire slit 21 per unit time is, for example, in the range of about 100 [mm ³ / s] to about 2000 [mm ³ / s], and is a separator base material. It is set according to the volume of the second coat layer 12 formed inside the frame-shaped first coat layer 11 formed on the surface of 1 and the coating time. In the method S100 for manufacturing a fuel cell separator of the present embodiment, the total discharge amount of the coating liquid L per unit time is preferably about 1200 [mm ³ / s].

図２に示すように、塗工工程Ｓ４０に使用するダイヘッド２０の幅ｗは、ダイヘッド２０の幅方向の両端部２０ｅ，２０ｅが、セパレータ基材１の表面に形成された第１コート層１１に干渉しないように、枠状の第１コート層１１の内側に形成する第２コート層１２の幅Ｗにおおむね等しくすることができる。 As shown in FIG. 2, the width w of the die head 20 used in the coating step S40 is such that both ends 20e and 20e of the die head 20 in the width direction are formed on the surface of the separator base material 1 on the first coat layer 11. The width W of the second coat layer 12 formed inside the frame-shaped first coat layer 11 can be made substantially equal so as not to interfere with each other.

図５は、図２のダイヘッド２０の一例を示すV−V線に沿う断面図である。図５に示す例において、ダイヘッド２０は、スリット２１に隣接するブレード２３を有している。ブレード２３は、たとえば、スリット２１に対して塗工方向Ｄの後方側に、スリット２１の開口よりも突出させて設けられ、ダイヘッド２０の幅方向の一端から他端まで延びている。 FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV showing an example of the die head 20 of FIG. In the example shown in FIG. 5, the die head 20 has a blade 23 adjacent to the slit 21. The blade 23 is provided, for example, on the rear side of the slit 21 in the coating direction D so as to protrude from the opening of the slit 21, and extends from one end to the other end in the width direction of the die head 20.

ブレード２３は、スリット２１から吐出された塗工液Ｌをセパレータ基材１の表面に塗り拡げるために設けられる。また、図４Ｄに示す例のように、ダイヘッド２０の塗工方向Ｄの一側が面取りまたはＲ加工されている場合には、この面取りまたはＲ加工された一側が塗工方向Ｄの後方側に配置され、この塗工方向Ｄの後方側の一側にブレード２３が設けられる。 The blade 23 is provided to spread the coating liquid L discharged from the slit 21 on the surface of the separator base material 1. Further, as in the example shown in FIG. 4D, when one side of the coating direction D of the die head 20 is chamfered or R-processed, this chamfered or R-processed side is arranged on the rear side of the coating direction D. The blade 23 is provided on one side of the rear side in the coating direction D.

なお、ダイヘッド２０に対してセパレータ基材１を移動させる場合、セパレータ基材１の送り方向における前方が塗工方向Ｄの後方であり、セパレータ基材１の送り方向における後方が塗工方向Ｄの前方である。逆に、セパレータ基材１に対してダイヘッド２０を移動させる場合、ダイヘッド２０の送り方向における前方が、塗工方向Ｄの前方であり、ダイヘッド２０の送り方向における後方が、塗工方向Ｄの後方である。 When the separator base material 1 is moved with respect to the die head 20, the front side in the feeding direction of the separator base material 1 is the rear side in the coating direction D, and the rear side in the feeding direction of the separator base material 1 is the coating direction D. It is ahead. On the contrary, when the die head 20 is moved with respect to the separator base material 1, the front in the feed direction of the die head 20 is the front in the coating direction D, and the rear in the feed direction of the die head 20 is the rear in the coating direction D. Is.

セパレータ基材１の表面と、ダイヘッド２０の先端すなわちブレード２３の先端との間の距離は、たとえば、約１０［μｍ］から約５００［μｍ］程度までの範囲であり、塗工工程Ｓ４０において塗工する第２コート層１２の厚さに応じて設定される。本実施形態の燃料電池用セパレータの製造方法Ｓ１００において、セパレータ基材１の表面と、ダイヘッド２０の先端すなわちブレード２３の先端との間の距離は、たとえば、約５０［μｍ］から約７５［μｍ］程度までの範囲であることが望ましい。 The distance between the surface of the separator base material 1 and the tip of the die head 20, that is, the tip of the blade 23 is, for example, in the range of about 10 [μm] to about 500 [μm], and is coated in the coating step S40. It is set according to the thickness of the second coat layer 12 to be worked. In the method S100 for manufacturing a fuel cell separator of the present embodiment, the distance between the surface of the separator base material 1 and the tip of the die head 20, that is, the tip of the blade 23 is, for example, about 50 [μm] to about 75 [μm]. ] It is desirable that the range is up to about.

図６Ａは、図１に示す塗工工程Ｓ４０を説明する平面図である。塗工工程Ｓ４０は、前述のように、所定の厚さに塗工可能な粘度に調整された塗工液Ｌをセパレータ基材１上に形成された枠状の第１コート層１１の内側に塗工して第２コート層１２を形成する工程である。塗工液Ｌの粘度は、セパレータ基材１上に所定の厚さの第２コート層１２を形成可能な粘度であれば、特に限定はされないが、たとえば、一般的なスロットダイ方式のコーティングに用いられる塗工液Ｌと同様に１００［ｍＰａ・ｓ］以上であることが好ましい。 FIG. 6A is a plan view illustrating the coating process S40 shown in FIG. In the coating step S40, as described above, the coating liquid L adjusted to a viscosity that allows coating to a predetermined thickness is applied to the inside of the frame-shaped first coating layer 11 formed on the separator base material 1. This is a step of coating to form the second coat layer 12. The viscosity of the coating liquid L is not particularly limited as long as it can form the second coating layer 12 having a predetermined thickness on the separator base material 1, but for example, it may be used for general slot die coating. Like the coating liquid L used, it is preferably 100 [mPa · s] or more.

第２コート層１２の材料である塗工液Ｌとしては、たとえば、約５０［重量％］程度のカーボンブラックと、約３０［重量％］程度のバインダーとしての熱硬化性樹脂と、約２０［重量％］程度の溶剤との混合材を使用することができる。第２コート層１２は、たとえば、セパレータ基材１の耐食性と導電性を確保するために形成される。 The coating liquid L, which is the material of the second coat layer 12, includes, for example, about 50 [% by weight] of carbon black, about 30 [% by weight] of a thermosetting resin as a binder, and about 20 [weight%]. A mixed material with a solvent of about [% by weight] can be used. The second coat layer 12 is formed, for example, to ensure the corrosion resistance and conductivity of the separator base material 1.

図６Ｂおよび図６Ｃは、図６Ａに示す塗工工程Ｓ４０を説明する正面図である。塗工工程Ｓ４０は、図６Ｂに示すように、第１コート層１１の内側に隙間Ｇをあけて塗工液Ｌを吐出する第１工程Ｓ４１と、図６Ｃに示すように、吐出された塗工液Ｌを塗り拡げて隙間Ｇを埋める第２工程Ｓ４２と、を有している。 6B and 6C are front views illustrating the coating process S40 shown in FIG. 6A. In the coating step S40, as shown in FIG. 6B, the first step S41 in which the coating liquid L is discharged with a gap G inside the first coating layer 11 and the discharged coating as shown in FIG. 6C. It has a second step S42 in which the working liquid L is spread and the gap G is filled.

（塗工工程：第１工程）
第１工程Ｓ４１では、第１コート層１１の内側に隙間Ｇをあけて塗工液Ｌを吐出するとともに、その隙間Ｇに隣接する部分における塗工液Ｌの吐出量を他の部分における塗工液Ｌの吐出量よりも増加させる。より具体的には、前述のように、たとえば、スリット２１の長さｌを塗工する第２コート層１２の幅Ｗよりも小さくして、ダイヘッド２０の幅方向の両端部２０ｅ，２０ｅを枠状の第１コート層１１の内側に配置し、スリット２１の両端部２１ｅ，２１ｅの開口面積を増加させる。 (Coating process: 1st process)
In the first step S41, a gap G is formed inside the first coating layer 11 to discharge the coating liquid L, and the discharge amount of the coating liquid L in the portion adjacent to the gap G is applied to the other portion. It is increased more than the discharge amount of the liquid L. More specifically, as described above, for example, the length l of the slit 21 is made smaller than the width W of the second coat layer 12 to be coated, and both ends 20e and 20e of the die head 20 in the width direction are framed. It is arranged inside the first coat layer 11 in a shape, and the opening areas of both end portions 21e and 21e of the slit 21 are increased.

このように、第１工程Ｓ４１では、ダイヘッド２０のスリット２１から枠状の第１コート層１１の内側に吐出される塗工液Ｌの両端部と、第１コート層１１の内縁との間に、隙間Ｇが形成されることが許容される。そのため、塗工液Ｌを塗出するスリット２１の延在方向の両端部２１ｅ，２１ｅを枠状の第１コート層１１の内縁よりも内側に配置することができ、スリット２１の両端部２１ｅ，２１ｅの外側に位置するダイヘッド２０の長手方向の両端部２０ｅ，２０ｅも、枠状の第１コート層１１の内縁よりも内側に配置することが可能になる。 As described above, in the first step S41, between both ends of the coating liquid L discharged from the slit 21 of the die head 20 to the inside of the frame-shaped first coating layer 11 and the inner edge of the first coating layer 11. , It is permissible that a gap G is formed. Therefore, both end portions 21e and 21e of the slit 21 for applying the coating liquid L in the extending direction can be arranged inside the inner edge of the frame-shaped first coat layer 11, and both end portions 21e of the slit 21 can be arranged. Both ends 20e and 20e of the die head 20 located outside the 21e in the longitudinal direction can also be arranged inside the inner edge of the frame-shaped first coat layer 11.

したがって、第１工程Ｓ４１では、ダイヘッド２０の長手方向の両端部２０ｅ，２０ｅと第１コート層１１との干渉を回避しつつ、ダイヘッド２０とセパレータ基材１を塗工方向Ｄに相対移動させ、第１コート層１１に乱れを生じさせることなく、枠状の第１コート層１１の内側に塗工液Ｌを塗工することができる。なお、スリット２１の延在方向の両端部２１ｅ，２１ｅの外側に位置し、塗工液Ｌが吐出されないダイヘッド２０の長手方向の両端部２０ｅ，２０ｅは、第１工程Ｓ４１においてスリット２１から吐出された塗工液Ｌと第１コート層１１との間の隙間Ｇの上を通過する。 Therefore, in the first step S41, the die head 20 and the separator base material 1 are relatively moved in the coating direction D while avoiding interference between both end portions 20e and 20e of the die head 20 in the longitudinal direction and the first coat layer 11. The coating liquid L can be applied to the inside of the frame-shaped first coating layer 11 without causing disturbance in the first coating layer 11. The both ends 20e and 20e in the longitudinal direction of the die head 20 located outside the both ends 21e and 21e in the extending direction of the slit 21 and from which the coating liquid L is not discharged are discharged from the slit 21 in the first step S41. It passes over the gap G between the coating liquid L and the first coating layer 11.

ここで、最終的に第２コート層１２が塗工される領域である枠状の第１コート層１１の内側の領域を、塗工領域Ｒとする。この塗工領域Ｒは、枠状の第１コート層１１の内縁に隣接する端部領域Ｒ１と、その端部領域Ｒ１の内側の中間領域Ｒ２とに分けられる。第１工程Ｓ４１では、塗工領域Ｒの端部領域Ｒ１を除く中間領域Ｒ２に塗工液Ｌが吐出され、塗工領域Ｒの中間領域Ｒ２に吐出された塗工液Ｌと第１コート層１１との間に隙間Ｇが形成される。 Here, the area inside the frame-shaped first coat layer 11, which is the area where the second coat layer 12 is finally coated, is referred to as the coating area R. The coating region R is divided into an end region R1 adjacent to the inner edge of the frame-shaped first coat layer 11 and an intermediate region R2 inside the end region R1. In the first step S41, the coating liquid L is discharged to the intermediate region R2 excluding the end region R1 of the coating region R, and the coating liquid L and the first coating layer discharged to the intermediate region R2 of the coating region R. A gap G is formed between the 11 and 11.

さらに、第１工程Ｓ４１では、前述のように、第１コート層１１との間の隙間Ｇに隣接する部分における塗工液Ｌの吐出量を、他の部分における塗工液Ｌの吐出量よりも増加させる。前述の塗工領域Ｒの中間領域Ｒ２を、さらに塗工領域Ｒの端部領域Ｒ１に隣接する中間領域端部Ｒ２１と、その中間領域端部Ｒ２１の内側の中間領域中間部Ｒ２２に分ける。この場合、第１工程Ｓ４１は、中間領域端部Ｒ２１における塗工液Ｌの吐出量を、中間領域中間部Ｒ２２における塗工液Ｌの吐出量よりも増加させる工程であるといえる。 Further, in the first step S41, as described above, the discharge amount of the coating liquid L in the portion adjacent to the gap G between the first coating layer 11 and the coating liquid L is set from the discharge amount of the coating liquid L in the other portions. Also increase. The intermediate region R2 of the above-mentioned coating region R is further divided into an intermediate region end R21 adjacent to the end region R1 of the coating region R and an intermediate region intermediate portion R22 inside the intermediate region end R21. In this case, it can be said that the first step S41 is a step of increasing the discharge amount of the coating liquid L at the end portion R21 of the intermediate region to be larger than the discharge amount of the coating liquid L at the intermediate portion R22 of the intermediate region.

これにより、第１工程Ｓ４１において、第１コート層１１の内側に第１コート層１１と隙間Ｇをあけて吐出された塗工液Ｌは、その隙間Ｇに隣接する部分において、他の部分よりも多く塗工液Ｌが吐出された状態になっている。換言すると、第１工程Ｓ４１の終了後に、上記中間領域端部Ｒ２１に吐出された塗工液Ｌは、上記中間領域中間部Ｒ２２に吐出された塗工液Ｌよりも多くなっている。 As a result, in the first step S41, the coating liquid L discharged with a gap G between the first coat layer 11 and the inside of the first coat layer 11 is discharged from the portion adjacent to the gap G from other portions. A large amount of the coating liquid L is discharged. In other words, after the completion of the first step S41, the amount of the coating liquid L discharged to the intermediate region end portion R21 is larger than that of the coating liquid L discharged to the intermediate region intermediate portion R22.

（塗工工程：第２工程）
第２工程Ｓ４２では、第１工程Ｓ４１において第１コート層１１の内側に隙間Ｇをあけて吐出された塗工液Ｌのうち、その隙間Ｇに隣接する部分に吐出された塗工液Ｌを隙間Ｇに塗り拡げる。すなわち、第２工程Ｓ４２では、第１コート層１１の内側に吐出された塗工液Ｌのうち、第１コート層１１との間の隙間Ｇに隣接する部分に吐出された塗工液Ｌを、その隙間Ｇに塗り拡げる。 (Coating process: 2nd process)
In the second step S42, of the coating liquid L discharged with a gap G inside the first coat layer 11 in the first step S41, the coating liquid L discharged to the portion adjacent to the gap G is used. Spread over the gap G. That is, in the second step S42, of the coating liquid L discharged inside the first coating layer 11, the coating liquid L discharged to the portion adjacent to the gap G between the first coating layer 11 and the first coating layer 11 is supplied. , Spread over the gap G.

換言すると、第２工程Ｓ４２では、塗工領域Ｒの端部領域Ｒ１に隣接する中間領域端部Ｒ２１に吐出された塗工液Ｌを、塗工領域Ｒの端部領域Ｒ１に塗り拡げる。ここで、第１コート層１１の内側に吐出された塗工液Ｌのうち、第１コート層１１との間の隙間Ｇに隣接する部分には、他の部分よりも多く塗工液Ｌが吐出されている。すなわち、上記中間領域端部Ｒ２１に吐出された塗工液Ｌは、前述のように、上記中間領域中間部Ｒ２２に吐出された塗工液Ｌよりも多くなっている。 In other words, in the second step S42, the coating liquid L discharged to the intermediate region end R21 adjacent to the end region R1 of the coating region R is spread over the end region R1 of the coating region R. Here, of the coating liquid L discharged inside the first coating layer 11, the portion adjacent to the gap G between the first coating layer 11 and the first coating layer 11 contains more coating liquid L than the other portions. It is being discharged. That is, the amount of the coating liquid L discharged to the intermediate region end portion R21 is larger than that of the coating liquid L discharged to the intermediate region intermediate portion R22 as described above.

そのため、第１コート層１１の内側に吐出された塗工液Ｌのうち、第１コート層１１との間の隙間Ｇに隣接する部分に吐出された余剰の塗工液Ｌを塗り拡げて、その隙間Ｇを確実に埋めることができ、第１コート層１１の内側に第２コート層１２を隙間なく塗工することができる。換言すると、中間領域端部Ｒ２１に吐出された過剰な塗工液Ｌを、その中間領域端部Ｒ２１に隣接する端部領域Ｒ１に塗り拡げ、塗工領域Ｒの全体に均一に塗工液Ｌを塗工し、第１コート層１１の内側に第２コート層１２を隙間なく塗工することができる。 Therefore, of the coating liquid L discharged inside the first coating layer 11, the excess coating liquid L discharged to the portion adjacent to the gap G between the first coating layer 11 and the first coating layer 11 is spread. The gap G can be reliably filled, and the second coat layer 12 can be applied to the inside of the first coat layer 11 without any gap. In other words, the excess coating liquid L discharged to the intermediate region end R21 is spread over the end region R1 adjacent to the intermediate region end R21, and the coating liquid L is uniformly applied to the entire coating region R. The second coat layer 12 can be coated on the inside of the first coat layer 11 without any gap.

このように、第２工程Ｓ４２において、第１コート層１１の内側に隙間Ｇをあけて吐出された塗工液Ｌを塗り拡げて、第１コート層１１との間の隙間Ｇを埋めることで、第１コート層１１の内側に第２コート層１２を隙間なく塗工することができる。また、第２工程Ｓ４２において、図５に示すように、ダイヘッド２０のブレード２３によって塗工液Ｌを塗り拡げることで、吐出された塗工液Ｌをより均一に均すことができる。 In this way, in the second step S42, a gap G is formed inside the first coat layer 11 and the discharged coating liquid L is spread to fill the gap G between the first coat layer 11 and the first coat layer 11. , The second coat layer 12 can be applied to the inside of the first coat layer 11 without any gap. Further, in the second step S42, as shown in FIG. 5, by spreading the coating liquid L with the blade 23 of the die head 20, the discharged coating liquid L can be more evenly leveled.

（成形工程）
図１に示すように、成形工程Ｓ５０は、たとえば、第１コート層１１および第２コート層１２が塗工されたセパレータ基材１を、金型の間に配置して加熱しながら加圧する熱プレス成形を行う工程である。この成形工程Ｓ５０によって、セパレータ基材１に凹凸が形成され、この凹凸によって形成された複数の流路を有するととともに、表面に第１コート層１１および第２コート層１２が塗工された燃料電池用セパレータ１０を得ることができる。 (Molding process)
As shown in FIG. 1, in the molding step S50, for example, the separator base material 1 coated with the first coat layer 11 and the second coat layer 12 is placed between the molds and heated while being pressed. This is a process of press molding. By this molding step S50, unevenness is formed on the separator base material 1, and the fuel has a plurality of flow paths formed by the unevenness, and the first coat layer 11 and the second coat layer 12 are coated on the surface thereof. A battery separator 10 can be obtained.

以上説明したように、燃料電池用セパレータの製造方法Ｓ１００は、所定の厚さに塗工可能な粘度に調整された塗工液Ｌをセパレータ基材１上に形成された枠状の第１コート層１１の内側に塗工して第２コート層１２を形成する塗工工程Ｓ４０を有している。そして、塗工工程Ｓ４０は、第１コート層１１の内側に隙間Ｇをあけて塗工液Ｌを吐出する第１工程Ｓ４１と、吐出された塗工液Ｌを塗り拡げて隙間Ｇを埋める第２工程Ｓ４２と、を有している。そして、第１工程Ｓ４１において、隙間Ｇに隣接する部分における塗工液Ｌの吐出量を他の部分における塗工液Ｌの吐出量よりも増加させている。さらに、第２工程Ｓ４２において、隙間Ｇに隣接する部分に吐出された塗工液Ｌを隙間Ｇに塗り拡げている。 As described above, in the method S100 for manufacturing a fuel cell separator, a frame-shaped first coating formed on a separator base material 1 with a coating liquid L adjusted to a viscosity that allows coating to a predetermined thickness. It has a coating step S40 that coats the inside of the layer 11 to form the second coat layer 12. Then, in the coating step S40, a first step S41 in which a gap G is formed inside the first coating layer 11 and the coating liquid L is discharged, and a first step S41 in which the discharged coating liquid L is spread and expanded to fill the gap G. It has two steps S42 and. Then, in the first step S41, the discharge amount of the coating liquid L in the portion adjacent to the gap G is increased more than the discharge amount of the coating liquid L in the other portion. Further, in the second step S42, the coating liquid L discharged to the portion adjacent to the gap G is spread over the gap G.

したがって、本実施形態によれば、セパレータ基材１上に形成された枠状の第１コート層１１を乱すことなく、第１コート層１１の内側に第２コート層１２を隙間なく塗工することができる燃料電池用セパレータの製造方法Ｓ１００を提供することができる。 Therefore, according to the present embodiment, the second coat layer 12 is applied to the inside of the first coat layer 11 without any gap without disturbing the frame-shaped first coat layer 11 formed on the separator base material 1. It is possible to provide a method S100 for manufacturing a separator for a fuel cell.

以上、図面を用いて本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like within a range that does not deviate from the gist of the present invention. Also, they are included in the present invention.

１セパレータ基材
１１第１コート層
１２第２コート層
Ｇ隙間
Ｌ塗工液
Ｓ４０塗工工程
Ｓ４１第１工程
Ｓ４２第２工程
Ｓ１００燃料電池用セパレータの製造方法 1 Separator base material 11 1st coat layer 12 2nd coat layer G Gap L Coating liquid S40 Coating process S41 1st process S42 2nd process S100 Method for manufacturing a separator for a fuel cell

Claims

It is a method of manufacturing a separator for a fuel cell.
A coating process in which a coating liquid adjusted to a viscosity that can be applied to a predetermined thickness is applied to the inside of a frame-shaped first coating layer formed on a separator base material to form a second coating layer. Have,
The coating steps include a first step of discharging the coating liquid with a gap inside the first coating layer, and a second step of spreading the discharged coating liquid to fill the gap. Have,
In the first step, the discharge amount of the coating liquid in the portion adjacent to the gap is increased more than the discharge amount of the coating liquid in the other portion.
A method for manufacturing a fuel cell separator, which comprises spreading the coating liquid discharged to a portion adjacent to the gap in the second step.