(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意の２部材間の接合面に介在させてシールすべく、基材シートの少なくとも片面にゴムシートを複合してなるガスケット用のゴムシート複合体を製造する方法において、上記の基材シートとしてプラスチック、金属、ガラスおよびセラミックスの単体または２以上の複合体からなるシートを用い、その少なくとも片面にゴム組成物を溶剤に溶解して得られたゴム溶液を塗布、乾燥することにより未架橋のゴムシートを積層し、このゴムシートの表面にカバーシートを剥離可能に積層し、このカバーシートの上から刻印して未架橋または半架橋の状態のゴムシート表面に少なくとも１本の突条を上記のシールが必要な線に沿って成形し、次いで架橋処理を施して基材シートおよびゴムシートを直接一体化することを特徴とするゴムシート複合体の製造方法。
【請求項２】
刻印による突条の成形と同時に架橋処理を行う請求項１に記載のゴムシート複合体の製造方法。
【請求項３】
ゴムシートのゴム成分に接着性改良剤としてラジカル反応に対して活発な反応基を含む化合物を配合する請求項１または２に記載のゴムシート複合体の製造方法。
【請求項４】
基材シートのゴムシート側表面に、ゴムシートに対する接着性を高めるための易接着性処理として活性線処理および易接着性ポリマーによる表面処理のいずれか一方または両方を施す請求項１ないし３のいずれかに記載のゴムシート複合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ゴムシート複合体の製造方法に関し、詳しくは流体通路を備えた精密製品、例えば電池やコンデンサのガスケットとして好適な薄膜状であって、しかも高いシール性を備えたゴムシート複合体を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池のように液体や気体を封入する精密製品において、液体や気体の洩れを防ぐためにシール材が使用されているが、製品を小型化する目的で上記のシール材として種々のものが提案されている。例えば、ガスケットを使用したもの（特開平9-231987号公報、特開平7-226220号公報、特開平7-153480号公報等参照）、ゴム板に発泡層を重ねてガスケットとしたもの（特開平7-312223号公報参照）、金属または樹脂のシートからなるガスケット本体に液状ゴムやシリコーン樹脂からなるシール材を複合したもの（特開2000-231927 号公報、特開2001-57220号公報等参照）および燃料電池のセパレータ表面にゴム薄膜をパターン状に印捺したもの（特開2001-196078 号公報参照）等が知られている。しかし、これらのガスケット状シール材は、シール特性や薄肉化の点で不十分であり、かつシール材を組み込む際の作業性が低いという問題があった。
【０００３】
一方、この出願の発明者は、シリコーンゴム等のゴムフィルムとポリエステルフィルム等のプラスチックフィルムとが接着剤を介さずに直接一体化された薄膜のゴムフィルム複合体に関して種々の提案をしており（特開平10-53659号公報、特開平10-58605号公報、特開平10-86282号公報、特開平10-95071号公報および特開平11-157010 号公報等参照）、これらによればゴムシート複合体の薄膜化が容易である。しかし、燃料電池における水素ガスをシールするためには、シール性が不足することがあり、シール部の面積を広くしたり、締付け圧力を上げたりする必要があり、その改善が望まれていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、電池やコンデンサ等の精密製品において、液体や気体等の流体が洩れるのを防ぐためのシール用ガスケットとして利用でき、かつその薄膜化が可能で上記製品の小型化を可能にし、しかも高度のシール性を備え、また上記製品に対する組込み時の作業性も良好なゴムシート複合体を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るゴムシート複合体の製造方法は、任意の２部材間の接合面に介在させてシールすべく、基材シートの少なくとも片面にゴムシートを複合してなるガスケット用のゴムシート複合体を製造する方法において、上記の基材シートとしてプラスチック、金属、ガラスおよびセラミックスの単体または２以上の複合体からなるシートを用い、その少なくとも片面にゴム組成物を溶剤に溶解して得られたゴム溶液を塗布、乾燥することにより未架橋のゴムシートを積層し、このゴムシートの表面にカバーシートを剥離可能に積層し、このカバーシートの上から刻印して未架橋または半架橋の状態のゴムシート表面に少なくとも１本の突条を上記のシールが必要な線に沿って成形し、次いで架橋処理を施して基材シートおよびゴムシートを直接一体化することを特徴とする。
【０００６】
上記のゴムシート複合体は、任意の２部材の接合面間に上記の突条が挟まれて圧縮されるように介在させることにより、２部材の接合面間を効果的にシールすることができる。そして、突条の内側を打ち抜いて使用した場合は、２部材にまたがる流体通路を接続することができる。一方、上記のゴムシート複合体をそのまま使用した場合は、２部材にまたがる流体通路の仕切り板として機能する。そして、基材シートとして例えば高分子電解膜や空気透過膜等の機能性膜を使用し、その周囲のシール必要線のみに沿ってゴムシートを複合した場合は、そのまま用いることより機能性膜として機能させることができる。
【０００７】
上記の基材シートは、ゴムシートを支持ないしは補強してゴムシートの取扱い性や加工性を向上し、かつゴムシートを含む製品にゴムシートを組込む際の作業性を向上するものであり、プラスチック、金属、ガラスおよびセラミックスの単体または２以上の複合体からなるシート状に形成される。その組成は任意であり、構造もシート（フィルムと呼ばれる範囲の厚みを含む）または織物等から適宜に選択することができる。また、前記のように機能性膜を選択することもできる。上記基材シートの厚みも任意であるが、３〜200 μｍが好ましい。
【０００８】
上記基材シートのゴムシート側表面は、ゴムシートに対する接着性を高めるための易接着性処理をあらかじめ施すことが望ましい。易接着性処理としては、活性線処理および易接着性ポリマーによる表面処理があげられる。そして、これらの処理は、いずれか一方のみを行ってもよく、両者を併用してもよい。
【０００９】
上記の活性線処理としては、電子線処理やγ線のような放射線処理、紫外線処理、コロナ処理、プラズマ処理および火炎処理等が例示され、いずれか一種の処理を単独で行っても、また２種以上の処理を併用して行ってもよい。処理の際の雰囲気は、特に限定されないが、不活性ガスや還元性ガスの雰囲気が好ましい。
【００１０】
易接着性ポリマーによる表面処理のためのポリマーとしては、ポリエステル系ポリマー、ポリウレタン系ポリマー、ポリアクリル系ポリマー、これらポリマーの２以上の混合物または共重合体が例示されるが、これらに限定されない。また、これらのポリマーは、イソシアネート系の架橋剤で架橋させることもできる。
【００１１】
この発明のゴムシートは、天然ゴム（ＮＲ）、シリコーンゴム（Ｑ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）およびフッ素ゴム（ＦＫ）等の任意のゴム、または２以上の混合物からなるゴム組成物で成形される。
【００１２】
この発明のゴムシート複合体は、上記の基材シートおよびゴムシートが複合されて一体化されている。そして、ゴムシートは、薄膜化されていても、基材シートの少なくとも片面のゴムシート表面には突条が少なくとも１本の線状に成形されているため、任意の２部材間に介在させるガスケットとして使用し、この突条部分が２部材で圧縮されるようにした場合に高いシール性を発現する。なお、ゴムシートは、一般的には架橋することが好ましいが、後記のように基材シートの表裏両面にゴムシートを複合した場合において、片側のゴムシートに突条を成形しないときは、このゴムシートの架橋を省略することができる。
【００１３】
上記ゴムシートの形状は、２部材、例えば電池やコンデンサの構成部品の接合面におけるシール必要線を覆い、シール線の両側にフランジ状にはみ出る部分を備えた平坦なシート状であれば任意であり、基材シートの全面を被覆する形でもよく、また基材シートの一部を覆う円形、楕円形、小判形、四角形、三角形その他任意の閉ループ形状、または該閉ループの一部を開いた開ループ形状のいずれでもよく、ゴムシート複合体を組み込む製品や部品の形状や要求特性に応じて適宜に選択することができる。
【００１４】
また、ゴムシート表面の突条は、半円形や角形等の任意の断面形状で、上記のシール必要線に沿って少なくとも１本が上記の閉ループ状または開ループ状に形成される。突条の高さは、ゴムシートを組み込む製品や部材の形状や目的に応じて任意に設定されるが、一般的には0.01〜0.6mm が好ましい。そして、上記の基材シートおよびゴムシートの合計厚みは、特に限定されないが、薄膜化の目的からは、突条の部分で１mm以下が好ましく、特に0.8mm 以下が好ましく、0.6mm 以下が最も好ましい。上記厚みの下限は限定されないが、シール性効果発現の点で0.05mmが好ましい。また、上記のゴムシートにおいて、シール必要線の両側にフランジ状にはみ出る部分、換言すれば突条の基部から両側にゴムシートの平坦部がはみ出る部分の幅は、２mm以上が好ましく、２mm未満ではシール性が低下する。なお、ゴムシートがシール必要線に沿って閉ループ状または開ループ状に形成された場合における上記の幅は、経済的に最大30mm以下が好ましい。
【００１５】
上記ゴムシートの表面には、カバーシートが剥離可能に積層されていることが好ましい。このカバーシートの積層により、ゴムシート表面が保護され、使用開始までに損傷されたり、汚染されたりするのを防ぐことができ、またゴムシートの巻取りが容易になり、作業性が向上する。さらに、後記のようにゴムシート複合体を製造する際の工程通過性や作業性が向上する。
【００１６】
上記のカバーシートは、ゴムシート複合体を使用する際に剥離される。したがって、基材シートとは異なり、ゴムシートに対する接着性を低くして剥離性を与える必要があり、そのため材料としてゴムシートに対する接着性の低いものが選択される。例えば、ポリ−４−メチルペンテン−１およびエチレン・メチルメタクリレート共重合体が好ましい。また、接着性のフィルム表面にあらかじめ易剥離性処理を施すこともできる。なお、カバーシートの厚みは、特に限定されないが、一般的には0.005 〜0.2mm が好ましい。
【００１７】
上記の基材シートおよびゴムシートを複合し一体化する手段は、任意であるが、接着剤を介さずに直接一体化されることが好ましく、これによってゴムシート複合体の薄膜化が容易となる。特に耐熱性素材を組合せて耐熱性に優れたゴムシート複合体を製造した場合、接着剤による耐熱性の低下を防ぐことができる。さらに、経済的にも有利となる。なお、上記の接着剤は、0.03mm以上の厚みの層を形成することによって接着力を発現するものであって、接着性向上のための前記易接着処理層いわゆるアンカー処理層とは別のものである。
【００１８】
上記の接着剤を介さずに直接一体化する手段としては、ゴム成分に接着性改良剤を配合し、架橋と同時に接着する架橋接着が好ましい。上記の接着性改良剤は、ラジカル反応に対して活発な反応基を含む化合物が好ましく、アクリル酸誘導体、メタクリル酸誘導体およびアリル誘導体が例示されるが、中でも不飽和結合を２個以上、特に３個以上有する誘導体が好ましい。これらの化合物は、ゴムの共架橋剤として広く使用されており、多価アルコールのアクリル酸エステルやメタクリル酸エステル、多価カルボン酸のアリルエステル、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート等が挙げられる。
【００１９】
上記多価アルコールのアクリル酸エステルやメタクリル酸エステルは、２個以上のアルコール性水酸基を有する多価アルコールのアルコール性水酸基２個以上をアクリル酸やメタクリル酸でエステル化したエステル化合物であり、例えばエチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、１，３ブタンジオールジアクリレート、１，３ブタンジオールジメタクリレート、１，４ブタンジオールアクリレート、１，４ブタンジオールメタクリレート、１，６ヘキサンジオールジアクリレート、１，６ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、２，２′ビス（４−アクリロキシジエトキシフェニル）プロパン、２，２′ビス（４−メタクリロキシジエトキシフェニル）プロン、グリセリンジメタクリレート、グリセリントリアクリレート、グリセリントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、テトラメチロールメタンジアクリレート、テトラメチロールメタンジメタクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、テトラメチロールメタントリメタクリレート、テトラメチロールテトラアクリレート、テトラメチロールテトラメタクリレート等が挙げられ、特に３個以上のアリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルを含む化合物が好ましい。
【００２０】
なお、上記の化合物は、アクリル酸およびメタクリル酸のそれぞれの単独エステル化合物を例示したが、アクリル酸とメタクリル酸の混合エステルの形であってもよい。また、多価カルボン酸のアリルエステルとしてはフタル酸ジアリレート、トリメリット酸トリアリレート、ピロメリット酸テトラアリレート等が挙げられる。そして、上記ゴムシートの接着性改良剤は、いずれか一種を単独で用いてもよく、また二種以上を併用してもよい。また、この発明に用いられる接着性改良剤は、上記の例示化合物に限定されるものではない。
【００２１】
上記接着性改良剤の配合量は、全ゴム成分 100重量部に対して0.2 〜20重量部、好ましくは0.5 〜10重量部であり、0.2 重量部未満では基材シートとの接着強度が不十分となり、反対に20重量部を超えると上記接着強度の向上効果が飽和に達し、かつゴムの物性が低下する。なお、必要に応じて補強性充填剤、顔料、染料、老化防止剤、酸化防止剤、離型剤、難燃剤、チクソトロピー性付与剤、充填剤用分散剤等を配合することができる。また、ゴムとしてＲＴＶシリコーンゴムを用いた場合は、上記接着性改良剤の配合を省略することができる。
【００２２】
この発明においては、上記の接着性改良剤による接着性向上効果を促進させるための接着性向上促進剤として、過酸化物を配合することができ、この配合により、ゴムシートと基材シートの層間剥離強度が一層向上する。ただし、上記過酸化物の配合量は、全ゴム成分 100重量部に対して0.05〜10重量部、特に0.1 〜５重量部が好ましく、0.05重量部未満では接着性向上効果の発現が促進されず、また10重量部を超えた場合は、上記の促進効果が飽和し、かつゴムシートの物性が低下する。
【００２３】
なお、上記の過酸化物は、アシル系またはアルキル系のいずれでもよく、ベンゾイルパーオキサイド、モノクロルベンゾイルパーオキサイド、２，４ジクロルベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−３、３、５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス−ｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド等が例示される。また、上記の過酸化物は、架橋を加熱法で行う場合は、架橋反応を開始させる作用を有するので、ゴム成分として配合することが必要である。
【００２４】
この発明のゴムシート複合体は、電池やコンデンサ以外の精密製品や部品等のシール用としても利用できるが、電池やコンデンサ、特に燃料電池や界面二重層タイプの高容量型コンデンサのガスケット用ゴムシート複合体としてもっとも好適である。すなわち、前記任意の２部材として電池もしくはコンデンサの構成部品を用い、前記の基材シートとして電池もしくはコンデンサの機能性膜、例えばセパレータ膜、高分子電解質膜、空気透過膜、拡散膜または集電膜等が用いられ、この場合は、上記ゴムシート複合体の薄膜でありながら、高度のシール性を備えるという有利な機能を十分に発揮し、燃料電池や高容量型コンデンサを更に小型化することができる。
【００２５】
上記のゴムシート複合体は、基材シートの少なくとも片面に未架橋のゴムシートを積層し、このゴムシート側に未架橋または半架橋の状態で刻印してゴムシート表面に突条を成形し、次いで架橋処理を施すことによって製造することができる。この場合、上記ゴムシートの積層後、該ゴムシートの表面に前記のカバーシートを積層し、このカバーシート側から刻印による突条の成形を行うことが好ましく、この場合は、金型やエンボスロールの汚れを防ぐ点で有利である。
【００２６】
上記未架橋のゴムシートを基材シート上に積層する手段は、基材シートの表面に未架橋のゴム組成物を含む溶液を塗工し、乾燥する方法が好ましい。なお、上記未架橋のゴムシートは、単層または２層以上の多層のいずれでもよい。多層の場合は、上記の積層法を繰り返してもよく、また多層化ダイで一度に積層してもよい。また、前記のシール必要線を覆う特定の形状、例えば開ループまたは閉ループの形状に積層する場合は、上記のゴム組成物を含む溶液を用い、スクリーン印刷等の印刷法で積層することができる。
【００２７】
上記ゴムシート表面に突条は、所望のパターンを彫刻したプレス板やプレスロールを用いてゴムシート表面に直接またはカバーシートを介してプレスすることによって成形される。上記の刻印は、ゴムシートの未架橋または半架橋の状態で行う必要があり、これによって刻印が架橋後に比べて著しく容易になる。刻印時の温度も任意であるが、室温から 100℃の範囲が好ましい。ただし、加熱架橋を同時に行う場合は、温度を 100℃以上に設定してもよい。なお、刻印のパターン形状は、シール必要線に沿った形状であれば任意であり、前記のとおり、ゴムシート複合体を組み込む製品や部品の形状や要求性能に応じて設定される。例えば、燃料電池に使用する場合は、水素ガス、空気または水等の流路形状に応じて形成され、この場合はシール必要線に沿った突条の両側に好ましくは２〜30mmの幅でゴムシートの平坦部が形成される。
【００２８】
上記ゴムシートの架橋方法としては、加熱方式および電子線、γ線、紫外線等の活性線を照射する方式等が例示されるが、活性線照射方式は、硫黄や過酸化物等の架橋剤や架橋助剤等の添加が不要であるため、ゴムシート複合体を例えば燃料電池のシール材としてと用いた場合に、触媒毒等の混入を避けることができる。そして、ゴムシートの架橋処理は、刻印後または刻印と同時のいずれで行ってもよいが、加熱方式の架橋処理は刻印と同時に行うのが好ましい。
【００２９】
この発明では、上記のゴムシートを基材シートの表裏両面に積層することができる。そして、両面に積層した場合は、前記の突条を片側のゴムシートのみに成形し、反対側のゴムシートには突条を成形することなく、平坦なまま使用することができる。例えば、燃料電池やコンデンサのガスケットとして使用する場合、片側のゴムシートはセパレータに、反対側のゴムシートは高分子電解質膜に接触させることができる。通常、セパレータは金属やグラファイト等の固い材料で作られているので、これらと接する面には突条の存在する方がシール性の点で有利である。一方、高分子電解質膜は柔軟であるため、突条の必要性が低く、むしろゴムシートと高分子電解質膜とを締付け圧力で一体化した方が効果的にシールすることができるからである。また、高分子電解質膜の素材によっては、ゴムシートを未架橋または半架橋の状態としてもよい。
【００３０】
【発明の実施の形態】
実施形態１
第１ゴム組成物および該第１ゴム組成物と同一または異種の第２ゴム組成物にそれぞれ接着性改良剤を添加し、トルエン等の溶剤に溶解して第１ゴム溶液および第２ゴム溶液を用意する。また、基材シートとして表裏両面がプラズマ処理や易接着性処理剤で処理された易接着性のプラスチックフィルム、例えばポリエチレンテレフタレートフィルム等を用意する。また、第１カバーシートおよび第２カバーシートとして、少なくとも片面が易剥離性のプラスチックフィルムを用意する。
【００３１】
上記基材シートの表面に第１ゴム溶液を塗布、乾燥し、その第１ゴム層表面に第１カバーシートを積層し、第１カバーシート側から電子線を照射して第１ゴム層を架橋する。次いで、上記基材シートの裏面に第２ゴム溶液を塗布、乾燥し、この第２ゴム層表面に第２カバーシートを積層する。しかるのち、第１カバーシート、第１ゴム層、基材シート、第２ゴム層および第２カバーシートの５層からなる積層体における未加硫の第２ゴム層表面に第２カバシートの上から突条を１本の閉ループの形に刻印する。そして、上記の積層体に第２カバーシート側から電子線を照射し、第２ゴム層を架橋する。
【００３２】
図１および図２において、１０はゴムシート複合体であり、第１カバーシートおよび第２カバーシートを剥離した状態で示されている。１１は基材シート、１２は第１ゴムシート（架橋された第１ゴム層）、１３は第２ゴムシート（架橋された第２ゴム層）であり、第２ゴムシート１３上に突条１３ａが１本の閉ループを描くように成形されている。
【００３３】
上記のゴムシート複合体は、突条１３ａの両側の二点鎖線１４ａ、１４ｂに沿って方形に打抜き、突条１３ａの両側に幅が５〜10mmの平坦部が残った形のガスケットに形成し、これを上記二点鎖線の形の２部材間に介在させ、締付けにより固定して２部材にまたがる１本の流体通路を連通させ、かつ接続部における洩れを、突条１３ａおよび両側の平坦部の共同で防止する。なお、上記の実施形態において、閉ループの形状は、円形、楕円形その他の任意形状にすることができる。また、必要に応じて第１ゴムシート１２にも同じ形状の突条を成形することができる。
【００３４】
実施形態２
上記の実施形態１は、流路を１本だけ形成したものであるが、複数本設けることもできる。例えば、図３において、２０はゴムシート複合体、２１は基材シート、２２は額縁状のゴムシート、２２ａは突条で、全体が鎖線Ｎ−Ｎに対して上下対称に形成され、ゴムシート２２からなる中央の大きい方形枠の内側２１ａ、上辺および下辺に沿って並ぶ小さい方形枠の内側２１ｂがそれぞれ打ち抜かれて種々の流体のための流体通路２１ａ、２１ｂに形成されている。すなわち、複数本の閉ループに沿って、かつ隣接する２本の閉ループの一部が重なるように形成されている。得られたゴムシート複合体２０は、複数本の流路が平行に並ぶ燃料電池等のガスケットとして利用することができる。
【００３５】
実施形態３
前記の実施形態１または２において、第２ゴム組成物にあらかじめ過酸化物を配合し、第２ゴム層に対する突条１３ａ、２２ａの成形時に、その加熱を利用して成形と同時に第２ゴム層を架橋させ、これによって実施形態１、２における第２ゴム層への電子線照射を省略し、その他は実施形態１、２同様にしてゴムシート複合体を得る。
【００３６】
実施形態４
前記の実施形態１、２において、基材シートの表面に第１ゴム溶液を塗布、乾燥し、その表面に第１カバーシートを積層した後、第１カバーシートの上から第１ゴム層に前記の突条を閉ループ状に成形し、電子線照射によって第１ゴム層を架橋し、次いで基材シートの裏面に接着性改良剤が未添加の第２ゴム溶液を塗布、乾燥し、第２カバーシートを積層する。そして、第２ゴム溶液からなる第２ゴムシートが未加硫の状態で、積層体を前記同様に打抜き、表裏のカバーシートを剥離し、ガスケットとして使用する。この場合は、第２ゴムシートが未加硫であるため、固い部材に対する馴染みが加硫ゴムシートよりも良好になる。
【００３７】
実施形態５
基材シートとして燃料電池の高分子電解質膜のような機能性膜を使用し、この基材シートの表裏両面に易接着処理を施し、この表裏両面の外周縁部にゴム溶液を方形の額縁状に印捺し（図１の鎖線１４ａ、１４ｂ参照）、乾燥した後、表裏のゴム層にそれぞれ前記のカバーフィルムを積層し、表裏の額縁状ＥＰＤＭ層の中心線に沿って突条を成形し、しかるのち電子線を照射し、表裏のゴム層を架橋し、表裏両面に突条付きのゴムシートを形成する。この場合は、額縁状のゴムシートの内側を打ち抜くことなく、そのまま使用することにより、ガスケット付き機能膜として利用できる。
【００３８】
【実施例】
種々のゴムシート複合体を試作し、その性能を比較した。以下の記載で「部」は重量部を示す。なお、比較に際し、層間剥離強度は下記によって測定した。
層間剥離強度：
基材シートとゴムシートとの界面にナイフを入れ、その部分に力を加えるか、トルエンに浸漬するかして界面剥離を生じさせ、ＪＩＳ−Ｋ６８５４に準じてＴ型剥離法で測定した。
【００３９】
実施例１
ＥＰＤＭゴム組成物（ゴム硬度：50度）の 100部に対しペンタエリスリトールテトラアクリレート５部を配合しトルエンに溶解したＥＰＤＭ溶液、および市販のシリコーンゴムコンパウンド（ゴム硬度：50度）の 100部に対しペンタエリスリトールテトラアクリレート５部を配合しトルエンに溶解したシリコーンゴム溶液をそれぞれ用意した。また、基材シートとして、表裏両面がポリウレタン系の易接着性処理剤で処理された易接着性のポリエチレンテレフタレートフィルム（厚み：0.1mm ）を用意した。また、第１カバーシートとして、易剥離性処理がされたポリエチレンテレフタレートフィルム（厚み：0.025mm ）を用意した。更に、第２カバーシートとして、ポリ−４−メチルペンテン−１を主成分とするフィルム（厚み：0.05mm）を用意した。
【００４０】
上記の基材シートをロールコーターに供給し、その片面に上記のＥＰＤＭ溶液を乾燥後厚みが0.05mmとなるように塗布し、続いてオーブンに導入し乾燥し、そのＥＰＤＭ層表面に上記の第１カバーシートの易剥離性処理面を重ね、圧着ローラで押さえて連続的に積層した。得られた積層体を電子線照射装置に導入し、第１カバーシート側から 200ＫＶ、15Ｍrad の電子線を２回照射し、架橋処理を行った。得られたＥＰＤＭ複合体を再度ロールコーターに供給し、基材シートの反対側に上記のシリコーンゴム溶液を乾燥後厚みが0.15mmとなるように塗布し、続いてオーブンに導入し、乾燥し、そのシリコーンゴム層に上記の第２カバーシートを重ね、圧着ローラで押さえて連続的に積層した。
【００４１】
得られた積層体をプレス機に導入し、大きさが 120mm× 150mmで、表面に凹溝が彫刻されたプレス板を用い、シリコーンゴム層側に第２カバーシートの上から温度が 110℃、圧力が70 kgf／cm2 のプレスを行い、水素ガス、空気および水等の流路に対応して閉ループ状の突条を複数本成形した（図３参照）。なお、突条の幅は２mmに、高さは0.5mm に設定される。次いで、積層体を電子線照射装置に導入し、第２カバーシート側から 200ＫＶ、15Ｍrad の電子線を２回照射し、シリコーンゴム層を架橋した。
【００４２】
得られた積層体すなわちゴムシート複合体において、シリコーンゴムシートおよび基材シートの層間剥離強度は強く、界面出ししかできなかった。また、ＥＰＤＭシートおよび基材シートの層間剥離強度は強固で、14Ｎ／20mmであった。一方、第１、第２カバーシートの層間剥離強度は、0.4N／20mmと低く、容易に剥離することができた。また、両面のカバーシートを剥離した後のゴムシート複合体の全厚みは、突条部分において0.45mmであった。
【００４３】
得られた実施例１のゴムシート複合体を、突条の両側に幅が５〜10mmの平坦部が残るように打抜き、燃料電池のガスケットとして用いたところ、水素ガス、空気および水の通路のいずれにおいてもシール性が良好であり、かつ基材シートとして、ポリエチレンテレフタレートフィルムが複合されているため、取扱い性にも優れ、実用性が良好であった。
【００４４】
比較例１
上記の実施例１において、シリコーンゴム層の刻印処理による突条の成形を省略する以外は、実施例１と同様にして突条のない比較例１のゴムシート複合体を得た。この比較例１のゴムシート複合体を実施例１と同様に打抜き、燃料電池用のガスケットとして用いたところ、取扱い性は実施例１と同様に良好であったが、シール性が実施例１に比べて劣り、実用性に欠けていた。
【００４５】
比較例２
上記の実施例１において、ＥＰＤＭ層の積層およびシリコーンゴムに対するペンタエリスリトールテトラアクリレートの配合を省略し、かつシリコーンゴム層の厚みを0.35mmに変更し、その他は実施例１と同様にして比較例２のゴムシート複合体を得た。この比較例２のゴムシート複合体を、実施例１と同様に打抜き、燃料電池のガスケットとして用いたところ、シール性は良好であったが、シリコーンゴムシートと基材フィルム間の層間剥離強度が0.5N／20mmと低く、シリコーンゴムシートが容易に剥離するため、取扱い性に劣り、実用性に欠けていた。
【００４６】
実施例２
実施例１において、基材シートのポリエチレンテレフタレートフィルムをポリエーテルイミドフィルムに変更し、その他は実施例１と同様にして実施例２のゴムシート複合体を得た。その特性は、実施例１と同様であり、燃料電池用のガスケット材として実施例１同様に高品質で、実用性が高く、しかも基材フィルムの耐熱性が実施例１よりも優れ、高温での使用に好適であった。
【００４７】
実施例３
上記実施例２のシリコーンゴム溶液に２，５ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンをシリコーンゴムコンパウンド１００部に対し0.5 部の比率で添加し、かつ刻印のプレス状態（ 110℃×70 kgf／cm2 ）を0.25分間保持してシリコーンゴム層に対する刻印と同時に架橋を行い、その他は実施例２と同様にして実施例３のゴムシート複合体を得た。このゴムシート複合体は、シリコーンゴムシートと基材シート間の層間剥離強度が 10N／20mmと高く、実施例１同様に燃料電池用のガスケット材として実用性に優れていた。
【００４８】
実施例４
基材シートとして、表裏両面がポリエステル系の易接着処理剤で処理されたポリエチレンテレフタレートフィルム（厚み：0.05mm）を用い、この基材シートをロールコーターに供給し、その片面に実施例１のＥＰＤＭ溶液を乾燥後厚みが 0.1mmとなるように塗布し、続いてオーブンに導入し乾燥し、そのＥＰＤＭ層表面に実施例１の第１カバーシートの易剥離性処理面を重ね、圧着ローラで押さえて連続的に積層した。
【００４９】
得られた積層体をプレス機に導入し、積層体の第１カバーシート上に温度 100℃の彫刻ローラを圧接し、上記のＥＰＤＭ層に幅が 1.5mm、高さが 0.1mmの突条からなる大きさが10cm×20cmの方形ループを刻印した（図１参照）。次いで、この刻印済み積層体を電子線照射装置に導入し、第１カバーフィルム側から 200ＫＶ、15Ｍrad の電子線を２回照射し、ＥＰＤＭ層を架橋した。得られたＥＰＤＭシートと基材シート間の層間剥離強度は 14N／20mmであった。
【００５０】
得られたＥＰＤＭシート複合体を再度ロールコーターに供給し、基材シートの反対側にペンタエリスリトールテトラアクリレートが未添加のＥＰＤＭ溶液を乾燥後の厚みが0.05mmとなるように塗布し、続いてオーブンに導入し、乾燥し、そのＥＰＤＭ層に第２カバーフィルムとして表面がシリコーン処理されたポリエチレンテレフタレートフィルム（厚み： 0.025mm）を重ね、圧着ローラで連続的に押さえて積層した。
【００５１】
得られた積層体を、突条の両側に幅５mmの平坦部が残るように打抜き、水系の電解２重層タイプのコンデンサーのガスケット材として用いたところ、シール性および取扱い性が共に優れ、高い実用性を備えていた。そして、この実施例４は、突条を有しない側のＥＰＤＭシートが未加硫で用いられているため、集電体との馴染みがよく、この点でもシール性を良好にしていた。
【００５２】
実施例５
基材シートとして、フッ素系ポリマーからなる燃料電池用高分子電解質膜を用い、この基材シートの表裏両面に電子線照射による易接着処理をした後、その表裏両面に実施例１のＥＰＤＭ溶液をセパレータの形に合わせて方形の額縁状に（図１の鎖線１４ａ、１４ｂ参照）、かつ乾燥後厚みが0.1mm となるようにスクリーン印刷によって印捺し、オーブンで乾燥した後、その表裏のＥＰＤＭ層にそれぞれ実施例１の第１カバーフィルムを積層し、得られた積層体をプレス機に導入し、表裏の額縁状ＥＰＤＭ層の中心線に沿って幅が1.5mm 、高さが0.15mmの突条を成形し、しかるのち電子線照射装置に導入し、表と裏から 750ＫＶ、15Ｍrad の電子線を照射し、表裏のＥＰＤＭ層を架橋した。
【００５３】
得られた実施例５のゴムシート複合体において、ＥＰＤＭシートに対する基材シートおよびカバーシートの層間剥離強度は、それぞれ8N／20mmおよび0.5N／20mmであり、基材シートとの接着性に優れる一方、カバーシートに対しては剥離性が良好であった。そして、このゴムシート複合体は、基材シートが高分子電解膜からなり、かつセパレーターの形状に合わせてＥＰＤＭのゴムシートが積層され、このゴムシートがガスケットとして作用するので、他のシール材を用いないで燃料電池に組込むことができ、良好なシール性が得られる共に、大幅な薄膜化が可能になった。
【００５４】
【発明の効果】
上記のように、請求項１に係る発明は、ゴムシート複合体の製造方法であり、任意の２部材の接合面間に介在させるガスケット等に用いて効果的にシールすることができるゴムシート複合体を容易に製造することができる。そして、基材フィルムにゴムシートを積層した後、このゴムシート表面にカバーシートを積層し、このカバーシートの上から刻印して少なくとも１本の突条を成形するので、突条の損傷や汚染を防止することができ、かつゴムシート複合体の取扱いが容易である。特に請求項２に係る発明は、ゴムシート複合体の製造工程が短縮される。また、請求項３に係る発明は、架橋と同時に接着する架橋接着によって基材フィルムとの直接一体化が可能になる。また、請求項４に係る発明は、基材シートのゴムシートに対する接着性が一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】他の実施形態の平面図である。
【符号の説明】
１０、２０：ゴムシート複合体
１１、２１：基材シート
１２、１３、２２：ゴムシート
１３ａ、２２ａ：突条
２１ａ、２１ｂ：ゴムシート２２からなる方形枠の内側（流体通路）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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