(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴムを基体上の正確な位置に一体化して設ける基体一体型ゴムの製造方法であって、
基体を載置する基体部を有する下型内に基体を載置するとともに、他の下型と上型とで未加硫ゴムを成形する載置成形工程と、
前記基体部を有する下型と前記他の下型とを入れ替え、未加硫ゴムを基体の所望の位置に配置する配置工程と、
基体と基体に配置された未加硫ゴムとを取り出す離型工程と、
非加熱で加硫を行う非加熱加硫工程と、を有することを特徴とする基体一体型ゴムの製造方法。
【請求項２】
ゴムを基体上の正確な位置に一体化して設ける基体一体型ゴムの製造方法であって、
基体を載置する基体部を有する下型内に基体を載置するとともに、他の下型と上型とで未加硫ゴムを成形する載置成形工程と、
前記基体部を有する下型と前記他の下型とを入れ替え、未加硫ゴムを基体の所望の位置に配置する配置工程と、
基体と基体に配置された未加硫ゴムとを取り出す離型工程と、を有することを特徴とする基体一体型ゴムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池のシール部材等として用いる基体一体型ゴムの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、予め成形されたゴムを使用して、ゴムを設置部材上の正確な位置に一体化して設ける技術等では、ゴム自体の伸縮が大きく、たとえ位置決めの為の溝加工等が施されていても設置部材上に高い精度でゴムを設けることは困難であった。
【０００３】
また、粘着性を有するゴムでは、設置部材上にゴムを貼り付けるに際し、ゴム同士が絡み合ったり、或いは幅の狭い細状、紐状のものは剛性が欠けるので、所定の外郭形状を保持することが困難であった。
【０００４】
そこで、放射線を照射して、非加熱でゴムの加硫を行う、例えば燃料電池のシールにかかる技術が知られている（例えば、特開２００２−５６８６２公報参照）。
【０００５】
第８図を用いて、この技術について説明する。
【０００６】
５は、設置部材であるカソード電極セパレータ、１１はマスク、１２は透孔、１３はゴムコーティング層である。
【０００７】
この技術は、ゴムを含むコーティング剤を、スクリーン印刷法によりセパレータ（設置部材）の周縁部にコーティングしてゴム層を形成し、このゴム層を加硫させるものであり、燃料電池シール構造に用いるゴムパッキン等に用いられる。
【０００８】
マスク１１でセパレータ５の表面を覆い、ゴムを含むコーティング剤を前記マスク１１上から複数回塗布し、前記セパレータ５の周縁部に所定の厚さのゴムコーティング層１３を形成し、溶剤を除去して加硫処理を施し、前記セパレータ５に接着一体化する薄肉ゴム層を直接形成するものである。
【０００９】
すなわち、未加硫のゴムを設置部材の表面上に直接塗布、形成し、放射線等により設置部材を加熱することなく加硫を行っている。
【００１０】
しかしながら、この技術では、正確な位置にゴムを成形させるために、マスクの上から設置部材上に塗布するため、製造されるゴムは薄膜状に限られてしまうという問題点があった。
【００１１】
本発明は、以上のような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とする処は、低温で成形、加硫、接着が可能で、かつ立体状に成形可能である基体一体型ゴムの製造方法を提供することにある。
【発明の開示】
【００１２】
以下に、この発明の技術内容を開示する。
【００１３】
（１）ゴムを基体上の正確な位置に一体化して設ける基体一体型ゴムの製造方法であって、基体を載置する基体部を有する下型内に基体を載置するとともに、他の下型と上型とで未加硫ゴムを成形する載置成形工程と、前記基体部を有する下型と前記他の下型とを入れ替え、未加硫ゴムを基体の所望の位置に配置する配置工程と、基体と基体に配置された未加硫ゴムとを取り出す離型工程と、非加熱で加硫を行う非加熱加硫工程と、を有することを特徴とする基体一体型ゴムの製造方法。
【００１４】
（２）ゴムを基体上の正確な位置に一体化して設ける基体一体型ゴムの製造方法であって、基体を載置する基体部を有する下型内に基体を載置するとともに、他の下型と上型とで未加硫ゴムを成形する載置成形工程と、前記基体部を有する下型と前記他の下型とを入れ替え、未加硫ゴムを基体の所望の位置に配置する配置工程と、基体と基体に配置された未加硫ゴムとを取り出す離型工程と、を有することを特徴とする基体一体型ゴムの製造方法。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳しく説明する。
【００１６】
（実施例１）
第１図〜第７図を用いて本発明の実施例を説明する。
【００１７】
第１図は、本発明の実施例に用いる金型について断面を省略して示した概略断面図、第２図は、本発明の実施例の載置工程について基体のみを断面に示した概略断面図、第３図は、本発明の実施例の成形工程について基体のみを断面に示した概略断面図、第４図は、本発明の実施例の離型工程について基体のみを断面に示した概略断面図、第５図は、本発明の実施例における、未加硫のゴムシール部を載せた基体について基体のみを断面に示した概略断面図、第６図は、本発明の実施例の加硫工程について基体のみを断面に示した概略断面図、第７図は、本発明の実施例における基体一体型ゴムについて基体のみを断面に示した概略断面図である。
【００１８】
１０１は、カーボン・カーボン板・樹脂・樹脂シート・樹脂フィルム・金属・金属板等の設置部材である基体、１０２は、未加硫ゴムである仕込みゴム、１０３は、ゲート部２０３内の未加硫ゴムであるゲート、１０４はゴムシール部、１０５は、基体一体型の加硫ゴムシール部、１１１は基体一体型ゴム、２０１は上型、２０２は下型、２０３はゲート部、２０４はポット部、２０５はピストン部、２０６は基体部、２０７はキャビティ、２１１はプレス、２２１は、加硫手段の一つである加硫装置、２３１は搬送装置、Ｋは金型である。
【００１９】
第１図に示すように、本実施例で用いる金型Ｋは、上型２０１と下型２０２とを備えると共に、加圧・成形を行うためのゲート部２０３、ポット部２０４、ピストン部２０５を備えている。
【００２０】
さらに、下型２０２には基体１０１を載置するための基体部２０６を有し、上型２０１にはゴムを成形するために、所望の形状のキャビティ２０７を有している。
【００２１】
なお、ここで下型として、基体を載置する基体部を有する下型２０２と、基体部を有しない他の下型（図示せず）とを用いる。基体部を有する下型２０２と、他の下型とは、基体部２０６の有無以外は同一であることが望ましい。
【００２２】
本実施例にかかる基体一体型ゴムの製造方法では、まず、カーボン・樹脂シート等の基体１０１を下型２０２内の基体部２０６に載置する（載置工程）。
【００２３】
次に、基体部を有しない他の下型と上型２０１とで未加硫ゴムを成形する。
【００２４】
このとき、基体部２０６を有しない他の下型と上型２０１とを正確に合わせて、プレスによってピストン部２０５をプレスし、仕込みゴム１０２を加圧する。
【００２５】
他の下型は基体部２０６を備えていないので、仕込みゴム１０２をゲート部２０３を介して上型２０１のキャビティ２０７に送り込み、キャビティ２０７にゴムを充填することで、未加硫ゴムを所望の形状に成形することができる（成形工程）。
【００２６】
なお、この実施例では、載置工程と成形工程は順不同であってどちらが先でもよいので、合わせて載置成形工程という。
【００２７】
次に、上型２０１はそのままにして下型をスライドさせる等の方法により、基体部を有する下型２０２と他の下型とを入れ替え、基体１０１を載置した基体部を有する下型２０２と上型２０１とを正確に合わせて、キャビティ２０７内の未加硫ゴムを基体の所望の位置に配置する（配置工程）。
【００２８】
そして、基体と基体に配置された未加硫ゴムとを取り出し（離型工程）、非加熱で加硫を行う（加硫工程）ことで、基体一体型ゴムを得ることができる。
【００２９】
なお、ゲート１０３の切り離し時にゴムシール部１０４にバリやへこみを生じてしまう場合などには、切り離し後に後仕上げをしてもよい。
【００３０】
これによって、基体１０１と一体となった未加硫の所望のゴムシール部１０４を得ることができる。
【００３１】
なお、ゲート部２０３の下端を非常に細くしておくことで、仕込みゴム１０２が基体１０１上に落下することはない。
【００３２】
さらに、ゲート１０３や注入型のポット部バリやスプルーは未加硫であるため、再度使用することができ、材料歩留りを大幅に改善することができる。
【００３３】
次に、第５図に示すように、未加硫のゴムシール部１０４を載せたまま、基体１０１を取り出す。
【００３４】
ゴムシール部１０４はゴムの張力、粘力等により成形された状態を保っているが、基体１０１と強固に接合されているわけではない。
【００３５】
このように、成形と、加硫とを別工程にすることにより、従来、成形金型のサイクルが加硫時間で決まっていたのを、ゴム生地注入時間だけで決定することができ、製造時間が短縮され、金型Ｋ一面当たりの生産能力も飛躍的に上げることができる。
【００３６】
次に、第６図に示すように、未加硫のゴムシール部１０４を基体１０１ごと搬送装置２３１によって加硫装置２２１内に搬送し、放射線等を照射することで基体１０１を加熱することなく加硫を行う（加硫工程）。
【００３７】
なお、本発明は、この工程として、紫外線照射等により架橋を行うこともできる。このように、本発明における「加硫」とは、硫黄を用いた作業に限られるものではなく、正確には硫黄を用いた作業であるところの「狭義の加硫」を含んだ「架橋」を意味するものである。しかし、業界内では慣用的に「架橋」の意味で広義に「加硫」ということが多いので、本願でも全て広義に用いている。
【００３８】
この加硫工程によって、第７図に示すように、ゴムシール部１０４が加硫されて基体１０１と一体化した加硫ゴムシール部１０５となり、所望の立体形状を有する基体一体型ゴム１１１を得ることができる。
【００３９】
すなわち、本実施例の加硫工程が低温での成形、加硫であるため、ゴムと相手物間の収縮差を小さくすることができる。
【００４０】
以上のように、本実施例の基体一体型ゴムの製造方法は、低温で成形、加硫、接着が可能で、かつ金型によって正確な位置に所望の形状でゴムを成形できるので、例えば燃料電池セパレータ用のシール構造の部材、ハードディスクのガスケット等の平面での面積が大きいものの製造方法として好適に用いることができる。
【００４１】
また、通常の加熱加硫であれば１７０℃程度まで加熱しなければならないところを、常温またはそれに近い温度で、正確な位置に所望の形状でゴムを成形でき、加熱できないまたは加熱すると変質するような基体にもゴムを形成することができる。
【００４２】
例えば、これまで加硫により一体化させることのできる樹脂は、耐熱性の問題からＰＰＳやＰＥＳ、ポリイミドなどに代表されるエンジニアリングプラスチックを選択することが一般的で、必然的にコストも高くなっていたが、本発明により、これまで使用できなかったＰＥやＰＰ、ＰＳなどを使用可能となり、コストを下げることも可能となった。
【００４３】
もっとも、本発明はこれのみに限定されるものではなく、広く利用可能であることはいうまでもない。
【００４４】
また、本実施例では、トランスファー成形について説明したが、本発明はコンプレッション成形、インジェクション成形等についても用いることができる。
【００４５】
その他の工程については、本実施例と同様にすることで、本発明の効果を得ることができる。
【００４６】
このように、本実施例によれば、通常の基体は勿論のこと、加圧できないまたは加圧すると変形するような基体にもゴムを形成できる基体一体型ゴムの製造方法を提供できる。
【００４７】
なお、基体が耐熱性を有している場合には加硫工程を加熱加硫工程としてもよい。この場合加熱によるゴムの伸縮等により設置位置の正確さが失われることも考えられるが、材料の選択によりその影響を小さくしたり、予め伸縮を計算してゴムを設置したりすることで、正確性を補うことができる。また、加硫が加熱加硫であっても、成形と加熱加硫とを別工程にすることで、実施例１で述べたように生産能力の向上効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上説明したように、本発明によれば、低温で成形、加硫、接着が可能で、かつ立体状に成形可能な基体一体型ゴムの製造方法を提供できる。
【００４９】
これによって、加熱できない、または加熱すると変質するような基体に、ゴムを形成することができるようになる。
【００５０】
また、本発明によれば、加硫と、成形とを別工程にすることにより、従来、成形金型のサイクルが加硫時間で決まっていたのを、ゴム生地注入時間だけで決定することができ、製造時間が短縮され、金型一面当たりの生産能力も飛躍的に上げることができる。
【００５１】
さらに、注入型のポット部バリやスプルーは未加硫であるため、再度使用することができ、材料歩留りを大幅に改善することができる。
【００５２】
なおさらに、従来は、歩留りを上げるためスプルーを出きる限り少なくするよう金型の設計が制約を受けていたが、本発明により、歩留りの制約を受けず自由に設計できるようになる。
【００５３】
さらに、低温での成形、加硫のため、ゴムと相手物間の収縮差を小さくすることができ、加硫後も上記の投錨効果を持続できるため接着剤を省略できる可能性もある。
【００５４】
また、加圧できない、または加圧すると変形するような基体にもゴムを形成することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施例に用いる金型について断面を省略して示した概略断面図
【図２】本発明の実施例の載置工程について基体のみを断面に示した概略断面図
【図３】本発明の実施例の成形工程について基体のみを断面に示した概略断面図
【図４】本発明の実施例の離型工程について基体のみを断面に示した概略断面図
【図５】本発明の実施例における、未加硫のゴムシール部を載せた基体について基体のみを断面に示した概略断面図
【図６】本発明の実施例の加硫工程について基体のみを断面に示した概略断面図
【図７】本発明の実施例における基体一体型ゴムについて基体のみを断面に示した概略断面図
【図８】従来の技術を示す概略断面図
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１】
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