JP2000176962A - シリコーン樹脂−金属複合体の製造方法 - Google Patents
シリコーン樹脂−金属複合体の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 射出成型法のよって、正確でかつバリ等が発
生しない製品を効率よく製造するシリコーン樹脂−金属
複合体の製造方法を提供する。 【解決手段】 シリコーン樹脂層５を形成する側のアル
ミニウム薄板２の表面に、予め化学的エッチング法又は
電解エッチング法ににより微細な粗面層を設け、次いで
該アルミニウム薄板を金型１の可動金型１２にセット
し、固定金型１１に上記粗面層を押し付けて密着して型
締めし、当該粗面層と押し付けた固定金型１１とによっ
て形成されるキャビティー３内に、シリコーン樹脂６を
射出してアルミニウム薄板２の少なくとも片面にシリコ
ン樹脂層５を射出成形するシリコーン樹脂−金属複合体
の製造方法。
生しない製品を効率よく製造するシリコーン樹脂−金属
複合体の製造方法を提供する。 【解決手段】 シリコーン樹脂層５を形成する側のアル
ミニウム薄板２の表面に、予め化学的エッチング法又は
電解エッチング法ににより微細な粗面層を設け、次いで
該アルミニウム薄板を金型１の可動金型１２にセット
し、固定金型１１に上記粗面層を押し付けて密着して型
締めし、当該粗面層と押し付けた固定金型１１とによっ
て形成されるキャビティー３内に、シリコーン樹脂６を
射出してアルミニウム薄板２の少なくとも片面にシリコ
ン樹脂層５を射出成形するシリコーン樹脂−金属複合体
の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気・電子部品等
のクッション材、パッキン材、スペーサー、特に燃料電
池のセパレータ材等に使用されるシリコーン樹脂−金属
複合体、また複雑な構造、及び小型のシリコーン樹脂−
金属複合体部品を精密にかつ効率的に製造するために、
射出成形方法を利用したシリコーン樹脂−金属複合体の
製造方法に関する。
のクッション材、パッキン材、スペーサー、特に燃料電
池のセパレータ材等に使用されるシリコーン樹脂−金属
複合体、また複雑な構造、及び小型のシリコーン樹脂−
金属複合体部品を精密にかつ効率的に製造するために、
射出成形方法を利用したシリコーン樹脂−金属複合体の
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、シリコーン樹脂−金属複合体の製
造方法は通常、金属薄板の片面にシリコーンゴムシート
を載置し加熱下で加圧して一体化するプレス積層方法。
また一部には金属薄板面にシリコーン樹脂層を射出成形
法により形成する射出成形法が提案されている。
造方法は通常、金属薄板の片面にシリコーンゴムシート
を載置し加熱下で加圧して一体化するプレス積層方法。
また一部には金属薄板面にシリコーン樹脂層を射出成形
法により形成する射出成形法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しょうとする課題】しかし従来のプレス積
層方法では、金属薄板面にシリコーン樹脂層を部分的に
積層する場合にはその位置を正確に合わせること、また
金属薄板の表面に凹凸を有するものは均一にシリコーン
樹脂層を貼り合わせることが困難であった。特に金属薄
板の両面に均一にシリコーン樹脂層を貼り合わせること
は一層の困難を伴った。また、従来提案されている射出
成形方法では、キャビティー内に射出されたシリコーン
樹脂の一部が金属薄板面に押し付けられている金型の接
触部分から漏出し、これが冷却後バリとして製品に残
る。特に金属薄板がアルミニウム薄板の場合には剛性が
小さいので、金型の押し付け力により部分的に薄板の面
が歪んで金型を押し付けた接触部分に間隙が生じてキャ
ビティー端部から樹脂が漏出しバリの発生が起こりやす
い。
層方法では、金属薄板面にシリコーン樹脂層を部分的に
積層する場合にはその位置を正確に合わせること、また
金属薄板の表面に凹凸を有するものは均一にシリコーン
樹脂層を貼り合わせることが困難であった。特に金属薄
板の両面に均一にシリコーン樹脂層を貼り合わせること
は一層の困難を伴った。また、従来提案されている射出
成形方法では、キャビティー内に射出されたシリコーン
樹脂の一部が金属薄板面に押し付けられている金型の接
触部分から漏出し、これが冷却後バリとして製品に残
る。特に金属薄板がアルミニウム薄板の場合には剛性が
小さいので、金型の押し付け力により部分的に薄板の面
が歪んで金型を押し付けた接触部分に間隙が生じてキャ
ビティー端部から樹脂が漏出しバリの発生が起こりやす
い。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の問題点を
解決したもので、その要旨はアルミニウム薄板の少なく
とも片面にシリコーン樹脂層を射出成形法により形成す
るシリコーン樹脂−金属複合体の製造方法であって、シ
リコーン樹脂層を形成する側のアルミニウム薄板の表面
に、予め化学的エッチング法又は電解エッチング法によ
り微細な粗面層を設け、次いで該アルミニウム薄板を金
型の可動金型にセットし、固定金型側に上記粗面層を押
し付けて密着して型締めし、当該粗面層と押し付けた固
定金型とによって形成されるキャビティー内に、シリコ
ーン樹脂を射出してアルミニウム薄板の少なくとも片面
にシリコン樹脂層を成形することを特徴とするシリコー
ン樹脂−金属複合体の製造方法である。また上記のシリ
コーン樹脂層の厚みは０．０５〜１．０ｍｍ、硬度（Ｊ
ＩＳＫ６３０１ スプリング式硬さ試験 Ａ形）は４０
〜７０の範囲であるシリコーン樹脂−金属複合体の製造
方法である。更に 燃料電池のセパレータの製造方法に
上記のシリコーン樹脂−金属複合体の製造方法を利用す
るものである。
解決したもので、その要旨はアルミニウム薄板の少なく
とも片面にシリコーン樹脂層を射出成形法により形成す
るシリコーン樹脂−金属複合体の製造方法であって、シ
リコーン樹脂層を形成する側のアルミニウム薄板の表面
に、予め化学的エッチング法又は電解エッチング法によ
り微細な粗面層を設け、次いで該アルミニウム薄板を金
型の可動金型にセットし、固定金型側に上記粗面層を押
し付けて密着して型締めし、当該粗面層と押し付けた固
定金型とによって形成されるキャビティー内に、シリコ
ーン樹脂を射出してアルミニウム薄板の少なくとも片面
にシリコン樹脂層を成形することを特徴とするシリコー
ン樹脂−金属複合体の製造方法である。また上記のシリ
コーン樹脂層の厚みは０．０５〜１．０ｍｍ、硬度（Ｊ
ＩＳＫ６３０１ スプリング式硬さ試験 Ａ形）は４０
〜７０の範囲であるシリコーン樹脂−金属複合体の製造
方法である。更に 燃料電池のセパレータの製造方法に
上記のシリコーン樹脂−金属複合体の製造方法を利用す
るものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
本発明に使用されるアルミニウム薄板厚みは０．１〜
２．０ｍｍ程度のものが好適であり、その表面が平坦で
あってもまた出来上がり製品の形状に応じて凹凸加工さ
れた面を有していてもよい。例えば固体高分子型燃料電
池のセパレータ製品の場合は燃料ガスの通路用溝等がこ
の凹凸に相当する。
本発明に使用されるアルミニウム薄板厚みは０．１〜
２．０ｍｍ程度のものが好適であり、その表面が平坦で
あってもまた出来上がり製品の形状に応じて凹凸加工さ
れた面を有していてもよい。例えば固体高分子型燃料電
池のセパレータ製品の場合は燃料ガスの通路用溝等がこ
の凹凸に相当する。
【０００６】また、シリコーン樹脂層が形成される側の
アルミニウム薄板の表面には予め化学的エッチング法又
は電解エッチング法によって、深さが１０〜５０μｍ好
ましくは２０〜３０μｍの微細な粗面層を設ける。化学
的エッチング法としては、塩酸を含んだ塩化第二鉄溶液
や有機酸を含んだ水酸化ナトリウム溶液等を用いたエッ
チング法が挙げられ、また電解エッチング法としては、
塩酸を含んだ塩化ナトリウム溶液等を用いたエッチング
法が挙がられる。なお、アルミニウム薄板とシリコーン
樹脂層との密着性を上げるために、当該薄板の微細な粗
面層にスプレー法、ディッピング法等によって各種プラ
イマー層を設けても良い。このプライマー層の厚みは
０．０１〜５．０μｍが好ましく、０．０１μｍ未満で
は塗布厚みの調整が困難であり、一方５．０μｍを越え
ると密着性の改良効果が少ない。
アルミニウム薄板の表面には予め化学的エッチング法又
は電解エッチング法によって、深さが１０〜５０μｍ好
ましくは２０〜３０μｍの微細な粗面層を設ける。化学
的エッチング法としては、塩酸を含んだ塩化第二鉄溶液
や有機酸を含んだ水酸化ナトリウム溶液等を用いたエッ
チング法が挙げられ、また電解エッチング法としては、
塩酸を含んだ塩化ナトリウム溶液等を用いたエッチング
法が挙がられる。なお、アルミニウム薄板とシリコーン
樹脂層との密着性を上げるために、当該薄板の微細な粗
面層にスプレー法、ディッピング法等によって各種プラ
イマー層を設けても良い。このプライマー層の厚みは
０．０１〜５．０μｍが好ましく、０．０１μｍ未満で
は塗布厚みの調整が困難であり、一方５．０μｍを越え
ると密着性の改良効果が少ない。
【０００７】上記の如く前処理されたアルミニウム薄板
を金型の可動金型にセットし、固定金型に薄板の粗面層
を押し付けて密着して型締めし、当該粗面層と押し付け
た固定金型とによって形成されるキャビティー内に、シ
リコーン樹脂を射出することにりアルミニウム薄板の少
なくとも片面にシリコン樹脂層が成形されたバリの無い
製品が製造される。
を金型の可動金型にセットし、固定金型に薄板の粗面層
を押し付けて密着して型締めし、当該粗面層と押し付け
た固定金型とによって形成されるキャビティー内に、シ
リコーン樹脂を射出することにりアルミニウム薄板の少
なくとも片面にシリコン樹脂層が成形されたバリの無い
製品が製造される。
【０００８】本発明において、アルミニウム薄板を金型
可動金型にセットして型締めした際に、当該薄板の表面
に付与された微細な粗面層が接触した固定金型の押し圧
力により僅かに凹状に変形して緩衝材のような効果を発
揮して密着性が向上する。これらによって形成されるキ
ャビティー内に射出されたシリコーン樹脂はキャビティ
ー形状に忠実に成形され、しかもキャビティーの端部か
らの樹脂漏出も発生しないためバリの無い製品を得るこ
とが出来る。
可動金型にセットして型締めした際に、当該薄板の表面
に付与された微細な粗面層が接触した固定金型の押し圧
力により僅かに凹状に変形して緩衝材のような効果を発
揮して密着性が向上する。これらによって形成されるキ
ャビティー内に射出されたシリコーン樹脂はキャビティ
ー形状に忠実に成形され、しかもキャビティーの端部か
らの樹脂漏出も発生しないためバリの無い製品を得るこ
とが出来る。
【０００９】本発明に使用するシリコーン樹脂は、液状
のシリコーン樹脂であって通常の付加型液状シリコーン
樹脂で二液タイプのものが使用でき、粘度が１０3〜１
０4ポイズ（２５℃）の樹脂が好適に使用できる。粘度
が１０3ポイズ未満のシリコーン樹脂は柔らかすぎて取
り扱い難く、また１０4ポイズを越えるシリコーン樹脂
では射出成型時の流動性に欠ける傾向がある。また、必
要に応じて微粉末シリカ、ケイ藻土、高熱伝導性無機フ
ィラー等の充填剤を添加しても良い。
のシリコーン樹脂であって通常の付加型液状シリコーン
樹脂で二液タイプのものが使用でき、粘度が１０3〜１
０4ポイズ（２５℃）の樹脂が好適に使用できる。粘度
が１０3ポイズ未満のシリコーン樹脂は柔らかすぎて取
り扱い難く、また１０4ポイズを越えるシリコーン樹脂
では射出成型時の流動性に欠ける傾向がある。また、必
要に応じて微粉末シリカ、ケイ藻土、高熱伝導性無機フ
ィラー等の充填剤を添加しても良い。
【００１０】本発明で、シリコーン樹脂を金型に射出す
る際の金型温度は１３０〜１８０℃の範囲で、その射出
圧力は１５０〜１０００Ｋｇｆ／ｃｍ2の範囲で気泡等
の発生しない条件で適宜決めて成形すればよい。
る際の金型温度は１３０〜１８０℃の範囲で、その射出
圧力は１５０〜１０００Ｋｇｆ／ｃｍ2の範囲で気泡等
の発生しない条件で適宜決めて成形すればよい。
【００１１】射出成形後のシリコーン樹脂層の厚みは
０．０５〜１．０ｍｍの範囲が好ましく、０．０５ｍｍ
未満では正確な射出成形がしずらく、また弾力効果が乏
しくなりパッキン材として用途に欠け、一方１．０ｍｍ
を越えると固体高分子型燃料電等のセパレータ用として
の用途では小型化しずらく、コスト高になってあまり有
利ではない。当該シリコーン樹脂層の硬度は４０〜７
０、好ましくは５０〜６０の範囲がよい。硬度の測定方
法はＪＩＳＫ６３０１ スプリング式硬さ試験 Ａ形に
準拠して行う。この硬度が４０未満では柔らかすぎて取
り扱いずらく、また７０を越えると硬くなりすぎて弾力
性に欠ける。
０．０５〜１．０ｍｍの範囲が好ましく、０．０５ｍｍ
未満では正確な射出成形がしずらく、また弾力効果が乏
しくなりパッキン材として用途に欠け、一方１．０ｍｍ
を越えると固体高分子型燃料電等のセパレータ用として
の用途では小型化しずらく、コスト高になってあまり有
利ではない。当該シリコーン樹脂層の硬度は４０〜７
０、好ましくは５０〜６０の範囲がよい。硬度の測定方
法はＪＩＳＫ６３０１ スプリング式硬さ試験 Ａ形に
準拠して行う。この硬度が４０未満では柔らかすぎて取
り扱いずらく、また７０を越えると硬くなりすぎて弾力
性に欠ける。
【００１２】本発明の製造方法により得られるシリコー
ン樹脂−金属複合体は電気・電子部品等のクッション
材、パッキン材、スペーサー、Ｏリング等に使用できる
が、特に固体高分子型燃料電池のセパレータの用途に好
適に使用できる。このようなセパレータはより小型が要
求され、また多数のセパレータを重ね合わせて使用する
ことから精度に優れ、生産性のよいセパレータが要求さ
れており、射出成形によりシリコーン樹脂層を成形する
本発明の複合体はこのような要求を満足することが容易
である。
ン樹脂−金属複合体は電気・電子部品等のクッション
材、パッキン材、スペーサー、Ｏリング等に使用できる
が、特に固体高分子型燃料電池のセパレータの用途に好
適に使用できる。このようなセパレータはより小型が要
求され、また多数のセパレータを重ね合わせて使用する
ことから精度に優れ、生産性のよいセパレータが要求さ
れており、射出成形によりシリコーン樹脂層を成形する
本発明の複合体はこのような要求を満足することが容易
である。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は本発明の方法で得られた燃料電池セパレータ
用金属複合体の表面の平面概略図、図２は図１の金属複
合体のＡ−Ａにおける断面であって射出成形機金型１内
に保持された状態を示す断面概略図である。
る。図１は本発明の方法で得られた燃料電池セパレータ
用金属複合体の表面の平面概略図、図２は図１の金属複
合体のＡ−Ａにおける断面であって射出成形機金型１内
に保持された状態を示す断面概略図である。
【００１４】図２において、１は金型であって固定金型
１１及び可動金型１２より成る。板厚が１．２ｍｍのア
ルミニウム薄板２の表面に、電解エッチング法で深さが
３０μｍの微細な粗面層を施し、更にこの粗面層上にプ
ライマー処理（東芝シリコーン（株）製ＭＥ−２１を使
用）をした金属板を可動金型１２にセットした。この
時、当該薄板２に設けた微細な粗面層面を固定金型１１
に対向させてセットした。次いで、固定金型１１と可動
金型１２とを合わせて型締めすることにより、固定金型
１１と薄板２の微細な粗面層とが密着接触して、これに
よってキャビティー３が形成される。
１１及び可動金型１２より成る。板厚が１．２ｍｍのア
ルミニウム薄板２の表面に、電解エッチング法で深さが
３０μｍの微細な粗面層を施し、更にこの粗面層上にプ
ライマー処理（東芝シリコーン（株）製ＭＥ−２１を使
用）をした金属板を可動金型１２にセットした。この
時、当該薄板２に設けた微細な粗面層面を固定金型１１
に対向させてセットした。次いで、固定金型１１と可動
金型１２とを合わせて型締めすることにより、固定金型
１１と薄板２の微細な粗面層とが密着接触して、これに
よってキャビティー３が形成される。
【００１５】液状シリコーン樹脂６として信越化学
（株）製ＫＥ−１９５０−６０を使用して、金型温度１
６０℃、射出圧５００Ｋｇｆ／ｃｍ2の条件で、固定金
型１１に設けたゲート４からキャビティ３に当該樹脂６
を射出充填して、アルミニウム薄板２の片面にシリコー
ン樹脂層５を成形した。
（株）製ＫＥ−１９５０−６０を使用して、金型温度１
６０℃、射出圧５００Ｋｇｆ／ｃｍ2の条件で、固定金
型１１に設けたゲート４からキャビティ３に当該樹脂６
を射出充填して、アルミニウム薄板２の片面にシリコー
ン樹脂層５を成形した。
【００１６】脱型した後、図１に示した平面概略図の燃
料電池セパレータを得た。図１では中央部は省略しシリ
コーン樹脂層のパッキン部、リブ部を斜線で示してい
る。得られた燃料電池セパレータではアルミニウム薄板
とシリコーン樹脂との間の接着性が良好で剥離が無く、
キャビティー形状との忠実性もよく、またバリや気泡が
見られない燃料電池セパレータとして性能を具備した製
品が得られた。また、当該シリコーン樹脂層の硬度は６
０であった。
料電池セパレータを得た。図１では中央部は省略しシリ
コーン樹脂層のパッキン部、リブ部を斜線で示してい
る。得られた燃料電池セパレータではアルミニウム薄板
とシリコーン樹脂との間の接着性が良好で剥離が無く、
キャビティー形状との忠実性もよく、またバリや気泡が
見られない燃料電池セパレータとして性能を具備した製
品が得られた。また、当該シリコーン樹脂層の硬度は６
０であった。
【００１７】
【発明の効果】本発明方法を利用すればシリコーン樹脂
−金属複合体のシリコーン樹脂層は正確な形状にかつ効
率的に製造でき、また特に金属板としてアルミニウム薄
板の如く剛性の小さいものでもバリの発生が無く製品を
製造することができる。
−金属複合体のシリコーン樹脂層は正確な形状にかつ効
率的に製造でき、また特に金属板としてアルミニウム薄
板の如く剛性の小さいものでもバリの発生が無く製品を
製造することができる。
【図１】本発明の方法で得られた燃料電池セパレータ用
金属複合体の表面の平面概略図。
金属複合体の表面の平面概略図。
【図２】図１の金属複合体のＡ−Ａにおける断面であっ
て射出成形機金型１内に保持された状態を示す断面概略
図。
て射出成形機金型１内に保持された状態を示す断面概略
図。
１ 金型 １１ 固定金型 １２ 可動金型 ２ アルミニウム薄板 ３ キャビティー ５ シリコーン樹脂層 ６ シリコーン樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F100 AB10A AK52B AK52C BA02 BA03 BA06 BA07 BA10B BA10C EH36 EH362 EJ15 EJ151 EJ65 GB48 JK04 JK12B JK12C JK14A JL02 JL04 YY00B YY00C 4F206 AA33 AD03 AD08 AG01 AG03 AH33 JA07 JB12 JB22 JF05 JL02 JM05 JN25 JQ06 5H026 BB00 BB01 BB02 BB10 CC08 EE02 EE18 HH03
Claims (3)
- 【請求項１】 アルミニウム薄板の少なくとも片面にシ
リコーン樹脂層を射出成形法により形成するシリコーン
樹脂−金属複合体の製造方法であって、シリコーン樹脂
層を形成する側のアルミニウム薄板の表面に、予め化学
的エッチング法又は電解エッチング法により微細な粗面
層を設け、次いで該アルミニウム薄板を金型の可動金型
にセットし、固定金型側に上記粗面層を押し付けて密着
して型締めし、当該粗面層と押し付けた固定金型とによ
って形成されるキャビティー内に、シリコーン樹脂を射
出してアルミニウム薄板の少なくとも片面にシリコン樹
脂層を成形することを特徴とするシリコーン樹脂−金属
複合体の製造方法。 - 【請求項２】 形成するシリコーン樹脂層の厚みは０．
０５〜１．０ｍｍ、硬度（ＪＩＳＫ６３０１ スプリン
グ式硬さ試験 Ａ形）は４０〜７０の範囲であることを
特徴とする請求項１記載のシリコーン樹脂−金属複合体
の製造方法。 - 【請求項３】 燃料電池のセパレータに用いることを特
徴とする請求項１または２記載のシリコーン樹脂−金属
複合体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10359543A JP2000176962A (ja) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | シリコーン樹脂−金属複合体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10359543A JP2000176962A (ja) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | シリコーン樹脂−金属複合体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000176962A true JP2000176962A (ja) | 2000-06-27 |
Family
ID=18465047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10359543A Pending JP2000176962A (ja) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | シリコーン樹脂−金属複合体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000176962A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2004006371A1 (ja) * | 2002-07-03 | 2004-01-15 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | 燃料電池用セパレータ及びその製造方法 |
| US6713205B2 (en) | 2001-04-17 | 2004-03-30 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Sealing material for solid polymer fuel cell separator |
| US6780535B2 (en) | 2001-11-12 | 2004-08-24 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Polymer electrolyte fuel-cell separator sealing rubber composition |
| JP2005503643A (ja) * | 2001-05-15 | 2005-02-03 | ハイドロジェニクス コーポレイション | 燃料電池及び燃料電池スタックにおいてシールを形成する装置並びに方法 |
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