JP2004082461A - 硫黄モールド成形用金型 - Google Patents
硫黄モールド成形用金型 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004082461A JP2004082461A JP2002245217A JP2002245217A JP2004082461A JP 2004082461 A JP2004082461 A JP 2004082461A JP 2002245217 A JP2002245217 A JP 2002245217A JP 2002245217 A JP2002245217 A JP 2002245217A JP 2004082461 A JP2004082461 A JP 2004082461A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- sulfur
- molding
- mold cavity
- surface layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
【課題】ナトリウム−硫黄電池（ＮＡＳ電池）の陽極活物質である硫黄を含浸させた円筒状の硫黄モールドの離型性、金型キャビティ面の耐久性、及びメンテナンスの作業性に優れた硫黄モールド成形用金型を提供する。
【解決手段】上金型２と下金型３とから構成され、この上金型２と下金型３との、対向する表面を構成する円弧状の金型キャビティ面１１の面上に、フッ化エチレンプロピレン樹脂からなる下地層４及びパーフルオロアルコキシ樹脂からなる表面層５がこの順に積層されてなることを特徴とする硫黄モールド成形用金型１。
【選択図】 図１
【解決手段】上金型２と下金型３とから構成され、この上金型２と下金型３との、対向する表面を構成する円弧状の金型キャビティ面１１の面上に、フッ化エチレンプロピレン樹脂からなる下地層４及びパーフルオロアルコキシ樹脂からなる表面層５がこの順に積層されてなることを特徴とする硫黄モールド成形用金型１。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、硫黄モールド成形用金型に関する。さらに詳しくは、ナトリウム−硫黄電池（ＮＡＳ電池）の陽極活物質である硫黄を含浸させた円筒状の硫黄モールドの離型性、金型キャビティ面の耐久性、及びメンテナンスの作業性に優れた硫黄モールド成形用金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】ナトリウム−硫黄電池は、一方に陰極活物質である溶融金属ナトリウム、他方には陽極活物質である溶融硫黄を配し、両者をナトリウムイオンに対して選択的な透過性を有するβ−アルミナ固体電解質で隔離し、２９０〜３６０℃で動作させる高温二次電池である。
【０００３】図４に示すように、このようなナトリウム−硫黄電池の構造としては、例えば、カーボンフェルト等の導電素材に溶融硫黄（Ｓ）を含浸させた硫黄モールド２９を収容する有底円筒状の正極容器３１と、溶融金属ナトリウム（Ｎａ）を収容するカートリッジ（ナトリウム保護管）３６と、このカートリッジ３６を内部に収納し、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）を選択的に透過させる機能を有する有底円筒状の固体電解質管３５と、カートリッジ３６と固体電解質管３５との間の間隙部に、そのカートリッジ３６及び固体電解質管３５からそれぞれ所定の間隔をおいて配設された有底円筒状の隔壁管２８からなるものを挙げることができる。
【０００４】固体電解質管３５はその開口端にガラス接合されたα−アルミナ製の絶縁リング３４及び正極筒状金具３３を介して正極容器３１と結合されている。また、絶縁リング３４の上端面には負極金具３８が熱圧接合され、この負極金具３８に負極蓋３９が溶接固定されている。正極容器３１の側面と負極蓋３９の上面には、それぞれ正極端子３２と負極端子３０とが取り付けられている。カートリッジ３６の上部空間には、不活性ガス（Ｇ）が所定の圧力で封入され、この不活性ガス（Ｇ）によりカートリッジ３６内のナトリウム（Ｎａ）がカートリッジ３６底部に設けられた小孔３７から流出する方向へ加圧されている。
【０００５】従来、このようなナトリウム−硫黄電池に用いられる硫黄モールド２９の製作に際しては、例えば、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、カーボンフェルト等の導電素材４４を、上金型４２と下金型４３とに分割された部分金型から構成された硫黄モールド成形用金型４１を用いて成形した後に、金型キャビティ内に、下金型４３に形成された注入孔４５から溶融硫黄を流し込み、成形した導電素材４４に溶融硫黄を含浸させていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このように構成された硫黄モールド成形用金型においては、得られた硫黄モールドが、金型キャビティ面に固着してしまうために、連続して成形を行うことができないという問題があった。また、硫黄モールドを硫黄モールド成形用金型から取り外す際に、導電素材に含浸させた硫黄の一部が剥がれてしまうという問題があった。
【０００７】また、この金型キャビティ面等にフッ素樹脂をコーティングした硫黄モールド成形用金型も用いられているが、金型キャビティ面とフッ素樹脂との接着性が弱いために、成形した硫黄モールドを、硫黄モールド成形用金型から取り外す際に、このフッ素樹脂が剥がれてしまうという問題があった。
【０００８】また、このような硫黄モールド成形用金型は、金型キャビティ内に射出した溶融硫黄の漏洩防止のために、部分金型の対向する表面を構成する型合わせ面の面上に、シリコン樹脂を所定形状になるように加熱埋込成形したものをシール材として用いていたが、部分金型を組み合わせて成形を行う際に、このシリコン樹脂からなるシール材に硫黄の破片等が食い込み、金型キャビティの気密性を確保することができず、金型キャビティに注入した溶融硫黄が外部に漏洩するという問題があった。
【０００９】また、このシリコン樹脂からなるシール材を交換する際には、硫黄モールド成形用金型を、一旦成形機から取り外さなければならないために、極めて工数の掛かる作業とならざるを得ないという問題があった。
【００１０】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、ナトリウム−硫黄電池（ＮＡＳ電池）の陽極活物質である硫黄を含浸させた円筒状の硫黄モールドの離型性、金型キャビティ面の耐久性、及びメンテナンスの作業性に優れた硫黄モールド成形用金型を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するため、本発明は、以下の硫黄モールド成形用金型を提供するものである。
【００１２】
［１］ 二以上に分割された部分金型から構成され、それぞれの前記部分金型を型合わせしたときにそれぞれの対向する表面によって形成される金型キャビティ内で、ナトリウム−硫黄電池の陽極活物質である硫黄を導電素材に含浸させた所定形状の硫黄モールドを成形するために用いられる硫黄モールド成形用金型であって、少なくとも一の前記部分金型の、前記対向する表面を構成する金型キャビティ面及び／又は型合わせ面の面上に、フッ化エチレンプロピレン樹脂からなる下地層及びパーフルオロアルコキシ樹脂からなる表面層がこの順に積層されてなることを特徴とする硫黄モールド成形用金型（以下、「第一の発明」ということがある）。
【００１３】
［２］ 前記金型キャビティ面及び／又は型合わせ面が、その面粗さを増大させるための微小凹凸構造を備えてなり、前記微小凹凸構造を備えた前記金型キャビティ面及び／又は型合わせ面の面上に、前記下地層及び前記表面層が積層されてなる前記［１］に記載の硫黄モールド成形用金型。
【００１４】
［３］ 前記下地層の厚さが、５〜２０μｍであり、かつ表面層の厚さが、１０〜２０μｍである前記［１］又は［２］に記載の硫黄モールド成形用金型。
【００１５】
［４］ 二以上に分割された部分金型から構成され、それぞれの前記部分金型を型合わせしたときにそれぞれの対向する表面によって形成される金型キャビティ内で、ナトリウム−硫黄電池の陽極活物質である硫黄を導電素材に含浸させた所定形状の硫黄モールドを成形するために用いられる硫黄モールド成形用金型であって、少なくとも一の前記部分金型の前記対向する表面を構成する型合わせ面の面上に、前記金型キャビティの気密性を向上させるための、フッ素系樹脂を含有したＯリングが配設されてなることを特徴とする硫黄モールド成形用金型（以下、「第二の発明」ということがある）。
【００１６】
［５］ 前記型合わせ面が溝を有し、前記溝に、前記Ｏリングが配設されてなる前記［４］に記載の硫黄モールド成形用金型。
【００１７】
［６］ 前記フッ素系樹脂が、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−プロピレン、及びテトラフルオロエチレンパーフルオロビニルエーテルからなる群より選択される少なくとも一種を原料とするフッ素ゴムである前記［４］又は［５］に記載の硫黄モールド成形用金型。
【００１８】
［７］ 二以上に分割された部分金型から構成され、それぞれの前記部分金型を型合わせしたときにそれぞれの対向する表面によって形成される金型キャビティ内で、ナトリウム−硫黄電池の陽極活物質である硫黄を導電素材に含浸させた所定形状の硫黄モールドを成形するために用いられる硫黄モールド成形用金型であって、少なくとも一の前記部分金型の、前記対向する表面を構成する金型キャビティ面及び／又は型合わせ面の面上に、フッ化エチレンプロピレン樹脂からなる下地層及びパーフルオロアルコキシ樹脂からなる表面層がこの順に積層されてなるとともに、少なくとも一の前記部分金型の前記型合わせ面の面上に、前記金型キャビティの気密性を向上させるための、フッ素系樹脂を含有したＯリングが配設されてなることを特徴とする硫黄モールド成形用金型（以下、「第三の発明」ということがある）。
【００１９】
［８］ 前記金型キャビティ面及び／又は型合わせ面が、その面粗さを増大させるための微小凹凸構造を備えてなり、前記微小凹凸構造を備えた前記金型キャビティ面及び／又は型合わせ面の面上に、前記下地層及び前記表面層が積層されてなる前記［７］に記載の硫黄モールド成形用金型。
【００２０】
［９］ 前記下地層の厚さが、５〜２０μｍであり、かつ前記表面層の厚さが、１０〜２０μｍである前記［７］又は［８］に記載の硫黄モールド成形用金型。
【００２１】
［１０］ 前記型合わせ面が溝を有し、前記溝に、前記Ｏリングが配設されてなる前記［７］〜［９］のいずれかに記載の硫黄モールド成形用金型。
【００２２】
［１１］ 前記フッ素系樹脂が、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−プロピレン、及びテトラフルオロエチレンパーフルオロビニルエーテルからなる群より選択される少なくとも一種を原料とするフッ素ゴムである前記［７］〜［１０］のいずれかに記載の硫黄モールド成形用金型。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の硫黄モールド成形用金型の実施の形態について詳細に説明するが、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。
【００２４】まず、本発明（第一の発明）の硫黄モールド成形用金型の一の実施の形態について、図１を用いて説明する。本実施の形態の硫黄モールド成形用金型１は、二以上に分割された部分金型（図１においては、固定型としての下金型３と、下金型３上に上下動可能に対向配置された上金型２とからなる場合を示す）から構成され、この上金型２と下金型３との、対向する表面を構成する円弧状の金型キャビティ面１１の面上には、フッ化エチレンプロピレン樹脂からなる下地層４及びパーフルオロアルコキシ樹脂からなる表面層５がこの順に積層されてなることを特徴とする。
【００２５】上金型２と下金型３とを構成する材料としては、特に限定されることはないが、例えば、各種鋼材、及びアルミニウムからなる群より選択される少なくとも一種の金属又はこの金属を含む合金を好適に用いることができる。
【００２６】また、本実施の形態に用いられる下金型３には、金型キャビティ内で所定形状に成形されたカーボンフェルト等の導電素材６に、溶融硫黄を流し込むための注入孔７が形成されている。
【００２７】このように構成された硫黄モールド成形用金型１は、次のようにして用いることができる。まず、下金型３の金型キャビティ面１１の面上に導電素材６を配設し、この導電素材６に対して垂直に上金型２を降下させて、金型キャビティ内で導電素材６を所定形状に成形する。本実施の形態においては、導電素材６を、円筒を軸方向に３分割した形状に成形する。この後、金型キャビティ内に注入孔７から、ナトリウム−硫黄電池の陽極活物質である硫黄を、例えば、１４０℃に溶解したものを注入し、成形した導電素材６に含浸させて硫黄モールドを成形する。本実施の形態によれば、このようにして得られる硫黄モールドを、硫黄モールド成形用金型１から破損させることなく容易に取り外すことができる。
【００２８】下地層４として用いられるフッ化エチレンプロピレン樹脂は、硫黄モールド成形用金型１の材料として用いられる前述した金属や合金と密着性が良好であり、かつ表面層５として用いるパーフルオロアルコキシ樹脂との密着性も良好であることから、この下地層４を、表面層５と金型キャビティ面１１との間に介在させることで、成形された硫黄モールドを取り外す際に、表面層５が剥離することを防止することができる。下地層４と表面層５との密着性が向上する理由は、フッ化エチレンプロピレン樹脂は、表面層５として用いるパーフルオロアルコキシ樹脂と比較すると融点が低いために、硫黄モールド成形用金型１を製造するに際し、硫黄モールド成形用金型１の金型キャビティ面１１の面上に、溶融フッ化エチレンプロピレン樹脂を用いて下地層４を形成し、得られた下地層４の上に溶融パーフルオロアルコキシ樹脂を用いて表面層５を形成すると、溶融パーフルオロアルコキシ樹脂からの熱により、下地層４の表面が軟化して、表面層５と下地層４とが強固に固着するからである。
【００２９】表面層５として用いられるパーフルオロアルコキシ樹脂は、樹脂の結晶サイズが小さく、得られる表面層５にはポア（気泡）や欠陥等がほとんど形成されず、化学的な耐久性にも優れているために、この表面層５と金型キャビティ内に流し込んだ溶融硫黄とが固着することを有効に防止することができる。表面層５として、その他のフッ素樹脂、例えば、テトラフルオロエチレン樹脂を用いたとすると、得られる表面層５にはポア（気泡）や欠陥等が多く形成され、このポア（気泡）や欠陥に溶融硫黄が入り込み、成形した硫黄モールドの離型性が低下する。
【００３０】本実施の形態においては、下地層４及び表面層５が、金型キャビティ面１１の面上に積層された構成となっているが、上金型２と下金型３とが直接接触する型合わせ面１２の面上まで延長して積層されていてもよい。
【００３１】また、本実施の形態においては、上金型２と下金型３との金型キャビティ面１１は、その面粗さを増大させるための微小凹凸構造を備えてなり、この微小凹凸構造を備えた金型キャビティ面１１の面上に、前述した下地層４及び表面層５が積層されてなることが好ましい。微小凹凸構造は、例えば、上金型２と下金型３の金型キャビティ面１１に、軟鋼、珪砂、又はアルミナ等をメディアとするブラスト加工を施すことによって形成することができる。このように構成することによって、金型キャビティ面１１と、下地層４とをさらに強固に固着することができる。
【００３２】また、本実施の形態においては、下地層４の厚さが、５〜２０μｍであり、かつ表面層５の厚さが、１０〜２０μｍであることが好ましい。下地層４の厚さが５μｍ未満であると、表面層５との密着性を向上させる効果を得ることができず、下地層４の厚さが２０μｍを超えると、下地層４が金型キャビティに対して保温材となり、金型キャビティに注入された溶融硫黄が凝固するまでに時間が掛かり、ランニングコストが嵩んでしまうことがある。また、表面層５の厚さが１０μｍ未満であると、金型キャビティ面１１や下地層４の表面粗さに対して薄すぎるために、滑らかな表面を有する表面層５を得ることができず、表面層５の厚さが２０μｍを超えると、表面層５が金型キャビティに対して保温材となり、金型キャビティに注入された溶融硫黄が凝固するまでに時間が掛かり、ランニングコストが嵩んでしまうことがある。
【００３３】次に、本発明（第二の発明）の硫黄モールド成形用金型の一の実施の形態について説明する。図２に示すように、本実施の形態の硫黄モールド成形用金型１は、二以上に分割された部分金型（図２においては、固定型としての下金型３と、下金型３上に上下動可能に対向配置された上金型２とからなる場合を示す）から構成され、この上金型２と下金型３との、対向する表面を構成する型合わせ面１２の面上には、金型キャビティの気密性を向上させるための、フッ素系樹脂を含有したＯリング１３が配設されてなることを特徴とする。本実施の形態のにおいては、２個のＯリング１３が、金型キャビテイを囲撓するように配設されている。また、図２において、６は導電素材を示す。
【００３４】このように構成することによって、硫黄モールド成形用金型１のメンテナンスの作業性を向上させることができる。フッ素系樹脂を含有したＯリング１３は、従来用いられていたシリコン樹脂を所定形状になるように加熱埋込成形したシール材と比較して弾力性が高いために、硫黄の破片等が食い込んだとしても、金型キャビティの気密性を確保することができる。また、Ｏリング１３に食い込んだ硫黄の破片等を取り除くことで、変形したＯリング１３の形状が容易に復元することから、その交換周期を長くすることができる。
【００３５】また、従来用いられていたシール材を交換する際は、硫黄モールド成形用金型を一旦成形機から取り外し、型合わせ面１２に配設されたシール材を取り除き、このシール材が形成されていた部位にシリコン樹脂を配設し、硫黄モールド成形用金型ごと電気炉等に入れて、このシリコン樹脂が所望の形状となるように加熱埋込成形しなければならなかったが、本実施の形態の硫黄モールド成形用金型１によれば、その形状が合致するのであれば、市販のフッ素系樹脂を含有したＯリング１３を用いることができ、また、交換作業も成形機に取り付けたままで行うことができる。
【００３６】上金型２と下金型３とを構成する材料としては、特に限定されることはないが、例えば、各種鋼材、及びアルミニウムからなる群より選択される少なくとも一種の金属又はこの金属を含む合金を好適に用いることができる。
【００３７】また、本実施の形態においては、上金型２の型合わせ面１２が溝８を有し、この溝８にＯリング１３が配設されてなることが好ましい。このように構成することによって、Ｏリング１３を上金型２の型合わせ面１２に容易に配設することができる。また、下金型３の型合わせ面１２が溝８を有し、この溝８にＯリングが配設されてなる構成としてもよい。
【００３８】また、本実施の形態に用いられるＯリング１３が含有するフッ素系樹脂は、硫黄モールド成形用金型１の使用温度において安定した特性を有し、硫黄との反応性も低いことから、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−プロピレン、及びテトラフルオロエチレンパーフルオロビニルエーテルからなる群より選択される少なくとも一種を原料とするフッ素ゴムであることが好ましい。また、金型キャビティの気密性を確保することができるものであれば、Ｏリング１３の形状及び大きさは、どのようなものであってもよい。
【００３９】次に、本発明（第三の発明）の硫黄モールド成形用金型の一の実施の形態について説明する。本実施の形態の硫黄モールド成形用金型は、図３に示すように、二以上に分割された部分金型（図３においては、固定型としての下金型３と、下金型３上に上下動可能に対向配置された上金型２とからなる場合を示す）から構成され、この上金型２と下金型３との、対向する表面を構成する円弧状の金型キャビティ面１１の面上には、フッ化エチレンプロピレン樹脂からなる下地層４及びパーフルオロアルコキシ樹脂からなる表面層５がこの順に積層されてなるとともに、型合わせ面１２の面上には、金型キャビティの気密性を向上させるための、フッ素系樹脂を含有したＯリング１３が配設されてなることを特徴とする。
【００４０】本実施の形態においては、金型キャビティ面１１の面上に積層された下地層４及び表面層５は、図１に示した硫黄モールド成形用金型１に積層されたものと同様に構成されたものを好適に用いることができ、また、型合わせ面１２の面上に配設されたフッ素系樹脂を含有したＯリング１３は、図２に示した硫黄モールド成形用金型１に配設されたものと同様に構成されたものを好適に用いることができる。
【００４１】このように構成された硫黄モールド成形用金型１は、金型キャビティ内で、ナトリウム−硫黄電池の陽極活物質である硫黄を導電素材６に含浸させた所定形状の硫黄モールドを成形した後に、成形した硫黄モールドを、この硫黄モールド成形用金型１から破損させることなく容易に取り外すことができるとともに、硫黄モールド成形用金型１のメンテナンスの作業性を向上させることができる。
【００４２】上金型２と下金型３とを構成する材料としては、特に限定されることはないが、例えば、各種鋼材、及びアルミニウムからなる群より選択される少なくとも一種の金属又はこの金属を含む合金を好適例としてあげることができる。
【００４３】本実施の形態においては、下地層４及び表面層５が、金型キャビティ面１１の面上に積層された構成となっているが、上金型２と下金型３とが直接接触する型合わせ面１２の面上まで延長して積層されていてもよい。
【００４４】また、本実施の形態においては、下地層４の厚さが、５〜２０μｍであり、かつ表面層５の厚さが、１０〜２０μｍであることが好ましい。下地層４の厚さが５μｍ未満であると、表面層５との密着性を向上させる効果を得ることができず、下地層４の厚さが２０μｍを超えると、下地層４が金型キャビティに対して保温材となり、金型キャビティに注入された溶融硫黄が凝固するまでに時間が掛かり、ランニングコストが嵩んでしまうことがある。また、表面層５の厚さが１０μｍ未満であると、金型キャビティ面１１や下地層４の表面粗さに対して薄すぎるために、滑らかな表面を有する表面層５を得ることができず、表面層５の厚さが２０μｍを超えると、表面層５が金型キャビティに対して保温材となり、金型キャビティに注入された溶融硫黄が凝固するまでに時間が掛かり、ランニングコストが嵩んでしまうことがある。
【００４５】また、本実施の形態においては、下金型３の型合わせ面１２が溝８を有し、この溝８にＯリング１３が配設されてなることが好ましい。このように構成することによって、Ｏリング１３を下金型３の型合わせ面１２に容易に配設することができる。
【００４６】また、本実施の形態に用いられるＯリング１３が含有するフッ素系樹脂は、硫黄モールド成形用金型１の使用温度において安定した特性を有し、硫黄との反応性も低いことから、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−プロピレン、及びテトラフルオロエチレンパーフルオロビニルエーテルからなる群より選択される少なくとも一種を原料とするフッ素ゴムであることが好ましい。
【００４７】これまでに、本発明（第一の発明〜第三の発明）の各実施の形態においては上金型と下金型とから構成された硫黄モールド成形用金型について説明したが、上下２個に分割された構成に限定されることはなく、本発明の硫黄モールド成形用金型は、二以上に分割された部分金型から構成されたものであればよい。また、金型キャビテイの形状も、円弧状に限定されることはなく、ナトリウム−硫黄電池の硫黄モールドを成形するためのものであれば、どのような形状であってもよい。さらに、本発明の硫黄モールド成形用金型は、金型キャビティ面及び／又は型合わせ面の面上に、下地層と表面層以外のものが積層されてなるものであってもよい。
【００４８】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４９】（実施例１）
プラスチック金型用鋼を材料とし、上金型と下金型とから構成された硫黄モールド成形用金型を形成し、その金型キャビティ面の面上に、フッ化エチレンプロピレン樹脂からなる厚さ１５μｍの下地層、及びパーフルオロアルコキシ樹脂からなる厚さ１５μｍの表面層をこの順に積層した。また、型合わせ面の面上には、金型キャビティの気密性を向上させるための、フッ素系樹脂（フッ化ビニリデン系フッ素ゴム）製のＯリング（ＪＩＳ規格 Ｐシリーズ）を配設した。
【００５０】このようにして構成された硫黄モールド成形用金型を用い、下金型の金型キャビティ面の面上に、導電素材としてカーボンフェルトを配設し、このカーボンフェルトに対して垂直に上金型を降下させて、金型キャビティ内でカーボンフェルトを成形した。この後、金型キャビティ内に、下金型に形成した注入孔から、ナトリウム−硫黄電池の陽極活物質である、１４０℃に溶解した硫黄を注入し、成形したカーボンフェルトに含浸させて硫黄モールドを成形した。注入した硫黄の温度が８０℃以下になったところで、金型キャビティから硫黄モールドを取り外した。本実施例の硫黄モールド成形用金型は、欠陥品を形成することなく約１１０００個の硫黄モールドを成形するまで、表面層に固着することがなく、金型からの硫黄の漏れだしもなかった。結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】
【００５２】（実施例２）
プラスチック金型用鋼を材料とし、上金型と下金型とから構成された硫黄モールド成形用金型を形成し、その金型キャビティ面の面上に、フッ化エチレンプロピレン樹脂からなる厚さ１５μｍの下地層、及びパーフルオロアルコキシ樹脂からなる厚さ１５μｍの表面層をこの順に積層した。また、型合わせ面の面上には、金型キャビティの気密性を向上させるための、シリコン樹脂を埋込成形したシール材を配設した。
【００５３】このようにして構成された硫黄モールド成形用金型を用い、実施例１と同様の方法で硫黄モールドを成形した。本実施例の硫黄モールド成形用金型は、欠陥品を形成することなく約５０００個の硫黄モールドを成形したときにシール材部分から硫黄の漏れだしが発生した。しかしながら表面層に固着することはなかった。結果を表１に示す。
【００５４】（比較例１）
プラスチック金型用鋼を材料とし、上金型と下金型とから構成された硫黄モールド成形用金型を形成し、その金型キャビティ面の面上に、フッ化エチレンプロピレン樹脂からなる厚さ１５μｍの下地層、及びテトラフルオロエチレン樹脂からなる厚さ１５μｍの表面層をこの順に積層した。また、型合わせ面の面上には、金型キャビティの気密性を向上させるための、シリコン樹脂を埋込成形したシール材を配設した。
【００５５】このようにして構成された硫黄モールド成形用金型を用い、実施例１と同様の方法で硫黄モールドを成形した。本比較例の硫黄モールド成形用金型は、欠陥品を形成することなく約２０００個の硫黄モールドを成形した時点で、表面層に硫黄モールドが固着し、さらに表面層が剥離してしまった。結果を表１に示す。
【００５６】（比較例２）
プラスチック金型用鋼を材料とし、上金型と下金型とから構成された硫黄モールド成形用金型を形成し、その金型キャビティ面の面上に、テトラフルオロエチレン樹脂からなる厚さ１５μｍの下地層、及びパーフルオロアルコキシ樹脂からなる厚さ１５μｍの表面層をこの順に積層した。また、型合わせ面の面上には、金型キャビティの気密性を向上させるための、シリコン樹脂を埋込成形したシール材を配設した。
【００５７】このようにして構成された硫黄モールド成形用金型を用い、実施例１と同様の方法で硫黄モールドを成形した。本比較例の硫黄モールド成形用金型は、欠陥品を形成することなく約３０００個の硫黄モールドを成形した時点で、表面層に硫黄モールドが固着し、さらに表面層が剥離してしまった。結果を表１に示す。
【００５８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によって、ナトリウム−硫黄電池（ＮＡＳ電池）の陽極活物質である硫黄を含浸させた円筒状の硫黄モールドの離型性、金型キャビティ面の耐久性、及びメンテナンスの作業性に優れた硫黄モールド成形用金型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明（第一の発明）の一の実施の形態の硫黄モールド成形用金型を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明（第二の発明）の一の実施の形態の硫黄モールド成形用金型を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明（第三の発明）の一の実施の形態の硫黄モールド成形用金型を模式的に示す断面図である。
【図４】ナトリウム−硫黄電池の構造を模式的に示す断面図である。
【図５】従来の硫黄モールド成形用金型を用いて硫黄モールドを成形する工程を模式的に示す断面図（ａ）及び（ｂ）である。
【符号の説明】
１…硫黄モールド成形用金型、２…上金型、３…下金型、４…下地層、５…表面層、６…導電素材、７…注入孔、８…溝、１１…金型キャビティ面、１２…型合わせ面、１３…Ｏリング、２８…隔壁管、２９…硫黄モールド、３０…負極端子、３１…正極容器、３２…正極端子、３３…正極筒状金具、３４…絶縁リング、３５…固体電解質管、３６…カートリッジ（ナトリウム保護管）、３７…小孔、３８…負極金具、３９…負極蓋、４１…硫黄モールド成形用金型、４２…上金型、４３…下金型、４４…導電素材、４５…注入孔。
【発明の属する技術分野】本発明は、硫黄モールド成形用金型に関する。さらに詳しくは、ナトリウム−硫黄電池（ＮＡＳ電池）の陽極活物質である硫黄を含浸させた円筒状の硫黄モールドの離型性、金型キャビティ面の耐久性、及びメンテナンスの作業性に優れた硫黄モールド成形用金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】ナトリウム−硫黄電池は、一方に陰極活物質である溶融金属ナトリウム、他方には陽極活物質である溶融硫黄を配し、両者をナトリウムイオンに対して選択的な透過性を有するβ−アルミナ固体電解質で隔離し、２９０〜３６０℃で動作させる高温二次電池である。
【０００３】図４に示すように、このようなナトリウム−硫黄電池の構造としては、例えば、カーボンフェルト等の導電素材に溶融硫黄（Ｓ）を含浸させた硫黄モールド２９を収容する有底円筒状の正極容器３１と、溶融金属ナトリウム（Ｎａ）を収容するカートリッジ（ナトリウム保護管）３６と、このカートリッジ３６を内部に収納し、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）を選択的に透過させる機能を有する有底円筒状の固体電解質管３５と、カートリッジ３６と固体電解質管３５との間の間隙部に、そのカートリッジ３６及び固体電解質管３５からそれぞれ所定の間隔をおいて配設された有底円筒状の隔壁管２８からなるものを挙げることができる。
【０００４】固体電解質管３５はその開口端にガラス接合されたα−アルミナ製の絶縁リング３４及び正極筒状金具３３を介して正極容器３１と結合されている。また、絶縁リング３４の上端面には負極金具３８が熱圧接合され、この負極金具３８に負極蓋３９が溶接固定されている。正極容器３１の側面と負極蓋３９の上面には、それぞれ正極端子３２と負極端子３０とが取り付けられている。カートリッジ３６の上部空間には、不活性ガス（Ｇ）が所定の圧力で封入され、この不活性ガス（Ｇ）によりカートリッジ３６内のナトリウム（Ｎａ）がカートリッジ３６底部に設けられた小孔３７から流出する方向へ加圧されている。
【０００５】従来、このようなナトリウム−硫黄電池に用いられる硫黄モールド２９の製作に際しては、例えば、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、カーボンフェルト等の導電素材４４を、上金型４２と下金型４３とに分割された部分金型から構成された硫黄モールド成形用金型４１を用いて成形した後に、金型キャビティ内に、下金型４３に形成された注入孔４５から溶融硫黄を流し込み、成形した導電素材４４に溶融硫黄を含浸させていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このように構成された硫黄モールド成形用金型においては、得られた硫黄モールドが、金型キャビティ面に固着してしまうために、連続して成形を行うことができないという問題があった。また、硫黄モールドを硫黄モールド成形用金型から取り外す際に、導電素材に含浸させた硫黄の一部が剥がれてしまうという問題があった。
【０００７】また、この金型キャビティ面等にフッ素樹脂をコーティングした硫黄モールド成形用金型も用いられているが、金型キャビティ面とフッ素樹脂との接着性が弱いために、成形した硫黄モールドを、硫黄モールド成形用金型から取り外す際に、このフッ素樹脂が剥がれてしまうという問題があった。
【０００８】また、このような硫黄モールド成形用金型は、金型キャビティ内に射出した溶融硫黄の漏洩防止のために、部分金型の対向する表面を構成する型合わせ面の面上に、シリコン樹脂を所定形状になるように加熱埋込成形したものをシール材として用いていたが、部分金型を組み合わせて成形を行う際に、このシリコン樹脂からなるシール材に硫黄の破片等が食い込み、金型キャビティの気密性を確保することができず、金型キャビティに注入した溶融硫黄が外部に漏洩するという問題があった。
【０００９】また、このシリコン樹脂からなるシール材を交換する際には、硫黄モールド成形用金型を、一旦成形機から取り外さなければならないために、極めて工数の掛かる作業とならざるを得ないという問題があった。
【００１０】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、ナトリウム−硫黄電池（ＮＡＳ電池）の陽極活物質である硫黄を含浸させた円筒状の硫黄モールドの離型性、金型キャビティ面の耐久性、及びメンテナンスの作業性に優れた硫黄モールド成形用金型を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するため、本発明は、以下の硫黄モールド成形用金型を提供するものである。
【００１２】
［１］ 二以上に分割された部分金型から構成され、それぞれの前記部分金型を型合わせしたときにそれぞれの対向する表面によって形成される金型キャビティ内で、ナトリウム−硫黄電池の陽極活物質である硫黄を導電素材に含浸させた所定形状の硫黄モールドを成形するために用いられる硫黄モールド成形用金型であって、少なくとも一の前記部分金型の、前記対向する表面を構成する金型キャビティ面及び／又は型合わせ面の面上に、フッ化エチレンプロピレン樹脂からなる下地層及びパーフルオロアルコキシ樹脂からなる表面層がこの順に積層されてなることを特徴とする硫黄モールド成形用金型（以下、「第一の発明」ということがある）。
【００１３】
［２］ 前記金型キャビティ面及び／又は型合わせ面が、その面粗さを増大させるための微小凹凸構造を備えてなり、前記微小凹凸構造を備えた前記金型キャビティ面及び／又は型合わせ面の面上に、前記下地層及び前記表面層が積層されてなる前記［１］に記載の硫黄モールド成形用金型。
【００１４】
［３］ 前記下地層の厚さが、５〜２０μｍであり、かつ表面層の厚さが、１０〜２０μｍである前記［１］又は［２］に記載の硫黄モールド成形用金型。
【００１５】
［４］ 二以上に分割された部分金型から構成され、それぞれの前記部分金型を型合わせしたときにそれぞれの対向する表面によって形成される金型キャビティ内で、ナトリウム−硫黄電池の陽極活物質である硫黄を導電素材に含浸させた所定形状の硫黄モールドを成形するために用いられる硫黄モールド成形用金型であって、少なくとも一の前記部分金型の前記対向する表面を構成する型合わせ面の面上に、前記金型キャビティの気密性を向上させるための、フッ素系樹脂を含有したＯリングが配設されてなることを特徴とする硫黄モールド成形用金型（以下、「第二の発明」ということがある）。
【００１６】
［５］ 前記型合わせ面が溝を有し、前記溝に、前記Ｏリングが配設されてなる前記［４］に記載の硫黄モールド成形用金型。
【００１７】
［６］ 前記フッ素系樹脂が、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−プロピレン、及びテトラフルオロエチレンパーフルオロビニルエーテルからなる群より選択される少なくとも一種を原料とするフッ素ゴムである前記［４］又は［５］に記載の硫黄モールド成形用金型。
【００１８】
［７］ 二以上に分割された部分金型から構成され、それぞれの前記部分金型を型合わせしたときにそれぞれの対向する表面によって形成される金型キャビティ内で、ナトリウム−硫黄電池の陽極活物質である硫黄を導電素材に含浸させた所定形状の硫黄モールドを成形するために用いられる硫黄モールド成形用金型であって、少なくとも一の前記部分金型の、前記対向する表面を構成する金型キャビティ面及び／又は型合わせ面の面上に、フッ化エチレンプロピレン樹脂からなる下地層及びパーフルオロアルコキシ樹脂からなる表面層がこの順に積層されてなるとともに、少なくとも一の前記部分金型の前記型合わせ面の面上に、前記金型キャビティの気密性を向上させるための、フッ素系樹脂を含有したＯリングが配設されてなることを特徴とする硫黄モールド成形用金型（以下、「第三の発明」ということがある）。
【００１９】
［８］ 前記金型キャビティ面及び／又は型合わせ面が、その面粗さを増大させるための微小凹凸構造を備えてなり、前記微小凹凸構造を備えた前記金型キャビティ面及び／又は型合わせ面の面上に、前記下地層及び前記表面層が積層されてなる前記［７］に記載の硫黄モールド成形用金型。
【００２０】
［９］ 前記下地層の厚さが、５〜２０μｍであり、かつ前記表面層の厚さが、１０〜２０μｍである前記［７］又は［８］に記載の硫黄モールド成形用金型。
【００２１】
［１０］ 前記型合わせ面が溝を有し、前記溝に、前記Ｏリングが配設されてなる前記［７］〜［９］のいずれかに記載の硫黄モールド成形用金型。
【００２２】
［１１］ 前記フッ素系樹脂が、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−プロピレン、及びテトラフルオロエチレンパーフルオロビニルエーテルからなる群より選択される少なくとも一種を原料とするフッ素ゴムである前記［７］〜［１０］のいずれかに記載の硫黄モールド成形用金型。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の硫黄モールド成形用金型の実施の形態について詳細に説明するが、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。
【００２４】まず、本発明（第一の発明）の硫黄モールド成形用金型の一の実施の形態について、図１を用いて説明する。本実施の形態の硫黄モールド成形用金型１は、二以上に分割された部分金型（図１においては、固定型としての下金型３と、下金型３上に上下動可能に対向配置された上金型２とからなる場合を示す）から構成され、この上金型２と下金型３との、対向する表面を構成する円弧状の金型キャビティ面１１の面上には、フッ化エチレンプロピレン樹脂からなる下地層４及びパーフルオロアルコキシ樹脂からなる表面層５がこの順に積層されてなることを特徴とする。
【００２５】上金型２と下金型３とを構成する材料としては、特に限定されることはないが、例えば、各種鋼材、及びアルミニウムからなる群より選択される少なくとも一種の金属又はこの金属を含む合金を好適に用いることができる。
【００２６】また、本実施の形態に用いられる下金型３には、金型キャビティ内で所定形状に成形されたカーボンフェルト等の導電素材６に、溶融硫黄を流し込むための注入孔７が形成されている。
【００２７】このように構成された硫黄モールド成形用金型１は、次のようにして用いることができる。まず、下金型３の金型キャビティ面１１の面上に導電素材６を配設し、この導電素材６に対して垂直に上金型２を降下させて、金型キャビティ内で導電素材６を所定形状に成形する。本実施の形態においては、導電素材６を、円筒を軸方向に３分割した形状に成形する。この後、金型キャビティ内に注入孔７から、ナトリウム−硫黄電池の陽極活物質である硫黄を、例えば、１４０℃に溶解したものを注入し、成形した導電素材６に含浸させて硫黄モールドを成形する。本実施の形態によれば、このようにして得られる硫黄モールドを、硫黄モールド成形用金型１から破損させることなく容易に取り外すことができる。
【００２８】下地層４として用いられるフッ化エチレンプロピレン樹脂は、硫黄モールド成形用金型１の材料として用いられる前述した金属や合金と密着性が良好であり、かつ表面層５として用いるパーフルオロアルコキシ樹脂との密着性も良好であることから、この下地層４を、表面層５と金型キャビティ面１１との間に介在させることで、成形された硫黄モールドを取り外す際に、表面層５が剥離することを防止することができる。下地層４と表面層５との密着性が向上する理由は、フッ化エチレンプロピレン樹脂は、表面層５として用いるパーフルオロアルコキシ樹脂と比較すると融点が低いために、硫黄モールド成形用金型１を製造するに際し、硫黄モールド成形用金型１の金型キャビティ面１１の面上に、溶融フッ化エチレンプロピレン樹脂を用いて下地層４を形成し、得られた下地層４の上に溶融パーフルオロアルコキシ樹脂を用いて表面層５を形成すると、溶融パーフルオロアルコキシ樹脂からの熱により、下地層４の表面が軟化して、表面層５と下地層４とが強固に固着するからである。
【００２９】表面層５として用いられるパーフルオロアルコキシ樹脂は、樹脂の結晶サイズが小さく、得られる表面層５にはポア（気泡）や欠陥等がほとんど形成されず、化学的な耐久性にも優れているために、この表面層５と金型キャビティ内に流し込んだ溶融硫黄とが固着することを有効に防止することができる。表面層５として、その他のフッ素樹脂、例えば、テトラフルオロエチレン樹脂を用いたとすると、得られる表面層５にはポア（気泡）や欠陥等が多く形成され、このポア（気泡）や欠陥に溶融硫黄が入り込み、成形した硫黄モールドの離型性が低下する。
【００３０】本実施の形態においては、下地層４及び表面層５が、金型キャビティ面１１の面上に積層された構成となっているが、上金型２と下金型３とが直接接触する型合わせ面１２の面上まで延長して積層されていてもよい。
【００３１】また、本実施の形態においては、上金型２と下金型３との金型キャビティ面１１は、その面粗さを増大させるための微小凹凸構造を備えてなり、この微小凹凸構造を備えた金型キャビティ面１１の面上に、前述した下地層４及び表面層５が積層されてなることが好ましい。微小凹凸構造は、例えば、上金型２と下金型３の金型キャビティ面１１に、軟鋼、珪砂、又はアルミナ等をメディアとするブラスト加工を施すことによって形成することができる。このように構成することによって、金型キャビティ面１１と、下地層４とをさらに強固に固着することができる。
【００３２】また、本実施の形態においては、下地層４の厚さが、５〜２０μｍであり、かつ表面層５の厚さが、１０〜２０μｍであることが好ましい。下地層４の厚さが５μｍ未満であると、表面層５との密着性を向上させる効果を得ることができず、下地層４の厚さが２０μｍを超えると、下地層４が金型キャビティに対して保温材となり、金型キャビティに注入された溶融硫黄が凝固するまでに時間が掛かり、ランニングコストが嵩んでしまうことがある。また、表面層５の厚さが１０μｍ未満であると、金型キャビティ面１１や下地層４の表面粗さに対して薄すぎるために、滑らかな表面を有する表面層５を得ることができず、表面層５の厚さが２０μｍを超えると、表面層５が金型キャビティに対して保温材となり、金型キャビティに注入された溶融硫黄が凝固するまでに時間が掛かり、ランニングコストが嵩んでしまうことがある。
【００３３】次に、本発明（第二の発明）の硫黄モールド成形用金型の一の実施の形態について説明する。図２に示すように、本実施の形態の硫黄モールド成形用金型１は、二以上に分割された部分金型（図２においては、固定型としての下金型３と、下金型３上に上下動可能に対向配置された上金型２とからなる場合を示す）から構成され、この上金型２と下金型３との、対向する表面を構成する型合わせ面１２の面上には、金型キャビティの気密性を向上させるための、フッ素系樹脂を含有したＯリング１３が配設されてなることを特徴とする。本実施の形態のにおいては、２個のＯリング１３が、金型キャビテイを囲撓するように配設されている。また、図２において、６は導電素材を示す。
【００３４】このように構成することによって、硫黄モールド成形用金型１のメンテナンスの作業性を向上させることができる。フッ素系樹脂を含有したＯリング１３は、従来用いられていたシリコン樹脂を所定形状になるように加熱埋込成形したシール材と比較して弾力性が高いために、硫黄の破片等が食い込んだとしても、金型キャビティの気密性を確保することができる。また、Ｏリング１３に食い込んだ硫黄の破片等を取り除くことで、変形したＯリング１３の形状が容易に復元することから、その交換周期を長くすることができる。
【００３５】また、従来用いられていたシール材を交換する際は、硫黄モールド成形用金型を一旦成形機から取り外し、型合わせ面１２に配設されたシール材を取り除き、このシール材が形成されていた部位にシリコン樹脂を配設し、硫黄モールド成形用金型ごと電気炉等に入れて、このシリコン樹脂が所望の形状となるように加熱埋込成形しなければならなかったが、本実施の形態の硫黄モールド成形用金型１によれば、その形状が合致するのであれば、市販のフッ素系樹脂を含有したＯリング１３を用いることができ、また、交換作業も成形機に取り付けたままで行うことができる。
【００３６】上金型２と下金型３とを構成する材料としては、特に限定されることはないが、例えば、各種鋼材、及びアルミニウムからなる群より選択される少なくとも一種の金属又はこの金属を含む合金を好適に用いることができる。
【００３７】また、本実施の形態においては、上金型２の型合わせ面１２が溝８を有し、この溝８にＯリング１３が配設されてなることが好ましい。このように構成することによって、Ｏリング１３を上金型２の型合わせ面１２に容易に配設することができる。また、下金型３の型合わせ面１２が溝８を有し、この溝８にＯリングが配設されてなる構成としてもよい。
【００３８】また、本実施の形態に用いられるＯリング１３が含有するフッ素系樹脂は、硫黄モールド成形用金型１の使用温度において安定した特性を有し、硫黄との反応性も低いことから、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−プロピレン、及びテトラフルオロエチレンパーフルオロビニルエーテルからなる群より選択される少なくとも一種を原料とするフッ素ゴムであることが好ましい。また、金型キャビティの気密性を確保することができるものであれば、Ｏリング１３の形状及び大きさは、どのようなものであってもよい。
【００３９】次に、本発明（第三の発明）の硫黄モールド成形用金型の一の実施の形態について説明する。本実施の形態の硫黄モールド成形用金型は、図３に示すように、二以上に分割された部分金型（図３においては、固定型としての下金型３と、下金型３上に上下動可能に対向配置された上金型２とからなる場合を示す）から構成され、この上金型２と下金型３との、対向する表面を構成する円弧状の金型キャビティ面１１の面上には、フッ化エチレンプロピレン樹脂からなる下地層４及びパーフルオロアルコキシ樹脂からなる表面層５がこの順に積層されてなるとともに、型合わせ面１２の面上には、金型キャビティの気密性を向上させるための、フッ素系樹脂を含有したＯリング１３が配設されてなることを特徴とする。
【００４０】本実施の形態においては、金型キャビティ面１１の面上に積層された下地層４及び表面層５は、図１に示した硫黄モールド成形用金型１に積層されたものと同様に構成されたものを好適に用いることができ、また、型合わせ面１２の面上に配設されたフッ素系樹脂を含有したＯリング１３は、図２に示した硫黄モールド成形用金型１に配設されたものと同様に構成されたものを好適に用いることができる。
【００４１】このように構成された硫黄モールド成形用金型１は、金型キャビティ内で、ナトリウム−硫黄電池の陽極活物質である硫黄を導電素材６に含浸させた所定形状の硫黄モールドを成形した後に、成形した硫黄モールドを、この硫黄モールド成形用金型１から破損させることなく容易に取り外すことができるとともに、硫黄モールド成形用金型１のメンテナンスの作業性を向上させることができる。
【００４２】上金型２と下金型３とを構成する材料としては、特に限定されることはないが、例えば、各種鋼材、及びアルミニウムからなる群より選択される少なくとも一種の金属又はこの金属を含む合金を好適例としてあげることができる。
【００４３】本実施の形態においては、下地層４及び表面層５が、金型キャビティ面１１の面上に積層された構成となっているが、上金型２と下金型３とが直接接触する型合わせ面１２の面上まで延長して積層されていてもよい。
【００４４】また、本実施の形態においては、下地層４の厚さが、５〜２０μｍであり、かつ表面層５の厚さが、１０〜２０μｍであることが好ましい。下地層４の厚さが５μｍ未満であると、表面層５との密着性を向上させる効果を得ることができず、下地層４の厚さが２０μｍを超えると、下地層４が金型キャビティに対して保温材となり、金型キャビティに注入された溶融硫黄が凝固するまでに時間が掛かり、ランニングコストが嵩んでしまうことがある。また、表面層５の厚さが１０μｍ未満であると、金型キャビティ面１１や下地層４の表面粗さに対して薄すぎるために、滑らかな表面を有する表面層５を得ることができず、表面層５の厚さが２０μｍを超えると、表面層５が金型キャビティに対して保温材となり、金型キャビティに注入された溶融硫黄が凝固するまでに時間が掛かり、ランニングコストが嵩んでしまうことがある。
【００４５】また、本実施の形態においては、下金型３の型合わせ面１２が溝８を有し、この溝８にＯリング１３が配設されてなることが好ましい。このように構成することによって、Ｏリング１３を下金型３の型合わせ面１２に容易に配設することができる。
【００４６】また、本実施の形態に用いられるＯリング１３が含有するフッ素系樹脂は、硫黄モールド成形用金型１の使用温度において安定した特性を有し、硫黄との反応性も低いことから、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−プロピレン、及びテトラフルオロエチレンパーフルオロビニルエーテルからなる群より選択される少なくとも一種を原料とするフッ素ゴムであることが好ましい。
【００４７】これまでに、本発明（第一の発明〜第三の発明）の各実施の形態においては上金型と下金型とから構成された硫黄モールド成形用金型について説明したが、上下２個に分割された構成に限定されることはなく、本発明の硫黄モールド成形用金型は、二以上に分割された部分金型から構成されたものであればよい。また、金型キャビテイの形状も、円弧状に限定されることはなく、ナトリウム−硫黄電池の硫黄モールドを成形するためのものであれば、どのような形状であってもよい。さらに、本発明の硫黄モールド成形用金型は、金型キャビティ面及び／又は型合わせ面の面上に、下地層と表面層以外のものが積層されてなるものであってもよい。
【００４８】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４９】（実施例１）
プラスチック金型用鋼を材料とし、上金型と下金型とから構成された硫黄モールド成形用金型を形成し、その金型キャビティ面の面上に、フッ化エチレンプロピレン樹脂からなる厚さ１５μｍの下地層、及びパーフルオロアルコキシ樹脂からなる厚さ１５μｍの表面層をこの順に積層した。また、型合わせ面の面上には、金型キャビティの気密性を向上させるための、フッ素系樹脂（フッ化ビニリデン系フッ素ゴム）製のＯリング（ＪＩＳ規格 Ｐシリーズ）を配設した。
【００５０】このようにして構成された硫黄モールド成形用金型を用い、下金型の金型キャビティ面の面上に、導電素材としてカーボンフェルトを配設し、このカーボンフェルトに対して垂直に上金型を降下させて、金型キャビティ内でカーボンフェルトを成形した。この後、金型キャビティ内に、下金型に形成した注入孔から、ナトリウム−硫黄電池の陽極活物質である、１４０℃に溶解した硫黄を注入し、成形したカーボンフェルトに含浸させて硫黄モールドを成形した。注入した硫黄の温度が８０℃以下になったところで、金型キャビティから硫黄モールドを取り外した。本実施例の硫黄モールド成形用金型は、欠陥品を形成することなく約１１０００個の硫黄モールドを成形するまで、表面層に固着することがなく、金型からの硫黄の漏れだしもなかった。結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】
プラスチック金型用鋼を材料とし、上金型と下金型とから構成された硫黄モールド成形用金型を形成し、その金型キャビティ面の面上に、フッ化エチレンプロピレン樹脂からなる厚さ１５μｍの下地層、及びパーフルオロアルコキシ樹脂からなる厚さ１５μｍの表面層をこの順に積層した。また、型合わせ面の面上には、金型キャビティの気密性を向上させるための、シリコン樹脂を埋込成形したシール材を配設した。
【００５３】このようにして構成された硫黄モールド成形用金型を用い、実施例１と同様の方法で硫黄モールドを成形した。本実施例の硫黄モールド成形用金型は、欠陥品を形成することなく約５０００個の硫黄モールドを成形したときにシール材部分から硫黄の漏れだしが発生した。しかしながら表面層に固着することはなかった。結果を表１に示す。
【００５４】（比較例１）
プラスチック金型用鋼を材料とし、上金型と下金型とから構成された硫黄モールド成形用金型を形成し、その金型キャビティ面の面上に、フッ化エチレンプロピレン樹脂からなる厚さ１５μｍの下地層、及びテトラフルオロエチレン樹脂からなる厚さ１５μｍの表面層をこの順に積層した。また、型合わせ面の面上には、金型キャビティの気密性を向上させるための、シリコン樹脂を埋込成形したシール材を配設した。
【００５５】このようにして構成された硫黄モールド成形用金型を用い、実施例１と同様の方法で硫黄モールドを成形した。本比較例の硫黄モールド成形用金型は、欠陥品を形成することなく約２０００個の硫黄モールドを成形した時点で、表面層に硫黄モールドが固着し、さらに表面層が剥離してしまった。結果を表１に示す。
【００５６】（比較例２）
プラスチック金型用鋼を材料とし、上金型と下金型とから構成された硫黄モールド成形用金型を形成し、その金型キャビティ面の面上に、テトラフルオロエチレン樹脂からなる厚さ１５μｍの下地層、及びパーフルオロアルコキシ樹脂からなる厚さ１５μｍの表面層をこの順に積層した。また、型合わせ面の面上には、金型キャビティの気密性を向上させるための、シリコン樹脂を埋込成形したシール材を配設した。
【００５７】このようにして構成された硫黄モールド成形用金型を用い、実施例１と同様の方法で硫黄モールドを成形した。本比較例の硫黄モールド成形用金型は、欠陥品を形成することなく約３０００個の硫黄モールドを成形した時点で、表面層に硫黄モールドが固着し、さらに表面層が剥離してしまった。結果を表１に示す。
【００５８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によって、ナトリウム−硫黄電池（ＮＡＳ電池）の陽極活物質である硫黄を含浸させた円筒状の硫黄モールドの離型性、金型キャビティ面の耐久性、及びメンテナンスの作業性に優れた硫黄モールド成形用金型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明（第一の発明）の一の実施の形態の硫黄モールド成形用金型を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明（第二の発明）の一の実施の形態の硫黄モールド成形用金型を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明（第三の発明）の一の実施の形態の硫黄モールド成形用金型を模式的に示す断面図である。
【図４】ナトリウム−硫黄電池の構造を模式的に示す断面図である。
【図５】従来の硫黄モールド成形用金型を用いて硫黄モールドを成形する工程を模式的に示す断面図（ａ）及び（ｂ）である。
【符号の説明】
１…硫黄モールド成形用金型、２…上金型、３…下金型、４…下地層、５…表面層、６…導電素材、７…注入孔、８…溝、１１…金型キャビティ面、１２…型合わせ面、１３…Ｏリング、２８…隔壁管、２９…硫黄モールド、３０…負極端子、３１…正極容器、３２…正極端子、３３…正極筒状金具、３４…絶縁リング、３５…固体電解質管、３６…カートリッジ（ナトリウム保護管）、３７…小孔、３８…負極金具、３９…負極蓋、４１…硫黄モールド成形用金型、４２…上金型、４３…下金型、４４…導電素材、４５…注入孔。
Claims (11)
- 二以上に分割された部分金型から構成され、それぞれの前記部分金型を型合わせしたときにそれぞれの対向する表面によって形成される金型キャビティ内で、ナトリウム−硫黄電池の陽極活物質である硫黄を導電素材に含浸させた所定形状の硫黄モールドを成形するために用いられる硫黄モールド成形用金型であって、
少なくとも一の前記部分金型の、前記対向する表面を構成する金型キャビティ面及び／又は型合わせ面の面上に、フッ化エチレンプロピレン樹脂からなる下地層及びパーフルオロアルコキシ樹脂からなる表面層がこの順に積層されてなることを特徴とする硫黄モールド成形用金型。 - 前記金型キャビティ面及び／又は型合わせ面が、その面粗さを増大させるための微小凹凸構造を備えてなり、前記微小凹凸構造を備えた前記金型キャビティ面及び／又は型合わせ面の面上に、前記下地層及び前記表面層が積層されてなる請求項１に記載の硫黄モールド成形用金型。
- 前記下地層の厚さが、５〜２０μｍであり、かつ前記表面層の厚さが、１０〜２０μｍである請求項１又は２に記載の硫黄モールド成形用金型。
- 二以上に分割された部分金型から構成され、それぞれの前記部分金型を型合わせしたときにそれぞれの対向する表面によって形成される金型キャビティ内で、ナトリウム−硫黄電池の陽極活物質である硫黄を導電素材に含浸させた所定形状の硫黄モールドを成形するために用いられる硫黄モールド成形用金型であって、
少なくとも一の前記部分金型の前記対向する表面を構成する型合わせ面の面上に、前記金型キャビティの気密性を向上させるための、フッ素系樹脂を含有したＯリングが配設されてなることを特徴とする硫黄モールド成形用金型。 - 前記型合わせ面が溝を有し、前記溝に、前記Ｏリングが配設されてなる請求項４に記載の硫黄モールド成形用金型。
- 前記フッ素系樹脂が、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−プロピレン、及びテトラフルオロエチレンパーフルオロビニルエーテルからなる群より選択される少なくとも一種を原料とするフッ素ゴムである請求項４又は５に記載の硫黄モールド成形用金型。
- 二以上に分割された部分金型から構成され、それぞれの前記部分金型を型合わせしたときにそれぞれの対向する表面によって形成される金型キャビティ内で、ナトリウム−硫黄電池の陽極活物質である硫黄を導電素材に含浸させた所定形状の硫黄モールドを成形するために用いられる硫黄モールド成形用金型であって、
少なくとも一の前記部分金型の、前記対向する表面を構成する金型キャビティ面及び／又は型合わせ面の面上に、フッ化エチレンプロピレン樹脂からなる下地層及びパーフルオロアルコキシ樹脂からなる表面層がこの順に積層されてなるとともに、少なくとも一の前記部分金型の前記型合わせ面の面上に、前記金型キャビティの気密性を向上させるための、フッ素系樹脂を含有したＯリングが配設されてなることを特徴とする硫黄モールド成形用金型。 - 前記金型キャビティ面及び／又は型合わせ面が、その面粗さを増大させるための微小凹凸構造を備えてなり、前記微小凹凸構造を備えた前記金型キャビティ面及び／又は型合わせ面の面上に、前記下地層及び前記表面層が積層されてなる請求項７に記載の硫黄モールド成形用金型。
- 前記下地層の厚さが、５〜２０μｍであり、かつ前記表面層の厚さが、１０〜２０μｍである請求項７又は８に記載の硫黄モールド成形用金型。
- 前記型合わせ面が溝を有し、前記溝に、前記Ｏリングが配設されてなる請求項７〜９のいずれか一項に記載の硫黄モールド成形用金型。
- 前記フッ素系樹脂が、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−プロピレン、及びテトラフルオロエチレンパーフルオロビニルエーテルからなる群より選択される少なくとも一種を原料とするフッ素ゴムである請求項７〜１０のいずれか一項に記載の硫黄モールド成形用金型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002245217A JP2004082461A (ja) | 2002-08-26 | 2002-08-26 | 硫黄モールド成形用金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002245217A JP2004082461A (ja) | 2002-08-26 | 2002-08-26 | 硫黄モールド成形用金型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004082461A true JP2004082461A (ja) | 2004-03-18 |
Family
ID=32053476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002245217A Withdrawn JP2004082461A (ja) | 2002-08-26 | 2002-08-26 | 硫黄モールド成形用金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004082461A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006035914A1 (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-06 | Toyo Seikan Kaisha, Ltd. | フッ素樹脂コート部材、その部材から成るポリエステル容器成形金型及び該金型の再生方法 |
| KR101619970B1 (ko) | 2014-12-24 | 2016-05-13 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 나트륨 유황 전지의 양극재 제조 장치 |
| WO2019141580A1 (de) | 2018-01-16 | 2019-07-25 | Basf Se | Verfahren zur herstellung von formteilen aus mit polysulfid getränktem porösem material |
| JP2021054058A (ja) * | 2019-09-26 | 2021-04-08 | 日本碍子株式会社 | 金型、及び成形体の製造方法 |
-
2002
- 2002-08-26 JP JP2002245217A patent/JP2004082461A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006035914A1 (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-06 | Toyo Seikan Kaisha, Ltd. | フッ素樹脂コート部材、その部材から成るポリエステル容器成形金型及び該金型の再生方法 |
| JPWO2006035914A1 (ja) * | 2004-09-30 | 2008-05-15 | 東洋製罐株式会社 | フッ素樹脂コート部材、その部材から成るポリエステル容器成形金型及び該金型の再生方法 |
| US8043677B2 (en) | 2004-09-30 | 2011-10-25 | Toyo Seikan Kaisha, Ltd. | Fluropolymer resin coated member, a metal mold for forming polyester resin container made thereof and reproducing method of said metal mold |
| KR101619970B1 (ko) | 2014-12-24 | 2016-05-13 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 나트륨 유황 전지의 양극재 제조 장치 |
| WO2019141580A1 (de) | 2018-01-16 | 2019-07-25 | Basf Se | Verfahren zur herstellung von formteilen aus mit polysulfid getränktem porösem material |
| US11380880B2 (en) | 2018-01-16 | 2022-07-05 | Basf Se | Method for producing moulded parts consisting of a porous material impregnated with polysulfide |
| JP2021054058A (ja) * | 2019-09-26 | 2021-04-08 | 日本碍子株式会社 | 金型、及び成形体の製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100878701B1 (ko) | 고율 충방전 원통형 이차전지 | |
| JP5187811B2 (ja) | 燃料電池用金属分離板の製造方法 | |
| US6312852B1 (en) | Battery cell cover with flexible positive post terminal | |
| US4530151A (en) | Manufacture method of a sodium-sulfur storage battery | |
| US3841912A (en) | Sodium sulfur storage battery | |
| JPH10208708A (ja) | 扁平形電池 | |
| WO2020202744A1 (ja) | 電池およびその製造方法 | |
| JP2004082461A (ja) | 硫黄モールド成形用金型 | |
| JP4671506B2 (ja) | カバーから電気的に絶縁されたコレクタを有する電気化学電池 | |
| BR122013009191B1 (pt) | Electrode assembly for use in an aluminum electrolyte cell | |
| US8277620B2 (en) | Electrolyzer module forming method and system | |
| US3380857A (en) | Hermetic seal closure | |
| SE526652C2 (sv) | Mellanvägg för bipolär batterielektrod, bipolär elektrod, bipolärt batteri samt förfarande för tillverkning av mellanvägg till bipolär baterielektrod | |
| JP2005268077A (ja) | 燃料電池用セパレータの製造方法 | |
| US4236661A (en) | Thermocompression methods of forming sodium-sulfur cell casings | |
| US4627996A (en) | Sodium-sulfur storage battery and a manufacturing method of the same | |
| CN108649176A (zh) | 一种高能量密度的电池负极极耳及其制作方法 | |
| JPH03501905A (ja) | アルカリ金属エネルギー交換装置および構成方法 | |
| KR100567583B1 (ko) | 리튬이온 이차전지 및 그 제조방법 | |
| KR101268490B1 (ko) | 밀봉 부재 및 그 제조 방법 | |
| CN219759669U (zh) | 一种封装压块及电池封装装置 | |
| US3184342A (en) | Gas-tight casings for power sources or other types of electrochemical cells | |
| JP2009054966A (ja) | セラミック端子およびセラミックス−アルミニウムの接合体の製造方法 | |
| CN112952137A (zh) | 一种燃料电池膜电极保护膜密封结构 | |
| WO2018097390A1 (ko) | 중저온 구동 나트륨계 이차 전지 및 그의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20051101 |