JP2005047262A

JP2005047262A - 基材入りゴム部材の製造方法及び基材入りゴム部材

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Publication number: JP2005047262A
Application number: JP2004151786A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Kumade; 精一熊手
Original assignee: Kokoku Intech Co Ltd
Current assignee: Kokoku Intech Co Ltd
Priority date: 2003-07-11
Filing date: 2004-05-21
Publication date: 2005-02-24
Also published as: WO2005005122A1

Abstract

【課題】平板状ないし環状など好みの形状を有する基材の上下面に対してゴム材料が固着成形される断面形状が対称、非対称に拘らず、ゴムの注入速度あるいは圧力差などに起因して基材が変形してしまうことなく、したがって、基材を目的の位置に配置することができ、さらに薄い基材の使用も可能な基材入りゴム部材の製造方法及びその基材入りゴム部材を提供することを目的としている。
【解決手段】予め型枠４，５の所定容積部に未加硫ゴム材料２，３を流し込み成形する前工程と、その後、前記型枠４，５の未加硫成形された前記ゴム材料２，３に、所望形状の基材１を配置させ、該ゴム材料２，３を加硫させて一体化する後工程とより成ることを特徴とする基材入りゴム部材の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば熱交換器、燃料電池、ＨＤＤ、浄水器等シールを必要とする機器に用いられる基材入りゴム部材の製造方法及びこれによって得られる基材入りゴム部材に関するものである。

熱交換器や燃料電池など流体を扱う機器においては、適宜な環状構造のシール部材として環状の金属板など、所望の形状の基材の上下両側にゴム材料を被覆した環状の基材入りゴム部材が用いられている。この基材入りゴム部材は、基材両面の片側もしくは両側にゴムが成形されるもので、環状で所々にゴム材料が流通する孔を穿った基材を入れた型枠にゴム材料を流し込むことにより成形される。

また、平板状のダイヤフラム等の製造に際し、型枠にゴム材料を注入して加硫成形することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平９−２９２０２２号公報

ところで、上記のような従来の基材入りゴム部材にあっては、基材の上下面に対してゴム材料が固着成形される容積部が対称、非対称に拘らず、ゴムの注入速度あるいは圧力差によって基材が変形してしまうという問題があった。

特に、製造の際に基材の上下両側のゴム形状が対称であれば問題ないが、非対称の場合は種々の問題が生じる。

例えば、図７に示すように、環状のパッキンなどの成形においては、所々ゴムの流通孔を散設した基材１０１の上下面に固着成形されるゴム材料１０２，１０３が非対称の場合は、各々の型枠１０４，１０５の容積部に注入部材１０６によりゴムを注入する際に、上下の圧力差によって基材１０１に変形が発生し、特に基材１０１が薄い場合には変形が著しいものとなる。また、ゴムの注入ゲートを多く設けると高価なものになる。

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、平板状ないし環状など好みの形状を有する基材の上下面に対してゴム材料が固着成形される断面形状が対称、非対称に拘らず、ゴムの注入速度あるいは圧力差などに起因して基材が変形してしまうことなく、したがって、基材を目的の位置に配置することができ、さらに薄い基材の使用も可能な基材入りゴム部材の製造方法及びその基材入りゴム部材を提供することを目的としている。

この発明は下記の構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。

（１）予め型枠の所定容積部にゴム材料を流し込み未加硫成形する前工程と、その後、前記型枠の未加硫成形された前記ゴム材料に、所望形状の基材を配置させ、該ゴム材料を加硫させて一体化する後工程とより成ることを特徴とする基材入りゴム部材の製造方法。

（２）所望形状の基材を、上下両側からゴム材料で挟持した基材入りゴム部材の製造方法であって、予め上下型枠のそれぞれの所定容積部にゴム材料を流し込み、未加硫成形する前工程と、その後、前記型枠の未加硫成形された前記ゴム材料の間に形成される基材の大きさと同じ大きさの空間部内に前記基材を収納配置させ、該ゴム材料を加硫させて一体化する後工程とより成ることを特徴とする基材入りゴム部材の製造方法。

（３）ゴム材料は、ジエン系のＮＲ、ＩＲ、ＢＲ、ＣＲ、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＮＢＩＲ、ＸＮＢＲ、ＮＯＲのゴムのいずれか、もしくは非ジエン系のＩＩＲ、ＢＩＩＲ、ＣＩＩＲ、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ、ＣＳＭ、ＡＣＭ、ＣＯ、ＥＣＯ、ＧＣＯ、ＧＥＣＯ、ＦＫＭ、ＦＥＰＭ、ＭＱ、ＶＭＱ、ＰＭＱ、ＰＶＭＱ、ＦＭＧ、ＦＶＭＱ、ＡＵ、ＥＵのゴムのいずれか、もしくはＡＥＭ、ＡＮＭ、ＨＮＢＲのゴムのいずれかからなることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の基材入りゴム部材の製造方法。

（４）基材は、金属、樹脂、紙、繊維、布、ゴムのいずれかの材質からなることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の基材入りゴム部材の製造方法。

（５）予め型枠にゴム材料を流し込む前工程の成形温度は、約１０℃〜１８０℃であることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の基材入りゴム部材の製造方法。

（６）前記（１）ないし（５）いずれかに記載の製造方法により製造された基材入りゴム部材。

（７）前記（１）ないし（５）いずれかに記載の製造方法により製造された燃料電池用パッキンであることを特徴とする基材入りゴム部材。

本発明によれば、基材に対して基材の上下両面に形成されるゴム材料の断面形状が対称、非対称に拘らず、ゴムの注入速度あるいは圧力差によって基材が変形してしまうことなく、したがって、基材を目的の位置に簡単に配置固着することができると共に、薄い基材の使用も可能になるという効果がある。

また、本発明によれば、ダイヤフラムは勿論のこと燃料電池や各種熱交換器に用いられるガスケットやパッキンとしてその用途はきわめて広い。

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

以下、本発明の実施例を図面について説明する。本発明に係る基材入りゴム部材は、予め型枠の所定容積部にゴム材料を流し込み、未加硫成形する前工程と、その後、前記型枠の未加硫成形されたゴム材料の基材が配置できる箇所に基材を配置して加硫成形し、ゴム材料と基材とを一体化できるようにした後工程とにより製造されるものである。

図１、図２は本発明の実施例による基材入りゴム部材の構成を示す斜線を省略した断面説明図であり、図１は基材が平面の場合を示し、図２は基材が一部変形突出した立体面の場合を示している。また、同図の（ａ）は基材の両端支持、（ｂ）は片側支持、（ｃ）は支持なしの場合をそれぞれ示している。なお、図面はいずれも環状のシール材の片側部分の成形状態を示している。

本実施例は、基材１を上下両側からゴム材料２，３で挟持した基材入りゴム部材の場合であり、予め型枠４，５の所定容積部４ａ，５ａにゴム材料を流し込み、未加硫成形する前工程と、その後、型枠４，５の未加硫のゴム材料２，３に基材１を配置して加硫させる後工程とにより製造される。

ここで、上記ゴム材料２，３としては、ジエン系もしくは非ジエン系の次のようなものを使用することができる。
ＮＲ（天然ゴム）
ＩＲ（イソプレンゴム；合成天然ゴム）
ＢＲ（ブタジエンゴム）
ＣＲ（クロロプレンゴム）
ＩＩＲ（イソブテンとイソプレンとのゴム状共重合体；ブチルゴム）
ＳＢＲ（スチレンとブタジエンとのゴム状共重合体）
ＥＰＭ（エチレンとプロピレンとのゴム状共重合体）
ＥＰＤＭ（エチレンとプロピレンとジエンとのゴム状共重合体）
ＮＢＲ（アクリロニトリルとブタジエンとのゴム状共重合体；ニトリルゴム）
ＣＳＭ（クロロスルホン化ポリエチレン）
ＡＣＭ（アクリル酸エチルまたは他のアクリル酸エステル類と加硫を可能にする少量の単量体とのゴム状共重合体；アクリルゴム）
ＣＯ（ポリクロロメチルオキシラン；エピクロロヒドリンゴム）
ＥＣＯ（エチレンオキシドとエピクロロヒドリンとのゴム状共重合体）
ＦＫＭ（フロオロ及びパーフルオロアルキルまたはパーフルオロアルコキシ基を側鎖に持つゴム状共重合体）
ＦＥＰＭ（四フッ化エチレンとプロピレンとのゴム状共重合体）
ＶＭＱ（ポリマー鎖にメチル置換基とビニル置換基とを持つシリコンゴム）
ＦＶＭＱ（ポリマー鎖にメチル置換基とビニルとフルオロ置換基とを持つシリコンゴム）
ＡＵ（ポリエステルウレタン）
ＥＵ（ポリエーテルウレタン）
ＡＥＭ（アクリル酸エチルまたは他のアクリル酸エステル類とエチレンとのゴム状共重合体）
ＡＮＭ（アクリル酸エチルまたは他のアクリル酸エステル類とアクリロニトリルとのゴム状共重合体）
ＨＮＢＲ（水素化されたアクリロニトリルとブタジエンとのゴム状共重合体）
ＸＮＢＲ（カルボキシル化されたアクリロニトリルとブタジエンとのゴム状共重合体）
ＮＯＲ（ノルボルネンゴム）
ＮＢＩＲ（アクリルニトリルとブタジエンとイソプレンとのゴム状共重合体）
ＢＩＩＲ（臭素化されたイソブテンとイソプレンとのゴム状共重合体；臭素化ブチルゴム）
ＣＩＩＲ（塩素化されたイソブテンとイソプレンとのゴム状共重合体；塩素化ブチルゴム）
ＧＣＯ（エピクロロヒドリンとアリルグリシジルエーテルとのゴム状共重合体）
ＧＥＣＯ（エチレンオキシドとエピクロロヒドリンとアリルグリシジルエーテルとのゴム状共重合体）
ＭＱ（ポリマー鎖にメチル置換基を持つシリコンゴム；ポリジメチルシロキサン）
ＰＭＱ（ポリマー鎖にメチル置換基とフェニル置換基とを持つシリコンゴム）
ＰＶＭＱ（ポリマー鎖にメチル置換基ビニル置換基とフェニル置換基とを持つシリコンゴム）

また、基材１としては、金属、樹脂、紙、繊維、布、ゴムのいずれかの材質からなるものを用いることができる。そして、この基材１の形状、即ち、平面形状および肉厚の大きさで特定される基材１の容積分を除くと共に、基材１の上下両面に一体的に形成される上下のゴム材料の容積を穿った型枠４，５を作成する。そして、この型枠４，５内にゴム材料を流し込み、未加硫成形する。この工程が前工程であり、この前工程の成形温度は、約１０℃〜１８０℃であることことが望ましい。

次に、上述の実施例の基材入りゴム部材の、前記前工程の製造過程を図３〜図５を用いて説明する。

本発明は、基本的には図３に示すように、型枠４と５の間に板材１１を介在させておき、基材１の形状を除去した型枠４，５の容積部４ａ，５ａにゴムを流し込んで図１（ａ）に示す基材１の上下（両側）に容積部４ａ，５ａの形状に合致した未加硫状態のゴム材料２，３を形成する。すなわち、本発明の前工程に相当する。

また、他の具体的な前工程は図４に示すように、各々のゴム注入用容器１２，１３からそれぞれの型枠４，５の容積部４ａ，５ａにゴムを流し込んで、未加硫状態のゴム材料２，３を成形することができる。１４はゴムを注入するための注入部材である。

図５は、さらに前工程の他の例を示す図である。この例は、二つの型枠４，５の容積部４ａ，５ａ内にゴム注入用容器２１から同時にゴムを流し込んでゴム材料２，３を未加硫状態で成形するものである。２２はゴムを注入するための注入部材である。

斯くして、前工程で得られた上下二段の未加硫ゴム材料２，３を重ね合せた際、両未加硫ゴム材料２，３の間には、予め一体化する基材１と同一の形状に相当する空間部ｇが形成されるので、この空間部ｇ内に、図１（ａ）（ｂ）（ｃ）や図２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、基材１を配置し、型枠４，５により挟圧して加熱加硫させることにより基材１の上下両面にゴム材料２，３を一体的に固着成形できる。すなわち、これが後工程に相当する。

このように、本発明の基材入りゴム部材は、基材１に対して型枠４，５の容積部４ａ，５ａと合致するゴム材料２，３の断面形状が対称、非対称に拘らず、ゴムの注入速度あるいは圧力差によって基材１が変形してしまうことなく、また、基材１を目的の位置に配置することができ、薄い基材１の使用も可能である。

図６は上述の基材入りゴム部材の概略の製造方法を示す工程図である。

Ｓ１は型枠にゴム材料を加硫温度より低く可塑温度より高い温度で流し込む前工程、Ｓ２は基材を入れた型枠をセットする工程、Ｓ３はその後温度を上げて上記ゴム材料を加硫させる後工程、Ｓ４は型枠を取り外す工程を示している。

このように、本実施例では、予め基材を入れない状態の型枠に基材の上下両面に固着成形できる２枚のゴム材料を約１０℃〜１８０℃の加硫温度より低い温度で流し込み成形して前工程を終え、ついで所望の基材を両ゴム材料の間に配設して型枠で挟圧加熱し、温度を上げてゴム材料を加硫成形させるようにした後工程より成るため、安価な構成で基材の厚さが例えば０．５ｍｍ以下と薄くても良く、しかも、基材の形状の凹凸などに全く影響を与えることなく実施でき、基材の片面は勿論のこと、基材の上下両側のゴムが非対称の場合でも基材の変形を防止することができる。また、ゴムの注入速度あるいは圧力差によって基材が変形してしまうことなく、基材を目的の位置に配置することができる。

実施例の基材入りゴム部材の構成を示す断面説明図実施例の基材入りゴム部材の構成を示す断面説明図実施例の基材入りゴム部材の製造過程を示す断面説明図実施例の基材入りゴム部材の製造過程を示す断面説明図実施例の基材入りゴム部材の製造過程を示す断面説明図実施例の製造方法を示す工程図従来例を示す断面説明図

符号の説明

１基材
２ゴム材料
３ゴム材料
４型枠
５型枠
ｇ空間部

Claims

予め型枠の所定容積部にゴム材料を流し込み未加硫成形する前工程と、その後、前記型枠の未加硫成形された前記ゴム材料に、所望形状の基材を配置させ、該ゴム材料を加硫させて一体化する後工程とより成ることを特徴とする基材入りゴム部材の製造方法。
所望形状の基材を、上下両側からゴム材料で挟持した基材入りゴム部材の製造方法であって、予め上下型枠のそれぞれの所定容積部にゴム材料を流し込み、未加硫成形する前工程と、その後、前記型枠の未加硫成形された前記ゴム材料の間に形成される基材の大きさと同じ大きさの空間部内に前記基材を収納配置させ、該ゴム材料を加硫させて一体化する後工程とより成ることを特徴とする基材入りゴム部材の製造方法。
ゴム材料は、ジエン系のＮＲ、ＩＲ、ＢＲ、ＣＲ、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＮＢＩＲ、ＸＮＢＲ、ＮＯＲのゴムのいずれか、もしくは非ジエン系のＩＩＲ、ＢＩＩＲ、ＣＩＩＲ、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ、ＣＳＭ、ＡＣＭ、ＣＯ、ＥＣＯ、ＧＣＯ、ＧＥＣＯ、ＦＫＭ、ＦＥＰＭ、ＭＱ、ＶＭＱ、ＰＭＱ、ＰＶＭＱ、ＦＭＧ、ＦＶＭＱ、ＡＵ、ＥＵのゴムのいずれか、もしくはＡＥＭ、ＡＮＭ、ＨＮＢＲのゴムのいずれかからなることを特徴とする請求項１または２に記載の基材入りゴム部材の製造方法。
基材は、金属、樹脂、紙、繊維、布、ゴムのいずれかの材質からなることを特徴とする請求項１または２に記載の基材入りゴム部材の製造方法。
予め型枠にゴム材料を流し込む前工程の成形温度は、約１０℃〜１８０℃であることを特徴とする請求項１または２に記載の基材入りゴム部材の製造方法。
請求項１ないし５いずれかに記載の製造方法により製造された基材入りゴム部材。
請求項１ないし５いずれかに記載の製造方法により製造された燃料電池用パッキンであることを特徴とする基材入りゴム部材。