JP2007278366A - Gasket molding method and gasket - Google Patents

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正太郎 古賀
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gasket molding method for improving the quality of a gasket while improving working efficiency, and to provide the gasket. <P>SOLUTION: The method comprises a step of using screen printing for printing on a base (a separator 10 of a fuel cell, e.g.) self-adhesive liquid rubber as a raw material for the gasket 30, and a step of hardening the printed liquid rubber. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、基体上にガスケットを成形するガスケットの成形方法及びガスケットに関するものである。   The present invention relates to a gasket molding method and a gasket for molding a gasket on a substrate.

取り付け部へのガスケットの位置決めを容易にしたり、ガスケットの取り付け作業を省略することで作業効率を高めたりするために、ガスケットが密着されるべき部材にガスケットを一体成形により固定する技術が知られている。   In order to facilitate the positioning of the gasket to the mounting part and to improve the work efficiency by omitting the gasket mounting work, a technique for fixing the gasket to the member to which the gasket is to be adhered by integral molding is known. Yes.

例えば、固体高分子形燃料電池は、セパレータとMEAが交互に複数重ね合わされた構造が採用される。そして、燃料,酸化剤及び反応により生じた水の流路を形成するために、セパレータとMEAとの各隙間には、それぞれガスケットが設けられる。セパレータとMEAとの間の隙間は非常に狭いことが多く、また、MEAの両側の同じ位置にガスケットを配置しなければシール性が得られないことから、ガスケットの位置決めは、高い精度が要求される。そのため、ガスケットの位置決め精度を高くし、かつ、作業効率を高めるために、セパレータにガスケットが一体成形される構成が採られることが多い。   For example, a solid polymer fuel cell employs a structure in which a plurality of separators and MEAs are alternately stacked. And in order to form the flow path of the water produced | generated by the fuel, the oxidizing agent, and reaction, each gap | clearance between a separator and MEA is each provided with a gasket. The gap between the separator and the MEA is often very narrow, and a gasket must be placed at the same position on both sides of the MEA to obtain a sealing property. The Therefore, in order to increase the positioning accuracy of the gasket and increase the working efficiency, a configuration in which the gasket is integrally formed with the separator is often employed.

セパレータなどの基体に、ガスケットを低コストで一体成形する方法として、スクリーン印刷を利用したものが知られている。すなわち、まず、所望のパターンを形成したマスクを基体に被せた状態で、スキージによってゴム原料液をマスクのパターンを通過させることで、パターン内にゴム原料液を充填する。そして、マスクを取り外した後に、ゴム原料液を硬化させることによってガスケットを一体成形する。   As a method of integrally forming a gasket on a substrate such as a separator at a low cost, a method using screen printing is known. That is, first, the rubber raw material liquid is filled in the pattern by passing the rubber raw material liquid through the mask pattern with a squeegee while the mask on which the desired pattern is formed is put on the substrate. Then, after removing the mask, the rubber raw material liquid is cured to integrally mold the gasket.

このようなスクリーン印刷による場合、1回のスクリーン印刷で印刷するゴム原料液の厚みを厚くしすぎると、マスクを取り外したときに、ゴム原料液の形がくずれてしまう。そのため、1回のスクリーン印刷で印刷可能なゴム原料液の厚みは限度がある。そのため、所望の厚みのガスケットを成形するために、複数回スクリーン印刷を繰り返して、多層的にゴム原料液を印刷しなければならないことがある。   In the case of such screen printing, if the thickness of the rubber raw material liquid to be printed by one screen printing is too thick, the shape of the rubber raw material liquid is deformed when the mask is removed. Therefore, there is a limit to the thickness of the rubber raw material liquid that can be printed by one screen printing. Therefore, in order to form a gasket having a desired thickness, it is sometimes necessary to repeat the screen printing a plurality of times to print the rubber raw material liquid in multiple layers.

また、従来、ゴム原料液として、ゴム材を溶剤で溶解したゴム溶液や、溶剤が不要な液状ゴムなどが用いられている。これらのゴム原料液を用いた場合、成形されたゴム層が剥がれないようにするために、印刷する相手側の表面が化学的に不安定な状態であることが必要である。そのため、例えば、架橋が十分に進行したゴム表面に更に新たなゴム層を成形させるのは困難であった。従って、上記のように多層的にゴム原料液を印刷する場合には、スクリーン印刷毎に架橋処理を行うのではなく、1回のスクリーン印刷毎に、乾燥処理などによって少しだけ形を安定させてから、架橋が進行する前に、更にスクリーン印刷を行うという作業を繰り返し、架橋されていないゴム原料液の層を多層とした後に、まとめて架橋処理を施すようにしていた。   Conventionally, a rubber solution obtained by dissolving a rubber material with a solvent, a liquid rubber that does not require a solvent, or the like is used as the rubber raw material liquid. When these rubber raw material liquids are used, in order to prevent the molded rubber layer from being peeled off, it is necessary that the surface on the other side to be printed is in a chemically unstable state. Therefore, for example, it is difficult to form a new rubber layer on the rubber surface where the crosslinking has progressed sufficiently. Therefore, when the rubber raw material liquid is printed in multiple layers as described above, the shape is slightly stabilized by a drying process or the like for each screen printing instead of performing a crosslinking process for each screen printing. Therefore, before the crosslinking proceeds, the operation of performing screen printing is repeated, and the layer of the rubber raw material liquid that is not crosslinked is made into a multilayer, and then the crosslinking treatment is performed collectively.

しかしながら、架橋処理を行うことなくスクリーン印刷を行うと、2回目以降のマスクの着脱作業の際に、既に印刷したゴム原料液がマスクに付着してしまったり、これを抑制するためにマスクの位置合わせが大変な作業になってしまったりするなどの問題があった。また、多層化後に、まとめて架橋処理(硬化処理)を行うと、ゴム収縮が1度に大きく生じるため、ガスケットの寸法精度の悪化(部分的なバラツキ)を招き易く、また、層間の剥がれも生じ易い。   However, if screen printing is performed without performing the crosslinking treatment, the rubber raw material liquid that has already been printed adheres to the mask during the second and subsequent mask attaching / detaching operations. There was a problem that the alignment was a difficult task. In addition, if the cross-linking treatment (curing treatment) is collectively performed after multi-layering, rubber shrinkage occurs at a time, so that the dimensional accuracy of the gasket is likely to be deteriorated (partial variation), and the interlayer is also peeled off. It is likely to occur.

また、ゴム原料液を印刷する相手側の部材の表面が樹脂材で構成されているような場合
には、成形後のゴム層が剥がれないように、樹脂材表面と印刷するゴム原料液との間に、これらの接着力を高めるための接着剤層を設けなければならず、コストを増加させる原因にもなる。
In addition, when the surface of the mating member on which the rubber raw material liquid is printed is made of a resin material, the surface of the resin material and the rubber raw material liquid to be printed are prevented so that the molded rubber layer is not peeled off. In the meantime, it is necessary to provide an adhesive layer for increasing these adhesive forces, which causes an increase in cost.

なお、関連する技術としては、特許文献1,2に開示されたものがある。
特開2001−196078号公報 特開2002−228001号公報
In addition, there exists a technique disclosed by patent document 1, 2 as a related technique.
JP 2001-196078 A JP 2002-228001 A

本発明の目的は、作業効率の向上を図りつつ、品質性の向上を図ったガスケットの成形方法及びガスケットを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a gasket molding method and a gasket which improve the quality while improving the working efficiency.

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。   The present invention employs the following means in order to solve the above problems.

すなわち、本発明のガスケットの成形方法は、
基体上に、スクリーン印刷によって、ガスケットの素材となる自己接着性を有する液状ゴムを印刷する工程と、
印刷された液状ゴムを硬化させる工程と、
を有することを特徴とする。
That is, the molding method of the gasket of the present invention is:
A step of printing a liquid rubber having a self-adhesive property as a material of the gasket on the substrate by screen printing;
Curing the printed liquid rubber;
It is characterized by having.

本発明によれば、ガスケットの素材となる液状ゴムが自己接着性を有しているので、印刷する相手部材の表面が化学的に安定した状態であっても、そのまま印刷することができ、その場合でも成形されたゴムの剥がれが生じてしまうことを抑制できる。従って、相手部材の表面が樹脂材で構成されているような場合でも接着剤層は不要であり、架橋が十分に進行したゴム材の表面への印刷も可能となる。   According to the present invention, since the liquid rubber as the material of the gasket has self-adhesiveness, even if the surface of the mating member to be printed is in a chemically stable state, it can be printed as it is, Even in this case, it is possible to prevent the molded rubber from peeling off. Therefore, even when the surface of the mating member is made of a resin material, an adhesive layer is not necessary, and printing on the surface of a rubber material that has been sufficiently cross-linked is possible.

また、スクリーン印刷を複数回繰り返すことで、複数層からなるガスケットを成形するとよい。   Moreover, it is good to shape | mold the gasket which consists of multiple layers by repeating screen printing several times.

こうすることで、形がくずれてしまうことなく、所望の厚みのガスケットを成形することができる。   By carrying out like this, the gasket of desired thickness can be shape | molded, without losing a shape.

そして、1回の印刷毎に、液状ゴムを硬化させるとよい。   And it is good to harden liquid rubber for every printing.

これにより、2回目以降のマスクの着脱作業の際に、既に印刷した液状ゴムは硬化しているので、マスクに液状ゴムが付着してしまうというような問題はなく、マスクの位置合わせが面倒な作業になることもない。また、少しずつ液状ゴムを硬化させることになるので、ゴム収縮が一度に大きくなることを抑制でき、ガスケットの寸法精度を高めることができる。また、印刷毎に液状ゴムを硬化させることによって、硬化時の寸法バラツキを、次のスクリーン印刷によって吸収できるので、上記のようにゴム収縮量を抑えることと相俟って、相乗的にガスケットの寸法精度を高めることができる。更に、ゴム収縮量を抑えることで、層間の剥がれをより一層高めることができる。なお、本発明の場合、上記の通り、液状ゴムが自己接着性を有しているので、硬化されたゴム(架橋が進行されたゴム)表面に対して、新たにゴム層を成形してもゴム層間の剥がれを抑制できる。   As a result, the liquid rubber that has already been printed is cured during the second and subsequent mask attaching / detaching operations, so there is no problem that the liquid rubber adheres to the mask, and mask alignment is troublesome. There is no work. Moreover, since liquid rubber is hardened little by little, it can suppress that rubber contraction becomes large at once, and can improve the dimensional accuracy of a gasket. Also, by curing the liquid rubber for each printing, the dimensional variation at the time of curing can be absorbed by the next screen printing, so coupled with the suppression of rubber shrinkage as described above, synergistically the gasket The dimensional accuracy can be increased. Furthermore, peeling between layers can be further increased by suppressing the amount of rubber shrinkage. In the case of the present invention, as described above, since the liquid rubber has self-adhesive properties, a new rubber layer may be formed on the surface of the cured rubber (crosslinked rubber). Peeling between the rubber layers can be suppressed.

また、本発明のガスケットは、
基体上に成形されるガスケットにおいて、
ガスケットの素材となる自己接着性を有する液状ゴムが、基体上にスクリーン印刷によ
り印刷された後に硬化されることによって、基体上に成形されることを特徴とする。
The gasket of the present invention is
In a gasket molded on a substrate,
A liquid rubber having a self-adhesive property as a material for the gasket is printed on the substrate by screen printing and then cured, and then molded on the substrate.

また、スクリーン印刷が複数回繰り返されることによって複数層から構成されるとよい。   Moreover, it is good to be comprised from several layers by repeating screen printing in multiple times.

また、各層における横幅が、表層に向かうにつれて徐々に狭くなっているとよい。   Moreover, it is good that the horizontal width in each layer is gradually narrowed toward the surface layer.

なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。   In addition, said each structure can be employ | adopted combining as much as possible.

以上説明したように、本発明によれば、作業効率の向上を図りつつ、品質性の向上を図ることができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to improve quality while improving work efficiency.

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. .

本発明に係るガスケットは、各種装置に適用可能であるが、特に好適に適用される例として、固体高分子形燃料電池を挙げることができる。そこで、本発明の実施例に係るガスケットの成形方法及びガスケットの説明に先立って、当該燃料電池について図1を参照して簡単に説明する。図1は燃料電池の単セルの模式的断面図である。一般的に、燃料電池は複数の単セルが重なり合ったセルスタックから構成される。図1では、単セルのみを断面図にて示している。   The gasket according to the present invention can be applied to various devices, and a polymer electrolyte fuel cell can be given as an example of particularly suitably applied. Therefore, prior to description of the gasket molding method and gasket according to the embodiment of the present invention, the fuel cell will be briefly described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a single cell of a fuel cell. Generally, a fuel cell is composed of a cell stack in which a plurality of single cells are overlapped. In FIG. 1, only a single cell is shown in a sectional view.

単セル100は、一対のセパレータ10と、これら一対のセパレータ10間に設けられるMEA20と、セパレータ10とMEA20との間に設けられるガスケット30とを備えている。ここで、MEA20は、電解質膜と、電解質膜を挟んで設けられる一対の触媒層及び一対のガス拡散層とを一体化したものである。   The single cell 100 includes a pair of separators 10, an MEA 20 provided between the pair of separators 10, and a gasket 30 provided between the separator 10 and the MEA 20. Here, the MEA 20 is obtained by integrating an electrolyte membrane, a pair of catalyst layers provided between the electrolyte membranes, and a pair of gas diffusion layers.

そして、MEA20の両側には、それぞれ、セパレータ10とMEA20とガスケット30によって囲まれる領域K1,K2が形成される。これらの領域K1,K2のうちの一方に燃料(水素を含むもの)を流し、他方に酸化剤(酸素を含むもの、一般的には空気)を流す。これにより、MEA20におけるアノード側(燃料側)の触媒層では、水素がプロトンと電子に分かれる反応が起こる。この反応によりできたプロトンは水分子を伴って電解質膜中を移動し、電子は外部回路を通ってカソード側(酸化剤側)に移動する。なお、カソード側の触媒層では、アノード側から移動してきたプロトンと電子とが反応して水が生成される。以上が燃料電池の発電原理である。   In addition, regions K1 and K2 surrounded by the separator 10, the MEA 20, and the gasket 30 are formed on both sides of the MEA 20, respectively. A fuel (containing hydrogen) is supplied to one of these regions K1 and K2, and an oxidant (containing oxygen, generally air) is supplied to the other. As a result, in the catalyst layer on the anode side (fuel side) of the MEA 20, a reaction in which hydrogen is separated into protons and electrons occurs. Protons generated by this reaction move in the electrolyte membrane with water molecules, and electrons move to the cathode side (oxidant side) through an external circuit. In the catalyst layer on the cathode side, protons and electrons moving from the anode side react to generate water. The above is the power generation principle of the fuel cell.

以上のように構成される単セル100においては、MEA20は可撓性を有する部材であることから、MEA20の両側にそれぞれ設けられるガスケット30が重なり合っていないと、ガスケット30の弾性反発力が不十分となり、安定したシール性を得ることができない。従って、ガスケット30は高い位置決め精度が要求される。   In the single cell 100 configured as described above, since the MEA 20 is a flexible member, if the gaskets 30 provided on both sides of the MEA 20 are not overlapped, the elastic repulsive force of the gasket 30 is insufficient. Thus, a stable sealing property cannot be obtained. Therefore, the gasket 30 is required to have high positioning accuracy.

また、一般的に、セパレータ10とMEA20との間の隙間は非常に狭いため、単体のガスケットをこれらの間に装着させる作業は煩わしく、位置決め精度を高くするのも困難である。   In general, since the gap between the separator 10 and the MEA 20 is very narrow, it is troublesome to attach a single gasket between them, and it is difficult to increase the positioning accuracy.

そのため、この単セル100においては、ガスケット30はセパレータ10に一体成形
している。これにより、燃料電池を組み立てる作業において、ガスケット30を装着する作業を省略でき、かつ、ガスケット30のセパレータ10に対する位置決め精度を高くすることができる。
Therefore, in this single cell 100, the gasket 30 is integrally formed with the separator 10. Thereby, in the operation of assembling the fuel cell, the operation of mounting the gasket 30 can be omitted, and the positioning accuracy of the gasket 30 with respect to the separator 10 can be increased.

以下、基体上にガスケットを一体成形する際の成形方法、及び当該方法によって得られたガスケットの実施例について説明する。   Hereinafter, a molding method for integrally molding a gasket on a substrate and examples of the gasket obtained by the method will be described.

(実施例1)
図2を参照して、本発明の実施例1に係るガスケットの成形方法及びガスケットについて説明する。図2は本発明の実施例1に係るガスケットの模式的断面図である。なお、図2においては、基体(ここでは、セパレータ)上に成形されたガスケットにおいて、ガスケット付近の断面を示したものである。
Example 1
With reference to FIG. 2, the molding method and gasket according to Example 1 of the present invention will be described. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a gasket according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 shows a cross section in the vicinity of the gasket in a gasket formed on a base (here, a separator).

本実施例に係るガスケット31は、単層構造であり、基体となるセパレータ10に一体成形される。このガスケット31の素材として、接着成分を含んだ自己接着性を有する液状ゴムが用いられている。なお、自己接着性を有する液状ゴムの好適な例として、信越化学工業製のSIFEL600シリーズ(特に好適な例としてはSIFEL604)を挙げることができる。   The gasket 31 according to the present embodiment has a single-layer structure and is integrally formed with the separator 10 serving as a base. As the material of the gasket 31, liquid rubber having self-adhesive properties including an adhesive component is used. In addition, as a suitable example of the liquid rubber having self-adhesive properties, SIFEL 600 series (a particularly preferred example is SIFEL 604) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. can be mentioned.

ガスケットの成形は、まず、スクリーン印刷により、上記の通り自己接着性を有する液状ゴムをセパレータ10上に印刷する。   In forming the gasket, first, liquid rubber having self-adhesive properties is printed on the separator 10 by screen printing as described above.

スクリーン印刷に関しては、公知技術であるので、詳細は省略し、簡単に説明する。スクリーン印刷は、まず、所望の形状(成形するガスケットの形状)のパターンを形成したマスクをセパレータ10に被せる。パターンは切欠などの貫通孔により構成される。そして、マスク上に適量の液状ゴムを載せ、スキージによって、この液状ゴムを上記のパターンを通過させるように移動させる。これにより、パターン内に液状ゴムが充填される。その後、マスクを取り外すことで、セパレータ10上に液状ゴムが所望の形状の状態で印刷される。   Since screen printing is a well-known technique, the details will be omitted and a brief description will be given. In the screen printing, first, the separator 10 is covered with a mask in which a pattern having a desired shape (the shape of a gasket to be formed) is formed. The pattern is configured by through holes such as notches. Then, an appropriate amount of liquid rubber is placed on the mask, and this liquid rubber is moved by the squeegee so as to pass the pattern. Thereby, liquid rubber is filled in the pattern. Thereafter, by removing the mask, the liquid rubber is printed on the separator 10 in a desired shape.

そして、スクリーン印刷した後に、液状ゴムを、架橋により硬化させる。架橋方法は、液状ゴムの特性によって異なるが、例えば、室温環境下で乾燥させることにより架橋する方法や紫外線放射などの物理的作用によって架橋する方法がある。   And after screen printing, liquid rubber is hardened by bridge | crosslinking. The cross-linking method varies depending on the properties of the liquid rubber. For example, there are a method of cross-linking by drying in a room temperature environment and a method of cross-linking by a physical action such as ultraviolet radiation.

以上のようにして、セパレータ10にガスケット31を一体成形することができる。そして、本実施例では、ガスケット31の素材として、自己接着性を有する液状ゴムを用いたので、従来のようにセパレータとガスケットの間に接着剤層を設けなくても、セパレータ10とガスケット31との接着力を十分に高めることができる。   As described above, the gasket 31 can be integrally formed with the separator 10. In this embodiment, since the liquid rubber having self-adhesiveness is used as the material of the gasket 31, the separator 10 and the gasket 31 can be formed without providing an adhesive layer between the separator and the gasket as in the prior art. Can sufficiently increase the adhesive strength.

このように本実施例に係るガスケットの成形方法及びガスケットによれば、接着剤層を設けることなく、ガスケットがセパレータから剥がれてしまうことを抑制できるので、成形コストを抑えつつ、安定したシール性を長期にわたって維持することができる。   As described above, according to the gasket molding method and gasket according to the present embodiment, it is possible to suppress the gasket from being peeled off from the separator without providing an adhesive layer. Can be maintained for a long time.

より具体的な例として、自己接着性を有する液状ゴムとして、信越化学工業製のSIFEL604を用い、これをカーボン製のセパレータ表面に、スクリーン印刷によって印刷した後に、室温乾燥して空気雰囲気中にて架橋した。成形により得られたゴム層(ガスケット)の厚みは100μmとした。このゴム層とセパレータとの接着は強固であり、ゴム層をセパレータから引き剥がすのは困難であった。   As a more specific example, SIFEL 604 made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. is used as a liquid rubber having self-adhesive properties, and this is printed on the surface of a carbon separator by screen printing, and then dried at room temperature in an air atmosphere. Cross-linked. The thickness of the rubber layer (gasket) obtained by molding was 100 μm. The adhesion between the rubber layer and the separator was strong, and it was difficult to peel off the rubber layer from the separator.

また、他の例として、自己接着性を有する液状ゴムとして、信越化学工業製のSIFE
L604を用い、これをポリイミド製のフィルム表面に、スクリーン印刷によって印刷した後に、室温乾燥して空気雰囲気中にて架橋した。成形により得られたゴム層(ガスケット)の厚みは100μmとした。このゴム層とフィルムとの接着は強固であり、ゴム層をフィルムから引き剥がすのは困難であった。
As another example, SIFE made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. is used as a liquid rubber having self-adhesive properties.
Using L604, this was printed on a polyimide film surface by screen printing, then dried at room temperature and crosslinked in an air atmosphere. The thickness of the rubber layer (gasket) obtained by molding was 100 μm. The adhesion between the rubber layer and the film was strong, and it was difficult to peel off the rubber layer from the film.

一方、比較例として、自己接着性を有しない液状ゴムとして、信越化学工業製のSIFEL3155を用い、これをカーボン製のセパレータ表面に、スクリーン印刷によって印刷した後に、室温乾燥して空気雰囲気中にて架橋した。成形により得られたゴム層(ガスケット)の厚みは100μmとした。このゴム層とセパレータとの接着は弱く、ゴム層をセパレータから引き剥がすのは容易であった。   On the other hand, as a comparative example, SIFEL 3155 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. was used as a liquid rubber having no self-adhesive properties, and this was printed on the surface of a carbon separator by screen printing, and then dried at room temperature in an air atmosphere. Cross-linked. The thickness of the rubber layer (gasket) obtained by molding was 100 μm. The adhesion between the rubber layer and the separator was weak, and it was easy to peel off the rubber layer from the separator.

また、他の比較例として、自己接着性を有しない液状ゴムとして、信越化学工業製のSIFEL3155を用い、これをポリイミド製のフィルム表面に、スクリーン印刷によって印刷した後に、室温乾燥して空気雰囲気中にて架橋した。成形により得られたゴム層(ガスケット)の厚みは100μmとした。このゴム層とフィルムとの接着は弱く、ゴム層をフィルムから引き剥がすのは容易であった。   As another comparative example, SIFEL 3155 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. was used as a liquid rubber having no self-adhesive properties, and this was printed on a polyimide film surface by screen printing and then dried at room temperature in an air atmosphere. Cross-linked with The thickness of the rubber layer (gasket) obtained by molding was 100 μm. The adhesion between the rubber layer and the film was weak, and it was easy to peel off the rubber layer from the film.

(実施例2)
図3を参照して、本発明の実施例2に係るガスケットの成形方法及びガスケットについて説明する。図3は本発明の実施例2に係るガスケットの模式的断面図である。なお、図3においては、基体(ここではセパレータ)上に成形されたガスケットにおいて、ガスケット付近の断面を示したものである。
(Example 2)
With reference to FIG. 3, the gasket molding method and gasket according to Embodiment 2 of the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a gasket according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 3 shows a cross section in the vicinity of the gasket in the gasket formed on the base (here, the separator).

本実施例に係るガスケット32は、多層構造(具体的には5層構造)であり、基体となるセパレータ10に一体成形される。このガスケット32の素材として、上記実施例1の場合と同様に、接着成分を含んだ自己接着性を有する液状ゴムが用いられている。   The gasket 32 according to the present embodiment has a multilayer structure (specifically, a five-layer structure) and is integrally formed with the separator 10 serving as a base. As the material of the gasket 32, liquid rubber having self-adhesive properties including an adhesive component is used as in the case of the first embodiment.

ガスケットの成形は、まず、スクリーン印刷により、自己接着性を有する液状ゴムをセパレータ10上に印刷する。スクリーン印刷に関しては、上述の通りである。そして、1層分のスクリーン印刷を終えた後に、液状ゴムを架橋により硬化させる。架橋方法に関しても、上述の通りである。   In forming the gasket, first, liquid rubber having self-adhesive properties is printed on the separator 10 by screen printing. The screen printing is as described above. After the screen printing for one layer is completed, the liquid rubber is cured by crosslinking. The crosslinking method is also as described above.

このようなスクリーン印刷と架橋処理を繰り返すことにより、多層構造のガスケット32を成形する。本実施例でもガスケット32の素材として、自己接着性を有する液状ゴムを用いたので、上記実施例の場合と同様に、セパレータ10とガスケット32との接着力を十分に高めることができる。また、架橋処理がなされて架橋が進んだゴム層の表面に、ゴム層を重ねて成形しても、ゴム層同士の接着力を十分に高めることができる。   By repeating such screen printing and crosslinking treatment, the gasket 32 having a multilayer structure is formed. Also in this embodiment, since the liquid rubber having self-adhesiveness is used as the material of the gasket 32, the adhesive force between the separator 10 and the gasket 32 can be sufficiently increased as in the above embodiment. Further, even when a rubber layer is formed on the surface of a rubber layer that has undergone crosslinking treatment and has been crosslinked, the adhesion between the rubber layers can be sufficiently increased.

このように本実施例に係るガスケットの成形方法及びガスケットによれば、接着剤層を設けることなく、ガスケットがセパレータから剥がれてしまうことを抑制でき、かつ、多層構造のガスケット32における各ゴム層間の剥がれも抑制できるので、成形コストを抑えつつ、安定したシール性を長期にわたって維持することができる。そして、多層構造とすることで、所望の厚みのガスケット32を得ることができる。   As described above, according to the gasket molding method and gasket according to the present embodiment, it is possible to prevent the gasket from being peeled off from the separator without providing an adhesive layer, and between the rubber layers in the gasket 32 having a multilayer structure. Since peeling can also be suppressed, stable sealing performance can be maintained over a long period of time while suppressing molding costs. And the gasket 32 of desired thickness can be obtained by setting it as a multilayer structure.

また、本実施例では、1回のスクリーン印刷毎に、液状ゴムを架橋により硬化しているので、まとめて印刷してから架橋により硬化する場合と比べて、次のような利点がある。すなわち、スクリーン印刷において、2回目以降のマスクの着脱作業の際に、既に印刷した液状ゴムは硬化しているので、マスクに液状ゴムが付着してしまうというような問題はなく、マスクの位置合わせが面倒な作業になることもない。また、少しずつ液状ゴムを硬化させることになるので、ゴム収縮が一度に大きくなることを抑制でき、ガスケット32
の寸法精度を高めることができる。また、印刷毎に液状ゴムを硬化させることによって、硬化時の寸法バラツキを、次のスクリーン印刷によって吸収できるので、上記のようにゴム収縮量を抑えることと相俟って、相乗的にガスケット32の寸法精度を高めることができる。更に、ゴム収縮量を抑えることで、層間の剥がれをより一層高めることができる。
Further, in this embodiment, since the liquid rubber is cured by cross-linking every time screen printing is performed, there are the following advantages compared to the case where the liquid rubber is printed together and then cured by cross-linking. That is, in the screen printing, the liquid rubber that has already been printed is cured during the second and subsequent mask attaching / detaching operations, so there is no problem that the liquid rubber adheres to the mask, and the mask alignment is performed. There is no troublesome work. Moreover, since liquid rubber is hardened little by little, it can suppress that rubber contraction becomes large at once, and gasket 32
Dimensional accuracy can be improved. Further, by curing the liquid rubber for each printing, the dimensional variation at the time of curing can be absorbed by the next screen printing, so that the gasket 32 is synergistically coupled with the suppression of the amount of rubber shrinkage as described above. Dimensional accuracy can be improved. Furthermore, peeling between layers can be further increased by suppressing the amount of rubber shrinkage.

より具体的な例として、自己接着性を有する液状ゴムとして、信越化学工業製のSIFEL604を用い、これをカーボン製のセパレータ表面に、スクリーン印刷によって印刷した後に、室温乾燥して空気雰囲気中にて架橋した。そして、このようなスクリーン印刷と架橋処理を5回繰り返して、5層のゴム層からなるガスケットをセパレータ上に成形した。このような成形により得られたゴム層(ガスケット)の厚みは500μmとした。このゴム層とセパレータとの接着及び各ゴム層間の接着は強固であり、ゴム層をセパレータから引き剥がしたり、ゴム層間を引き剥がしたりするのは困難であった。   As a more specific example, SIFEL 604 made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. is used as a liquid rubber having self-adhesive properties, and this is printed on the surface of a carbon separator by screen printing, and then dried at room temperature in an air atmosphere. Cross-linked. Then, such screen printing and crosslinking treatment were repeated 5 times to form a gasket composed of five rubber layers on the separator. The thickness of the rubber layer (gasket) obtained by such molding was 500 μm. The adhesion between the rubber layer and the separator and the adhesion between the rubber layers were strong, and it was difficult to peel off the rubber layer from the separator or peel off the rubber layer.

一方、比較例として、自己接着性を有しない液状ゴムとして、信越化学工業製のSIFEL3155を用い、これをカーボン製のセパレータ表面に、スクリーン印刷によって印刷した後に、室温乾燥して空気雰囲気中にて架橋した。そして、このようなスクリーン印刷と架橋処理を5回繰り返して、5層のゴム層からなるガスケットをセパレータ上に成形した。このような成形により得られたゴム層(ガスケット)の厚みは500μmとした。このゴム層とセパレータとの接着及び各ゴム層間の接着は弱く、ゴム層をセパレータから引き剥がしたり、ゴム層間を引き剥がしたりするのは容易であった。   On the other hand, as a comparative example, SIFEL 3155 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. was used as a liquid rubber having no self-adhesive properties, and this was printed on the surface of a carbon separator by screen printing, and then dried at room temperature in an air atmosphere. Cross-linked. Then, such screen printing and crosslinking treatment were repeated 5 times to form a gasket composed of five rubber layers on the separator. The thickness of the rubber layer (gasket) obtained by such molding was 500 μm. The adhesion between the rubber layer and the separator and the adhesion between the rubber layers were weak, and it was easy to peel off the rubber layer from the separator or peel off the rubber layer.

(実施例3)
図4を参照して、本発明の実施例3に係るガスケットの成形方法及びガスケットについて説明する。図4は本発明の実施例3に係るガスケットの模式的断面図である。なお、図4においては、基体(ここではセパレータ)上に成形されたガスケットにおいて、ガスケット付近の断面を示したものである。
(Example 3)
With reference to FIG. 4, a gasket molding method and gasket according to Embodiment 3 of the present invention will be described. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a gasket according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 4 shows a cross section in the vicinity of the gasket in the gasket formed on the base (here, the separator).

本実施例に係るガスケット33も、上記実施例1の場合と同様に、多層構造(本実施例では、具体的には3層構造)であり、基体となるセパレータ10に一体成形される。   Similarly to the case of the first embodiment, the gasket 33 according to the present embodiment also has a multilayer structure (specifically, a three-layer structure in the present embodiment), and is integrally formed with the separator 10 serving as a base.

本実施例の場合には、図から明らかなように、ガスケット33を構成する各ゴム層における横幅が、表層に向かうにつれて徐々に狭くなっている。これにより、ガスケット33が圧縮された際に、中央付近のピーク面圧が高くなるため、シール性を高めることができるという利点がある。   In the case of the present embodiment, as is apparent from the figure, the lateral width of each rubber layer constituting the gasket 33 is gradually narrowed toward the surface layer. Thereby, when the gasket 33 is compressed, the peak surface pressure in the vicinity of the center is increased, so that the sealing performance can be improved.

ガスケット33を多層構造としたことに関する利点などについては、上記実施例2の場合と同様であるので、その説明は省略する。   The advantages relating to the gasket 33 having a multilayer structure are the same as in the case of the second embodiment, and the description thereof is omitted.

図1は燃料電池の単セルの模式的断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a single cell of a fuel cell. 図2は本発明の実施例1に係るガスケットの模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a gasket according to Embodiment 1 of the present invention. 図3は本発明の実施例2に係るガスケットの模式的断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a gasket according to Embodiment 2 of the present invention. 図4は本発明の実施例3に係るガスケットの模式的断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a gasket according to Embodiment 3 of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 セパレータ
20 MEA
30,31,32,33 ガスケット
100 単セル
10 Separator 20 MEA
30, 31, 32, 33 Gasket 100 single cell

Claims (6)

基体上に、スクリーン印刷によって、ガスケットの素材となる自己接着性を有する液状ゴムを印刷する工程と、
印刷された液状ゴムを硬化させる工程と、
を有することを特徴とするガスケットの成形方法。
A step of printing a liquid rubber having a self-adhesive property as a material of the gasket on the substrate by screen printing;
Curing the printed liquid rubber;
A method for forming a gasket, comprising:
スクリーン印刷を複数回繰り返すことで、複数層からなるガスケットを成形することを特徴とする請求項1に記載のガスケットの成形方法。   The gasket forming method according to claim 1, wherein a gasket composed of a plurality of layers is formed by repeating screen printing a plurality of times. 1回の印刷毎に、液状ゴムを硬化させることを特徴とする請求項2に記載のガスケットの成形方法。   3. The gasket molding method according to claim 2, wherein the liquid rubber is cured for each printing. 基体上に成形されるガスケットにおいて、
ガスケットの素材となる自己接着性を有する液状ゴムが、基体上にスクリーン印刷により印刷された後に硬化されることによって、基体上に成形されることを特徴とするガスケット。
In a gasket molded on a substrate,
A gasket characterized in that a liquid rubber having a self-adhesive property, which is a material for a gasket, is molded on a substrate by being printed on the substrate by screen printing and then cured.
スクリーン印刷が複数回繰り返されることによって複数層から構成されることを特徴とする請求項4に記載のガスケット。   The gasket according to claim 4, wherein the gasket is composed of a plurality of layers by repeating screen printing a plurality of times. 各層における横幅が、表層に向かうにつれて徐々に狭くなっていることを特徴とする請求項5に記載のガスケット。   6. The gasket according to claim 5, wherein the lateral width of each layer is gradually narrowed toward the surface layer.
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