JP2017013273A - 基板一体型ガスケットの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】金型にキャビティから延びるエアベントを設ける必要がなく、このためエアベント内に形成されるバリを切除する後工程も不要とすることの可能な基板一体型ガスケットの製造方法を提供する。
【解決手段】成形すべきガスケットの延長形状と対応する所定のパターンで基板１の表面に接着剤を塗布する塗布工程と、基板１を金型内に設置して型締めすることにより基板１と金型１０の内面との間に画成されるキャビティ４０に未硬化の成形材料を充填して硬化させる工程と、からなり、塗布工程において、キャビティ４０の延長方向に沿って延びる接着剤の主塗布領域３１と、キャビティ４０の外側で金型１０と密接可能な接着剤の部分塗布領域３２と、キャビティ４０の外側の位置からキャビティ４０の内側の位置に達する接着剤の非塗布領域３３を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、金型を用いて基板と一体のガスケットを製造する方法に関する。
例えば燃料電池には、燃料ガスや酸化ガスなどをシールするための手段として、図６に示すように、燃料電池セルの構成部品であるセパレータ等の基板１に、ゴム弾性体（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）からなるガスケット２を一体に接着した基板一体型ガスケットが設けられている。そして、この種の基板一体型ガスケットとしては、ガスケット２が接着剤層３を介して基板１に一体に接着されたものが知られている。
図７は、このような基板一体型ガスケットの製造方法の典型的な従来技術を示すもので、すなわちこの製造方法においては、まず予め接着剤の塗布によって表面に接着剤層３を形成した基板１を、金型１０１，１０２間に位置決め固定し、この基板１の表面の接着剤層３と一方の金型１０１の内面との間に画成されたガスケット成形用キャビティ１０３内に、ＬＩＭ（Liquid Injection Molding）などの手法によって液状ゴムを射出し、熱反応により架橋硬化させてガスケットを成形すると同時に接着剤層３を介して基板１に一体に接着している（例えば下記の特許文献１参照）。
特開２００８−１６８４４８号公報
しかしながら、従来の基板一体型ガスケットの製造方法によれば、図７に示す型締めの際に、金型１０１におけるキャビティ１０３の周囲の型押さえ面１０１ａが基板１の表面の接着剤層３と密着した状態となるため、キャビティ１０３内の残留エア等による成形不良を防止するには、金型１０１に、キャビティ１０３から延びる所要数のエアベント（不図示）を設ける必要があり、したがって成形完了後、エアベント内に流入した液状ゴムの硬化物からなるバリを切除する後工程が必要となっていた。
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、金型にキャビティから延びるエアベントを設ける必要がなく、このためエアベント内に形成されるバリを切除する後工程も不要とすることの可能な基板一体型ガスケットの製造方法を提供することにある。
本発明は、上述した技術的課題を解決するため、以下の手段を採用した。
すなわち本発明に係る基板一体型ガスケットの製造方法は、成形すべきガスケットの延長形状と対応する所定のパターンで基板の表面に接着剤を塗布する塗布工程と、前記基板を金型内に設置して型締めすることにより前記基板と前記金型の内面との間に画成されるキャビティに未硬化の成形材料を充填して硬化させる工程と、からなり、前記塗布工程において、キャビティの延長方向に沿って延びる前記接着剤の主塗布領域と、前記キャビティの外側で前記金型と密接可能な前記接着剤の部分塗布領域と、前記キャビティの外側の位置から前記キャビティの内側の位置に達する前記接着剤の非塗布領域を形成することを特徴とするものである。
上記方法によれば、型締めによって画成されるキャビティに充填された成形材料は、硬化によってキャビティと対応する形状のガスケットとして成形されると共に、接着剤層を介して基板に一体に接着される。そして、型締めの際には、キャビティの外側で互いに対向する金型と基板の間に、基板の表面の接着剤層のうちキャビティの外側に位置して形成された部分塗布領域が介在することによって、キャビティの外側の位置から前記キャビティの内側の位置に達する非塗布領域による微小隙間が形成され、この微小隙間は、成形材料の充填過程でキャビティ内のエアやガスの排出路となる。また、この微小隙間は、エアやガスは容易に通過可能である反面、成形材料の流出を抑制するものである。
本発明に係る基板一体型ガスケットの製造方法によれば、キャビティへの成形材料の充填過程で、キャビティ内の残存エア等が、キャビティの外側に接着剤の非塗布領域によって形成される微小な隙間を通じて容易に排出されるため、成形不良を防止することができ、このため金型にエアベントを設ける必要がなく、エアベントに発生するバリを切除する後工程も不要とすることができる。
本発明に係る基板一体型ガスケットの製造方法の好ましい実施の形態における型締め状態を示す部分的な断面斜視図である。 本発明に係る基板一体型ガスケットの製造方法の好ましい実施の形態における基板上の接着剤層と金型との関係を示す部分的な平面図である。 本発明に係る基板一体型ガスケットの製造方法の好ましい実施の形態における型締め状態を示すもので、（Ａ）は図２におけるＡ−Ａ’断面図、（Ｂ）はＢ−Ｂ’断面図である。 本発明に係る基板一体型ガスケットの製造方法の好ましい実施の形態における型開き状態を示す部分的な断面斜視図である。 本発明に係る基板一体型ガスケットの製造方法の他の好ましい実施の形態における基板上の接着剤層と金型との関係を示す部分的な平面図である。 基板一体型ガスケットの一例を示す部分的な断面図である。 従来技術に係る基板一体型ガスケットの製造方法を示す部分的な断面図である。
以下、本発明に係る基板一体型ガスケットの製造方法を、図４に示す基板一体型ガスケットの製造に適用した好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
まず図１に示す型締め状態において、参照符号１０はＬＩＭ成形用金型装置における上型、参照符号２０はＬＩＭ成形用金型装置における下型、参照符号１はガスケットが一体に成形される基板である。
下型２０の上面には基板１が位置決め設置されており、下型２０の上側に配置された上型１０の下面には、図示の型締め状態において下型２０上の基板１との間にガスケット成形用キャビティ４０を画成するための溝状凹部１１と、キャビティ４０（溝状凹部１１）の周囲で基板１を下型２０との間で挟持するための型押さえ面１２と、複数の液状成形材料を混合した液状ゴムをキャビティ４０へ射出するための不図示のゲートが形成されている。
キャビティ４０となる溝状凹部１１は、成形すべきガスケット（図４に示すガスケット２）の延長形状と対応する所定のパターンで平面方向へ無端状に延びており、また、成形すべきガスケット（図４に示すガスケット２）の断面形状に対応して、基板１側の扁平なベース成形部１１ａと、その上側のシールリップ成形部１１ｂからなる。
基板１の表面には、成形すべきガスケット（図４に示すガスケット２）の延長形状、言い換えればキャビティ４０の延長形状と対応する所定のパターンで予め接着剤層３０が形成されている。詳しくは、基板１の表面に接着剤を塗布して接着剤層３０を形成する工程では、図２及び図３にも示すように、キャビティ４０となる溝状凹部１１と対向される面に沿って延びる接着剤の主塗布領域３１と、この主塗布領域３１からその延長方向所定間隔で幅方向外側へ帯状に張り出し、型締めにおいてキャビティ４０の外側で上型１０の型押さえ面１２と密接可能な接着剤の部分塗布領域３２と、隣接する部分塗布領域３２，３２の間の非塗布領域３３を形成する。非塗布領域３３は、キャビティ４０の外側の位置からキャビティ４０内、すなわち溝状凹部１１の幅方向端部１１ｃより内側の位置に達するように延びている。
基板１の表面に接着剤を塗布して上述のような領域３１〜３３を有する平面形状をなす接着剤層３０を形成する方法としては、基板１の表面に非塗布領域３３と対応する形状のマスクを敷設してその上から接着剤をスプレー塗布装置によって塗布する方法や、非塗布領域３３と対応する形状のマスクを有するスクリーン版を用いてスクリーン印刷によって塗布する方法や、予め読み込んで記憶された塗布パターンのデータによってマスクレスで塗布するインクジェットによる塗布方法などが適用可能である。
そしてこのような接着剤層３０が形成された基板１を図示のように金型装置に設置して型締めすると、図１及び図３に示すように、基板１と上型１０の型押さえ面１２との間には、接着剤の部分塗布領域３２が介在することによって、非塗布領域３３には、部分塗布領域３２との微小段差による隙間δが形成される。
このため、複数の液状成形材料を混合した液状ゴムを、上型１０の不図示のゲートを通じてキャビティ４０へ射出すると、この液状ゴムがキャビティ４０へ充填される過程で、キャビティ４０内の残存エアや液状ゴムからの揮発ガスなどが、基板１と上型１０の型押さえ面１２との間に接着剤の非塗布領域３３によってキャビティ４０の延長方向所定間隔で形成された隙間δを通じて押し出され、外部へ排出される。
また、隙間δは微小なものであるため、エアや揮発ガスなどは容易に通過可能である反面、エアや揮発ガスに比較して粘性が著しく大きい液状ゴムは容易に通過することができない。しかもキャビティ４０へ充填された液状ゴムが隙間δへ流出することによるバリの形成が有効に抑制される。
キャビティ４０への液状ゴムの射出充填が完了したら、この液状ゴムを、加熱等の手段によって架橋硬化させることによって、図４に示すように、扁平な帯状のベース２ａ及びその上面から断面Ｖ字状の山形に隆起したシールリップ２ｂを備えるゴム弾性体（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）製のガスケット２が成形されると共に、このガスケット２のベース２ａが、接着剤層３０を介して基板１に一体に接着されるので、上型１０を基板１から分離して型開きを行うことによって、基板１にガスケット２が一体接着された構造の基板一体型ガスケットを取り出すことができる。
そして上述の実施の形態によれば、液状ゴムをキャビティ４０へ充填する過程でキャビティ４０内の残存エアや揮発ガスなどが、接着剤の非塗布領域３３による基板１と上型１０の型押さえ面１２との間の微小な隙間δを通じて容易に排出されるため、残存エアや揮発ガスなどによる成形不良を防止することができ、しかも上型１０にキャビティ４０からのエアや揮発ガスを排出するためのエアベントなどを別途に設ける必要がなく、またこのため、エアベントへの液状ゴムの流出によるバリの発生も起こり得ず、バリの切除工程を不要とすることができる。
なお、上述の実施の形態では、基板１の表面に接着剤を塗布することによって形成される接着剤層３０が、帯状の部分塗布領域３２と非塗布領域３３を主塗布領域３１の延長方向所定間隔で交互に有するものとして説明したが、型締めによって、部分塗布領域３２が基板１と上型１０の型押さえ面１２との間に介在して、非塗布領域３３に部分塗布領域３２との微小段差による隙間δが形成されるものであれば、部分塗布領域３２と非塗布領域３３の形成パターンは特に限定されない。
たとえば、図５に本発明に係る基板一体型ガスケットの製造方法の他の実施の形態として示すように、キャビティ４０の外側の位置からキャビティ４０内側の位置にかけて、多数の部分塗布領域３２が六角格子状あるいは正方格子状などをなすように散在し、非塗布領域３３がこれらの部分塗布領域３２の間を連続して延びているものであっても良い。
１ 基板
２ ガスケット
１０ 上型（金型）
１２ 型押さえ面
２０ 下型（金型）
３０ 接着剤層
３１ 主塗布領域
３２ 部分塗布領域
３３ 非塗布領域
４０ キャビティ
δ 隙間

Claims (1)

  1. 成形すべきガスケットの延長形状と対応する所定のパターンで基板の表面に接着剤を塗布する塗布工程と、前記基板を金型内に設置して型締めすることにより前記基板と前記金型の内面との間に画成されるキャビティに未硬化の成形材料を充填して硬化させる工程と、からなり、前記塗布工程において、キャビティの延長方向に沿って延びる前記接着剤の主塗布領域と、前記キャビティの外側で前記金型と密接可能な前記接着剤の部分塗布領域と、前記キャビティの外側の位置から前記キャビティの内側の位置に達する前記接着剤の非塗布領域を形成することを特徴とする基板一体型ガスケットの製造方法。
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