JP2020138514A - Manufacturing method of gasket - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スクリーン印刷を用いたガスケットの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a gasket using screen printing.
従来、燃料電池に備えられるセパレータなどの基材上に、スクリーン印刷によりガスケットを製造する方法が知られている。また、このような技術において、密封性を高めるために、基材に凸部（ビード）を形成して、この凸部上にスクリーン印刷によってガスケットを設ける技術が知られている（特許文献１，２参照）。 Conventionally, a method of manufacturing a gasket by screen printing on a base material such as a separator provided in a fuel cell has been known. Further, in such a technique, in order to improve the sealing property, a technique is known in which a convex portion (bead) is formed on a base material and a gasket is provided on the convex portion by screen printing (Patent Documents 1 and 1). 2).
一般的に、スクリーン印刷においては、基材上に塗布された材料は、基材の引力及び材料の表面張力によって流動し、表面の凹凸がなだらかになるように変形する。しかしながら、粘性が高く、レベリング性が低い材料の場合には、流動し難いため、短手方向の中央の厚みが薄く、両端の厚みが厚くなる現象（サドル現象と呼ばれる）が生じることが知られている（特許文献３参照）。このようなサドル現象は、短手方向の幅が広いほど発生し易い。 Generally, in screen printing, the material applied on the base material flows due to the attractive force of the base material and the surface tension of the material, and is deformed so that the unevenness of the surface becomes smooth. However, in the case of a material with high viscosity and low leveling property, it is difficult to flow, so it is known that a phenomenon (called a saddle phenomenon) occurs in which the thickness at the center in the lateral direction is thin and the thickness at both ends is thick. (See Patent Document 3). Such a saddle phenomenon is more likely to occur as the width in the lateral direction is wider.
図８は基材に形成された凸部上に設けたガスケットに、サドル現象が発生した様子を示している。なお、図８は、ガスケットが伸びる方向（長手方向）に対して垂直に、基材及びガスケットを切断した断面図である。図示のように、基材７００に形成された凸部７１０上に設けられたガスケット７５０は、短手方向の中央の厚みが薄く、両端の厚みが厚くなっている。このようなサドル現象が発生してしまうと、ガスケット７５０における短手方向の中央付近の厚みが薄いため、密封性が低下してしまうおそれがある。また、使用環境や求められる密封性能によっては、ガスケットの厚みを厚くしなければならず、スクリーン印刷を複数回繰り返すことで、ガスケットが多層構造となる場合がある。 FIG. 8 shows a state in which the saddle phenomenon occurs in the gasket provided on the convex portion formed on the base material. Note that FIG. 8 is a cross-sectional view of the base material and the gasket cut perpendicular to the direction in which the gasket extends (longitudinal direction). As shown in the drawing, the gasket 750 provided on the convex portion 710 formed on the base material 700 has a thin center in the lateral direction and a thick end at both ends. If such a saddle phenomenon occurs, the thickness of the gasket 750 near the center in the lateral direction is thin, so that the sealing property may be deteriorated. Further, depending on the usage environment and the required sealing performance, the thickness of the gasket must be increased, and the gasket may have a multi-layer structure by repeating screen printing a plurality of times.
図９は基材上に多層構造のガスケットが設けられる場合について示している。なお、図９においても、ガスケットが伸びる方向（長手方向）に対して垂直に、基材及びガスケットを切断した断面図を示している。図示のように、基材８００に形成された凸部８１０上に設けられたガスケット８５０は、凸部８１０上に設けられた第１薄膜層８５１と、第１薄膜層８５１上に設けられる第２薄膜層８５２とから構成される。このガスケット８５０においては、同一の形状寸法のスクリーン版を用いて、スクリーン印刷を２回繰り返すことによって、第１薄膜層８５１及び第２薄膜層８５２が設けられる。図示のように、第１薄膜層８５１にサドル現象が発生しており、第２薄膜層８５２においては、より一層、サドル現象が顕著になってしまう。図中のＧは規格の範囲を示しており、ガスケット８５０における短手方向の中央の寸法を規格Ｇの範囲に収めようとすると、短手方向の両端側が規格Ｇよりも厚みが厚くなってしまうため、密封性が不安定になってしまう。 FIG. 9 shows a case where a multi-layered gasket is provided on the base material. Note that FIG. 9 also shows a cross-sectional view of the base material and the gasket cut perpendicular to the direction in which the gasket extends (longitudinal direction). As shown in the figure, the gasket 850 provided on the convex portion 810 formed on the base material 800 has a first thin film layer 851 provided on the convex portion 810 and a second thin film layer 851 provided on the first thin film layer 851. It is composed of a thin film layer 852. In the gasket 850, the first thin film layer 851 and the second thin film layer 852 are provided by repeating screen printing twice using screen plates having the same shape and dimensions. As shown in the figure, the saddle phenomenon occurs in the first thin film layer 851, and the saddle phenomenon becomes more remarkable in the second thin film layer 852. G in the figure indicates the range of the standard, and if the central dimension of the gasket 850 in the lateral direction is to be within the range of the standard G, both ends in the lateral direction will be thicker than the standard G. Therefore, the sealing property becomes unstable.
本発明の目的は、凸部上に形成されるガスケットの厚みを均一化することのできるガスケットの製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a gasket capable of making the thickness of the gasket formed on the convex portion uniform.
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 to solve the above problems.
本発明のガスケットの製造方法は、
基材に形成された凸部上に、スクリーン印刷によって形成するゴム状弾性体製のガスケットの製造方法において、
材料が通過する開口部における短手方向の幅が、製造後のガスケットにおける短手方向の幅よりも狭い第１スクリーン版を用いて、前記凸部上に、スクリーン印刷により第１薄膜層を形成する第１工程と、
第１工程後に、材料が通過する開口部における短手方向の幅が、製造後のガスケットにおける短手方向の幅と同一となるように設計された第２スクリーン版を用いて、第１薄膜層よりも表面側に、スクリーン印刷により第２薄膜層を形成する第２工程と、
を有することを特徴とする。
The method for manufacturing a gasket of the present invention
In the method for manufacturing a gasket made of a rubber-like elastic body formed by screen printing on a convex portion formed on a base material,
A first thin film layer is formed on the convex portion by screen printing using a first screen plate in which the width in the lateral direction at the opening through which the material passes is narrower than the width in the lateral direction in the gasket after production. The first step to do and
After the first step, a first thin film layer is used with a second screen plate designed so that the width of the opening through which the material passes is the same as the width of the manufactured gasket. The second step of forming the second thin film layer by screen printing on the surface side of the surface,
It is characterized by having.
本発明によれば、第１薄膜層は、材料が通過する開口部における短手方向の幅が、製造後のガスケットにおける短手方向の幅よりも狭い第１スクリーン版を用いて形成されるため、サドル現象の発生を抑制することができる。そして、第２薄膜層は、材料が通過する開口部における短手方向の幅が、製造後のガスケットにおける短手方向の幅と同一となるように設計された第２スクリーン版を用いて形成される。しかしながら、第２薄膜層は、第１薄膜層よりも表面側に形成されるため、第２薄膜層の短手方向の端部においては、スクリーン印刷の際に、第２薄膜層の材料の一部が、第１薄膜層における短手方向の端部の外側に流れ出る。これにより、第２薄膜層においては、短手方向の端部の厚みが、中央の厚みよりも厚くなってしまうことを抑制することができる。 According to the present invention, the first thin film layer is formed by using a first screen plate in which the width in the lateral direction at the opening through which the material passes is narrower than the width in the lateral direction in the gasket after production. , The occurrence of the saddle phenomenon can be suppressed. Then, the second thin film layer is formed by using a second screen plate designed so that the width in the lateral direction at the opening through which the material passes is the same as the width in the lateral direction in the gasket after production. To. However, since the second thin film layer is formed on the surface side of the first thin film layer, one of the materials of the second thin film layer is used at the short end of the second thin film layer during screen printing. The portion flows out of the lateral end of the first thin film layer. As a result, in the second thin film layer, it is possible to prevent the thickness of the end portion in the lateral direction from becoming thicker than the thickness of the center portion.
第２薄膜層は、第１薄膜層の短手方向の両側にはみ出るように形成させるとよい。 The second thin film layer may be formed so as to protrude on both sides of the first thin film layer in the lateral direction.
これにより、第２薄膜層における短手方向の両端部について、短手方向の中央よりも厚みが厚くなってしまうことを抑制することができる。 As a result, it is possible to prevent both ends of the second thin film layer in the lateral direction from becoming thicker than the center in the lateral direction.
第２薄膜層は、第１薄膜層の表面と、前記凸部の表面のうち第１薄膜層における短手方向の両側の部分とに接触するように形成させるとよい。 The second thin film layer may be formed so as to be in contact with the surface of the first thin film layer and the surfaces of the convex portions on both sides of the first thin film layer in the lateral direction.
以上説明したように、本発明によれば、凸部上に形成されるガスケットの厚みを均一化することができる。 As described above, according to the present invention, the thickness of the gasket formed on the convex portion can be made uniform.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、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。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail exemplarily based on examples with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention to those, unless otherwise specified. ..
（実施例）
図１〜図６を参照して、本発明の実施例に係るガスケットの製造方法について説明する。なお、本実施例においては、燃料電池におけるセパレータにガスケットを設ける場合について説明する。
(Example)
A method for manufacturing a gasket according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6. In this embodiment, a case where a gasket is provided on the separator in the fuel cell will be described.
＜密封構造＞
図１を参照して、本実施例に係る密封構造について説明する。図１は本発明の実施例に係る密封構造の模式的断面図であり、より具体的には、燃料電池の模式的断面図である。一般的に、燃料電池は、複数の単セルからなるセルスタックとして構成される。図１においては、単セル１０の模式的断面図を示している。単セル１０は、一対の基材としてのセパレータ１００と、これら一対のセパレータ１００の間に設けられるＭＥＡ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）とを備えている。ＭＥＡは、電解質膜２００と、電解質膜２００の両面に備えられる一対のガス拡散層３００とを備えている。また、セパレータ１００は、金属などにより構成される板状の部材により構成される。このセパレータ１００には、燃料ガスや酸化剤ガスなどが流れる流路１２０が形成されている。
<Sealed structure>
The sealed structure according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a sealed structure according to an embodiment of the present invention, and more specifically, is a schematic cross-sectional view of a fuel cell. Generally, a fuel cell is configured as a cell stack consisting of a plurality of single cells. FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of the single cell 10. The single cell 10 includes a separator 100 as a pair of base materials and a MEA (Membrane Electrode Assembly) provided between the pair of separators 100. The MEA includes an electrolyte membrane 200 and a pair of gas diffusion layers 300 provided on both sides of the electrolyte membrane 200. Further, the separator 100 is composed of a plate-shaped member made of metal or the like. The separator 100 is formed with a flow path 120 through which fuel gas, oxidant gas, and the like flow.
そして、単セル１０には、その外部に燃料ガスや酸化剤ガスなどが漏れるのを防ぐために、ゴム状弾性体製のガスケット１５０が設けられている。ガスケット１５０の材料としては、ＶＭＱ，ＥＰＤＭ，ＦＫＭなどを好適な例として挙げることができる。そして、ガスケット１５０は、セパレータ１００に形成された凸部（ビード）１１０上に設けられている。このガスケット１５０によって、セパレータ１００と電解質膜２００との間の隙間が封止される。 The single cell 10 is provided with a gasket 150 made of a rubber-like elastic body in order to prevent fuel gas, oxidant gas, and the like from leaking to the outside. As the material of the gasket 150, VMQ, EPDM, FKM and the like can be mentioned as suitable examples. The gasket 150 is provided on the convex portion (bead) 110 formed on the separator 100. The gasket 150 seals the gap between the separator 100 and the electrolyte membrane 200.
＜ガスケット＞
特に、図２及び図３を参照して、ガスケット１５０について、より詳細に説明する。図２は本発明の実施例に係るセパレータ１００に設けられたガスケット１５０の平面図である。なお、図２においては、セパレータ１００に設けられる流路１２０については省略して示している。図３は本発明の実施例に係るセパレータ１００に設けられたガスケット１５０の模式的断面図であり、図２中のＡＡ断面図に相当する。すなわち、図３においては、セパレータ１００における凸部１１０及びガスケット１５０が伸びる方向（長手方向）に対して垂直に、セパレータ１００及びガスケット１５０を切断した断面図の一部を示している。つまり、図３中のガスケット１５０は、その短手方向にガスケット１５０が切断された断面図である。
<Gasket>
In particular, the gasket 150 will be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a plan view of the gasket 150 provided on the separator 100 according to the embodiment of the present invention. In FIG. 2, the flow path 120 provided in the separator 100 is omitted. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the gasket 150 provided on the separator 100 according to the embodiment of the present invention, and corresponds to the AA cross-sectional view in FIG. That is, FIG. 3 shows a part of a cross-sectional view in which the separator 100 and the gasket 150 are cut perpendicular to the extending direction (longitudinal direction) of the convex portion 110 and the gasket 150 of the separator 100. That is, the gasket 150 in FIG. 3 is a cross-sectional view in which the gasket 150 is cut in the lateral direction thereof.
ガスケット１５０は、セパレータ１００の外縁の内側に、当該外縁に沿って形成された凸部１１０上に設けられている。なお、ガスケット１５０は、凸部１１０の表面全体を覆うように設けられている。そして、本実施例に係るガスケット１５０は、凸部１１０の表面に接するように設けられる第１薄膜層１５１と、第１薄膜層１５１よりも表面側に設けられる第２薄膜層１５２とから構成される。第１薄膜層１５１は、凸部１１０が伸びる方向（長手方向）に沿って、凸部１１０の中央付近に設けられている。この第１薄膜層１５１の短手方向の幅は、凸部１１０の短手方向の幅よりも狭い。そして、第２薄膜層１５２は、第１薄膜層１５１の短手方向の両側にはみ出るように設けられている。より具体的には、第２薄膜層１５２は、第１薄膜層１５１の表面と、凸部１１０の表面のうち第１薄膜
層１５１における短手方向の両側の部分とに接触するように設けられる（図３参照）。なお、本実施例に係るガスケット１５０は、短手方向の幅Ｓが全周に亘って一定となるように設けられている。
The gasket 150 is provided inside the outer edge of the separator 100 on a convex portion 110 formed along the outer edge. The gasket 150 is provided so as to cover the entire surface of the convex portion 110. The gasket 150 according to the present embodiment is composed of a first thin film layer 151 provided so as to be in contact with the surface of the convex portion 110 and a second thin film layer 152 provided on the surface side of the first thin film layer 151. To. The first thin film layer 151 is provided near the center of the convex portion 110 along the direction in which the convex portion 110 extends (longitudinal direction). The width of the first thin film layer 151 in the lateral direction is narrower than the width of the convex portion 110 in the lateral direction. The second thin film layer 152 is provided so as to protrude on both sides of the first thin film layer 151 in the lateral direction. More specifically, the second thin film layer 152 is provided so as to come into contact with the surface of the first thin film layer 151 and both sides of the surface of the convex portion 110 in the lateral direction of the first thin film layer 151. (See FIG. 3). The gasket 150 according to the present embodiment is provided so that the width S in the lateral direction is constant over the entire circumference.
＜ガスケットの製造方法＞
特に、図４〜図６を参照して、本実施例に係るガスケット１５０の製造方法について説明する。図４及び図６は本発明のガスケットの製造方法に用いられるスクリーン版の平面図である。図５はスクリーン印刷方法を説明する説明図である。なお、図５中のスクリーン版５００は、図４中のＢＢ断面図に相当する。
<Gasket manufacturing method>
In particular, a method for manufacturing the gasket 150 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 6. 4 and 6 are plan views of a screen plate used in the method for manufacturing a gasket of the present invention. FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a screen printing method. The screen plate 500 in FIG. 5 corresponds to the BB sectional view in FIG.
本実施例に係るガスケット１５０は、セパレータ１００に形成された凸部１１０上に、スクリーン印刷によって形成される。また、本実施例においては、２回のスクリーン印刷を行うことによって、ガスケット１５０が形成される。以下、１回目のスクリーン印刷による印刷工程を第１工程と称し、２回目のスクリーン印刷による印刷工程を第２工程と称する。 The gasket 150 according to this embodiment is formed by screen printing on the convex portion 110 formed on the separator 100. Further, in this embodiment, the gasket 150 is formed by performing screen printing twice. Hereinafter, the printing process by the first screen printing is referred to as a first step, and the printing process by the second screen printing is referred to as a second step.
＜＜第１工程＞＞
第１工程においては、図４及び図５に示す第１スクリーン版５００を用いて、スクリーン印刷がなされる。第１スクリーン版５００は、マスク５１０と、マスク５１０の片面に設けられるメッシュ状のスクリーン５２０とから構成される。マスク５１０には、ガスケット１５０の材料（ゴム材料）が通過する開口部５１１が設けられている。この開口部５１１における短手方向の幅Ｔは、製造後のガスケット１５０における短手方向の幅Ｓよりも狭く設定されている。このように構成される第１スクリーン版５００を用いて、セパレータ１００の凸部１１０上に、スクリーン印刷により第１薄膜層１５１が形成される。
<< First step >>
In the first step, screen printing is performed using the first screen plate 500 shown in FIGS. 4 and 5. The first screen plate 500 is composed of a mask 510 and a mesh-shaped screen 520 provided on one side of the mask 510. The mask 510 is provided with an opening 511 through which the material (rubber material) of the gasket 150 passes. The width T in the lateral direction of the opening 511 is set to be narrower than the width S in the lateral direction of the manufactured gasket 150. Using the first screen plate 500 configured in this way, the first thin film layer 151 is formed on the convex portion 110 of the separator 100 by screen printing.
スクリーン印刷について、図５を参照して説明する。まず、マスク５１０がセパレータ１００側を向くように、第１スクリーン版５００がセパレータ１００上に被せられる。第１スクリーン版５００の表面側（スクリーン５２０の表面側）には、ガスケット１５０の材料１５０Ｘが供給される。そして、スキージ５５０が、セパレータ１００側に押圧されながら、スクリーン５２０の表面を摺動するように移動する（図中、矢印Ｍ方向に移動する）。これにより、スキージ５５０が開口部５１１上を通過する際に、材料１５０Ｘの一部が開口部５１１を通過して、セパレータ１００の凸部１１０上に押し出される。このようにして押し出された材料１５１Ｘが、その後、架橋により硬化することによって、第１薄膜層１５１が形成される。 Screen printing will be described with reference to FIG. First, the first screen plate 500 is put on the separator 100 so that the mask 510 faces the separator 100 side. The material 150X of the gasket 150 is supplied to the surface side of the first screen plate 500 (the surface side of the screen 520). Then, the squeegee 550 moves so as to slide on the surface of the screen 520 while being pressed toward the separator 100 (moves in the direction of arrow M in the drawing). As a result, when the squeegee 550 passes over the opening 511, a part of the material 150X passes through the opening 511 and is pushed out onto the convex portion 110 of the separator 100. The material 151X extruded in this way is then cured by cross-linking to form the first thin film layer 151.
＜＜第２工程＞＞
第２工程においては、図６に示す第２スクリーン版６００を用いて、スクリーン印刷がなされる。第２スクリーン版６００においても、マスク６１０と、マスク６１０の片面に設けられるメッシュ状のスクリーン６２０とから構成される。そして、マスク６１０には、ガスケット１５０の材料（ゴム材料）が通過する開口部６１１が設けられている。この開口部６１１における短手方向の幅Ｓは、製造後のガスケット１５０における短手方向の幅Ｓと同一となるように設計されている。このように構成される第２スクリーン版６００を用いて、第１薄膜層１５１よりも表面側に、スクリーン印刷により第２薄膜層１５２が形成される。
<< Second step >>
In the second step, screen printing is performed using the second screen plate 600 shown in FIG. The second screen plate 600 is also composed of a mask 610 and a mesh-shaped screen 620 provided on one side of the mask 610. The mask 610 is provided with an opening 611 through which the material (rubber material) of the gasket 150 passes. The width S in the lateral direction of the opening 611 is designed to be the same as the width S in the lateral direction of the manufactured gasket 150. Using the second screen plate 600 configured in this way, the second thin film layer 152 is formed by screen printing on the surface side of the first thin film layer 151.
スクリーン印刷方法については、第１工程において説明した通りである。なお、第２スクリーン版６００をセパレータ１００上に被せた際には、第２スクリーン版６００の開口部６１１の中心線（短手方向の中心を繋ぐ線）と、第１薄膜層１５１の中心線（短手方向の中心を繋ぐ線）とが一致するように開口部６１１は設計されている。 The screen printing method is as described in the first step. When the second screen plate 600 is placed on the separator 100, the center line of the opening 611 of the second screen plate 600 (the line connecting the centers in the lateral direction) and the center line of the first thin film layer 151. The opening 611 is designed to coincide with (the line connecting the centers in the lateral direction).
以上のように構成される第２スクリーン版６００を用いてスクリーン印刷を行うことによって、第２薄膜層１５２が形成され、上述したガスケット１５０が製造される。 By performing screen printing using the second screen plate 600 configured as described above, the second thin film layer 152 is formed, and the gasket 150 described above is manufactured.
＜本実施例に係るガスケットの製造方法の優れた点＞
本実施例に係る製造方法によれば、第１薄膜層１５１は、材料が通過する開口部５１１における短手方向の幅Ｔが、製造後のガスケット１５０における短手方向の幅Ｓよりも狭い第１スクリーン版５００を用いて形成される。そのため、サドル現象の発生を抑制することができる。すなわち、背景技術の中で説明したように、粘性が高く、レベリング性が低い材料（ゴム材料）の場合には、スクリーン印刷により塗布された材料にはサドル現象が発生し易い。しかしながら、短手方向の幅が狭いと、サドル現象の発生を抑制することができる。従って、ガスケット１５０の材料１５０Ｘの特性に応じて、開口部５１１における短手方向の幅Ｔをサドル現象が発生しない程度に設定しておくことで、第１薄膜層１５１にサドル現象が発生してしまうことを抑制することができる。
<Excellent points of the gasket manufacturing method according to this embodiment>
According to the manufacturing method according to the present embodiment, in the first thin film layer 151, the width T in the lateral direction at the opening 511 through which the material passes is narrower than the width S in the lateral direction in the gasket 150 after production. It is formed using a one-screen plate 500. Therefore, the occurrence of the saddle phenomenon can be suppressed. That is, as described in the background art, in the case of a material having high viscosity and low leveling property (rubber material), the saddle phenomenon is likely to occur in the material applied by screen printing. However, if the width in the lateral direction is narrow, the occurrence of the saddle phenomenon can be suppressed. Therefore, by setting the width T in the lateral direction of the opening 511 to such that the saddle phenomenon does not occur according to the characteristics of the material 150X of the gasket 150, the saddle phenomenon occurs in the first thin film layer 151. It is possible to suppress the storage.
そして、第２薄膜層１５２は、材料が通過する開口部６１１における短手方向の幅Ｓが、製造後のガスケット１５０における短手方向の幅Ｓと同一となるように設計された第２スクリーン版６００を用いて形成される。しかしながら、第２薄膜層１５２は、第１薄膜層１５１よりも表面側に形成されるため、第２薄膜層１５２の短手方向の端部においては、スクリーン印刷の際に、第２薄膜層１５２の材料の一部が、第１薄膜層１５１における短手方向の端部の外側に流れ出る。これにより、第２薄膜層１５２においては、短手方向の端部の厚みが、中央の厚みよりも厚くなってしまうことを抑制することができる。従って、凸部１１０上に形成されるガスケット１５０の厚みをより確実に均一化することができる。なお、本実施例においては、第２薄膜層１５２は、第１薄膜層１５１の短手方向の両側にはみ出るように形成されるので、第２薄膜層１５２における短手方向の両端部について、短手方向の中央よりも厚みが厚くなってしまうことを抑制することができる。 The second thin film layer 152 is a second screen plate designed so that the width S in the lateral direction at the opening 611 through which the material passes is the same as the width S in the lateral direction in the gasket 150 after production. Formed using 600. However, since the second thin film layer 152 is formed on the surface side of the first thin film layer 151, the second thin film layer 152 is formed at the lateral end of the second thin film layer 152 at the time of screen printing. A part of the material of the first thin film layer 151 flows out to the outside of the end portion in the lateral direction. As a result, in the second thin film layer 152, it is possible to prevent the thickness of the end portion in the lateral direction from becoming thicker than the thickness of the center portion. Therefore, the thickness of the gasket 150 formed on the convex portion 110 can be more reliably made uniform. In this embodiment, since the second thin film layer 152 is formed so as to protrude on both sides of the first thin film layer 151 in the lateral direction, both ends of the second thin film layer 152 in the lateral direction are short. It is possible to prevent the thickness from becoming thicker than the center in the hand direction.
以上のように、本実施例に係る製造方法によれば、粘性が高く、レベリング性が低い材料を用いた場合でも、凸部１１０上に形成されるガスケット１５０の厚みを均一化することができる。 As described above, according to the manufacturing method according to the present embodiment, the thickness of the gasket 150 formed on the convex portion 110 can be made uniform even when a material having high viscosity and low leveling property is used. ..
ここで、上記の幅Ｔが１．０ｍｍの第１スクリーン版５００を用いてスクリーン印刷を行って第１薄膜層１５１を形成し、その後、上記の幅Ｓが１．８ｍｍの第２スクリーン版６００を用いてスクリーン印刷を行って第２薄膜層１５２を形成した。このようにして、短手方向の幅Ｓが１．８ｍｍ、厚み（高さ）が２０μｍ以上１００μｍ以下のガスケット１５０を製造したところ、ガスケット１５０の厚みを均一にすることができた。また、この製造方法により得られたガスケット１５０においては、短手方向の幅の中央付近の厚みを規格内に良好に収めることができ、短手方向の両端付近は、中央付近の厚みよりも薄く、安定した密封性が得られることが確認できた。 Here, screen printing is performed using the first screen plate 500 having a width T of 1.0 mm to form the first thin film layer 151, and then the second screen plate 600 having a width S of 1.8 mm is formed. The second thin film layer 152 was formed by screen printing using the above. In this way, when the gasket 150 having a width S in the lateral direction of 1.8 mm and a thickness (height) of 20 μm or more and 100 μm or less was manufactured, the thickness of the gasket 150 could be made uniform. Further, in the gasket 150 obtained by this manufacturing method, the thickness near the center of the width in the lateral direction can be well contained within the standard, and the thickness near both ends in the lateral direction is thinner than the thickness near the center. It was confirmed that stable sealing property can be obtained.
これに対して、開口部における短手方向の幅が１．４ｍｍのスクリーン版を用いて、２回のスクリーン印刷を行った。その結果、１回目のスクリーン印刷により得られた薄膜層でサドル現象が発生し、２回目のスクリーン印刷により得られた薄膜層では、より一層サドル現象が顕著になった。その結果、この製造方法により得られたガスケットは、短手方向の幅の中央付近の厚みを規格内に収めることができたものの、短手方向の両端付近は、中央付近の厚みよりも厚く、規格内に収めることができなかった。 On the other hand, screen printing was performed twice using a screen plate having a width of 1.4 mm in the lateral direction at the opening. As a result, the saddle phenomenon occurred in the thin film layer obtained by the first screen printing, and the saddle phenomenon became more remarkable in the thin film layer obtained by the second screen printing. As a result, the gasket obtained by this manufacturing method was able to keep the thickness near the center of the width in the lateral direction within the standard, but the thickness near both ends in the lateral direction was thicker than the thickness near the center. Could not fit within the standard.
（その他）
上記実施例においては、セパレータ１００に形成される凸部１１０は、その上面が平面により構成される場合を示した。しかしながら、本発明においては、このような凸部１１０に限定されることはなく、異なる形状の凸部に対して形成されるガスケットについても
適用可能である。例えば、図７には、本発明の変形例に係るガスケットの模式的断面図を示している。図７に示すように、セパレータ１００Ｙに形成される凸部１１０Ｙの上面が、中央が平面で構成され、その両端側が傾斜面で構成される場合であっても、この凸部１１０Ｙの上面に形成されるガスケット１５０Ｙに対して、本発明の製造方法を適用することができる。この場合においても、短手方向の幅が狭い第１薄膜層１５１Ｙと、短手方向の幅が凸部１１０Ｙの短手方向の幅と等しい第２薄膜層１５２Ｙとから構成されるガスケット１５０Ｙが製造される。
(Other)
In the above embodiment, the convex portion 110 formed on the separator 100 shows a case where the upper surface thereof is formed of a flat surface. However, the present invention is not limited to such a convex portion 110, and can be applied to a gasket formed on a convex portion having a different shape. For example, FIG. 7 shows a schematic cross-sectional view of a gasket according to a modified example of the present invention. As shown in FIG. 7, the upper surface of the convex portion 110Y formed on the separator 100Y is formed on the upper surface of the convex portion 110Y even when the center is formed of a flat surface and both end surfaces thereof are formed of inclined surfaces. The manufacturing method of the present invention can be applied to the gasket 150Y. Also in this case, a gasket 150Y composed of a first thin film layer 151Y having a narrow width in the lateral direction and a second thin film layer 152Y having a width in the lateral direction equal to the width in the lateral direction of the convex portion 110Y is manufactured. Will be done.
また、上記実施例においては、２回のスクリーン印刷によって、２層構造のガスケット１５０を製造する場合について説明した。しかしながら、本発明においては、３回以上のスクリーン印刷によって、３層以上の構造により構成されるガスケットを製造する場合にも適用可能である。すなわち、上述した第１工程と第２工程の間に、１以上のスクリーン印刷工程を追加することで、３層以上の構造により構成されるガスケットを製造する場合も本発明に含まれる。この場合、第１工程と第２工程の間にスクリーン印刷を行う際のスクリーン版は、第１工程の際に用いた第１スクリーン版５００を採用することができる。また、第１工程と第２工程の間にスクリーン印刷を行う際のスクリーン版については、ガスケットの材料が通過する開口部の短手方向の幅が、徐々に広くなるように、順次スクリーン版を交換することも好適である。 Further, in the above embodiment, a case where the gasket 150 having a two-layer structure is manufactured by two screen printings has been described. However, in the present invention, it is also applicable to the case of manufacturing a gasket having a structure of three or more layers by screen printing three or more times. That is, the present invention also includes a case where a gasket having a structure of three or more layers is manufactured by adding one or more screen printing steps between the first step and the second step described above. In this case, the first screen plate 500 used in the first step can be adopted as the screen plate for performing screen printing between the first step and the second step. For the screen slab when screen printing is performed between the first step and the second step, the screen slab is sequentially applied so that the width of the opening through which the gasket material passes in the lateral direction gradually increases. It is also preferable to replace it.
更に、上記実施例においては、燃料電池のセパレータにガスケットを設ける場合を例にして説明した。しかしながら、本発明に係るガスケットは、そのような用途に限定されることはない。例えば、金属ガスケットにおける凸部（ビード）上にゴム状弾性体製のガスケットを設ける場合にも適用可能である。 Further, in the above embodiment, the case where the gasket is provided in the separator of the fuel cell has been described as an example. However, the gasket according to the present invention is not limited to such applications. For example, it is also applicable when a gasket made of a rubber-like elastic body is provided on a convex portion (bead) of a metal gasket.
１０ 単セル
１００，１００Ｙ セパレータ
１１０，１１０Ｙ 凸部
１２０ 流路
１５０，１５０Ｙ ガスケット
１５０Ｘ、１５１Ｘ 材料
１５１，１５１Ｙ 第１薄膜層
１５２，１５２Ｙ 第２薄膜層
２００ 電解質膜
３００ ガス拡散層
５００ 第１スクリーン版
５１０ マスク
５１１ 開口部
５２０ スクリーン
５５０ スキージ
６００ 第２スクリーン版
６１０ マスク
６１１ 開口部
６２０ スクリーン
10 Single cell 100,100Y Separator 110,110Y Convex part 120 Flow path 150, 150Y Gasket 150X, 151X Material 151,151Y First thin film layer 152,152Y Second thin film layer 200 Electrolyte membrane 300 Gas diffusion layer 500 First screen version 510 Mask 511 Opening 520 Screen 550 Squeegee 600 Second Screen Edition 610 Mask 611 Opening 620 Screen
Claims (3)
材料が通過する開口部における短手方向の幅が、製造後のガスケットにおける短手方向の幅よりも狭い第１スクリーン版を用いて、前記凸部上に、スクリーン印刷により第１薄膜層を形成する第１工程と、
第１工程後に、材料が通過する開口部における短手方向の幅が、製造後のガスケットにおける短手方向の幅と同一となるように設計された第２スクリーン版を用いて、第１薄膜層よりも表面側に、スクリーン印刷により第２薄膜層を形成する第２工程と、
を有することを特徴とするガスケットの製造方法。 In the method for manufacturing a gasket made of a rubber-like elastic body formed by screen printing on a convex portion formed on a base material,
A first thin film layer is formed on the convex portion by screen printing using a first screen plate in which the width in the lateral direction at the opening through which the material passes is narrower than the width in the lateral direction in the gasket after production. The first step to do and
After the first step, a first thin film layer is used with a second screen plate designed so that the width of the opening through which the material passes is the same as the width of the manufactured gasket. The second step of forming the second thin film layer by screen printing on the surface side of the surface,
A method for manufacturing a gasket, which comprises.
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