JP7261614B2 - Gasket manufacturing method - Google Patents

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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 of 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)。 BACKGROUND ART Conventionally, a method of manufacturing a gasket by screen printing on a base material such as a separator provided in a fuel cell is known. In addition, among such techniques, there is known a technique of forming projections (beads) on a base material and providing gaskets on the projections by screen printing in order to improve sealing performance (Patent Document 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, a material applied to a 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 irregularities on the surface are smoothed. However, in the case of materials with high viscosity and low leveling properties, it is difficult to flow, so it is known that a phenomenon (called a saddle phenomenon) occurs in which the thickness in the center in the transverse 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 increases.

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 occurred 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 perpendicularly to the direction in which the gasket extends (longitudinal direction). As shown in the figure, the gasket 750 provided on the convex portion 710 formed on the base material 700 has a smaller thickness at the center in the lateral direction and a larger thickness 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 there is a risk that the sealing performance will deteriorate. In addition, depending on the usage environment and the required sealing performance, the thickness of the gasket must be increased, and repeated screen printing may result in the gasket having a multi-layered structure.

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 substrate. Note that FIG. 9 also shows a cross-sectional view of the substrate and the gasket cut perpendicularly to the direction in which the gasket extends (longitudinal direction). As shown, the gasket 850 provided on the convex portion 810 formed on the substrate 800 includes 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 . and a thin film layer 852 . In this gasket 850, a first thin film layer 851 and a second thin film layer 852 are provided by repeating screen printing twice using a screen plate having the same shape and size. As shown in the figure, the saddle phenomenon occurs in the first thin film layer 851 and becomes even more pronounced in the second thin film layer 852 . G in the figure indicates the range of the standard, and if the central dimension in the transverse direction of the gasket 850 is to be within the range of the standard G, both ends in the transverse direction will be thicker than the standard G. Therefore, the sealing becomes unstable.

国際公開第2017/077900号WO2017/077900 国際公開第2017/212775号WO2017/212775 特開2006-335045号公報JP 2006-335045 A

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。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a gasket that can uniformize the thickness of the gasket formed on the convex portion.

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 the gasket of the present invention comprises:
In a method for manufacturing a rubber-like elastic gasket formed by screen printing on a convex portion formed on a base material,
A first thin film layer is formed on the protrusions by screen printing using a first screen plate in which the width in the width direction of the opening through which the material passes is narrower than the width in the width direction of the manufactured gasket. a first step of
After the first step, using a second screen plate designed so that the width in the width direction of the opening through which the material passes is the same as the width in the width direction of the manufactured gasket, the first thin film layer A second step of forming a second thin film layer by screen printing on the surface side of the
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 using the first screen plate in which the width in the widthwise direction of the opening through which the material passes is narrower than the width in the widthwise direction of the manufactured gasket. , the occurrence of saddle phenomenon can be suppressed. The second thin film layer is formed using a second screen plate designed so that the width in the width direction of the opening through which the material passes is the same as the width in the width direction of the manufactured gasket. be. However, since the second thin film layer is formed closer to the surface side than the first thin film layer, at the ends of the second thin film layer in the width direction, during screen printing, one of the materials of the second thin film layer flow out to the outside of the lateral ends of the first thin film layer. Thereby, in the second thin film layer, it is possible to prevent the thickness of the ends in the width direction from becoming thicker than the thickness of the center.

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 is preferably formed so as to protrude from both lateral sides of the first thin film layer.

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 the second thin film layer from becoming thicker at both ends in the widthwise direction than in the center in the widthwise 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 is preferably formed so as to be in contact with the surface of the first thin film layer and the portions of the surface of the protrusion 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 projection can be made uniform.

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る。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a sealing structure according to an embodiment of the invention. 図2は本発明の実施例に係るガスケットの平面図である。FIG. 2 is a plan view of a gasket according to an embodiment of the invention. 図3は本発明の実施例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 an embodiment of the invention. 図4は本発明のガスケットの製造方法に用いられる第1スクリーン版の平面図である。FIG. 4 is a plan view of a first screen plate used in the method of manufacturing a gasket of the present invention. 図5はスクリーン印刷方法を説明する説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the screen printing method. 図6は本発明のガスケットの製造方法に用いられる第2スクリーン版の平面図である。FIG. 6 is a plan view of a second screen plate used in the gasket manufacturing method of the present invention. 図7は本発明の変形例に係るガスケットの模式的断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a gasket according to a modification of the invention. 図8は従来例に係るガスケットの模式的断面図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a conventional gasket. 図9は従来例に係るガスケットの模式的断面図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a conventional gasket.

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。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below based on an embodiment 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 only to them, 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 of manufacturing a gasket according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6. FIG. In this embodiment, a case where a gasket is provided on a separator in a 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>
A sealing structure according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a sealing structure according to an embodiment of the present invention, more specifically, a schematic cross-sectional view of a fuel cell. A fuel cell is generally configured as a cell stack consisting of a plurality of single cells. FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a unit cell 10. As shown in FIG. The unit cell 10 includes a pair of separators 100 as base materials and an MEA (Membrane Electrode Assembly) provided between the pair of separators 100 . The MEA comprises 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 configured by a plate-like member made of metal or the like. The separator 100 is formed with a channel 120 through which a fuel gas, an oxidant gas, or the like flows.

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 material to prevent fuel gas, oxidant gas, and the like from leaking to the outside. Suitable examples of materials for the gasket 150 include VMQ, EPDM, and FKM. The gasket 150 is provided on the protrusions (beads) 110 formed on the separator 100 . This 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, with reference to FIGS. 2 and 3, gasket 150 will be described in greater detail. FIG. 2 is a plan view of gasket 150 provided on separator 100 according to an embodiment of the present invention. 2, the channel 120 provided in the separator 100 is omitted. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the gasket 150 provided in the separator 100 according to the embodiment of the invention, and corresponds to the AA cross-sectional view in FIG. That is, FIG. 3 shows a part of a cross-sectional view of the separator 100 and the gasket 150 cut perpendicularly to the direction (longitudinal direction) in which the protrusions 110 and the gasket 150 of the separator 100 extend. That is, the gasket 150 in FIG. 3 is a cross-sectional view of the gasket 150 cut in its lateral direction.

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 the convex portion 110 formed along the outer edge. Gasket 150 is provided so as to cover the entire surface of convex portion 110 . The gasket 150 according to this 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 closer to the surface than the first thin film layer 151. be. The first thin film layer 151 is provided near the center of the protrusion 110 along the direction (longitudinal direction) in which the protrusion 110 extends. The width of the first thin film layer 151 in the lateral direction is narrower than the width of the protrusion 110 in the lateral direction. The second thin film layer 152 is provided so as to protrude from 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 contact the surface of the first thin film layer 151 and both sides of the first thin film layer 151 in the lateral direction of the surface of the projection 110 . (See Figure 3). The gasket 150 according to this 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。
<Manufacturing method of gasket>
In particular, a method of manufacturing the gasket 150 according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 6. FIG. 4 and 6 are plan views of screen plates used in the method of manufacturing a gasket of the present invention. FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the screen printing method. The screen plate 500 in FIG. 5 corresponds to the BB cross-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 protrusions 110 formed on the separator 100 . Also, in this embodiment, the gasket 150 is formed by performing screen printing twice. Hereinafter, the printing process by the first screen printing will be referred to as the first process, and the printing process by the second screen printing will be referred to as the second process.

<<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 a first screen printing plate 500 shown in FIGS. The first screen plate 500 is composed of a mask 510 and a mesh 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. A width T in the lateral direction of the opening 511 is set narrower than a width S in the lateral direction of the gasket 150 after manufacturing. Using the first screen plate 500 configured as described above, the first thin film layer 151 is formed on the convex portions 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 separator 100 is covered with the first screen plate 500 so that the mask 510 faces the separator 100 side. A 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 figure). As a result, when the squeegee 550 passes over the openings 511 , part of the material 150X passes through the openings 511 and is pushed out onto the protrusions 110 of the separator 100 . The extruded material 151X 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 a second screen plate 600 shown in FIG. The second screen plate 600 also comprises a mask 610 and a mesh 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 of the opening 611 in the lateral direction is designed to be the same as the width S of the gasket 150 after manufacturing in the lateral direction. Using the second screen plate 600 configured as described above, 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 so that (a line connecting the centers in the lateral direction) coincides with the line.

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 method for manufacturing a gasket according to the present embodiment>
According to the manufacturing method according to the present embodiment, the first thin film layer 151 has a lateral width T of the opening 511 through which the material passes, which is narrower than a lateral width S of the manufactured gasket 150 . It is formed using 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 (rubber material) having high viscosity and low leveling property, 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 an extent that the saddle phenomenon does not occur in accordance with the characteristics of the material 150X of the gasket 150, the saddle phenomenon does not occur in the first thin film layer 151. It can be suppressed.

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 widthwise direction of the opening 611 through which the material passes is the same as the width S in the widthwise direction of the gasket 150 after manufacturing. 600. However, since the second thin film layer 152 is formed closer to the surface side than the first thin film layer 151, at the ends of the second thin film layer 152 in the width direction, the second thin film layer 152 may not be formed in the screen printing. flows out to the outside of the lateral ends of the first thin film layer 151 . Accordingly, in the second thin film layer 152, it is possible to prevent the thickness of the ends in the lateral direction from becoming thicker than the thickness of the center. Therefore, the thickness of the gasket 150 formed on the convex portion 110 can be more reliably made uniform. In this embodiment, the second thin film layer 152 is formed so as to protrude from both sides of the first thin film layer 151 in the short direction. 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 with the width T of 1.0 mm to form the first thin film layer 151, and then the second screen plate 600 with the width S of 1.8 mm. was used to form the second thin film layer 152 by screen printing. When the gasket 150 having a width S in the transverse direction of 1.8 mm and a thickness (height) of 20 μm or more and 100 μm or less was manufactured in this way, the thickness of the gasket 150 could be made uniform. In addition, in the gasket 150 obtained by this manufacturing method, the thickness near the center of the width in the width direction can be well within the standard, and the width near both ends in the width direction is thinner than the thickness near the center. , it was confirmed that a stable sealing performance was 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 an opening width of 1.4 mm in the lateral direction. As a result, the saddle phenomenon occurred in the thin film layer obtained by the first screen printing, and the saddle phenomenon became more pronounced 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 width direction within the standard, but the width near both ends in the width direction was thicker than the thickness near the center. Couldn't keep up with 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。
(others)
In the above embodiment, the convex portion 110 formed on the separator 100 has a flat upper surface. However, the present invention is not limited to such projections 110, and can be applied to gaskets formed for projections of different shapes. For example, FIG. 7 shows a schematic cross-sectional view of a gasket according to a modification of the invention. As shown in FIG. 7, even if the upper surface of the convex portion 110Y formed on the separator 100Y has a flat surface in the center and inclined surfaces at both ends, the upper surface of the convex portion 110Y is formed on the upper surface of the separator 100Y. The manufacturing method of the present invention can be applied to the gasket 150Y that is formed. Even in this case, a gasket 150Y composed of a first thin film layer 151Y with a narrow width in the width direction and a second thin film layer 152Y with a width in the width direction equal to the width in the width direction of the protrusion 110Y is manufactured. 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。 Moreover, in the above embodiment, the case where the two-layer gasket 150 is manufactured by screen printing twice has been described. However, the present invention can also be applied to manufacturing a gasket having a structure of three or more layers by screen printing three times or more. 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. In this case, the first screen plate 500 used in the first step can be used as the screen plate for screen printing between the first step and the second step. In addition, regarding the screen plate used for screen printing between the first step and the second step, the screen plate is successively increased so that the width of the opening through which the gasket material passes is gradually widened. Replacement is also preferred.

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。 Furthermore, in the above embodiments, the case where the gasket is provided on the separator of the fuel cell has been described as an example. However, gaskets according to the present invention are not limited to such uses. For example, the present invention can be applied to a case where a gasket made of a rubber-like elastic material 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 Protrusion 120 Channel 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 plate 510 Mask 511 Opening 520 Screen 550 Squeegee 600 Second screen plate 610 Mask 611 Opening 620 Screen

Claims (3)

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ガスケットの製造方法。
In a method for manufacturing a rubber-like elastic gasket formed by screen printing on a convex portion formed on a base material,
A first thin film layer is formed on the protrusions by screen printing using a first screen plate in which the width in the width direction of the opening through which the material passes is narrower than the width in the width direction of the manufactured gasket. a first step of
After the first step, using a second screen plate designed so that the width in the width direction of the opening through which the material passes is the same as the width in the width direction of the manufactured gasket, the first thin film layer A second step of forming a second thin film layer by screen printing on the surface side of the
A method for manufacturing a gasket, comprising:
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ことを特徴とする請求項1に記載のガスケットの製造方法。 2. The method of manufacturing a gasket according to claim 1, wherein the second thin film layer is formed so as to protrude from both lateral sides of the first thin film layer. 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ことを特徴とする請求項2に記載のガスケットの製造方法。 3. The second thin film layer is formed so as to be in contact with the surface of the first thin film layer and the portions of the surfaces of the projections on both sides of the first thin film layer in the transverse direction. A method for manufacturing the described gasket.
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