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CN105121117A - 基材一体型衬垫的制造方法 - Google Patents

基材一体型衬垫的制造方法 Download PDF

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CN105121117A CN201480021365.0A CN201480021365A CN105121117A CN 105121117 A CN105121117 A CN 105121117A CN 201480021365 A CN201480021365 A CN 201480021365A CN 105121117 A CN105121117 A CN 105121117A
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Abstract

本发明提供一种基材一体型衬垫的制造方法，能够抑制成形时的橡胶溢料的产生，进而能够削减用于溢料去除和模具清扫的工时，同时，能够削减成形材料的废弃量，而且当使用模具同时成形多个衬垫时，模具不会平面上大型化，从而制造效率良好。为了达成该目的，本发明的基材一体型衬垫的制造方法通过橡胶含浸将纤维基材和衬垫主体一体化，其中，所述纤维基材由以纤维素为主要成分的纸浆纤维构成，所述衬垫主体由橡胶状弹性体构成，利用多段的橡胶模具实施射出成形，从而取出多个基材一体型衬垫。另外，使橡胶材料利用其射出压贯通将模具中的橡胶材料流动路径堵塞的纤维基材，从而将橡胶材料填充至多段的模具型腔。

Description

基材一体型衬垫的制造方法
技术领域
本发明有关一种涉及密封技术的衬垫的制造方法，更详细而言，有关一种相对于基材一体成形有衬垫主体的基材一体型衬垫的制造方法。本发明的基材一体型衬垫例如用作燃料电池用衬垫或者其他一般的衬垫。
背景技术
对于未来的燃料电池的普及而言，需要隔板和衬垫等的小型化、低成本化。关于衬垫，虽然由橡胶单体构成的衬垫是有前途的，但是，成形时的溢料处理和工序内的操作所产生的工时增加成为问题。例如在制造图7(A)所示的衬垫51的情况下，如果如图7(B)所示在模具52上存在由于平面度和平行度的不足而产生的空隙d的话，则如图7(C)所示产生薄膜状的橡胶溢料53，并且需要用于溢料去除和模具清扫的作业。另外，对于溢料处理后的成形品而言，在易于产生扭曲等操作性上存在问题，在多段的单个取出中，无法避免成形品离模后的工时增加。另外，由橡胶单体构成的衬垫在工序内的操作时难以进行夹紧。
另外，关于衬垫，虽然通过采用射出成形能够削减成形材料(橡胶材料)的废弃量，但是，在使用模具同时成形多个衬垫的情况下，如果将多个制品型腔空间排列在模具的同一平面上(与模具的合模开模方向正交的方向)的话，则模具大型化，制造效率不好。
此外，虽然在下述专利文献1公报中公开了使用模具同时成形多个成形品的技术，但是，该现有技术并非射出成形用的成形机而是压缩成形用的成形机。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-026923号公报
发明内容
(发明要解决的问题)
本发明鉴于以上问题点，其目的在于提供一种基材一体型衬垫的制造方法，能够抑制成形时的橡胶溢料的产生，进而能够削减用于溢料去除和模具清扫的工时，同时，能够削减成形材料的废弃量，而且当使用模具同时成形多个衬垫时，模具不会平面上大型化，从而制造效率良好。
(解决技术问题的技术方案)
为了达成上述目的，本发明技术方案的一种基材一体型衬垫的制造方法，通过橡胶含浸将纤维基材和衬垫主体一体化，其中，所述纤维基材由以纤维素为主要成分的纸浆纤维构成，所述衬垫主体由橡胶状弹性体构成，所述基材一体型衬垫的制造方法的特征在于，利用多段的橡胶模具实施射出成形，从而取出多个所述基材一体型衬垫。
另外，本发明技术方案的基材一体型衬垫的制造方法，其特征在于，在上述的本发明技术方案所记载的基材一体型衬垫的制造方法中，使橡胶材料利用其射出压贯通将所述模具中的橡胶材料流动路径堵塞的所述纤维基材，从而将所述橡胶材料填充至多段的模具型腔。
另外，本发明技术方案的基材一体型衬垫的制造方法，其特征在于，在上述的本发明技术方案所记载的基材一体型衬垫的制造方法中，通过所述橡胶含浸，橡胶材料在其交联后将所述纤维基材的纤维缠结固定化。
进一步，本发明技术方案的基材一体型衬垫的制造方法，其特征在于，在上述的本发明技术方案所记载的基材一体型衬垫的制造方法中，所述基材一体型衬垫为燃料电池用衬垫。
在具备上述构成的本发明的制造方法中，通过将纤维基材和衬垫主体一体化(一体成形)来制造基材一体型衬垫，其中，所述纤维基材由以非水溶性的纤维原料、具体而言纤维素为主要成分的纸浆纤维构成，所述衬垫主体由橡胶状弹性体构成。纤维基材为多孔质基材，橡胶向多孔质基材的一体化不需要粘接剂等，利用向基材的橡胶含浸。该含浸使用液状橡胶作为橡胶材料。另外，关于橡胶材料向模具型腔的填充，使橡胶材料利用其射出压贯通将模具中的橡胶材料流动路径堵塞的纤维基材，从而将橡胶材料填充至多段的模具型腔，因此，无需在纤维基材上加工作为材料流路的通孔(贯通孔)。
通常，印象中都是纸可溶于水，但是，通过控制纤维长度所产生的纤维缠结，抑制了水中的纤维分散性，并且主要成分的纤维素纤维具有耐水性、耐酸性、碱性。然而，担心纤维素遇水膨胀而使纤维产生断裂。因此，通过利用液状橡胶含浸将该纤维缠结固定化来保持纤维缠结，进一步通过纤维周围的含浸橡胶来抑制纤维的膨胀。
通过将这种纤维基材作为插入部件实施插入成形，抑制了成形时的橡胶溢料产生，削减了用于溢料处理和模具清扫的工时。另外，由于具备基材的衬垫在成形后的工序的操作性方面优异，因此能够有效利用于操作的自动化。
另一方面，虽然能够通过使用由多段构成的橡胶模具进行衬垫的多个取出，但是，实质上由于溢料处理和操作工时增加，多个取出的效果并不大。但是，通过有效利用上述的特征，不需要溢料处理并且能够将纤维基材部有效利用于操作，橡胶加工成本能够大幅下降。此外，也能够有效利用为了附加操作功能而在纤维基材部的局部形成橡胶等现有的基材一体型衬垫的技术。另外，通过使用廉价的复印纸等作为纤维基材，也能够降低部件成本。
(发明的效果)
本发明实现以下的效果。
也就是说，如以上说明，根据本发明，由于使用由以纤维素为主要成分的纸浆纤维构成的纤维基材作为基材，并且该纤维基材弥补了模具的平面度和平行度的不足，并且能够堵塞模具分模部的空隙，因此，能够抑制成形时的橡胶溢料的产生，并且能够削减用于溢料处理和模具清扫的工时。由于基材一体型衬垫具备基材，因此，成形后的工序的操作性优异。由于纤维基材为多孔质基材并且橡胶材料通过射出压进行贯通，因此，无需设置通孔。由于橡胶材料在交联后将纤维基材的纤维缠结固定化，因此，能够抑制纤维的分散/膨胀。另外，由于当使用模具成形衬垫时实施射出成形，因此，能够削减成形材料的废弃量，而且，由于使用由多段构成的模具取出多个衬垫，因此，模具不会平面上大型化，进而模具的设置面积较小等，能够提高制造效率。另外，基材一体型衬垫为例如燃料电池用衬垫。因此，在制造燃料电池用衬垫的技术领域中，能够获得上述的作用效果。
附图说明
图1是示出本发明的实施例涉及的制造方法的实施所使用的模具的开模时/射出前的状态的截面图。
图2是示出同一模具的合模时/射出前的状态的截面图。
图3是示出同一模具的合模时/射出后的状态的截面图。
图4是图3的局部放大图。
图5是示出同一模具的射出交联后/开模时的状态的截面图。
图6(A)是离模后的成形品的立体图；图6(B)是图6(A)中的B-B线截面图；图6(C)是示出切去基材后的第一例的截面图；图6(D)是示出切去基材后的第二例的截面图。
图7(A)是现有例涉及的衬垫的截面图；图7(B)是示出现有例涉及的模具的不良状况发生状态的截面图；图7(C)是示出现有例涉及的衬垫的不良状况发生状态的截面图。
符号说明
1模具
11～16分开模
21注入口(スプル)
31流道
32正交流道部
33平行流道部
41浇口
51制品型腔空间
101成形品
102纤维基材
102A基材贯通部
102B橡胶材料附近范围
102C操作部
103衬垫主体。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。
图1示出本发明的实施例涉及的制造方法的实施所使用的模具1的截面。该模具1为射出成形用的橡胶模具，在该模具1的合模开模方向(图中上下方向)上隔开规定的间隔并列设置有多个(在该实施例中为四个)相同形状相同大小的制品型腔空间51，能够使用模具1同时成形多个(在该实施例中为四个)相同形状相同大小的成形品(基材一体型衬垫)。
另外，该模具1具备层叠配置于该模具1的合模开模方向的遍及第一至第六的六个分开模11～16，其中，除了设置有注入口21的第一模(上模)11以外，在第二模(第一中模)12以及第三模(第二中模)13的分模部、第三模13以及第四模(第三中模)14的分模部、第四模14以及第五模(第四中模)15的分模部连同第五模15以及第六模(下模)16的分模部，分别设置制品型腔空间51。
此外，由于设想该模具1取出多个呈平面长方形的框架状的由橡胶状弹性体(液状橡胶)构成的燃料电池用衬垫，因此，多个制品型腔空间51也分别形成为平面长方形的框架状。
另外，由于设想该模具1在放置有由以纤维素为主要成分的纸浆纤维构成的板状的纤维基材102作为板状的插入部件的状态下一体成形(插入成形)双面类型的燃料电池用衬垫，因此，在第二模12以及第三模13之间、第三模13以及第四模14之间、第四模14以及第五模15之间连同第五模15以及第六模16之间，分别配置该板状的纤维基材102。
另外，模具1具备与多个制品型腔空间51连通的注入口21、流道31以及浇口41。
注入口21以在第一模11的平面中央进行喷嘴接触的方式开口，并且自此朝向该模具1的合模开模方向的一方(图中下方)直至正下方的第二模12的上面而设置。
流道31具备从注入口21朝向与该模具1的合模开模方向正交的方向(图中左右方向)延伸设置的正交流道部32、从正交流道部32的前端朝向与该模具1的合模开模方向平行的方向的一方延伸设置的平行流道部33。正交流道部32设置于设置有注入口21的第二模12的上面。平行流道部33与多个制品型腔空间51设置于同一平面上，其结果是，与制品型腔空间51在上下方向上交替设置。具体情况如下。
由于在第二模12的上面设置正交流道部32，同时，在第二模12的下面设置第一段的制品型腔空间51的上半空间，因此，以连通该正交流道部32和第一段的制品型腔空间51的方式设置第一段的平行流道部33。
由于在第三模13的上面设置第一段的制品型腔空间51的下半空间，同时，在第三模13的下面设置第二段的制品型腔空间51的上半空间，因此，以连通该第一段的制品型腔空间51和第二段的制品型腔空间51的方式设置第二段的平行流道部33。
由于在第四模14的上面设置第二段的制品型腔空间51的下半空间，同时，在第四模14的下面设置第三段的制品型腔空间51的上半空间，因此，以连通该第二段的制品型腔空间51和第三段的制品型腔空间51的方式设置第三段的平行流道部33。
由于在第五模15的上面设置第三段的制品型腔空间51的下半空间，同时，在第五模15的下面设置第四段的制品型腔空间51的上半空间，因此，以连通该第三段的制品型腔空间51和第四段的制品型腔空间51的方式设置第四段的平行流道部33。
这些平行流道部33配置于与模具1的合模开模方向平行的同一直线上。另外，这些平行流道部33分别形成为其开口截面积从成形材料的流向的上游侧(图中上方)朝向下游侧(图中下方)逐渐缩小的锥形构造，并且分别在其中最窄的下端部设置浇口41。
图1示出模具1的开模时/橡胶材料(未交联橡胶)射出前的状态，如图示，在该状态下，在第二至第六分开模12～16之间分别放置板状的纤维基材102。
接着，如图2所示进行合模，在第二至第六分开模12～16之间分别夹入板状的纤维基材102。由上述材质构成的纤维基材102具备由于合模力而在厚度方向上产生略微变形的柔软性，因此，即使在模具1的各分开模上存在平面度和平行度的偏差，也能够吸收这些偏差。
接着，如图3所示射出橡胶材料G，并且将射出的橡胶材料G填充至遍及全段的制品型腔空间51。此时，从注入口21至最下段的第六模16的橡胶材料G的流动路径变成由于夹入第二至第六分开模12～16之间的板状的纤维基材102而被到处堵塞的状态，但是，被射出的橡胶材料G通过其射出压而贯通纤维基材102的空隙部，最终到达最下段的第六模16。如图4所示，如果以微观方式观察此时的纤维基材102的截面的话，则橡胶材料G所贯通的浇口41正下方的基材贯通部102A的空隙被橡胶材料G紧密填充，橡胶材料附近范围(基材贯通部102A以外的制品型腔空间51附近范围)102B的空隙被橡胶材料G含浸。
接着，实施橡胶材料G的交联工序并进一步进行开模。图5示出射出交联后/开模时的状态，能够对由以纤维素为主要成分的纸浆纤维构成的纤维基材102和由橡胶状弹性体(交联橡胶)构成的衬垫主体103通过橡胶含浸而被一体化的成形品(基材一体型衬垫)101进行离模。由于该离模能够有效利用图6(A)、(B)中示出的操作部(纤维基材102中未埋设于衬垫主体103的部分)102C，因此，离模的自动化变得容易。另外，由于未产生如现有例(图7(C))的薄膜状的橡胶溢料53，因此，不需要溢料带来的模具清扫。进一步，即使在离模后的搬送等工序中，通过有效利用操作部102C也能够期待大幅的工时削减。
接着，将成形品101中对于制品不需要的部分切去。在图6(C)中，变成将图6(A)(B)的成形品101中的纤维基材102的外周部连同橡胶不需要部分一起切去后的形状，由此成为制品的一个形态。另外，在图6(D)中，变成将图6(A)(B)的成形品101中的纤维基材102的内周部以及外周部连同橡胶不需要部分一起切去后的形状，由此也成为制品的一个形态。因此，关于纤维基材102中未埋设于衬垫主体103的部分，存在其一部分作为制品残留的方式和其全部作为不要的部分而被切去的方式，而本发明中均包含这两种方式。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种基材一体型衬垫的制造方法，通过橡胶含浸将纤维基材和衬垫主体一体化，其中，所述纤维基材由以纤维素为主要成分的纸浆纤维构成，所述衬垫主体由橡胶状弹性体构成，所述基材一体型衬垫的制造方法的特征在于，
利用多段的橡胶模具实施射出成形，从而取出多个所述基材一体型衬垫，
使橡胶材料利用其射出压贯通将所述模具中的橡胶材料流动路径堵塞的所述纤维基材，从而将所述橡胶材料填充至多段的模具型腔。
2.根据权利要求1所述的基材一体型衬垫的制造方法，其特征在于，
通过所述橡胶含浸，橡胶材料在其交联后将所述纤维基材的纤维缠结固定化。
3.根据权利要求1或2所述的基材一体型衬垫的制造方法，其特征在于，
所述基材一体型衬垫为燃料电池用衬垫。

Claims (4)

1.一种基材一体型衬垫的制造方法，通过橡胶含浸将纤维基材和衬垫主体一体化，其中，所述纤维基材由以纤维素为主要成分的纸浆纤维构成，所述衬垫主体由橡胶状弹性体构成，所述基材一体型衬垫的制造方法的特征在于，
利用多段的橡胶模具实施射出成形，从而取出多个所述基材一体型衬垫。
2.根据权利要求1所述的基材一体型衬垫的制造方法，其特征在于，
使橡胶材料利用其射出压贯通将所述模具中的橡胶材料流动路径堵塞的所述纤维基材，从而将所述橡胶材料填充至多段的模具型腔。
3.根据权利要求1或2所述的基材一体型衬垫的制造方法，其特征在于，
通过所述橡胶含浸，橡胶材料在其交联后将所述纤维基材的纤维缠结固定化。
4.根据权利要求1、2或3所述的基材一体型衬垫的制造方法，其特征在于，
所述基材一体型衬垫为燃料电池用衬垫。
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