JPH0249221B2

JPH0249221B2 - Hinenchakudanseibarubu

Info

Publication number: JPH0249221B2
Application number: JP15770381A
Authority: JP
Inventors: Tatsushiro Yoshimura; Tsutomu Terada
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1981-10-03
Filing date: 1981-10-03
Publication date: 1990-10-29
Anticipated expiration: 2001-10-03
Also published as: JPS5861372A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、非粘着弾性バルブに関し、更に詳し
くは開閉時に生ずる弁と弁受座の固着を防止し、
さらに有する弾性によりシール性を好ましく発揮
し、さらにまた耐熱性、耐燃料油性、耐オゾン
性、耐NOx性などが要求される目的に広く適用
可能な非粘着弾性バルブに関する。

たとえば、エンジン用リードバルブにおいて、
吸気側の燃料または排気側の排気ガスはそれぞれ
リードバルブによつて制御されるが、長時間作動
しない状態で放置されたとき、弁と弁受座が固着
して本来の機能を正常に果せなくなる。そこでこ
のような問題点のない非粘着性にすぐれた弁受座
が要求されている。

かかる要求を満すために、リード弁と弁受座の
間にフツ素樹脂層を設けたリードバルブが提案さ
れている（実公昭54−45223号公報）。こられリー
ドバルブのうち、リード弁側にフツ素樹脂層を設
けたときは、高温高湿の環境下における圧着時、
作動時において、弁座のゴム層との固着のためト
ラブルの原因となり、未だ完全とはいえない。一
方、ゴム製弁受座側にフツ素樹脂層を設けたとき
はゴム層とフツ素樹脂層との密着性不良や、ゴム
とフツ素樹脂の弾性率の相違により生じる使用時
の両層間の歪が原因となり、ゴム層とフツ素樹脂
層との剥離が生じやすい。

本発明者らは、上記従来のバルブの欠点を排除
すべく検討を重ねた結果、特定のフツ素ゴム塗料
から得られる塗膜をバルブの圧接面に設けること
により、満足しうる弾性を保持し、しかもその表
面に充分なシール性と固着防止性を有する非粘着
弾性バルブが得られることを見出し、本発明を完
成するに至つた。

すなわち、本発明の要旨は、圧接面に、フツ素
ゴム、フツ素樹脂、アミノシランおよび液状担体
を含んでなるフツ素ゴム塗料を塗布、硬化せしめ
てなる塗膜を設けた非粘着弾性バルブであつて、
該フツ素ゴムと該フツ素樹脂の重量比が95：５〜
35：65であることを特徴とする非粘着弾性バルブ
に存する。

本発明のバルブにおいて、上記塗膜は、好まし
くは、弁受座に直接またはゴム層を介して設けら
れ、また、リード弁側にのみ設けられる。さら
に、弁受座は本発明の塗膜を設け、リード弁側に
従来技術のフツ素樹脂層を設けることも好まし
い。

本発明の非粘着弾性バルブは、前記特徴の他、
たとえばこれをエンジンの吸気側に装備されるリ
ードバルブに使用した場合、耐ガソリン性、耐ガ
ソホール性などにもすぐれ、さらに固着すること
なく正常に機能を果し、また、排気側に装備され
るリードバルブに使用した場合にも耐熱性、耐
NOx性、耐オゾン性にすぐれ、さらに固着する
ことなく正常に機能を果すなどのすぐれた効果を
示す。さらにまた、本発明で用いるフツ素ゴム塗
料は、バルブ本体との接着性にすぐれ、バルブ本
体から容易に剥離することがない。

本発明において、特定量のフツ素樹脂の配合に
より得られたフツ素ゴム塗膜が基材との接着性お
よび機械的性質を実質上損なうことなくその表面
にすぐれた非粘着性を付与できるのは、それ自体
非粘着を有するフツ素樹脂が意外にもフツ素ゴム
塗膜の表面に集まるため、基材との接着性および
塗膜の機械的性質に悪影響を与えることなく、フ
ツ素樹脂の前記性能がフツ素ゴムの塗膜表面にお
いて効果的に発揮されるものと考えられる。

我々の研究によれば、たとえば300℃で30分間
硬化した膜厚50μｍの塗膜表面と、基材との接着
面とにおけるフツ素含有量を螢光Ｘ線分析により
測定すると、後者に対し前者が約1.5倍量を示す
ことを確認しており、硬化温度が高い程、後者に
対する前者の比率が増加する傾向を示す。

本発明で使用するフツ素ゴムは高度にフツ素化
された弾性状の共重合体であつて、就中好ましい
フツ素ゴムとしては通常40〜85モル％のビニリデ
ンフルオライドとこれと共重合しうる少くとも一
種の他のフツ素含有エチレン性不飽和単量体との
弾性状共重合体が挙げられる。また、フツ素ゴム
としてポリマー鎖にヨウ素を含むフツ素ゴムは例
えばポリマー鎖末端に0.001〜10重量％、好まし
くは0.01〜５重量％のヨウ素を結合し、前記と同
じ40〜85モル％のビニリデンフルオライドとこれ
と共重合しうる少くとも一種の他のフツ素含有エ
チレン性不飽和単量体とからなる弾性状共重合体
を主組成とするフツ素ゴム（特開昭52−40543号
参照）である。ここにビニリデンフルオライドと
共重合して弾性状共重合体を与える他のフツ素含
有エチレン性不飽和単量体としてはヘキサフルオ
ロプロピレン、ペンタフルオロプロピレン、トリ
フルオロエチレン、トリフルオロクロロエチレ
ン、テトラフルオロエチレン、ビニルフルオライ
ド、パーフルオロ（メチルビニルエーテル）、パ
ーフルオロ（エチルビニルエーテル）、パーフル
オロ（プロピルビニルエーテル）などが代表的な
ものとして例示される。特に望ましいフツ素ゴム
はビニリデンフルオライド／ヘキサフルオロプロ
ピレン二元弾性状共重合体およびビニリデンフル
オライド／テトラフルオロエチレン／ヘキサフル
オロプロピレン三元弾性状共重合体である。ま
た、本発明で用いるフツ素樹脂としてはポリテト
ラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンお
よびこれと共重合可能な少くとも１種の他のエチ
レン性不飽和単量体（例えばエチレン、プロピレ
ンなどのオレフイン類、ヘキサフルオロプロピレ
ン、ビニリデンフルオライド、クロロトリフルオ
ロエチレン、ビニルフルオライドなどのハロゲン
化オレフイン類、パーフルオロアルキルビニルエ
ーテル類など）との共重合体、ポリクロロトリフ
ルオロロエチレン、ポリビニリデンフルオライド
などが挙げられる。就中、好ましいフツ素樹脂は
ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエ
チレンとヘキサフルオロプロピレン、パーフルオ
ロメチルビニルエーテル、パーフルオロエチルビ
ニルエーテルおよびパーフルオロプロピルビニル
エーテルの少くとも１種（通常テトラフルオロエ
チレンに対し40モル％以下含まれる）との共重合
体である。さらに本発明に用いるアミノシラン化
合物はフツ素ゴムの加硫剤としての機能を果すと
共に、基材との接着性の向上にも大きく寄与する
もので液状媒体に対しても安全に用いられるもの
である。その代表的な化合物を例示するとγ―ア
ミノプロピルトリエトキシシラン（以下Ａ−1100
という）、Ｎ―β―アミノエチル―γ―アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、Ｎ―（トリメトキシ
シリルプロピル）エチレンジアミン、Ｎ―β―ア
ミノエチル―γ―アミノプロピルメチルジメトキ
シシラン、γ―ウレイドプロピルトリエトキシシ
ラン、β―アミノエチル―β―アミノエチル―γ
―アミノプロピルトリメトキシシランなどが挙げ
られる。

また、本発明に用いる液状担体は低級ケトン
類、低級エステル類、環状エーテルなどの有機溶
剤、水、および水と水溶性有機液体との混合物か
ら選ばれ、水溶性有機液体としてはアルコール類
が例示できる。これら液状担体のうち、塗装作業
性、基材のゴム層を害しないなどの点から、水が
最も好ましい。

さらに、本発明のフツ素ゴム塗料に含有される
他の物質としての無機繊維状物質は、フツ素ゴム
塗膜の圧縮復元性を高めるために用いられ、代表
的なものとしてガラス繊維、カーボン繊維、アス
ベスト繊維、チタン酸カリウム繊維などがあげら
れる。この無機繊維状物質は平均長が少くとも
1μ、好ましくは１〜100μであることが望ましい。

また、本発明のフツ素ゴム塗料に所望により添
加されるアミン化合物（以下「アミン化合物」と
云う。）は、主としてフツ素ゴムの加硫剤として
の機能を果し、また前記アミノシラン化合物と共
に機械的性質を改良するものであり、その代表的
な化合物を例示するとエチルアミン、プロピルア
ミン、ブチルアミン、ベンジルアミン、アリルア
ミン、ｎ―アミルアミン、エタノールアミンなど
のモノアミン類、エチレンジアミン、トリメチレ
ンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメ
チレンジアミン、３，９―ビス（３―アミノプロ
ピル）―２，４，８，10―テトラオキサスピロ
〔５，５〕ウンデカン（以下Ｖ―11という）など
のジアミン類、ジエチレントリアミン、トリエチ
レンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペ
ンタエチレンヘキサミンなどのポリアミン類が挙
げられ、就中、２個以上の末端アミノ基を有する
アミン化合物が好ましい。

本発明のフツ素ゴム塗料を調製するには通常、
フツ素ゴム、およびフツ素樹脂と液状担体の混合
物に顔料、受酸剤、充填剤等を常法にしたがつて
配合し（必要に応じ、さらに界面活性剤を用いて
もよい。）、得られる分散液に前記アミノシラン化
合物および要すればアミン化合物を添加して（必
要に応じ前記顔料、受酸剤、充填剤などの添加剤
を加えてもよい。）常法により充分混合すること
により、均一なフツ素ゴム塗料とする。

フツ素ゴムとフツ素樹脂の割合は重量で95：５
〜35：65でありフツ素樹脂の割合が上記下限より
少いときは、目的とする非粘着性および潤滑性の
改良は十分でなく逆に上記上限より多いときは目
的とする厚みの塗膜が得られず、塗膜にクラツク
やピンホールが発生しやすい。

アミノシラン化合物の添加量は、通常フツ素ゴ
ム100重量部当たり１〜30重量部、好ましくは１
〜20重量部である。所望によりアミン化合物を添
加した場合には、アミノシラン化合物とアミン化
合物の総和が上記の値をとる様に配合する。この
場合、アミノシラン化合物とアミン化合物の割合
はモル比だ１：99〜90：10の範囲から選ばれる。

前記受酸剤としてはフツ素ゴムの加硫に通常用
いられるものが同様に使用され、例えば２価金属
の酸化物または水酸化物の１種または２種以上が
用いられる。具体的にはマグネシウム、カルシウ
ム、亜鉛、鉛などの酸化物または水酸化物が例示
される。また前記充填剤としてはシリカ、クレ
ー、珪藻土、タルク、カーボンなどが用いられ
る。

本発明に係るフツ素ゴム塗料は塗料の通常の塗
装法（ハケ塗り、浸漬、吹付けなど）によつて基
材に塗布または含浸され、室温〜400℃、好まし
くは100〜400℃の温度条件下で適当な時間硬化す
ることによつて目的とするフツ素ゴム塗膜とする
ことができる。

本発明にかかるフツ素ゴム塗料の膜厚は、バル
ブ本体は直接塗布するときは10〜300μ、ゴム層
を介して塗布するときは10〜100μの間であるこ
とが好ましく、その膜厚が10ミクロン以下では弾
性不足になるうえ、バルブ本体の表面全体にムラ
が生じて被膜されない部分が生じたりする危惧が
ある一方、その膜厚が300ミクロン以上ではバル
ブ本体に塗布したフツ素ゴム塗料の塗膜にクラツ
クが入つたりあるいは均一な膜が出来難い等の危
惧があるために、最も好ましい膜厚は10〜50ミク
ロンである。このようにして得られた本発明のフ
ツ素ゴム塗膜は、フツ素ゴム本来の性能を有する
と同時にバルブ本体との接着性およびそれ自体の
機械的性質にすぐれており、さらにその表面に非
粘着性が付与される。

以下、本発明を図面に示す実施例について詳細
に説明する。

第１図、第２図および第３図は、本発明の一実
施例であるエンジン用リードバルブの異なる態様
の断面図を示す。これらリードバルブにおいて
は、弁孔４を通過する塗料または排気ガスはリー
ド弁２の作動により制御される。バルブ本体１お
よびリード弁２は金属製あり、ピン６により一端
で固定されている。

本発明に従つた非粘着弾性弁受座は、第１図お
よび第２図にそれぞれ示されるように、バルブ本
体１に直接またはゴム製弁受座５を介して、その
表面に次に示すＡ液およびＢ液をＡ液100部（重
量部）に対してＢ液５部の割合で配合して得られ
た本発明に係るフツ素ゴム塗料を塗布、硬化した
非粘着性フツ素ゴム塗膜３を有して構成されてい
る。

Ａ液フツ素ゴム注¹⁾水性デイスパージヨン（フツ素
ゴム含有量60重量％、ノニオンHS−208を含
む） …166部フツ素樹脂注²⁾水性デイスパージヨン（フツ素
樹脂としてFER含有量50重量％、ノニオンHS
−208を含む） …150部酸化マグネシウム …３部ミデイアムサーマルカーボン …20部ノニオンHS−210（日本油脂社製） …２部水 …50部注１）ビニリデンフルオライド／テトラフルオ
ロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン弾性状共
重合体（以下単にフツ素ゴムという）。

注２）テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオ
ロプロピレン共重合体（以下、FEPという）。

Ｂ液Ａ−1100 …40部Ｖ−11 …20部水 …40部Ａ液およびＢ液を均一混合した後、200メツシ
ユの金網で別精製して得たフツ素ゴム塗料を用
いて、前記圧接面にスプレー塗装で塗布した（ノ
ズル径1.0mm：スプレー圧2.0Kg／cm²）。その結果、
スプレー塗装に何ら異常はなく、300℃で15分間
硬化させて厚さ約30μの平滑な塗膜を得た。

得られたそれぞれのバルブについて非粘着性を
調べるために次の圧接試験を行つた。

すなわち、各バルブを閉時の状態にして60℃、
相対湿度90％の雰囲気中、500ｇの荷重下に１週
間放置した。その後、荷重を取り除くとリード弁
は容易に開いた。

なお、比較のため、本発明のフツ素ゴム塗膜を
設けない以外は第２図に示すのと同様のリードバ
ルブについて上記と同様の条件で圧接試験を行つ
た。その結果、上記実施例の場合とは異なり、リ
ード弁は容易に開かなかつた。このことは、リー
ド弁が順調に作動せず、トラブルの原因となるこ
とを示している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、バルブ本体の弁受座表面に直接本発
明のフツ素ゴム塗膜を設けたエンジン用リードバ
ルブの断面図、第２図は、ゴム製弁受座を介して
その表面に本発明のフツ素ゴム塗膜を設けたエン
ジン用リードバルブの断面図、第３図は、リード
弁の圧接面側表面に本発明のフツ素ゴム塗膜を設
けたエンジン用リードバルブの断面図である。１……バルブ本体、２……リード弁、３……塗
膜、４……弁孔、５……ゴム製弁受座、６……ピ
ン。

Claims

【特許請求の範囲】１圧接面に、フツ素ゴム、フツ素樹脂、アミノ
シランおよび液状担体を含んでなるフツ素ゴム塗
料を塗布、硬化せしめてなる塗膜を設けた非粘着
弾性バルブであつて、該フツ素ゴムと該フツ素樹
脂の重量比が95：５〜35：65であることを特徴と
する非粘着弾性バルブ。２バルブがエンジンの吸気排気装置のバルブで
ある特許請求の範囲第１項記載のバルブ。３上記フツ素ゴム塗料は、アミノシラン化合物
がフツ素ゴム100重量部に対して１〜30重量部と
なる割合で配合されてなる特許請求の範囲第１項
記載のバルブ。４上記フツ素ゴム塗料は、アミン化合物を更に
含有してなる特許請求の範囲第１〜３項のいずれ
かに記載のバルブ。５上記フツ素ゴム塗料は、少なくとも２個の末
端アミノ基を有するアミン化合物を含有してなる
特許請求の範囲第３項記載のバルブ。６アミノシラン化合物とアミン化合物の割合が
モル比で１：99〜90：10である特許請求の範囲第
４項または第５項記載のバルブ。７上記フツ素ゴム塗料は、無機繊維状物質を含
有してなる特許請求の範囲第１項記載のバルブ。８上記フツ素ゴム塗料に含有する無機繊維状物
質は、ガラス繊維、カーボン繊維、アスベスト繊
維およびチタン酸カリウム繊維からなる群から選
ばれたものである特許請求の範囲第１項記載のバ
ルブ。９上記フツ素ゴム塗料に含有する液状担体が水
である特許請求の範囲第１項記載のバルブ。