JPH0651820B2 - 複合体ゴム組成物 - Google Patents

複合体ゴム組成物

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JPH0651820B2
JPH0651820B2 JP62145147A JP14514787A JPH0651820B2 JP H0651820 B2 JPH0651820 B2 JP H0651820B2 JP 62145147 A JP62145147 A JP 62145147A JP 14514787 A JP14514787 A JP 14514787A JP H0651820 B2 JPH0651820 B2 JP H0651820B2
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実 吉田
康順 佐々木
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エヌオーケー株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複合体ゴム組成物に関する。更に詳しくは、
ガスバリヤー性などにすぐれた加硫成形品を与え得る複
合体ゴム組成物に関する。
〔従来の技術〕および〔発明が解決しようとする問題
点〕 ゴム類は、一般にガスバリヤー性が悪く、そのガス透過
率は樹脂の約10〜100倍程度大きいことが知られてい
る。これは、分子オーダーの運動性によるものと考えら
れており、樹脂に比べてゴムの分子運動が活発なことに
よる(ミクロブラウン運動)。一方、樹脂類は、一般に
硬く、ゴムと比べて柔軟性、伸び性が低く、このように
ガスバリヤー性と柔軟性、伸び性とは相反する性質とし
て示される。
そこで、本発明者らは、ゴム類が本来有する好ましい性
質である柔軟性および伸び性を実質的に損うことなく、
その加硫成形品にガスバリヤー性を付与し得るゴム組成
物を求めて種々の検討の結果、フッ素ゴムに一般的に示
される配合剤を添加したフッ素ゴム配合物に、フィブリ
ル化高分子多孔質体を添加した複合体とすることによ
り、かかる課題が効果的に解決されることを見出した。
〔問題点を解決するための手段〕および〔作用〕 従って、本発明はガスバリヤー性にすぐれた加硫成形品
を与え得る複合体ゴム組成物に係り、この複合体ゴム組
成物は、配合剤を添加したフッ素ゴム配合物およびポリ
テトラフルオロエチレンまたはポリクロルトリフルオロ
エチレンのフィブリル化多孔質体よりなる。
改質さるべきフッ素ゴムの配合物は、フッ素ゴムに、一
般的に示される配合剤、例えばカーボンブラック、ホワ
イトカーボンなどの補強剤、炭酸カルシウムなどの充填
剤、フタル酸エステルなどの可塑剤、ナフチルアミン系
化合物などの老化防止剤、イオウ、ポリアミン、有機過
酸化物などの加硫剤、グアニジン系化合物、チウラム系
化合物などの加硫促進剤などの配合剤を適宜配合して調
製されたものである。
かかるフッ素ゴム配合物に添加されるフィブリル化高分
子多孔質体は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)また
はポリクロルトリフルオロエチレンから形成される。フ
ィブリル化多孔質体の形成は、一般に粒径μmオーダー
の高分子微粉末を原料とする延伸法により行われ、かか
る微粉末に適度のせん断力をかけることにより、通常連
結部といわれる塊状部とフィブリル部とからなる連続相
を形成させる。
フッ素ゴム配合物へのフィブリル化高分子多孔質体の添
加による複合化は、フィブリル化高分子多孔質体が形成
する連続相のフィブリル部の空隙部にフッ素ゴムが充填
された形で行われる。例えば、フィブリル化PTFEおよび
フッ素ゴムの組合せを例にとり、2,3の複合化方法を説
明すると、次の如くである。
(1)まず、PTFE微粉末(粒径約0.1〜50μm)を炭化水
素、ハロゲン化炭化水素、ケトン、アルコールなどのPT
FEを濡らす溶媒中に添加し、これをボールミルなどを用
いて混合する。この混練物を例えば押出し、圧延などの
せん断条件下での成形法によってシート状に成形し、溶
媒をそのままにしてあるいは乾燥させてから、毎分約0.
1〜1000%の延伸速度で約30〜500%延伸する。この延伸状
態を保持したままあるいは延伸後、PTFEの軟化点乃至融
点付近(約310〜400℃)で数分間程度加熱焼成すると、延
伸率に応じて体積で約50〜90%と空隙部の割合の多いフ
ィブリル化多孔質体が得られる。かかるフィブリル化多
孔質体に、フッ素ゴム配合物のケトン溶液などを含浸さ
せ、溶媒を除去すると、空隙部でフッ素ゴムと複合化さ
れた組成物がそこに得られる。
(2)PTFE微粉末をフッ素ゴム配合物の溶液中に、固形分
の体積比でPTFEが約10〜80%、フッ素ゴム配合物が約90
〜20%の割合となるように添加し、これをボールミルな
どを用いて混合する。以下、上記(1)と同様にシート成
形、延伸および加熱焼成すると、フィブリル化多孔質体
の形成とそれとフッ素ゴムとの複合化が行われる。
(3)フッ素ゴム配合物をロールに巻き付けておき、これ
にPTFE微粉末を普通のロール混練法と同様に徐々に添加
し、フィブリル化多孔質体の形成と複合化とを同時に行
わせる方法。この方法は、上記2つの方法と比較して操
作が簡単であるという長所を有する。ただし、PTFE微粉
末の混入時にせん断力がかかりすぎるとPTFEが塊まって
しまったり、あるいはPTFE微粉末の体積分率が約40%以
上となった場合にも塊まってしまうことがあるので注意
を要する。
上記各方法の内、(2)の方法では加熱焼成時にフッ素ゴ
ムの加硫も同時に行われるが、(1)および(3)の方法では
形成された複合体組成物についての加熱加硫が行われ
る。
(4)ポリテラフルオロエチレンまたはポリクロルトリフ
ルオロエチレンの水性けん濁液または有機溶媒分散液
に、有機溶媒を用いながらフッ素ゴム配合物を添加し、
そこに形成された複合体ゴム組成物混合液を流延するな
どして溶媒を除去し、得られた複合体ゴム組成物を予備
成形または押出し後圧延または延伸することにより、フ
ィブリル化多孔質体の形成とそれとフッ素ゴムとの複合
化が行われる。
〔発明の効果〕
本発明に係る複合体ゴム組成物は、フッ素ゴムが本来有
する好ましい性質である柔軟性および伸び性を実質的に
損うことなく、その加硫成形品のガスバリヤー性を大幅
に改善させ、またそれの力学的強度の点においてもすぐ
れている。
従って、本発明の複合体ゴム組成物は、耐熱性、耐薬品
性などの点からフッ素ゴムが使えず、ポリテトラフルオ
ロエチレンなどの樹脂でシールする個所に使用されるガ
スケット、パッキンなどに成形されて、有効に用いられ
る。また、ポリテトラフルオロエチレンがフィブリル化
多孔質体材料として用いられた場合には、それの潤滑性
により、薄膜化、摺動性が要求される用途にも有効に用
いられる。
〔実施例〕
次に、実施例について本発明を説明する。
実施例1 ポリテトラフルオロエチレン粉末(三井フロロケミカル
製品テフロン6J)500部(重量、以下同じ)にソルベントナ
フサ100部を混和し、この混和物を成形機を用いて60kg/
cm2の圧力で1分間加圧し、断面50×50mmの角棒状に予
備成形した。次いで、これをラム押出機を用いて、幅50
mm、厚さ1mmのシート状に押出した。このシートを、100
mmの長さに切りとり、延伸機を用いて1400mm/分の延伸
速度で100%延伸し、この後340℃で5分間熱処理した。
このようにして得られたポリテトラフルオロエチレン多
孔質体(多孔度46%)を、下記配合組成のフッ素ゴム溶液
中に浸漬(20分間)-乾燥(減圧乾燥器を用い、50℃で12時
間乾燥)する工程を3回くり返して行ない、ポリテトラフ
ルオロエチレン多孔質体中にフッ素ゴムを含浸させた複
合体(体積比による組成52/48)を得た。
フッ素ゴム(デュポン社製品バイトンE60C) 100部 MgO 4 Ca(OH)2 3 MTカーボンブラック 15 メチルエチルケトン 400 このシート状複合体(50×100×1.3mm)をヒートプレスし
て加硫成形し、得られた加硫シート(50 ×100×1.0mm)
を引張試験機に取り付け、20%伸長時の応力および残留
伸び、初期および20%伸長を10回行なった後の水素ガス
透過係数P 2をそれぞれ測定した。
比較例1a ポリテトラフルオロエチレン粉末(テフロン6J)500部お
よび塩化ナトリウム粉末500部の混合物を、340℃で5分
間プレス成形し、得られた厚さ1mmのシート状物を50℃
の水中に12時間浸漬し、塩化ナトリウムを溶出させた。
このようにして得られたポリテトラフルオロエチレン多
孔質体について、実施例1と同様にしてフッ素ゴムの含
浸-乾燥を行ない、その複合体(体積比53/47)から得られ
たシート状複合体(50×100×1.4mm)をヒートプレスして
加硫成形した。この加硫シート(50×100×1.0mm)につい
て、実施例1と同様の測定を行なった。
比較例1b ポリテトラフルオロエチレン粉末(テフロン6J)500部と
実施例1で用いられたフッ素ゴム溶液1942部とを室温で
攪拌混合した後、エタノール3000部を徐々に加えてポリ
テトラフルオロエチレンとフッ素ゴムとを共沈させた。
この沈殿物をロ別し、1000部のエタノールで洗浄した
後、減圧乾燥器を用い、50℃で24時間乾燥させた。
このようにして得られたポリテトラフルオロエチレン-
フッ素ゴム(体積比50/50)複合物をヒートプレスして加
硫成形し、この加硫シート(50×100×1.0mm)について、
実施例1と同様の測定を行なった。
実施例2 ポリテトラフルオロエチレン粉末(テフロン6J)500部と
実施例1で用いられたフッ素ゴム溶液1235部とを室温で
攪拌混合した後、エタノール2000部を徐々に加えてポリ
テトラフルオロエチレンとフッ素ゴムとを共沈させた。
この沈澱物をロ別し、1000部のエタノールで洗浄した
後、減圧乾燥器を用い、50℃で24時間乾燥させた。
このようにして得られたポリテトラフルオロエチレン-
フッ素ゴム(体積比61/39)複合物を、60kg/cm2の圧力で
1分間加圧し、断面50×50mmの角棒状に予備成形した。
次いで、これをラム押出機を用いて、幅50mm、厚さ2mm
のシート状に押出した。
このシートを、100mmの長さに切りとり、延伸機を用い
て1400mm/分の延伸速度で100%延伸し、この後340℃で5
分間プレス成形し、この加硫シート(50×100×1.0mm)を
得た。この加硫シートについて、実施例1と同様の測定
を行なった。
比較例2a 比較列1aにおいて、ポリテトラフルオロエチレン多孔
質体のフッ素ゴム溶液中への浸漬-乾燥工程を2回くり返
して行ない、得られた複合体(体積比62/38)について、
加硫シートの成形およびそれの評価を行なった。
比較例2b 実施例2で用いられたポリテトラフルオロエチレン-フ
ッ素ゴム複合体を、ヒートプレスで加硫成形し、得られ
た加硫シート(50×50×1.0mm)についての評価を行なっ
た。
実施例3 実施例2において、フッ素ゴム溶液を792部用い、ポリ
テトラフルオロエチレン-フッ素ゴム(体積比69/31)複合
体を得、以下同様にして加硫シートの成形およびそれの
評価を行なった。
比較例3a 比較例1aにおいて、ポリテトラフルオロエチレン多孔
質体のフッ素ゴム溶液中への浸漬(ただし15分間に変更)
-乾燥工程を2回くり返して行ない、得られた複合体(体
積比72/28)について、加硫シートの成形およびそれの評
価を行なった。
比較例3b 実施例3で用いられたポリテトラフルオロエチレン-フ
ッ素ゴム複合体を、ヒートプレスで加硫成形し、得られ
た加硫シート(50×100×1.0mm)についての評価を行なっ
た。
以上の各実施例および比較例で得られた結果は、次の表
1に示される。
上記の結果から、本発明に係る複合体ゴム組成物は、柔
軟性があり、伸長試験後においてもガスバリヤー性を有
することが分かる。
更に、伸びと応力との関係は第1図のグラフに示され、
またガス透過係数の温度との関係は第2図のグラフに示
される。
実施例4 ポリクロルトリフルオロエチレン(分子量約100〜120万)
の50重量%水性けん濁液2152部を、フッ素ゴム(昭和電工
・デュポン製品Viton GF)286.5部を20重量%となる濃度
で溶解させた酢酸エチル溶液中に、9℃の液温を保ちな
がら滴下し、攪拌しながら混合した。十分に混合を行な
った後、エタノールを滴下して固形分を沈殿させ、これ
を取り出し、減圧乾燥した粉状体を得た。
この粉状体を、圧力20kg/cm2、温度100℃の条件下で円
柱状に予備成形し、これを温度120℃、押出圧4ton/c
m2、絞り率100の条件下で厚さ2mmのシート状に押出し、
次いで2本カレンダーを用い、150℃でドラフト比4で引
取りながら1.1mmの厚さに圧延し、最後に温度280℃、圧
力100kg/cm2でプレスして、100×100×1.0mmの加硫シー
トを得た。
比較例4 実施例4にならい、フッ素ゴムの加硫シートを製造し
た。
以上の実施例4および比較例4においてそれぞれ得られ
た加硫シートについて、下記項目の測定を行なった。
引張強度(kg/cm2): 島津製作所製オートグラフによる 表面摩擦係数: バウデンレーベン型;すべり速度0.1cm/秒、荷重20g、8
mm形鋼球 ガス透過係数[×10-12cc(stp)・cm/cm2・秒・cmHg]: バラトロン真空圧力計を用いる圧力法により、 窒素ガスについて、20℃で測定 得られた結果は、次の表2に示される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る複合体組成物の加硫成形品の伸
びと応力との関係を示すグラフであり、また第2図はガ
ス透過係数の温度との関係を示すグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】配合剤を配合したフッ素ゴム配合物および
    ポリテトラフルオロエチレンまたはポリクロルトリフル
    オロエチレンのフィブリル化多孔質体よりなる複合体ゴ
    ム組成物。
JP62145147A 1986-09-02 1987-06-12 複合体ゴム組成物 Expired - Lifetime JPH0651820B2 (ja)

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JP61-207533 1986-09-02
JP20753386 1986-09-02

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JPS63178149A JPS63178149A (ja) 1988-07-22
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