JPH1052885A - 2層構造のゴム成形品及びその製造方法 - Google Patents
2層構造のゴム成形品及びその製造方法Info
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Abstract
成され、外層部がパーフルオロゴムで隙間なく包まれて
いる2層構造のゴム成形品を提供する。 【構成】 内層部が分子中に水素を持つフッ素ゴムの未
加硫コンパウンドよりなり、外層部がパーフルオロゴム
の未加硫コンパウンドからなる押出品を押出し、該押出
品を圧縮金型にセットして加圧加熱することにより内外
2層を同時に加硫する成形加工方法である。
Description
どに優れた特殊ゴムの成形品に関する。例えばフッ素ゴ
ムのようなゴム弾性体の成形品及びその成形加工方法に
関する。フッ素ゴムには種々の種類のものが実用化され
ているが、大略2種類に大別し得る。その一つは、その
分子が主として炭素,フッ素,水素から構成される種類
のもので、フッ化ビニリデンと六フッ化プロピレンとの
共重合体ないしフッ化ビニリデンと六フッ化プロピレン
及び四フッ化エチレンの三元共重合体,四フッ化エチレ
ンとプロピレンの共重合体などが良く知られ、工業的に
利用されている。この種のゴムを本発明については、分
子中に水素を持つフッ素ゴムなる用語を使用する。今一
つは、分子の構成原素が炭素,フッ素,酸素及び少量の
沃素または臭素からなるゴム状体で、四フッ化エチレン
とパーフルオロビニルエーテルの共重合体が良く知られ
ており、通常パーフルオロゴムと呼ばれている。本発明
においてもパーフルオロゴムなる用語はこの種のゴムを
指すものとして使用する。近年パーフルオロゴムは特に
優れた性質を有する弾性体として市販され、その加工品
が種々の分野に利用され始めている。
O−リングがある。利用される分野は半導体工業分野,
化学工業分野,医療・医薬分野などで広く使用されてい
る。半導体分野では、半導体製品の製造工程で極めて腐
食性の強い酸やアルカリを使用するし、また有害なガス
体などを使用するので、耐食性に優れたシーリング材が
要望されている。
強い有機溶剤例えばアセトン,メチルエチルケトン等の
ケトン類,ジメチルホルムアミド等のアミド類,エチレ
ンジアミン,トリエチルアミンなどのアミン類,テトラ
ヒドロフラン,2−メチルテトラヒドロフランなどのフ
ラン類などが通常的に用いられる。従ってこれら有機溶
剤に耐性を有するシーリング材特にO−リングが要望さ
れている。
フルオロゴム,フッ化ビニリデン系のフッ素ゴムの加工
に関するものであり、これらのゴムを複合的に組 合わ
せた2層構造のゴム成形品を提供するものである。
耐薬品性と耐熱性の優れているパーフルオロゴムは比較
的新しいにも関わらず、その加工方法はすでに幾つかの
方法が提案され、O−リングなどの加工品はシーリング
用として使用されている。しかしこのゴム材料は極めて
高価であり、その使用範囲も限定されざるを得ない。従
って、高性能でより安価なシーリング材が望まれてお
り、幾つかの試みがなされている。そのうちの一つとし
てシリコンゴム製のO−リングの外周をフッ素樹脂チュ
ーブで包み込んだ構造のものが、すでに実用化されてい
るが、外周が樹脂チューブであるため、使用中の圧縮応
用により割れたり、長期の圧縮に対してはクリープ変形
が起こりやすい欠点を有している。つまりこの種のO−
リングは耐薬品性は優れてはいるが、シーリング性は劣
ることになる。また耐熱性は、シリコンゴム並みとな
り、フッ素樹脂はこの点では何の寄与もしない。
性はパーフルオロゴムの性能を維持しながらコスト的に
はより安価なシーリング材を開発すべく研究を重ね、特
にO−リングについて種々検討を加えた。その結果、内
層部は比較的安価ではあるがやや耐薬品性の劣る分子中
に水素を持つ含フッ素ゴム例えば、フッ化ビニリデン系
フッ素ゴムからなり、その周囲を隙間なくパーフルオロ
ゴムで包み込んだ2層構造にすることにより、耐薬品性
が優れており、安価なシーリング材が得られることが解
り本発明を完成した。
フッ化ビニリデン系のフッ素ゴムであり、外周部がパー
フルオロゴムで構成されているO−リングを例に取って
説明する。カーボン,加硫剤その他の添加剤が均一に混
合された未加硫のフッ化ビニリデン系フッ素ゴムコンパ
ウンドと、同じようにカーボン,加硫剤,その他添加剤
が均一に配合された未加硫パーフルオロゴムコンパウン
ドを用意し、内層部にビニリデン系フッ素ゴムコンパウ
ンド,その外周部に均一な厚みで未加硫パーフルオロゴ
ムコンパウンドが配置された構造の所定太さの紐状体を
用意する。
グ用圧縮金型にセットする。この場合紐状体の両末端は
互いに重ね合わせられるように45度に斜めカットを行
うのが好ましい。紐状体がセットされた金型は、あらか
じめ加硫温度に保持された熱板プレスにて圧縮加硫を行
うことにより、末端同志が融着されると同時に内層部の
フッ化ビニリデン系ゴムも、外周部のパーフルオロゴム
も加硫される。金型から取り外した加硫済みのO−リン
グは、さらに常圧加熱オーブン中で2次加硫を行うこと
もできる。両末端を融着する際に内層部のフッ化ビニリ
デン系フッ素ゴムが表面にはみ出してパーフルオロゴム
層と逆転する可能性もある。これを避けるために短いパ
ーフルオロゴム紐を継ぎとして使用することも良好な方
法である。
ムコンパウンドからなり、その外周部が未加硫パーフル
オロゴムコンパウンドからなる紐状体を製作する方法に
ついて述べる。図1(b)はシリンダー1と取り外し自
在なダイス2及びシリンダー1の中に上下に可動し得る
ピストン3から構成される押出金型である。図2は、ゴ
ムを打ち抜く為の刃であり刃(b)は刃(a)の中に隙
間なく挿入できるが、刃先では一定の間隙(r−r’)
が開けられるように設計されている。まず未加硫パーフ
ルオロゴムコンパウンドを一定厚みのシート状となし、
刃(a)と刃(b)を嵌合してシート上にセットして、
(b)を押し下げてゴムシートを切り抜き、次いで
(a)を押し下げるとドーナツ状の形状のシートが得ら
れる。このドーナツ状の未加硫パーフルオロゴムコンパ
ウンドを必要とする枚数作成する。次いで未加硫のフッ
化ビニリデン系ゴムコンパウンドの厚みが前記シートと
同じであるシートから、打ち抜き刃(b)のみを使用し
て円板状のものを同一枚数打ち抜く。この円板状のコン
パウンドをドーナツ状のパーフルオロゴムコンパウンド
の穴の部分にはめ込む。これを図1のシリンダー2の中
に積み重ね状態で挿入すると内層部にフッ化ビニリデン
系ゴムコンパウンド、その周囲をパーフルオロゴムコン
パウンドで包み込んだロッドが得られる。このダイス1
の設けられたシリンダー2を図3に示す如く台座Bにセ
ットし、圧縮機Aにてピストンを降下させれば内層部に
フッ化ビニリデン系ゴムコンパウンド、外周部にパーフ
ルオロゴムコンパウンドが均一に取り囲んだ2層構造の
紐状体を得ることができる。
法を次に開示する。図4のCとDはスクリュー押出機で
ありEは所謂2色押出金型を示している。この金型は、
図5にそれぞれの平面図と断面図を示したダイ部品7,
8,9及び10が組立てられたものである。スクリュー
押出機Dからは、フッ化ビニリデン系ゴムコンパウンド
が2色押出金型に供給され、ダイ部品8,9及び10に
まがたる円錐形状のダイスkは、このコンパウンドで充
填された状態になる。
リュー押出機Cより供給され、流路nを通って押出金型
にダイ部品9と8を通過してダイ部品7に達する。ダイ
部品7には2方向に分かれた流路iが設けられており、
パーフルオロゴムコンパウンドはこの流路を通ってノズ
ルmに至る。ノズルmの中心にはダイスkを通過してき
たフッ化ビニリデン系ゴムコンパウンドが押し出されて
きており、この周囲をパーフルオロゴムが外周を包み込
む形でノズルから押出される。かくして所定寸法の2層
構造の押出物が得られる。
機、2色押出金型とも温度を70℃ないし90℃に調節
することが好ましい。しかし押出機のスクリュー回転数
は、押出物である紐状体の太さ、押出金型の構造、必要
とする内外層の断面積比、押出スピードなどにより選定
する必要がある。この方法は条件決定には手間がかかる
が、一度条件を決めてしまうと比較的大量の生産に好ま
しく用いられる。
mmの金属性シリンダー及びシリンダー中に密接状態で
スムーズに上下できる長さ120mmのピストンを用意
した。このシリンダーの先に図1(c)に示す如きダイ
ス1を取付け押出金型とした。主要な寸法を示すと、ダ
イス入口径はピストン内径に等しく30mmとし、出口
の径は3.3mm、ランド長5mmである。ダイス角度
は約20度である。これらの部品はいずれもクロムメッ
キをほどこした。使用したゴム材料はダイキン工業
(株)社製の商品名ダイエルパーフルオロGA−55と
ダイエルG−902で、いずれもパーオキサイド系加硫
剤、カーボン粉末その他の添加剤が均一に配合されてい
るものを使用した。この未加硫ゴムそれぞれを3mm厚
みのシート状とし、ダイエルG−902のシートからは
図2(b)に示す打ち抜き刃を用いて30mm径の円板
を25枚打ち抜いた。一方ダイエルパーフルオロGA−
55のシートからは、図2(a)と(b)に示した打ち
抜き刃を組合せ外径30mm内径20mmのドーナツ状
のシートを同枚数打ち抜いた。前記円板状のダイエルG
−902を、ドーナツ状の内層部にはめ込み、押出金型
のシリンダー2中に積み重ね状態で充填した。押出時の
流れの乱れを防止する目的でダイス1の中は、ダイエル
G−902のみであらかじめ充填しておいた。
け、スライダックにて電圧を調節することによりシリン
ダーの温度を90℃に保ち、図3に示す如く油圧万能試
験機(島津製作所製ユニバーサルテストマシン)にセッ
トした。ピストンの降下温度を50mm/minに調節
しながら押出を行うことにより、径約4.3〜4.5m
mのなめらかな肌を持った未加硫紐状体を得た。約15
グラムの未加硫ゴムがダイス部に残存した。この紐状体
を切断し拡大鏡で観察したところ、内層部と外周部の2
層構造になっていることが確認できた。別途用意した内
径24mm,線径4.2mmの2つ割り1個取りのO−
リング用金型の溝中に両末端を45度カットし重ね合わ
せた状態でセットし、熱板プレスにて180℃20分間
圧縮プレスし、さらに電気炉中で200℃4時間2次加
硫を行った。かくして得られたダイエルG−902とG
A−55の2層構造のO−リングを常温でアセトン中に
浸漬したが、10時間後でも何らの変化は認められなか
った。比較のためにG−902のみで同様な方法により
作成したO−リングは、アセトン中に浸漬したところ1
時間後には30%の重量増加があり、寸法増大が認めら
れた。
る事を目的として、実施例1とほぼ同様の実験を行っ
た。実施例1と異なる点はダイエルG−902の配合を
白色とした点にある。白色配合はカーボンに代えて酸化
硅素と炭酸バリウムを配合したものである。作成したO
−リングを切断し断面を拡大観察した。約10倍に拡大
した写真のコピーを図6に示す。白色の内層部が黒色の
パーフルオロゴムで隙間なく取り囲まれている状態が良
く解る。境界相の密着性は極めて高く異種ゴム間の剥離
は認め得なかった。この2層構造のO−リングもアセト
ン浸漬20時間後の膨潤は観察されなかった。
構成され、外層部が高価ではあるが性能の高いパーフル
オロゴムで隙間なく包まれている2層構造のゴム成形品
は、性能特に耐薬品性はパーフルオロゴム並みであるに
も関わらず安価に提供できる。本発明は断面が円形のO
−リングなどの成形品のみに限定されるものではなく、
異形断面のシーリング材、例えば電気炉の扉のパッキン
などにも有効に利用できる。2層構造の異形押出品を得
るには図5で詳細に開示したダイスに多少の変更を加え
ることにより有効に利用され得る。
る押出金型である。
概念図である。
す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】内層部が分子中に水素を持つフッ素ゴムで
構成され、外層部がパーフルオロゴムで隙間なく包まれ
ていることを特徴とする2層構造のゴム成形品。 - 【請求項2】内層部が分子中に水素を持つフッ素ゴムで
構成され、外層部はパーフルオロゴムで隙間なく包まれ
ていることを特徴とする2層構造のO−リング。 - 【請求項3】断面が異形である長尺のゴム成形品であっ
て、内層部が分子中に水素を持つフッ素ゴムで構成さ
れ、外層部がパーフルオロゴムで隙間なく包まれている
ことを特徴とする2層構造体。 - 【請求項4】内層部が分子中に水素を持つフッ素ゴムの
未加硫コンパウンドよりなり、外層部がパーフルオロゴ
ムの未加硫コンパウンドからなる紐状体を押出し、該紐
状体をO−リング用金型中にセットし、熱プレスするこ
とにより内外層を同時に加硫することを特徴とする請求
項2記載の2層構造のO−リングの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22760896A JP3757001B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | 二層構造の線状シーリング材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22760896A JP3757001B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | 二層構造の線状シーリング材及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1052885A true JPH1052885A (ja) | 1998-02-24 |
| JP3757001B2 JP3757001B2 (ja) | 2006-03-22 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22760896A Expired - Fee Related JP3757001B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | 二層構造の線状シーリング材及びその製造方法 |
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|---|---|
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2024203892A1 (ja) | 2023-03-29 | 2024-10-03 | 株式会社バルカー | 環状シール材、予備成形体および製造方法 |
-
1996
- 1996-08-09 JP JP22760896A patent/JP3757001B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2023113432A (ja) * | 2022-02-03 | 2023-08-16 | 株式会社バルカー | 環状積層体、シール材および製造方法 |
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| WO2024203892A1 (ja) | 2023-03-29 | 2024-10-03 | 株式会社バルカー | 環状シール材、予備成形体および製造方法 |
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