JPS58199132A - 成形ゴム材料の表面処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、地形ゴム材料の表面処理方法に関する。更に
詳しくは、成形ゴム材料の表面をフッ素カスで処理する
ことからなる成形ゴム材料の表面処理方法に関する。

従来から、各種の用途に用いられる成形ゴム材料の表面
軸性、殊に粘着性や単一性など全改善させるための多く
の提案がなされている。そのような材料表面の粘着防止
作用やｌＩ＃−低減作用の耐久性を向上させる一つの方
法として、成形ゴム材料の表向をフッ素カスで処理する
ことが、先に本発明者らの１名によって提案されている
（−ｈＴａｕｌｌｌｉ４５５−１３１８２９号、同５１
５−１３３１５４２号、同５５−１５６５７１号、同５
５−１６３９’Ｆ１号、同５６−２３５０’／号、同５
６−４０５７６号〕０これらの７ツ索ガス処理方法にお
いては、その処理条件を限定することによシ、それぞれ
目的とする効果は得られるものの、一般的にｉｆなお次
のような問題がなお存在することが認められ六〇（１）
＆形ゴム材料表面のフッ素化処理層は、低粘氷性、低岸
擦性の目的が十分に達せられるが、その処理層の内側に
ある半処理層の粘漸性および摩愕抵抗性は、かえって未
処理のゴム材料のそれよりも増大すること （２）そのために、フッ素カス表面処理ゴム材料の耐久
性が問題となり、その材料を使用し次場合、一定時間経
過後Ｋｉｊかえって高粘着、＾Ｍｌ擦の問題を生じるこ
と 本発明者らは、かかる現象の原因について糧々検討すべ
くモデル＠質ゴム材料のフッ素ガス牛処理層の表面分析
をＸＩＩＭ電子スペクトルＶＣよって行なったところ、
この層の酸素含有１がフッ素ガス処理廣のそれと比較し
て少ないことが確認された。

こうし、六事実に基いて、酸素含有１が如何に表面特性
に影智するかという理論的解明はさておき、その対策を
検討した結果、成形ゴム材料の表面管フッ素ガスで処理
する際、酸素ガス、酸素発生化合物または２００℃でｘ
　ｔｏｒｒ以上の蒸気圧を有する含酸素化合物の共存下
で処理するときわめて有効であることを見出した。即ち
、このようにしてフッ素ガス処理された成形ゴム材料は
、電子細微−による観察では半処理層に相当するような
層はほぼ完全に消滅し、ており、それの耐久試験での合
格率が高まることが確話された。

酸素ガスとしては、純粋の酸素カスの他に１９気なども
使用することができ、一般にフッ素ガスに対して酸素カ
ス（または換算）が約５〜５０％程度の割合で用いられ
るａｍ素発生化合物としては、金属フッ化物、水、Ｆｅ
２Ｏ３、ＮＩＯ％　Ｃａ０％Ｍ、９０などの化合物が、
それから発生する酸素ガスとして、一般にフッ素ガスに
対して約５〜５０％の割合で用いられる。これらの酸素
発生化合＠は、フッ素ガスと反応し７て、次の如くに酸
素ガスを発生させる。

Ｈ２０＋２Ｆ、→２ＨＦ　＋　Ｆ２０ 一→２ＨＦ　＋　Ｆ２＋　７０２ Ｍ０十Ｆ２−→ＭＦ、＋Ｏ。

（ＭＯ：金属酸化物） これらの＃巣発生化合物の中、金属フッ化物は系中のフ
ッ素ガスを消費しないために特に好ましい０なぜならば
、ゴム材料の表面処理の程度は、し７ばしば全フッ素量
で制御されることがあるからである。

２００℃でｌ　ｔｏｒｒ以上の蒸気圧を有する含酸素化
合物としては、例えばｃｏ２、Ｃ０ＦＱ、ＣＦ３Ｃ０Ｆ
、　　）リオキサンなどが用いられ、これらはフッ素カ
スに対して一般にこれらの化合物から発生する酸素ガス
が約５〜５０％程度となるような割合で用いら扛る。

このように、酸素カス、酸素発生化合物または特定の宮
酸系化合物は、フッ素カスに対して上記しｆｃ如き割合
で用かられるが、これ以下の割合では本発明の目的とす
るような効果が得られず、逆にこれ以上ではフッ素化処
理ができない。

これらの共存下に、フッ素ガスｔ＋はそれをヘリウム、
アルゴン、窒素、四７ツ化炭素、六フッ化硫黄などで希
釈し九混合ガスによって、常圧乃至加圧下（〜約２０気
圧）まえは減圧下（〜約１／１００気圧）の圧力条件下
で、成形ゴム材料は処理される。

用いられる処理温度の範囲としては、一般に約−２０〜
２５０℃、好ましくは約２０〜２５０℃の範囲が用いら
れる０この温度範囲内でも、Ｉｌ！ＩＫフッ素化され易
いゴム材料、例えば常温でも反応が過度に進行し、易い
天然ゴム、インブチレンゴム、イソプレンゴムなどの場
合にあっては、より低い温度範囲、例えば＋５℃〜−２
０℃程度の温度範囲で処理することが望ましい０ フッ素化表面処理される成形ゴム材料は、天然ゴムまた
はアクリロニトリル−フタジエン共重合コム、スチレン
−フタジエン共重合コム、クロロブレ／ゴム、イソプレ
ンゴムなどの共役ジエン系ゴム、アクリルゴム、エチレ
ン−プロピレン−（ジエン）共重合ゴム、ブチルゴム、
エピクロルヒドリンゴム、クロルスルホ／化ポリエチレ
ン（ハイパロン）、フッ素ゴムなどの各種合成ゴムに、
加硫剤その他の配合物、例えば補強剤、充填剤、軟化剤
、可塑剤、老化防止剤、加工助剤などを必要に応じて配
合したゴム配合物の加硫成形物であり、表面処理前に前
処理を施しまたものであってもよい０前処理では、成形
物表面に付着している離製剤、ＯＴ塑剤などをゴムの種
類に応じた洗浄剤で洗浄する。洗浄剤としては、トリク
レン、パークロルエチレン、アルコール、四塩化炭素な
どの有機溶剤が用いられ、洗浄後はこれらの１機溶剤を
十分に乾燥し、除去する。

フッ素カスまたはそれと不活性ガスとの混合ガスで処理
された成形ゴム材料は、その表面に付着し、ているフッ
素カスを除去するために、直ちに炭酸アルカリ金属境水
溶液中に浸漬して洗浄される。

炭酸アルカリ金属塩水溶液としては、炭酸ナトリウム、
炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム
などが約５〜３０分間度の濃度の水溶液として用いられ
る。浸漬処理は、約ｌＯ〜１００℃の温度で約５〜３０
分間、好ましくは約１０〜１５分間行われ、その抜水で
約１０〜１５分間行度洗浄し、温風下で乾燥させる。

次に、実施例について本発明を説明する。

実施例１ 容量約４ＯＡ’の密閉した反応容器に、図示される如き
中心線断面形状を有するフッ素ゴム製パルプ７を約３５
０個仕込み、ここにフッ素ガス２’Ｚ１容量％、酸素ガ
ス３３容量％および？素カス６９６％よりなる醜合ガス
約４０１を充満させ、１９０〜２００℃で約４時間処理
し友・処理後、５％炭酸ナトリウム水溶液および水でバ
ルブを洗浄し、乾燥した。

このフッ素ゴムバルブ４個について、下記に示すような
耐久試験（振動開弁テス））ｆ！ｒ行なったところ、開
弁し、たパルプは４個、開弁しないバルブＦｉｏ個であ
った。

〔耐久試験方法〕

金ＪＡｃ１、ケースナツト２、スプリングガイド３、ポ
ペットシート番、コイルスプリング６およびポペット押
え６よルなシ、図示され六如くに組立てられ喪加娠機の
内部をケースナツト側から減圧に引Ｉｔｘ＃）、ある減
圧度のところに達すると、コイルスゲリングのばねの押
付力が大気圧に負けて、ポペットシートが開いて空気が
そこに流入するようになっている。このような加振機の
ポペットシート側開口部にバルブフを嵌装挟着させ、毎
分２００１の空気を流した状態で、加振機の軸方向に２
００、それの半径方向に２００１振動数２００ヘルツで
１０回加振後、バルブを作動させ、それが開弁するか否
かを調べる〇 実施例２ 実施例１において、フッ素カス２５０容蓋％、酸素カス
ＩＱＯ容量％および窒素ガス６ｆｉＯ容量％よりなる混
合ガスの同量が用いられた。耐久試験の結果は、開弁し
たパルプが４個、開弁しないバルブが０個でめった。

実施例３ 実施例１において、フッ素カス３１３容童％および９素
ガス６ａフ容量％よりなる混合ガスの同量を用い、更に
反応容器の器壁にＦｅ２０３６７７を均一に付着させ、
フッ素カス処理を行なつ几。耐久試験の結果は、開弁じ
たパルプが４個、開弁しなイハルプが０個であつ九・ 実施側番 実施例１において、フッ素ガス２ｆａ２容量％、窒素カ
ス６也２容量％およびＣＯＦカスａ６容量％よりなる混
合カスの同量が用いられ九〇耐久試験の結果は、開弁し
虎バルブが４個、開弁しないパルプが０個であった。

比較例 実施例１において、フッ素ガス３１３容量％および？素
ガス６ａ７容量％よシなる混合ガスの同量が用いられた
・耐久試験の結果は、開弁したバルブが２個、開弁じな
いバルブが２個であった・上記実施例１および比較例で
フッ素ガス処理されたパルプの表面および断面の電子−
倣鏡写真が、図面代用写真に示されている。

図面代用写真ｌ：比較例で処理されたパルプ表面（５０
０倍） 図面代用写真２＝比較例で処理されたパルプ表面（２０
００倍） Ｉ　　　３：比較例で処理されたバルブ断面（５００倍
） ｌ　　　　　　　４　：　　　　　　　　　　〃（２０
００倍） 写真番のＥ下から右上にかけて、表面、粘子層、粘看層
および未処理層からなる。

図面代用写真５：実施例１で処理されたパルプ表面（５
００倍） Ｉ　　　　　　　　６　：　　　　　　　　　　＃（２
０００倍） ｌ　　　７＝実施例１で処理されたパルプ断面（５００
倍） １　　　　　　　８：　　　　　　　　　　ｔｔ（、２
０００倍） 写真８の右下から左上にかけて、表面、粘子層および未
処理層からなる〇 写真１−４および５〜８の対比から、パルプ表面には実
施例１のものの方が粒子状物が数多く存在していること
が分り、またパルプ断面については、実施例１のものに
は粘着層が観察されないＯ図面代用写真９〜１１： 耐久試験後の図面代用写真２〜４に対応するパルプの表
面または断面 写真１１の左上は表面であり、他の部分は粘着層からな
る。

図面代用写真１２〜１４＝ 耐久試験後の図・面代用写真６〜８に対応するパルプの
表面または断面 写真１４の下から上にかけて、表面、粘子層および未処
理層からなる〇 写真９〜１１および１２〜１４の対比から、耐久試験後
において、比較例の・くルブ表面には殆んど起伏がない
のに対し、実施例１の・（ルブ表面Ａ二はなお粒子状物
が残っていることが分６、を大パルプ断面については、
比較例のものには粒子層がなく、すべて粘着層となって
いるのに灼し、実施例１のものには粘着層がなく、粒子
層の耐久性の良いことも観察される。

【図面の簡単な説明】

図面は、耐久試験に用いられる加振機の中心線＃面図で
める◎この図面において、符号４はポペットシート、５
はコイルスプリング、そし、て）はゴム製パルプをそれ
ぞれ指示する。 図面代用写真１〜２および３〜４は、それぞれ比較例で
処理されたパルプの表面および断面の電子顕微鏡写真で
ある◎図面代用写真５〜６および７〜８は、それぞれ実
施例１で処理されたパルプの表面および断面の電子顕微
鏡写真である。図面代用写真９〜１１Ｆｉ、耐久試験後
の図面代用写真２〜４に対応するパルプの表面ま九は断
面の電子顕微鏡写真である。図面代用写真１２〜１４は
、耐久試験後の図面代用写真６〜８に対応するパルプブ
の表面または断面の電子顕微鏡写真である０代理人 ［。 弁理士吉田俊夫 、１ｔｌ＝＝字奪３ ｌコ■代甲♀累■■ − １ｊと１面イ１１賓弓２１ｉηｕ１２ １、ｆｉｔｉｌイ入３（Ａ１♀コζ（１５ト　　続　　
補　　正　　粛　（方式）１事件の表示 昭和５７年特許願第８２６９９号 ２背明の名称 成形ゴム材料の表面処理方法 ３被＋Ｅをする者 事件との関係　　特許出願人 名称　￥宝メクトロン株式会社 ４代　理　人 住　所　　東京都港区芝大門ＩＴ−２−７阿藤ピル５０
１号５１１ｂ’＋ｌ烏令の日付 昭憩５７年８月３１日 ６補正の対象 （１）添付の紅゛正図σ（（に朱書した如く、既提出の
図面を「第１図」とし、「図面代用写ｖ（１」〜「図面
代用１−ｆ、真１４Ｊをそれぞれ「第２１ＮＪ〜「第１
５図」に訂正する。　　　　　　　　　、（力筒７頁第
８行の「図示」の前に「第１ＰＡに」を挿入する。 （３）第７頁第１２行の「％」の前に「容量」を挿入す
る。 （４）第９頁下第３行の「電子」の前に「組織構造を示
す」を挿入する。 （５）明細書の記載を次のように訂正する。 第９頁下第２行　　　図面代用ｉ真　　　第２〜１５図
下第１行　　図面代用写真１　　　　第２図第１Ｏ頁第
２行　　図面代用写真２　　　　第３図第４行　　　　
〃　３　　　　　第４図第６行　　　　〃　４　、　　
　　第５図第８行　　　　　　　　　　　第５図 写真４ 第１０行　　図面代用写真５　　　　第６図第１２行　
　　　〃　６　　　　　第７図訂正型所　　　　訂正前
　　　　訂正後第１４行　　　　　〃　７　　　　　　
第８図第１６行　　　　〃　８　　　　　第９図パΔ１
０頁第１８？ｌ′ｉ′　　　　　写へ８　　　　　第９
図第２０行　　写真１〜４　　　　第２〜５図５〜８　
　　　第６〜９図 第１１頁第４行　　図面代用写真９−１１　第１０〜１
２図第５行　　図面代用写真２〜４　第３〜５図第７行
　　　　写真１１　　　　　　第１２図第９行　　図面
代用写真１２〜１４　　第１３〜１５図第１０行　　図
面代用写真６〜８　第７〜９図第１２行　　　　写真１
４　　　　　　第１５図第１４行　　写真９〜１１　　
　　　第１θ〜１２図１２〜１４　　　　第１３〜１５
図 （６）図面の簡単な説明の項を次のように訂正する。 「第１図は、耐久試験に用いられる加振機の中心線断面
図である。この図面にお、、いて、符号４はポペットシ
ート、５はフィルスプリング、そして７はゴム製バルブ
をそれぞわ指示する。 第２〜３図および第４〜５図は、それぞれ比較例で処理
されたバルブの表面および断ｉ′Ｉｉの組織構造を示す
電子顕微鏡写真である。第６〜７図および第８゛〜９図
は、そわそれ実施例１で処理されたバルブの表面および
断面の組織構造を示す電子顕微鏡写真である。第１０〜
１２図は、船へ試験後の第３〜５図に対応するバルブの
表面または断面の組織構造を示す電子顕微鏡写真である
。第１３〜１５図は、耐久試験後の第７〜９図に°対応
するバルブの表面または断面の組織構造を示す電子顕微
鏡写真である。」 ８、添付書類の目録 訂正画面（写し）　　　　　１通 、ｉ 牙１１」

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. り成形ゴム材料の表面をフッ素カスで処理するに際し、
   酸素カス、酸素発生化合物まｆＣＦ１２００℃でｌ　ｔ
   ｏｒｒ以上の蒸気圧を有するｔｔＩＩｔ素化合物の共存
   下で処理することを！黴とする成形ゴム材料の表面処理
   方法口