JP3009676B2 - フッ素ゴム成形品の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明はパッキン、ガスケットなどのシール用部材と
して用いられるフッ素ゴム成形品の製造方法に関する。

発明の技術的背景およびその問題点 フッ素ゴム成形品は、耐熱性、耐薬品性、耐油性など
に優れているため、パッキン、ガスケットなどの流体シ
ール用部材として広く利用されている。

ところが、このようなフッ素ゴム成形品を摺動部での
シール用部材として用いた場合、摩擦係数が充分には小
さくなく、さらに摩擦係数が小さいフッ素ゴム成形品の
出現が望まれていた。

そこでフッ素ゴムに加硫剤および充填剤とともにフッ
素樹脂などの個体潤滑剤の粉末を配合してフッ素ゴム配
合物を調製し、次いでこの配合物を加硫成形して成形品
を製造することにより、このフッ素ゴム成形品の摩擦係
数を減少させる方法が提案されている。この方法によれ
ば、得られるフッ素ゴム成形品は、フッ素ゴム配合物に
配合されるフッ素樹脂粉末の量を増加させるほど摩擦係
数が小さくなるが、現状ではこのフッ素樹脂粉末の充填
量に制限があるため、未だ摩擦係数が充分に小さなフッ
素ゴム成形品が得られていない。

すなわち、フッ素ゴム100重量部に対して30重量部以
上のフッ素樹脂粉末を混入させたフッ素ゴム配合物を用
いた場合、混練時に粘度が高くなりすぎて混練しにくく
なり、混練工程においてフッ素樹脂粉末が繊維化した
り、凝集したりして練り上り配合物が列理方向に層を形
成し、またゴム分散不良を引き起す。そのため、得られ
た成形品の機械的強度が著しく低下し、たとえば列理と
直角の方向に避けやすいなどの問題点があった。

発明の目的 本発明はこのような従来技術に伴なう問題点を解決し
ようとするものであって、フッ素樹脂粉末を多量に含む
ため摩擦係数が小さく、かつ機械的特性に優れたフッ素
ゴム成形品を容易に製造できるフッ素ゴム成形品の製造
方法を提供することを目的とする。

発明の概要 本発明により得られるフッ素ゴム成形品は、フッ素ゴ
ム100重量部に対して30〜150重量部のフッ素樹脂粉末を
含むことを特徴としている。

本発明に係るフッ素ゴム成形品の製造方法は、フッ素
ゴム100重量部に対して、フッ素樹脂粉末30〜150重量
部、有機溶剤２〜40重量部、加硫剤および充填剤を混練
してフッ素ゴム配合物を調製し、次いでこのフッ素ゴム
配合物を熱処理して有機溶剤を除去した後加硫成形する
ことを特徴としている。

本発明により得られるフッ素ゴム成形品は、多量のフ
ッ素樹脂粉末を含んでいるため、摩擦係数が小さく摺動
部のシール用部材として好適である。

また本発明に係るフッ素ゴム成形品の製造方法は、フ
ッ素ゴム配合物に有機溶剤を加えたため、混練が容易で
あり、短時間に効率よく均一な練上り配合物を得ること
ができ、摩擦係数が小さく機械的特性に優れた成形品を
製造できる。

発明の具体的説明 以下本発明により得られるフッ素ゴム成形品およびそ
の製造方法について具体的に説明する。

本発明に係るフッ素ゴム成形品の製造方法では、フッ
素ゴム、フッ素樹脂粉末、有機溶剤、加硫剤および充填
剤を含むフッ素ゴム配合物が原料として用いられる。

本発明ではフッ素ゴムとしては、従来フッ素ゴム成形
品を製造する際に用いられるフッ素ゴムが広く用いられ
るが、具体的には下記式［Ｉ］、［II］で示されるフッ
素ゴムが好ましく用いられ、このようなフッ素ゴムで市
販されている。

本発明ではフッ素樹脂粉末としては、ポリテトラフル
オロエチレン（PTFE）、テトラフルオロエチレン−パー
フルオロアルキルビニルエーテル共重合体（PFA）、テ
トラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロレン共重合
体（FEP）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合
体（ETFE）、三フッ化塩化エチレン（CTFE）、フッ化ビ
ニリデンなどのフッ素樹脂の粉末が用いられ、このうち
PTFE粉末が好ましく用いられ、特に低分子量たとえば10
00〜30,000の分子量を有するPTFE粉末が好ましく用いら
れる。

このようなフッ素樹脂粉末は、通常、平均粒径が0.5
〜50mm、好ましくは３〜30mmであることが望ましい。

本発明で用いられるフッ素ゴム配合物では、このよう
なフッ素樹脂粉末は、フッ素ゴム100重量部に対して30
〜150重量部、好ましくは50〜100重量部の量で用いられ
る。

フッ素ゴム100重量部に対して50重量部以上のフッ素
樹脂粉末を用いることにより、摩擦係数および摩耗特性
が優れたフッ素ゴム成形品を得ることができる。そし
て、この効果はフッ素樹脂粉末の充填量が増加するほど
顕著であるが、フッ素樹脂の充填量が150重量部を超え
るとフッ素ゴム成形品の機械的強度が低下する傾向が生
ずる。

本発明に係るフッ素ゴム配合物に用いられる有機溶剤
としては、フッ素ゴムとの相溶性が良好であるととも
に、沸点が低く成形前の熱処理の温度で蒸発させて容易
に除去でき、成形品中に残留することのない有機溶剤が
用いられる。このような有機溶剤としては、具体的に
は、アセトン、トルエン、四塩化炭素、ジエチルケト
ン、ベンゼン、クロロホルム、メチルエチルケトンなど
を用いることができる。

本発明で用いられるフッ素ゴム配合物では、このよう
な有機溶剤は、フッ素ゴム100重量部に対して、通常２
〜40重量部好ましくは５〜30重量部の量で用いられる。

フッ素ゴム100重量部に対して２重量部以上の有機溶
剤を用いることにより、フッ素ゴム配合物の粘度を低下
させ、フッ素樹脂粉末、加硫剤などの分散を向上させる
ことができる。また、40重量部以下の有機溶剤を用いる
ことにより、成形品に有機溶剤が残留することを防止で
きる。

本発明に係るフッ素ゴム配合物に用いられる加硫剤と
しては、従来フッ素ゴムの加硫に用いられる公知の加硫
剤のいずれを用いてもよい。このような加硫剤として
は、具体的には、N,N′−ジシンナミリデン−1,6−ヘキ
サンジアミン、ヘキサメチレンジアミン・カルバメート
などのアミン系加硫剤、ビスフェノールAF、4,4−ジヒ
ドロキシルジフェニルなどのポリオール系加硫剤、2,5
−ジメチル−2,5−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサ
ン、2,5−ジメチル−2,5−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）
ヘキシン−３などのパーオキサイド加硫剤、などを用い
ることができる。

本発明に係るフッ素ゴム配合物では、このような加硫
剤は、フッ素ゴム100重量部に対して0.5〜7.0重量部の
量で用いられる。

上記したようなフッ素ゴム、フッ素樹脂粉末、有機溶
剤および加硫剤を含むフッ素ゴム配合物は、これら以外
に充填剤を含んでいてもよい。このような充填剤として
は、フッ素ゴム成形品に用いられる公知の充填剤のいず
れを用いてもよく、具体的にはカーボン、マグネシア、
炭酸カルシウム、マイカ、シリカなどを挙げることがで
きる。

このような充填剤は、フッ素ゴム100重量部に対して
１〜100重量部の量で用いられることが好ましい。

上記のようなフッ素ゴム配合物を調製するには、以下
のようにすればよい。

すなわち本発明に係るフッ素ゴム配合物は、まずフッ
素ゴムに有機溶剤を加えて混合してフッ素ゴムを膨潤さ
せ、次いでこの膨潤されたフッ素ゴムに、フッ素樹脂粉
末および加硫剤と、必要に応じて充填剤とを配合し、ロ
ール練りを行なうことにより調製することができる。

このようにして調製されたフッ素ゴム配合物からフッ
素ゴム成形品を製造するには、フッ素ゴム配合物を60〜
130℃の温度に加熱して５〜60分間熱処理して、有機溶
剤を蒸発させて除去し、次いで金型内に有機溶剤が除去
されたフッ素ゴム配合物を供給して通常の加硫成形を行
なえばよい。

発明の効果 本発明により得られるフッ素ゴム成形品は、フッ素ゴ
ム100重量部に対して50〜150重量部のフッ素樹脂粉末を
含んでいるため、摩擦係数が小さく摺動部のシール用部
材として好適である。

本発明に係るフッ素ゴム成形品の製造方法では、フッ
素ゴム100重量部に対して、フッ素樹脂粉末50〜150重量
部、有機溶剤２〜40重量部および加硫剤を含むフッ素ゴ
ム配合物を用いてフッ素ゴム成形品を製造しており、該
フッ素ゴム配向物は混練が容易で短時間に効率よく均一
な練上り配合物を得ることができ、したがって摩擦係数
が小さく、また機械的特性に優れたフッ素ゴム成形品を
得ることができる。

以下本発明により得られるフッ素ゴム成形品およびそ
の製造方法について実施例により説明するが、本発明は
これら実施例に限定されるものではない。

実施例１ 100重量部のフッ素ゴムと、100重量部のポリテトラフ
ルオロエチレン粉末（平均粒径５μｍ）と、20重量部の
アセトンと、５重量部の加硫剤と、15重量部の充填剤と
を含むフッ素ゴム配合物をロール練りして練上り配合物
を得た。

この練上り配合物を100℃の温度に加熱して30分間熱
処理した後、金型内に充填して加硫成形しフッ素ゴム成
形品を得た。

次いで、得られたフッ素ゴム成形品の機械的特性、す
なわち摩擦係数、テーバー摩耗指数、硬さ、列理方向の
引張強さ、列理方向の伸び、列理方向の100％伸び率に
対するモジュラスおよび粘着性とを測定した。

得られた結果を表１に示す。

テーバー摩耗指数、硬さ、引張強さ、伸びおよび100
％伸び率に対するモジュラスは、JIS K 6301に規定され
る方法に準拠して測定した。

また、摩擦係数はJIS K 1500に規定される方法に準拠
して測定し、粘着性はASTM 1824に規定される方法に準
拠して測定した。なお表１に示される値は10個の成形品
に対して得られた値の平均である。

比較例１ 100重量部のフッ素ゴムと、25重量部のポリテトラフ
ルオロエチレン粉末と、５重量部の加硫剤と、および15
重量部の充填剤とを含むフッ素ゴム配合物をロール練り
して練上り配合物を得た。

得られた練上り配合物を用いて実施例１と同様にして
熱処理および加硫成形を行ない、フッ素ゴム成形品を製
造した。

次いで得られたフッ素ゴム成形品機械的特性を実施例
１と同様にして測定した。得られた結果を表１に示す。

実施例２ 100重量部のフッ素ゴムと、100重量部のポリテトラフ
ルオロエチレン粉末（平均粒径５μｍ）と、20重量部の
アセトンと、５重量部の加硫剤とを含むフッ素ゴム配合
物をロール練りして練上り配合物を得た。

得られた練上り配合物を用いて実施例１と同様にして
熱処理および加硫成形を行ないフッ素ゴム成形品を製造
した。

次いで得られたフッ素ゴム成形品の列理方向の引張強
さおよび伸びと、列理と直角をなす方向の引張強さおよ
び伸びとを実施例１と同様にして測定した。

得られた結果をロール練りに要した時間とともに表２
に示す。

比較例２ 100重量部のフッ素ゴムと、100重量部のポリテトラフ
ルオロエチレン粉末と、５重量部の加硫剤とを含むフッ
素ゴム配合物をロール練りして練上り配合物を得た。

得られた練上り配合物を用いて実施例１と同様にして
熱処理および加硫成形を行ないフッ素ゴム成形品を製造
した。

次いで得られたフッ素ゴム成形品の列理方向の引張強
さおよび伸びと、列理と直角をなす方向の引張強さおよ
び伸びとを実施例１と同様にして測定した。

得られた結果をロール練りに要した時間とともに表２
に示す。

この表２から、本発明により得られるフッ素ゴム成形
品は、列理方向と列理に直角方向とで機械的性質の差が
小さいことがわかる。このことは、本発明により得られ
るフッ素ゴム成形品では、フッ素ゴム中にフッ素樹脂粉
末が均一に配合されていることを意味していると考えら
れる。これに対して比較例２に係るフッ素ゴム成形品
は、列理方向と列理に直角方向とで機械的性質の差が大
きく、このことは比較例ではフッ素ゴム中にフッ素樹脂
粉末が均一には配合されず、シート平面と平行にフッ素
樹脂粉末の層が形成されていることを意味していると考
えられる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08J 3/24 C08L 27/12 C08J 5/18

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フッ素ゴム100重量部に対して、フッ素樹
   脂粉末30〜150重量部、有機溶剤２〜40重量部および加
   硫剤を混練してフッ素ゴム配合物を調製し、次いでこの
   フッ素ゴム配合物を熱処理して有機溶剤を除去した後加
   硫成形することを特徴とするフッ素ゴム成形品の製造方
   法。