CN102348549B - 密封材料 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种兼具密封性和处理性的密封材料。其是通过将热塑性弹性体注射成型而成型的、具有至少1个接触面的密封材料(1)，其中，在接触面上具有密封部(2)和非密封部(3)，密封部(2)的表面粗糙度Ras为0.2μm以上且1.4μm以下，非密封部(3)的表面粗糙度Rah大于3.0μm且为7.0μm以下。优选的是，密封部(2)的表面粗糙度Ras为0.2μm以上且为0.5μm以下，非密封部分(3)的表面粗糙度Rah大于5.0μm且为7.0μm以下。

Description

密封材料

技术领域

本发明涉及密封材料，详细而言，涉及兼具密封性和处理性的密封材料。

背景技术

一直以来，通过在由橡胶或热塑性弹性体形成的制品、成型体或颗粒等被防粘物表面涂布防粘剂来防止这些被防粘物彼此粘合。作为这种外部添加防粘剂，一直以来使用包含碳酸钙、滑石、碳酸镁、云母等天然物的无机物、以及硅油、硅酮聚合物等硅酮类。然而，包含天然物的无机物由于吸湿性及吸油性大，所以会吸收配混于欲赋予防粘性的由橡胶或热塑性弹性体形成的制品等中的油等低分子量成分，因此，很多情况下制品等无法长期使用。此外，硅酮类由于昂贵、且引起电接触不良的可能性、挥发的可能性高，所以担心由外部添加有硅酮类的橡胶或热塑性弹性体来制作光学部件、精密部件时存在问题。

因此，为了提供吸湿性、吸油性及挥发性小、能够赋予由橡胶或热塑性弹性体形成的制品等被防粘物以稳定的防粘性能的外部添加防粘剂，专利文献1中公开了一种橡胶用或热塑性弹性体用外部添加防粘剂，其由平均粒径为500μm以下的有机系粒状物质构成。

另一方面，为了容易地进行成型品的取出，专利文献2中公开了一种组合模，其通过喷射处理(blastingtreatment)，以Ra为0.5～3.0的表面粗糙度形成应当保留成型后的该热塑性弹性体制品的组合模的内表面。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-64445号公报(权利要求书等)

专利文献2：日本特开2006-297811号公报(权利要求书等)

发明内容

发明要解决的问题

然而，专利文献1记载的方法存在如下问题：为了涂布防粘剂而增加了一道工序，需要花费机械成本及运行成本。此外，尽管作为防粘剂，有固体状、蜡状、乳液状等，进而，作为材料的组成，有硅系、氟系、烯烃系等，但是还会有如下无法使用防粘剂的情况发生：例如材料物性因含有防粘剂而发生变化，或者由于固体的防粘剂在洁净室内飞散而无法使用，以及无法在成型品中含有防粘剂组合物其本身等。

另一方面，通常对于使用粘合性高的热塑性弹性体通过注射成型等而制作的密封材料而言，期望在密封部具有高粘合性，但从操作性的观点出发，期望在非密封部粘合性低。专利文献2记载的方法虽然能够用于各种成型品、能够提高成型品的处理性，但是成型品的表面粗糙度的分布没有差异，因此，期望更良好的处理性。

因此，本发明的目的在于提供一种兼具密封性和处理性的密封材料。

用于解决问题的方案

本发明人为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现，通过调节密封部和非密封部的表面粗糙度以调节粘合性，能够提高密封性及处理性，从而完成了本发明。

即，本发明的密封材料是一种通过将热塑性弹性体注射成型而成型的、具有至少1个接触面的密封材料，其特征在于，

在前述接触面上具有密封部和非密封部，

前述密封部的表面粗糙度Ras为0.2μm以上且1.4μm以下，前述非密封部的表面粗糙度Rah大于3.0μm且为7.0μm以下。

在本发明中，优选的是，前述密封部的表面粗糙度Ras为0.2μm以上且0.5μm以下，前述非密封部分的表面粗糙度Rah大于5.0μm且为7.0μm以下，此外，在本发明中，优选的是，前述热塑性弹性体含有由至少一个以乙烯基芳香族化合物为主体的聚合物链段、和至少一个以共轭二烯化合物为主体的聚合物链段形成的共聚物的热塑性弹性体，进而，在本发明中，优选的是，注射成型时使用的模具是通过喷射处理来设定了表面粗糙度的模具。

发明的效果

根据本发明，通过设置上述构成，能够提供兼具密封性和处理性的密封材料。

附图说明

图1是表示本发明的密封材料的一个例子的俯视图。

图2是图1的密封材料的A-A剖视图。

图3是表示本发明的密封材料的另外一个例子的俯视图。

图4是图3的密封材料的B-B剖视图。

图5是表示本发明的密封材料的另外一个例子的俯视图。

图6是图5的密封材料的C-C剖视图。

图7是表示本发明的密封材料的另外一个例子的俯视图。

图8是图7的密封材料的D-D剖视图。

图9是表示本发明的密封材料的另外一个例子的俯视图。

图10是图9的密封材料的E-E剖视图。

图11是表示本发明的密封材料的另外一个例子的俯视图。

图12是图11的密封材料的F-F剖视图。

图13是表示处理性及密封性评价中的样品的剖视图。

附图标记说明

1密封材料

2密封部

3非密封部

4上表面部

5腿部

6布胶带

具体实施方式

以下，对本发明的优选实施方式进行详细说明。

图1是表示本发明的密封材料的一个例子的俯视图，图2是图1的密封材料的A-A剖视图。本发明的密封材料1是通过将热塑性弹性体注射成型而成型的、具有至少1个接触面的密封材料，在接触面上具有密封部2和非密封部3。

对本发明的密封材料1而言重要的是，密封部2的表面粗糙度Ras为0.2μm以上且1.4μm以下，非密封部3的表面粗糙度Rah大于3.0μm且为7.0μm以下。通过制成所述构成，密封部2表面光滑、粘合性高、密封性优异，另一方面，非密封部3与密封部2相比表面具有凹凸，粘合性较低，不发粘，所以处理性变得良好。为了良好地获得上述效果，密封部2的表面粗糙度Ras优选为0.2μm以上且0.5μm以下，非密封部3的表面粗糙度Rah优选大于5.0μm且为7.0μm以下。这里，表面粗糙度是JISB0601-1994中规定的算术平均粗糙度。

此外，本发明的密封材料是具有至少1个接触面的密封材料，只要在接触面上具有密封部2和非密封部3，则对其形状没有限定。图3是表示本发明的密封材料的另外一个例子的俯视图，图4是图3的密封材料的B-B剖视图。可以的是，如图3及图4所示，密封材料1呈圆形，在中央部具有密封部2，在该密封部2的周围具有非密封部3。

进而，本发明的密封材料是具有至少1个接触面的密封材料，只要在接触面上具有密封部2和非密封部3，则可以根据作为部件的用途而制成自由的形状。图5是表示本发明的密封材料的另外一个例子的俯视图，图6是图5的密封材料的C-C剖视图。可以的是，如图5及图6所示，密封材料1在上表面部4上具备具有密封部2的接触面，并具有支撑该上表面部4的腿部5。此外，图7是表示本发明的密封材料的另外一个例子的俯视图，图8是图7的密封材料的D-D剖视图。可以的是，如图7及图8所示，在密封材料1的端部的凸部具有密封部2。

此外，图9及图11是表示本发明的密封材料的另外一个例子的俯视图，图10及图12分别是图9的密封材料的E-E剖视图及图11的密封材料的F-F剖视图。如图9～12所示，也可以在密封材料1的凹部具有密封部2，进而还可以如图11及图12所示在凹部的一部分中具有密封部2。

在本发明中，密封材料1的密封部2及非密封部3的表面粗糙度可以通过调节注射成型时所使用的模具的表面粗糙度并实施压花加工来获得。对所述使模具的表面粗糙而设定表面粗糙度的方法没有特别限定，例如可列举出喷射处理、蚀刻处理、放电处理等，优选为喷射处理。另外，对于所述模具的材质、具体的形状等没有特别限制。

上述喷射处理通过在空气流中掺合被称为投射材料的粉体并对被投射物进行吹送来进行表面处理。本发明中，只要能够以上述表面粗糙度形成应当保留成型品的模具的内表面，则对喷射处理的条件没有特别限制，例如可以按照下面的方式来进行处理。

投射材料可以根据上述目的而适当选择，作为材质(硬度)，具体而言，例如可适宜使用由氧化铝、碳化硅、二氧化硅、炭黑、碳酸钙、碳酸镁、滑石、粘土、玻璃纤维、玻璃空心球(glassballoon)、金属、氧化铁、含氧化铁的化合物(铁素体等)等纤维状物或粒状物、破碎状物等构成的无机投射材料。此外，也可以使用包含氧化铁或含氧化铁的化合物(铁素体等)的颜料，具体而言，可以使用α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH、α-Fe₂O₃、γ-Fe₂O₃、Fe₃O₄、MoFe₂O₃、Mo₆Fe₂O₃等。

其中，氧化铝、二氧化硅、玻璃纤维由于硬度高，所以适合于比较强地进行喷射处理的情况。另一方面，碳酸钙、碳酸镁、滑石、粘土由于硬度低，所以适合于比较柔和地进行喷射处理的情况。玻璃空心球适宜在减小投射材料的比重的情况下配混，在配混炭黑的情况下，能够赋予投射材料以导电性。这些无机投射材料可以单独使用1种，或者适当混合2种以上使用。

此外，作为投射材料的形状，在进行有效的喷射处理方面，使用锐利多角形的投射材料是有效的。对投射材料的粒径没有特别限制，通常使用平均粒径为85～500μm左右的投射材料。通过使用该程度的平均粒径的投射材料，能够更有效地实现上述表面粗糙度。

作为用于喷射处理的投射装置(喷射装置)，只要是具备能够将投射材料以一定的速度、以一定的与空气的混合比进行喷射的机构的装置，则对其规格没有特别限制，可以根据用途、使用环境来适当选择使用。通常，被称为直喷式的装置对投射材料的切削效果大、对模具的损伤大，因此对精密模具采用间接式是理想的。

本发明中能够使用的热塑性弹性体没有特别限制，只要根据各种状况适当选择使用即可，优选JISA25度以下的高粘合性热塑性弹性体。

此外，作为所述热塑性弹性体，例如可以使用苯乙烯系、烯烃系、氨基甲酸酯系、酯系等热塑性弹性体，特别优选使用含有由至少一个以乙烯基芳香族化合物为主体的聚合物链段、和至少一个以共轭二烯化合物为主体的聚合物链段形成的共聚物的热塑性弹性体的弹性体。更具体而言，例如可列举出(1)将聚丁二烯与丁二烯-苯乙烯无规共聚物的嵌段共聚物氢化而获得的结晶性聚乙烯与乙烯/丁烯-苯乙烯无规共聚物的嵌段共聚物，(2)将聚丁二烯与聚苯乙烯的嵌段共聚物、以及聚异戊二烯与聚苯乙烯的嵌段共聚物、或者聚丁二烯或乙烯-丁二烯无规共聚物与聚苯乙烯的嵌段共聚物氢化而获得的、例如结晶性聚乙烯与聚苯乙烯的二嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯的三嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯的三嵌段共聚物(SEPS)等，尤其是苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物或苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物等。

此外，在本发明中，作为通过对模具进行表面处理的方法，只要可获得本发明的密封材料，则作为对象的模具、喷射处理的条件等没有特别限制，可以适当使用前述的投射材料、喷射装置等来进行。

实施例

以下，用实施例更详细地说明本发明。

(实施例1～7、比较例1～7)

使用下述配混的热塑性弹性体原料来制作具有下述表1及2所示的表面粗糙度的、图1及2所示的密封材料。密封材料的制作如下使用经喷射处理的模具，以成型时的模具温度为45℃，成型温度为180～220℃进行。

(热塑性弹性体原料配混)

将100质量份苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(数均分子量20万，SP值(溶解度系数)8.5)、260质量份石蜡系油(出光兴产株式会社制造，商品名：PW380，分子量750，SP值7.8)和5质量份聚丙烯树脂混炼，制备热塑性弹性体原料。该热塑性弹性体原料的JISA硬度为4度。

对所得密封材料进行下述评价，将结果一并记载于表1及2中。

(处理性及密封性评价)

图13是表示处理性及密封性评价中的样品的剖视图。如图13所示，以接触面为内侧，将2片上述制作的1mm厚的密封材料1重叠，在其外侧贴附布胶带6。从布胶带6侧以30g/cm²进行压接，放置24小时。将密封材料1与布胶带6一起固定，以100mm/min的拉伸速度进行拉伸，测定密封材料1的接触面的剥离力，以非密封部的剥离力评价处理性，以密封部的剥离力评价密封性。关于处理性，用如下4个等级进行评价：将25mN以下的情况评价为A，将大于25mN且为70mN以下的情况评价为B，将大于70mN且为145mN以下的情况评价为C，将大于145mN的情况评价为D。关于密封性，用如下3个阶段进行评价：将1000mN以上的情况评价为B，将616mN以上且不到1000mN的情况评价为C，将不到616mN的情况评价为D。但是，密封部表面粗糙度为0.1μm时，由于密封部的处理性差，所以评价为D。

(成型性评价)

通过成型品内的表面粗糙度之差来评价在注射成型时树脂是否顺畅地流动。将非密封部与密封部的表面粗糙度之差为2μm以下的情况评价为A，将大于2μm且为4.5μm以下的情况评价为B，将大于4.5μm且为10以下的情况评价为C，将大于10μm的情况评价为D。

(综合评价)

在处理性、密封性及成型性的评价结果中，以A为3分、B为2分，C为1分，D为-2分的方式进行评价，求出总分，进行综合评价。

[表1]

[表2]

实施例1～7的密封材料的处理性、密封性及成型性均良好，综合评价也良好，为4～6分。相对于此，比较例1、4及5的密封材料的处理性差，比较例2及3的密封材料的成型性差，比较例6的密封材料的密封性差，比较例7的密封材料的密封性及处理性差，比较例1～7的密封材料的综合评价低，为-1～3分。

Claims (3)

1.一种密封材料，其是通过将JISA25度以下的热塑性弹性体注射成型而成型的、具有至少1个接触面的密封材料，其特征在于，

在所述接触面上具有密封部和非密封部，

所述密封部的表面粗糙度Ras为0.2μm以上且0.5μm以下，所述非密封部的表面粗糙度Rah大于3.0μm且为7.0μm以下，并且所述非密封部的表面粗糙度Rah与所述密封部的表面粗糙度Ras之差即Rah-Ras为4.5μm以下。

2.根据权利要求1所述的密封材料，其中，所述热塑性弹性体含有由至少一个以乙烯基芳香族化合物为主体的聚合物链段、和至少一个以共轭二烯化合物为主体的聚合物链段形成的共聚物的热塑性弹性体。

3.根据权利要求1所述的密封材料，其中，在所述注射成型时使用的模具是通过喷射处理来设定了表面粗糙度的模具。