JP2005146030A - フッ素ゴム発泡体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 連続気泡と独立気泡が混在するフッ素ゴム発泡体の製造方法を提供する。
【解決手段】 発泡剤として分解性発泡剤および熱膨張性マイクロカプセルを配合した発泡性フッ素ゴム組成物を加圧することなく、加熱して、発泡加硫させる。フッ素ゴム１００重量部に対し、発泡剤として、分解性発泡剤を１〜１０重量部、熱膨張性マイクロカプセルを０．１〜１重量部配合する。
【選択図】 なし

Description

本発明は、自動車産業や化学工業、複写機やプリンタ等のＯＡ機器、半導体製造のプロセス等の各分野で幅広く使用される耐熱性、耐油性、耐薬品性等に優れたフッ素ゴム発泡体の製造方法に関するものである。

従来、前記フッ素ゴム発泡体は、分解性発泡剤をフッ素ゴムのコンパウンドに含ませ、これを分解性発泡剤の分解温度以上の温度下で加熱して発泡と加硫反応のバランスにより製造されていたが、これにより得られる発泡体は独立気泡のみからなるものであった。また、下記特許文献には、フッ素ゴムに熱膨張性のマイクロカプセルのみか、或いは該熱膨張性のマイクロカプセルと分解形発泡剤とを併用した発泡剤を混練し、かつ発泡剤の分解熱を極力小さい温度に設定することにより分解熱でフッ素ゴムの加硫を促進させないようにしながら、フッ素ゴムを加圧加熱して発泡させる技術が記載されているが、これにより得られる発泡体も独立気泡のみからなるものである。
特開平７−２７８３３５号公報

上記のように従来の製造方法で形成したフッ素ゴム発泡体は、独立気泡のみで形成されたものであり、スポンジ体として柔軟性が不十分で利用範囲が限定される問題があった。

上記問題を解決するため本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、フッ素ゴムに発泡剤として分解性発泡剤および熱膨張性マイクロカプセルを併用するとともに、無圧下で発泡加硫すると、連続気泡の混在する発泡体に成形できることを知見し、本発明を完成するに至ったものである。
すなわち、本発明は、
連続気泡と独立気泡が混在するフッ素ゴム発泡体の製造方法であって、フッ素ゴムに発泡剤として分解性発泡剤および熱膨張性マイクロカプセルを配合してなる発泡性フッ素ゴム組成物を、加圧することなく加熱することにより発泡及び加硫することを特徴とするフッ素ゴム発泡体の製造方法であり、また好ましくは、フッ素ゴム１００重量部に対し、分解性発泡剤１〜１０重量部、熱膨張性マイクロカプセル０．１〜１重量部を配合して無圧加硫発泡するフッ素ゴム発泡体の製造方法である。

本発明の製造方法により、独立気泡と連続気泡が混在した発泡体が得られるのは、２種類の発泡剤を併用し、かつ、無圧発泡させることが要因と考えられる。仮に、発泡性フッ素ゴム組成物を発泡加硫時に加圧下で加熱すると、成形される発泡体が受ける圧力により連続気泡の生成が阻止されるものと推測される。もし、発泡剤として分解性発泡剤のみを用いた場合は、独立気泡のみ生成し、マイクロカプセルのみを用いた場合は、スポンジの硬度が大きくなり過ぎ、好ましい柔軟な発泡体が得ることができない。

独立気泡と連続気泡の混在割合の範囲は厳密に特定できないが、外見上連続気泡が混在する状態は十分確認可能である。また、併用する前記両発泡剤の配合部数は前記数値範囲内に限定されるものではない。前記数値範囲は好適なフッ素ゴム発泡体が得られた実験範囲内の数値を示すに止まるものである。

フッ素ゴムとしては、ビニリデンフルオライド（ＶＤＦ）とヘキサフルオロプロピレン（ＨＥＰ）を共重合した二元系フッ素ゴムで、組成的にはＶＤＦをおよそ８０ｍｏｌ％含んでおり、フッ素濃度が約６６Ｗｔ．％のものと、これにテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）を共重合させて、フッ素濃度を上げた三元系フッ素ゴム（ＦＫＭ）が用いられる。

ＦＫＭの加硫にはアミン加硫、ポリオール加硫（ビスフェノール加硫）そしてパーオキサイド加硫の３種類がある。この加硫系によって必須の配合剤があり、随時選択される。アミン加硫系とポリオール加硫系はアミンやオニウム塩を触媒として用いる。実用上、加工性、加硫ゴムの物性のバランスの良さから、ヘキサメチレンジアミンカーバメイト、ヘキサメチレンジアミンとシンナムアルデヒドの塩、シクロヘキシルジアミンカーバイトのうちいずれかが用いられる。また、ポリオール加硫系では、共触媒として水酸化カルシウムを配合する。また、パーオキサイド加硫系では、架橋剤として、多官能不飽和化合物で実質的にはトリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）が用いられる。

発泡剤のうち分解性発泡剤としては、有機系化学発泡剤で例えば、アゾ化合物（アゾジカルボンアミド、バリウムアゾジカルボキシレート）、ニトロソ化合物（Ｎ，Ｎ−ジニトロソペンタメチレンテトラミン）、ヒドラジン誘導体（ベンゼンスルホニルヒドラジン，ヒドラゾジカルボンアミド）などが用いられる。

熱膨張性のマイクロカプセルとしては、液状ガスを内包したポリマー殻で生成されたプラスチック球体が用いられる。

上記のとおり、発泡剤として前記分解性発泡剤および前記熱膨張性のマイクロカプセルを併用し、かつ無圧下で加熱架橋後に連続気泡と独立気泡が混在するフッ素ゴム発泡体が得られる。

本発明のフッ素ゴム組成物には、さらに必要に応じて添加剤を配合することができる。添加剤としては、加工助剤、補強又は非補強充填剤、顔料、ワックス、ゴムプロセス油、エクステンダー油、粘着防止剤、帯電防止剤、紫外線安定剤、可塑剤、難燃剤、その他配合技術では公知の他の加工助剤が挙げられる。

また、本発明のフッ素ゴム組成物は、各成分を任意の順序で配合し、十分に混合することにより調整することができる。混合は、ニーダー、二本ロール、ニ軸混練押出機、及び各種ミキサーとその他の混練機を使用して行うことができる。

本発明の発泡性フッ素ゴム組成物を発泡させてフッ素ゴム発泡体を製造するための方法には、従来公知の無圧加硫方法を広く採用できる。例えば、発泡は金型内で無圧発泡を行なうことにより所望の形状のフッ素ゴム発泡体とすることができ、また、発泡性フッ素ゴム組成物を押出成形後、必要に応じて加熱層を通過させることにより、連続的に帯状のフッ素ゴム発泡体を得ることもできる。また、加熱は二段階以上に分けて行なうこともでき、加熱方法としては、液圧加熱、流動床加熱、高圧蒸気加熱など任意の方法によることができる。

本発明の製造方法によれば、フッ素ゴム発泡体内には連続気泡と独立気泡を混在して形成させることができるため、耐熱性、耐油性、耐薬品性を兼ね備え、柔軟性、吸水性、吸油性に優れたフッ素ゴム発泡体を得ることができる。

以下、本発明によるフッ素ゴム発泡体の製造方法の実施例を説明する。

実施例１は表１に示す配合のとおり、２種類のＦＫＭ、カーボンブラックおよびＴＡＩＣを３Ｌニーダーにより混練し、次いでこの混練物に有機過酸化物、有機系化学発泡剤、脂肪酸および熱膨張性のマイクロカプセルを配合し、８インチロールで十分混練し、未加硫のフッ素ゴム発泡体組成物を調製した。その後、このフッ素ゴム発泡体組成物を１０ｃｍ×１０ｃｍ×５ｍｍのシート状に成形し、これをポリエチレングリコールに浸し１３５℃で１０分間の加熱加硫を行なった。続いて１８０℃で１２時間の二次加硫を行なったところ、表１に示す発泡倍率、硬度の発泡体が得られ、セルの状態は連続気泡と独立気泡が混在していた。

図１は本実施例１で製造したフッ素ゴム発泡体製のシートの断面写真で、電子顕微鏡により40倍の倍率で観察した。
写真中の独立気泡同士が小さな穴で繋がっているのが、連続気泡構造であり、独立気泡と連続気泡が混在することが確認できる。

前記実施例１において、熱膨張性マイクロカプセルの配合量を０．７重量部から０．５重量部へ替えた以外は、実施例１と全く同様にシート状のフッ素ゴム発泡体（表１参照）を成形した。図２は実施例２で得られた発泡性シートの図１と同様な断面写真で、独立気泡と連続気泡の混在が確認できる。

比較例１は、実施例１で用いた熱膨張性マイクロカプセルを添加しない以外は、実施例１と全く同様にシート状のフッ素ゴム発泡体（表１参照）を成形した。
得られた発泡性シートは図４の断面写真において、独立気泡のみで連続気泡の存在は確認できない。

実施例１において、ＦＫＭを一種類とし、異種の熱膨張性マイクロカプセルを１重量部添加した以外は、実施例１と全く同様にシート状のフッ素ゴム発泡体（表１参照）を成形した。
得られた発泡性シートは、図３の断面写真で、独立気泡と連続気泡の混在が確認できた。

比較例２は、実施例３において、有機系化学発泡剤を３種類併用し、熱膨張性マイクロカプセルを使用しない以外は、実施例３と全く同様にシート状のフッ素ゴム発泡体（表１参照）を成形した。
得られた発泡性シートは、図５の断面写真において、独立気泡のみで連続気泡の存在は確認できない。

なお、配合量は重量部を示す。
注
（ａ）ダイキン工業株式会社製ＦＫＭ、Ｇ８０１
（ｂ）ダイキン工業株式会社製ＦＫＭ、Ｇ９１２
（ｃ）キャーンカーブ株式会社製カーボンブラック、Ｎ９９０
（ｄ）日本化成株式会社製多官能不飽和化合物、ＴＡＩＣ
（ｅ）日本油脂株式会社製脂肪酸、ステアリン酸
（ｆ）日本油脂株式会社製有機化酸化物、パーオキサイド３Ｍ／４０
（ｇ）永和化成工業株式会社製発泡剤、エクセラーＡＫ＃２
（ｈ）永和化成工業株式会社製発泡剤、ビニホールＡＣ＃ＬＱ
（ｉ）永和化成工業株式会社製発泡助剤、セルペーストＡ
（ｊ）日本フィライト株式会社製熱膨張性カプセル、エクスパンセルＤＵ８０
（ｋ）永和化成工業株式会社製熱膨張性カプセル、セルパウダーＦ３５Ｌ

本発明の実施例１で得られた発泡性シートの断面の表面状態を示す倍率４０倍のマイクロスコープ写真である。 本発明の実施例２で得られた発泡性シートの断面の表面状態を示す倍率４０倍のマイクロスコープ写真である。 本発明の実施例３で得られた発泡性シートの断面の表面状態を示す倍率４０倍のマイクロスコープ写真である。 比較例１で得られた発泡性シートの断面の表面状態を示す倍率４０倍のマイクロスコープ写真である。 比較例２で得られた発泡性シートの断面の表面状態を示す倍率４０倍のマイクロスコープ写真である。

Claims (2)

1. 連続気泡と独立気泡が混在するフッ素ゴム発泡体の製造方法であって、フッ素ゴムに発泡剤として分解性発泡剤および熱膨張性マイクロカプセルを配合してなる発泡性フッ素ゴム組成物を、加圧することなく加熱することにより発泡及び加硫することを特徴とするフッ素ゴム発泡体の製造方法。
2. フッ素ゴム１００重量部に対し、発泡剤として分解性発泡剤１〜１０重量部および、熱膨張性マイクロカプセル０．１〜１重量部を配合する請求項１に記載のフッ素ゴム発泡体の製造方法。