JP2006068929A

JP2006068929A - 複合加硫ゴム成形品およびその製造法

Info

Publication number: JP2006068929A
Application number: JP2004252001A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Hirano; 浩之平野; Takashi Ota; 隆太田
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2004-08-31
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2006-03-16

Abstract

【課題】充填剤の配合量が少なく、硬度が低い材料は金型との間でスリップが発生し難いことに注目し、これを高硬度材料の製品を成形する場合に応用した複合加硫ゴム成形品およびその製造法を提供する。
【解決手段】低硬度ゴム材によって表面が覆われた高硬度ゴム材よりなる複合加硫ゴム成形品。この複合加硫ゴム成形品は、高硬度成形ゴム材料を低硬度ゴム材料に挟み込んだ状態で、プランジャーを加圧することによってゴム材料群をポット内に流入させ、その際ポット内壁面-ゴム材料群間に隙間が設けられていて、プランジャーの加圧によって硬度の低い低硬度ゴム材料がポット内壁面側に押し出されることにより、低硬度ゴム材料が高硬度ゴム材料を包み込んだ状態とした後、引続きプランジャーの加圧によってゴム材料群を金型内に押出し、加硫成形を行うことによって製造される。
【選択図】図１

Description

本発明は、複合加硫ゴム成形品およびその製造法に関する。さらに詳しくは、成形時の材料のスリップを抑えることにより製品不良を抑制した複合加硫ゴム成形品およびその製造法に関する。

シール部品を始めとする自動車用部品等に用いられるゴム材料は、それぞれの製品の要求機能に合せた配合を行う必要があり、製品の機能を発現するために、様々な充填剤が配合されることで、高硬度の材料となる場合が多い。現状では、高硬度材料の製品成形は圧縮成形で生産を行っており、生産性は決して高くない。そこで、より生産性の高い成形法での加硫成形が望まれている。

生産性の高い成形法としては、例えばトランスファー成形法や射出成形法があるが、高硬度材料をそのような成形法を用いて成形した場合、成形材料と金型との間でスリップし易く、ジェッティングなどの特異な流動現象が発生する。その結果、フローマーク、ウェルドライン等の外観不良や強度低下といった製品不良を生ずることとなる。

本発明の目的は、充填剤の配合量が少なく、硬度が低い材料は金型との間でスリップが発生し難いことに注目し、これを高硬度材料の製品を成形する場合に応用した複合加硫ゴム成形品およびその製造法を提供することにある。

本発明によって、低硬度ゴム材によって表面が覆われた高硬度ゴム材よりなる複合加硫ゴム成形品が提供される。かかる複合加硫ゴム成形品は、高硬度成形ゴム材料を低硬度ゴム材料に挟み込んだ状態で、プランジャーを加圧することによってゴム材料群をポット内に流入させ、その際ポット内壁面-ゴム材料群間に隙間が設けられていて、プランジャーの加圧によって硬度の低い低硬度ゴム材料がポット内壁面側に押し出されることにより、低硬度ゴム材料が高硬度ゴム材料を包み込んだ状態とした後、引続きプランジャーの加圧によってゴム材料群を金型内に押出し、加硫成形を行うことによって製造される。

本発明に係る複合加硫ゴム成形品は、それをトランスファー成形機で製造する際、ポットの内壁面や金型壁面と直接接触するゴム材料が低硬度であるため、金型との間でスリップが発生せず、良好な成形を行うことができる。このように、加硫成形時のスリップを抑えることにより製品不良を抑制するので、成形不良の対策案として極めて有効かつ実用的な効果が得られる。また、低硬度ゴム材料と高硬度ゴム材料とを別々の色、例えば白色と黒色とに着色して用いることにより、２色成形を可能とさせる。

なお、下記特許文献１には、ポット内に複数の材料を注入してトランスファー成形し、異形層状ゴム製品を製造する方法が提案されているが、この方法によれば芯材が最上位となるように材料を順次注入させている点で、所定の低硬度材料を多段に注入させることにより、高硬度材料の成形性を向上せしめている本願発明とは発明の構成が大きく異なっている。
特開平７−１３２５３４号公報

高硬度ゴム材料と低硬度ゴム材料とは、好ましくは同一のゴム材料、例えばNBR、水素化NBR、アクリルゴム、フッ素ゴム、イソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、EPDM等の各種合成ゴムまたは天然ゴムに、それぞれ異なる充填量の充填剤を充填することにより形成される。なお、ゴム材料を異にし、それによって硬度差の異なる２種類以上のゴムを用いることもできる。

これら各ゴム材料間の加硫物硬度差は、JIS A硬度で20以上、好ましくは40以上となるように、充填剤配合量が調節される。充填剤としては、カーボンブラック、それ以外の無機補強剤、例えばホワイトカーボン、コロイダルシリカ、塩基性炭酸マグネシウム、活性化炭酸カルシウム、けい酸マグネシウム、ハードクレー等、さらにこれら以外の無機充填剤、例えば炭酸カルシウム、クレー、タルク、シリカ、ウォラストナイト、ゼオライト、けいそう土、アルミナ、酸化チタン等、有機補強剤、例えばハイスチレン樹脂、環化ゴム、クマロン・インデン樹脂、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂、変性メラミン樹脂を主体としたアミノ樹脂、ビニルトルエン共重合樹脂、リグニン等が添加、配合されて用いられる。なお、用いられる充填剤の硬度差が上記硬度差条件を満足させるものであれば、これらの充填剤に限定されず、また同一種類の充填剤が必ずしも用いられる必要はない。

また、加硫物硬度差が20以上の高硬度ゴム材料と低硬度ゴム材料とが用いられる場合、高硬度ゴム材料としては加硫物でのJIS A硬さが約65〜90、好ましくは約75〜90のものが用いられ、また低硬度ゴム材料としては加硫物でのJIS A硬さが約30〜65、好ましくは約30〜50のものが一般に用いられる。

このような加硫物硬化差を有する複合加硫ゴム成形品は、例えばトランスファー成形法により、図1に示される如き方法によって製造される。まず、高硬度ゴム材料1,1′を低硬度ゴム材料2,2′,2′′で挟み込んだ状態で(a)、プランジャー3を加圧することによってゴム材料群1,2をポット4内に流入させ、その際ポット内壁面5-ゴム材料群1,2間に隙間6が設けられていて(b)、プランジャー3の加圧により硬度の低い低硬度ゴム材料がポット4の内壁面5側に押し出されることにより、低硬度ゴム材料2が高硬度ゴム材料1を包み込んだ状態7とした後(c)、引続きプランジャー3の加圧によってゴム材料群を金型8内に押出し(c)、加硫成形することによって、低硬度ゴム材12によって表面が覆われた高硬度ゴム材11よりなる複合加硫ゴム成形品が得られる(d)。また、トランスファー成形法以外にも、型内への材料配置によっては圧縮成形法を用いることもできる。

次に、実施例について本発明を説明する。

実施例１〜２、比較例１〜５
NBR(JSR製品N241) 100重量部
亜鉛華ZnO 2.5 〃
ステアリン酸 2.5 〃
イオウ 0.5 〃
老化防止剤(大内新興化学製品ノクセラーTT) 2.5 〃
〃 (大内新興化学製品ノクセラーCZ-G) 2.5 〃
以上の各成分以外に、下記表1に示される如き所定量のTiO₂およびカーボンブラック(HTC-S)を加え、オープンロールを用いて混練し、NBR組成物を調製した。このNBR組成物から、直径10mm、厚さ2mmの円盤状未加硫シートA〜C(白色シート)およびD〜F(黒色シート)を調製した。なお、この表1には、未加硫シートを180℃で3分間加硫成形したときのJIS A硬度(JIS K6253準拠)の値が併記されている。
表１
未加硫シートＡＢＣＤＥＦ
TiO₂ (重量部) 6.6 186 318 6.6 186 318
HTC-S (重量部) − − − 2 2 2
〔加硫成形シート〕
硬度 (ショアA) 45 61 81 45 64 78

表2に示されるような組合せで、7枚の低硬度未加硫シートの間に6枚の高硬度未加硫シートを挟み込んだ状態で、プランジャーのピストンを降下してゴム材料群を金型内に押出し、ピストンが一定の高さ迄降下した後に降下を停止し、プランジャー内のゴムの外観状態を観察した。
表２
実施例比較例
１２１２３４５
低硬度シートＡＤＡＡＤＢＦ
(硬度) (45) (45) (45) (45) (45) (61) (78)
高硬度シートＦＣＤＥＢＥＣ
(硬度) (78) (81) (45) (64) (61) (64) (81)
製品の外観良良やや良普通普通不良不良

また、プランジャー内のゴムの断面写真は、図2に示される。

これらのプランジャー内において低硬度ゴム材料が高硬度ゴム材料を包み込む条件に関する実験結果から、実施例1〜2に示されるように、硬度差20以上の加硫物を与える低硬度未加硫シートと高硬度未加硫シートを組合せた場合には、低硬度ゴム材料が高硬度ゴム材料の周囲を包み込むことができることは明白であり、また外観についても問題のないことは明らかである。

これに対し、硬度45のもの同士が用いられた比較例1では、低硬度材料が層流で流動しており、硬度差が20より少ないものが用いられた比較例2〜3では、包み込む効果が少なくなっており、中程度の硬度のもの同士のものが用いられた比較例4および高硬度のもの同士が用いられた比較例5では、プラグ状の流動がみられている。

本発明に係る複合加硫ゴム成形品を製造する一連の工程の概略図である。各実施例および比較例でのプランジャー内のゴムの断面写真である。

符号の説明

１高硬度ゴム材料
２低硬度ゴム材料
３プランジャー
４ポット
５ポット内壁面
６隙間
７包み込んだ低硬度ゴム材料
８金型
11 高硬度ゴム材
12 低硬度ゴム材

Claims

低硬度ゴム材によって表面が覆われた高硬度ゴム材よりなる複合加硫ゴム成形品。
加硫物硬度差がJIS A硬度で20以上の高硬度ゴム材と低硬度ゴム材とが用いられた請求項１記載の複合加硫ゴム成形品。
充填剤の配合量を調節することにより調製された低硬度ゴム材料および高硬度ゴム材料が用いられた請求項２記載の複合加硫ゴム成形品。
高硬度ゴム材に対し0.1〜1.0の体積比の低硬度ゴム材が用いられた請求項１または２記載の複合加硫ゴム成形品。
高硬度成形ゴム材料を低硬度ゴム材料に挟み込んだ状態で、プランジャーを加圧することによってゴム材料群をポット内に流入させ、その際ポット内壁面-ゴム材料群間に隙間が設けられていて、プランジャーの加圧によって硬度の低い低硬度ゴム材料がポット内壁面側に押し出されることにより、低硬度ゴム材料が高硬度ゴム材料を包み込んだ状態とした後、引続きプランジャーの加圧によってゴム材料群を金型内に押出し、加硫成形を行うことを特徴とする請求項１記載の複合加硫ゴム成形品の製造法。