JP2006322923A - Evaluation method and manufacturing method for rubber, and manufacturing method for joint seal for ink jet printer - Google Patents

Evaluation method and manufacturing method for rubber, and manufacturing method for joint seal for ink jet printer Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an evaluation method for rubber capable of evaluating a degree of crosslinking in a short time, without special treatment, even in a rubber product after crosslinking, a manufacturing method for the rubber capable of obtaining the desired degree of crosslinking, using the evaluation method, and a manufacturing method for a joint seal for an ink jet printer using the evaluation method. <P>SOLUTION: In this evaluation method, an energy shift amount of a component element peak (Cl2p3/2 peak or the like of chlorinated butyl rubber) of the rubber is measured by photoelectron spectroscopic measurement, and the degree of crosslinking of the rubber is evaluated based on the energy shift amount. In this manufacturing method for the rubber, the component element peak of the rubber is measured in a process assembled with a photoelectron spectrometer in line, a result therein is fed back and a hot-molding condition is thereby regulated to bring the desired degree of crosslinking. This manufacturing method for the joint seal for the ink jet printer uses the evaluation method. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ゴムの架橋度を評価する方法、およびその評価方法を用いて所望の架橋度を得るゴムの製造方法、並びにその評価方法を用いたインクジェットプリンター用ジョイントシールの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for evaluating the degree of crosslinking of rubber, a method for producing rubber that obtains a desired degree of crosslinking using the evaluation method, and a method for producing a joint seal for an ink jet printer using the evaluation method.

ゴムの架橋度はゴム物性を左右する重要な因子であり、製品設計や製品検査する上で架橋度の評価は不可欠である。ゴム架橋度の測定は、一般的に膨潤試験によって行われることが多い。しかしながら、膨潤試験による架橋度評価はゴム試料を溶剤中に浸漬し、膨潤率を測定する手法であるため数日を要し、簡便にゴム架橋度を評価できないという欠点がある。また、評価するゴムの量が少ないと、測定の誤差が大きくなり正確な架橋度を求めることが難しくなる。   The degree of crosslinking of rubber is an important factor that affects the physical properties of rubber, and evaluation of the degree of crosslinking is indispensable for product design and product inspection. In general, the degree of rubber cross-linking is often measured by a swelling test. However, the evaluation of the degree of cross-linking by the swelling test is a technique in which a rubber sample is immersed in a solvent and the swelling ratio is measured, and therefore requires several days. In addition, when the amount of rubber to be evaluated is small, measurement errors increase and it is difficult to obtain an accurate degree of crosslinking.

また、ゴム架橋度を測定する他の方法として、キュラストメーターによりゴムのトルクを計測し、このトルクの値から架橋度を評価する方法もある。この方法では、試料として未加硫ゴムの用い、この未加硫ゴム試料について時間を横軸、トルクを縦軸にとった加硫曲線を作成し、この加硫曲線からゴム架橋度を評価する方法である。しかしながら、キュラストメーター測定に用いる試料片は、一定以上のサイズと特定の形状をもつ必要があり、実際の製品形態とは異なっている。このため、キュラストメーターによる測定から製品形態におけるゴムの正確な架橋条件を見出すことは困難である。また、架橋済みのゴムに対しては適用できないので、実際に製造されたゴム製品自体の架橋度は評価できない。   As another method for measuring the degree of rubber cross-linking, there is a method of measuring the torque of rubber with a curast meter and evaluating the degree of cross-linking from the value of this torque. In this method, unvulcanized rubber is used as a sample, and a vulcanization curve is created for this unvulcanized rubber sample with the horizontal axis representing time and the vertical axis representing torque, and the degree of rubber crosslinking is evaluated from this vulcanization curve. Is the method. However, the sample piece used for the curastometer measurement needs to have a certain size or more and a specific shape, which is different from the actual product form. For this reason, it is difficult to find the exact crosslinking conditions of the rubber in the product form from the measurement with a curast meter. In addition, since it cannot be applied to a crosslinked rubber, the degree of crosslinking of the actually produced rubber product itself cannot be evaluated.

さらに他のゴム架橋度測定法としては、固体NMR(核磁気共鳴)による緩和時間の測定に基づいてゴムの架橋度を評価する方法がある(特許文献1、特許文献2参照)。しかしながら、固体NMRによる測定法では、数万rpmの高速回転で測定するので、試料を挿入したスピナー(回転管)回転の偏心を避けるためにスピナー内に試料を均一に詰めることが必要となる。したがって、製品形態そのものを測定に用いることは困難であり、ゴム試料をスピナー内径形状に切り出すか、あるいは粉末状に加工するなどの測定の前処理が必要となる。しかも、得られる情報は試料全体からの平均情報であり、部分的に架橋度が異なる場合のばらつきは評価できない。
特開平8−122284 特開2002−71595
As another method for measuring the degree of crosslinking of rubber, there is a method for evaluating the degree of crosslinking of rubber based on measurement of relaxation time by solid state NMR (nuclear magnetic resonance) (see Patent Document 1 and Patent Document 2). However, in the measurement method by solid-state NMR, since the measurement is performed at a high speed of several tens of thousands rpm, it is necessary to uniformly pack the sample in the spinner in order to avoid the eccentricity of the spinner (rotary tube) in which the sample is inserted. Therefore, it is difficult to use the product form itself for the measurement, and a pretreatment for the measurement such as cutting a rubber sample into a spinner inner diameter shape or processing into a powder form is required. In addition, the obtained information is average information from the entire sample, and variation when the degree of cross-linking is partially different cannot be evaluated.
JP-A-8-122284 JP 2002-71595 A

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、架橋後のゴム製品でも特別な処理無しに短時間で架橋度を評価できるゴムの評価方法、およびその評価方法を用いて所望の架橋度を得るゴムの製造方法の提供を目的とする。また、その評価方法を用いたインクジェットプリンター用ジョイントシールの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and a rubber evaluation method capable of evaluating the degree of cross-linking in a short time without special treatment even in a rubber product after cross-linking, and a desired cross-linking using the evaluation method It aims at providing the manufacturing method of the rubber | gum which obtains a degree. Moreover, it aims at providing the manufacturing method of the joint seal for inkjet printers using the evaluation method.

本発明者は、架橋されたゴムの架橋度を評価する手段を鋭意検討した結果、ゴムの架橋度の評価に非常に有用なパラメータを見出した。具体的には、光電子分光を用いて測定した特定ピークのエネルギー値が、ゴムの架橋度に応じてほぼ線形にシフトすることを初めて見出した。これを利用してゴムの架橋度を間接的に評価すれば、特別な処理無しに短時間で製品自体の架橋度を評価でき、良好な品質管理が可能になる。   As a result of intensive investigations on means for evaluating the degree of crosslinking of the crosslinked rubber, the present inventor has found a very useful parameter for evaluating the degree of crosslinking of the rubber. Specifically, it has been found for the first time that the energy value of a specific peak measured using photoelectron spectroscopy shifts almost linearly according to the degree of crosslinking of rubber. If this is used to indirectly evaluate the degree of crosslinking of the rubber, the degree of crosslinking of the product itself can be evaluated in a short time without any special treatment, and good quality control becomes possible.

すなわち本発明は、光電子分光測定によりゴムの成分元素ピークのエネルギーシフト量を測定し、該エネルギーシフト量から該ゴムの架橋度を評価することを特徴とするゴムの評価方法である。   That is, the present invention is a rubber evaluation method characterized by measuring the amount of energy shift of the component element peak of rubber by photoelectron spectroscopy and evaluating the degree of crosslinking of the rubber from the amount of energy shift.

さらに本発明は、光電子分光測定により塩素化ブチルゴムの成分元素ピークのエネルギーシフト量を測定し、該エネルギーシフト量から該塩素化ブチルゴムの架橋度を評価することを特徴とするゴムの評価方法である。   Furthermore, the present invention is a rubber evaluation method characterized by measuring the amount of energy shift of the component element peak of chlorinated butyl rubber by photoelectron spectroscopy and evaluating the degree of crosslinking of the chlorinated butyl rubber from the amount of energy shift. .

さらに本発明は、加熱架橋によりゴムを成形する工程、当該成形されたゴムの成分元素ピークのエネルギーシフト量を測定する工程、該エネルギーシフト量から該ゴムの架橋度を算出する工程、該算出結果を前記ゴムを成形する工程にフィードバックする工程、を有することを特徴とするゴムの製造方法である。   Furthermore, the present invention includes a step of molding rubber by heat crosslinking, a step of measuring an energy shift amount of a component element peak of the molded rubber, a step of calculating the degree of crosslinking of the rubber from the energy shift amount, and the calculation result And a step of feeding back to the step of molding the rubber.

さらに本発明は、成形時に加熱架橋する工程を有するインクジェットプリンター用の塩素化ブチルゴムから成るジョイントシールの製造方法において、光電子分光装置がインラインで組み込まれた工程で成形後のジョイントシールの塩素化ブチルゴムにおけるCl2p3/2ピークのエネルギーシフト量を測定し、この測定値を工程中にフィードバックして前記Cl2p3/2ピークのエネルギーシフト値が0.6eV±0.3eVの範囲内になるように加熱成形条件を調整することを特徴とするインクジェットプリンター用ジョイントシールの製造方法である。   Furthermore, the present invention relates to a method for manufacturing a joint seal made of chlorinated butyl rubber for an ink jet printer having a step of heat-crosslinking during molding, in the chlorinated butyl rubber of the joint seal after molding in a step in which the photoelectron spectrometer is incorporated in-line. The energy shift amount of the Cl2p3 / 2 peak is measured, and this measurement value is fed back during the process, and the heating molding conditions are adjusted so that the energy shift value of the Cl2p3 / 2 peak is within the range of 0.6 eV ± 0.3 eV. It is a manufacturing method of the joint seal for inkjet printers characterized by adjusting.

本発明によれば、特別な処理を必要とせず、製品形態のゴムをそのまま測定に用いて、ゴム架橋度を評価することができる。しかも、光電子分光測定による方法なので、1回の測定に必要な試料面積は小さく(数10ミクロンから数ミリ)、所望形態の製品の一部分の架橋度を評価することもでき、一つの製品の架橋度の分布やばらつきを評価することも可能である。   According to the present invention, it is possible to evaluate the degree of rubber cross-linking by using the product form rubber as it is for measurement without requiring any special treatment. Moreover, since the method is based on photoelectron spectroscopy, the sample area required for one measurement is small (several tens of microns to several millimeters), and the degree of cross-linking of a part of a desired product can be evaluated. It is also possible to evaluate the degree distribution and variation.

特に、本発明の評価方法をゴムの製造工程に適用すること、具体的には、その工程ラインに光電子分光装置をインラインで組み込めば、製造工程中に簡便かつ迅速にゴム架橋度を評価することが可能となる。それにより、一定した架橋度を有するゴムを簡便かつ精度良く製造することができる。   In particular, applying the evaluation method of the present invention to a rubber production process, specifically, evaluating the degree of rubber cross-linking easily and quickly during the production process if a photoelectron spectrometer is incorporated in-line in the process line. Is possible. Thereby, a rubber having a constant degree of crosslinking can be easily and accurately produced.

本発明は、特に、インクジェットプリンターに使用される塩素化ブチルゴムから成るジョイントシール等の製造に適用すると非常に有用である。   The present invention is particularly useful when applied to the manufacture of joint seals and the like made of chlorinated butyl rubber used in ink jet printers.

本発明においてゴムの架橋度は、光電子分光(以下「XPS」と称す)測定によるゴムの成分元素ピークのエネルギーシフト量により評価する。このXPS測定とは、超高真空中で試料にX線を照射し、放出される光電子のエネルギーをエネルギーアナライザーで測定する分析法である。励起X線としては例えばAlやMgのKαなど比較的低いエネルギーのものを用いることができる。エネルギーアナライザーは電場を用いて電子の運動エネルギーを測定する装置であり、同心半球型(CHA)、同心円筒形(CMA)等のものがある。   In the present invention, the degree of crosslinking of the rubber is evaluated based on the energy shift amount of the component element peak of the rubber by photoelectron spectroscopy (hereinafter referred to as “XPS”) measurement. This XPS measurement is an analysis method in which a sample is irradiated with X-rays in an ultrahigh vacuum, and the energy of emitted photoelectrons is measured with an energy analyzer. As excitation X-rays, for example, those having relatively low energy such as Kα of Al or Mg can be used. Energy analyzers are devices that measure the kinetic energy of electrons using an electric field, and include concentric hemispherical (CHA), concentric cylindrical (CMA), and the like.

原子を構成している電子は核から一定の強さの束縛を受けており、X線を当てたときに放出される光電子の運動エネルギーは、励起光のエネルギーから束縛エネルギーを差し引いた値になる。なお、束縛エネルギーは、原則として原子の種類と電子の軌道により定まった値になるが、原子が化合物等を構成している場合は自由な状態と比較するとその値が変化し、これを化学シフトと呼ぶ。   The electrons that make up the atoms are bound to a certain strength from the nucleus, and the kinetic energy of the photoelectrons emitted when the X-rays are applied is a value obtained by subtracting the binding energy from the excitation light energy. . In principle, the binding energy is a value determined by the type of atom and the orbit of the electron, but when the atom constitutes a compound, the value changes compared to the free state, and this is a chemical shift. Call it.

本発明は、このXPS測定によるゴムの成分元素ピークのエネルギーシフト量が、架橋度の増減に対して一次関数的に、即ちほぼ直線的に変化するという新たな知見に基づいて完成されたものである。   The present invention has been completed on the basis of the new knowledge that the energy shift amount of the component element peak of rubber by XPS measurement changes linearly, that is, almost linearly, with respect to the increase or decrease of the degree of crosslinking. is there.

本発明者の知見によれば、例えば、塩素化ブチルゴムの架橋度とXPS測定における塩素化ブチルゴムのCl2p3/2のエネルギーシフト量とは、一次関数的な関係にある。この塩素化ブチルゴムの架橋度に応じてCl2p3/2の値がシフトする理由については、次のように解釈することができる。図1に示すように、塩素化ブチルゴムにおいては、Cl原子は周りに存在するC原子と化学結合(共有結合)しているが、結合していない近傍のC原子とも、分子間相互作用によって弱く結合している。また、Cl原子はC原子と電子を共有するのでややプラスになり、このためClの電子はこのプラス電荷により強く捕捉される。よって、XPS測定を行うとEb(結合エネルギー)の高い方にシフトし、さらに隣接する分子数が多いほどClのエネルギー準位のシフトが大きくなると考えられる。一般にゴムの構造においては分子が網目構造を形成するため、架橋度が高くなるほど塩素原子は多くの隣接分子の影響(分子間相互作用)を受ける傾向を持つようになる。したがって、架橋度が高いほどCl2p3/2のエネルギーシフトが大きくなると考えられるのである。   According to the knowledge of the present inventor, for example, the degree of crosslinking of chlorinated butyl rubber and the energy shift amount of Cl2p3 / 2 of chlorinated butyl rubber in XPS measurement have a linear function relationship. The reason why the value of Cl2p3 / 2 shifts depending on the degree of crosslinking of the chlorinated butyl rubber can be interpreted as follows. As shown in FIG. 1, in chlorinated butyl rubber, Cl atoms are chemically bonded (covalently bonded) to surrounding C atoms, but nearby C atoms that are not bonded are weak due to intermolecular interactions. Are connected. In addition, Cl atoms are slightly positive because they share electrons with C atoms, and therefore Cl electrons are strongly captured by this positive charge. Therefore, when XPS measurement is performed, it is considered that the Eb (binding energy) shifts to a higher level, and the shift of the Cl energy level increases as the number of adjacent molecules increases. In general, in a rubber structure, molecules form a network structure, so that the higher the degree of crosslinking, the more likely the chlorine atom is to be affected by many neighboring molecules (intermolecular interaction). Therefore, it is considered that the energy shift of Cl2p3 / 2 increases as the degree of crosslinking increases.

本発明は、上記の知見に基づいてなされたものであり、Cl原子のエネルギーシフト量をXPS測定し、この測定結果に基づいてゴムの架橋度を評価する。   The present invention has been made on the basis of the above knowledge, and the XPS measurement of the energy shift amount of Cl atoms is performed, and the degree of crosslinking of the rubber is evaluated based on the measurement result.

XPS測定による架橋度評価は、NMR法やキュラストメーターによるトルク測定(架橋度測定)とは異なり、架橋成型されたゴム製品そのものを評価できることが大きな利点である。しかも、数十μm〜数mmの小領域で測定が可能であるため、成型の各部分で架橋度の分布を評価することもできる。   Unlike the torque measurement (crosslinking degree measurement) by the NMR method or the curast meter, the evaluation of the crosslinking degree by XPS measurement has a great advantage that the crosslinked rubber product itself can be evaluated. In addition, since the measurement can be performed in a small region of several tens of μm to several mm, the distribution of the degree of crosslinking can be evaluated at each part of the molding.

例えば、塩素化ブチルゴムを用いてインジェクション法でジョイントシールを成型する場合、XPS測定するとCl2p3/2ピークは、ゴムの架橋度が高くなるほど高エネルギー側にシフトする。具体的には後に詳述する図2に示すような関係になる。したがって、Cl2p3/2ピークのエネルギーシフト量を測定することにより架橋度を評価し、この結果をインジェクションの条件にフィードバックすることにより、架橋度ばらつきを最小限に抑えたジョイントシールを提供することが出来る。   For example, when a joint seal is molded by the injection method using chlorinated butyl rubber, the Cl2p3 / 2 peak shifts to the higher energy side as the degree of crosslinking of the rubber increases as measured by XPS. Specifically, the relationship is as shown in FIG. Therefore, the degree of cross-linking can be evaluated by measuring the energy shift amount of the Cl2p3 / 2 peak, and the result can be fed back to the injection conditions to provide a joint seal with minimal cross-linking degree variation. .

なお、インクジェットプリンター用のジョイントシールは、例えば図7に示す形態に適用できる。図7において、記録ヘッド部は、記録素子ユニットH1002とインク供給ユニットH1003とタンクホルダーH2000とから構成されている。また、インク供給ユニットH1003は、ジョイントシール部材H2300を介して記録素子ユニットH1002と接続される。これにより不図示のインクタンク内のインクを記録素子ユニットH1002に供給することが可能となる。   In addition, the joint seal for inkjet printers is applicable to the form shown, for example in FIG. In FIG. 7, the recording head unit includes a recording element unit H1002, an ink supply unit H1003, and a tank holder H2000. The ink supply unit H1003 is connected to the recording element unit H1002 via a joint seal member H2300. As a result, ink in an ink tank (not shown) can be supplied to the recording element unit H1002.

また本発明のジョイントシールは上記例に限られない。具体的には、インクカートリッジのインク室の穴を封止する為のゴム部材に適用可能である。インクカートリッジをジョイントする際にジョイント針によりジョイントシールが突き破られるが、突き破られた部分のジョイント針の周囲をゴムの弾性収縮により塞ぎ、ジョイント針内部のみにインクが流通するように機能する。さらには、着脱式のインクタンクを装着可能にするタンクホルダーのインク供給口周囲に配されるジョイントシールにも適用可能である。   The joint seal of the present invention is not limited to the above example. Specifically, the present invention can be applied to a rubber member for sealing the hole of the ink chamber of the ink cartridge. When the ink cartridge is jointed, the joint seal is pierced by the joint needle, but the portion around the joint needle in the pierced portion is closed by elastic contraction of rubber, and functions so that ink flows only inside the joint needle. Furthermore, the present invention can also be applied to a joint seal disposed around the ink supply port of a tank holder that can be attached with a detachable ink tank.

図3はゴム製造工程(ジョイントシール製造工程)のフローを表わした図である。ここでは、製造工程中に上述したXPS装置が組み込まれている。このフローで示されるように、例えば、a)原料となる未架橋塩素化ブチルゴムを準備し、b)無機添加物、劣化防止剤、架橋剤等を添加する。さらに、c)予備加熱を行い、d)インジェクション成型またはコンプレッション成型を行い、e)XPS測定を行い、f)ジョイントシールゴム製品を得る。ここで、例えば、工程d)を経た成型後のゴムについてXPS測定によりCl2p3/2のエネルギーシフト量を求め、これにより架橋度を評価する。このエネルギーシフト量の測定値が設計値からずれている場合は、架橋度が所望の値になるまで成型条件あるいは合成条件を調整する。具体的には、塩素化ブチルゴムにおけるCl2p3/2ピークのエネルギーシフト量を測定する場合は、エネルギーシフト量を0.6eV±0.3eVの範囲内になるように調整することが好ましい。上記範囲を外れると、後述するようにインクのシール性が損なわれるためである。そして測定値が設計値と一致したら、製品へのジョイントシール組み込みを開始する。この一連の作業工程は、例えば一定間隔で抜き取り検査として行うことができる。   FIG. 3 is a diagram showing a flow of a rubber manufacturing process (joint seal manufacturing process). Here, the above-described XPS apparatus is incorporated during the manufacturing process. As shown in this flow, for example, a) uncrosslinked chlorinated butyl rubber as a raw material is prepared, and b) an inorganic additive, a deterioration inhibitor, a crosslinking agent, and the like are added. Further, c) preheating is performed, d) injection molding or compression molding is performed, e) XPS measurement is performed, and f) a joint seal rubber product is obtained. Here, for example, the energy shift amount of Cl2p3 / 2 is obtained by XPS measurement for the rubber after the molding after the step d), and thereby the degree of crosslinking is evaluated. When the measured value of the energy shift amount deviates from the design value, the molding conditions or the synthesis conditions are adjusted until the degree of crosslinking reaches a desired value. Specifically, when measuring the energy shift amount of the Cl2p3 / 2 peak in the chlorinated butyl rubber, it is preferable to adjust the energy shift amount to be in the range of 0.6 eV ± 0.3 eV. This is because if it is out of the above range, the sealing property of the ink is impaired as described later. When the measured value matches the design value, the assembly of the joint seal into the product is started. This series of work steps can be performed as sampling inspections at regular intervals, for example.

以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples.

[キュラストメーターによるトルク測定]
まず、評価対象のゴムの架橋度と加熱時間、加熱温度との関係を明らかにする為に、未加硫の塩素化ブチルゴム組成物を用いて、以下のようにしてキュラストメーターによるトルク測定(架橋度測定)を行った。
[Torque measurement with curast meter]
First, in order to clarify the relationship between the degree of cross-linking of the rubber to be evaluated, the heating time, and the heating temperature, torque measurement with a curast meter was performed as follows using an unvulcanized chlorinated butyl rubber composition ( The degree of crosslinking was measured).

塩素化ブチルゴムに、加硫促進剤等の無機添加剤および有機の劣化防止剤を添加して混練し、未加硫(未架橋)の塩素化ブチルゴム組成物(A)を調製した。次に、一定の温度に保持した状態で、トルクが時間と共にどのように変化するかを調べた。その結果を図4に示す。低い温度では架橋速度が遅く、高い温度では架橋が速く進行し、短時間で架橋が終了することが分った。図5は、図4の結果をもとに横軸を架橋温度、縦軸をトルクに描き変えたものである。この図から、加熱温度を変えることにより塩素化ブチルゴムの架橋度が制御できることが分かる。   An inorganic additive such as a vulcanization accelerator and an organic deterioration inhibitor were added to chlorinated butyl rubber and kneaded to prepare an unvulcanized (uncrosslinked) chlorinated butyl rubber composition (A). Next, it was examined how the torque changes with time while maintaining a constant temperature. The result is shown in FIG. It was found that the crosslinking rate was slow at low temperatures, the crosslinking proceeded quickly at high temperatures, and the crosslinking was completed in a short time. In FIG. 5, the horizontal axis is changed to the bridging temperature and the vertical axis is changed to the torque based on the result of FIG. From this figure, it can be seen that the degree of crosslinking of the chlorinated butyl rubber can be controlled by changing the heating temperature.

次に、上記と同様の未加硫の塩素化ブチルゴム組成物(A)を用いて、コンプレッション法により、低架橋ジョイントシール(D)と、高架橋ジョイントシール(E)を作製した。この低架橋ジョイントシール(D)のトルク(架橋度)0.15であり、高架橋ジョイントシール(E)のトルク(架橋度)は0.45である。   Next, using the same unvulcanized chlorinated butyl rubber composition (A) as described above, a low-bridge joint seal (D) and a high-bridge joint seal (E) were produced by a compression method. The torque (crosslinking degree) of the low bridge joint seal (D) is 0.15, and the torque (crosslinking degree) of the high bridge joint seal (E) is 0.45.

[XPS測定値のプロット及び架橋度の評価]
次に、未加硫の塩素化ブチルゴム組成物(A)、低架橋ジョイントシール(D)、及び高架橋ジョイントシール(E)の各々について、XPS法により塩素化ブチルゴムのCl2p3/2のエネルギー値を測定した。
[Plot of XPS measurement value and evaluation of crosslinking degree]
Next, for each of the unvulcanized chlorinated butyl rubber composition (A), low-crosslinking joint seal (D), and high-crosslinking joint seal (E), the energy value of Cl2p3 / 2 of the chlorinated butyl rubber was measured by the XPS method. did.

測定条件は以下の通りである。
・測定装置:JPS−9200(JEOL)。
・測定条件:X線=MgKα、出力=200W(10kV×20mA)。
・測定径:1mmφ。
・エネルギー分解能:アナライザー通過エネルギー10eV(Ag3d5/2ピークにて0.9eV)。
・測定元素:F1s、O1s、Cl2p、Si2p。
The measurement conditions are as follows.
Measurement device: JPS-9200 (JEOL).
Measurement conditions: X-ray = MgKα, output = 200 W (10 kV × 20 mA).
・ Measurement diameter: 1mmφ.
Energy resolution: analyzer passing energy 10 eV (0.9 eV at Ag3d5 / 2 peak).
Measurement elements: F1s, O1s, Cl2p, Si2p.

このXPS測定の結果、未加硫の塩素化ブチルゴム(A)のCl2p3/2のエネルギー値は198.248eV、低架橋ジョイントシール(D)のCl2p3/2のエネルギー値は198.77eVであった。さらに、高架橋ジョイントシール(E)のCl2p3/2のエネルギー値は199.082eVであった。   As a result of this XPS measurement, the energy value of Cl2p3 / 2 of the unvulcanized chlorinated butyl rubber (A) was 198.248 eV, and the energy value of Cl2p3 / 2 of the low-bridge joint seal (D) was 198.77 eV. Furthermore, the energy value of Cl2p3 / 2 of the viaduct joint seal (E) was 199.082 eV.

すなわち、トルク0.15の低架橋ジョイントシール(D)のCl2p3/2のエネルギーシフト量は0.522、トルク0.45の高架橋ジョイントシール(E)のCl2p3/2のエネルギーシフト量は0.834である。   That is, the energy shift amount of Cl2p3 / 2 of the low bridge joint seal (D) having a torque of 0.15 is 0.522, and the energy shift amount of Cl2p3 / 2 of the high bridge joint seal (E) having a torque of 0.45 is 0.834. It is.

これらデータに基いて、横軸に前記トルク測定から得られた架橋度を取り、縦軸に前記XPS測定から得られたエネルギーシフト量をプロットして、図2に示すような検量線を作成した。図中(D)及び(E)のデータは「●」で示している。この図に示すように架橋度とエネルギーシフト量は一次関数の関係にあり、両変化量の関係は直線にて表わされる。   Based on these data, the horizontal axis represents the degree of cross-linking obtained from the torque measurement, and the vertical axis plotted the energy shift amount obtained from the XPS measurement to create a calibration curve as shown in FIG. . In the figure, data (D) and (E) are indicated by “●”. As shown in this figure, the degree of crosslinking and the amount of energy shift are in a linear function, and the relationship between both changes is represented by a straight line.

次に、上記と同様の未加硫の塩素化ブチルゴム組成物(A)を用いて、インジェクション法により、ジョイントシール(B)及びジョイントシール(C)を作製した。これらジョイントシール(B)及び(C)の各々について、XPS法により塩素化ブチルゴムのCl2p3/2のエネルギー値を同様に測定した。   Next, joint seal (B) and joint seal (C) were produced by the injection method using the same unvulcanized chlorinated butyl rubber composition (A) as described above. About each of these joint seals (B) and (C), the energy value of Cl2p3 / 2 of chlorinated butyl rubber was similarly measured by XPS method.

XPS測定の結果、ジョイントシール(B)のCl2p3/2のエネルギー値は198.864eV、ジョイントシール(C)のCl2p3/2のエネルギー値は199.168eVであった。   As a result of XPS measurement, the energy value of Cl2p3 / 2 of the joint seal (B) was 198.864 eV, and the energy value of Cl2p3 / 2 of the joint seal (C) was 199.168 eV.

すなわち、ジョイントシール(B)のCl2p3/2のエネルギーシフト量は0.616、ジョイントシール(C)のCl2p3/2のエネルギーシフト量は0.920である。   That is, the energy shift amount of Cl2p3 / 2 of the joint seal (B) is 0.616, and the energy shift amount of Cl2p3 / 2 of the joint seal (C) is 0.920.

図2の検量線からこれらの値に対応する架橋度を求めると、ジョイントシール(B)の架橋度は0.32、ジョイントシール(C)の架橋度は0.57である。図中(B)及び(C)のデータは「□」で示している。   When the degree of cross-linking corresponding to these values is obtained from the calibration curve in FIG. 2, the degree of cross-linking of the joint seal (B) is 0.32, and the degree of cross-linking of the joint seal (C) is 0.57. In the figure, the data of (B) and (C) is indicated by “□”.

また、以上の(A)〜(E)のXPS測定の結果であるスペクトルを図6に示す。Cl2pスペクトルでは、2p3/2と、2p1/2の2本のピークが現れる、これら2本のうち、2p3/2のピーク位置は、架橋度が増加することにより徐々に高結合エネルギー側へとシフトすることが分かる。   Moreover, the spectrum which is a result of the XPS measurement of the above (A)-(E) is shown in FIG. In the Cl2p spectrum, two peaks of 2p3 / 2 and 2p1 / 2 appear. Of these two, the peak position of 2p3 / 2 is gradually shifted to the high binding energy side as the degree of crosslinking increases. I understand that

なお、ジョイントシール(B)及び(C)については、その架橋成型条件とキュラストメーターの測定データから一般的に予想される架橋度はどちらも0.32である。しかしながら、同一の成型条件を用いても、成型する日時やゴム材料のロットが異なると必ずしも同一の架橋度に再現されない。また、成型した塩素化ブチルゴムの架橋度が設定値と必ずしも一致せずにばらついてしまう理由は、成型方法の違いや、温度分布の存在、温度計測の微妙なずれ、ゴム材料成分のばらつき等によると考えられる。   For the joint seals (B) and (C), the degree of crosslinking generally expected from the crosslinking molding conditions and the measurement data of the curast meter is both 0.32. However, even if the same molding conditions are used, if the molding date and time and the lot of rubber material are different, the same degree of crosslinking is not always reproduced. The reason why the degree of cross-linking of the molded chlorinated butyl rubber does not necessarily match the set value is due to differences in molding method, existence of temperature distribution, subtle deviation in temperature measurement, variation in rubber material components, etc. it is conceivable that.

ゴムの架橋度が増すと、硬化によりゴム本来の性質が損なわれ、ゴム製品としての安定した機能を果たさない場合がある。このような点から、本実施例においては、インクジェットプリンター用のジョイントシールとして、(B)は良品、(C)は不良品である。   When the degree of crosslinking of the rubber increases, the inherent properties of the rubber are impaired by curing, and the stable function as a rubber product may not be achieved. From this point, in this embodiment, (B) is a non-defective product and (C) is a defective product as a joint seal for an ink jet printer.

このような点から、成型ゴムの架橋度を所望の値に保ち、十分な品質管理を行うためには、実際の成型されたゴム製品に対して架橋度を測定し、その結果を成型条件にフィードバックすることが重要である。それ故に、本実施例のように実際の成型されたジョイントシールの架橋度をXPS測定により評価することは非常に有用である。具体的には、製造工程において抜き取り検査などにより逐次、製品の架橋度を評価し、(C)のような高架橋度の不良品が生じた場合は、その情報をフィードバックし、加熱温度や加熱時間等の加熱成型条件を変更する。それによりCl2p3/2ピークのエネルギーシフト値を好ましくは0.6eV±0.3eVの範囲内になるように調整するだけで、簡易且つ良好に製品管理を行うことができる。   From these points, in order to maintain the desired degree of crosslinking of the molded rubber and perform sufficient quality control, the degree of crosslinking is measured for the actual molded rubber product, and the result is used as the molding condition. It is important to provide feedback. Therefore, it is very useful to evaluate the degree of cross-linking of an actual molded joint seal by XPS measurement as in this example. Specifically, in the manufacturing process, the degree of cross-linking of the product is sequentially evaluated by sampling inspection, and when a defective product with a high degree of cross-linking such as (C) occurs, the information is fed back, and the heating temperature and heating time Change the heating molding conditions. Thereby, it is possible to easily and satisfactorily manage the product simply by adjusting the energy shift value of the Cl2p3 / 2 peak to be preferably in the range of 0.6 eV ± 0.3 eV.

架橋塩素化ブチルゴムにおける分子の状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state of the molecule | numerator in bridge | crosslinking chlorinated butyl rubber. 実施例のゴム架橋度とエネルギーシフト量のデータとそのデータから作成した検量線を示す図である。It is a figure which shows the calibration curve created from the data of the rubber crosslinking degree of an Example, the energy shift amount, and the data. ゴムの製造工程のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of the manufacturing process of rubber | gum. 架橋時間と架橋度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between crosslinking time and a crosslinking degree. 架橋温度と架橋度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a crosslinking temperature and a crosslinking degree. 実施例の試料(A)〜(E)のXPS測定により得たスペクトルを示す図である。It is a figure which shows the spectrum acquired by the XPS measurement of the sample (A)-(E) of an Example. 実施例のジョイントゴムを適用したインクジェット記録ヘッドカートリッジの記録ヘッド部の分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of a recording head portion of an ink jet recording head cartridge to which a joint rubber according to an embodiment is applied.

符号の説明Explanation of symbols

H1003 インク供給ユニット
H1002 記録素子ユニット
H2000 タンクホルダー
H2300 ジョイントシール部材
H1003 Ink supply unit H1002 Recording element unit H2000 Tank holder H2300 Joint seal member

Claims (5)

光電子分光測定によりゴムの成分元素ピークのエネルギーシフト量を測定し、該エネルギーシフト量から該ゴムの架橋度を評価することを特徴とするゴムの評価方法。   A rubber evaluation method, comprising: measuring an energy shift amount of a component element peak of rubber by photoelectron spectroscopy measurement; and evaluating a degree of crosslinking of the rubber from the energy shift amount. 光電子分光測定により塩素化ブチルゴムの成分元素ピークのエネルギーシフト量を測定し、該エネルギーシフト量から該塩素化ブチルゴムの架橋度を評価することを特徴とするゴムの評価方法。   A rubber evaluation method comprising measuring an energy shift amount of a component element peak of chlorinated butyl rubber by photoelectron spectroscopy, and evaluating a degree of crosslinking of the chlorinated butyl rubber from the energy shift amount. 塩素化ブチルゴムのCl2p3/2のピークのエネルギーシフト量を測定することを特徴とする請求項2に記載のゴムの評価方法。   3. The rubber evaluation method according to claim 2, wherein an energy shift amount of a Cl2p3 / 2 peak of the chlorinated butyl rubber is measured. 加熱架橋によりゴムを成形する工程、当該成形されたゴムの成分元素ピークのエネルギーシフト量を測定する工程、該エネルギーシフト量から該ゴムの架橋度を算出する工程、該算出結果を前記ゴムを成形する工程にフィードバックする工程、を有することを特徴とするゴムの製造方法。   The step of molding rubber by heat crosslinking, the step of measuring the energy shift amount of the component element peak of the molded rubber, the step of calculating the degree of crosslinking of the rubber from the amount of energy shift, the molding result of the rubber And a step of feeding back to the step of performing a process for producing rubber. 成形時に加熱架橋する工程を有するインクジェットプリンター用の塩素化ブチルゴムから成るジョイントシールの製造方法において、光電子分光装置がインラインで組み込まれた工程で成形後のジョイントシールの塩素化ブチルゴムにおけるCl2p3/2ピークのエネルギーシフト量を測定し、この測定値を工程中にフィードバックして前記Cl2p3/2ピークのエネルギーシフト値が0.6eV±0.3eVの範囲内になるように加熱成形条件を調整することを特徴とするインクジェットプリンター用ジョイントシールの製造方法。   In a method for manufacturing a joint seal made of chlorinated butyl rubber for an ink jet printer having a step of heat-crosslinking during molding, the Cl2p3 / 2 peak in the chlorinated butyl rubber of the joint seal after molding in a step in which the photoelectron spectrometer is incorporated in-line The amount of energy shift is measured, and this measurement value is fed back during the process, and the heat molding conditions are adjusted so that the energy shift value of the Cl2p3 / 2 peak is within the range of 0.6 eV ± 0.3 eV. A method for manufacturing a joint seal for an inkjet printer.
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