JP2520386B2 - 積層発泡体とその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、フッ素ゴム発泡層とシリコーンゴム発泡層
とからなる積層発泡体とその製造方法に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］ フッ素ゴム発泡体は、耐熱性、耐薬品性に優れてお
り、耐熱配管、耐熱容器、耐熱機器用のガスケット、耐
薬品材料用ガスケットなどとして、利用されている。

しかし、フッ素ゴムを用いて、厚みが15mm以上で均一
な発泡体を製造することは困難である。すなわち、フッ
素ゴム発泡体は、一般に、フッ素ゴム原料に発泡剤を混
練した発泡性生地を、金型内で加熱により発泡剤を分解
発泡させるとともに加硫とのバランスをとりながら発泡
し、製造される。厚みの大きな発泡体を得るために、厚
肉の生地を発泡させる場合、表層部は短時間で発泡温度
に達するが、熱伝導性の劣るゴムの内部には熱が伝わり
にくく、場合によっては表層部の発泡に伴ない耐熱性が
大きくなるので、内部が所定温度に達するには長時間を
要する。その結果、表層部と内部との温度差が大きくな
り、均一な発泡体が得られない。

一方、フッ素ゴム単独で厚み15mmを越える厚肉の発泡
体を得るために、複数のフッ素ゴムの発泡体を積層して
接合することが考えられる。しかし、フッ素ゴムは化学
的に不活性であり、いずれの接着剤に対しても親和性を
有しないために、接合一体性の大きな積層体が得られな
い。

また、フッ素ゴムは耐寒性に劣り、発泡体にすること
により若干改良されるが、その低温での柔軟性および弾
力性はなお乏しい。これらの特性を向上するために積層
による複合化が考えられるが、前記のように、適当な接
着剤が存在しないために複合化が困難である。

このように、フッ素ゴム発泡体は、厚み15mm以上の厚
肉製品を成形しにくいこと、および耐寒性などの特性を
付与できないことから、その用途が制限される。

従って、本発明の目的は、独立気泡を有するフッ素ゴ
ム発泡層を有するにも拘らず、接合一体性が大きく、耐
寒性などが付与され、かつ耐熱性や耐薬品性を低下させ
ることのない厚肉の積層発泡体を提供することにある。

本発明の他の目的は、上記の如き優れた特性を有する
積層発泡体の製造方法を提供することにある。

［発明の構成］ 本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた
結果、独立気泡を有するフッ素ゴム発泡体の表面を形成
している緻密なスキン層を除去すると、気泡が開口して
凹凸面が現われること；この凹凸面の凹凸を利用すれ
ば、アンカー効果等により、耐寒性などに優れるシリコ
ーンゴム発泡体と複合化できることを見出し、本発明の
完成に至った。

すなわち、本発明は、スキン層の除去により独立気泡
が開口した接合面を有するフッ素ゴム発泡層と、前記開
口した気泡内に一部が侵入し、前記フッ素ゴム発泡層に
対して積層一体化したシリコーンゴム発泡層とで構成さ
れている積層発泡体を提供するものである。

また、本発明は、フッ素ゴム発泡体のスキン層を除去
し、接合面を形成する工程；該接合面に、発泡可能な液
状シリコーンゴム原料を適用する工程；および該液状シ
リコーンゴム原料を加硫および発泡させる工程を含む積
層発泡体の製造方法を提供する。

本発明に用いられるフッ素ゴムは、フッ素を含有する
ゴム状物質であればよく、その化学的組成は特に制限さ
れない。フッ素ゴム発泡層の発泡倍率は、例えば1.5〜2
0倍程度、その厚みは約15mm以下である。

本発明の積層発泡体は、上記のようなフッ素ゴム発泡
層とシリコーンゴム発泡層とが、接着剤を使用せずに、
フッ素ゴム発泡層の接合面のうち開口した独立気泡（凹
凸部）にシリコーンゴム発泡層の少なくとも一部が侵入
して係止している、いわゆるアンカー効果等により、直
接接合している。

シリコーンゴム発泡層の発泡倍率は、用いる原料組成
あるいは発泡機構により異なるが、例えば1.5〜10倍、
好ましくは２〜６倍程度である。シリコーンゴム発泡層
の厚みは、所望する積層発泡体の耐寒性、柔軟性等によ
り適宜選択される。

積層体の構造としては、フッ素ゴム発泡層の少なくと
も一方の面にシリコーンゴム発泡層が積層されていれば
よい。例えば、第１図に示すようなフッ素ゴム発泡層
（１）とシリコーンゴム発泡層（２）との二層構造が挙
げられる。第１図において、例えば、フッ素ゴム発泡層
（１）は厚み0.5〜5mm程度、シリコーンゴム発泡層
（２）は厚み2.5〜50mm程度に形成できる。二層構造の
ほか、２つのフッ素ゴム発泡層（11a）と（11b）との間
にシリコーンゴム発泡層（12）が介在するサンドイッチ
構造（第２図）；フッ素ゴム発泡層とシリコーンゴム発
泡層とが交互に積層した多層構造；或いは直方体形のシ
リコーンゴム発泡層（22）の外周にフッ素ゴム発泡層
（21）を接合一体化した構造（第３図）なども含まれ
る。

積層体の形状は、例えば、平板状、断面多角形状、円
筒状などが用途に応じて適宜選択できる。ガスケットと
して用いる場合、例えば、平板状が好ましい。

以上のような構成を有する積層発泡体は、フッ素ゴ
ム発泡層とシリコーンゴム発泡層とがアンカー効果等に
より直接接合しているので、一体性が大きい。また、
シリコーンゴム発泡層は、フッ素ゴム発泡層と同程度の
耐熱性を有しているので、積層発泡体の耐熱性の低下が
少ない。さらに、シリコーンゴム発泡層と組合わせて
複合化することによって、フッ素ゴム発泡層を有する積
層発泡体に耐寒性、弾力性、柔軟性等の特性を付与し、
圧縮永久歪も改良することができる。

次に、本発明の積層発泡体の製造方法について説明す
る。

積層発泡体は、フッ素ゴム発泡体のスキン層の除去工
程；発泡性シリコーンゴム原料の適用工程；および加
硫、発泡工程を経ることにより、製造することができ
る。好ましくは、前記加硫、発泡工程の後、アフターキ
ュア工程に供される。

スキン層除去工程において、発泡体の独立気泡が開口
し、凹凸状の接合面が現われる。スキン層の除去方法は
特に制限はなく、例えば、カッターなどでスキン層を切
除してもよい。除去工程で得られたフッ素ゴム発泡体
は、スライスして、所定の厚みを有するフッ素ゴム発泡
シートとしてもよい。シート状、平板状、筒状、型枠状
など、フッ素ゴム発泡層の形状は用途により選択され
る。

発泡性シリコーンゴム原料の適用工程では、スキン層
除去により現われた接合面（凹凸面）に、液状の発泡性
シリコーンゴム原料を適用する。

本発明に用いられるシリコーンゴム原料は、接合面の
微小な開口した独立気泡（凹凸部）にまで侵入できる液
状で、しかも加硫可能であればよい。発泡可能なシリコ
ーンゴム原料としては、例えば、下記（ａ）、（ｂ）に
属するゴム原料が挙げられる。

（ａ）HO−Si≡基含有シロキサンとＨ−Si≡基含有シロ
キサンと縮合反応型触媒とを含有する縮合型ゴム原料 このタイプのシリコーンゴム原料は、HO−Si≡基含有
シロキサンとＨ−Si≡基含有シロキサンとが触媒の存在
下で、例えば室温で縮合反応し、反応により生成した水
素ガスによって発泡する。縮合反応型触媒としては、白
金またはロジウム系触媒；アミン系触媒；スズの有機酸
塩等の有機金属触媒が用いられる。また、この縮合型シ
リコーンゴム原料に、シリコーン系界面活性剤、フッ素
含有シリコーンオイルを添加すると、均一な低密度発泡
体が得られる。

（ｂ）ビニル基、アリル基、（メタ）アクリロイル基な
どの不飽和基含有シロキサンと、Ｈ−Si≡基含有シロキ
サンおよびＨ−Si≡基含有シランの少なくとも１種の成
分と、HO−Si≡基含有シラン、HO−Si≡基含有シロキサ
ンおよび活性水素含有物の少なくとも１種の成分と、白
金またはロジウム系付加型触媒とを含有する付加型ゴム
原料 このような付加型ゴム原料でも、縮合反応により発生
する水素ガスにより発泡させることができる。

なお、前記（ａ）、（ｂ）のゴム原料を二種以上組合
せて使用してもよい。

また、脱水素反応を伴なって発泡するゴム原料には、
反応速度および発泡速度を制御するために、さらに触媒
抑制剤を含有してもよい。

以上のようなゴム原料を適用する工程は、フッ素ゴム
発泡体を金型内あるいは型枠内に取り付けて行なうこと
が好ましい。この場合、シリコーンゴム原料の発泡に際
してフッ素ゴム発泡面とシリコーンゴム発泡面が加圧状
態となり、ゴム原料が接合面の凹凸部へ効率的に侵入す
るので、より強固にフッ素ゴム発泡体と接合できる。

シリコーンゴム原料は、ゴム原料の種類に応じて、室
温ないし加熱下で発泡、加硫できる。シリコーンゴム原
料が発泡、加硫すると、アンカー効果等によってシリコ
ーンゴム発泡層とフッ素ゴム発泡層とが強固に接合した
積層発泡体が得られるが、接着強度をさらに高めるた
め、加熱によりアフターキュアするアフターキュア工程
に供し、さらに架橋させ、硬化を完了させることが好ま
しい。アフターキュアの方法は特に制限ないが、例え
ば、加熱機などを用いて、一定時間加熱する方法が一般
的である。アフターキュアの温度は、例えば、150〜220
℃程度が好ましい。

以上のような積層発泡体の製造方法では、液状のシ
リコーンゴム原料を用いているので、フッ素ゴム発泡体
の形状が複雑であっても、注入により、所望の形状の積
層発泡体を作製することができる。例えば、外的環境と
接触する部分だけにフッ素ゴム発泡層を用いれば、耐熱
性、耐薬品性に優れた特性を有する積層発泡体を得るこ
とができる。また、室温硬化型のシリコーンゴムを原
料を用いれば、室温にて短時間で容易に積層発泡体を得
ることができる。また、アフターキュアを行うことによ
り、シリコーンゴム発泡層とフッ素ゴム発泡層とを、さ
らに強固に接合できる。さらに、フッ素ゴム発泡体は
非常に高価な材料であるので、安価なシリコーンゴム発
泡体と積層することにより発泡体としての価格を安くす
ることができる。

［発明の効果］ 本発明の積層発泡体は、接合一体性が高く、厚みが大
きい。また本発明の積層発泡体は、耐寒性等の特性が付
与されている。

本発明の積層発泡体の製造方法によれば、化学的に不
活性なフッ素ゴム発泡体に対してもシリコーンゴム発泡
体を強固に接合することができ、前記のように優れた特
性を有する積層発泡体を容易に得ることができる。

［実施例］ 以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明す
る。

なお、フッ素ゴムの発泡体としては、独立気泡型の発
泡体であるタイガースポリマー株式会社製、商品名フッ
素ゴムスポンジシート（発泡倍率:4倍）を用いた。この
フッ素ゴム発泡シートのスキン層を切除し、厚さ5mmの
シートを作製した。

実施例１ 発泡性液状シリコーンゴム原料（東芝シリコーン株式
会社製、商品名トスフォーム5500）を用いた。すなわち
同社の技術資料に従って、Ａ液100重量部に対して、Ｂ
液３重量部の割合で混合して、発泡性液状シリコーン原
料を調製した。

上記で作製した厚さ5mmのフッ素ゴム発泡シートを、
横断面四角形の金属製の型枠の相対する二つの内面に取
り付けた。２つのシートの間隔は10mmであった。

フッ素ゴム発泡シートを取り付けた型枠内に、調製し
た発泡性液状シリコーンゴムを流し込んだところ、シリ
コーンゴム原料は、約１時間で発泡硬化した。

積層発泡体を型枠から取り出して乾燥機に入れ、160
℃の温度で１時間、温度を180℃に上げて１時間、さら
に温度を200℃に上げて２時間アフターキュアを行なう
ことにより硬化を完了し、第２図に示すようなサンドイ
ッチ構造の積層発泡体を得た。シリコーンゴム発泡層
（12）の厚さは約30mmであり、発泡倍率は４倍であっ
た。得られた積層発泡体のシリコーンゴム発泡層とフッ
素ゴム発泡層とは、強固に接合しており、接合面から発
泡層を剥離しようとしたところ、ゴム破壊を生じた。

この積層発泡体を30％圧縮した状態で、180℃の温度
で４日間放置した。放置後の積層発泡体の圧縮永久歪
は、フッ素ゴム発泡体単体のそれと比べて、40％改良さ
れていた。

実施例２ 発泡性液状シリコーンゴム原料として、信越化学社
製、商品名KE−521を用いる以外は実施例１と同様にし
て積層発泡体を得た。なお、このゴム原料は、同社の技
術資料に従って、Ａ液とＢ液とを、1:1（重量比）の割
合で混合して発泡性液状シリコーンゴム原料を調製し
た。また、注入したシリコーンゴム原料は約10分間で硬
化した。

得られた積層発泡体におけるシリコーンゴム発泡層の
発泡倍率は３倍であり、シリコーンゴム発泡層とフッ素
ゴム発泡層とは、強固に接合していた。

さらに、この積層発泡体について、実施例１と同様に
して圧縮永久歪を測定したところ、この積層発泡体の圧
縮永久歪は、フッ素ゴム発泡体単体のそれと比べて、42
％改良されていた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例である積層発泡体の断面斜視図、
第２図は本発明の他の例である積層発泡体の断面斜視
図、第３図は本発明のさらに他の例である積層発泡体の
断面斜視図である。 （１）（11a）（11b）（21）……フッ素ゴム発泡層、 （２）（12）（22）……シリコーンゴム発泡層

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スキン層の除去により独立気泡が開口した
   接合面を有するフッ素ゴム発泡層と、前記開口した気泡
   内に一部が侵入し、前記フッ素ゴム発泡層に対して積層
   一体化したシリコーンゴム発泡層とで構成されている積
   層発泡体。
2. 【請求項２】フッ素ゴム発泡体のスキン層を除去し、接
   合面を形成する工程； 該接合面に、発泡可能な液状シリコーンゴム原料を適用
   する工程；および 該液状シリコーンゴム原料を加硫および発泡させる工程 を含む積層発泡体の製造方法。
3. 【請求項３】加硫および発泡させる工程の後、アフター
   キュア工程に供する請求項２記載の積層発泡体の製造方
   法。