JP3613995B2 - 加硫ゴム成形品の表面処理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加硫ゴム成形品の表面処理方法に関する。更に詳しくは、表面粘着性がなく、摩擦抵抗の低い加硫ゴム成形品を与える表面処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
加硫ゴム成形品は、それ自身が粘着性を有するため、成形品同士のブロッキングにより、取扱作業性の低下、装置への装着もしくは組込作業性の低下、装置への装着もしくは組込み後にゴム成形品表面に接触する相手材への粘着、摩擦抵抗による作動不良等をひき起す原因ともなっている。
【０００３】
このような加硫ゴム成形品の表面粘着防止方法としては、成形品の表面にＳｉ含有化合物等の塗液を噴霧、浸せき等の手段により塗布する方法が実用化されている。しかしながら、この方法は塗布ムラを生じさせる場合があり、成形品表面に安定した粘着防止効果を付与させることができないばかりではなく、塗布工程を必要とするので、成形品の加工効率を低下させる結果となり、コストが上昇するという問題がある。また、複雑な形状のものや円筒状のものの内面側などには、均一な塗布が困難である。
【０００４】
特公平６−３９１４７号公報には、高真空減圧装置によりプラズマ発生装置を減圧してシランガスをボンベより導入し、プラズマ照射によってフッ素系重合体表面にポリシロキサン硬化層を形成させることにより、表面粘着性を防止する方法が記載されている。しかしながら、このような処理をするには、高価な装置を必要とするばかりではなく、１回の処理量を多くすることも困難であり、更に常温でシランガスを取扱うための危険性や人体への悪影響などもみられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、表面粘着性がなく、摩擦抵抗の低い耐久性非粘着層を表面に形成せしめる加硫ゴム成形品の表面処理方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる本発明の目的は、加硫ゴム成形品を密閉容器中で気化したシラン系カップリング剤化合物と接触させ、加硫ゴム成形品の表面を処理する方法によって達成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明方法によって表面処理される加硫ゴム成形品としては、フッ素ゴム、アクリルゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ＥＰＤＭ等の合成ゴムまたは天然ゴムの加硫成形品である。
【０００８】
これらの加硫ゴム成形品は、密閉容器中で気化したシラン系カップリング剤化合物と接触せしめる。シラン系カップリング剤化合物としては、例えばビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセチルシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、β−メルカプトエチルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（ジエチレントリアミノ）プロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、イミダゾリントリエトキシシラン、γ−［Ｎ−（β−メタクリロキシエチル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウム（クロライド）］プロピルトリメトキシシラン、スチリルジアミノシラン、アミノジ（トリメチル）シラン、（３−ジアミノメチルチオプロピル）シラン、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルファン、パーフルオロアルキルシラン等が用いられ、好ましくは低級アルコキシル基を有するシラン系カップリング剤化合物が用いられる。
【０００９】
これらのシラン系カップリング剤化合物は、加熱により気化し易く、加熱されているため硬化と同時にゴムの官能基と反応し、ゴムとの間に強固な密着性を有する非粘着層を表面処理層として形成させる。加熱は、用いられるシラン系カップリング剤化合物の種類に応じて、約６０〜３００℃、好ましくは約１００〜２５０℃の温度で行われる。
【００１０】
これ以下の加熱温度では、気化やミスト化が不十分となり、処理された加硫ゴム成形品表面の目付量が少かったり、あるいは密閉容器の上側と下側とでは目付量に差が生じたりする。一方、これ以上の加熱温度が用いられると、ゴムの熱劣化を生ずるようになる。
【００１１】
処理時間は、用いられるシラン系カップリング剤化合物の揮発性や反応性、使用量（一般には、約０．５〜５０ｇ／ｍ^２程度）、処理温度、密閉容器の大きさなどによって異なり、処理温度が高い程処理時間は短かくなる傾向を有するが、一般には約０．５〜２４時間程度である。
【００１２】
このようにして行われる表面処理に用いられる密閉容器としては、上記温度範囲で行われるシラン系カップリング剤化合物に不活性でありかつ外気との入れ換えがなく、気化したガスやミストが洩れない程度の密閉性を有していれば良く、特殊な耐圧構造を必要とはしないので、使用温度によって金属製あるいは樹脂製の容器を使用することができる。これに対して、密閉容器を用いることなく、大気中で同じ化合物による処理を行った場合には、所期の目的を達成することができない。
【００１３】
【発明の効果】
本発明方法は、次のような特徴を有する。
（１）溶剤などを用いることなく、複雑な形状の加硫ゴム成形品に均一な非粘着性表面処理層を形成させることができる。
（２）処理装置として用いられるものは、密閉容器と加熱装置のみで、特別な装置を必要とはしない。
（３）密閉容器の容量を大きくすれば、１回の処理量を多くすることは容易であり、処理費用の削減も可能である。
（４）加硫ゴム成形品表面に化学的に結合したシリコーン構造が形成されるので、そこに形成された表面処理層は耐久性の点ですぐれている。
（５）形成された表面処理層は、加硫ゴム成形品表面の粘着防止や摩擦抵抗を低減させ、また加硫ゴム成形品同士のブロッキングを防止させる。
（６）表面処理層は、ゴムと強固に密着し、硬化しているため、高温下で圧着しても粘着性がなく、また耐溶剤性も良好である。
（７）摺動部分の摩擦抵抗を低減させるので、Ｏリング、Ｄリング、角リング、Ｖパッキン、オイルシール、ガスケット等のシール材に有効に適用される。
【００１４】
【実施例】
次に、実施例について本発明を説明する。
【００１５】

【００１６】
以上の各配合成分をニーダおよびオープンロールを用いて混練し、混練物について１７０℃、２０分間のプレス加硫を行ない、厚さ２ｍｍのシートおよびＪＩＳ Ｂ−２４０１に規定されたＯリング（内径２４．４ｍｍ、太さ３．１ｍｍ径；呼び番号Ｇ３０）をそれぞれ加硫成形した。
【００１７】
これらの加硫ゴム成形品をｎ−ヘキサン中に浸せきして、ゴム表面の付着物除去を行った後、容量２００ｍｌのステンレス鋼製密閉容器（内径４０ｍｍ、高さ２００ｍｍの円筒状容器であって、上部に蓋のあるネジ込み式のもの）の中に、３０×１５０ｍｍの大きさのシートおよびγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン０．１ｇ、またはＯリング３個およびγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン０．０５ｇを入れ、１８０℃で３時間加熱処理した後密閉容器を水冷し、室温下で容器を開放して、表面処理されたシートまたはＯリングを取り出した。
【００１８】
このようにして表面処理された加硫ゴム成形品について、次の各項目の試験が行われた。
摩擦試験：新東科学製表面性試験機を用い、ＡＳＴＭ Ｄ−１８９４に準じて、シートの動摩擦係数を測定

金属との粘着試験：４０℃、９５％ＲＨの恒温恒湿槽中で、シートとアルミニウムの端部同士を１２．５±０．５ｍｍの長さで重ね合せ、０．１５Ｋｇ／ｃｍ^２の面圧で５時間圧着した後、室温下でＪＩＳ Ｋ−６８５０引張せん断接着強さ試験法に従って、引張せん断接着強さ試験片の引張強さを測定
シート同士の粘着試験：金属との粘着試験法をシート同士に適用し、試験片の引張強さを測定
金属との高温粘着試験Ｉ：試験片を１２０℃の恒温槽中でアルミニウム板と面圧
０．１５Ｋｇ／ｃｍ^２で５時間圧着した後、金属との粘着試験法を適用し、試験片の引張強さを測定
金属との高温粘着試験ＩＩ：ＯリングをＪＩＳ Ｋ−６３０１圧縮装置（圧縮相手面アルミニウム）で２５％圧縮した状態で、１２０℃の恒温槽中に５時間、次いで室温下に１時間放置した後、圧縮装置との粘着の有無を目視で観察
表面処理層の耐溶剤性試験：ウェスに各種溶剤を浸み込ませ、シート表面を１０回軽く拭き取り、表面処理層の剥離の有無を目視で観察
【００１９】
実施例２
実施例１において、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの代りに、それぞれ同量のγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが用いられた。
【００２０】
比較例１
実施例１において、シートまたはＯリングにγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランをスプレーで塗布した後、１８０℃の電気炉で３時間の加熱処理を行った。
【００２１】
比較例２
比較例１と同様に、シートまたはＯリングにγ−アミノプロピルトリメトキシシランをスプレーで塗布した後、１８０℃の電気炉で３時間の加熱処理を行った。
【００２２】
比較例３
実施例１において、シートまたはＯリングにγ−アミノ変性シリコーンオイル（信越化学製品ＫＦ３９３）をスプレーで塗布した後、１８０℃の電気炉で３時間の加熱処理を行った。
【００２３】
以上の各実施例および比較例での試験結果は、次の表に示される。

Claims (2)

1. 加硫ゴム成形品を密閉容器中で気化したシラン系カップリング剤化合物と接触させることを特徴とする加硫ゴム成形品の表面処理方法。
2. 請求項１記載の方法で表面処理された加硫ゴム成形品。