JP4148493B2

JP4148493B2 - 複合構造ｏリングの製造方法

Info

Publication number: JP4148493B2
Application number: JP2001295557A
Authority: JP
Inventors: 等渡辺
Original assignee: 等渡辺
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2021-09-27
Also published as: JP2003097715A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複合構造Ｏリングの製造方法に関し、詳しくは耐熱性、耐薬品性等に優れたパーフルオロエラストマー系材料又はフルオロエラストマー系材料を外層に有して成る複合構造Ｏリングの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体工業分野などにおいて、パーフルオロエラストマー系材料で形成されたＯリングが広く使用されている。
【０００３】
半導体分野では、半導体製品の製造工程で極めて腐食性の強い酸やアルカリを使用したり、また有害なガス体などを使用したりするので、耐食性に優れたＯリングが要望されている。更に半導体分野では、耐プラズマ性、低溶出性、耐熱性も要望されている。
【０００４】
これらの要望を満たすＯリングとしては、現時点ではパーフルオロエラストマー系材料製のＯリングが最適と云われている。
【０００５】
現在、市場で入手できる弾性体の中で最も耐薬品性と耐熱性の優れているパーフルオロエラストマーは、比較的新しいにも関わらず、その加工方法はすでに幾つかの方法が提案され、Ｏリングなどの加工品はシーリング用として使用されている。しかし、このパーフルオロエラストマー系材料は極めて高価であり、その使用範囲も限定されざるを得ない。
【０００６】
従って、パーフルオロエラストマー系材料が有している高性能性を維持したまま、コストダウンを図ることが望まれており、幾つかの試みがなされている。
【０００７】
試みの代表例として、苛酷な条件が要求される部分である表面のみをパーフルオロエラストマー系材料で構成して外層部と成し、内層部を他の安価な材料で構成する複合構造技術がある。
【０００８】
かかる複合構造とするには、特開平１０−５２８８５号に示されるように、二つのスクリュー押出機を用いた二軸押出法によって形成することが提案されたが、二軸押出機が極めて高価であるため、材料コストの低減分を製造機械コストが相殺してしまいコストダウンを図ることができない不都合が指摘された。
【０００９】
そこで、経済性を重視した上で、複合構造とする種々の技術が提案された。即ち、
【００１０】
（１）紐状に形成した内層部の表面にリボン状乃至シート状に形成したパーフルオロエラストマー系材料を巻き付けて被覆形成する技術（特開平１０−３８０８９号、同１０−３２９２７１号、同１１−２０１２８９号、特開２０００−５５２０４号参照。）、
【００１１】
（２）パーフルオロエラストマー系材料を冷凍粉砕する等の方法によって粒子化し、これを内層部表面に付着させた後に加熱する技術（上記（１）と同じ各公報参照。）、
【００１２】
（３）チューブ状に形成したパーフルオロエラストマー系材料を切り開き、紐状に形成した内層部を内部に挿入した後に加熱する技術（特開平１０−３２３８４７号、同１１−２０１２８９号参照。）、
【００１３】
（４）内層部の表面に、スプレー塗布、浸漬塗布の如き塗布法によって外層部を形成する技術（特開昭６２−１６６２３９号参照。）、
【００１４】
等が提案された。尚、これら（１）〜（４）の複合構造材は、Ｏリング金型にセットされ加圧加熱成形されて複合構造Ｏリングが得られることとなる。
【００１５】
（１）の場合には、巻き付けの際に必ず重なり合う部分が生ずるため、この部分の被覆層の厚さが厚くなり、またその両側に空気の層が生じ易いという問題が、また（２）の場合においても、粉末の圧着の際に空気が入り易く、均一な厚さで被覆層を形成し難いという問題がそれぞれみられる。
【００１６】
（３）の技術によれば、外層部が開放状態にあるため、Ｏリング金型へのセットに困難性を伴う。
【００１７】
（４）の技術において、フッ素樹脂塗料を塗布法で外層部を形成させた場合、それの接着強度が低く、動的な用途に用いると外層部が剥離し易くなり、シール機能を大きく低下させる。また、腐食性流体との接触によってバインダー成分が腐食するため、シール機能の低下ばかりではなく、腐食によって生成した成分が例えば半導体製造装置のシリコン基板などに付着して製品を汚染する原因ともなる。
【００１８】
尚、上記パーフルオロエラストマーの他にも、フルオロエラストマーの中でも含フッ素の含有量が高い材料（価格も高価）が用いられることもある。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者は、パーフルオロエラストマー系材料又はフルオロエラストマー系材料をチューブ状に形成して外層部とし、該外層部の内部空間の直径より細い径の紐状に内層部を形成し、該内層部の先端にワイヤー等のインナー案内部材を取り付け、該インナー案内部材を外層部の内部に先に通して引っ張ることで内層部を外層部内に挿通することを試みた。この方法によれば、外層部の内表面粘度が高いため、内層部の直径を外層部の内径よりも可成り小さくしないと、外層部内への挿通が困難であった。この場合、内層部と外層部との間に空気層が介在することとなるため、その後のＯリング金型へのセット状態での加圧加熱処理に際し、外層部の肉厚にバラツキが生じてしまうことが判明した。
【００２０】
そこで本発明の課題は、耐熱性、耐薬品性等に優れたパーフルオロエラストマー系材料又はフルオロエラストマー系材料の性能を維持しながらコスト的に安価であり、且つ高品質な複合構造Ｏリングを製造できる方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記課題は、下記構成によって達成される。
【００２６】
１．芯材となる紐状の内層部の表面を隙間なく被覆する外層部がパーフルオロエラストマー系材料又はフルオロエラストマー系材料で構成される複合構造Ｏリングの製造方法において、内層部を紐状に形成し、外層部をチューブ状に形成し、該外層部の内部空間に圧縮流体を送り込みながら前記内層部を挿通し、長尺な複合構造材を得、この複合構造材を目的とするＯリングの長さよりも５〜２０ｍｍ程度短く切断し、これをＯリング金型にセットし、切断面同志の隙間に外層部に用いるパーフルオロエラストマー系材料又はフルオロエラストマー系材料の紐状に成形したものをセットし、加圧加熱成形することを特徴とする複合構造Ｏリングの製造方法。
【００２７】
２．内層部がフッ素ゴム、ニトリルブタジエンゴム、水素添加ニトリルブタジエンゴム、アクリルゴム又はシリコーンゴムでで構成されていることを特徴とする前記１に記載の複合構造Ｏリングの製造方法。
【００２８】
３．前記圧縮流体が、圧縮気体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の複合構造Ｏリングの製造方法。
４．外層部に用いられる材料が、加硫用組成物を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の複合構造Ｏリングの製造方法。
５．内層部に用いられる材料が、フルオロエラストマー系材料であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の複合構造Ｏリングの製造方法。
６．内層部表面の少なくとも一部が、表面処理されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の複合構造Ｏリングの製造方法。
７．内層部と外層部との間に接着層が介在することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の複合構造Ｏリングの製造方法。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細について説明する。
図１は本発明に係る複合構造Ｏリングの製造方法の一実施例を示す概略説明図、図２は複合構造材の両端を接合してＯリング状とする接合方法例を示す概略説明図である。
【００３０】
本発明で用いるパーフルオロエラストマー系材料としては、代表的にはいわゆるパーフルオロゴムが挙げられ、パーフルオロエラストマーの他にも、パーフルオロエラストマーではないが、フロオロエラストマーのフッ素の含有量が高い材料（価格も高い）も含まれ、このフルオロエラストマーの構造としては、例えば、ビニリデンフルオライド／ヘキサフルオロプロペン／パーフルオロアルキルビニルエーテル系が含まれる。
【００３１】
上記パーフルオロゴムは、公知のパーフルオロゴムを特別の制限なく使用でき、好ましいパーフルオロゴムは、炭素数２〜６のパーフルオロアルキレン、好ましくはテトラフルオロエチレン、
【００３２】
一般式（Ｉ）
Ｒf−Ｏ−（ＣＦＸＣＦ₂Ｏ）_n−ＣＦ＝ＣＦ₂
（式中、Ｒfは炭素数１〜５のパーフルオロアルキル基、Ｘはフッ素原子またはトリフルオロメチル基、ｎは０〜４の整数を表す。）で示されるパーフルオロアルキルビニルエーテル及び加硫部位を与える成分の共重合体である。このような共重合体の基本的な製造方法は、特開昭５８−７１９０６号公報（米国特許第４，４８７，９０３号参照）に記載されている。
【００３３】
パーフルオロアルキレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル（Ｉ）及び加硫部位を与える成分の割合は任意であり、パーフルオロゴムに要求される性質に応じて適宜選択すればよい。通常、パーフルオロアルキルビニルエーテル（Ｉ）０．１〜６０モル％、パーフルオロアルキレン３５〜９５モル％及び加硫部位を与える成分０．０１〜５モル％の割合で重合させる。
【００３４】
加硫部位を与える成分としては、加硫系としてパーオキサイド加硫系を用いる場合には、
【００３５】
一般式（ＩＩ）
ＲＢｒ_xＩ_y
（式中、Ｒは炭素数１〜８の炭化水素基、フルオロ炭化水素基、クロロフルオロ炭化水素基、ｘは０〜２の整数、ｙは０〜２の整数を表し、ｘ＋ｙは少なくとも１である。）、
【００３６】
一般式（ＩＩＩ）
ＣＦ₂＝ＣＦ-Ｏ(ＣＦ₂ＣＦＹＯ)_a -(ＣＦ₂ＣＦ₂ＣＨ₂Ｏ)_bＣＦ₂ＣＦ₂ＣＨ₂Ｚ（式中、Ｙはフッ素原子またはトリフルオロメチル基、Ｚは水素原子またはハロゲン原子、ａは０〜２の整数、ｂは０〜５の整数を表す。）、
【００３７】
一般式（ＩＶ）
ＣＸ'₂＝ＣＸＯ(ＣＸ₂)_mＹ'
（式中、Ｘ'は水素原子またはフッ素原子、Ｙ'は臭素原子またはヨウ素原子、ｍは１〜９の整数である。）で示される化合物、及び４−ブロモ−３,３,４,４−テトラフルオロブテン−１が例示できる。
【００３８】
加硫系としてポリオール加硫系を用いる場合には、好ましい加硫部位を与える成分は、パーフルオロフェノキシ置換オレフィン類である。加硫系としてトリアジン加硫系を用いる場合には、好ましい加硫部位を与える成分は、シアノ置換パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）類、例えば、ＣＦ₂＝ＣＦ-ＯＣＦ₂ＣＦ₂ＣＮ、パーフルオロ−(８−シアノ−５−メチル−３,６−ジオキサ−１−オクテン)などである。
【００３９】
次に、それぞれの加硫系について、好ましく用いられる加硫用組成物を説明する。
【００４０】
（１）パーオキサイド加硫系加硫系としてパーオキサイド加硫系を用いる場合、加硫用組成物は、パーフルオロゴム、有機過酸化物及び多官能性不飽和化合物を含む。パーオキサイド加硫用組成物に特に好ましいパーフルオロゴムは、テトラフルオロエチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル（Ｉ）及び先に例示した加硫部位を与える成分の共重合体である。中でも、テトラフルオロエチレン；Ｒfがパーフルオロメチル基であり、ｎが０であるパーフルオロアルキルビニルエーテル（Ｉ）；Ｚがヨウ素原子でありａ及びｂが０である加硫部位を与える成分（ＩＩＩ）；及びＲがＣ₂Ｆ₄であり、ｘが０、ｙが２である加硫部位を与える成分（ＩＩ）からなる共重合体が特に好ましい。
【００４１】
有機過酸化物としては、一般には熱や酸化還元系の存在で容易にパーオキシラジカルを発生するものを用いることができる。好ましい有機過酸化物の例は、１,１−ビス(ｔ−ブチルパーオキシ)−３,５,５−トリメチルシクロヘキサン、２,５−ジメチルヘキサン−２,５−ジヒドロパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、α,α'−ビス(ｔ−ブチルパーオキシ)−ｐ−ジイソプロピルベンゼン、２,５−ジメチル−２,５−ジ(ｔ−ブチルパーオキシ)へキサン、２,５−ジメチル−２,５−ジ(ｔ−ブチルパーオキシ)へキシン−３、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゼン、２,５−ジメチル−２，５−ジ(ベンゾイルパーオキシ)へキサン、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートなどを例示することができる。特に好ましいのは、ジアルキルタイプのものである。
【００４２】
多官能性不飽和化合物としては、多価ビニル化合物、多価アリル化合物、多価（メタ）アクリル酸エステルなどを例示できる。好ましい例は、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、フッ素化トリアリルイソシアヌレート、トリアクリルホルマール、トリアリルトリメリテート、エチレンビスマレイミド、Ｎ,Ｎ'−ｍ−フェニレンビスマレイミド、ジプロパルギルテレフタレート、ジアリルフタレート、テトラアリルテレフタールアミド、トリス（ジアリルアミン）−ｓ−トリアジン、亜燐酸トリアリル、Ｎ,Ｎ−ジアリルアクリルアミド、トリメチロールプロパントリメタクリレートなどである。
【００４３】
パーフルオロゴム加硫用組成物に含まれる、ゴム、有機過酸化物及び多官能性化合物の量は、従来の加硫用組成物の場合と同じであってよい。例えば、ゴム１００重量部当たり、有機過酸化物０．０５〜１０重量部（好ましくは０．５〜５重量部）及び多官能性化合物０．１〜２０重量部（好ましくは０．５〜１０重量部）を配合する。
【００４４】
（２）ポリオール加硫用組成物加硫系としてポリオール加硫系を用いる場合、加硫用組成物は、パーフルオロゴム及びポリヒドロキシ化合物を含む。ポリオール加硫用組成物に特に好ましいパーフルオロゴムは、テトラフルオロエチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル（Ｉ）及び先に例示した加硫部位を与える成分の共重合体である。中でも、テトラフルオロエチレン；パーフルオロメチルビニルエーテル；ＣＦ₂＝ＣＦ-ＯＣＦ₂ＣＦ(ＣＦ₃)Ｏ-Ｃ₆Ｆ₅からなる共重合体が特に好ましい。
【００４５】
ポリヒドロキシ化合物としては、既知のポリヒドロキシ化合物を用いることができる。好ましいポリヒドロキシ化合物の例は、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡＦまたはヒドロキノン及びそれらのカリウム塩などである。
【００４６】
パーフルオロゴム加硫用組成物に含まれる、ゴム、ポリヒドロキシ化合物の量は、従来の加硫用組成物の場合と同じであってよい。例えば、ゴム１００重量部当たり、ポリヒドロキシ化合物０．１〜２０重量部を配合する。また、必要に応じて酸化マグネシウム、水酸化カルシウムのような受酸剤を用いてもよい。
【００４７】
（３）トリアジン加硫用組成物加硫系としてトリアジン加硫系を用いる場合、加硫用組成物は、パーフルオロゴム及び有機錫化合物を含む。トリアジン加硫用組成物に特に好ましいパーフルオロゴムは、テトラフルオロエチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル（Ｉ）及び先に例示した加硫部位を与える成分の共重合体である。中でも、テトラフルオロエチレン；パーフルオロメチルビニルエーテル；ＣＦ₂＝ＣＦ-ＯＣＦ₂ＣＦ(ＣＦ₃)−ＯＣＦ₂ＣＦ(ＣＦ₃)ＣＮからなる共重合体が特に好ましい。
【００４８】
有機錫化合物としては、既知の有機錫化合物を用いることができる。好ましい有機錫化合物の例は、トリフェニル錫、トリオクチル錫、ジラウリル酸ジブチル錫などである。パーフルオロゴム加硫用組成物に含まれる、ゴム、有機錫化合物の量は、従来の加硫用組成物の場合と同じであってよい。例えば、ゴム１００重量部当たり、有機錫化合物０．１〜２０重量部を配合する。
【００４９】
上記すべての加硫用組成物には、通常用いられる充填剤、補強剤、顔料、加工助剤、安定剤などを配合してもよい。充填剤、補強剤、顔料としては、無機物ではカーボンブラック、酸化チタン、二酸化ケイ素、タルク、クレー、炭酸カルシウム、珪藻土、硫酸バリウム、酸化亜鉛などが、有機物ではポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリクロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン／エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン／ビニリデンフルオライド共重合体などの含フッ素重合体が挙げられる。これらの混合手段としては、通常用いられる方法でよく、オープンロール、密閉式のニーダーなどが用いられる。
【００５０】
本発明に係る内層部は、外層部に用いられる高性能性材料（高価）よりも低性能性の材料（安価）が用いられ、例えば、フルオロエラストマー系材料で構成されることが好ましく、公知のフッ素ゴムを特別の制限なく採用できる。好ましいフッ素ゴムは、ビニリデンフルオライド／ヘキサフルオロプロペン系、ビニリデンフルオライド／テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロペン系、ビニリデンフルオロライド／クロロトリフルオロエチレン系、テトラフルオロエチレン／プロペン系、ヘキサフルオロプロペン／エチレン系、パーフルオロアルキルビニルエーテル／オレフィン系、ビニリデンフルオライド／ヘキサフルオロプロペン／パーフルオロアルキルビニルエーテル系、フルオロシリコン系、フルオロフォスファゼン系などが挙げられる。
【００５１】
尚、外層部にもフルオロエラストマー系材料を用いる場合、高性能品（高価）を外層部に用いると共に、低性能品（安価）を内層部に用いる。
【００５２】
本発明の内層部表面の少なくとも一部は、表面処理されていてよい。表面処理方法は、特に限定されず、たとえば有機化合物の存在下または不存在下に不活性ガス雰囲気中でコロナ放電などの電気的放電処理を行なう方法（特公昭３７−１７４８５号公報、特開昭５９−２１４６２０号公報、同６３−９５３３号公報、同６３−２１８３３６号公報、同６３−２２２８３８号公報等）、火炎処理または金属ナトリウム処理を行なう方法（特公昭６３−１０１７６号公報）、スパッタリングやサンドブラストなどにより粗面化処理を行なう方法などが知られている。
【００５３】
本発明においては、内層部と外層部との間に接着層が介在してもよく、所望により形成する接着層としては、一般に樹脂またはゴムの接着層として用いられるものでよく、シランカップリング剤を主成分とするもの、エポキシ樹脂等の硬化性樹脂を主成分とするもの、或は各種ゴムを溶剤に溶解させたものが挙げられる。
【００５４】
前記内層部の表面処理と接着層を組合せて使用してもよい。たとえば、前記特公昭３７−１７４８５号公報記載の方法ではエポキシ樹脂のプライマー層を改質表面に形成したのちエポキシ樹脂を接着剤として使用しており、特開昭５９−２１４６２０号公報、同６３−２１８３３６号公報及び同６３−２２２８３８号公報記載の方法ではエチレン−エチルアクリレート-無水マレイン酸３元共重合体及び／またはエチレン−グリシジルメタクリレート−酢酸ビニル３元共重合体というホットメルト型の接着剤を用いており、特公昭６３−１０１７６号公報記載の方法では不飽和ポリエステル樹脂とイソシアネート化合物を配合した接着剤が用いられている。また、特開昭６３−９５３３号公報には、改質表面上にエポキシ樹脂のプライマー層を形成し、これに接着剤として熱可塑性ポリエステルまたはポリアミドを用いて積層する方法が記載されている。
【００５５】
このような接着層は、内層部の表面に設けた後、この接着層を有する内層部を外層部に圧縮流体を送り込みながら挿入することで形成できる。
【００５６】
上記材料によって構成される内層部は、押出成形法、圧縮成形法、射出成形法、トランスファー成形法によって中実状又は中空状の紐状に成形された後、所望の長さに切断、又は長尺状の紐状態で後述する外層部に挿通される。
【００５７】
内層部は、前記フッ素ゴムの他、ＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）、水素添加ＮＢＲ、アクリルゴム又はシリコーンゴム等から中実状または中空状で成形されてもよく、その成形方法としては、圧縮成形法、射出成形法、トランスファ成形法等が用いられる。
【００５８】
本発明に用いられる内層部は断面円形とされることが好ましい。ただし、用途によっては、他の断面形状を有していてもよい。例えば、断面の高さ方向に長径を有する楕円形乃至菱形断面のものを用いることにより、Ｏリングの接触面部分の被覆層の厚さが厚くなるので、外層部の剥離を少なくすることができ、例えばこのようなＯリングは円柱軸に装着され、Ｏリングの接触面がＯリングの内側表面と外側表面となるようなものに適用される。
【００５９】
一方、静的な用途に用いられ、かつＯリングに負荷される圧縮応力が比較的低い状態で封止する必要がある場合には、外層部の剥離よりも密封性の方がより問題となる。Ｏリング接触面の圧力分布をシャープにするためには、接触面方向に内層部断面の楕円形乃至菱形の長径を対応させればよく、このために断面の幅方向に長径を有するものが用いられる。この場合、接触圧力分布をシャープにするために、内層部材料として弾性率の高いゴムあるいはゴム硬度の高いものを使用するなどの調整も可能である。
【００６０】
かかる断面形状を有する内層部は、押出成形法、圧縮成形法、射出成形法、射出圧縮成形法、トランスファー成形法などによって、中実状または中空状に成形される。内層部と外層部との間の接着性を向上させるために、予備成形した内層部表面に接着剤を塗布してもよいが、高真空用シール材として用いる場合には、未反応残存接着剤成分が製品内部からアウトガスとして放出されることがないような手段をとる必要がある。具体的には、二次加硫を十分に行ない、加硫反応および接着反応を完了させたり、反応速度の大きな接着剤を選択するなどの対策がとられる。また、２層界面の接着性を向上させるために、内層部をその形状を保持できる程度に予備加硫し、内層部表面に加硫部位を残しておくことも有効である。更に、内層部用予備成形金型の表面粗さを少くとも３０Ｓ以上の値にしておくことによっても、接着性を向上させることもできる。
【００６１】
成形された紐状の内層部は、必要に応じて、Ｏリング金型にセットされて、加温・加圧下において任意の時間、予備成形されることが好ましい。最終製品になった際の内層部材料の外部への過流動を抑止し強度を高めるためには、外層部に挿通する前に予め加硫反応させておいてもよいが、外層部と内層部との密着性の点では、内層部のみを予め架橋反応させずに、外層部に挿通後に外層部と内層部を同時に加硫反応させた方が好ましい。
【００６２】
上記材料によって構成される外層部は、例えば、押出機を用いて常温或いは加温して押出成形されることによってチューブ状に得られる。押出成形された後、所望の長さに切断、又は長尺状のチューブ状態で内層部を、圧縮流体の吹込みに伴ってその内部空間に挿通する［図１の（Ａ）参照］。図１の（Ａ）において、Ｌ₁は内層部の全長であり、Ｌ₂は外層部の全長である。Ｌ₁とＬ₂は略同寸であり、Ｌ₁及びＬ₂の長さは、目的とするＯリングの長さから求められる。
【００６３】
外層部の内部空間に圧縮流体を吹込む際、内層部及び外層部並びに挿通方向は図１の（Ａ）に示すような横方向に限らず、他の方向、例えば、斜め方向でもよいし下向き方向でもよい。挿通性の点からみて最も好ましい向きは下向きであるが、目的とするＯリングが直径（内径）数ｍの大径である場合などでは、大きな上下空間を必要としない横向きが好ましい。この場合、大きな上下空間を必要としない横向きで内層部の挿入方向とは逆方向より圧縮流体を吹き込み膨張させ内層部の挿入を行っても良い。
【００６４】
また、外層部に内層部を挿通する際、外層部を固定状態としてその内部空間に圧縮流体を吹込み、内層部を移動させて前記外層部の内部空間に挿通させることが好ましいが、本発明はこれに限らず、内層部を固定状態として外層部を移動させてもよいし、両者を移動させてもよい。
【００６５】
外層部は、押出機による押出成形ではなく金型を用いたチューブ成形によって形成してもよいし、射出成形機を用いてチューブ成形してもよい。
【００６６】
上記の内層部及び外層部を構成する材料としては、同一の架橋系を用いることが両者の密着性（接着性）を高める上で好ましい。
【００６７】
さらに、本発明の複合構造Ｏリングは、前記の通り、内層部の表面に充填剤や接着剤等を予め塗布又は被覆させておいてもよい。さらに中間層として、外層部と内層部の材質の混合系材質を構成してもよい。
【００６８】
紐状の内層部の表面を外層部によって隙間なく被覆するために、本発明ではチューブ状に形成された外層部の内部空間に内層部を、圧縮流体の吹込みに伴って挿通する構成を採用している。
【００６９】
内層部を外層部の内部空間に挿通するには、該外層部の内部空間に圧縮流体を送り込みながら行う。チューブ状の外装体の内部空間に圧縮流体を送り込むことによって内部空間が膨張することにより、該内部空間の径（ｒ₂）と略同寸乃至は僅かに大きい径（ｒ₁）を有する内層部であっても極めて容易に挿通することが可能となる。
【００７０】
また、圧縮流体を送り込みながらの挿通であるため、該圧縮流体の流れが内層部の挿通の送り込みの補助になるので、挿通がより容易となる。
【００７１】
所望の位置まで内層部を挿通した後、圧縮流体の送り込みを停止する。この停止により、外装体の膨張が無くなり、圧縮流体の送り込み側から順次、内部空間の径が元に戻るため外層部の内面と内層部の表面との間に介在する流体は、圧縮流体の出口側から順次、外部へ排出され内層部の外表面に外層部の内表面が密着する。
【００７２】
外層部の内部空間に送り込む圧縮流体としては、空気やガス等の気体、水やその他の液体等が用いられ、好ましくは圧縮空気である。空気の圧縮度は外層部の内径、内層部の材質と外径、得ようとする複合構造体の長さ等に応じて、実験的に求めればよい。
【００７３】
圧縮流体を送り込む手段としては、コンプレッサを備えた圧縮流体を供給する装置を用いることが好ましい。
【００７４】
かかる装置の一例としては、先端部から外層部の内部空間へコンプレッサからの圧縮空気を供給するための供給管と、該供給管とコンプレッサとを結ぶ供給ライン途中に設けられた開閉弁と、空気圧を調整する圧力スイッチと、前記供給ライン途中で且つ前記開閉弁よりコンプレッサ側に設けられ前記圧力スイッチの作動時に閉となる電磁弁とを備えた圧縮空気供給装置を挙げることができる。
【００７５】
上記装置には、圧力スイッチに設定圧調節器を設けたり、供給ライン途中に、コンプレッサからの圧縮空気の供給流量を調節自在なレギュレータを設けることが好ましい。
【００７６】
圧力スイッチに設定圧調節器を設けるようにすれば、様々な径や長さの複合構造Oリングに応じて圧力を調節することが可能となる。
【００７７】
供給ライン途中に、コンプレッサからの圧縮空気の供給流量を調節自在なレギュレータを設けるようにすれば、目的とするOリングの径の太さや長さに応じて、レギュレータによってコンプレッサからの圧縮空気の供給流量を変動させることにより、外層部の内部空間への圧縮空気の吹き込みがより迅速且つ効率的となると共に、圧縮空気の急激な供給を回避して外層部の破損を防止するのに有効となる。
【００７８】
圧縮空気は、装置を制御する制御器を電源に接続すると共に、コンプレッサを駆動した状態で、圧縮空気の供給管の空気出口を外層部の内部空間内に向け、スイッチをＯＮにすることで開閉弁が開き、コンプレッサからの圧縮空気が制御器内のレギュレータと電磁弁を介して供給配管から供給流路を経由し、供給管から外層部の内部空間内へ送り込まれる。
【００７９】
圧縮空気が送り込まれることにより、外層部が膨張する。外層部の膨張を確認した後、上記したように内層部を挿入する。
【００８０】
圧縮空気の圧力は制御されており制御器の圧力スイッチへ導かれており、内層部の挿入が終了するとスイッチＯＦＦとなり、圧力スイッチが作動して電磁弁が閉じ、コンプレッサからの圧縮空気が遮断される。
【００８１】
前記圧力スイッチの設定圧調節器については、目的とするＯリングの種類が限られており設定圧をほとんど変更しなくて済むような場合には、必ずしも設ける必要はないが、設定圧調節器を設けておけば、種々仕様のＯリング袋体に応じて圧縮空気の圧力を調節することが可能となり、適用範囲が広がることとなる。
【００８２】
又、前記レギュレータについても、Ｏリングの種類が限られているような場合には、必ずしも設ける必要はないが、レギュレータを設けておけば、目的とするＯリングに応じて、レギュレータによってコンプレッサからの圧縮空気の供給流量を変動させることにより、圧縮空気の送り込み作業がより迅速且つ効率的に行われることとなる一方、圧縮空気の急激な供給を回避して外層部の破損の防止に有効となる。
【００８３】
外層部の内部空間に内層部を挿通した後、長尺状の場合は所望の長さに切断する。所望の長さに形成された又は所望の長さに切断された後、両端を接合することによりＯリングを得ることができる。
【００８４】
Ｏリングとするための接合方法の参考例としては、両端を重ね合わせられるように４５°に斜めに切断したり［図２の（Ｃ’）参照］、或いは一端の内層部を外層部からの長さ（ｌ₁）分を突出させて突出部を設けると共に該突出部と同長さ（ｌ_２）分だけ他端の内層部を外層部内に凹ませて空隙部を設けることにより外層部と内層部の接合部の位置をずらすようにしてもよい［図１及び図２の（Ａ）〜（Ｃ）参照］。
【００８５】
外層部と内層部の接合部の位置をずらすように接合する参考例としての接合方法において、一端の内層部を突出させると共に他端の内層部を凹ませる方法としては、図２の（Ａ）〜（Ｃ）に示すように外層部と内層部の切断位置をずらすことにより行われる。即ち、電線の皮むきと同様の方法で行うものである。
尚、図１の（Ｄ）は本発明の参考例の製造方法によって得られる複合構造Ｏリングの端面図である。
【００８６】
両端を接合した状態で、Ｏリング金型にセットし、加温・加圧下において任意の時間、プレス成型し、加熱圧縮加硫反応が行われる。尚、加温・加圧下におけるプレス成型はＯリング全体に限らず、接合部のみであってもよいし、接合部を含む複数部分であってもよい。尚また、常圧オーブンを用いて２次加硫を行うこともできる。
【００８７】
次に図３に基づき本発明に係る複合構造Ｏリングの製造方法の実施例について説明する。
【００８８】
本実施例は、内層部を紐状に形成し、外層部をチューブ状に形成し、該外層部の内部空間に圧縮流体を送り込みながら前記内層部を挿通し、長尺な複合構造材を得るまでは上述の実施例と同様であるが、得られた複合構造材を目的とするＯリングの長さではなく、目的とする長さよりも５〜２０ｍｍ程度短く切断する。そして、この短く切断されたものをＯリング金型にセットし、切断面同志の隙間に、目的とする長さよりも５〜２５ｍｍ短く切断された分の長さに相当する紐状の接合部をセットする。セット後、加圧加熱成形することによって複合構造Ｏリングを得る。接合部は、外層部（パーフルオロエラストマー系材料又はフルオロエラストマー系材料）と同材料で形成される。
【００８９】
本実施例では、目的とする長さよりも短く切断された５〜２０ｍｍ分だけを外層部と内層部から成る複合構造ではなく高性能性材料（高価）の単層構造で成形することにより、通常は強度低下をを招き易い接合部の強度を高めることができる。しかも用いられる高性能材料（高価）の量は５〜２０ｍｍ分だけであるのでコスト上昇を招くことはない。
【００９０】
【実施例】
本発明の実施例の参考例について説明する。
材料として、外層部にパーフルオロエラストマー系材料であるテトラフルオロエチレン／パーフルオロメチルビニルエーテル／及び加硫部位を与える成分の共重合体を、内層部にフルオロエラストマー系材料であるビニリデンフルオライド／ヘキサフルオロプロピレン／テトラフルオロエチレン及び加硫部位を与える成分の共重合体を使用した。
【００９１】
外層部と内層部の割合は、重量比で５：５になるように調整した。外層部は、一軸押出機を用いて、４０℃でチューブ状に押出成形を行った。
【００９２】
内層部は、一軸押出機を用いて、４０℃で紐状に押出成形を行った。更に、Ｏリング金型で、１５０℃、圧力１００ｋｇ／ｃｍ²で５分間、プレス加硫成形を行った。
【００９３】
次に、前記外層部の内部空間に前記した圧縮空気供給装置により圧縮空気を送り込み、外層部を膨らました状態で前記内層部を挿入した。
【００９４】
次に、内層部の挿入された外層部を、Ｏリング金型で、１５０℃、圧力１００ｋｇ／ｃｍ²で１０分間、プレス加硫成形を行った。
【００９５】
以上の工程により、内径２３９．３ｍｍ、線径５．７ｍｍの複合構造Ｏリングを得ることができた。
【００９６】
得られた複合構造Ｏリングは、均一肉厚の外層部を有し、該外層部が内層部から剥離することがなく、極めて高品質であることが判った。しかも、適用されるシーリング部の要求性能を維持しながら安価に製造できることも判った。
【００９７】
【発明の効果】
本発明によれば、製造機械コストのかかる二軸押出機を用いることなく、内層部が安価な材料、例えばフルオロエラストマー系材料で構成され、外層部が高価ではあるが性能の高いパーフルオロエラストマー系材料又はフルオロエラストマー系材料で構成される複合構造Ｏリングを、均一肉厚の外層部を有する高品質品として製造することができる。
しかも、外層部と内層部との密着性にも優れ、外層部の厚み等の被覆状態も均一であり、パーフルオロエラストマー系材料又はフルオロエラストマー系材料の有する性能及び品質を維持することができる。
従って、耐熱性、耐薬品性等に優れたパーフルオロエラストマー系材料又はフルオロエラストマー系材料の性能を維持しながらコスト的に安価であり、且つ高品質な複合構造Ｏリングを製造できる方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る複合構造Ｏリングの製造方法の参考例を示す概略説明図
【図２】複合構造材の両端を接合してＯリング状とする接合方法の参考例を示す概略説明図
【図３】本発明に係る複合構造Ｏリングの製造方法の実施例を示す概略説明図

Claims

芯材となる紐状の内層部の表面を隙間なく被覆する外層部がパーフルオロエラストマー系材料又はフルオロエラストマー系材料で構成される複合構造Ｏリングの製造方法において、内層部を紐状に形成し、外層部をチューブ状に形成し、該外層部の内部空間に圧縮流体を送り込みながら前記内層部を挿通し、長尺な複合構造材を得、この複合構造材を目的とするＯリングの長さよりも５〜２０ｍｍ程度短く切断し、これをＯリング金型にセットし、切断面同志の隙間に外層部に用いるパーフルオロエラストマー系材料又はフルオロエラストマー系材料の紐状に成形したものをセットし、加圧加熱成形することを特徴とする複合構造Ｏリングの製造方法。
内層部がフッ素ゴム、ニトリルブタジエンゴム、水素添加ニトリルブタジエンゴム、アクリルゴム又はシリコーンゴムで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の複合構造Ｏリングの製造方法。
前記圧縮流体が、圧縮気体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の複合構造Ｏリングの製造方法。
外層部に用いられる材料が、加硫用組成物を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の複合構造Ｏリングの製造方法。
内層部に用いられる材料が、フルオロエラストマー系材料であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の複合構造Ｏリングの製造方法。
内層部表面の少なくとも一部が、表面処理されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の複合構造Ｏリングの製造方法。
内層部と外層部との間に接着層が介在することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の複合構造Ｏリングの製造方法。