JP5189024B2 - 複合薄膜架橋ゴムシートおよびその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、複合薄膜架橋ゴムシートおよびその製造方法に関する。

加硫したゴムシートの端部をカット・研磨して接着剤を塗布した後、薄く分出しした未加硫シート（パッチシート）を挟んで加硫ゴムシートの端部同士を接合して熱盤を超える大きさのゴムシートを製造する方法が知られている（特許文献１）。
しかしながら、加硫ゴムシートの端部同士を挟んで接合する方法では、接合部の一部拡大図である図４に示すように、接合部８がもり上がって段差になったり、変形したりする。もり上がらないように成型すると強度が確保できない等の製品品質の課題が生じる。
特に膜厚さが１ｍｍ以下の薄膜ゴムシートの場合、工数の多い接着剤を用いて接合する方法では、接合部の段差を解消することが困難で、また機械的強度が低下するという問題がある。

特開平１０−４６７５８号公報

この発明は、薄膜ゴムシートであっても、接合部の機械的強度を維持して、接合部の段差を解消することができる薄膜架橋ゴムシート同士を接合して得られる複合薄膜架橋ゴムシート、およびその製造方法の提供を目的とする。

薄膜架橋ゴムシートの接合について検討したところ、端部に未架橋部分を残すゴムシートを用いることにより、接合部の段差の発生を抑えて、長さおよび幅方向に接合強度を維持して複数枚接合できる複合薄膜架橋ゴムシートが得られることを見出した。本発明はこのような知見に基づきなされたものである。
本発明において薄膜架橋ゴムシートとは、ゴムシートの厚さが３．０ｍｍ以下、好ましくは１．０ｍｍ以下、より好ましくは０．４ｍｍ以下、０．０３ｍｍ以上の薄膜ゴムシートをいう。

すなわち、本発明は、複数枚の薄膜架橋ゴムシートの少なくとも端部同士を接合させてなり、その薄膜架橋ゴムシートは上記端部が塑性変形できる未架橋部分であり、残部が放射線照射により架橋された架橋部分である薄膜架橋ゴムシートであり、該薄膜架橋ゴムシートの端部の未架橋部分同士を重ねて加圧成形後放射線照射により架橋して一体化させてなることを特徴とする。
また、本発明の他の複合薄膜架橋ゴムシートは、上記薄膜架橋ゴムシートの端部同士を接合させて、スリーブ状または無端ベルト状にした複合薄膜架橋ゴムシートであって、対向する両端部が未架橋部分である薄膜架橋ゴムシートの端部の未架橋帯部分同士を重ねて加圧成形後放射線照射により架橋して一体化させてなることを特徴とする。
上記複合薄膜架橋ゴムシートは、加圧成形後架橋して一体化させた接合部のシート厚さが上記残部の厚さと略同一であることを特徴とする。

本発明の複合薄膜架橋ゴムシートの製造方法は、未架橋の薄膜ゴムシートを製造する工程と、上記薄膜ゴムシートの端部を放射線遮蔽層で覆う工程と、上記放射線遮蔽層で覆われない残部を放射線照射により架橋する工程と、上記各工程により製造された薄膜架橋ゴムシートの端部の未架橋帯部分同士を重ねて加圧成形する工程と、加圧成形後に放射線照射により架橋する工程とを備えることを特徴とする。

薄膜架橋ゴムシートを複数枚、上記方法により、長さおよび幅方向に接合することにより、接合部は平坦で接合強度に優れる。また、その製造方法は、放射線照射により架橋するのみであるので、大幅な工数削減が可能となる。

薄膜架橋ゴムシートの製造工程を示す図である。 複合薄膜架橋ゴムシートの製造工程を示す図である 複合薄膜架橋ゴムシートの他の形状を示す図である。 従来例の接合部の一部拡大図である

本発明に使用できるゴムは、放射線により架橋できるゴムであれば使用できる。例えば、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−非共役ジエンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴムなどが例示される。これらの中で、粘度が低く、押圧加工時に厚みが均一に加工しやすいシリコーンゴムが好ましい。ゴムは単独または混合ゴムとして使用できる。

なお、上記ゴムには、有機過酸化物等のラジカル架橋開始剤を含むことが可能であり、開始剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、モノクロルベンゾイルパーオキサイド、２，４ジクロルベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス−ｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、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等が例示できる。

本発明で使用できるゴムには、例えば、電子線架橋における接着力の改善に寄与する共架橋剤、およびゴム加工特性やその物性を改善する老化防止剤、補強剤または充填剤、加工助剤または滑剤、着色剤等のゴム配合剤を配合することができる。
共架橋剤としては多価アルコールのアクリル酸エステルやメタクリル酸エステル、多価カルボン酸のアリルエステル、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、トリメチロールプロパントリアリレート等が挙げられる。
また、老化防止剤としては酸化防止剤や紫外線吸収剤が、補強剤または充填剤としてはカーボンブラック、無水ケイ酸、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、クレー、炭酸カルシウム、タルク、硫酸バリウム、硫酸アルミナ、リトポン、スチレン樹脂、フェノール樹脂、石油樹脂、再生ゴムなどが、加工助剤または滑剤としてはステアリン酸、ステアリン酸金属石鹸、ワックス類がそれぞれ挙げられる。

薄膜架橋ゴムシートは、上記ゴム材料をシート状に加工して、そのゴムシートの端部を塑性変形できる未架橋部分として、残部を放射線照射により架橋された架橋部分とすることで得られる。
薄膜架橋ゴムシートの製造方法について、図１を参照して説明する。図１（ａ）〜（ｄ）は、薄膜架橋ゴムシートの製造工程を示す図である。なお、図１、図２において、ゴムシートの大きさおよび厚さについては、接合部の説明のため、部分的に変更拡大してある。また、斜線部分は架橋している部分を表す。
ゴム材料、例えばシリコーンゴム生地をシート厚さ１．０ｍｍ以下のシート状に形成し、未架橋ゴムシート１’を製造する。（図１（ａ））。
ゴムシートの製造は、シート厚さを１．０ｍｍ以下とする方法であれば、採用できる。例えばカレンダーロールによる方法、塗工による方法等が挙げられる。ゴムシートの厚さが０．４ｍｍをこえる場合、好ましいゴムシート製造方法はカレンダーロールによる方法である。
また、未架橋ゴムシートを製造する場合には、取り扱い性を向上させるために、ポリエチレンテレフタレート製などのフィルムを貼り付けて基材フィルムを設けることが好ましい。また、製品を巻取る場合には、巻き出し時に取り扱い易くするために、ゴムシートの非基材フィルム面に、ポリエチレンやポリプロピレンなどがラミネートされた離型性を有する工程紙やポリエチレンテレフタレート製などのフィルムを貼り合せることができる。

得られたゴムシート１’の端部に放射線遮蔽層２を形成する（図１（ｂ））。
放射線遮蔽層２は、放射線を透過し難い部材で構成される。例えば、層厚さの厚いゴムシート、樹脂板、金属板等が挙げられる。本発明においては、薄膜ゴムシートと密着できる層厚さの厚いゴムシートが好ましい。放射線遮蔽層の厚さは取扱性に優れていることから１ｍｍをこえる厚さが好ましい。
また、放射線遮蔽層２の層厚さを薄膜ゴムシートの端部から中心部に向かって徐々に薄くすることにより、薄膜架橋ゴムシートの端部の架橋密度に傾斜をつけることができる。

端部に放射線遮蔽層２を形成した後、放射線３の照射を行なう（図１（ｃ））。
放射線架橋は、電子線、γ線、Ｘ線等が挙げられる。本発明においては放射線遮蔽層の効果を制御しやすいという観点で電子線照射が好ましい。
電子線照射条件としては、加速電圧が５０〜３０００ＫＶ、好ましくは１００〜８００ＫＶ、照射線量が１０ｋＧｙ〜４００ｋＧｙ、好ましくは５０〜２００ｋＧｙである。照射条件として加速電圧が５０ＫＶ未満では厚さ方向への電子線到達深度が低くなり未架橋部分が残ってしまい、照射線量が１０ｋＧｙ未満では架橋が十分でなく、アンダー架橋になる。また、加速電圧が３０００ＫＶをこえると設備費用が非常に高価となると共に放射線遮蔽層の効果が希薄となる。照射線量が８００ｋＧｙをこえると過架橋になると共に電子線照射による発熱が大きくなるため好ましくない。

電子線照射はシートの片面からの照射であってもよく、また、電子線照射条件を変更することにより、両面からの照射であってもよい。放射線遮蔽層の遮蔽効果や架橋する製品の厚さ、材質などを考慮し、電子線照射条件および電子線照射方向は適宜設定する。
また、電子線照射による発熱の影響が出る場合には、必要とされる照射条件に対し、分割して電子線照射を行ない、電子線照射による発熱の影響を緩和することが好ましい。
また、未架橋部分１ａが図１に示すように片面からのみ照射された場合、薄膜架橋ゴムシート１の電子線照射されていない面同士を接合する。一方、両面から照射された場合、薄膜架橋ゴムシート１の放射線遮蔽層の密着していた面同士を接合する。これにより、接着力とともに機械的強度に優れた複合薄膜架橋ゴムシートが得られる。

放射線遮蔽層２を取り外すことで塑性変形できる未架橋部分１ａを有し、残部１ｂが架橋されている薄膜架橋ゴムシート１が得られる（図１（ｄ））。
図１においては、薄膜架橋ゴムシート１の１つの端部を未架橋部分１ａとする例について説明したが、未架橋部分１ａは架橋ゴムシート１’の１ａに対向する他の端部に設けることができる。

また、電子線照射の場合、放射線遮蔽層を使用せず、電子線照射装置の照射範囲から外すことで、塑性変形できる未架橋部分を作製することもできる。

本発明の複合薄膜架橋ゴムシートは、上記薄膜架橋ゴムシート１の未架橋部分１ａ同士を重ねて加圧してシート厚さを一定にする成形後、放射線照射により架橋して一体化させて得られる。
本発明の複合薄膜架橋ゴムシートの製造について図２を参照して説明する。図２（ａ）〜（ｅ）は、複合薄膜架橋ゴムシートの製造工程を示す図である。
端部に未架橋部分１ａを含み、残部１ｂが架橋されている薄膜架橋ゴムシート１を２枚準備する（図２（ａ））。

次に、薄膜架橋ゴムシート１の端部の未架橋帯１ａ同士を重ね合わせる（図２（ｂ））。
その後、塑性変形できる未架橋帯１ａ同士を重ね合わせ部分をプレスしてシートの厚さを残部１ｂ部分と略同一とする（図２（ｃ））。未架橋帯１ａ部分の塑性変形により、シートの厚さが残部１ｂ部分と略同一となる重ね合わせ部分４の帯幅長さは、未架橋帯１ａ部分の帯幅長さよりも長くなる場合がある。
また、未架橋帯１ａ同士を重ね合わせ方法としては、未架橋帯１ａの態様により、以下の方法が挙げられる。以下、未架橋帯１ａが両面未架橋の場合をＩシートと、未架橋帯１ａが片面未架橋の場合をＩＩシートとする。
（１）Ｉシート同士を重ね合わせる。
（２）ＩシートとＩＩシートの未架橋部分の片面とを重ね合わせる。
（３）ＩＩシートの未架橋部分の片面同士を重ね合わせる。

重ね合わされプレスされた未架橋帯１ａ部分を電子線照射する（図２（ｄ））。電子線照射条件は、薄膜架橋ゴムシート１製造時の条件と同じであることが好ましい。上記重ね合わせの態様が（１）または（３）の場合、電子線照射は重ね合わせ部分の両面側から行なうのが好ましい。また、（２）の場合、Ｉシート側から行なうのが好ましい。

電子線照射により、薄膜架橋ゴムシート１の端部同士が接合された複合薄膜架橋ゴムシート５が得られる。このシート５は、接合部が一体架橋されており、接合強度に優れた薄膜架橋ゴムシートとなる。また、接合部のシート厚さが上記残部の厚さと略同一となり、シート５として全体に略同一の厚みとなる。

上記接合方法は、２枚の薄膜架橋ゴムシート１を結合しても、また、１枚の薄膜架橋ゴムシートの端部同士を接合させて、スリーブ状または無端ベルト状にすることもできる。図３（ａ）はスリーブの斜視図であり、図３（ｂ）は無端ベルトの斜視図である。
薄膜架橋ゴムシート１の対辺の両端部を重ね合わせてプレス後、電子線照射することにより、重ね合わされた面が一体に接合されたスリーブ状の複合薄膜架橋ゴムシート６を製造できる（図３（ａ））。
また、薄膜架橋ゴムシート１を複数用いて、それぞれの対辺の端部を重ね合わせてプレス後、電子線照射することにより、重ね合わされた面が一体に接合された無端ベルト状の複合薄膜架橋ゴムシート７を製造できる（図３（ｂ））。

本発明の複合薄膜架橋ゴムシートは、３ｍｍ以下のシート厚さに適用できるので、真空プレス用シート、ラミネータ用シート、保護シート、エアーバック、ベルト等の用途に好適に用いることができる。

以下、実施例によって本発明を詳述する。なお、以下の記載で「部」は重量部を示す。参考実施例１
信越化学工業（株）製シリコーンゴムコンパウンド（商品名：ＫＥ９５１Ｕ）をロールで分出ししてポリエチレンテレフタレート製のマットフィルムに貼り付けて、さらにポリエチレンテレフタレート製のフィルムで挟んで、厚さ０．３ｍｍ×幅１５０ｍｍ×長さ１５０ｍｍの大きさに成形して裁断する。
得られたシリコーンゴムフィルムの端部幅２０ｍｍを覆うように、厚さ３ｍｍのＥＰＤＭゴムシートからなる放射線遮蔽層を端部両面に被せてマスクする。
端部がマスクされたシリコーンゴムフィルム全面に対して、加速電圧２００Ｖ、照射線量１００ｋＧｙで、ゴムフィルム両面に電子線照射を行なった後、放射線遮蔽層を取り外すことにより、端部が塑性変形できる未架橋部分を有する薄膜架橋ゴムシートを製造した。

参考実施例２
信越化学工業（株）製シリコーンゴムコンパウンド（商品名：ＫＥ９５１Ｕ）をロールで分出ししてポリエチレンテレフタレート製のマットフィルムに貼り付けて、さらにポリエチレンテレフタレート製のフィルムにて挟んで、厚さ０．３ｍｍ×幅１５０ｍｍ×長さ１５０ｍｍの大きさに成形して裁断する。
得られたシリコーンゴムフィルムの両方の端部幅２０ｍｍをそれぞれ覆うように、厚さ３ｍｍのＥＰＤＭゴムシートからなる放射線遮蔽層を端部両面に被せてマスクする。
対向する両端部がマスクされたシリコーンゴムフィルム全面に対して、加速電圧２００Ｖ、照射線量１００ｋＧｙで、ゴムフィルム両面に電子線照射を行なった後、放射線遮蔽層を取り外すことにより、両端部が塑性変形できる未架橋部分を有する薄膜架橋ゴムシートを製造した。

実施例１
参考実施例１で得られた薄膜架橋ゴムシートを２枚を準備する。
この２枚の薄膜架橋ゴムシートの未架橋部分を重ね合わせて、ニップロールにて加圧成形する。
その後、加圧成形部分に対して、加速電圧２００Ｖ、照射線量１００ｋＧｙで、ゴムフィルム両面に電子線照射を行ない、複合薄膜架橋ゴムシートを製造した。
得られた複合薄膜架橋ゴムシートの接合部の外観、硬さ、引張り強さ、伸びを測定した。外観は目視により、硬さはＪＩＳＫ６２５３−１９９７（タイプＡデュロメーター）、引張り強さおよび伸びはＪＩＳＫ６２５１−２００４により測定した。結果を表１に示す。なお、表１において、実施例１コントロールは、参考実施例１で得られた薄膜架橋ゴムシートの架橋部分の特性であり、実施例１従来接合品は、参考実施例１で準備した薄膜架橋ゴムシート端部同士を重ね合わせて、熱盤に挟んでプレスに入れ、加硫温度１６４℃、加硫時間３０分、加硫圧力として面圧１ＭＰａの条件でプレス加硫することで得られた複合加硫ゴムシートの接合部の試験結果である。
なお、薄膜架橋ゴムシートの未架橋部分を重ね合わせて、シートの厚さを架橋部分と略同一となる条件でプレスした場合もニップロールにて加圧成形した場合と同一の複合加硫ゴムシートが得られた。

実施例２
参考実施例２で得られた薄膜架橋ゴムシートを準備する。
この薄膜架橋ゴムシートの両端部の未架橋部分を重ね合わせて、シートの厚さを架橋部分と略同一となる条件でプレスする。
その後、プレスにより加圧成形した部分に対して、加速電圧２００Ｖ、照射線量１００ｋＧｙで、ゴムフィルム両面に電子線照射を行ない、スリーブ状の複合薄膜架橋ゴムシートを製造した。
接合部を実施例１と同一の方法で評価した。結果を表１に示す。

本願発明の複合薄膜架橋ゴムシートは、いずれも接合部外観が平坦であり、硬さ、引張り強さ、伸びで表したゴム特性が従来接合品よりも優れていた。

薄膜架橋ゴムシートは接合方法が簡易であり、また、長さおよび幅方向に接合することができるので、任意の大きさの複合薄膜架橋ゴムシートを得ることができる。
そのため、今後、真空プレス用シート、ラミネータ用シート、保護シート、エアーバック、ベルト等の分野で利用できる。

１ 薄膜架橋ゴムシート
２ 放射線遮蔽層
３ 放射線
４ 重ね合わせ部分
５ 複合薄膜架橋ゴムシート
６ スリーブ状の複合薄膜架橋ゴムシート
７ 無端ベルト状の複合薄膜架橋ゴムシート
８ 接合部

Claims (4)

1. 複数枚の薄膜架橋ゴムシートの少なくとも端部同士を接合させてなる複合薄膜架橋ゴムシートであって、
   前記薄膜架橋ゴムシートは前記端部が塑性変形できる未架橋部分であり、残部が放射線照射により架橋された架橋部分である薄膜架橋ゴムシートであり、該薄膜架橋ゴムシートの端部の未架橋部分同士を重ねて加圧成形後放射線照射により架橋して一体化させてなることを特徴とする複合薄膜架橋ゴムシート。
2. 薄膜架橋ゴムシートの端部同士を接合させて、スリーブ状または無端ベルト状にした複合薄膜架橋ゴムシートであって、
   前記薄膜架橋ゴムシートは前記端部が塑性変形できる未架橋部分であり、残部が放射線照射により架橋された架橋部分であり、該薄膜架橋ゴムシートの両端部が未架橋部分である請求項１記載の薄膜架橋ゴムシートであり、該薄膜架橋ゴムシートの端部の未架橋帯部分同士を重ねて加圧成形後放射線照射により架橋して一体化させてなることを特徴とする複合薄膜架橋ゴムシート。
3. 前記加圧成形後架橋して一体化させた接合部のシート厚さが前記残部の厚さと略同一であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の複合薄膜架橋ゴムシート。
4. 請求項１または請求項２記載の複合薄膜架橋ゴムシートの製造方法であって、
   未架橋の薄膜ゴムシートを製造する工程と、
   前記薄膜ゴムシートの端部を放射線遮蔽層で覆う工程と、
   前記放射線遮蔽層で覆われない残部を放射線照射により架橋する工程と、
   前記各工程により製造された薄膜架橋ゴムシートの端部の未架橋帯部分同士を重ねて加圧成形する工程と、
   加圧成形後に放射線照射により架橋する工程とを備えることを特徴とする複合薄膜架橋ゴムシートの製造方法。

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