JP6002864B1 - ゴム製品用表面処理液、ゴム製品の表面改質方法、及びゴム製品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[1] ジクロロイソシアヌル酸塩が水系溶媒に溶解した溶液からなる、ゴム製品用表面処理液。
[2] ジクロロイソシアヌル酸塩が、ジクロロイソシアヌル酸アルカリ金属塩である、上記[1]記載の表面処理液。
[3] ジクロロイソシアヌル酸塩が、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウムである、上記[1]記載の表面処理液。
[4] 溶液中のジクロロイソシアヌル酸塩の濃度が2〜20重量%である、上記[1]〜[3]のいずれか1つに記載の表面処理液。
[5] 50〜70℃に加温された溶液である、上記[1]〜[4]のいずれか1つに記載の表面処理液。
[6] ゴム製品がゴムシールである、上記[1]〜[5]のいずれか1つに記載の表面処理液。
[7] ゴムシールがニトリルゴム(NBR)を含む、上記[6]記載の表面処理液。
[8] ゴムシールが摺動部用ゴムシールである、上記[6]記載の表面処理液。
[9] 上記[1]〜[5]のいずれか1つに記載の表面処理液を、ゴム製品の表面に付すことを特徴とする、ゴム製品の表面改質方法。
[10] 表面処理液を50〜70℃に加温して、ゴム製品の表面に付す、上記[9]記載の方法。
[11] 表面処理液中にゴム製品を浸漬することを含む、上記[9]または[10]記載の方法。
[12] 浸漬時間が1〜30分である、上記[11]記載の方法。
[13] ゴム製品がゴムシールである、上記[9]〜[12]のいずれか1つに記載の方法。
[14] ゴム組成物から加硫ゴム成形体を作製するゴム成形体作製工程後に、ジクロロイソシアヌル酸塩が水系溶媒に溶解した溶液からなる20〜70℃の処理液を用いて該加硫ゴム成形体の表面処理を行う表面処理工程(I)を有することを特徴とする、ゴム製品の製造方法。
[15] ゴム成形体作製工程後に、該ゴム成形体作製工程を経て得られた加硫ゴム成形体から不要部分を取り除く仕上げ工程及び該仕上げ工程を経た加硫ゴム成形体の外観検査を行う検査工程を含むか、或いは、該仕上げ工程及び該検査工程に加えて、該検査工程を経た加硫ゴム成形体を包装する、包装工程をさらに含み、
表面処理工程(I)が、(i)ゴム成形体作製工程後、仕上げ工程前の期間、及び/又は、(ii)仕上げ工程後、検査工程前の期間にて、実施される、上記[14]記載のゴム製品の製造方法。
[16] 検査工程前に、洗浄工程および乾燥工程をさらに有し、仕上げ工程後、検査工程前に、表面処理工程(I)を有する場合は、該表面処理工程(I)後に、該洗浄工程および乾燥工程が行われる、上記[15]記載の方法。
[17] 処理液をゴム成形体表面に付す表面処理工程(I)が、処理液にゴム成形体を浸漬する工程である、上記[14]〜[16]のいずれか1つに記載の方法。
[18] 浸漬時間が、10秒〜30分である、上記[14]〜[17]のいずれか1つに記載の方法。
[19] 表面処理工程(I)に代えて、
ジクロロイソシアヌル酸塩が水系溶媒に溶解した溶液からなる40℃以下の処理液を加硫ゴム成形体の表面に付す第1工程と、加硫ゴム成形体の表面に付着した処理液の加熱および洗浄を行う第2工程とを含む表面処理工程(II)を有することを特徴する、上記[14]記載のゴム製品の製造方法。
[20] 第1工程が、温度が40℃以下の処理液中に加硫ゴム成形体を浸漬する工程である、上記[19]記載の方法。
[21] 浸漬時間が、1秒〜10分である、上記[20]記載の方法。
[22] 第2工程における処理液の加熱温度が40℃を超え、100℃以下である、上記[19]〜[21]のいずれか1つもに記載の方法。
[23] 第2工程が、第1工程を経て、表面に処理液が付着した加硫ゴム成形体を、温度が40℃を超え、100℃以下の温水に浸漬する工程である、上記[19]〜[21]のいずれか1つに記載の方法。
[24] 浸漬時間が、1〜10分である、上記[23]記載の方法。
[25] ゴム成形体作製工程後に、該ゴム成形体作製工程を経て得られた加硫ゴム成形体から不要部分を取り除く仕上げ工程及び該仕上げ工程を経た加硫ゴム成形体の外観検査を行う検査工程を含むか、或いは、該仕上げ工程及び該検査工程に加えて、該検査工程を経た加硫ゴム成形体を包装する、包装工程をさらに含み、
表面処理工程(II)が、(i)ゴム成形体作製工程後、仕上げ工程前の期間、及び/又は、(ii)仕上げ工程後、検査工程前の期間にて、実施される、上記[19]〜[22]ののいずれか1つに記載の方法。
[26] ゴム成形体作製工程後に、該ゴム成形体作製工程を経て得られた加硫ゴム成形体から不要部分を取り除く仕上げ工程及び該仕上げ工程を経た加硫ゴム成形体の外観検査を行う検査工程を含むか、或いは、該仕上げ工程及び該検査工程に加えて、該検査工程を経た加硫ゴム成形体を包装する、包装工程をさらに含み、
表面処理工程(II)が、(i)ゴム成形体作製工程後、仕上げ工程前の期間、及び/又は、(ii)仕上げ工程後、検査工程前の期間にて、実施される、上記[23]又は[24]記載の方法。
[27] 検査工程前に、洗浄工程および乾燥工程をさらに有し、仕上げ工程後、検査工程前に、表面処理工程(II)を有する場合は、該洗浄工程を、温度が40℃を超え、100℃以下の温水に加硫ゴム成形体を浸漬する工程にして、表面処理工程(II)の第2工程に充当させてなる、上記[26]に記載の方法。
[28] ゴム組成物が、ニトリルゴム(NBR)、水素化ニトリルゴム(H−NBR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)、天然ゴム(NR)、およびエチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)からなる群から選択される1種以上のゴムに添加剤が配合されたものである、上記[14]〜[27]のいずれか1つに記載の方法。
[29] ゴム組成物が、ニ卜リルゴムに添加剤が配合されたニ卜リルゴム組成物である、上記[14]〜[27]のいずれか1つに記載の方法。
[30]
ゴム製品がゴムシールである、上記[14]〜[29]のいずれか1つに記載の方法。
本発明のゴム製品用表面処理液(以下、単に「表面処理液」または「処理液」とも略称する。)は、ジクロロイソシアヌル酸塩が水系溶媒に溶解した溶液からなる。なお、処理対象のゴム製品の典型例としては、ゴムシール(特に摺動部用ゴムシール)が挙げられる。
本発明のゴム製品の製造方法(以下、「本発明方法」とも略称する)は、ゴム組成物から加硫ゴム成形体を作製するゴム成形体作製工程後に、ジクロロイソシアヌル酸塩が水系溶媒に溶解した溶液からなる処理液をゴム成形体表面に付す表面処理工程を有することを主たる特徴とする。
ゴム組成物は、ベース成分であるゴム材料に、架橋剤、架橋促進剤、スコーチ防止剤、老化防止剤、充填剤、可塑剤、架橋助剤、加工助剤、プロセス油、難燃剤等の種々の添加剤が配合された組成物であり、これらの添加剤はゴム材料とともに混練機に投入される。
ニトリルゴム:100重量部
架橋剤(典型的には硫黄):0.1〜3重量部
充填剤(典型的にはカーボンブラック):20〜150重量部
架橋促進剤:2〜6.5重量部
加工助剤:0.1〜5重量部
可塑剤:3〜20重量部
老化防止剤:0.5〜5重量部
酸化亜鉛:3〜7重量部
EPDM:100重量部
酸化亜鉛:3〜7重量部
ステアリン酸:0.3〜1.5重量部
カーボンブラック:50〜120重量部
ナフテン系オイル:30〜80重量部
加硫促進剤:0.7〜2.4重量部
硫黄:0.1〜3重量部
表面処理工程(I)は、(i)ゴム成形体作製工程後、仕上げ工程前の期間、及び/又は、(ii)仕上げ工程後、検査工程前の期間にて、実施される。なお、表面処理工程(I)が、(ii)仕上げ工程後、検査工程前の期間に実施される場合は、通常、洗浄工程および乾燥工程は、表面処理工程(I)後、検査工程前に行われる。表面処理工程(I)では、後述のとおり、処理液をゴム成形体の表面に付した後、通常、水やアルコールによる洗浄と乾燥を行うが、かかる工程順とすることで、表面処理工程(I)での洗浄と乾燥を省略することができる。
表面処理工程(II)は、(i)ゴム成形体作製工程後、仕上げ工程前の期間、及び/又は、(ii)仕上げ工程後、検査工程前の期間にて、実施される。なお、表面処理工程(II)が、(ii)仕上げ工程後、検査工程前の期間に実施される場合、通常、洗浄工程および乾燥工程は、表面処理工程(II)後、検査工程前に行われる。なお、この場合、洗浄工程を、温度が40℃を超え、100℃以下の温水に加硫ゴム成形体を浸漬する工程にすることで、該洗浄工程を、後記にて詳述する、表面処理工程(II)の第2工程に充当させることができるので、ゴム製品の製造工程を簡略化できる、利点がある。
この工程は、加硫ゴム成形体の表面に処理液を付着させる工程である。
ゴム成形体の表面に温度が40℃以下の処理液を付す(接触させる)方法は特に限定されないが、ゴム成形体を処理液中に浸漬する方法、ゴム成形体に処理液をスプレー塗布する方法、ゴム成形体に処理液をはけ塗りする方法、ゴム成形体に処理液をかけ流す方法等が挙げられるが、作業が簡易で、短時間で効果が得られ、しかも、多数個のゴム成形体を一括して均一に処理ができるという観点から、浸漬処理が好ましい。なお、処理液の温度は、1℃以上、40℃以下が好ましく、より好ましくは20℃以上、40℃以下であり、特に好ましくは、20℃以上、30℃以下である。1℃未満であると、ジクロロシアヌル酸塩の水系溶媒への溶解性が低下する傾向および処理液の凝固が生じる虞がある。
この工程は、表面処理を実効させる工程であり、加硫ゴム成形体の表面に付着した処理液の加熱および洗浄を行う。なお、処理液の加熱温度は、40℃を超え、100℃以下が好適である。
該第2工程は具体的には以下の態様が挙げられる。
(A)表面に処理液が付着した加硫ゴム成形体を、温度が40℃を超え、100℃以下の温水に浸漬する態様。
(B)表面に処理液が付着した加硫ゴム成形体を、40℃を超え、100℃以下の温度に設定されたオーブンの中に入れて(通過させて)加熱した後、加硫ゴム成形体を温水にて洗浄する態様。
NBR:100重量部
酸化亜鉛:1〜10重量部
ステアリン酸:1〜10重量部
充填剤(カーボン;SRFカーボン):20〜120重量部
可塑剤(DOP):1〜40重量部
架橋剤(硫黄):1〜10重量部
加硫促進剤:1〜10重量部
(処理液の調製)
ジクロロイソシアヌル酸ナトリウムを溶解量(濃度)が、2重量%、5重量%、10重量%である水溶液からなる3種の処理液を調製した。
ゴム成分がNBRからなるシート状に加硫成形した成形体を50mm(縦)×20mm(横)×2mm(厚さ)に加工し、作製した。
処理方法1:25℃に加温した処理液中に上記の試験片を所定時間(1分、5分、10分)浸漬後、洗浄、乾燥処理して、表面改質を行った。
酢酸エチル(EA)にトリクロロイソシアヌル酸を溶解させたトリクロロイソシアヌル酸の溶解量(濃度)が2重量%の処理液を調製した以外は、実施例と同様にして表面改質を行った。
(1)摩擦試験(静摩擦係数及び動摩擦係数の測定)
JIS−K7125を参考にHEIDON社製の表面性測定器を用いた。水平な試験テーブル上で試験片(任意サイズ)にボール圧子(SUS304)を接点に100gの荷重をかけ、75mm/minで試験片を水平に動かした際のボール圧子と試験片間の摩擦係数を測定した。
試験片の処理表面同士を接触させて上からlkg程度の荷重を5分程度かけ、荷重を取り除いた際に、試験片同士が付着しており、多少の振動を与えたり振ったりしても全く分離しない場合を不可(×)、付着はしているが、軽く振動を与えたり振ったりすれば分離する場合を可(△)、付着していない場合を良好(○)とした。
試験片を100%〜150%程度伸張させ、その表面を目視で観察して亀裂が認められるものを不可(×)、目視では亀裂は全く認められないが、その表面をマイクロスコープ(200倍)で観察した場合に認められるものを可(△)、200倍でも亀裂が認められないものを良好(○)とした。
ゴム材料であるニトリルゴム100重量部、架橋剤としての硫黄0.5重量部、充填剤としてのカーボンブラック60重量部、架橋促進剤(TT:テトラメチルチウラムジサルファイド)1.5重量部、加工助剤(ステアリン酸)1重量部、可塑剤(DOP)5重量部をバンバリーミキサーに投入し、その後シート状に加硫成形した成形体から、50mm(縦)×20mm(横)×2mm(厚さ)の試験片を作製した。この試験片をジクロロイソシアヌル酸ナトリウムの溶解量(濃度)が2重量%の水溶液からなる25℃の処理液に10分間浸漬した。浸漬後、槽から取り出し、60℃のイオン交換水中に60秒浸漬(洗浄)後、取り出し、自然乾燥させ、乾燥後、前記の評価試験を行った。
処理液の温度を60℃にして、60℃の処理液に5分間浸漬した以外は、実施例4と同じとした。
ジクロロイソシアヌル酸ナトリウムの溶解量(濃度)が10重量%の水溶液からなる60℃の処理液に5分間浸漬した以外は、実施例4と同じとした。
処理液を、酢酸エチル(EA)にトリクロロイソシアヌル酸を溶解させたトリクロロイソシアヌル酸の溶解量(濃度)が2重量%の処理液に変更した以外は、実施例4と同様にした。
表面処理を行わない以外は、実施例4と同じ試料片を使った。
ゴム材料であるニトリルゴム100重量部、架橋剤としての硫黄0.5重量部、充填剤としてのカーボンブラック60重量部、架橋促進剤(TT:テトラメチルチウラムジサルファイド)1.5重量部、加工助剤(ステアリン酸)1重量部、可塑剤(DOP)5重量部をバンバリーミキサーに投入し、その後シート状に加硫成形した成形体から、50mm(縦)×20mm(横)×2mm(厚さ)の試験片を作製した。この試験片をジクロロイソシアヌル酸ナトリウムの溶解量(濃度)が2重量%の水溶液からなる25℃の処理液を収容した洗浄槽の処理液に10分間浸漬した。浸漬後、試験片を槽から取り出し、60℃のイオン交換水中に60秒浸漬(洗浄)後、取り出し、自然乾燥させ、乾燥後、前記の評価試験を行った。
処理液の温度を30℃にし、30℃の処理液に試験片を5分間浸漬し、処理液の槽から取り出し、試験片を75℃のイオン交換水中に2分間浸漬させた以外は、実施例7と同じとした。
ジクロロイソシアヌル酸ナトリウムの溶解量(濃度)が10重量%の水溶液からなる35℃の処理液に試験片を1分間浸漬し、処理液の槽から取り出し、試験片を65℃のイオン交換水中に8分間浸漬させた以外は、実施例7と同じとした。
処理液を、酢酸エチル(EA)にトリクロロイソシアヌル酸を溶解させたトリクロロイソシアヌル酸の溶解量(濃度)が2重量%の処理液に変更した以外は、実施例7と同様にした。
表面処理を行わない以外は、実施例7と同じ試料片を使った。
Claims (9)
- ゴム組成物から加硫ゴム成形体を作製するゴム成形体作製工程後に、ジクロロイソシアヌル酸塩が水系溶媒に溶解した溶液からなる40℃以下の処理液を加硫ゴム成形体の表面に付す第1工程と、加硫ゴム成形体の表面に付着した処理液の加熱および洗浄を行う第2工程とを含む表面処理工程(II)を有することを特徴する、ゴム製品の製造方法。
- 第1工程が、温度が40℃以下の処理液中に加硫ゴム成形体を浸漬する工程である、請求項1記載の方法。
- 浸漬時間が、1秒〜10分である、請求項2記載の方法。
- 第2工程における処理液の加熱温度が40℃を超え、100℃以下である、請求項1〜3のいずれか1項記載の方法。
- 第2工程が、第1工程を経て、表面に処理液が付着した加硫ゴム成形体を、温度が40℃を超え、100℃以下の温水に浸漬する工程である、請求項1〜4のいずれか1項記載の方法。
- 浸漬時間が、1〜10分である、請求項5記載の方法。
- ゴム組成物が、ニトリルゴム(NBR)、水素化ニトリルゴム(H−NBR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)、天然ゴム(NR)、およびエチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)からなる群から選択される1種以上のゴムに添加剤が配合されたものである、請求項1〜6のいずれか1項記載の方法。
- ゴム組成物が、ニ卜リルゴムに添加剤が配合されたニ卜リルゴム組成物である、請求項1〜6のいずれか1項記載の方法。
- ゴム製品がゴムシールである、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
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