JPH0242865B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、たとえば真空バルブＯリングや真空
型サーボシリンダのオイルシール等、真空機器に
用いる摺動用シールリングに関する。

一般に、真空機器において、その中に組み込ま
れる、可動部材と固定部材との間に介在し、かつ
それらの間の摺動面上を自在に摺動すると同時に
それらの間に存在する油を密封するために用いら
れるシールリングは、耐摩耗性や密封特性（弾性
特性）等の機械的性質の外に、シールリングが摺
動面との間に特別な潤滑剤の存在を必要とするこ
となく摺動面上を自在に摺動する潤滑性および耐
ステイツクスリツプ性の良好なことが、この種真
空装置の作動不良をなくしその開閉性能を向上す
ると共に、特別な潤滑剤が真空で蒸発して不純物
を発生する等の欠点を除去するために、求められ
ている。

従来、この種開閉用のシールリングとして用い
られている合成ゴムは、耐久性は良好であるが、
潤滑性、耐ステイツクスリツプ特性が今一つ悪
く、開閉部材の摺動が円滑でない時にはシールリ
ングにより固定部材に粘着して開閉作動不能等の
トラブルを発生していた。

本発明は、上記従来例の欠点を除去すべく、真
空装置の摺動用シールリングとして、十分なシー
ル性を保持しながらその表面に十分な非粘着性お
よび潤滑性が付与されてしかもステイツクスリツ
プ特性の秀れたものを新規に創作して、これを組
み込んだ真空装置に特別な潤滑剤を用いることな
くその開閉作動の不良をなくし、またその摺動の
作動特性を向上することができるようにしたもの
である。すなわち、本発明は、真空機器における
可動部材が固定部材に圧接する閉鎖時には両部材
の間に介在してその間を密封する一方、可動部材
を固定部材から摺動する開放時にはそれらの間の
摺動面上を自在に摺動するようにした真空機器の
摺動用シールリングであつて、合成ゴム本体の表
面に、フツ素ゴムとフツ素樹脂とアミノシラン化
合物と液状担体を含んでなるフツ素ゴム塗料を塗
布し硬化してなることを特徴とするものであり、
このような構成よりなる摺動用シールリングを真
空装置に組み込むことによつて、真空装置の可動
部材の閉鎖時においては十分な密封特性を得る一
方、可動部材を摺動して開放する時においては良
好な潤滑性および耐ステイツクスリツプ特性によ
つて開閉作動を円滑かつ確実にさせることがで
き、従来の如き摺動作動の不良を皆無にしたもの
である。

本発明にかかる密封用シールリングに用いる合
成ゴムは、フツ素ゴム、クロロプレンゴム、アク
リルゴム、エチレン・プロピレン・ジエン・ポリ
メチレン（EPD）ニトリル・ブタジエン・ラバ
ー（NBR）等が挙げられる。

また本発明で用いるフツ素ゴムは高度にフツ素
化された弾性状の共重合体であつて、就中好まし
いフツ素ゴムとしては通常40〜85モル％のビニリ
デンフルオライドとこれと共重合しうる少くとも
一種の他のフツ素含有エチレン性不飽和単量体と
の弾性状共重合体が挙げられる。またフツ素ゴム
としてポリマー鎖にヨウ素を含むフツ素ゴムは例
えばポリマー鎖末端に0.001〜10結合し、前記と
同じ40〜85モル％のビニリデンフルオライドとこ
れと共重合しうる少くとも一種の他のフツ素含有
エチレン性不飽和単量体とからなる弾性状共重合
体を主組成とするフツ素ゴム（特開昭52−40543
号参照）である。ここにビニリデンフルオライド
と共重合して弾性状共重合体を与える他のフツ素
含有エチレン性不飽和単量体としてはヘキサフル
オロプロピレン、ペンタフルオロプロピレン、ト
リフルオロエチレン、トリフルオロクロロエチレ
ン、テトラフルオロエチレン、ビニルフルオライ
ド、パーフルオロ（メチルビニルエーテル）、パ
ーフルオロ（エチルビニルエーテル）、パーフル
オロ（プロピルビニルエーテル）などが代表的な
ものとして例示される。特に望ましいフツ素ゴム
はビニリデンフルオライド／ヘキサフルオロプロ
ピレン二元弾性状共重合体およびビニリデンフル
オライド／テトラフルオロエチレン／ヘキサフル
オロプロピレン三元弾性状共重合体である。

また、本発明で用いるフツ素樹脂としてはポリ
テトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレ
ンおよびこれと共重合可能な少くとも１種の他の
エチレン性不飽和単量体（例えばエチレン、プロ
ピレンなどのオレフイン類、ヘキサフルオロプロ
ピレン、ビニリデンフルオライド、クロロトリフ
ルオロエチレン、ビニルフルオライドなどのハロ
ゲン化オレフイン類、パーフルオロアルキルビニ
ルエーテル類など）との共重合体、ポリクロロト
リフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライ
ドなどがあげられる。就中、好ましいフツ素樹脂
はポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロ
エチレンとヘキサフルオロプロピレン、パーフル
オロメチルビニルエーテル、パーフルオロエチル
ビニルエーテルおよびパーフルオロプロピルビニ
ルエーテルの少くとも１種（通常テトラフルオロ
エチレンに対し40モル％以下含まれる）との共重
合体である。

さらに、本発明に用いるアミノシラン化合物は
フツ素ゴムの加硫剤としての機能を果すと共に、
基材との接着性の向上にも大きく寄与するものと
みられ液状媒体に対しても安全に用いられるもの
である。その代表的な化合物を例示するとγ―ア
ミノプロピルトリエトキシシラン（以下Ａ―1100
と言う）、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―（トリメトキシ
シリルプロピル）エチレンジアミン、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―ウレイドプロピルトリエトキシシ
ラン、β―アミノエチル―β―アミノエチル―γ
―アミノプロピルトリメトキシシランなどが挙げ
られる。

また、本発明に用いる液状担体は低級ケトン
類、低級エステル類、環状エーテルなどの有機溶
剤、水および水と水溶性有機液体との混合物から
選ばれ、水溶性有機液体としてはアルコール類が
例示できる。

さらに、本発明のフツ素ゴム塗料に含有される
他の物質としての無機繊維状物質はガラス繊維、
カーボン繊維、アスベスト繊維、チタン酸カリウ
ム繊維などがあげられる。

また、本発明のフツ素ゴム塗料に所望により添
加されるアミン化合物（以下、アミン化合物と言
う）の代表的な化合物を例示するとエチルアミ
ン、プロピルアミン、ブチルアミン、ベンジルア
ミン、アリルアミン、ｎ―アミルアミン、エタノ
ールアミンなどのモノアミン類、エチレンジアミ
ン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジア
ミン、ヘキサメチレンジアミン、３，９―ビス
（３―アミノプロピル）―２，４，８，10―テト
ラオキサスピロ〔５，５〕ウンデカン（以下Ｖ−
11という）などのジアミン類、ジエチレントリア
ミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレン
ペンタミン、ペンタエチレンヘキサミンなどのポ
リアミン類が挙げられ、就中、２個以上の末端ア
ミノ基を有するアミン化合物が好ましい。

本発明のフツ素ゴム塗料を調製するには通常、
フツ素ゴム、およびフツ素樹脂と液状担体の混合
物に前記の顔料、受酸剤、充填剤等を常法にした
がつて配合し（必要に応じ、さらに界面活性剤を
用いてもよい。）得られる分散液に前記一般式で
示されるアミノシラン化合物および要すればアミ
ン化合物を添加して（必要に応じ前記顔料、受酸
剤、充填剤などの添加剤を加えてもよい。）常法
により充分混合することにより、均一なフツ素ゴ
ム塗料とする。

フツ素ゴムとフツ素樹脂の割合は重量で95：５
〜35：65であることが望ましくフツ素樹脂の割合
が上記下限より少いときは、目的とする非粘着性
および潤滑性および耐ステイツクスリツプ性の改
良は十分でなく逆に上記上限より多いときは目的
とする厚みの塗膜が得られず塗膜にクラツクやピ
ンホールが発生しやすい。

アミノシラン化合物の添加量は、通常フツ素ゴ
ム100重量部当たり１〜30重量部、好ましくは１
〜20重量部である。所望によりアミン化合物を添
加した場合には、アミノシラン化合物とアミン化
合物の総和が上記の値をとる様に配合する。この
場合、アミノシラン化合物とアミン化合物の割合
はモル比で１：99〜90：10の範囲から選ばれる。

前記受酸剤としてはフツ素ゴムの加硫に通常用
いられるものが同様に使用され、例えば２価金属
の酸化物または水酸化物の１種または２種以上が
用いられる。具体的にはマグネシウム、カルシウ
ム、亜鉛、鉛などの酸化物または水酸化物が例示
される。また前記充填剤としてはシリカ、クレ
ー、珪藻土、タルク、カーボンなどが用いられ
る。

本発明に係るフツ素ゴム塗料は塗料の通常の塗
装法（ハケ塗り、浸漬、吹付けなど）によつて基
材に塗布または含浸され、室温〜400℃好ましく
は100〜400℃の温度条件下で適当な時間例えば10
以上硬化することによつて目的とするフツ素ゴム
塗膜とすることができる。

本発明にかかるフツ素ゴム塗料の膜厚は、10〜
100ミクロンの間であることが好ましく、その膜
厚が10ミクロン以下では合成ゴム本体の表面全体
にムラが生じて被膜されない部分が生じたりする
危惧がある一方、その膜厚が100ミクロン以上で
は合成ゴム本体に塗布したフツ素ゴム塗料の塗膜
にクラツクが入つたりあるいは均一な膜が出来難
い等の危惧があるために、最も好ましい膜厚は10
〜50ミクロンである。このようにして得られた本
発明のフツ素ゴム塗膜は、フツ素ゴム本来の性能
を有すると同時に合成ゴム本体との接着性および
それ自体の機械的性質にすぐれており、、さらに
その表面に非粘着性および潤滑性および耐ステイ
ツクスリツプ性が付与される。

以下、本発明を図面に示す実施例について詳細
に説明する。

第１図に示す真空バルブにおいて、１は一側に
入口１ａ、他側に出口１ｂを設けた弁本体、２は
該本体１の入口１ａを設けた弁座１ｃを前後方向
に摺動して入口１ａを自在に開閉する弁、３は該
弁の閉鎖時の位置を決めるストツパー用ローラ、
４は上記弁２を前後方向に切換えて摺動させる連
結レバー４ａ、エアシリンダー４ｂ、電磁装置４
ｃからなる駆動装置にして、該駆動装置の切換作
動により、弁を前方位置へ摺動してローラ３で閉
鎖位置に定置させると本体１の入口１ａが該弁で
閉鎖される一方、弁を後方位置へ摺動して本体の
入口１ａより遊離させると本体の入口が開放され
て出口と連通するようになる。５は上記弁２の下
面に設けた輪状の凹溝、６は該凹溝５に嵌入した
Ｏリングにして、該Ｏリング６は弁２が開放位置
にある時は弁２と共に前後方向に移動してその下
面を弁座１ｃの摺動面上を自在に摺動すると同時
に、弁２が閉鎖位置にある時は弁と弁座の間に介
在してその間を密封する如きいわゆるシール作用
を行つて弁本体の入口と出口とを遮断する。Ｏリ
ング６は、輪状をなす合成ゴム本体の表面に、フ
ツ素ゴムとフツ素樹脂とアミノシラン化合物とア
ミン化合物と液状担体を含んでなるフツ素ゴム塗
料を30ミクロンの膜厚で塗布硬化して構成する。
すなわち、上記フツ素ゴム塗料は次に示すＡ液お
よびＢ液をＡ液100部（重量部）に対してＢ液５
部の割合で混合して得た。

Ａ液 フツ素ゴム（注１）水性デイスパージヨン（フ
ツ素ゴム含有量60重量％、ノニオンHS−208を
含む） ……166部 フツ素樹脂（注２）水性デイスパージヨン（フ
ツ素樹脂としてFEP含有量50重量％、ノニオ
ンHS−208を含む） ……150部 酸化マグネシウム ……３部 ミデイアムサーマルカーボン ……20部 ノニオンHS−210（日本油脂社製） ……２部 水 ……50部 注１）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ピレン弾性
状共重合体（以下単にフツ素ゴムという） 注２）テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオ
ロプロピレン共重合体（以下、FEPと云
う。）。

Ｂ液 Ａ−1100 ……40部 Ｖ−11 ……20部 水 ……40部 上記Ａ液およびＢ液を均一混合した後、200メ
ツシユの金網で別精製して得たフツ素ゴム塗料
をスプレー塗装を行つた：ノズル径0.8mm：スプ
レー圧3.0Kg／cm²。その結果スプレー塗装に何ら
異常なく厚さ約30μの平滑な塗膜が得られた。

上記の如き構成で得たＯリング６を弁２の凹溝
５に組み込んで、真空バルブを完成する。このよ
うに真空バルブに組み込んだ、Ｏリング６の耐ス
テイツクスリツプ性を示すものとして、第２図に
示す如く、本発明の摺動用シールリングの圧子
（sus）に対する摩擦係数をバウデン・レーベン型
摩擦係数測定機を使い鋼球susの圧子を移動速度
0.24cm／sec、荷重250ｇの条件下で測定すると本
発明品では0.22（第２図イ）であるから、従来の
フツ素ゴムのみよりなる摺動用シールリングの同
条件下での摩擦係数が0.83（第２図ロ）でステイ
ツクスリツプが発生したものに対して小さく、本
発明のものの耐ステイツクスリツプ特性が一段と
よく、いいかえると本発明の摺動用シールリング
は弁座に粘着し難く弁と共に安易かつ円滑に摺動
し得て、弁の開閉作動を確実に行うことができる
ことが分る。したがつて、簡単な構造で潤滑性及
び摺動性が良好にして開閉作動不良などのトラブ
ルの防止もできるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例として真空バルブに
密封シールリングを設けた場合の断面図、第２図
は第１図の摺動用シールリングの摩擦係数の測定
状態を示す説明図である。 １……弁本体、２……弁、３……ローラ、４…
…エアシリンダ、５……凹溝、６……Ｏリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 真空機器における可動部材が固定部材に圧接
   する閉鎖時には両部材の間に介在してその間を密
   封する一方、可動部材を固定部材から摺動する開
   放時にはそれらの間の摺動面上を自在に摺動する
   ようにした真空下で使用される摺動用シールリン
   グであつて、合成ゴム本体の表面に、フツ素ゴム
   とフツ素樹脂とアミノシラン化合物と液状担体を
   含んでなるフツ素ゴム塗料を塗布し硬化してなる
   真空機器の摺動用シールリング。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のシールリングに
   して、上記フツ素ゴムとフツ素樹脂の重量比が
   95：５〜35：65であることを特徴とする真空機器
   の摺動用シールリング。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のシールリングに
   して、上記フツ素ゴム塗料を10〜100ミクロンの
   膜厚であることを特徴とする真空機器の摺動用シ
   ールリング。 ４ 特許請求の範囲第１項記載のシールリングに
   して、上記可動部材は開閉弁で、上記固定部材は
   弁本体にして、シールリングは上記開閉弁の溝に
   設けたＯリングであることを特徴とする真空機器
   の摺動用シールリング。 ５ 特許請求の範囲第１項記載のシールリングに
   して、上記フツ素ゴム塗料は、アミノシラン化合
   物がフツ素ゴム100重量部に対して１〜30重量部
   となる割合で配合してなることを特徴とする真空
   機器の摺動用シールリング。 ６ 特許請求の範囲第１項または第３項に記載の
   シールリングにして、上記フツ素ゴム塗料は、ア
   ミン化合物を更に含有してなることを特徴とする
   真空機器の摺動用シールリング。 ７ 特許請求の範囲第１項または第４項に記載の
   シールリングにして、上記フツ素ゴム塗料は、少
   くとも２個の末端アミノ基を有するアミン化合物
   を含有してなることを特徴とする真空機器の摺動
   用シールリング。 ８ 特許請求の範囲第４項または第５項に記載の
   シールリングにして、アミノシラン化合物とアミ
   ン化合物の割合がモル比で１：99〜90：10である
   ことを特徴とする真空機器の摺動用シールリン
   グ。 ９ 特許請求の範囲第１項記載のシールリングに
   して、上記フツ素ゴム塗料は、無機繊維状物質を
   含有してなることを特徴とする真空機器の摺動用
   シールリング。 １０ 特許請求の範囲第７項に記載のシールリン
   グにして、上記フツ素ゴム塗料に含有する無機繊
   維状物質は、ガラス繊維、カーボン繊維、アスベ
   スト繊維およびチタン酸カリウム繊維からなる群
   から選ばれたものであることを特徴とする真空機
   器の摺動用シールリング。