JPS5838452B2 - 成形ゴム材料の表面処理方法 - Google Patents

成形ゴム材料の表面処理方法

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JPS5838452B2
JPS5838452B2 JP13182980A JP13182980A JPS5838452B2 JP S5838452 B2 JPS5838452 B2 JP S5838452B2 JP 13182980 A JP13182980 A JP 13182980A JP 13182980 A JP13182980 A JP 13182980A JP S5838452 B2 JPS5838452 B2 JP S5838452B2
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molded rubber
rubber material
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rubber
molded
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春美 達
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Nippon Oil Seal Industry Co Ltd
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  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、成形ゴム材料の表面処理方法に関する。
更に詳しくは、改善された表面特性を有する成形ゴム材
料の表面処理方法に関する。
従来から、成形ゴム材料の表面特性を改善する方法とし
て種々の提案がなされており、例えば表面摩擦抵抗の減
少、耐溶剤性、撥水性または耐オゾン性の付与、粘着性
の除去などの個々の目的で、塩化イオウ溶液(特公昭2
6−134号公報、同35−4608号公報)、過酢酸
溶液(同36−190号公報)、塩素ガス、臭素ガスま
たはスルホン酸ソーダ溶液(同37−3807号公報)
、アルカリ水溶液(同45−34706号公報)、アル
キルハイポハライド(同50−27503号公報)、臭
素またはヨウ素とベルオキソニ硫酸(同53−2775
1号公報)、五フッ化アンチモン(%開昭50−234
83号公報)、ポリアミン(同51−55379号公報
)。
ポリオルガノシロキサン(同54−90375号公報)
またはグラファイト(同54−22482号公報)など
の各種薬品類、あるいは熱(同51−30883号公報
)または紫外線(同54−57576号公報)などで処
理する方法が提案されている。
しかしながら、これらの方法のうち、各種の薬品類で処
理されたものの多くはゴム表面が深部迄固くなるため、
これを摺動部材などに用いた場合その表面に微細なりラ
ックを生じ、条件を厳しくした場合にはゴム弾性を失な
い、成形材料に大きな割れを生ずるなどのいろいろの欠
点がみられる。
また、グラファイト処理および紫外線処理でも、処理の
深さが浅いため、長期間の使用に耐え得ない欠点がみら
れる。
五フッ化アンチモンによる処理方法では、五フッ化アン
チモンを不活性キャリアガスとの混合気流として用い、
処理後に炭酸アルカリ金属塩水溶液および水で順次洗浄
する方法がとられており、このようにして処理されたゴ
ム材料の表面状態は改善されるが、有毒元素であるアン
チモンの化合物が用いられているため、作業環境の整備
および廃水処理の問題など好ましくない問題点を提起す
る。
成形ゴム材料をオイルシール、0−リングなどの摺動部
材として用いる場合には、良好なゴム弾性を保持しつつ
、なおその表面の摩擦抵抗が小さく、耐薬品性や耐油性
にすぐれていることが要求される。
その上、環境破壊などの問題を生ずることのないことも
必要である。
本出願人は、これらの要求をいずれもみたす成形ゴム材
料の表面処理方法について種々検討の結果、前記五フフ
化アンチモンを用いる方法において、五フッ化アンチモ
ンに代えてより反応性に富むフッ素ガスを用いることに
より、これらの課題が解決されることを見出した0持願
昭55−28919号参照)。
フッ素ガスは、塩素ガスが二重結合などの不飽和結合と
のみしか反応しないのに対して、その良好な反応性の故
に不飽和結合への付加反応に留らず、水素との置換反応
をも容易に行うことができる。
そのために、ゴム分子中に不飽和結合を有しないゴムの
表面処理にも有効に作用する。
しかも、付加反応して生成した1、2−ジフルオリドは
、■。
2−ジクロライドなどと比較して熱的に安定である。
他の1,2−シバライドは、■、2−ジクロライド、l
、2−ジクロライド、l、2−ジアイオダイドの順で脱
離し易いことが知られており、脱離したハロゲン分子は
それと接触する金属などを腐蝕させる。
これに対して、フッ素化されたものは安定であり、しか
もその表面エネルギーが小さいので、摩擦係数も小さく
なる。
ところで、このようなフッ素ガスによる成形ゴム材料の
表面処理に際し、成形ゴム材料中にSiが含有されると
、即ちSi非含有ゴムに充填材に用いられるシリカなど
を一般に約10 phr以上の割合で配合した成形ゴム
材料や成形シリコンゴム材料では、ゴム分子中の水素と
の置換反応で生成したフッ素水素のためSi化合物が侵
蝕され、フッ化ガスによる表面処理でかえって、成形ゴ
ム材料の表面が変色したり、白化現象を呈したり、ある
いは粗くなり、このため最終的に目的とする摩擦抵抗の
減少を十分に達成することができないことが判明した。
そこで、フッ化水素によるSi化合物の侵蝕について検
討した結果、Si化合物は5IF4もしくはH2SiF
6の形で揮散するため、その反応部分が空隙化し、成形
ゴム材料表面の白化現象や粗れを生ぜしめるものと推定
し、ゴムのフッ素ガス処理で必然的に発生するフッ化水
素を可逆的に吸着するフッ化ナトリウム、フッ化カリウ
ム、フッ化セシウム、フッ化ルビジウムなどの金属フッ
化物で材料表面を覆い、フッ素ガス処理を行なったとこ
ろ、前記の如き欠点を有効に除去し、摩擦係数減少の目
的を達成することができた。
従って、本発明は成形ゴム材料の表面処理方法に係り、
この表面処理はSiを含有する成形ゴム材料をフッ化水
素吸着性の金属フッ化物、好ましくはフッ化ナトリウム
で覆い、フッ素ガス、好ましくは不活性ガスで希釈され
たフッ素ガス中に保持することによって行われる。
表面処理される成形ゴム材料は、天然ゴムまたはアクリ
ロニトリループクジエン共重合ゴム、スチレン−ブタジ
ェン共重合ゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴムな
どの共役ジエン糸ゴム、アクリルゴム、エチレン−プロ
ピレン(−ジエン)共重合ゴム、ブチルゴム、エビクロ
ルヒトリンゴ、ム、クロルスルホン化ポリエチレン(ハ
イパロン)、フッ素ゴムなどの各種Si非含有合成ゴム
に、シリカ、粘土セライト、カルシウムシリケートなど
のSi含有化合物を充填材として、またそれ以外に加硫
剤、補強剤、軟化剤、可塑剤、老化防止剤、加工助剤な
どを必要に応じて配合したゴム配合物の加硫成形物また
はシリコンゴムの加硫成形物である。
これらの成形ゴム材料は、フッ化水素吸着性の金属フッ
化物、好ましくは取扱いの容易さや価格などの点から選
択されるフッ化ナトリウムで覆い、フッ素ガスによる処
理に供せられる。
フッ素ガスは、それ単独の気流として、あるいはヘリウ
ム、アルゴン、窒素、四フフ化炭素、六フフ化硫黄など
の不活性キャリアガスによって約100倍程度迄希釈さ
れた混合気流として、常モ乃至加圧下(〜約20気圧)
または減圧下(〜約1/100気圧)に静置または循環
して用いられる。
処理温度としては、一般に約lO〜150’C,好まし
くは約20〜100°Cの範囲内で、成形ゴム材料の種
類および処理の程度に応じて適宜選択される。
循環ガス気流として用いられた場合には、その処理時間
はより短かく、その場合にはフッ化ナトリウムは流動層
的な挙動を示す。
図面は、本発明に係る成形ゴム材料の表面処理方法の一
態様を示すものであり、第1図は表面処理装置の概略縦
断面図、また第2図はそれの要部拡大図である。
この態様において、成形ゴム材料としてのオイルシール
1の表面処理を行なう場合、例えば高さ300mm、直
径80mmの円筒形ステンレス製反応容器2中にステン
レス製多段枠体3を設置し、この枠体の各段に、金属フ
ッ化物4中に埋没させるような形でオイルシールを収容
した高さ30朋、直径55闘のステンレス製皿体5を搭
載し、下端口部6,6′を減モ装置(図示せず)に連結
して反応容器内を減正にした後、上端口部7,7′から
(不活性ガスで希釈された)フッ素ガスを反応器内に注
入し、静置状態または循環状態で金属フッ化物中に埋没
させたオイルシールに接触させる。
このようにして、フッ素ガス気流またはそれと不活性キ
ャリアガスとの混合気流によって表面処理された成形ゴ
ム材料は、表面に付着しているフッ素ガスを除去するた
めに、直ちに炭酸アルカリ金属塩水溶液中に浸漬して洗
浄される。
炭酸アルカリ金属塩水溶液としては、炭酸ナトリウム、
炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム
などが約5〜30分間度の濃度の水溶液として用いられ
る。
浸漬処理は、約10〜ioo’cの温度で約5〜30分
間、好ましくは約10−15分間行われ、その抜水で約
10〜15分間柱度洗浄し、温風下で乾燥させる。
このようにして表面処理された成形ゴム材料は、ゴム弾
性を保持したまま、表面摩擦抵抗の小さいオイルシール
、O−リングなどの摺動部材を与えることができる。
次に、実施例について本発明を説明する。
実施例 1 内径80mm、長さ300mmの円筒形ステンレス製反
応容器中に、アクリロニトリループクジエン共重合ゴム
(共重合ゴム94.5重量部に含水シリカ、粘土セライ
トなどを125重量部配合したもの)から製造されたオ
イルシール4個(平均重量7.447’l)を約50.
9のフッ化ナトリウム中に埋没させるような形で収容し
、そこに窒素ガスで3倍に希釈したフッ素ガスを約1/
3気圧で充満させる。
室温で約4時間静置した後内部のガスを排出し、取出さ
れたオイルシールを10%炭酸すl−IJウム水溶液お
よび流水でそれぞれ約10分間づつ洗浄し、乾燥する。
このようにして表面処理されたオイルシールは、その表
面の変色や白化現象がみられず、また後記表に示される
ように明らかに摩擦抵抗の減少が認められた。
なお、この表部処理による平均重量変化は、−0,2T
uiIである。
実施例 2 実施例1において、アクリロニトリル−ブタジェン共重
合ゴム製オイルシールの代りに、フッ素ゴム(フッ素ゴ
ム99重量部に対しカルシウムシリケート30重量部を
配合したもの)から製造されたオイルシール11固(6
,6784F)を用い、約1気圧の希釈ガスの存在下に
、150℃で6時間静置した。
このようにして表面処理されたオイルシールは、その表
面の変色や白化現象がみられず、また後記表に示される
ように明らかな摩擦抵抗の減少が認められた。
なお、この表面処理による重量変化は、−8,2■であ
る。
実施例 3 実施列1において、アクリロニトリル−ブタジェン共重
合ゴム製オイルシールの代りに、60×120X2mm
の寸法を有するシリコンゴムシート2枚(平均重量21
.7266F)を用い、25℃で2時間希釈ガスの存在
下で静置した。
このようにして表面処理されたシートは、その表面の変
色や白化現象がみられず、また後記表に示されるように
明らかな摩擦抵抗の減少が認められた。
なお、この表面処理による平均重量変化は、−11,4
m9である。
比較例 l 実施例1において、フッ化ナトリウム中への埋没を行わ
ず、単に希釈ガスの存在下に35°Cで4時間静置した
このようにして表面処理されたオイルシールは、その表
面の変色および白化現象が著しく、またザラザラした表
面を形成している。
なお、この表面処理によるオイルシール(平均重量7.
4817 F)の平均重量変化は、−149,4Tn&
である。
比較例 2 実施例2において、フッ化ナトリウム中への埋没を行わ
ず、約1/3気圧の希釈ガスの存在下で静置した。
このようにして表面処理されたオイルシールは、その表
面の変色および白化現象が著しく、またザラザラした表
面を形成している。
なお、この表面処理によるオイルシール(6,677’
l)の重量変化は、−105,1■である。
比較例 3 実施例3において、フッ化ナトリウム中への埋没を行わ
ず、単に希釈ガスの存在下で静置した。
このようにして表面処理されたシートは、その表面の変
色および白化現象が著しく、またザラザラした表面を形
成している。
なお、この表面処理によるシート(平均重量23.04
50g)の平均重量変化は、−2667,8■である。
(測定方法) オイルシールまたはシート上に1.41kgの荷重をか
け、その荷重物を50朋/分の速度で引張つたときの移
動開始時における引張力を測定以上の各実施例と各比較
例との対比から、各ゴム材料をフッ素ガスで表面処理す
る際フッ化ナトリウムで覆うと、その表面の変色、白化
現象、粗れなどが大幅に抑制され、また平均重量変化量
も大幅に低下することが判る。
このように、フッ化ナトリウム存在下でのフッ素ガス処
理では、ゴムとフッ素との反応によって生成するフッ化
水素がフッ化す) IJウムに優先的に吸着され、充填
材のシリカやシリコンゴムとの反応が抑制されることが
明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明方法の実施に用いられる表面処理装置
の概略縦断面図である。 第2図は、それの要部拡大図である。 符号の説明、1・・・・・・成形ゴム材料(オイルシー
ル)、2・・・反応容器、4・・・金属フッ化物。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 I Siを含有する成形ゴム材料をフッ化水素吸着性
    の金属フッ化物で覆い、フッ素ガス中に保持することを
    特徴とする成形ゴム材料の表面処理方法。 2 Si非含有ゴムにSi含有化合物を配合剤として
    配合した成形ゴム材料について処理が行われる特許請求
    の範囲第1項記載の成形ゴム材料の表面処理方法。 3 成形シリコンゴム材料について処理が行われる特許
    請求の範囲第1項記載の成形ゴム材料の表面処理方法。 4 フッ化水素吸着性の金属フッ化物としてフッ化す)
    IJウムが用いられる特許請求の範囲第1項記載の成
    形ゴム材料の表面処理方法。 5 フッ素ガスが不活性ガスで希釈して用いられる特許
    請求の範囲第1項記載の成形ゴム材料の表面処理方法。
JP13182980A 1980-09-22 1980-09-22 成形ゴム材料の表面処理方法 Expired JPS5838452B2 (ja)

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