JPS62246960A - シ−ル材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シール材料に関する。更に詳しくは、チェッ
クバルブの非粘着性カサ状シール弁などとして好適に用
いられるオイルブリード性フルオロシリコーンゴム製シ
ール材料に関する。

〔従来の技術〕

フルオロシリコーンゴムは、耐油・耐溶剤性および耐熱
・耐寒性にすぐれているので、航空機。

自動車、一般産業機械などの用途に、○リング、ガスケ
ット、ダイヤフラム、パツキン、チェックバルブのカサ
状シール弁などとして用いられている。これらの用途に
用いられる場合には、上記のような特性に加えて、密封
性、表面潤滑性、非粘着性などの特性も併せ要求される
ことになる。

例えば、チェックバルブのカサ状シール弁の場合には、
一般に上記のような特性を有するフルオロシリコーンゴ
ムから成形されて用いられているが、そこには高温域に
おいてはチェックバルブとしての機能が損われるという
問題点がみられた。

チェックバルブは、例えば図面の第１図にその断面図が
示されるように、本体内の２室の区画部に設けられかつ
２室間を連通させる区画部通孔を介して両室間の圧力差
によって変形するカサ状シール弁により開閉する構造を
有している。

即ち、一端に小径開口部１，１′が、また他端に拡大開
口部２，２′がそれぞれ設けられた一対の蓋部材３，３
′を、カサ状シール弁４で開閉される通孔５，５′が設
けられたボディ６を挟んで、拡大開口部２，２′同士が
対向するように前記ボディ６の両端に連設することで、
チェックバルブが構成されている。

このように、カサ状シール弁はボディによって区画され
た２室の区画部に設けられ、ボディの通孔５，５′を塞
いでいるカサ状シール弁の開閉弁部分７は、画室間の圧
力差によって変形７′し。

開閉するようになる。

このようなカサ状シール弁をフルオロシリコーンゴムか
ら成形した場合、−例を挙げると、初期開弁圧が＋１０
ｍｍ１１ｇであるカサ状シール弁に、１２０℃の高温雰
囲気中で一７００ｍｍＨｇの圧力を２０時間作用させ、
カサ状シール弁を通孔部分を含むボディに接触させた場
合には、カサ状シール弁に粘着が生じるために開弁圧が
＋６００ｍｍｌ（ｇ迄上昇することになり、このために
フルオロシリコーンゴム製カサ状シール弁を用いたチェ
ックバルブは高温域では満足に使用することができない
という問題点を有している。

また、カサ状シール弁は、ニトリルゴムから成形された
ものも用いられているが、この場合には粘着防止性の点
で満足されないばかりではなく、耐ガソリン性および耐
候性の点でも満足されていない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者らは、耐ガソリン性および耐候性の点では問題
がなく、粘着性、特に高温雰囲気中で使用した場合の粘
着性の問題のみが解決されればよいフルオロシリコーン
ゴムを更に改質し、非粘着性の点でもすぐれたものを求
めて種々の検討を行なった。

かかる観点から、持続的な表面滲出作用を示すオイルブ
リード性フルオロシリコーンゴムが検討の対象とされた
。従来から、オイルブリード性フルオロシリコーンゴム
として、ジメチルポリシロキサンを主成分とするシリコ
ーンゴムにこれと非相溶性のオイル状シリコーン化合物
をブリード性成分として適量含有させることにより、表
面がオイルブリード性を示す加硫物が得られる技術が既
に実用化されており、ブリード性成分としてはフェニル
シロキサンを５〜２５％含有するシリコーンオイルが用
いられている。

ところでかかる手法に倣って、フルオロシリコーンゴム
にオイルブリード性を付与するためにシリコーンオイル
を添加した場合、シリコーンオイルがジメチルシリコー
ンオイルあるいはフェニルメチルシリコーンオイルであ
るとき、その含有量が１０％以下では十分なオイルブリ
ード性が得られず、１２〜１５％ではオイルブリード性
は良くなるもののコンパウンドの加工性が著しく損われ
るようになり、またフルオロシリコーンゴムの特徴であ
る耐油・耐溶剤性が著しく低下するようになる。

しかるに、本発明で用いられるような特定のオイル状オ
ルガノポリシロキサンを用いた場合には、それから成形
されたフルオロシリコーンゴム製シール材料は、フルオ
ロシリコーンゴムが本来有するすぐれた耐油・耐溶剤性
および耐候性を保持しつつ、更に良好なオイルブリード
性をも兼備し得ることか見出された。

〔問題点を解決するための手段〕および〔作用〕従って
、本発明はオイルブリード性フルオロシリコーンゴム製
シール材料に係り、このシール材料は、（Ａ）平均組成
式がＲａＳｉＯｂ　（ここで、Ｒはその約２５〜５０モ
ル％がパーフルオロアルキルアルキル基であり、残りの
約７５〜５０モル％がメチル基、エチル基、フェニル基
またはビニル基であり、ａる値である）で表わされ、粘
度が約１０００ｃｐｓ以上（２５℃）であるオルガノポ
リシロキサン、（Ｂ）補強性シリカおよび（Ｃ）一般式 （ここで、Ｒ′はメチル基またはフェニル基であり、分
子中のメチル基の数は約７０〜２５％、フェニル基の数
は約３０〜７５％であり、またｎはＯ〜５の整数である
）で表わされるオイル状オルガノポリシロキサンのコン
パウンドの加硫成形品よりなる。

（Ａ）成分のオルガノポリシロキサンにおいて、パーフ
ルオロアルキルアルキル基としては、１−リフルオロメ
チルアルキル基、ペンタフルオロエチルアルキル基など
が挙げられる。Ｒに占めるパーフルオロアルキルアルキ
ル基の割合は、約２５〜５０モル％である。この割合が
約２５モル％以下であると、加硫物の耐油・耐溶剤性が
低下し、フルオロシリコーンゴム本来の特徴が失われる
ようになる。

また、この割合を約５０モル％より大きくすることは、
製造上一般に困難である。更に、この（Ａ）成分の２５
℃における粘度は、約１０００ｃｐｓ以上であり、好ま
しくは約３０００〜１０７ｃｐｓである。この粘度が約
１０００ｃｐｓ以下であると、やはり得られる加硫物の
耐油・耐溶剤性が低下する。

上記（Ａ）成分のオルガノポリシロキサンは、目的とす
る上記平均組成式で表わされるポリマーが得られるよう
に、環状シロキサン混合物に末端停止剤を加え、周知の
方法で開環共重合することにより容易に製造することが
できる。

（Ｂ）成分の補強性シリカは、シリコーンゴム用充填剤
として公知の比表面積が約５０ｍ２／　ｇ以上の微粉シ
リカであり、煙霧質シリカ、沈降性シリカ、シリカエア
ロゲルなどが例示される如く、その種類は特に限定され
ない、これらの補強性シリカは、その表面を各種のオル
ガノシラン、オルガノシロキサンなどで処理したもので
あってもよい。配合量は、好ましい機械的特性を有する
加硫物を得るために、一般に（Ａ）成分１００重量部当
り約１０〜５０重量部とされる。

（Ｂ）成分の補強性シリカと共に、増補強性シリカを併
用することもできる。増補強性シリカは、得られる硬化
物の耐油・耐溶剤性を向上させると共に、コンパウンド
の加工性を改善する上で有効であるが、必須成分ではな
く必要に応じて配合される。ただし、この成分の過剰の
添加は、硬化物の強度を低下させるので（Ａ）成分１０
０重量部当り約１００重量部以下の割合で用いられる。

この増補強性シリカとしては、平均粒径が約５０μ以下
の粉末状のものが使用される。平均粒径が約５０μ以上
のものは、機械的強度や動的な疲労特性に悪影響を及ぼ
すからである。実際には、このシリカ粉末として従来よ
りシリコーンゴムに汎用されているものを使用でき、珪
藻上、石英粉などが例示される。

（Ｃ）成分のオイル状オルガノポリシロキサンは、本発
明の特徴の中心をなすもので、（Ａ）成分のオルガノポ
リシロキサンと非相溶性であってコンパウンドの硬化後
にオイルブリード性を示す成分である。このオルガノポ
リシロキサンを表わす一般式において、Ｒ′を表わすメ
チル基の数が約７０〜２５％とされる理由は、約７０％
より太き％）とオイルブリード性の加硫物が得られず、
一方約２５％より小さいと均質構造のオルガノポリシロ
キサンの製造が困難だからである。

このようなオルガノポリシロキサンの具体例としては、 ＣＩ、　　　ＣＨ，ＣＨ。

などが挙げられる。

これらのオルガノポリシロキサンは、加硫物に良好なオ
イルブリード性を付与するために、（Ａ）成分１００重
量部当り約３重量部以上添加する必要があるが、約１０
重量部をこえると得られる加硫物の耐曲・耐溶剤性を損
なうことがあるのでそれ以下の割合で添加される。

これらのオルガノポリシロキサンも、周知の方法によっ
て、所要組成のポリマーが得られるように、環状オルガ
ノポリシロキサン混合物に末端停止剤を加えた上で開環
共重合させることにより容易に製造することができる。

以上の各成分を加熱加硫するためには、加硫剤の添加が
必要である。加硫剤としては、通常の加熱加硫型シリコ
ーンゴム組成物に用いられている各種の公知の加硫剤を
用いることができ、例えばジ第３ブチルパーオキサイド
、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５
−ジ第３ブチルパーオキシヘキサン、ジベンゾイルパー
オキサイドなどの過酸化物、塩化白金酸、白金ビニルシ
ロキサン。

白金黒などの白金系触媒を挙げることができる。

その他、コンパウンド中には、必要に応じて、通常のシ
リコーンゴムコンパウンドに用いられている金属石けん
類などの加工助剤、酸化鉄、酸化チタン、酸化セリウム
などの耐熱向上剤、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸
マグネシウムのような耐油性向上剤なども添加すること
ができる。また、シラン、低分子シロキサンなどの配合
助剤を、任意に添加することも可能である。

〔発明の効果〕

本発明に係るシール材料は、フルオロシリコーンゴムが
本来有するすぐれた耐油・耐溶剤性、耐候性、耐熱性、
耐寒性などに加えて、良好なオイルブリード性を有して
いる。

このため、０リング、ガスケット、ダイヤフラム、パツ
キン、チェックバルブのカサ状シール弁などのシール材
料として有効に使用することができ１例えばチェックバ
ルブのカサ状シール弁として用いた場合には、粘着防止
性にもすぐれているので、常に安定した開弁圧を得るこ
とができるばかりではなく、高温雰囲気中での使用の際
にも粘着防止性が十分に発揮されるので、使用雰囲気を
大幅に拡大できるなどの効果を奏する。

〔実施例〕

次に、実施例について本発明を説明する。

実施例１ 環状シロキサン÷（ＣＦ、Ｃ１，ＣＨ２）（ＣＨ，）Ｓ
ｉＯ−ｈ−および÷（ＣＩ＋２＝　ＣＩ）　（Ｃ１，）
ＳｉＯｋを出発原料とし。

前記一般式におけるＲとして３，３．３−　トリフルオ
ロプロピルエチル基５０モル％、メチル基４９．８モル
％およびビニル基０．１５モル％をそれぞれを含有し。

粘度が８００万Ｃｐ８であるフルオロポリシロキサン１
００部（重量、以下同じ）に、ジフェニルシランジオー
ル２部と比表面積が２００ａ＋２／　ｇの煙霧質シリカ
２０部を２本ロールにて配合、混練し、その後１６０℃
で２時間ニーダ−中で熱処理をおこない、ベースコンパ
ウンドを調製した。

このベースコンパウンド１００部に次式％式％ で表わされるオイル状オルガノポリシロキサン５部およ
び２，５−ジメチル−２，５−ジ第３ブチルパーオキシ
ヘキサン０．５部を加え、２本ロールで混練した。

混線物を、圧縮成形機を用いて１６５℃で１０分間加硫
し、厚さ２ＩＩＩＩＩ＋の加硫シートを作製した。この
加硫シートから、ＪＩＳ　Ｋ−６３０１に準拠してダン
ベルを打ち抜き、オイルブリード性、物性（圧縮永久歪
は１５０℃、７５時間、２５％圧縮後）および耐熱性（
２００℃で７０時間熱老化試験後の変化）をそれぞれ測
定した。得られた結果は、後記表１に示される。

実施例２〜３ 実施例１において、オイル状オルガノポリシロキサンと
して次式で表わされるものが、５部（実施例２）または
７．５部（実施例３）用いられた。

実施例４ 実施例３において、更に石英粉（粒径５μ）３０部が添
加されて混線物が調製された。

比較例１ 実施例１において、オイル状オルガノポリシロキサンが
用いられなかった。

以上の実施例１〜４および比較例１でそれぞれ作製され
た加硫シートについて、実施例１と同様の測定が行われ
た。得られた結果は、次の表１に併記される。

表１ 実施例５ 実施例１において、ジフェニルシランジオールの配合量
を２．５部に、また煙霧質シリカの配合量を３０部にそ
れぞれ変更してベースコンパウンドを調製し、このベー
スコンパウンド１００部に実施例１で用いられたオイル
状オルガノポリシロキサン６部、石英粉（粒径ｌＯμ）
２０部および２，５−ジメチル−２，５−ジ第３ブチル
パーオキシヘキサン０．５部を加えて、２本ロールで混
練した。

混線物から加硫シートを作製し、それの評価を次のよう
にして行なった。得られた結果は、後記表２に示される
。

物性：実施例１と同じ Ｆｕｅｌ　Ｃ容積変化：２３℃、７２時間浸漬耐熱性：
　ＡＳＴＭ　ｋ３オイル中に１５０℃、７０時間浸漬実
施例６ 実施例５において、用いられたオイル状オルガノポリシ
ロキサン６部の中の２部を実施例２〜３で用いられたオ
イル状オルガノポリシロキサンと置換した。

比較例２ 実施例５において、オイル状オルガノポリシロキサンを
用いず、また石英粉の配合量を１５部に変更した。

以上の実施例６および比較例２でそれぞれ作製されたシ
ートについて、実施例５と同様の測定が行われた。得ら
れた結果は、次の表２に併記される。

表２ 実施例７ ニトリルゴム（日本合成ゴム製品Ｎ−２３Ｏ３）、フル
オロシリコーンゴム（信越化学製品ＦＣ２６１Ｕ）また
は前記実施例２に係る混練物（含油フルオロシリコーン
）からそれぞれ作製されたカサ状シール弁について、以
下のような各種試験が行われ、開弁圧（開弁方向に正圧
を加え、流量０．５　Ｑ　／分時の圧力）を測定した。

（１）耐ガソリン試験（Ｆｕｅｌ　Ｇ　８０℃、５時間
浸漬）後の開弁圧（平均値） 餅井圧烏−鹸　　ニトリルゴム製　フルオロシリコーン
ゴム試験前　　　　　　７．９　　　　　　　　　　６
．８試験後　　　　　１０．９　　　　　　　　　　５
．９変化量　　　　　＋３．０　　　　　　　　　−０
．９測定個数　　　　　１２個　　　　　　　　　１０
個（２）耐候性試験［（常温、０．５時間〜１２０℃、
１時間〜常温、０．５時間〜−４０℃、１時間）を１サ
イクルとし、５サイクル実施］後の開弁圧（平均値）開
方万凶門也σ　ニトリルゴム製　フルオロシリコーンゴ
ム試験前　　　　　　８．１　　　　　　　　　７．４
試験後　　　　　１ｇ、７９．１ 変化量　　　　　＋１０．６　　　　　　　　　　＋１
．７測定個数　　　　　１０個　　　　　　　　　５個
（３）粘着試験（開弁方向に負圧−７００ｍｍ１１ｇを
負荷した状態で、１２０℃の雰囲気中に２０時間放置）
後の開弁圧（平均値） 即用ｍ（ト）！肋σ　フルオロシリコーンゴム叫　含油
２寿４四慕ぞＬ唄ユン刺試験前　　　　　　　　約１０
　　　　　　　　　　　１０．９試験後　　　　　　　
約６００　　　　　　　　　　　１５．９変化量　　　
　　　　浄５００　　　　　　　　　　　　＋５．０測
定個数　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１
帽以上の結果から、フルオロシリコーンゴム製カサ状シ
ール弁は、ニトリルゴム製のものと比較して耐油・耐溶
剤性おび耐候性にすぐれているが、高温雰囲気中では非
常に粘着し易いが、本発明に係るオイルブリード性フル
オロシリコーンゴム製カサ状シール弁は開弁圧の変動が
小さく、かかる欠点を完全に克服させていることが分る
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が適用されたカサ状シール弁を用いた
チェックバルブの断面図である。 （符号の説明） ４・・・・・カサ状シール弁 ５・・・・・通孔 ６・・・・・ボディ ７・・・・・開閉弁

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（Ａ）平均組成式がＲａＳｉＯｂ（ここで、Ｒはそ
   の約２５〜５０モル％がパーフルオロアルキルアルキル
   基であり、残りの約７５〜５０モル％がメチル基、エチ
   ル基、フェニル基またはビニル基であり、ａは１．９８
   〜２．０２であり、またｂは４−Ａ／２で示される値で
   ある）で表わされ、粘度が約１０００ｃｐｓ以上（２５
   ℃）であるオルガノポリシロキサン、（Ｂ）補強性シリ
   カおよび（Ｃ）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （ここで、Ｒ′はメチル基またはフェニル基であり、分
   子中のメチル基の数は約７０〜２５％、フェニル基の数
   は約３０〜７５％であり、またｎは０〜５の整数である
   ）で表わされるオイル状オルガノポリシロキサンのコン
   パウンドの加硫成形品からなるオイルブリード性フルオ
   ロシリコーンゴム製シール材料。 ２、オルガノポリシロキサン１００重量部当り約１０〜
   ５０重量部の補強性シリカおよび約３〜１０重量部のオ
   イル状オルガノポリシロキサンが用いられた特許請求の
   範囲第１項記載のシール材料。 ３、オルガノポリシロキサン１００重量部当り約１００
   重量部以下の準補強性シリカが併用された特許請求の範
   囲第２項記載のシール材料。 ４、本体内の２室の区画部に設けられかつ２室間を連通
   させる区画部通孔を介して両室間の圧力差によって変形
   するカサ状シール弁として用いられる特許請求の範囲第
   １項、第２項または第３項記載のシール材料。