JPS63295647A - 加硫ゴム成形品の表面処理方法 - 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、加硫ゴム成形品の表面処理方法に関する。更
に詳しくは、加硫フッ素ゴム成形品の低摩擦化ならびに
非粘着化を達成させる為の表面処理方法に関する。

〔従来の技術〕

加硫フッ素ゴム成形品は１合成ゴムの中でも耐熱性・耐
薬品性に優れ、自動車部品、航空機部品。

プラント部品中で苛酷な条件にさらされる部分に用いら
れ、バルブ部材、０リング、オイルシール、バッキング
などの形で使用されている。しかしながら、この様な部
品に加硫フッ素ゴムを用いた場合、特にバルブ部材に使
用された場合、ゴム成形品が相手材料である金属、樹脂
等に粘着するという不具合が発生し易い、従って、加硫
フッ素ゴム成形品表面の非粘着化ならびに低摩擦化の要
請が、近年とみに高まっている。

非粘着化・低摩擦化の為の従来技術としては、加硫フッ
素ゴム表面を薬品により硬化処理する方法があるが、か
かる方法はゴム弾性を甚しく低下させたり、処理に加熱
を要したりする欠点がある。

又、加硫フッ素ゴム表面にポリテトラフルオロエチレン
等の樹脂の分散液を用いてコーティング処理を施す方法
もあるが、スプレー塗布、ハケ塗り等の工程が煩雑で手
間のかかる作業であり、かつ基材であるフッ素ゴムに対
する接着性が問題であった・ 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明者等は、加硫フッ素ゴム基材のもつ好ましい性質
を実質的に損なうことなく、非粘着化・低摩擦化を簡単
な工程で実施する方法について鋭意検討の結果、アミノ
基を含有するアルコキシシランを必須成分とする処理液
を基材に塗布し、基材表面において、アルコキシシラン
の加水分解に伴う鎖状、網目状あるいは立体的なシロキ
サン結合を形成させ、同時にアミノ基による。フッ素ゴ
ム、即ちフッ化ビニリデン共重合体からの脱フツ化水素
反応を誘発させてアミノ基と基材との結合を生ずる様な
表面処理によって、かかる課題が効果的に達成されるこ
とを見出し本発明に至った。

〔問題点を解決するための手段〕

従って、本発明は加硫ゴム成形品の表面処理方法に係り
１表面処理は、加硫フッ素ゴム成形品にアミノ基を含有
するアルコキシシランを必須成分とする処理液を塗布後
、水処理することにより行われる。

加硫成形品を形成するフッ素ゴムは、フッ化ビニリデン
の共重合体であり、フッ化ビニリデンと、例えばヘキサ
フルオロプロペン、１，１，１，２，３−ペンタフルオ
ロプロペン、テトラフルオロエチレン、トリフルオロエ
チレン、１．２−ジフルオロエチレン、ジクロルジフル
オロエチレン、クロルトリフルオロエチレン、ヘキサフ
ルオロブテン、フッ化ビニルエーテル類、パーフルオロ
アクリル酸エステル等との共重合体である。

加硫フッ素ゴム成形品は、フッ素ゴム単体に限らず、少
なくとも約５重量でのフッ素ゴムを含有するゴムブレン
ド体をも含むものとする０例えば、ＮＢＲ，ＳＢＲ，ア
クリルゴム、ＥＰＤＭ等が、ブレンド用ゴムとして用い
られる。

勿論、加硫成形されるフッ素ゴム又はそのブレンド体に
は、加硫系を形成する例えば次の様な各成分が、必要に
応じて配合されて用いられる。

２価の金属の酸化物又は水酸化物： 酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化亜鉛、酸化鉛
、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化亜鉛
等が少なくとも１種類、フッ素ゴム１００重量部当り約
１〜２０重量部の割合で用いられ、加硫剤の受酸剤とし
て作用する。

ポリアミン誘導体又はポリオール誘導体：ヘキサメチレ
ンジアミンカーバメート、メチレンビスシクロヘキシル
カーバメートなどのポリアミン誘導体あるいは２，２−
ビス（４−ヒドロキシフェニル）パーフルオロプロパン
、ヒドロキノン、４゜４′−ジヒドａキシジフェニルメ
タン、４，４′−ジヒドロキシフェニルスルホンなどの
ポリオールの少くとも一種が、フッ素ゴム１００重量部
当り約０．５〜５重量部の割合で一般に使用され、これ
らは加硫剤として作用する。

アンモニウム化合物またはホスホニウム化合物ニトリエ
チルヘキサデシルアンモニウムクロリド、トリエチルベ
ンジルアンモニウムプロミド、ｌ−ブチル−１，４−ジ
アザビシクロ［２，２，２］オクタニウムクロリドなど
のアンモニウム化合物あるいはトリフェニルベンジルホ
スホニウムクロリド、トリオクチルベンジルホスホニウ
ムクロリド、トリエチルベンジルホスホニウムクロリド
などのホスホニウム化合物の少くとも一種が、フッ素ゴ
ム１００重量部当り約０．１〜３重量部の割合で一般に
使用され。

これらは加硫促進剤として作用する。

なお、加硫促進剤としては、第３ホスフインまたは第３
アミンとエポキシ化合物とを併用することもできる。

その他の配合剤： ＭＴカーボンブラック、ＳＲＦカーボンブラック、ＦＥ
Ｆカーボンブラックなどの充填剤、プロセスオイル、ジ
オクチルフタレート、イボタロウなどの加工助剤などが
適宜配合される。

加硫系を形成するこれらの各成分を添加して。

所定の加硫速度で加硫されたフッ素ゴム又はそのブレン
ド体の成形品に、シランカップリング剤の一種であるア
ミノ基を含有するアルコキシシランを必須成分とする処
理液を塗布する。処理液は、アミノ基を含有するアルコ
キシシランを必須成分とするが、所望ならば、アミノ基
を含まない２官能、３官能及び／又は４官能のアルコキ
シシラン化合物を処理液中に含んでも良い。更に、それ
らをアルコール等の有機溶剤で稀釈したものを、処理液
としても良い。

アミノ基を含有するアルコキシシランは、一般式 （式中のＲはＣＩ＋、−１Ｃ１ｌ、ＣＩ＋□−等であり
、Ｒ１は１１□ＮＣＩ！□Ｃ１１２Ｃ１１□−１１１□
ＮＣ１１２ＣＨ□ＮＨＣＨ３Ｃｌ１□ＣＩ、−等であり
、またＲ２はＣｔ１３−１Ｃ，Ｈ，−等である）で表わ
゛される。

具体例としては、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、γ−アミノプロピルトリ
エトキシシラン、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、Ｎ−フェニル−γ−
アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられ、この
中少なくとも一種が必須成分として用いられる。

又、」二連の必須成分の他、所望の表面性状を達成する
為、一般式 （式中のＲはＣＨ３−１ＣＩｌ、ＣＩ＋□−１（ＣＨ□
）２Ｃ１１−１ＣＩ、　ＣＨ，ＣＨ，−等であり、　Ｒ
，、Ｒ２はＣＨ，−１Ｃ，ＨＳ−５＋１−１Ｃ１１□＝
Ｃ１ｌ−１ＣＦ、ＣＨ，ＣＩ（□−１Ｃ，Ｈ，Ｃ）Ｉ２
−。

ＣＨ３ＣＨ２−、（ＣＩ＋３）、ＣＨ＋、　ＣＨ３Ｃｌ
１□ＣＨ，−等である）で表わされるアルコキシシラン
を処理液に混合して用いることが出来る。

その他必要に応じ、メタノール、エタノール、インプロ
パツール等のアルコール類や、ベンゼン、１−ルエン、
キシレン等の芳香族炭化水素、ペンタン、ヘキサン等の
脂肪族炭化水素を混合しても良い。

有機溶剤としては前述の各成分が溶解し得るものであれ
ば任意のもので良いが、熱処理温度より低温で蒸発する
ものが好ましい。

処理液の加硫フッ素ゴム成形品への塗布は、成形品を静
置したまま、あるいは円柱形のタンブラ−に成形品を複
数個入れ回転しながら、浸漬、刷毛塗り、スプレー塗布
等により実施される。

塗布後、必要があれば処理液を基材になじませ。

又混合した有機溶剤を蒸発させる為、室温あるいは約１
００℃以下の低温で、数分間〜数十分例えば風乾により
乾燥させる。

次に、処理液を塗布した加硫フッ素ゴム成形品を、中性
あるいはアルカリ性の水に浸漬攪拌するか、又は中性あ
るいはアルカリ性の流水中に成形品を保持する等により
水処理し、表層部における加水分解反応を進行させる。

ここで用いる水は、室温でも高温でも良く、スチーム状
のものでも差支えない。

更に、必要があれば付着した水分を乾燥した後。

約１００〜２５０℃にて数分〜数十分熱処理を行うこと
により、表層での加水分解反応を十分に進行させる。

〔発明の効果〕

本発明により、加硫フッ素ゴム成形品が本来有する特性
を実質的に損うことなく、表面に耐熱性、非粘着性、低
摩擦性かつ基材への接着性の良いシロキサン結合の薄膜
の形成された加硫成形品を得ることが出来る。

〔実施例〕

次に、実施例について本発明を説明する。

参考例 フ・　ゴム、７０の　。

次の第１表に示される配合処方（重量部）の配合物Ａま
たはＢについて、１５０℃（配合物Ａ）または１８０℃
（配合物Ｂ）で１０分間のプレス加硫および２００℃（
配合物Ａ）または２３０℃（配合物Ｂ）で２４時間のオ
ーブン加硫をそれぞれ行い、１００　Ｘ　２００　Ｘ　
２ｍｍの加硫シートＡまたはＢを成形した。

第１表 ム　　　　　　　　　　　　　配合士特配合半但フッ素
ゴム・■（デュポン社製品パイトンＡ）　　　　１ｏｏ
　　　　−フッ素ゴム・■（デュポン社製品パイトンＥ
６０Ｇ）　　　−ｔｏ。

酸化マグネシウム（メルク社製品マグライトＤ）−３酸
化マグネシウム（メルク社製品マグライトＹ）　　　１
５　　　−鼾カーボンブラック　　　　　　　　　　　
　　　２０２０水酸化カルシウム　　　　　　　　　　
　　　　　−６加硫剤（デュポン社製品Ｄｉａｋ　ＮＱ
Ｉ）　　　　　　　　１．５　　　一実施例１ 前記加硫シートＡを、２０　Ｘ　５０　Ｘ　２ｍｍの短
冊状に切り取り、その試験片を、γ−アミノプロピルト
リエトキシシラン（液体）に、２５℃にて１分間浸漬し
引き上げ、２５℃にて１０分間放置した。その後、γ−
アミノプロピルトリエトキシシランの１重量％水溶液（
約ρ旧０）に、室温で攪拌しながら３分間浸漬した。そ
の後、１８０℃にて３０分間熱処理を行った。

この試料につき、表面の動摩擦係数及び粘着力を測定し
た結果を、実施例２〜４．比較例１〜２の試料について
の測定結果と共に、後記衣に示した。

なお、動摩擦係数は、クロムメッキされた直径２１１Ｉ
ｌｌの球と同じ曲率を有する接触子に５０ｇｆの荷重を
かけ、５０園１１７分の速度にて試料（加硫シート）を
水平に移動させて測定した。また、粘着力は、直径１６
ｍ＋＊（面積２−）の円板状に加工した試料に４ｋｇｆ
（２ｋｇｆ／ｆｆ１）の荷重を加え、１２５℃で１５時
間、６−６ナイロン樹脂板に接触静置後室部に戻し、引
離す為に要する力を測定した。

実施例２ 前記加硫シートＡを、２０　Ｘ　５０　Ｘ　２ｍ５ｔの
短冊状に切り取り、その試験片を、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の５０
重量％メタノール溶液に、２５℃にて１０分間浸漬して
引き上げ、４０℃にて３０分間放置した。その後、Ｎ−
（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキ
シシランの１重量％水溶液（約ｐ旧Ｏ）に、室温で攪拌
しながら３分間浸漬した。その後、１８０℃にて３０分
間熱処理を行った。

実施例３ 前記加硫シートＡを、２０　Ｘ　５０　Ｘ　２ｍｍの短
冊状に切り取り、その試験片を、γ−アミノプロピルト
リエトキシシラン及びジメチルジェトキシシランの１：
ｌ（重量）混合液に、２５℃にて５分間浸漬して引き上
げ、２５℃にて１０分間放置した。次にｐＨ７の水流下
に５分間さらし、その後１８０℃にて３０分間熱処理を
行った。

実施例４ 実施例３において、加硫シートＡを加硫シートＢに代え
て実施した。

比較例１ 加硫シートＡを未処理のまま使用した。

比較例２ 加硫シートＢを未処理のまま使用した。

表

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加硫フッ素ゴム成形品に、アミノ基を含有するアル
   コキシシランを必須成分とする処理液を塗布後、水処理
   することを特徴とする加硫ゴム成形品の表面処理方法。 ２、水処理後更に熱処理を行なう特許請求の範囲第１項
   記載の加硫ゴム成形品の表面処理方法。