JP2005047159A - Composite and gasket - Google Patents
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Description
本発明は、ゴムの表面に接着剤により被覆材が接着された複合体に関し、また、ゴム製芯材の表面に接着剤により被覆材が接着されたガスケットに関する。 The present invention relates to a composite in which a coating material is bonded to the surface of rubber with an adhesive, and to a gasket in which the coating material is bonded to the surface of a rubber core.
ガスケットは石油化学ブラント、各種工業用機械装置、各種食品用機械装置、各種医療用機械装置など広範囲の分野で配管のシールのために使用されている。ガスケットの中でも、耐薬品性や耐熱性等を持たせるために、芯材となるゴムの表面にふっ素系樹脂シート等の被覆材を接着したものが知られており（例えば、特許文献１参照）、接着剤としては、耐薬品性や耐熱性等を考慮して、フェノール系樹脂が使用されることが多い。 Gaskets are used for sealing pipes in a wide range of fields such as petrochemical blunts, various industrial machinery, various food machinery, and various medical machinery. Among gaskets, in order to provide chemical resistance, heat resistance, etc., a material in which a coating material such as a fluorine-based resin sheet is bonded to the surface of rubber as a core material is known (see, for example, Patent Document 1). As the adhesive, a phenolic resin is often used in consideration of chemical resistance and heat resistance.
被覆材を接着したガスケットを製造するには、ゴム製芯材と被覆材とを接着剤を用いて仮接着し、この仮接着体を所定温度に加熱した金型に装填し、加圧して成形する方法が一般的である。しかし、この方法では、金型に装填したときに、金型の熱でフェノール系樹脂が融解して縮合反応を開始し、水が発生する。そして、この発生した水が気化して水蒸気が発生し、水蒸気が被覆材のフィルムとゴム製芯材との間に取り込まれ、成形後にもこの水蒸気に起因する気泡が残存し、所謂フクレ現象が起こるという問題がある。このフクレは、被覆材を剥がれやすくし、更にはガスケットを装着したときに破裂して被覆材を破断することもあり、被覆材の効果を大きく損ねてしまう。 In order to manufacture a gasket with a covering material bonded, a rubber core material and a covering material are temporarily bonded using an adhesive, and the temporary adhesive body is loaded into a mold heated to a predetermined temperature and pressed to form. The method to do is common. However, in this method, when loaded in a mold, the phenolic resin is melted by the heat of the mold to start a condensation reaction, and water is generated. The generated water is vaporized to generate water vapor, and the water vapor is taken in between the coating film and the rubber core material. Bubbles resulting from the water vapor remain after molding, so-called bulge phenomenon occurs. There is a problem that happens. This swelling makes it easy to peel off the covering material, and further ruptures and breaks the covering material when a gasket is attached, which greatly impairs the effect of the covering material.
また、ゴムと被覆材とを接着した複合体は、その他にもクッション材等に広く使用されており、フクレがあると美観も損なわれ、製品価値が大きく低下する。 In addition, composites in which rubber and a covering material are bonded are widely used for cushioning materials and the like. If there is a swelling, the aesthetic appearance is impaired and the product value is greatly reduced.
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ゴムと被覆材との界面にフクレのない複合体並びにガスケットを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a condition, and it aims at providing the composite_body | complex and gasket which do not have a swelling at the interface of rubber | gum and a coating | covering material.
本発明者らは、上記目的を達成するために、当初、接着剤として反応で水を生成しないエポキシ樹脂やウレタン樹脂を用いることを検討したが、フクレ現象を抑制することができるものの、得られる複合体は耐熱性や耐薬品性が悪く、ガスケット等として実用的な特性が得られなかった。そして、更に研究を進めたところ、フェノール系樹脂によるフクレ現象は、熱により融解したフェノール系樹脂が成形前に被覆材に貼り付いたり、反応の進行に伴いフェノール系樹脂の表面が硬化して水蒸気が抜け難くなることに起因しており、充填材を添加することにより被覆材への貼り付きが抑えられ、水蒸気の抜けも良くなることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて完成されたものである。 In order to achieve the above object, the inventors of the present invention have initially studied to use an epoxy resin or a urethane resin that does not generate water by reaction as an adhesive. The composite had poor heat resistance and chemical resistance, and practical characteristics as a gasket or the like were not obtained. As a result of further research, the swelling phenomenon caused by phenolic resin is caused by the fact that the phenolic resin melted by heat adheres to the coating material before molding, or the surface of the phenolic resin hardens as the reaction proceeds. It has been found that sticking to the coating material can be suppressed by adding a filler, and that water vapor can be easily removed. The present invention has been completed based on these findings.
即ち、本発明は、上記目的を達成するために、ゴムの表面に、充填材を含有するフェノール系樹脂を主成分とする接着剤により被覆材が接着されていることを特徴とする複合体、並びに所定形状に成形されたゴム製芯材の表面に、充填材を含有するフェノール系樹脂を主成分とする接着剤により被覆材が接着されていることを特徴とするガスケットを提供する。 That is, in order to achieve the above object, the present invention provides a composite comprising a covering material bonded to a rubber surface with an adhesive mainly composed of a phenolic resin containing a filler, In addition, the present invention provides a gasket characterized in that a coating material is bonded to the surface of a rubber core material molded into a predetermined shape with an adhesive mainly composed of a phenol resin containing a filler.
本発明によれば、フクレが無く、ゴムと被覆材とが強固に接着しており、美観にも優れるゴム−被覆材複合体が提供される。また、本発明によれば、被覆材が剥離することが無く、シール性能に優れるガスケットが提供される。 According to the present invention, there is provided a rubber-covering material composite that is free of swelling and has a strong adhesion between the rubber and the covering material and is excellent in appearance. Moreover, according to the present invention, there is provided a gasket that does not peel off the coating material and has excellent sealing performance.
以下、本発明に関して参照して詳細に説明する。 The present invention will be described in detail below with reference to the present invention.
本発明の複合体は、ゴムと被覆材とを、充填材を含有するフェノール系樹脂を主成分とする接着剤で接着したものである。 The composite of the present invention is obtained by bonding rubber and a coating material with an adhesive mainly composed of a phenol resin containing a filler.
本発明で用いるゴムには制限がなく、目的や用途に応じて適宜選択される。例えば、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム、塩素化ブチルゴム、臭素化ブチルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。 There is no restriction | limiting in the rubber | gum used by this invention, According to the objective and a use, it selects suitably. For example, styrene-butadiene-styrene block copolymer (SBS), styrene-ethylene-butadiene-styrene block copolymer (SEBS), ethylene-propylene copolymer (EP), styrene-butadiene rubber (SBR), ethylene- Propylene rubber (EPR), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), chloroprene rubber (CR), butyl rubber, chlorinated butyl rubber, brominated butyl rubber , Fluorine rubber, silicone rubber and the like.
また、ゴムの形状や厚さ等も目的や用途に応じて適宜設定することができる。更には、被覆材が接着される部分を化学的、物理的に処理して活性化したり、粗面化してもよく、これにより被覆材との接着性が向上する。 Also, the shape and thickness of the rubber can be appropriately set according to the purpose and application. Furthermore, the part to which the coating material is bonded may be activated or roughened by chemical or physical treatment, which improves the adhesion to the coating material.
本発明で用いる被覆材にも制限がなく、目的や用途に応じて適宜選択される。例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、変性ＰＴＦＥ、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、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（ＦＥＰ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）等のフィルムが挙げられる。被覆材の形状も、芯材のゴムの形状に対応して適宜設定することができる。 There is no restriction | limiting also in the coating material used by this invention, According to the objective and a use, it selects suitably. For example, polytetrafluoroethylene (PTFE), modified PTFE, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer Examples thereof include films such as (FEP), polyvinylidene fluoride (PVDF), tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ECTFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), and polyvinyl fluoride (PVF). The shape of the covering material can also be set as appropriate in accordance with the shape of the rubber of the core material.
また、被覆材の厚さや形状も目的や用途に応じて適宜設定することができるが、膜の強度等を考慮すると、厚さは０．０１〜２．０ｍｍが適当であり、０．２〜０．４ｍｍが好ましい。更には、被覆材のフィルムの接着剤の塗布面を化学的、物理的に処理して活性化したり、粗面化してもよく、これによりゴムとの接着性が向上する。 Further, the thickness and shape of the coating material can be appropriately set according to the purpose and application, but considering the strength of the film, the thickness is suitably 0.01 to 2.0 mm, 0.2 to 0.4 mm is preferable. Furthermore, the adhesive coating surface of the film of the covering material may be activated or roughened by chemical and physical treatment, which improves the adhesion to rubber.
接着剤のフェノール系樹脂としては、従来から接着剤として用いられている各種フェノール系樹脂を適宜用いることができる。その例として、純粋フェノール樹脂や、クレゾール変性、カシュー変性、キシレン変性などの変性フェノール樹脂が挙げられる。中でも、高反応性キシレン変性フェノール系樹脂が好ましく用いられる。これらのフェノール系樹脂は、必要に応じて単独で、或いは２種以上を組み合わせて用いることができる。 As the phenolic resin for the adhesive, various phenolic resins conventionally used as adhesives can be appropriately used. Examples thereof include pure phenol resins and modified phenol resins such as cresol modified, cashew modified, and xylene modified. Of these, highly reactive xylene-modified phenolic resins are preferably used. These phenolic resins can be used alone or in combination of two or more as required.
充填材としては、カーボンブラック、グラファイト、ホワイトカーボン、酸化チタン、カオリンクレー、タルク、硫酸バリウム、重炭酸ナトリウム、硝酸クレー、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等が挙げられ、中でもカーボンブラック或いは酸化チタンが好ましく用いられる。これらの充填材は、必要に応じて単独で、或いは２種以上を組み合わせて用いることができる。また、充填材の粒径は、約１〜１００μｍが好ましい。 Examples of the filler include carbon black, graphite, white carbon, titanium oxide, kaolin clay, talc, barium sulfate, sodium bicarbonate, clay nitrate, aluminum hydroxide, and magnesium hydroxide. Among them, carbon black or titanium oxide is used. Preferably used. These fillers can be used alone or in combination of two or more as required. The particle size of the filler is preferably about 1 to 100 μm.
充填材の添加量は、フェノール系樹脂１００重量部に対して０．１〜２０重量部が好ましく、特に１〜１０重量部が好ましい。添加量が０．１重量部未満ではフクレ抑制効果が得られず、添加量が２０重量部を超えると接着力が低くなる。 The addition amount of the filler is preferably 0.1 to 20 parts by weight, particularly preferably 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the phenolic resin. When the addition amount is less than 0.1 parts by weight, the swelling suppression effect cannot be obtained, and when the addition amount exceeds 20 parts by weight, the adhesive strength is lowered.
本発明で用いる接着剤は、一般に、フェノール系樹脂、充填材及び溶剤を均一に混合し、フェノール系樹脂の溶剤溶液中に充填材が均一に分散したワニスの形態で用いられる。この際に用いる溶剤としては、フェノール系樹脂を溶解し得る溶剤であれば適宜用いることができ、その例として、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶剤等が挙げられる。また、ワニス中の固形分（フェノール系樹脂及び充填材）の濃度は必要に応じて適宜設定することができる。更にまた、本発明で用いる接着剤は、必要に応じてヘキサメチレンテトラミン等のフェノール系樹脂の硬化剤等を配合することができる。 The adhesive used in the present invention is generally used in the form of a varnish in which a phenolic resin, a filler and a solvent are uniformly mixed, and the filler is uniformly dispersed in a solvent solution of the phenolic resin. As the solvent used in this case, any solvent can be used as long as it can dissolve the phenolic resin. Examples thereof include ketone solvents such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, alcohol solvents such as ethyl alcohol and isopropyl alcohol. Etc. Moreover, the density | concentration of solid content (phenolic resin and a filler) in a varnish can be suitably set as needed. Furthermore, the adhesive used in the present invention may contain a phenolic resin curing agent such as hexamethylenetetramine as required.
本発明の複合体を得る方法は特に制限されるものではなく、従来と同様で構わず、上記の充填材、フェノール系樹脂及び溶剤を含有する接着液をゴム及び／または被覆材に塗布して両者を仮接着し、次いでこの仮接着体を金型に装填し、加熱圧縮すればよい。このときの加熱圧縮条件は、ゴムや被覆材の種類に応じて適宜設定することができるが、１００〜２５０℃が適当である。 The method for obtaining the composite of the present invention is not particularly limited, and may be the same as in the prior art. An adhesive containing the above filler, phenolic resin and solvent is applied to rubber and / or a covering material. Both may be temporarily bonded, then the temporary bonded body is loaded into a mold and heated and compressed. The heating and compression conditions at this time can be appropriately set according to the type of rubber or coating material, but 100 to 250 ° C. is appropriate.
本発明の複合体においてフクレが抑制されるメカニズムは定かではないが、充填材が接着剤と被覆材との界面に存在して両者の接触面積が減り、両者が成形前に貼り付き難くなり、フェノール系樹脂が硬化してもフェノール系樹脂と充填材との隙間や充填材同士の微小隙間を通じて水蒸気が排除されることに起因するものと推測される。 Although the mechanism by which swelling is suppressed in the composite of the present invention is not clear, the filler is present at the interface between the adhesive and the covering material, the contact area between the two is reduced, and both are difficult to stick before molding, It is estimated that even when the phenolic resin is cured, water vapor is excluded through a gap between the phenolic resin and the filler or through a minute gap between the fillers.
本発明の複合体は、従来と同様にクッション材等に使用できるが、特にガスケットに適用することが好ましい。以下に、本発明のガスケットを説明する。 The composite of the present invention can be used for a cushioning material or the like as in the prior art, but is particularly preferably applied to a gasket. Below, the gasket of this invention is demonstrated.
本発明において、ガスケットの形状には制限がなく、例えば図１及び図２に示すガスケットを例示することができる。尚、図１はガスケットの上面図、図２は図１のＡＡ断面図である。図示されるガスケットは、リング状のゴム製芯材１０の内径側に上記の充填材含有フェノール系樹脂接着剤（図示せず）により被覆材１が接着され、更に被覆材１で覆われた部分に複数（図で例では２列）の突部が同心状に形成されたものである。ゴム製芯材１０は上記した各種ゴムのシートをリング状に打ち抜いたものであり、被覆材１は上記した各種樹脂のシートを断面コ字状のリング状に成形したものである。
In the present invention, the shape of the gasket is not limited. For example, the gasket shown in FIGS. 1 and 2 can be exemplified. 1 is a top view of the gasket, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. In the illustrated gasket, the covering
このガスケットは、ゴム製芯材１０と被覆材１とを、充填材、フェノール系樹脂及び溶剤を含む接着液で仮接着し、仮接着体を同心状に２列の凹部が形成された金型に装填し、加熱圧縮して得られるが、上述したように、充填材が存在することによりフクレを起こすことが無いため、被覆材１の剥離もなく、耐熱性や耐薬品性に優れたものとなる。
This gasket is a mold in which a
以下、実施例及び比較例によりさらに具体的に本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further more concretely, this invention is not limited to a following example.
（実施例１〜４及び比較例１〜３）
表１に示す如く樹脂、充填材及び溶剤を攪拌機を用いて混合し、ワニス状の接着液を調製した。そして、このワニス状の接着液を用いて、図１及び図２に示す形状のエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）製芯材と、接着面をセメンタブル処理したポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製フィルムからなる被覆材とを仮接着し、仮接着体を１７０℃に加熱した金型に装填し、１０ＭＰａで加熱圧縮してガスケットを製作した。そして、金型から取り外した直後、及び１５０℃の熱水に７０時間浸漬した後の、芯材と被覆材との接着部におけるフクレ発生の有無を検査した。結果を表２に示す。
(Examples 1-4 and Comparative Examples 1-3)
As shown in Table 1, the resin, filler and solvent were mixed using a stirrer to prepare a varnish-like adhesive liquid. Then, using this varnish-like adhesive liquid, from an ethylene-propylene-diene rubber (EPDM) core material having the shape shown in FIGS. 1 and 2, and a polytetrafluoroethylene (PTFE) film whose cemented surface is bonded The covering material was temporarily bonded, and the temporary bonded body was loaded into a mold heated to 170 ° C., and heated and compressed at 10 MPa to produce a gasket. Then, immediately after removal from the mold and after immersion in hot water at 150 ° C. for 70 hours, the presence or absence of swelling at the bonded portion between the core material and the covering material was inspected. The results are shown in Table 2.
表２に示すとおり、本発明に従う実施例１〜４のガスケットは何れも、製作直後も、熱水浸漬後もフクレは発生せず、ゴム製芯材と被覆材との接着力に優れたものである。これに対し、比較例１のガスケットは製作直後に既にフクレが発生しており、比較例２〜３のガスケットは製作直後はフクレが発生しないものの、熱水浸漬後にはフクレが現われており、ゴム製芯材と被覆材との接着強度に劣っている。 As shown in Table 2, none of the gaskets of Examples 1 to 4 according to the present invention has excellent adhesion between the rubber core material and the covering material, either immediately after production or after immersion in hot water. It is. On the other hand, the gasket of Comparative Example 1 has already been inflated immediately after production, and the gaskets of Comparative Examples 2 to 3 have no swelling immediately after production, but the swelling has appeared after immersion in hot water. The adhesive strength between the core-making material and the covering material is inferior.
１ 被覆材
１０ ゴム製芯材
1 Covering
Claims (2)
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