JPH04165163A - ダイヤフラム弁 - 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、耐腐食性の優れたダイヤフラム弁に関するも
のである。

［従来の技術１ 従来ハ、ダイヤフラム弁のダイヤフラム部の材質として
は、第４図に示すような２層からなる布引きゴムンート
であって、流路側をフッ素ゴム層２として、弁駆動部側
をクロロブレンゴム層３どし、その間の境界面４を接着
性材質層、例えば接着剤又はタイゴム層（接着性ゴム層
）で接合したタイヤフラム弁を使用していた。

しかしながら、この積層ゴムシートからなるダイヤフラ
ムは、シール性か悪いこともあって弁を強く締めるため
、タイヤフラムの層剥離か起こりやすい。そのため寿命
が短い欠点があった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、寿命の長いタイヤ７ラム弁を提供することを
目的とするものである。

［課題を解決するだめの手段１ タイヤフラム弁のダイヤフラム部の耐久性は、ＩＡ質の
耐腐食性に依存するか、全体を耐薬品性の大きいフッ素
ゴムに代えると、ダイヤフラムの寿命は延びるが、シー
ル性が悪く、フッ素ゴムが高価なため経済的に問題とな
る。

本発明者らは、従来のラミネートゴムの欠点を排除する
ために、フッ素ゴムに他のゴムを混合して、経済性ど層
剥離防止を同時に達成することを企て、タイヤフラム弁
用ダイヤフラムゴムとして、フッ素ゴムにブレンドすべ
きゴムを種々検討した結果、過酸化物を配合したフッ素
ゴムとＥＰＤＭ二１ム若しくはＥＰＭゴムからなる組成
物を一体成型して製造したダイヤフラムが、はとんどの
流体に附する耐腐食性について、フッ素ゴム表面とほぼ
同等の耐久性を示し、一体成型であるため層剥離はない
利点があることを見い出し、本発明をなすに至った。

また、２層からなるゴムンートであっても、２層を一体
的に共加硫成型すれは、層剥離を起こさないことを見い
出し、この知見を活用したＥＰＤＭ層とフッ素ゴム層の
２層ゴムをダイヤフラムの材質として使用する本発明を
なすに至った。

すなわち、本発明は、次の第−及び第二態様のダイヤフ
ラムからなる。

■　フッ素ゴム２５〜９５重量％とＥＰＤＭ若しくはＥ
ＰＭゴム７５〜５重量％からなる組成物をゴｌ、分とし
て、これに過酸化物を配合してなるゴム配合物を金型中
で加熱して該過酸化物による加硫反応により一体的に成
型したダイヤフラムを有することを特徴とするダイヤフ
ラム弁。

２２層からなるタイヤプラムにおいて、流路側層に）／
素ゴム５０〜１００重量％とＥＰＤＭ若しくはＥＰＭゴ
ム５０〜０重量％からなる組成物をゴム分とし、過酸化
物を配合したゴム層を配し、弁駆動部側層にフッ素ゴム
０〜５０重量％とＥ　Ｐ　Ｄ　Ｍ若しくはＥＰＭゴム１
００〜５０重量％からなる組成物をゴム分とし、過酸化
物を配合したゴム層を配し、両ゴム層を金型中で同時に
加熱し、て過酸化物による共加硫反応により２層を一体
的に接合加硫成型したダイヤフラムを有することを特徴
とするダイヤフラム弁。

本発明タイヤフラム弁に用いるダイヤフラムは、通常円
盤形状であり、第１図に示すようにこの中火に弁の先端
２６を埋め込んだものを使用する。

本発明を実施例の図面によりさらに詳細に説明する。以
下の説明では、簡明のために、ＥＰＤＭを用いた場合に
ついて述べているが、本発明はＥＰＤＭに限定されるも
のでなく、ＥＰＭもＥＰＤＭの代わりに若しくはこれと
混合して同様に用いることができる。

本発明の第一態様のダイヤフラムは上記第１項に示した
ものであり、第１図に示す円形の枠状ダイヤフラムｌは
、第１項に示すフッ素ゴムとＩＥ　Ｐ　Ｄ　Ｍどのブレ
ンド組成物を過酸化物によって、一体的に成型したもの
である。

全配合組成物中のＥＰＤＭゴムとフッ素ゴムとを合計し
たゴム分を１００重量％とじて、本発明第一態様のダイ
ヤフラムのフッ素ゴムの配合割合は２５〜９５重量％、
好ましくは３５〜９０重量％で、残余はＥＰＤＭのもの
を使用することかできる。該７ノ素ゴムの配合割合が大
きいほど耐腐食性が大きくなり、ＥＰＤＭの含量が増加
するとソール性が良くなる。本発明ダイヤフラム弁は、
使用条件に合わせて適当な配合割合を選択することがで
きる。

ＥＰＤＭにフッ素ゴムを配合したものは、フッ素ゴムの
腐食に対する抵抗及びＥＰＤＭのシール性を兼ね備えた
性質を有する点に特徴がある。

本発明第一態様のダイヤフラムはあらかじめ配合されて
いる過酸化物により加硫成型を行う。すなわち、金型に
よる加圧下で、１４０〜１９０℃で３〜３０分間加熱し
て第１段の加硫反応を行い、ついで、金型から取り出し
て、１４０〜１９０℃において１〜８時間加熱して第２
段の加硫反応を行い成型する点に特徴がある。

本発明ダイヤフラムの該製造方法は、第２段のオーブン
加硫によって、完全に過酸化物を分解させて、成型後に
加硫が進行して使用中に歪みか発生するのを防止する点
に特徴かある。

本発明の第二の態様は、タイヤフラム部が２層の布引き
ゴム層からなるものであり、該２層のゴム層はあらかし
めゴム層に配合されていた過酸化物によ−）て２層同時
に金型中で加硫成型して製造することかできる。第２図
の流路側層２には、ゴム分か７ノ素ゴム５０〜１００重
量％とＥＰＤＭゴム５０〜ＯＮ量％からなる組成物を配
し、弁駆動部側層３には、ゴム分がフッ素ゴム０〜５０
重量％どＥＰＤＭゴム１００〜５０重量％からなるゴム
組成物を配して、この２層の未加硫ゴムを金型中に境界
面４を介して重ねて配置してから、金を中で加熱加圧し
て過酸化物による共加硫反応により一体的に接合したタ
イヤプラムである。

本発明の第二態様のタイヤフラムの特徴は、ダイヤフラ
ム部か２層のゴム層からなり、各層を構成するゴム分の
フッ素ゴムとＥＰＤＭとのブレンド比率か相違しており
、両ゴム層を未加硫状態で積層してから、金を中で両ゴ
ム層を同時に過酸化物加硫により加硫成型する点にある
。

本発明第二態様のダイヤフラムにおいて、過酸化物によ
る共加硫を行うことにより境界面の剥離強度を著しく大
きくすることができる。

本発明第二態様のダイヤフラムも第一態様のダイヤフラ
ムと同しく過酸化物による共加硫は、金型による加圧下
で、１４０〜１９０℃で３〜３０分間加熱して第１段の
加硫反応を行い、ついで、金型から取り出して、１４０
〜１９０℃において１〜８時間加熱して第２段の加硫反
応を行い成型して製造するのが望ましい。

第２段の加硫によって、残存過酸化物を除去できる効果
は第一態様と同様である。

本発明第二態様におけるゴム分中のフッ素ゴム分は、流
体に接する流路側では５０〜１００重量％であり、弁駆
動部側は５０〜０重量％となっている。

最も特徴的な態様として、流路側層には１００重量％７
ン素ゴムを使用し、弁駆動部側層には１００重量％ＥＰ
ＤＭゴムを使用した２層のダイヤフラムを使用すること
ができる。

このように完全に物質の相違する２層のゴム層であって
も、上記の過酸化物による共加硫成型によって加硫成型
すれは、２層が剥離することは起こらない。

さらに、少なくとも１層が両成分の混合ゴム層で、両層
に共通するゴム成分がある２層を共加硫する場合には、
親和性が増加するので、過酸化物による共加硫によって
、さらに、強固に層間が接合される。

このような共加硫における層間の接合強度が大きくなる
のは、過酸化物を使用することに基づくものであり、他
の架橋剤、例えば、硫黄を使用した場合には、層間剥離
が容易に発生する。

このように、本発明第二態様のダイヤフラムは、腐食性
流体に接する面を耐腐食性の大きいフ・ン素ゴムの含有
量の多いゴム層として、その背面は、ンール性及び強度
面がよく、また、耐腐食性もある程度良好な安価なＥＰ
ＤＭを使用して、それぞれの特徴を生かしたダイヤフラ
ムとなついる。

本発明第二態様のダイヤフラム成型品中の異種ゴム層は
、それでも、使用中の境界面の剥離を避けるためには、
ゴム物性としての硬度及び永久歪みかほぼ同等であるこ
とか望ましい。

このようにして製造された本発明ダイヤフラムは、過酸
化物による加硫成型によって、境界面が高温においても
安定な丈夫な接合面が得られる点に特徴がある。従って
、高温の流体を流した場合にも本発明第二態様ダイヤフ
ラムは十分に耐えることかできる。

本発明第二態様のダイヤフラムは、フッ素含有量の多い
層で厚さはなるべく薄くするのが経済性及びンール性の
点から望ましく、流路側層の厚さは全体の１０〜５０％
の厚さを使用することができる。

本発明第一態様ダイヤフラムは、第１表に示す通り、ダ
イヤフラムの耐腐食性もフッ素ゴム単独の場合とあまり
変わらず、フッ素ゴムの含有量が多いほど耐腐食性は少
し増加し、シール性はＥＰＤＭ若しくはＥＰＭの含を量
が多いほと増加する。

本発明第一態様のダイヤスラムは、金型に仕込む場合に
、過酸化物配合ゴム組成物を押出機から金型に押し出し
て成型できる点で工程上非常に便利である。

本発明第二態様のダイヤフラムの場合は、金型に仕込む
前に、２枚の円形に成型した過酸化物配合未加硫ゴム層
を２層に重ねて、所定のダイヤフラム形状の金型に入れ
て加圧加熱して加硫を行うことができる。

本発明ダイヤフラムの加硫成型は、前記の理由により２
段階で実施するのが望ましい。

本発明ダイヤフラム金型成型では、第１段加硫条件は、
金型による加圧下で、１４０〜１９０℃１好ましくは１
６０〜１７０℃で、３〜３０分間、好ましくは１０〜２
５分間加熱して、ついで、第２段の加硫条件は、金型か
ら取り出して、１４〇＝１１＝ 〜１９０℃１好ましくは１５０〜１６０℃において、１
〜８時間、好ましくは３〜６時間で行うことができる。

本発明ダイヤフラムの第２段のオーブン加硫においては
、残存する過酸化物を可及的に分解除去しておくのが望
ましい。

本発明ダイヤフラムの製造において使用する過酸化物は
、特に制限はなく、例えば、バーオキンケタール（バー
へギザ３Ｍ、パーへギザＯ、バーへギザｖ）、ハイドロ
バーオギザイド（バーへギザ２５Ｈ）、ジアルキルパー
オギザイド（パークミルＤ、バーブチルＰ１バーへギザ
２５Ｂ５バーヘキシン２５Ｂ）などを使用することがで
きる。

本発明ダイヤフラム弁は第３図に示すように、弁駆動部
２１、ダイヤフラムｌ及び本体２３からなり、ダイヤフ
ラム１は、本体２３の流路の上面の円形縁２４にダイヤ
フラム１の周縁が固定される。

そしてダイヤフラム】の上面中央部に弁駆動部の先端２
６を埋め込んで固定されている。

−１２＝ 弁駆動部２１の先端２６を下方に移動させると、タイヤ
フラム１の中央部２７が本体２３の中央平面２８に接し
て、本体の通路２９及び３０を閉鎖する。

本発明第二態様のダイヤフラムを使用する場合は、フッ
素ゴム含有量の大きい方の層を流路側に向けてダイヤフ
ラムを設置する。

［実施例］ 本発明タイヤプラムを実施例によってさらに詳細に説明
する。

フッ素ゴム２種、ＥＰＤＭゴム及び本発明に用いるフッ
素ゴムとＥＰＤＭゴムのブレンドゴム５種の計８種の加
硫成型ゴムの機械的物性及び電解槽における耐腐食性を
試験した。

各ゴムの配合と加硫条件及び加硫ゴムの試験方法は、次
の通りであり、物性及び耐腐食性試験の結果は第１表の
通りであった。これらの配合により得られたブレンドゴ
ムは、硬度の相違はＩＯ以下であるので２層境界面が剥
離する恐れかない。

〈使用ゴムの配合〉 ■フッ素ゴムＧ１００ ・配合 タイエルＧ１００Ｉ　　　　　１００重量部カーボンブ
ラック　　　　　　２０重量部２．５−ジメチル−２，
５（第３級ブチルバーオキン）ヘキンン−３１５重量部 トリアリルイソ／アヌレート　　４重量部・加硫条件 試験片用金型プレスにより１６０℃で１５分間加硫して
、型より取り出し１６０℃で５時間加硫して試験片を得
た。

■ＥＰＤＭゴムＥ７０ ・配合 ＥＰ２４　　　　　　　　　１００重量部亜鉛華１号　
　　　　　　　　　５重量部ステアリン酸　　　　　　
　　　】重量部老化防止剤ＭＢ　　　　　　　　　１重
量部老化防止剤ＲＤ　　　　　　　　　］重量部カーボ
ンブラックＦＥＦ　　　　８２重量部パラフィン系プロ
セスオイル　２５重量部トリアリルイソシアヌレ−１・
　　］重量部ジクミルパーオキサイド　　　３２重量部
ハートクレイ　　　　　　　　　５重量部・加硫条件 第１段　１６０℃Ｘ１５分　金壓中 第２段　１６０℃ＸＳ時間　オーブン中■ブレンドゴム
ｌ フッ素ゴム主体のフッ素ゴムーＥＰＤＭゴムブレンド物 ・配合 上記■と■の配合を７ノ素ゴムとＥＰＤＭゴムノ比率が
８０　＋　２０になる割合でブレントシた組成物。

・加硫条件 第１段　１６０℃Ｘ　］、　５分　金型中第２段　１６
０℃Ｘ５時間　オーブン中■ブレンドゴム２ ＥＰＤＭゴム主体のフッ素ゴム−ＥＰＤＭブレンドゴム ・配合 上記■と■の配合をフッ素ゴムとＥＰＤＭゴムの比率が
２０：８０になる割合でブレンドした組成物。

・加硫条件 第１段　１６０’ＣＸ１Ｓ分　金型中 第２段　１６０℃Ｘ５時間　オーブン中■フッ素ゴムＧ
９０ ■の配合におけるフッ素ゴムダイエルＧ１００１の代わ
りにフッ素ゴムダイエルＧ９０２を配合した組成物。

■ブレンドゴム３ ・配合 」上記■と■の配合をフッ素ゴムとＥＰＤＭゴムの比率
が８０　：　２０になる割合でブレンドした組成物。

・加硫条件 第１段　１６０℃Ｘ１５分　金型中 第２段　１６０℃Ｘ５時間　オーブン中■ブレンドゴム
４ ・配合 上記■ど■の配合をフッ素ゴムとＥＰＤＭゴムの比率が
６０　：　４０になる割合でブレンドした組成物。

・加硫条件 第１段　１６０℃Ｘ１５分　金型中 第２段　１６０℃Ｘ５時間　オーブン中■ブレンドゴム
５ ・配合 上記■と■の配合をフッ素ゴムとＥＰＤＭゴムの比率が
５０　：　５０になる割合でブレンドした組成物。

・加硫条件 第１段　１６０℃Ｘ１５分　金型中 第２段　１６０℃Ｘ５時間　オーブン中〈物性試験方法
〉 ■硬度（Ｈ６） ＪＩＳＫ−６３０１により測定した。

■引張強さ（Ｔｅｌ） ＪＩＳＫ−６３０１により測定した。

■伸び（Ｅ＠） ＪＩＳＫ−６３０１により測定した。

■圧縮永久歪み（Ｃ３） ＪＩＳＫ−６３０１により、１００°０１２２時間放置
後、測定した。

■耐腐食性 有効塩素濃度１０％の次亜塩素酸液に試験片を浸漬して
、最初の重量に対する重量変化を重量％で測定する。浸
漬液は２４時間毎に更新して、３日、６日、９日及び１
２日のデータを測定する。

（以下余白） この表より、フッ素ゴムを配合することによって、配合
比率から予測される以上に耐腐食性は向上していること
がわかる。

また、ブレンドゴム２の結果より、フッ素ゴムが２０重
量％以下の配合では、耐腐食性が著しく低下することが
わかる。

実施例１ 直７１１００ｍｍの円形状で厚さ５ｍｍの金型にブレン
ドゴムｌ配合物を充填して、プレスしながら１６０℃で
１５分間加熱し、金型から出して、１６０℃で５時間加
熱してダイヤフラムを製造した。

実施例２ 実施例１のブレ〉・ドゴムｌの代わりに、上記試験用と
同しＩＥ　Ｐ　Ｄ　Ｍゴム主体のブし・ンドゴム５の配
合物を使用（７て、他の条件は同一にしてダイヤフラム
を製造した。

実施例３ ブレンドゴム１を実施例１の金型に２　、５　ｍｍのＩ
＋７−さになるように仕込み、該ブレンドゴム１の上の
金型残余の空間にブレンドゴム２を仕込み、実施例１と
同様の条件で加圧しながらダイヤフラムを製造した。

得られたダイヤフラムを、境界面４に対して垂直にダン
ベル形状に打ち抜いて、両端を保持して試験片を引張っ
て破断させたところ、破断面に境界面は現れず、境界面
はゴム均一層ど同等に接合されていることを示した。

［発明の効果］ 本発明ダイヤフラム弁は、フッ素ゴムの耐腐食性とＥＰ
ＤＭ若しくはＥＰＭのシール特性を有し、ダイヤフラム
の寿命が長い利点がある。

しかも、本発明ダイヤフラムは、過酸化物を完全に分解
することができるので、使用中の歪みが発生しない。

また、第二態様のダイヤフラムは、耐腐食性ゴム層にフ
ッ素ゴムを多くして、効率的にフッ素ゴムを使用できる
ので、経済的に耐腐食性を達成することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のダイヤフラム弁のタイヤノ
ラｌ、断面図であり、第２図は本発明の第ニー態様の実
施例のタイＡ・フラムの断面図であり、第３図は本発明
タイヤフラム弁の断面図であり、第４図はダイヤフラム
弁の従来のタイヤプラムの断面図である。 図中の符号は、１：タイヤ７ラム、２；流路側層ブレン
ドゴム層、３；弁駆動部側層ブレンドゴｌ、層、４：境
界面である。 特許出願人　東洋ゴム工業株式会社 代　　理　　人　　　内　　　山　　　　　充第１図 と 第２図 ？ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　フッ素ゴム２５〜９５重量％とＥＰＤＭ若しくはＥ
   ＰＭゴム７５〜５重量％からなる組成物をゴム分として
   、これに過酸化物を配合してなるゴム配合物を金型中で
   加熱して該過酸化物による加硫反応により一体的に成型
   したダイヤフラムを有することを特徴とするダイヤフラ
   ム弁。 ２　２層からなるダイヤフラムにおいて、流路側層にフ
   ッ素ゴム５０〜１００重量％とＥＰＤＭ若しくはＥＰＭ
   ゴム５０〜０重量％からなる組成物をゴム分とし、過酸
   化物を配合したゴム層を配し、弁駆動部側層にフッ素ゴ
   ム０〜５０重量％とＥＰＤＭ若しくはＥＰＭゴム１００
   〜５０重量％からなる組成物をゴム分とし、過酸化物を
   配合したゴム層を配し、両ゴム層を金型中で同時に加熱
   して過酸化物による共加硫反応により２層を一体的に接
   合加硫成型したダイヤフラムを有することを特徴とする
   ダイヤフラム弁。 ３　金型中の加圧下で、１４０〜１９０℃で３〜３０分
   間加熱して、ついで、金型から取り出して、１４０〜１
   ９０℃において１〜８時間加熱して一体的に加硫成型す
   ることを特徴とする請求項１又は２記載のダイヤフラム
   弁。