JPH0242864B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、たとえば開閉弁のオイルシールやバ
タフライバルブの摺動用Ｏリング等、開閉装置の
密封用シールリングに関する。

一般に、手動バタフライバルブ等の開閉装置
で、その中に組み込まれる開閉用シールリングと
して、開閉部材が固定部材に圧接する閉鎖時には
両部材の間に介在してその間を密封する一方、開
閉部材が固定部材から離れた開放時には両部材の
いづれか一方の部材と共に他方の部材から遊離さ
せるように用いられるシールリングは、耐摩耗性
や密封特性（弾性特性）等の機械的性質の外に、
シールリングの表面に部材からの遊離を容易にす
るための非粘着性および潤滑性が良好なことが、
この種開閉装置の作動不良をなくしその開閉性能
を向上するために、求められている。従来、この
種開閉用のシールリングとして用いられている合
成ゴムは、耐久性は良好であるが、非粘着特性が
今一つ悪く、開閉部材がシールリングにより固定
部材に粘着して開閉作動不能等のトラブルを発生
していた。

本発明は、上記従来例の欠点を除去すべく、開
閉装置の密封用シールリングとして、十分なシー
ル性を保持しながらその表面に十分な非粘着性お
よび潤滑性が付与されて特に非粘着性特性の秀れ
たものを新規に創作して、これを組み込んだ開閉
装置の開閉作動の不良をなくし、またその作動特
性を向上することができるようにしたものであ
る。特に真空機器用においては潤滑剤不要の利点
がある。すなわち、本発明は、開閉装置における
開閉部材が固定部材に圧接する閉鎖時には両部材
の間に介在してその間を密封する一方、開閉部材
が固定部材から離れた開放時には両部材のいづれ
か一方の部材と共に他方の部材から遊離するよう
にした開閉用シールリングであつて、合成ゴム本
体の表面に、フツ素ゴムとフツ素樹脂と、アミノ
シラン化合物と液状担体を含んでなるフツ素ゴム
塗料を塗布硬化してなることを特徴とするもので
あり、このような構成よりなる密封用シールリン
グを開閉装置に組み込むことによつて、開閉装置
の閉鎖時においては十分な密封特性を得ると共
に、開放時においては良好な非粘着特性によつて
開閉作動を円滑かつ確実にさせることができ、従
来の如き開閉作動の不良を皆無にしたものであ
る。

本発明にかゝる密封用シールリングに用いる合
成ゴムは、フツ素ゴム、クロロプレンゴム、アク
リルゴム、エチレン・プロピレン・ジエン・ポリ
メチレン（EPDM）、ニトリル・ブタジエン・ラ
バー（NBR）等が上げられる。また、本発明で
用いるフツ素ゴムは高度にフツ素化された弾性状
の共重合体であつて、就中好ましいフツ素ゴムと
しては通常40〜85モル％のビニリデンフルオライ
ドとこれと共重合しうる少くとも一種の他のフツ
素含有エチレン性不飽和単量体との弾性状共重合
体が挙げられる。また、フツ素ゴムとしてポリマ
ー鎖にヨウ素を含むフツ素ゴムは例えばポリマー
鎖末端に0.001〜10重量％、好ましくは0.01〜５
重量％のヨウ素を結合し、前記と同じ40〜85モル
％のビニリデンフルオライドとこれと共重合しう
る少くとも一種の他のフツ素含有エチレン性不飽
和単量体とからなる弾性状共重合体を主組成とす
るフツ素ゴム（特開昭52−40543号参照）である。
ここにビニリデンフルオライドと共重合して弾性
状共重合体を与える他のフツ素含有エチレン性不
飽和単量体としてはヘキサフルオロプロピレン、
ペンタフルオロプロピレン、トリフルオロエチレ
ン、トリフルオロクロロエチレン、テトラフルオ
ロエチレン、ビニルフルオライド、パーフルオロ
（メチルビニルエーテル）、パーフルオロ（エチル
ビニルエーテル）、パ―フルオロ（プロピルビニ
ルエーテル）などが代表的なものとして例示され
る。特に望ましいフツ素ゴムはビニリデンフルオ
ライド／ヘキサフルオロプロピレン二元弾性状共
重合体およびビニリデンフルオライド／テトラフ
ルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン三元
弾性状共重合体である。また、本発明で用いるフ
ツ素樹脂としてはポリテトラフルオロエチレン、
テトラフルオロエチレンおよびこれと共重合可能
な少くとも１種の他のエチレン性不飽和単量体
（例えばエチレン、プロピレンなどのオレフイン
類、ヘキサフルオロプロピレン、ビニリデンフル
オライド、クロロトリフルオロエチレン、ビニル
フルオライドなどのハロゲン化オレフイン類、パ
ーフルオロアルキルビニルエーテル類など）との
共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポ
リビニリデンフルオライドなどがあげられる。就
中、好ましいフツ素樹脂はポリテトラフルオロエ
チレン、テトラフルオロエチレンとヘキサフルプ
ロピレン、パーフルオロメチルビニルエーテル、
パーフルオロエチルビニルエーテルおよびパーフ
ルオロプロピルビニルエーテルの少くとも１種
（通常テトラフルオロエチレンに対し40モル％以
下含まれる）との共重合体である。さらに本発明
に用いるアミノシラン化合物はフツ素ゴムの加硫
剤としての機能を果すと共に、基材との接着性の
向上にも大きく寄与するものとみられ液状媒体に
対しても安全に用いられるものである。その代表
的な化合物を例示するとγ―アミノプロピルトリ
エトキシシラン（以下Ａ−1100と言う）、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、Ｎ―（トリメトキシシリルプロピル）
エチレンジアミン、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、γ―ウ
レイドプロピルトリエトキシシラン、β―アミノ
エチル―β―アミノエチル―γ―アミノプロピル
トリメトキシシランなどが挙げられる。

また、本発明に用いる液状担体は低級ケトン
類、低級エステル類、環状エーテルなどの有機溶
剤、水、および水と水溶性有機液体との混合物か
ら選ばれ、水溶性有機液体としてはアルコール類
が例示できる。

さらに、本発明のフツ素ゴム塗料に含有される
他の物質としての無機繊維状物質はガラス繊維、
カーボン繊維、アスベスト繊維、チタン酸カリウ
ム繊維などがあげられる。

また、本発明のフツ素ゴム塗料に所望により添
加されるアミン化合物（以下、アミン化合物とい
う）の代表的な化合物を例示するとエチルアミ
ン、プロピルアミン、ブチルアミン、ベンジルア
ミン、アリルアミン、ｎ―アミルアミン、エタノ
ールアミンなどのモノアミン類、エチレンジアミ
ン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジア
ミン、ヘキサメチレンジアミン、３，９―ビス
（３―アミノプロピル）―２，４，８，10―テト
ラオキサスピロ〔５，５〕ウンデカン（以下Ｖ−
11という）などのジアミン類、ジエチレントリア
ミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレン
ペンタミン、ペンタエチレンヘキサミンなどのポ
リアミン類が挙げられ、就中、２個以上の末端ア
ミノ基を有するアミン化合物が好ましい。

本発明のフツ素ゴム塗料を調製するには通常、
フツ素ゴム、およびフツ素樹脂と液状担体の混合
物に前記の顔料、受酸剤、充填剤等を常法にした
がつて配合し（必要に応じ、さらに界面活性剤を
用いてもよい。）得られる分散液に前記一般式で
示されるアミノシラン化合物および要すればアミ
ン化合物を添加して（必要に応じ前記顔料、受酸
剤、充填剤などの添加剤を加えてもよい。）常法
により充分混合することにより、均一なフツ素ゴ
ム塗料とする。

フツ素ゴムとフツ素樹脂の割合は重量で95：５
〜35：65であることが望ましくフツ素樹脂の割合
が上記下限より少いときは、目的とする非粘着性
および潤滑性の改良は十分でなく逆に上記上限よ
り多いときは目的とする厚みの塗膜が得られず塗
膜にクラツクやピンホールが発生しやすい。

アミノシラン化合物の添加量は、通常フツ素ゴ
ム100重量部当たり１〜30重量部、好ましくは１
〜20重量部である。所望によりアミン化合物を添
加した場合には、アミノシラン化合物とアミン化
合物の総和が上記の値をとる様に配合する。この
場合、アミノシラン化合物とアミン化合物の割合
はモル比で１：99〜90：10の範囲から選ばれる。

前記受酸剤としてはフツ素ゴムの加硫に通常用
いられるものが同様に使用され、例えば２価金属
の酸化物または水酸化物の１種または２種以上が
用いられる。具体的にはマグネシウム、カルシウ
ム、亜鉛、鉛などの酸化物または水酸化物が例示
される。また前記充填剤としてはシリカ、クレ
ー、珪藻土、タルク、カーボンなどが用いられ
る。

本発明に係るフツ素ゴム塗料は塗料の通常の塗
装法（ハケ塗り、浸漬、吹付けなど）によつて基
材に塗布または含浸され、室温〜400℃好ましく
は100〜400℃の温度条件下で10分以上硬化するこ
とによつて目的とするフツ素ゴム塗膜とすること
ができる。

本発明にかゝるフツ素ゴム塗料の膜厚は、10〜
100ミクロンの間であることが好ましく、その膜
厚が10ミクロン以下では合成ゴム本体の表面全体
にムラが生じて被膜されない部分が生じたりする
危惧がある一方、その膜厚が100ミクロン以上で
は合成ゴム本体に塗布したフツ素ゴム塗料の塗膜
にクラツクが入つたりあるいは均一な膜が出来難
い等の危惧があるために、最も好ましい膜厚は10
〜50ミクロンである。このようにして得られた本
発明のフツ素ゴム塗膜は、フツ素ゴム本来の性能
を有すると同時に合成ゴム本体との接着性および
それ自体の機械的性質にすぐれており、さらにそ
の表面に非粘着性および潤滑性が付与される。

以下、本発明を図面に示す実施例について詳細
に説明する。

第１図に示す手動バタフライバルブにおいて、
１は一側を流入部１ａ、他側を流出部２ｂに面し
て、中央部に貫通孔１ｄを開口し、該貫通孔１ｄ
の内端に弁座１ｃを設けた弁本体、２は該本体の
貫通孔１ｄを自在開閉する弁、３は該弁２の直径
方向に固定して設けた弁軸で、弁２より突出した
両端を上記弁本体１に回動自在に枢着する。４は
弁軸に設けたハンドルで、該ハンドルを回転操作
すると弁軸と共に回転する弁２が弁本体１の貫通
孔１ｄを開閉する。すなわち、弁が回転してその
外周が弁本体の弁座１ｃに密着すると弁が貫通孔
１ｄを閉鎖する一方、弁が外方に回転してその外
周が弁本体１より遊離すると弁が貫通孔１ｄを開
放して両側の流入部１ａと流出部１ｂを連通す
る。５は上記弁２の内面に設けた輪状の凹溝、６
は該凹溝５に嵌入したＯリングにして、該Ｏリン
グ６は弁２と共に内外方向に回転して、弁２が閉
鎖位置にある時はＯリング６の外面全周が弁本体
１の弁座１ｃに密接して弁２と弁本体１の間を密
封して、いわゆるシール作用を行う一方、弁２が
開放位置にある時はＯリング６は弁本体１の弁座
１ｃより遊離する。Ｏリング６は輪状をなす合成
ゴム本体の表面に、フツ素ゴムとフツ素樹脂とア
ミノシラン化合物とアミン化合物と液状担体を含
んでなるフツ素ゴム塗料を30ミクロンの膜厚で塗
布硬化して構成する。すなわち上記フツ素ゴム塗
料は次に示すＡ液およびＢ液をＡ液100部（重量
部）に対してＢ液５部の割合で混合して得られ
た。

Ａ 液 フツ素ゴム（注１）水性デイスパージヨン（フ
ツ素ゴム含有量60重量％、ノニオンHS−208を
含む） ……166部 フツ素樹脂（注２）水性デイスパージヨン（フ
ツ素樹脂としてFEP含有量50重量％、ノニオ
ンHS−208を含む） ……150部 酸化マグネシウム ……３部 ミデイアムサーマルカーボン ……20部 ノニオンHS−210（日本油脂社製） ……２部 水 ……50部 注１）ビニリデンフルオライド／テトラフルオ
ロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン弾性状共
重合体（以下単にフツ素ゴムという） 注２）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（以下、FEPという。）。

Ｂ 液 Ａ−1100 ……40部 Ｖ−11 ……20部 水 ……40部 このようにしてＡ液およびＢ液を均一混合した
後、200メツシユの金網で別精製して得たフツ
素ゴム塗料は合成ゴム本体の表面にスプレー塗装
で塗布を行つた：ノズル径0.8mm：スプレー圧3.0
Kg／cm²。その結果スプレー塗装に何ら異常なく厚
さ約30ミクロンの平滑な塗膜が得られた。

上記の如き構成で得たＯリング６を弁２の凹溝
５に組み込んで、手動バタフライバルブを完成す
る。このように手動バタフライバルブに組み込ん
だ、Ｏリング６の粘着性を示すものとして、第２
図に示す如く、本発明の密封用シールリングの水
滴に対する接触角を測定すると110゜（第２図イ）
であるから従来のフツ素ゴムのみよりなるシール
リングの対水接触角が76゜（第２図ロ）に対して大
きく、本発明のものの非粘着特性が一段とよく、
いいかえると本発明の密封用シールリングは弁座
に粘着し難く弁と共に安易に可動し得て、弁の開
閉作動を確実に行うことができることが分る。し
たがつて、簡単な構造で、開閉作動不良などのト
ラブルの防止もできるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図イ，ロは本発明の一実施例として手動バ
タフライバルブに密封シールリングを設けた場合
の平面図と断面図、第２図イ，ロは第１図の密封
リングの対水接触角を示す説明図である。 １……弁本体、２……弁、３……弁軸、４……
ハンドル、５……凹溝、６……Ｏリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 開閉装置における開閉部材が固定部材に圧接
   する閉鎖時には両部材の間に介在してその間を密
   封する一方、開閉部材が固定部材から離れた開放
   時には両部材のいづれか一方の部材と共に他方の
   部材から遊離するようにした真空用バタフライバ
   ルブ用シールリングであつて、合成ゴム本体の表
   面に、フツ素ゴムとフツ素樹脂とアミノシラン化
   合物と液状担体を含んでなるフツ素ゴム塗料を塗
   布し硬化してなる開閉装置の密封用シールリン
   グ。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のシールリングに
   して、上記フツ素ゴムとフツ素樹脂の重量比が
   95：５〜35：65であることを特徴とする開閉装置
   の密封用シールリング。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のシールリングに
   して、上記フツ素ゴム塗料を10〜100ミクロンの
   膜厚であることを特徴とする開閉装置の密封用シ
   ールリング。 ４ 特許請求の範囲第１項記載のシールリングに
   して、上記開閉部材は開閉弁で、上記固定部材は
   弁本体にして、シールリングは上記開閉弁の溝に
   設けたＯリングであることを特徴とする開閉装置
   の密封用シールリング。 ５ 特許請求の範囲第１項記載のシールリングに
   して、上記フツ素ゴム塗料は、アミノシラン化合
   物がフツ素ゴム100重量部に対して１〜30重量部
   となる割合で配合してなることを特徴とする開閉
   装置の密封用シールリング。 ６ 特許請求の範囲第１項または第３項に記載の
   シールリングにして、上記フツ素ゴム塗料は、ア
   ミン化合物を更に含有してなることを特徴とする
   開閉装置の密封用シールリング。 ７ 特許請求の範囲第１項または第４項に記載の
   シールリングにして、上記フツ素ゴム塗料は、少
   くとも２個の末端アミノ基を有するアミン化合物
   を含有してなることを特徴とする開閉装置の密封
   用シールリング。 ８ 特許請求の範囲第４項または第５項に記載の
   シールリングにして、アミノシラン化合物とアミ
   ン化合物の割合がモル比で１：99〜90：10である
   ことを特徴とする開閉装置の密封用シールリン
   グ。 ９ 特許請求の範囲第１項記載のシールリングに
   して、上記フツ素ゴム塗料は、無機繊維状物質を
   含有してなることを特徴とする開閉装置の密封用
   シールリング。 １０ 特許請求の範囲第７項に記載のシールリン
   グにして、上記フツ素ゴム塗料に含有する無機繊
   維状物質は、ガラス繊維、カーボン繊維、アスベ
   スト繊維およびチタン酸カリウム繊維からなる群
   から選ばれたものであることを特徴とする開閉装
   置の密封用シールリング。