(57)【要約】【課題】異なるゴム材料が複合化されたゴム製部材、およびその製造方法を提供すること。【解決手段】第１工程では、第１ゴム材料中に第１架橋剤を含み、未架橋状態または不完全架橋状態の接合部１１ｂ、１１ｃを備えた第１ゴム片１１、および第２ゴム材料中に第２架橋剤を含み、未架橋状態または不完全架橋状態の接合部２１ｂ、２１ｃを備えた第２ゴム片２１を各々製作する。第２工程では、接合部１１ｃ、２１ｂを金型５内で加熱して接合部１１ｃ、２１ｂで第１ゴム片１１と第２ゴム片２１とを連接させる。第１ゴム材料と第２ゴム材料とは異なるゴム材料からなり、第１架橋剤および第２架橋剤はいずれも、有機過酸化物架橋剤である。従って、接合部１１ｃ、２１ｂにおいて第１ゴム片１１の端部と第２ゴム片２１の端部とを直接架橋させ、繋げることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１架橋剤によって架橋された第１ゴム部分と、前記第１ゴム部分に一体に繋がり、第２架橋剤によって架橋された第２ゴム部分と、を有するゴム製部材であって、
前記第１ゴム部分と前記第２ゴム部分とは、ゴム材料が相違し、
前記第１架橋剤および前記第２架橋剤は、同一種類の架橋剤であり、
前記第１ゴム部分と前記第２ゴム部分とは、当該架橋剤により直接架橋接着されていることを特徴とするゴム製部材。
【請求項２】
前記架橋剤は、有機過酸化物架橋剤であることを特徴とする請求項１に記載のゴム製部材。
【請求項３】
前記第１ゴム部分および前記第２ゴム部分は、長手方向で繋がっていることを特徴とする請求項１または２に記載のゴム製部材。
【請求項４】
前記第１ゴム部分と前記第２ゴム部分とは、無端となるように繋がっていることを特徴とする請求項３に記載のゴム製部材。
【請求項５】
前記第１ゴム部分のゴム材料および前記第２ゴム部分のゴム材料のうちの少なくとも一方はフッ素ゴムであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のゴム製部材。
【請求項６】
前記第１ゴム部分と前記第２ゴム部分とは、異なる色を有していることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のゴム製部材。
【請求項７】
第１ゴム材料中に第１架橋剤を含み、未架橋状態または不完全架橋状態の接合部を備えた第１ゴム片、および第２ゴム材料中に第２架橋剤を含み、未架橋状態または不完全架橋状態の接合部を備えた第２ゴム片を各々製作する第１工程と、
前記接合部同士が接触するように前記第１ゴム片および前記第２ゴム片を配置した状態で前記接合部を金型内で加熱して前記接合部で前記第１ゴム片と前記第２ゴム片とを繋げる第２工程と、
を有し、
前記第１ゴム材料と前記第２ゴム材料とは、ゴム材料が相違し、
前記第１架橋剤および前記第２架橋剤は、同一種類の架橋剤であり、
前記第２工程では、前記第１ゴム片と前記第２ゴム片とを当該架橋剤により直接架橋接着することを特徴とするゴム製部材の製造方法。
【請求項８】
前記架橋剤は、有機過酸化物架橋剤であることを特徴とする請求項７に記載のゴム製部材の製造方法。
【請求項９】
前記第１工程では、前記接合部以外の部分を金型内での加熱により架橋済みの部分として前記第１ゴム片および前記第２ゴム片を製作することを特徴とする請求項７または８に記載のゴム製部材の製造方法。
【請求項１０】
前記第１ゴム片および前記第２ゴム片は、長手方向の端部に前記接合部をもって延在していることを特徴とする請求項７乃至９の何れか一項に記載のゴム製部材の製造方法。
【請求項１１】
前記第１ゴム片および前記第２ゴム片は長手方向の両端部に前記接合部を有し、
前記第２工程では、前記第１ゴム片と前記第２ゴム片とを無端となるように繋げることを特徴とする請求項１０に記載のゴム製部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｏリング等のゴム製部材、およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｏリング等のゴム製部材を製造するには、金型内でゴム材料を加熱してプレス成形する方法の他、両端が未架橋状態あるいは不完全架橋状態にある複数本のゴム片を長手方向で繋げる送り焼き方法等がある。かかるゴム製部材において、優れた耐熱性や耐溶剤性等が求められる場合にはフッ素ゴム等を用いる場合が多い。
【０００３】
一方、低摩擦ゴム材を金型のキャビティの壁に沿って配置した後、低硬度のゴム材料をキャビティ内に充填し、表面が低摩擦ゴム材からなり、芯部分が低硬度のゴム材料からなるＯリングを製造する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２８５０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、周方向（長手方向）において材質が相違するＯリング等のゴム製部材については提案されていない一方、かかる構成のゴム製部材は、特許文献１に記載の方法では製造できない。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、異なるゴム材料が複合化されたゴム製部材、およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係るゴム製部材は、第１架橋剤によって架橋された第１ゴム部分と、前記第１ゴム部分に一体に繋がり、第２架橋剤によって架橋された第２ゴム部分と、を有するゴム製部材であって、前記第１ゴム部分と前記第２ゴム部分とは、ゴム材料が相違し、前記第１架橋剤および前記第２架橋剤は、同一種類の架橋剤であり、前記第１ゴム部分と前記第２ゴム部分とは当該架橋剤により直接架橋接着されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係るゴム製部材の製造方法は、第１ゴム材料中に第１架橋剤を含み、未架橋状態または不完全架橋状態の接合部を備えた第１ゴム片、および第２ゴム材料中に第２架橋剤を含み、未架橋状態または不完全架橋状態の接合部を備えた第２ゴム片を各々製作する第１工程と、前記接合部同士が接触するように前記第１ゴム片および前記第２ゴム片を配置した状態で前記接合部を金型内で加熱して前記接合部で前記第１ゴム片と前記第２ゴム片とを繋げる第２工程と、を有し、前記第１ゴム材料と前記第２ゴム材料とはゴム材料が相違し、前記第１架橋剤および前記第２架橋剤は、同一種類の架橋剤であり、前記第２工程では、前記第１ゴム片と前記第２ゴム片とを当該架橋剤により直接架橋接着することを特徴とする。
【０００９】
本発明における「同一種類の架橋剤」とは、第１架橋剤および第２架橋剤がいずれも、過酸化物系架橋剤、ポリオール系架橋剤、アミン系架橋剤、またはイオウ系架橋剤であることを意味し、同一種類の架橋剤であれば、架橋剤の材料自身が同一である場合、材料自身が異なる場合の双方を含む意味である。また、本発明において「ゴム片」とは、架橋（加硫）前および架橋（加硫）後を区別せず、ゴム材料の片を意味する。
【００１０】
本発明では、ゴム種類が相違する第１ゴム部分と第２ゴム部分とが繋がっており、ゴム製部材のうち、例えば、熱や溶剤に晒される部分については、耐熱性や耐溶剤性等に優れた高価なゴム材料からなる第１ゴム部分とし、熱や溶剤に晒されない部分については、安価なゴム材料からなる第２ゴム部分とすることができる。従って、ゴム製部材の機能を低下させずに、ゴム製部材を安価に製造することができる。
【００１１】
本発明において、前記架橋剤は、有機過酸化物架橋剤であることが好ましい。第１架橋剤および第２架橋剤が有機過酸化物架橋剤であれば、ゴム材料が不飽和ポリマーおよび飽和ポリマーのいずれであっても架橋することができるので、第１ゴム部分と第２ゴム部分とが異なるゴム種類である場合でも、第１ゴム部分と第２ゴム部分とを直接、架橋接着させることができ、第１ゴム部分と第２ゴム部分とにおけるゴム種類の組み合わせの自由度が高い。
【００１２】
本発明に係るゴム製部材の製造方法において、前記第１工程では、前記接合部以外の部分を金型内での加熱により架橋済みの部分として前記第１ゴム片および前記第２ゴム片を製作することが好ましい。かかる構成によれば、ゴム製部材全体にわたって金型内で架橋したことになるので、寸法や形状等の精度が高い。また、第２工程では、接合部のみを加熱すればよいので、金型の構成を簡素化することができる。
【００１３】
本発明に係るゴム製部材において、前記第１ゴム部分と前記第２ゴム部分とは、長手方向で繋がっている構成を採用することができる。また、本発明に係るゴム製部材の製造方法では、前記第１ゴム片および前記第２ゴム片は、長手方向の端部に前記接合部をもって延在している構成を採用することができる。
【００１４】
本発明に係るゴム製部材において、前記第１ゴム部分と前記第２ゴム部分とは、無端となるように繋がっている構成を採用することができる。また、本発明に係るゴム製部材の製造方法では、前記第１ゴム片および前記第２ゴム片は長手方向の両端部に前記接合部を有し、前記第２工程では、前記第１ゴム片と前記第２ゴム片とを無端となるように繋げた構成を採用することができる。かかる構成によれば、周方向で第１ゴム部分と第２ゴム部分とが繋がったＯリング等を実現することができる。
【００１５】
本発明において、前記第１ゴム部分のゴム材料および前記第２ゴム部分のゴム材料のうちの少なくとも一方はフッ素ゴムであることが好ましい。かかる構成によれば、熱や溶剤に晒される部分については高価なフッ素ゴムとし、熱や溶剤に晒されない部分については、安価なゴム材料とすることができる。従って、ゴム製部材の機能を低下させずに、ゴム製部材を安価に製造することができる。
【００１６】
本発明において、前記第１ゴム部分と前記第２ゴム部分とは、異なる色を有していることが好ましい。かかる構成によれば、第１ゴム部分と第２ゴム部分とにおいてゴム種類が相違する場合でも、適正な位置に第１ゴム部分および第２ゴム部分を配置することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、ゴム種類が相違する第１ゴム部分と第２ゴム部分とが繋がっており、ゴム製部材のうち、例えば、熱や溶剤に晒される部分については、耐熱性や耐溶剤性等に優れた高価なゴム材料からなる第１ゴム部分とし、熱や溶剤に晒されない部分については、安価なゴム材料からなる第２ゴム部分とすることができる。従って、ゴム製部材の機能を低下させずに、ゴム製部材を安価に製造することができる。また、第１架橋剤および第２架橋剤が有機過酸化物架橋剤であれば、ゴム材料が不飽和ポリマーおよび飽和ポリマーのいずれであっても架橋することができるので、第１ゴム部分と第２ゴム部分とが異なるゴム種類である場合でも、第１ゴム部分と第２ゴム部分とを直接、架橋接着させることができ、第１ゴム部分と第２ゴム部分とにおけるゴム種類の組み合わせの自由度が高い。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を適用したゴム製部材の一例を示す説明図である。
【図２】本発明に係るゴム製部材の製造方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
［ゴム製部材の構成例］
（全体構成）
図１は、本発明を適用したゴム製部材の一例を示す説明図である。図１に示すゴム製部材１０はＯリングであり、半導体製造装置や塗装装置において気密を保持するゴム製シール部材として利用される。このため、ゴム製部材１０には、耐熱性や耐溶剤性等が求められる。但し、本形態のゴム製部材１０において、耐熱性や耐溶剤性等が求められるのは、周方向の一部であり、他の部分には耐熱性や耐溶剤性等が求められない。
【００２１】
このような場合、ゴム製部材１０において周方向の全体をフッ素ゴムとすると、ゴム製部材１０が大口径である場合に極めて高価となる。また、大口径のゴム製部材１０全体を金型内でプレス成形すると、大型の金型が必要となってしまい、金型が極めて高価となる。しかも、大口径のゴム製部材１０全体を金型内でプレス成形する方式では、サイズが異なる複数種類のゴム製部材１０を提供しようとすると、大型で高価な金型が複数必要になるので、コストが著しく増大してしまう。
【００２２】
そこで、本形態では、図２を参照して説明する送り焼き方式でゴム製部材１０を製造する。また、ゴム製部材１０のうち、耐熱性や耐溶剤性等が強く求められる第１ゴム部分１についてはフッ化ビニリデン系、テトラフルオロエチレン−プロピレン系、テトラフルオロエチレン−パーフルオロビニルエーテル系等のフッ素ゴム製とし、耐熱性や耐溶剤性等が強く求められない第２ゴム部分２については、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、シリコーンゴム等の安価なゴム製とする。
【００２３】
ここで、第１ゴム部分１の周長、および第２ゴム部分２の周長については、
第１ゴム部分１の周長＝第２ゴム部分２の周長
第１ゴム部分１の周長＞第２ゴム部分２の周長
第１ゴム部分１の周長＜第２ゴム部分２の周長
のいずれであってもよく、本形態において、第１ゴム部分１の周長は、第２ゴム部分２の周長の約１／２倍である。
【００２４】
また、本形態では、第１ゴム部分１の位置および第２ゴム部分２の位置を容易に判別できるように、第１ゴム部分１および第２ゴム部分２に用いるゴム材料に顔料を添加しておくことにより、第１ゴム部分１および第２ゴム部分２には異なる色（白色、灰色、黒色を含む。）が付されている。
【００２５】
（製造方法）
図２は、本発明に係るゴム製部材１０の製造方法を示す説明図である。図１に示すゴム製部材１０を製造するにあたっては、図２を参照して以下に詳述するように、第１工程において、未架橋状態または不完全架橋状態の接合部１１ｂ、１１ｃを備えた第１ゴム片１１（図２（ｅ）参照）、および未架橋状態または不完全架橋状態の接合部２１ｂ、２１ｃを備えた第２ゴム片２１（図２（ｅ）参照）を各々製作した後、第２工程において、接合部同士が接触するように第１ゴム片１１および第２ゴム片２１を配置した状態で接合部を金型内で加熱し、接合部で第１ゴム片１１と第２ゴム片２１とを直接架橋接続させる。
【００２６】
より具体的には、第１工程では、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ゴムを仕込む穴５０を形成するための溝を備えた下型５１および上型５２を有する金型５を用いる。ここで、上型５２の長さ方向の中央部には加熱プレス装置５６が設けられ、長さ方向の両端部は冷却部５７、５８が設けられている。なお、穴５０の形状については、円形に限らず、角形、甲山、甲丸等であってもよい。
【００２７】
このように構成した金型５の穴５０内において、図２（ｃ）に示すように、第１ゴム材料中に第１架橋剤を含む第１ゴム組成物１５を加圧、加熱し、第１ゴム組成物１５の長さ方向の中央部については架橋を行わせる。本形態において、第１ゴム材料はフッ素ゴム材料であり、第１架橋剤は有機過酸化物加硫剤である。かかる工程を行うと、第１ゴム組成物１５の長さ方向の中央部は架橋するが、両端は未架橋状態または不完全架橋状態にあるので、図２（ｄ）に示すように、架橋済み部分１１ａの両端に未架橋状態または不完全架橋状態の接合部１１ｂ、１１ｃを備えた棒状の第１ゴム片１１が製作される。
【００２８】
また、図２（ｃ）に示すように、金型５の穴５０内において、第２ゴム材料中に第２架橋剤を含む第２ゴム組成物２５を加圧、加熱し、第２ゴム組成物２５の長さ方向の中央部については架橋を行わせる。本形態において、第２ゴム材料は、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、シリコーンゴム等の安価なゴム材料であり、第２架橋剤は、第１架橋剤と同様、有機過酸化物加硫剤である。かかる工程を行うと、第２ゴム組成物２５の長さ方向の中央部は架橋するが、両端は未架橋状態または不完全架橋状態にあるので、図２（ｄ）に示すように、架橋済み部分２１ａの両端に未架橋状態または不完全架橋状態の接合部２１ｂ、２１ｃを備えた棒状の第２ゴム片２１が製作される。
【００２９】
ここで、第１ゴム組成物１５および第２ゴム組成物２５には、硫酸バリウムの粉体や合成非晶質シリカの粉体、カーボンブラック等の充填剤や、酸化マグネシウムや水酸化カルシウム等の受酸剤を配合してもよい。さらに、第１ゴム組成物１５および第２ゴム組成物２５には有機系着色剤を配合してもよい。また、有機過酸化物加硫剤（第１架橋剤および第２架橋剤）としては、ジｔ−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、２，５−ジメチル２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン−３，１，３，―ジ（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン等が用いられる。なお、第１架橋剤および第２架橋剤については、異なる有機過酸化物加硫剤であってもよいが、同一の有機過酸化物加硫剤であることが好ましい。また、加熱時間や加熱温度等については特に制限はなく、架橋剤の種類や、目的とする硬度等に応じて任意に決定すればよい。
【００３０】
このように構成した第１ゴム片１１および第２ゴム片２１を用いて、図１に示すゴム製部材１０を製造するにあたって、本形態において、第１ゴム部分１の周長は、第２ゴム部分２の周長の約１／２倍である。従って、本形態では、第１ゴム片１１については１本用い、第２ゴム片２１を２本用いて、図１に示すゴム製部材１０を製造する。
【００３１】
より具体的には、第２工程では、図２（ｅ）に示すように、接合部１１ｃ、２１ｂ同士が接触するように第１ゴム片１１および第２ゴム片２１を配置した状態で接合部１１ｃ、２１ｂを金型５内で加熱し、接合部１１ｃ、２１ｂにおいて第１ゴム片１１の端部と第２ゴム片２１の端部とを直接架橋させ、繋げる。また、図示を省略するが、同様な方法で２本の第２ゴム片２１を接合部２１ｂ、２１ｃで直接架橋させ、繋げる。
【００３２】
しかる後には、図２（ｆ）に示すように、接合部１１ｂ、２１ｃ同士が接触するように第１ゴム片１１および第２ゴム片２１を配置した状態で接合部１１ｂ、２１ｃを金型５内で加熱し、接合部１１ｂ、２１ｃにおいて第１ゴム片１１の端部と第２ゴム片２１の端部とを直接架橋させ、繋げる。その結果、第１ゴム片１１および第２ゴム片２１は、無端となるように繋がり、図１を参照して説明した環状のゴム製部材１０が完成する。
【００３３】
なお、第１工程の後、あるいは第２工程の後、ゴム製シール部材に対して、熱気装置等により３００℃以上の温度で、酸素を除去した不活性雰囲気中での追加の架橋工程を行なってもよい。かかる追加の架橋工程は、酸素ガスを除外した雰囲気中で行う。大気のように酸素が豊富に存在する雰囲気では、例えば、過酸化物架橋剤が失効／無効分解するために架橋が滞り、高温域で使用するには物性的に不完全となる。また、低い温度の架橋のみではゴム製部材１０から加硫剤の残渣や、加硫に寄与出来なかったゴム成分が放出されるおそれがある。不活性ガス雰囲気としては、大気成分中の酸素ガスを除外した雰囲気であればよいので、ＣＯ2ガス雰囲気、Ｎ2ガス雰囲気、Ａｒガス雰囲気を使用することができる。複数のガスを組み合わせて用いてもよい。
【００３４】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のゴム製部材１０およびその製造方法によれば、ゴム種類が相違する第１ゴム部分１と第２ゴム部分２とが繋がっており、ゴム製部材１０のうち、例えば、熱や溶剤に晒される部分については、耐熱性や耐溶剤性等に優れた高価なゴム材料からなる第１ゴム部分１とし、熱や溶剤に晒されない部分については、安価なゴム材料からなる第２ゴム部分２とすることができる。従って、ゴム製部材１０の機能を低下させずに、ゴム製部材１０を安価に製造することができる。
【００３５】
また、第１架橋剤および第２架橋剤として有機過酸化物架橋剤を用いたため、架橋剤としてイオウを用いた場合と比較して、圧縮永久歪や耐老化性の面で優れていることに加えて、ゴム材料が不飽和ポリマーおよび飽和ポリマーのいずれであっても架橋することができるという利点がある。それ故、第１ゴム部分１と第２ゴム部分２とが異なるゴム種類である場合でも、第１ゴム部分１と第２ゴム部分２とを直接、架橋接着させることができ、第１ゴム部分と第２ゴム部分とにおけるゴム種類の組み合わせの自由度が高い。
【００３６】
すなわち、有機過酸化物架橋剤の場合、有機過酸化物架橋剤の分解により生成した活性なラジカルを用いて飽和ポリマーから水素を引き抜いてポリマーラジカルを生成し、かかるポリマーラジカルを結合させてポリマー鎖間に架橋結合を生成する。このため、ジエン系のゴム片を架橋させることができるとともに、非ジエン系のゴム片でも架橋させることができる。従って、ジエン系のゴム片同士を接合した構成、非ジエン系のゴム片同士を接合した構成、ジエン系のゴム片と非ジエン系のゴム片とを接合した構成のいずれであっても、直接、架橋接続することができる。
【００３７】
また、本形態において、第１工程では、接合部１１ｂ、１１ｃ、２１ｂ、２１ｃ以外の部分を金型５内での加熱により架橋済みの部分として第１ゴム片１１および第２ゴム片２１を製作する。このため、ゴム製部材１０全体にわたって金型５内で架橋したことになるので、寸法や形状等の精度が高い。また、第２工程では、接合部１１ｂ、１１ｃ、２１ｂ、２１ｃのみを加熱すればよいので、金型５の構成を簡素化することができる。
【００３８】
また、大口径のゴム製部材１０を金型内で一括してプレス形成すると、大型の金型が必要となってしまい、金型が極めて高価となるが、本形態では、送り焼き方式を採用したため、大型で高価な金型５を必要としない。また、サイズが異なる複数種類のゴム製部材１０を提供する場合でも、第１ゴム片１１および第２ゴム片２１を繋げる本数を調整すればよく、大型で高価な金型を複数準備する必要がない。それ故、ゴム製部材１０を安価に製造することができる。
【００３９】
［他の実施の形態］
上記実施の形態では、２種類のゴム材料を用いたが、３種類のゴム材料を用いてもよい。また、上記実施の形態では、異なる系統のゴム材料を組み合わせたが、同じフッ素ゴムであるが、フッ化ビニリデン系ゴム、テトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴム、テトラフルオロエチレン−パーフルオロビニルエーテル系ゴム等、異なる種類のゴム材料を組み合わせてもよい。
【００４０】
上記実施の形態では、第１架橋剤および第２架橋剤として有機過酸化物架橋剤を用いたが、ゴム材料によっては、第１架橋剤および第２架橋剤として、過酸化物系架橋剤以外の架橋剤、例えば、ポリオール系架橋剤、アミン系架橋剤、またはイオウ系架橋剤を用いてもよい。
【００４１】
上記実施の形態では、環状のゴム製部材１０に本発明を適用したが、紐状あるいは他の形状のゴム製部材１０に本発明を適用してもよい。
【００４２】
上記実施の形態では、送り焼き方式のゴム製部材１０の製造に本発明を適用したが、他の製造方法、例えば、金型内でのプレス成形の際に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１  第１ゴム部分
２  第２ゴム部分
５  金型
１０  ゴム製部材
１１  第１ゴム片
１１ａ  架橋済み部分
１１ｂ、１１ｃ  接合部
２１  第２ゴム片
２１ａ  架橋済み部分
２１ｂ、２１ｃ  接合部
【図１】
2013220581.tif 000003
【図２】
2013220581.tif 000004