JP2001172433A - ゴム組成物および燃料系ホース - Google Patents

ゴム組成物および燃料系ホース

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マンドレルを挿入して加硫しても亀裂が生じ
ることなく、耐ガソリン透過性および耐寒性に優れた燃
料系ホースを製造することが可能なゴム組成物及び燃料
系ホースを提供すること。 【解決手段】 結合不飽和ニトリル量が43〜60重量
%で、ポリマームーニー粘度(ML1+4,100 ℃)が95
〜140であるニトリル系ゴム(a)および塩化ビニル
系樹脂(b)を含有するゴム組成物及びこの組成物の加
硫物で形成された燃料系ホース。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐燃料油透過性に
優れた燃料系ホースの製造に好適なゴム組成物およびそ
の加硫物からなる燃料系ホースに関する。
【0002】
【従来の技術】環境問題の深刻化にともない、大気中へ
のガソリンなどの燃料油の蒸発を低減するため、自動車
などの燃料配管に使用される燃料系ホースの改善要求が
大きくなってきている。従来、燃料系ホース用材料とし
て、結合アクリロニトリル量が33.5重量%前後の中
高ニトリルゴム(アクリロニトリル−ブタジエン共重合
ゴム、以下ではNBRと称する)あるいは結合アクリロ
ニトリル量が41重量%前後の高NBRとポリ塩化ビニ
ル(PVC)からなるブレンド物(NBRとPVCのブ
レンド物はポリブレンドと称される)が耐オゾン性、耐
ガソリン膨潤性および耐寒性のバランスがとれた材料と
して用いられてきた。しかし、この材料だけで製造され
た燃料系ホースは、ガソリン透過量が多く、ガソリンの
蒸発量を一層低減するという要求には応えられなくなっ
ている。
【0003】耐ガソリン透過性を改善するために、極高
NBR(結合アクリロニトリル量は43重量%以上)と
ポリ塩化ビニルとのブレンド物を用いることが提案され
ている(特開平4−171381号公報)。しかし、一
般的な極高NBRのポリブレンドを用い、ホース形状に
押出成形した後、マンドレルを挿入し、加硫缶を用いて
加硫してホースを製造すると、端面部分および曲がり部
分に亀裂が発生しやすいという問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、未加
硫ゴムホースにマンドレルを挿入して加硫成形しても亀
裂が生じることなく、耐ガソリン透過性および耐寒性に
優れた燃料系ホースを製造することが可能なゴム組成物
を提供することにある。本発明者は上記目的を達成すべ
く鋭意検討した結果、極高ニトリル系ゴムとして、従来
から使用されているポリマームーニー粘度(ML1+4,10
0℃)が45〜90程度の一般的なものよりも更にポリ
マームーニー粘度が高いものを用いることによって、未
加硫ゴムホースにマンドレルを挿入して加硫しても亀裂
が生じることもなく、耐ガソリン透過性および耐寒性に
優れた燃料系ホースを製造することが可能になることを
見い出し、本発明を完成するに至った。
【0005】
【課題を解決するための手段】かくして、本発明によれ
ば、結合不飽和ニトリル量が43〜60重量%で、ポリ
マームーニー粘度(ML1+4,100℃)が95〜140で
あるニトリル系ゴム(a)および塩化ビニル系樹脂
(b)を含有するゴム組成物およびその加硫物からなる
燃料系ホースが提供される。
【0006】
【発明の実施の形態】次に発明の実施の形態を挙げて本
発明を更に詳細に説明する。本発明で使用されるニトリ
ル系ゴムは、α,β−エチレン性不飽和ニトリル系単量
体と共役ジエン系単量体とを共重合させたゴムである。
α,β−エチレン性不飽和ニトリル系単量体の具体例と
しては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−
クロロアクリロニトリルなどのシアン化ビニル類が挙げ
られる。また、共役ジエン系単量体の具体例としては、
2−メチル−1,3−ブタジエン、1,3−ブタジエ
ン、1,3−ペンタジエン、イソプレン、2−クロロ−
1,3−ブタジエンなどが挙げられる。これらの単量体
はいずれも、1 種または2種以上を組み合わせて使用す
ることができる。
【0007】必要により本発明の効果が損なわれない範
囲で、上記単量体以外にもこれらと共重合可能な他の単
量体を、共役ジエン系単量体の一部に代えて使用するこ
とも可能である。共重合可能な他の単量体は特に限定さ
れないが、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビ
ニルピリジンなどの芳香族ビニル系単量体;ビニルノル
ボルネン、ジシクロペンタジエン、1,4−ヘキサジエ
ンなどの非共役ジエン系単量体;アクリル酸、メタクリ
ル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等のα,β−エチレ
ン性不飽和カルボン酸;アルキル基の炭素数が1〜10
のアルキルアクリレート及びアルキルメタクリレート
(これらは水酸基、シアノ基、炭素数が1〜5のアルコ
キシル基等の置換基を有してもよい)、アルキル基の炭
素数が1〜10のα,β−エチレン性不飽和酸ジカルボ
ン酸のモノアルキルエステル、アルキル基の炭素数が1
〜10のα,β−エチレン性不飽和ジカルボン酸のジア
ルキルエステル等のα,β−エチレン性不飽和ジカルボ
ン酸エステル系単量体などが挙げられる。これらの単量
体は1種または2種以上を組み合わせて使用することが
できる。これらの共重合可能な単量体の共重合体中の含
有量は15重量%以下であり、好ましくは10重量%以
下、更に好ましくは5重量%以下である。これより含有
量が多いと、耐寒性や耐ガソリン透過性に影響を与える
可能性がある。本発明で特に好ましいニトリル系ゴム
は、アクリロニトリルとブタジエンとの共重合ゴム(N
BR)である。
【0008】本発明のニトリル系ゴムは、通常上記の単
量体をラジカル共重合することによって製造される。重
合様式は特に制限されず、例えば、乳化重合、懸濁重
合、溶液重合などの従来公知のいずれの重合様式も用い
ることができるが、特に乳化重合が好ましい。乳化重合
は、通常、水性媒体(通常、水)に単量体、有機溶剤な
らびに重合開始剤、乳化剤、重合連鎖移動剤などを加え
て単量体を重合する方法である。なお、その方式は、回
分式、半回分式、連続式のいずれでもよい。乳化剤とし
ては従来公知のものが使用可能であり、特に制限されな
い。例えば、アニオン型(高級アルコールの硫酸エステ
ル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、脂肪族カルボン
酸エステルのスルホン酸塩など)、ノニオン型(ポリエ
チレングリコールのアルキルエステル型、アルキルフェ
ニルエーテル型、アルキルエーテル型など)および両性
型界面活性剤(アニオン部分としてカルボン酸塩、硫酸
エステル塩、スルホン酸塩、りん酸塩、りん酸エステル
塩を、又カチオン部分としてアミン塩、第4級アンモニ
ウム塩を構成する)などが挙げられる。重合開始剤も従
来公知のラジカル重合開始剤がいずれも使用でき、特に
制限されない。例えば、過酸化水素、過硫酸カリウムな
どの無機過酸化物、あるいはクメンハイドロパーオキサ
イド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイ
ド、パラメンタンハイドロパーオキサイドのような有機
過酸化物と二価鉄塩あるいはテトラエチレンペンタアミ
ンなどの還元剤を組み合わせたレドックス系触媒などが
挙げられる。また、重合温度も特に制限されず、通常、
0℃から50℃の範囲にわたって重合することができ
る。
【0009】本発明で使用するニトリル系ゴムは、該ゴ
ム中の結合不飽和ニトリル系単量体量が43〜60重量
%、好ましくは44〜55重量%、更に好ましくは44
〜52重量%の範囲のものである。この範囲より多いと
耐寒性に劣り、この範囲より小さいと耐ガソリン透過性
が不十分である。また、本発明の特徴をなすニトリル系
ゴムのポリマームーニー粘度(ML1+4,100 ℃:JIS
K6300に従って測定)は95〜140の範囲であ
り、好ましくは95〜130の範囲、更に好ましくは9
5〜120の範囲である。この範囲より小さいとマンド
レルを挿入してホースを加硫成形する際に亀裂発生の可
能性があり、この範囲より大きいと粘度が高くなり成形
加工が困難となる。
【0010】本発明で使用する塩化ビニル系樹脂として
は、塩化ビニル単独重合体(ポリ塩化ビニル)、塩化ビ
ニルおよびこれと共重合可能な単量体との共重合体樹脂
が挙げられる。共重合可能な単量体は特に限定されない
が、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ラウリ
ル酸ビニル等のビニルエステル類、メチルアクリレー
ト、エチルアクリレート、ブチルアクリレートなどのア
クリル酸エステル類、メチルメタアクリレート、エチル
メタアクリレートなどのメタクリル酸エステル類、ジブ
チルフマレート、ジエチルフマレートなどのフマール酸
エステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルオクチルエ
ーテルなどのビニルエーテル類、エチレン、プロピレ
ン、スチレンなどのα−オレフィン類、塩化ビニリデ
ン、臭化ビニル等などの塩化ビニル以外のハロゲン化ビ
ニリデンまたはハロゲン化ビニル類、ジアクリルフタレ
ート、エチレングリコールジメタクリレートなどの多官
能性単量体等である。これらの単量体は1種でまたは2
種以上を組み合せて使用することができる。これらの共
重合可能な単量体の共重合体中の含有量は15重量%以
下であり、好ましくは10重量%以下、更に好ましくは
5重量%以下である。この範囲よりより多いと耐オゾン
性、耐ガソリン透過性、耐寒性に劣る可能性がある。本
発明で使用される塩化ビニル系樹脂の中ではポリ塩化ビ
ニルが好ましい。
【0011】塩化ビニル系樹脂は、上記の単量体を従来
公知の重合様式及び方式でラジカル重合することによっ
て製造される。例えば、懸濁重合、乳化重合、塊状重合
等が挙げられ、重合方式も回分式、連続式など従来公知
のいずれの方式を用いることができる。
【0012】このような塩化ビニル系樹脂の平均重合度
は550〜2500の範囲であり、好ましくは600〜
2200、更に好ましくは650〜2000の範囲であ
る。この範囲より小さいとニトリル系ゴムの耐オゾン性
の改良は少なく、この範囲より大きいとゴム組成物の粘
度が高くなり成形加工が困難となる。
【0013】本発明のゴム組成物は、ニトリル系ゴムと
塩化ビニル系樹脂とを混合・混練することで製造され
る。ニトリル系ゴムと塩化ビニル系樹脂とは、加硫剤や
その他の配合剤を混合する過程で混合してもよいが、通
常、ニトリル系ゴムと塩化ビニル系樹脂は、予め混合し
て作製したポリブレンドとして使用される。ニトリル系
ゴムに塩化ビニル系樹脂が混合されることによりニトリ
ル系ゴムに耐オゾン性が付与される。
【0014】ポリブレンドの製造方法は特に限定されな
いが、通常、ニトリル系ゴムと塩化ビニル系樹脂とをバ
ンバリーミキサー、ニーダー、インターナルミキサーな
どの混練機で高温で混合するドライブレンド法、あるい
は両成分をラテックス状態で混合して凝固(共沈澱)お
よび乾燥した後、押出機やバンバリーミキサー、ニーダ
ー、インターナルミキサーなどの混練機を用いて熱処理
するラテックス共沈法等の公知の方法を用いることがで
きる。ポリブレンドまたはゴム組成物製造時におけるニ
トリル系ゴムと塩化ビニル系樹脂の混合割合は、ニトリ
ル系ゴムが95〜50重量%、塩化ビニル系樹脂が5〜
50重量%の範囲であり、好ましくはそれぞれ90〜5
5重量%、10〜45重量%の範囲、更に好ましくはそ
れぞれ85〜60重量%、15〜40重量%の範囲であ
る。塩化ビニル系樹脂がこの範囲より多すぎると耐熱性
が低下し、圧縮永久ひずみが大きくなり、この範囲より
少なすぎると耐オゾン性、耐燃料油透過性が低下する可
能性がある。
【0015】本発明のゴム組成物を用いてゴム製品を製
造する際には、ゴム組成物には加硫剤が配合される。本
発明で使用する加硫剤としては、公知の硫黄系加硫剤及
び有機過酸化物加硫剤がいずれも使用可能であり、特に
制限されない。硫黄系加硫剤としては、例えば、硫黄ま
たは硫黄供与性化合物(チウラム系化合物、モルホリン
系化合物など)などが挙げられる。硫黄系加硫剤は、亜
鉛華、ステアリン酸等の公知の加硫助剤及び公知の各種
加硫促進剤(チウラム系、グアニジン系、スルフェンア
ミド系、チアゾール系、ジチオカルバミン酸系など)と
ともに使用される。本発明においては硫黄系加硫剤や加
硫促進剤などの使用量は特に制限されないが、硫黄系加
硫剤及び加硫促進剤の使用量は、ニトリル系ゴムと塩化
ビニル系樹脂からなるポリブレンド100重量部当た
り、それぞれ0.01〜10重量部および1〜20重量
部であり、好ましくは、それぞれ0.05〜8重量およ
び2〜15重量部、更に好ましくは、それぞれ0.1〜
5重量部および2〜10重量部である。この範囲をはず
れると加硫速度が遅くなり、または速くなり、成形加工
が困難となる。
【0016】有機過酸化物加硫剤としては、有機過酸化
物又はこれと加硫助剤の組み合わせが用いられる。有機
過酸化物としては、分子内に(−O−O−)構造を有す
る有機化合物であり、例えば、ジクミルパーオキサイ
ド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルクミル
パーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、2,4−
ジクロロベンゾイルパーオキサイド、2,5−ジメチル
−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、
2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキ
シ)ヘキサン、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、t−ブチル
パーオキシベンゾエート、1,3−ジ(t−ブチルパー
オキシイソプロピル)ベンゼン等が挙げられる。有機過
酸化物と共に使用される加硫助剤としては、分子内に多
価不飽和結合を有する化合物が用いられ、例えば、トリ
アリルシアヌレート、トリアリルイソソシアヌレート、
トリメチロールプロパントリメタクリレート、エチレン
ジメタクリレート、ジアリルフタレート、トルイレンビ
スマレイミド、メタフェニレンビスマレイミド、ジビニ
ルベンゼンなどの多官能性単量体、液状ビニルポリブタ
ジエンなどが挙げられる。
【0017】本発明においては有機過酸化物及び加硫助
剤の使用量は特に限定されず、ポリブレンド100重量
部当たり、それぞれ、0.1〜10重量部および0.5
〜20重量部であり、好ましくは、それぞれ0.2〜8
重量部および0.7〜10重量部、更に好ましくは、そ
れぞれ0.3〜5重量部および1〜5重量部である。こ
の範囲をはずれると加硫速度が遅くなり、または速くな
り、成形加工が困難となる。
【0018】本発明の加硫剤を含有するゴム組成物は、
ニトリル系ゴム、塩化ビニル系樹脂、加硫剤、必要に応
じてカーボンブラックやシリカ等の補強剤、炭酸カルシ
ウムやクレー等の充填剤、軟化剤、可塑剤(フタレート
系、アジペート系、セバケート系、ホスフェート系、ポ
リエーテル系、ポリエステル系などの)、老化防止剤
(アミン系、フェノール系などの)、安定剤及び加工助
剤等のその他の配合剤とをロール、バンバリー、ニーダ
ー、インターナルミキサー等の混練機を用いて混合、混
練することによって得られる。本発明においては、加硫
剤以外のその他の配合剤の種類及び使用量は特に限定さ
れず、燃料系ホースやその他のゴム製品に要求される特
性などを満足出来るように適宜選択、決定することがで
きる。
【0019】本発明のゴム組成物を加硫して得られる燃
料系ホースは、自動車、バイク等においてガソリン、ア
ルコール混合ガソリンなどの燃料油を燃料タンクに充填
したり、エンジンなどに輸送するために使用されるホー
スであり、フュエルホース、フュエルインレットホー
ス、フュエルブリーザーホース、エバポホース、ORV
R(オンボード リフューエリング ベーパー リカバ
リー)規制対策用ホース等が挙げられる。
【0020】本発明の燃料系ホースは、従来公知の押出
成形、射出成形などの方法で製造され、製造方法は特に
制限されない。例えば、本発明の加硫剤を含有するゴム
組成物を、先ず押出成形により所定形状の未加硫ゴムホ
ースに成形し、次いで未加硫ゴムホースに所定形状のマ
ンドレル(金属、樹脂製など)を挿入し、加硫缶による
蒸気加硫工程を経て製品である燃料系ホースが出来上が
る。なお、加硫条件は特に限定されないが、通常130
℃〜170℃の温度で0.2〜7.5MPaの圧力下、
15〜120分の条件で行われる。
【0021】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を具
体的に説明する。以下においては文中の部および%は特
に断りのない限り重量基準である。
【0022】実施例1〜2、比較例1〜3 ポリマームーニー粘度(ML1+4,100℃)の異なる極高
NBR(結合アクロリニトリル量46%、ポリマームー
ニー粘度60〜110)70部とポリ塩化ビニル30部
からなる各ポリブレンドを加熱ロールを用いて作製し
た。表1に記載の配合処方に従い、これらのポリブレン
ドと加硫剤以外の各配合剤とを小型バンバリーミキサー
を用いて混合、混練し、得られた混合物にロールを用い
て加硫剤を添加して混合、混練し、各種加硫性のゴム組
成物を得た。
【0023】表 1(配合処方) (注)(1) 東海カーボン社製カーボンブラック シース
トSO (2) 旭電化工業社製アデカサイザーRS107 (3) テトラメチルチウラムジスルフィド (4) N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェ
ンアミド
【0024】ゴム組成物の配合物ムーニー粘度(ML
1+4,100 ℃)は、JIS K6300に従い測定した。
得られたゴム組成物を150℃、30分の条件でプレス
加硫して2mm厚さの均一な加硫シートを作製し、引張
特性(引張強さ、伸び)および硬さはJISK6251
に従って測定した。また耐燃料油性(燃料油C(イソオ
クタン/トルエン=50/50容積比)は、JIS k
6258に従い、試験片を40℃で48時間浸漬した後
の体積変化率を測定し、耐寒性試験はJIS K626
1に従って測定した。
【0025】加硫缶による加硫成形時の亀裂評価試験は
下記のとおりである。上記の各ゴム組成物を小型押出機
を用いて内径4.0mm、外径8.0mmの未加硫ゴム
ホースに成形した。離型剤を塗布した径の異なるマンド
レル(直径5.5mm、6.0mm、6.5mm)を、
各径について5本用意し、それぞれを未加硫ゴムホース
に挿入した(試験数n=5)。その後、マンドレルを挿
入した各未加硫ゴムホースを加硫缶内にて、3.8kg
f/cm2の圧力下150℃、30分の条件で蒸気加硫
を実施した。得られた加硫ゴムホースを取り出し、端部
および曲がり部の亀裂の発生状況を目視にて確認した。
【0026】ガソリン透過性はアルミカップ法により測
定した。100ml容量のアルミカップに一定量の燃料
油C(イソオクタン/トルエン=50/50容積比)を
投入し、これを直径61mmの円板上に切り取った2m
mの加硫シートにて蓋をし、締め具で固定(有効面積は
25.5cm2)した。本検体を40℃の恒温槽内に放
置し、24時間毎に重量を測定し、経時による燃料油の
最大減量より透過係数を算出した。以上の試験結果を表
2に示した。
【0027】表2の結果から、実施例1、2のポリマー
ムーニー粘度が97および110の極高NBRとポリ塩
化ビニルとのポリブレンドを用いた場合は、これらの結
果と比較例1、2および3のポリブレンドを用いた場合
の結果とを比較することにより、耐ガソリン性(体積変
化率、透過性)及び耐寒性を損なうことなく、マンドレ
ル挿入状態での加硫缶成形時の亀裂発生が全く生じてお
らず、耐亀裂発生性に優れていることが分かる。実施例
1及び比較例3のゴム組成物を用い、実製品にて確認を
行ったが同様の結果が得られ、ポリマームーニー粘度が
97の極高NBR/ポリ塩化ビニルとのポリブレンドを
用いるとでマンドレル挿入状態での加硫缶成形時の亀裂
は全く見受けられなかったのに対し、ポリマームーニー
粘度が90の極高NBRを使用したポリブレンドでは約
3%の亀裂発生による不良品が見られた。
【0028】表 2(試験結果)
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、マンドレル使用による
加硫缶成形での亀裂の発生が無く、耐ガソリン透過性、
耐寒性に優れた燃料系ホースの製造に好適なゴム組成物
が提供される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐屋 利明 神奈川県川崎市川崎区夜光1−2−1 日 本ゼオン株式会社総合開発センター内 (72)発明者 鈴木 淳 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑1 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 藤原 秀之 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑1 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 堤 大輔 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑1 番地 豊田合成株式会社内 Fターム(参考) 3H111 AA02 BA12 BA13 BA15 BA34 CB02 DA09 DA26 DB08 4J002 AC07W BD04X BD05X BD06X BD07X BD08X BD09X BD10X BD11X EK036 EK046 EK056 FD146 GN00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 結合不飽和ニトリル量が43〜60重量
    %で、ポリマームーニー粘度(ML1+4,100 ℃)が95
    〜140であるニトリル系ゴム(a)および塩化ビニル
    系樹脂(b)を含有するゴム組成物。
  2. 【請求項2】 加硫剤を含む請求項1に記載のゴム組成
    物。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載のゴム組成物の加硫物か
    らなる燃料系ホース。
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