JP2004137386A

JP2004137386A - シール材用ゴム組成物

Info

Publication number: JP2004137386A
Application number: JP2002303999A
Authority: JP
Inventors: Manabu Ikuta; 生田　学
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2002-10-18
Filing date: 2002-10-18
Publication date: 2004-05-13

Abstract

【課題】シール材の炭酸ガスバリア性と耐発泡性とを共に向上させたシール材用ゴム組成物を提供する。
【解決手段】エピクロロヒドリンゴム１００質量部に対する、平均粒子径４０ｎｍ未満のカーボンブラックの配合量Ｃ１が５〜１００質量部であり、平均粒子径４０ｎｍ以上のカーボンブラックの配合量Ｃ２が５〜１００質量部であるシール材用ゴム組成物である。ここで、エピクロロヒドリンゴム１００質量部に対し、平均粒子径４０ｎｍ未満のカーボンブラックの配合量Ｃ１が３０〜７０質量部であり、平均粒子径４０ｎｍ以上のカーボンブラックの配合量Ｃ２が３０〜７０質量部であることが好ましい。
【選択図】　　　　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシール材用ゴム組成物に関し、特にシール材の炭酸ガスバリア性と耐発泡性とを共に向上させたシール材用ゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から冷蔵庫およびカーエアコン等に用いられている冷媒は、主にたとえば１，１，１，２−テトラフルオロエタン等のフロンガスである。このフロンガスはオゾン層破壊および地球温暖化等の環境破壊の問題から、最近新たな冷媒の開発が進められている。その有力な候補の１つが炭酸ガスである。従来、冷媒としてフロンガスを用いる場合には、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素添加ＮＢＲまたはエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）等からなるシール材用のゴム組成物が用いられていた。
【０００３】
しかし、将来、炭酸ガスが冷媒として用いられた場合には、これらのゴム組成物は炭酸ガスに対するガスバリア性が低いことから、これらのゴム組成物からなるシール材はシール材としての機能を発揮しないという問題が考えられる。また、これらのゴム組成物からなるシール材に炭酸ガスが浸透した場合に、シール材が十分に補強されていない場合には、シール材外部の圧力変化によりシール材が内部から発泡してしまうという問題も考えられる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−５３７１８号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平１１−１９３３３２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記事情に鑑みて本発明は、シール材の炭酸ガスバリア性と耐発泡性とを共に向上させたシール材用ゴム組成物を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エピクロロヒドリンゴム１００質量部に対する、平均粒子径４０ｎｍ未満のカーボンブラックの配合量Ｃ１が５〜１００質量部であり、平均粒子径４０ｎｍ以上のカーボンブラックの配合量Ｃ２が５〜１００質量部であるシール材用ゴム組成物である。
【０００８】
ここで、本発明に係るシール材用ゴム組成物は、エピクロロヒドリンゴム１００質量部に対し、平均粒子径４０ｎｍ未満のカーボンブラックの配合量Ｃ１が３０〜７０質量部であり、平均粒子径４０ｎｍ以上のカーボンブラックの配合量Ｃ２が３０〜７０質量部であることが好ましい。
【０００９】
また、本発明に係るシール材用ゴム組成物においては、Ｃ１／Ｃ２が０．０５〜２０であることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（エピクロロヒドリンゴム）
本発明に係るシール材用ゴム組成物においては、エピクロロヒドリンゴムが用いられる。これは、エピクロロヒドリンゴムが高いガスバリア性を有するためである。
【００１１】
本発明に用いられるエピクロロヒドリンゴムは、エピクロロヒドリン等の環状エーテルの開環重合体である。エピクロロヒドリンゴムは、たとえばエピクロロヒドリン（以下、ＥＣＨという）、エチレンオキシド（以下、ＥＯという）、アリルグリシジルエーテル（以下、ＡＧＥという）等の単量体から、ＥＣＨ単独重合体のポリエピクロロヒドリン（ＣＯ）、ＥＣＨ−ＥＯ共重合体（ＥＣＯ）、ＥＣＨ−ＡＧＥ共重合体（ＧＣＯ）、さらにＥＣＨ−ＥＯ−ＡＧＥ三元共重合体（ＧＥＣＯ）等を重合することによって得られる。なお、重合触媒としては、たとえば有機アルミニウム−水系触媒、有機アルミニウム−リン酸系触媒あるいはポリリン酸エステル系触媒等が用いられる。
【００１２】
なお、本発明の効果が失われない範囲で、エピクロロヒドリンゴムに、フッ素系熱可塑性エラストマ、フッ素系ゴム、ＮＢＲ、水素化ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、イソプレンゴム、ブタジエンゴムまたはスチレン−ブタジエン共重合ゴム等を混合することもできる。
【００１３】
（カーボンブラック）
本発明においては、エピクロロヒドリンゴム１００質量部に対し、平均粒子径４０ｎｍ未満のカーボンブラックの配合量Ｃ１が５〜１００質量部であり、平均粒子径４０ｎｍ以上のカーボンブラックの配合量Ｃ２が５〜１００質量部であることを特徴とする。本発明に係るシール材用ゴム組成物は、平均粒子径４０ｎｍ未満のカーボンブラックと平均粒子径４０ｎｍ以上のカーボンブラックとを併用し、さらにこれらのカーボンブラックの含有量のバランスをとることによって、ゴム組成物中に含まれるカーボンブラックの大きさと量の分布を制御し、シール材の炭酸ガスバリア性と耐発泡性とを共に向上させたものである。
【００１４】
すなわち、平均粒子径４０ｎｍ未満のカーボンブラックの配合量Ｃ１が５質量部未満である場合には、十分に補強されたシール材を作製することができないことから、シール材の耐発泡性を向上させることができない。平均粒子径４０ｎｍ未満のカーボンブラックの配合量Ｃ１が１００質量部よりも多い場合には、ゴム組成物中に平均粒子径の小さいカーボンブラックが多く含まれすぎるため、シール材の炭酸ガスバリア性を向上させることができなくなる。
【００１５】
また、平均粒子径４０ｎｍ以上のカーボンブラックの配合量Ｃ２が５質量部未満である場合には、シール材の炭酸ガスバリア性を向上させることができない。平均粒子径４０ｎｍ以上のカーボンブラックの配合量Ｃ２が１００質量部よりも多い場合には、十分に補強されたシール材を作製することができないことから、シール材の耐発泡性を向上させることができない。
【００１６】
ここで、エピクロロヒドリンゴム１００質量部に対し、平均粒子径４０ｎｍ未満のカーボンブラックの配合量Ｃ１が３０〜７０質量部であり、平均粒子径４０ｎｍ以上のカーボンブラックの配合量Ｃ２が３０〜７０質量部であることが好ましい。この場合には、シール材の炭酸ガスバリア性と耐発泡性とをより向上させることができる傾向にある。
【００１７】
また、平均粒子径４０ｎｍ未満のカーボンブラックの配合量Ｃ１と平均粒子径４０ｎｍ以上のカーボンブラックの配合量Ｃ２との比Ｃ１／Ｃ２が、０．０５〜２０であることが好ましく、０．４〜２．５であることがさらに好ましい。この場合には、シール材の炭酸ガスバリア性と耐発泡性とをさらに向上させることができる傾向にある。
【００１８】
なお、本発明において、平均粒子径４０ｎｍ未満のカーボンブラックとしては、たとえばＩＳＡＦ（粒径２０〜２５ｎｍ）、ＨＡＦ（粒径２６〜３０ｎｍ）等を用いることができる。また、平均粒子径４０ｎｍ以上のカーボンブラックとしては、たとえば、ＦＥＦ（粒径４０〜４８ｎｍ）、ＧＰＦ（粒径４９〜６０ｎｍ）、ＭＴ（粒径２０１〜５００ｎｍ）等を用いることができる。
【００１９】
（その他添加剤）
本発明においては、たとえば２，４，６−トリメルカプト−Ｓ−トリアジン、２−ジブチルアミノ−４，６−ジメルカプト−Ｓ−トリアジン、２−アニリノ−４，６−ジメルカプト−Ｓ−トリアジン等の架橋剤が配合されることが好ましい。架橋剤の配合量は、エピクロロヒドリンゴム１００質量部に対して０．１〜３質量部であることが好ましく、０．３〜２質量部であることがより好ましい。
【００２０】
また、本発明においては、受酸剤が配合されることが好ましい。この場合には、エピクロロヒドリンゴムの架橋反応が促進されることとなる。ここで受酸剤としては、たとえば酸化マグネシウム、酸化鉛、酸化亜鉛等が用いられる。受酸剤の配合量は、エピクロロヒドリンゴム１００質量部に対して、０．１〜８質量部であることが好ましく、１〜５質量部であることがより好ましい。
【００２１】
また、本発明においては、加硫促進剤が配合されることが好ましい。加硫促進剤としては、たとえば、ヘキサメチレンテトラミン等のアルデヒド−アミン系加硫促進剤、１，３−ジフェニルグアニジン等のグアニジン系加硫促進剤、２−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジサルファイド等のチアゾール系加硫促進剤、Ｎ−オキシジエチレン−２−ベンゾチアゾイル−２−スルフェンアミド、Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾイルスルフェンアミド等のスルフェンアミド系加硫促進剤、テトラメチルチウラム・ジサルファイド、テトラエチルチウラム・ジサルファィド、テトラメチルチウラム・モノサルファイド等のチウラム系加硫促進剤等が用いられる。これらの加硫促進剤は、１種類または２種類以上を併用することができる。また、加硫促進剤の配合量は、エピクロロヒドリンゴム１００質量部に対して、０．１〜１０質量部であることが好ましい。
【００２２】
また、本発明においては、加硫促進助剤が配合されることが好ましい。加硫促進助剤としては、たとえば、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、酸化亜鉛等が用いられる。加硫促進助剤の配合量は、エピクロロヒドリンゴム１００質量部に対して、０．１〜１０質量部であることが好ましい。
【００２３】
本発明においては、上記の他に、充填剤、可塑剤、老化防止剤等の添加剤を配合することもできる。充填剤としては、たとえばケイ酸カルシウム、珪藻土、アルミナ、ベントナイト、グラファイト、雲母、炭酸カルシウム等を用いることができる。充填剤の配合量は、エピクロロヒドリンゴム１００質量部に対して、５０質量部未満であることが好ましく、１０〜３０質量部であることがより好ましい。
【００２４】
また、可塑剤としては、たとえばフタル酸ジブチル（ＤＢＰ）、フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）、リン酸トリクレジル（ＴＣＰ）等を用いることができる。可塑剤の配合量は、エピクロロヒドリンゴム１００質量部に対して３０質量部未満であることが好ましい。
【００２５】
また、老化防止剤としては、たとえば２−メルカプトベンズイミダゾール（ＭＢＩ）、２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合物（ＴＭＤＱ）、ジブチルジチオカルバミン酸ニッケル（ＮｉＤＢＣ）等を用いることができる。老化防止剤の配合量は、エピクロロヒドリンゴム１００質量部に対して、３質量部以下であることが好ましく、２質量部以下であることがより好ましい。
【００２６】
（成形方法）
上記材料を適宜秤量し、秤量した材料をバンバリーミキサ、インターミックスまたはロール等を用いて混練、混合した後、所定の金型内で１２０〜１８０℃で１〜２４時間加硫成形することによって、本発明に係るシール材用ゴム組成物は成形される。
【００２７】
（用途）
上述のようにして得られた本発明に係るシール材用ゴム組成物の成形品は優れた炭酸ガスバリア性および耐発泡性を有するため、炭酸ガスと接触するシール材、たとえばＯリング、ガスケット、パッキンおよび金属配管ジョイント用のパイプ、ホース、蛇腹等に使用できるとともにシール用のマスキングテープ等のテープ、シート、注入用のパテ等にも使用することができる。
【００２８】
【実施例】
ｉ）試料の作製
表１に示す配合となるようにシール材用ゴム組成物を調製し、このシール材用ゴム組成物を１０インチオープンロールを用いて１３０℃で混練し、その混練物を１７０℃で２０分間プレス加硫し、幅１４０ｍｍ×長さ１４０ｍｍ×厚さ２ｍｍのシート状の試料（実施例１および比較例１〜９）を作製した。ここで、実施例１の試料における平均粒子径４０ｎｍ未満のカーボンブラックの配合量Ｃ１と平均粒子径４０ｎｍ以上のカーボンブラックの配合量Ｃ２との比Ｃ１／Ｃ２は約０．４３であった。なお、表１に示すそれぞれの材料の配合量は、質量部で表わされている。
【００２９】
ｉｉ）評価方法
実施例１および比較例１〜９の試料の炭酸ガスバリア性および耐発泡性について評価を行なった。
【００３０】
（１）炭酸ガスバリア性の評価
ゴム引布・プラスチック引布試験方法−第１０部：ガス透過性の測定方法（Ｋ６４０４−１０：１９９９）に準じて測定した。測定原理は、気密シールが施されている測定セルの二つのバーツ間に実施例１および比較例１〜９のシート状の試料をそれぞれ設置し、設置された試料の一方の表面を一定圧の炭酸ガスに曝す一方、他表面のセルの中へキャリアガスを一定速度で流し、試料に接触させる。そして、キャリアガス側のセルの出口に設けられている分析装置によりキャリアガス中の炭酸ガスの濃度が測定され、その結果から試験片における炭酸ガスの透過率を測定した。その評価結果を表１に示す。なお、表１において炭酸ガスバリア性の評価は比較例１の試料の評価を１００として、その他の試料の評価は比較例１の相対評価として指数化されている。よって、表１の炭酸ガスバリア性の評価の数値が低いほど、炭酸ガスバリア性に優れていることを示す。
【００３１】
（２）耐発泡性の評価
実施例１および比較例１〜９の試料を短冊状に形成し、これらの短冊状の試料を圧力容器に封入した後、圧力容器内に炭酸ガスを注入した。ここで、炭酸ガス注入後の圧力容器内の条件を圧力８ＭＰａ、温度４０℃に設定した。そして、この条件のままで圧力容器を２４時間保持した後、一気に圧力容器内の炭酸ガスを抜いた。その後、これらの試料に溶け込んだ炭酸ガスにより、これらの試料にブリスタが発生したか否かを確認し、以下の基準により評価した。その評価結果を表１に示す。
（評価基準）
○…ブリスタの発生なし
△…ブリスタがわずかに発生
×…ブリスタが多数発生
【００３２】
【表１】

【００３３】
（注１）日本ゼオン社製のエピクロロヒドリン単重合体
（注２）日本ゼオン社製の２，４，６−トリメルカプト−Ｓ−トリアジン
（注３）大内新興化学工業社製の１，３−ジフェニルグアニジン
ｉｉｉ）評価結果
表１からもわかるように、平均粒子径が４０ｎｍ未満のカーボンブラックであるＩＳＡＦを３０質量部および平均粒子径が４０ｎｍ以上のカーボンブラックであるＭＴを７０質量部含有する実施例１の試料は、比較例１〜９の試料と比べて、炭酸ガスバリア性および耐発泡性の双方が優れていた。これは、比較例１〜９の試料は、平均粒子径が４０ｎｍ未満のカーボンブラックと平均粒子径が４０ｎｍ以上のカーボンブラックの双方を共に５〜１００質量部含有していないためであると考えられる。
【００３４】
また、実施例１と比較例１の試料は、ＩＳＡＦの配合量が３０質量部で同一であるが、実施例１の試料にはさらにＭＴが７０質量部配合されているので、実施例１の試料は比較例１の試料と比べて、炭酸ガスバリア性および耐発泡性の双方に優れていた。
【００３５】
また、実施例１と比較例９の試料は、ＭＴの配合量が７０質量部で同一であるが、実施例１の試料にはさらにＩＳＡＦが３０質量部配合されているので、実施例１の試料は比較例９の試料と比べて、炭酸ガスバリア性および耐発泡性の双方に優れていた。
【００３６】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００３７】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、シール材の炭酸ガスバリア性と耐発泡性とを共に向上させたシール材用ゴム組成物を提供することができる。

Claims

エピクロロヒドリンゴム１００質量部に対する、平均粒子径４０ｎｍ未満のカーボンブラックの配合量Ｃ１が５〜１００質量部であり、平均粒子径４０ｎｍ以上のカーボンブラックの配合量Ｃ２が５〜１００質量部であることを特徴とするシール材用ゴム組成物。
エピクロロヒドリンゴム１００質量部に対し、平均粒子径４０ｎｍ未満のカーボンブラックの配合量Ｃ１が３０〜７０質量部であり、平均粒子径４０ｎｍ以上のカーボンブラックの配合量Ｃ２が３０〜７０質量部であることを特徴とする請求項１に記載のシール材用ゴム組成物。
Ｃ１／Ｃ２が０．０５〜２０であることを特徴とする請求項１または２に記載のシール材用ゴム組成物。