JP2004143312A - ゴム組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エチレンプロピレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、水素化アクリロニトリルブタジエンゴム等に亜鉛化合物を含有させず、水酸化マグネシウムを含有させ、さらに通常のゴム添加剤であるステアリン酸、酸化防止剤、老化防止剤、カーボンブラック、パラフィン系オイル、架橋剤を周知の方法で混練りし架橋を行うことにより、耐熱性、耐圧縮永久ひずみに優れたゴム硬化体を得る。
【選択図】 なし
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラジエータ液へ浸漬させた状態における使用に対して優れた物性を示すゴム組成物に関し、特に、自動車関連部品であるところのパッキン、Oリング、ホースなどに適するゴム組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ゴム組成物中には、耐熱性を付与する目的で、亜鉛華に代表される亜鉛化合物が配合されている。
【0003】
しかし、亜鉛化合物を含むゴム組成物は、内燃機関の冷却に利用されるラジエータ液に浸漬させた場合に亜鉛がラジエータ液中に抽出してしまい、ラジエータ液を変色させるとともに、沈殿物(スラリー)となって機械系統に不具合を発生させるという問題点が指摘されている。
【0004】
この問題点を解決するゴム組成物として、例えば、特開2001−247731号公報に示すように、亜鉛化合物の代わりに酸化マグネシウムを配合することで、前記問題点を解決するとともに、ゴム組成物に耐熱性を付与するゴム組成物が提案されている。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−247731号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記酸化マグネシウムを前記亜鉛化合物の代用として含有させたゴム組成物の物性は、耐圧縮永久歪み性が劣るという別の問題点を有するものであることが本発明者の鋭意研究の結果、明らかになった。
【0007】
本発明は前記した点に鑑みなされたもので、耐熱性、耐圧縮永久歪み性などに優れた物性を示すゴム組成物を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明に係るゴム組成物は、亜鉛化合物を含有せず、水酸化マグネシウムを含有してなることを特徴とするものである。
【0009】
本発明によれば、亜鉛化合物を含有しないので、このゴム組成物をラジエータ液中に浸漬させた場合であってもラジエータ液中に沈殿物が発生しない。また、水酸化マグネシウムを含有させることで、ゴム組成物に耐熱性を付与するとともに、耐圧縮永久歪み性においても優れた物性を示すゴム組成物となる。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明のゴム組成物は、例えば、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、水素化アクリロニトリルブタジエンゴム(HNBR)などのゴム組成物中に、亜鉛化合物を含有させず、水酸化マグネシウムを含有させることを要旨とする。
【0011】
以下、本発明を表1に示した実施例および比較例を用いて説明する。
【0012】
【表1】
【0013】
表1には7つの実施例と3つの比較例について、それぞれ、ゴム組成物の配合、常態物性の評価、圧縮永久歪み試験結果、ラジエータ液浸漬試験結果および空気加熱老化試験結果を示している。
【0014】
ここで、前記評価および試験について、簡単に説明する。
【0015】
前述の常態物性は、JIS K 6253に準拠して硬さを評価し、JIS K 6251に準拠して引張強さおよび伸びを評価した。
【0016】
それぞれの試験についてさらに説明すれば、前記硬さの試験においては、バネを介して試験片表面に押し付けられた押針の押し込み深さから硬さを求めるデュロメータを用いた。なお、表1において、HSはデュロメータ硬さ(タイプA)を示す。
【0017】
前記引張強さの試験においては、ダンベル状試験片を引張試験装置を用いて500±50mm/minの規定速度で破断するまで引張り、その破断させる際に要した最大の引張力を測定し、引張強さを算出した。なお、表1において、TBは引張強さを示す。
【0018】
前記伸びの試験においては、前述の引張強さの試験の際、その破断時における最大の伸び率を測定した。なお、表1において、EBは伸びを示す。
【0019】
また、前記圧縮永久歪み試験はJIS K 6262に準拠し、実施例1乃至実施例5、比較例1および比較例2においては、135℃のラジエータ液に浸漬させて70時間保持した後における歪み率を評価している。また、実施例6においては、120℃のラジエータ液に浸漬させて70時間保持した後における歪み率を評価し、実施例7においては、150℃のラジエータ液に浸漬させて70時間保持した後における歪み率を評価している。いずれの例においても、前記ラジエータ液は、不凍液(ホンダ純正LLC:本田技研工業株式会社製商品名)と蒸留水とを1:1(vol%)に調製したものを用いた。
【0020】
前記ラジエータ液浸漬試験は、前述と同様に希釈されて調製されたラジエータ液75ccと、試験片25gとを250cc沈降管に入れ、この沈降管を120℃のオイルバス中に70時間保持した。その後、沈降管から試験片を取り出し、ラジエータ液を残留させた前記沈降管を常温で24時間放置し、ラジエータ液中の沈殿物の発生状況およびラジエータ液の変色を目視観察した。
【0021】
前記空気加熱老化試験は、試験片を恒温槽内において135℃で70時間保持して老化させた後の前記試験片について、硬さ変化を算出した。表1の硬さ変化は、デュロメータ硬さ(タイプA)の結果を示した。
【0022】
実施例1:
ゴム原料としてのエチレンプロピレンゴム(エスプレン301A:住友化学工業株式会社製商品名)の100重量部に対して、水酸化マグネシウム(キスマ5A:協和化学工業株式会社製商品名)を1重量部、ステアリン酸(椿印ステアリン酸:日本油脂株式会社製商品名)を0.5重量部、酸化防止剤(Naugard 445:Uniroyal Chemical社製商品名)を1重量部、老化防止剤(アンテージMB:川口化学工業株式会社製商品名)を2重量部、FEFカーボン(旭60:旭カーボン株式会社製商品名 )を70重量部、パラフィン系オイル(ダイアナプロセスオイルPW−380:出光興産株式会社製商品名)を15重量部、共架橋剤(TAIC:日本化成株式会社製商品名)を2重量部および架橋剤(ペロキシモンF−40:日本油脂株式会社製商品名)を4重量部の割合で計量し(合計195.5重量部)、これらを周知の方法で添加・混練してゴム組成物を得た。
【0023】
この実施例1のゴム組成物の性能試験として、前述した常態物性の評価と、圧縮永久歪み試験、ラジエータ液浸漬試験および空気加熱老化試験の3種の試験を行った。
【0024】
その結果、実施例1のゴム組成物の常態物性は硬さ70、引張強さ12.7MPa、伸び率310%であり、圧縮永久歪み率は17%、空気加熱老化試験の硬さ変化は+4であった。また、ラジエータ液浸漬試験においては沈殿物は発生せず、ラジエータ液の変色もなかった。
【0025】
実施例2:
実施例1のゴム組成物の水酸化マグネシウムの含有量を5重量部に変更してゴム組成物を得た。
【0026】
この実施例2のゴム組成物の性能試験として、前述した常態物性の評価と、圧縮永久歪み試験、ラジエータ液浸漬試験および空気加熱老化試験の3種の試験を行った結果、実施例2のゴム組成物の常態物性は硬さ70、引張強さ12.8MPa、伸び率300%であり、圧縮永久歪み率は17%、空気加熱老化試験の硬さ変化は+4であった。また、ラジエータ液浸漬試験においては沈殿物は発生せず、ラジエータ液の変色もなかった。
【0027】
実施例3:
実施例1のゴム組成物の水酸化マグネシウムの含有量を15重量部に変更してゴム組成物を得た。
【0028】
この実施例3のゴム組成物の性能試験として、前述した常態物性の評価と、圧縮永久歪み試験、ラジエータ液浸漬試験および空気加熱老化試験の3種の試験を行った結果、実施例3のゴム組成物の常態物性は硬さ71、引張強さ13.3MPa、伸び率280%であり、圧縮永久歪み率は18%、空気加熱老化試験の硬さ変化は+4であった。また、ラジエータ液浸漬試験においては沈殿物は発生せず、ラジエータ液の変色もなかった。
【0029】
実施例4:
実施例1のゴム組成物の水酸化マグネシウムの含有量を25重量部に変更してゴム組成物を得た。
【0030】
この実施例4のゴム組成物の性能試験として、前述した常態物性の評価と、圧縮永久歪み試験、ラジエータ液浸漬試験および空気加熱老化試験の3種の試験を行った結果、実施例4のゴム組成物の常態物性は硬さ72、引張強さ12.8MPa、伸び率270%であり、圧縮永久歪み率は19%、空気加熱老化試験の硬さ変化は+4であった。また、ラジエータ液浸漬試験においては沈殿物は発生せず、ラジエータ液の変色もなかった。
【0031】
実施例5:
実施例1のゴム組成物の水酸化マグネシウムの含有量を50重量部に変更してゴム組成物を得た。
【0032】
この実施例5のゴム組成物の性能試験として、前述した常態物性の評価と、圧縮永久歪み試験、ラジエータ液浸漬試験および空気加熱老化試験の3種の試験を行った結果、実施例5のゴム組成物の常態物性は硬さ75、引張強さ11.0MPa、伸び率180%であり、圧縮永久歪み率は23%、空気加熱老化試験の硬さ変化は+6であった。また、ラジエータ液浸漬試験においては沈殿物は発生せず、ラジエータ液の変色もなかった。
【0033】
実施例6:
ゴム原料としてのアクリロニトリルブタジエンゴム(ニポールDN407:日本ゼオン株式会社製商品名)の100重量部に対して、水酸化マグネシウム(キスマ5A:協和化学工業株式会社製商品名)を15重量部、ステアリン酸(椿印ステアリン酸:日本油脂株式会社製商品名)を0.5重量部、酸化防止剤(Naugard 445:Uniroyal Chemical社製商品名)を1重量部、老化防止剤(アンテージMB:川口化学工業株式会社製商品名)を2重量部、FEFカーボン(旭60:旭カーボン株式会社製商品名 )を50重量部、可塑剤(TCP:大八化学工業株式会社製商品名)を15重量部、共架橋剤(TAIC:日本化成株式会社製商品名)を2重量部および架橋剤(ペロキシモンF−40:日本油脂株式会社製商品名)を2重量部の割合で計量し(合計187.5重量部)、これらを周知の方法で添加・混練してゴム組成物を得た。
【0034】
この実施例6のゴム組成物の性能試験として、前述した常態物性の評価と、圧縮永久歪み試験、ラジエータ液浸漬試験および空気加熱老化試験の3種の試験を行った。
【0035】
その結果、実施例6のゴム組成物の常態物性は硬さ72、引張強さ15.0MPa、伸び率260%であり、圧縮永久歪み率は17%、空気加熱老化試験の硬さ変化は+8であった。また、ラジエータ液浸漬試験においては沈殿物は発生せず、ラジエータ液の変色もなかった。
【0036】
実施例7:
ゴム原料としての水素化アクリロニトリルブタジエンゴム(ゼットポール2020L:日本ゼオン株式会社製商品名)の100重量部に対して、水酸化マグネシウム(キスマ5A:協和化学工業株式会社製商品名)を15重量部、ステアリン酸(椿印ステアリン酸:日本油脂株式会社製商品名)を0.5重量部、酸化防止剤(Naugard 445:Uniroyal Chemical社製商品名)を1重量部、老化防止剤(アンテージMB:川口化学工業株式会社製商品名)を2重量部、FEFカーボン(旭60:旭カーボン株式会社製商品名 )を50重量部、可塑剤(TCP:大八化学工業株式会社製商品名)を18重量部、共架橋剤(TAIC:日本化成株式会社製商品名)を2重量部および架橋剤(ペロキシモンF−40:日本油脂株式会社製商品名)を5重量部の割合で計量し(合計193.5重量部)、これらを周知の方法で添加・混練してゴム組成物を得た。
【0037】
この実施例7のゴム組成物の性能試験として、前述した常態物性の評価と、圧縮永久歪み試験、ラジエータ液浸漬試験および空気加熱老化試験の3種の試験を行った。
【0038】
その結果、実施例7のゴム組成物の常態物性は硬さ72、引張強さ18.0MPa、伸び率300%であり、圧縮永久歪み率は17%、空気加熱老化試験の硬さ変化は+4であった。また、ラジエータ液浸漬試験においては沈殿物は発生せず、ラジエータ液の変色もなかった。
【0039】
比較例1:
この比較例は、ゴム材料に亜鉛化合物としての亜鉛華を添加した、従来のゴム組成物についての評価および実験結果を求めるためのものである。
【0040】
ゴム原料としてのエチレンプロピレンゴム(エスプレン301A:住友化学工業株式会社製商品名)の100重量部に対して、亜鉛華(亜鉛華1号:堺化学工業株式会社製商品名)を5重量部、ステアリン酸(椿印ステアリン酸:日本油脂株式会社製商品名)を0.5重量部、酸化防止剤(Naugard 445:Uniroyal Chemical社製商品名)を1重量部、老化防止剤(アンテージMB:川口化学工業株式会社製商品名)を2重量部、FEFカーボン(旭60:旭カーボン株式会社製商品名 )を70重量部、パラフィン系オイル(ダイアナプロセスオイルPW−380:出光興産株式会社製商品名)を15重量部、共架橋剤(TAIC:日本化成株式会社製商品名)を2重量部および架橋剤(ペロキシモンF−40:日本油脂株式会社製商品名)を4重量部の割合で計量し(合計199.5重量部)、これらを周知の方法で添加・混練し、ゴム組成物を得た。
【0041】
この比較例1のゴム組成物の性能試験として、前述した常態物性の評価と、圧縮永久歪み試験、ラジエータ液浸漬試験および空気加熱老化試験の3種の試験を行った。
【0042】
その結果、比較例1のゴム組成物の常態物性は硬さ70、引張強さ12.2MPa、伸び率230%であり、圧縮永久歪み率は15%、空気加熱老化試験の硬さ変化は+2であった。また、ラジエータ液浸漬試験においては沈殿物が発生し、ラジエータ液の変色もみられた。
【0043】
比較例2:
この比較例は、ゴム材料に亜鉛化合物を添加せずに酸化マグネシウムを添加した、前述の関連先行技術に係るゴム組成物についての評価および実験結果を求めるためのものである。
【0044】
ゴム原料としてのエチレンプロピレンゴム(エスプレン301A:住友化学工業株式会社製商品名)の100重量部に対して、酸化マグネシウム(キョーワマグ150:協和化学工業株式会社製商品名)を15重量部、ステアリン酸(椿印ステアリン酸:日本油脂株式会社製商品名)を0.5重量部、酸化防止剤( Naugard 445:Uniroyal Chemical社製商品名)を1重量部、老化防止剤(アンテージMB:川口化学工業株式会社製商品名)を2重量部、FEFカーボン(旭60:旭カーボン株式会社製商品名 )を70重量部、パラフィン系オイル(ダイアナプロセスオイルPW−380:出光興産株式会社製商品名)を15重量部、共架橋剤(TAIC:日本化成株式会社製商品名)を2重量部および架橋剤(ペロキシモンF−40:日本油脂株式会社製商品名)を4重量部の割合で計量し(合計209.5重量部)、これらを周知の方法で添加・混練し、ゴム組成物を得た。
【0045】
この比較例2のゴム組成物の性能試験として、前述した常態物性の評価と、圧縮永久歪み試験、ラジエータ液浸漬試験および空気加熱老化試験の3種の試験を行った。
【0046】
その結果、比較例2のゴム組成物の常態物性は硬さ73、引張強さ11.6MPa、伸び率210%であり、圧縮永久歪み率は34%、空気加熱老化試験の硬さ変化は+4であった。また、ラジエータ液浸漬試験においては沈殿物は発生せず、ラジエータ液の変色もなかった。
【0047】
比較例3:
この比較例は、前述した実施例において水酸化マグネシウムを添加しない場合のゴム組成物についての評価および実験結果を求めるためのものである。
【0048】
ゴム原料としてのエチレンプロピレンゴム(エスプレン301A:住友化学工業株式会社製商品名)の100重量部に対して、ステアリン酸(椿印ステアリン酸:日本油脂株式会社製商品名)を0.5重量部、酸化防止剤( Naugard 445:Uniroyal Chemical社製商品名)を1重量部、老化防止剤(アンテージMB:川口化学工業株式会社製商品名)を2重量部、FEFカーボン(旭60:旭カーボン株式会社製商品名 )を70重量部、パラフィン系オイル(ダイアナプロセスオイルPW−380:出光興産株式会社製商品名)を15重量部、共架橋剤(TAIC:日本化成株式会社製商品名)を2重量部および架橋剤(ペロキシモンF−40:日本油脂株式会社製商品名)を4重量部の割合で計量し(合計194.5重量部)、これらを周知の方法で添加・混練し、ゴム組成物を得た。
【0049】
この比較例3のゴム組成物の性能試験として、前述した常態物性の評価と、圧縮永久歪み試験、ラジエータ液浸漬試験および空気加熱老化試験の3種の試験を行った。
【0050】
その結果、比較例3のゴム組成物の常態物性は硬さ70、引張強さ12.0MPa、伸び率300%であり、圧縮永久歪み率は17%、空気加熱老化試験の硬さ変化は+7であった。また、ラジエータ液浸漬試験においては沈殿物は発生せず、ラジエータ液の変色もなかった。
【0051】
これらの実施例および比較例の物性評価と試験結果に示すように、本発明の全実施例においては、いずれもラジエータ液中に沈殿物を発生させることがなく、ラジエータ液を変色させることもなかった。よって、前記沈殿物によって機械系統に不具合が発生することはない。
【0052】
さらに、本発明の全実施例においては、比較例2との比較で明らかなように、圧縮永久歪み試験において良好な数値を示しており、さらに、ゴム組成物中に亜鉛化合物を添加した従来品(比較例1参照)にほぼ近い耐熱性を有するものとなっている。
【0053】
なお、実施例6の空気加熱老化試験において硬さ変化が+8と、他の実施例よりも大きい理由は、ゴム原料がアクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)であることにより、ゴム原料自体の耐熱性の影響によるものである。
【0054】
このように、ラジエータ液中における圧縮永久歪み試験において、比較例2のゴム組成物よりも、本発明の全実施例のゴム組成物が優れた圧縮永久歪み率を示した理由としては、ゴム組成物中に添加した水酸化マグネシウムは酸化マグネシウムよりも水に対して難溶であるためであると考える。
【0055】
また、これらの実施例および比較例の物性評価と試験結果から、本発明におけるゴム原料中の水酸化マグネシウムの具体的な含有量は、ゴム原料を100重量部とした場合の1〜50重量部の範囲内とするとよいことが判明した。前記水酸化マグネシウムの含有量を1重量部より少なくすると、空気加熱老化における硬さ変化が大きくなって耐熱性が劣り(比較例3参照)、逆に、水酸化マグネシウムの含有量を50重量部より多くすると、圧縮永久歪み性が劣る傾向があるためである。
【0056】
なお、水酸化マグネシウムの含有量を30重量部以上とすると、圧縮永久歪み試験の結果に見られるように、ゴム組成物の圧縮永久歪み性が若干劣る傾向がある。よって、前記ゴム組成物中の水酸化マグネシウムの含有量は、好ましくは、ゴム原料を100重量部とした場合の5〜30重量部の範囲内である。
【0057】
なお、本発明のゴム組成物は前記実施例のものに限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。例えば、ゴム原料は前述のエチレンプロピレンゴム(EPDM)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、水素化アクリロニトリルブタジエンゴム(HNBR)に限らない。
【0058】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係るゴム組成物は、特に、ラジエータ液へ浸漬させた状態における使用に対し、耐熱性、耐圧縮永久歪み性などに優れた物性を示すものとなり、自動車関連部品であるところのパッキン、Oリング、ホースなどのゴム製品の成形材料として好適なものとなる等の効果を奏する。
Claims (1)
- 亜鉛化合物を含有せず、水酸化マグネシウムを含有してなることを特徴とするゴム組成物。
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