JP2004175994A

JP2004175994A - ゴム組成物およびそれを用いたシール

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Publication number: JP2004175994A
Application number: JP2002346119A
Authority: JP
Inventors: Seigo Kawashima; 誠五川島; Masaki Kawahigashi; 正記川東; Akinori Hata; 昭典秦
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 2002-11-28
Filing date: 2002-11-28
Publication date: 2004-06-24

Abstract

【課題】広い温度域での防振特性が良好で可塑剤の表面移行（ブリーディング）がなく、かつ圧縮永久ひずみが小さいゴム組成物およびそれを利用したシールの提供。
【解決手段】ブチルゴム、塩素化ブチルゴムおよび臭素化ブチルゴムから選ばれる少なくとも１種とプロセスオイルとカーボンブラックとを少なくとも含有するゴム組成物、およびそれを用いたシール。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールおよびそのためのゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブチルゴムは他のゴム材料と比較して、気体不透過性、防振特性（衝撃吸収性）に優れるといった特長を有しているが、シール特性として重要な圧縮永久ひずみが悪いため、シール部品用材料としてはあまり使用されない傾向にある。防振特性を付与したシール部品用材料として配合検討を行う場合、シール特性を重視して圧縮永久ひずみを維持しようとするあまり防振特性が低下するケースが多い。
【０００３】
ブチルゴムを含有するゴム組成物として、ブチルゴム、アルキルフェノール樹脂およびプロセスオイルを含むゴム配合用樹脂組成物が特許文献１に開示されている。この組成物は防振特性に優れているものの圧縮永久ひずみが大きいために、シール部品に使用することができない。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１２８３９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、広い温度域での防振特性が良好で可塑剤の表面移行（ブリーディング）がなく、かつ圧縮永久ひずみが小さいゴム組成物およびそれを使用したシールを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下の通りである。
（１）ブチルゴム、塩素化ブチルゴムおよび臭素化ブチルゴムから選ばれる少なくとも１種とプロセスオイルとカーボンブラックとを少なくとも含有するゴム組成物。
（２）ブチルゴム、塩素化ブチルゴムおよび臭素化ブチルゴムから選ばれる少なくとも１種を４０重量％〜６０重量％含有する、上記（１）記載のゴム組成物。
（３）２０℃〜８０℃における損失正接（ｔａｎδ）が振動数１０Ｈｚ、変位１％、引張りモードの測定条件において０．１５以上であり、かつ圧縮永久ひずみが１２０℃×７０時間において３０％以下である、上記（１）または（２）記載のゴム組成物。
（４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載のゴム組成物からなるシール。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のゴム組成物は、ブチルゴム、塩素化ブチルゴムおよび臭素化ブチルゴムから選ばれる少なくとも１種とプロセスオイルとカーボンブラックとを少なくとも含有する。
【０００８】
ブチルゴムはイソブチレンとイソプレンの共重合体であり、塩素化ブチルゴムはブチルゴムに塩素を導入したものであり、臭素化ブチルゴムはブチルゴムに臭素を導入したものである。ここで、本発明に用いられるブチルゴムは、イソブチレンに対してイソプレンを２．５ｍｏｌ％以下重合させたものである。本発明に用いられる塩素化ブチルゴムの塩素含有量は１．３重量％以下であり、臭素化ブチルゴムの臭素含有量は２．０重量％以下である。
【０００９】
本発明において、ブチルゴム、塩素化ブチルゴムおよび臭素化ブチルゴムはいずれか１種を用いてもよいし、２種以上をブレンドしてもよい（以下、ブチルゴム等ということもある）。なお、本発明のゴム組成物には、ブチルゴム等が６０重量％以下含有されており、好ましくは４０重量％〜６０重量％含有されていればよく、ゴム組成物中のブチルゴム等が６０重量％を超えると、損失正接（ｔａｎδ）が０．１５未満となる傾向がある。
【００１０】
ブチルゴム、塩素化ブチルゴムおよび臭素化ブチルゴムは、従来公知の方法によって適宜製造することができ、また市販のもの、ブチルゴムとしては、例えば、ＪＳＲＢＵＴＹＬ０６５（ＪＳＲ社製）、ＥＸＸＯＮＢＵＴＹＬ０６５（エクソンケミカル社製）、ＰＯＬＹＳＡＲＢＵＴＹＬ４０２（バイエル社製）、塩素化ブチルゴムとしては、例えば、ＪＳＲＣＨＬＯＲＯＢＵＴＹＬ１０６６（ＪＳＲ社製）、ＥＸＸＯＮＣＨＬＯＲＯＢＵＴＹＬ１０６６（エクソンケミカル社製）、ＰＯＬＹＳＡＲＣＨＬＯＲＯＢＵＴＹＬ１２４０（バイエル社製）、および臭素化ブチルゴムとしては、例えば、ＪＳＲＢＲＯＭＯＢＵＴＹＬ２２４４（ＪＳＲ社製）、ＥＸＸＯＮＢＲＯＭＯＢＵＴＹＬ２２４４（エクソンケミカル社製）、ＰＯＬＹＳＡＲＢＲＯＭＯＢＵＴＹＬＸ２（バイエル社製）などを用いてもよい。
【００１１】
本発明のゴム組成物は、プロセスオイルを含有する。プロセスオイルは可塑剤として機能する。一般的に可塑剤は合成可塑剤（人工的に合成したもの）とプロセスオイル（石油から抽出したもの）の２種類に分けられるが、ゴム材料と可塑剤との極性差によるブリーディングの観点からプロセスオイルが好ましい。配合量は、ブチルゴム等１００重量部に対して、通常１重量部〜５０重量部であり、広い温度域（２０℃〜８０℃、好ましくは、２０℃〜１２０℃、さらに好ましくは２０℃〜１６０℃）での防振特性が良好（ｔａｎδが０．１５以上）という観点より、好ましくは５重量部〜４０重量部であり、特に好ましくは１０重量部〜２５重量部である。プロセスオイルの配合量がブチルゴム等１００重量部に対して１重量部未満であると、加工そのものが困難になる傾向にあり、５０重量部を超えると圧縮永久ひずみが３０％以上になる傾向にある。
【００１２】
上記プロセスオイルとしては、一般にゴムに使用されるものであれば特に限定はない。プロセスオイルとしては、パラフィン系、ナフテン系、芳香族系などのプロセスオイルを使用することができ、その例として、パラフィン系プロセスオイルとしては、例えば、Ｓｕｎｐａｒ１０７（ＳｕｎＯｉｌ社製）、ナフテン系プロセスオイルとしては、例えば、Ｓｕｎｔｈｅｎｅ３１０（ＳｕｎＯｉｌ社製）、芳香族系プロセスオイルとしては、例えば、ダイアナプロセスオイルＡＣ−１２（出光興産社製）が挙げられる。
【００１３】
本発明のゴム組成物はさらに、カーボンブラックを含有する。カーボンブラックとしては、一般にゴムに使用されるものであれば特に限定はない。カーボンブラックの例としては、ＨＡＦカーボンブラック、ＭＡＦカーボンブラック、ＦＥＦカーボンブラック、ＳＲＦカーボンブラック、ＧＰＦカーボンブラックなどのファーネスブラックや、ＦＴカーボンブラック、ＭＴカーボンブラックなどのサーマルブラックが挙げられる。
【００１４】
本発明のシールは、上述のように配合されたゴム組成物を成形して得られたゴム成形物として製造される。該ゴム成形物は、上記ゴム組成物を従来公知のインタミックス、ニーダー、バンバリーミキサーなどの混練機またはオープンロールなどを用いて混練した後、射出成形機、圧縮成形機、押出成形機などを用いて所望の形状に成形して得ることができる。ゴムの架橋は、例えば１４０℃〜２００℃で２分間〜３０分間の一次加硫のみを行ったり、または、必要に応じて、一次加硫後に１５０℃〜１８０℃で１時間〜２４時間の二次加硫を実施してもよい。
【００１５】
シールの形状は特に限定されず、Ｏリング、Ｄリング、パッキン、リップシール（軸シール）などその目的に応じて適宜選ばれる。また大きさも特に限定はなく、目的に応じて適宜選ばれる。
【００１６】
上記ゴム組成物を成形してなるゴム成形物を用いることで、広い温度域での防振特性が良好で可塑剤の表面移行（ブリーディング）がなく、かつ圧縮永久ひずみが小さいシールを実現できる。すなわち、本発明のシールは、ＪＩＳＫ６２５３に規定される測定方法に従って測定されたタイプＡデュロメータ硬度が例えば３０〜９０程度、ＪＩＳＫ６２５１に規定される測定方法に従って測定された引張強さが例えば１５ＭＰａ未満程度、ＪＩＳＫ６２５１に規定される測定方法に従って測定された伸びが例えば８００％以下程度に実現される。そして、ＪＩＳＫ６２６２に規定される測定方法に従って測定された圧縮永久ひずみが、１２０℃×７０時間、圧縮率２５％、ディスクの条件で３０％以下、好ましくは１０％以下、粘弾性スペクトロメーター（レオメトリック社製）で測定された損失正接（ｔａｎδ）が、振動数１０Ｈｚ、変位１％、引張りモードの測定条件において２０℃〜８０℃で０．１５以上、好ましくは２０℃〜１６０℃で０．１５以上に実現される。よって本発明のシールは、防振特性（衝撃吸収性）に優れる。また、このような本発明のシールは、成形後（２４時間後）に試料表面にブリーディングは認められない。
【００１７】
また、本発明のゴム組成物には、従来公知の無機物、加硫促進剤、架橋助剤、滑剤、老化防止剤などが添加されていてもよい。これらの添加剤は、必要に応じて、本発明の目的を損なわない範囲で適宜添加すればよい。
【００１８】
無機物としては、従来公知の金属酸化物を用いればよく、例えば、酸化亜鉛、酸化マグネシウムが挙げられる。無機物は、必要に応じて上記の中から単独でまたは２種以上組み合わせて、通常ブチルゴム等１００重量部に対して１重量部〜２０重量部配合される。
【００１９】
加硫促進剤としては、例えば従来公知のアルデヒド・アンモニア系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤、チアゾール系加硫促進剤、スルフェンアミド系加硫促進剤、チウラム系加硫促進剤、ジチオカルバミン酸塩類、チオウレア系加硫促進剤などを好適に用いることができる。アルデヒド・アンモニア系加硫促進剤の例としては、例えばヘキサメチレンテトラミンなどが挙げられ、グアニジン系加硫促進剤の例としてはジフェニルグアニジン、ジオルソトリルグアニジンなどが挙げられ、チアゾール系加硫促進剤の例としては、例えば２−メルカプトベンゾチアゾール、ベンゾチアジルジスルフィド、４−モルホリニル−２−ベンゾチアゾールジスルフィドなどが挙げられ、スルフェンアミド系加硫促進剤の例としては、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、Ｎ−オキシジエチレン−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミドなどが挙げられ、チウラム系加硫促進剤の例としては、例えばテトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィドなどが挙げられ、ジチオカルバミン酸塩類の例としてはジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、エチルフェニルジチオカルバミン酸亜鉛などが挙げられ、チオウレア系加硫促進剤の例としてはエチレンチオウレアなどが挙げられる。加硫促進剤は、必要に応じて上記の中から単独でまたは２種以上組み合わせて、通常ブチルゴム等１００重量部に対して０．３重量部〜１０重量部配合される。
【００２０】
架橋助剤としては、例えば従来公知のマレイミド系架橋助剤、硫黄、液状ポリブタジエン、アリル系架橋助剤、メタクリレート系架橋助剤などを好適に用いることができる。マレイミド系架橋助剤の例としては、例えばＮ，Ｎ−ｍ−フェニレンジマレイミドが挙げられ、アリル系架橋助剤の例としては、例えばトリアリルシアヌレート、ジアリルフタレート、テトラアリルオキシエタンなどが挙げられる。またメタクリレート系架橋助剤の例としては、例えばエチレングリコールメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロペントリメタクリレートなどが挙げられる。架橋助剤は、必要に応じて上記の中から単独でまたは２種以上組み合わせて、通常ブチルゴム等１００重量部に対して０．３重量部〜１０重量部配合される。
【００２１】
滑剤としては、例えば従来公知のパラフィンおよび炭化水素樹脂系、脂肪酸系、脂肪酸アミド系、脂肪酸エステル系、脂肪アルコール系などの滑剤が好適に用いられる。パラフィンおよび炭化水素樹脂系としては、例えばパラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、流動パラフィン、パラフィン系合成ワックス、ポリエチレンワックス、複合ワックス、モンタンワックスなどが挙げられる。脂肪酸系としては、例えばステアリン酸、硬化油、ヒドロキシステアリン酸などが挙げられる。脂肪酸アミド系としては、例えばステアロアミド、オキシステアロアミド、オレイルアミド、ラウリルアミド、ベヘンアミド、ステアリルオレイルアミドなどが挙げられる。脂肪酸エステル系としては、例えばｎ−ブチルステアレート、多価アルコール脂肪酸エステル、飽和脂肪酸エステル、エステル系合成ワックスなどが挙げられる。脂肪アルコール系としては、例えば高級アルコール、高級アルコールエステルなどが挙げられる。滑剤は、必ずしも配合しなくてもよいが、配合する場合には、上記の中から単独でまたは２種以上組み合わせて用いられ、通常ブチルゴム等１００重量部に対して０．３重量部〜１０重量部配合される。
【００２２】
老化防止剤としては、例えば２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合体などのアミン−ケトン系老化防止剤、４，４’−（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンなどの芳香族第二級アミン系老化防止剤、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノールなどのモノフェノール系老化防止剤、２−メルカプトベンズイミダゾールの亜鉛塩、２−メルカプトベンズイミダゾールなどのベンズイミダゾール系老化防止剤などが挙げられる。これらの老化防止剤は、上記の中から単独でまたは２種以上組み合わせて用いられ、通常ブチルゴム等１００重量部に対して０．３重量部〜１０重量部配合される。
【００２３】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
【００２４】
実施例１
ブチルゴム等として塩素化ブチルゴム、プロセスオイル、カーボンブラックとしてＦＥＦカーボンブラックを用いて、下記の配合比にてゴム組成物を調製した。ゴム組成物中の塩素化ブチルゴムの含有量は５７．１重量％である。
（ゴム組成物の配合比）
塩素化ブチルゴム１００重量部
プロセスオイル５．０重量部
カーボンブラック６０．０重量部
加硫促進剤１．５重量部
無機物５．５重量部
滑剤３．０重量部
なお、加硫促進剤としてはジチオカルバミン酸塩、無機物としては酸化亜鉛、および滑剤としてはステアリン酸を用いた。
上記のように配合したゴム組成物を、オープンロールで混練して調製した後、１６５℃で２０分間加硫・成形して試験片を作製した。
【００２５】
実施例２
プロセスオイルを２０．０重量部、およびＦＥＦカーボンブラックを８０．０重量部配合した以外は実施例１と同様にして、試験片を作製した。ゴム組成物中の塩素化ブチルゴムの含有量は４７．６重量％である。
【００２６】
実施例３
ＦＥＦカーボンブラックを８０．０重量部配合した以外は実施例１と同様にして、試験片を作製した。ゴム組成物中の塩素化ブチルゴムの含有量は５１．３重量％である。
【００２７】
実施例４
プロセスオイルを１２重量部、およびＦＥＦカーボンブラックを８０．０重量部配合した以外は実施例１と同様にして、試験片を作製した。ゴム組成物中の塩素化ブチルゴムの含有量は４９．５重量％である。
【００２８】
実施例５
プロセスオイルを２３重量部、およびＦＥＦカーボンブラックを８０．０重量部配合した以外は実施例１と同様にして、試験片を作製した。ゴム組成物中の塩素化ブチルゴムの含有量は４６．９重量％である。
【００２９】
実施例６
塩素化ブチルゴムをブチルゴムにした以外は実施例１と同様にして、試験片を作製した。ゴム組成物中のブチルゴムの含有量は５７．１重量％である。
【００３０】
比較例１
ＤＯＳ（ジオクチルセバケート）を２０．０重量部、およびＦＥＦカーボンブラックを８０．０重量部配合した以外は実施例１と同様にして、試験片を作製した。ゴム組成物中の塩素化ブチルゴムの含有量は４７．６重量％である。
【００３１】
上記の実施例１〜６および比較例１で得られた試験片それぞれの硬さを測定した。硬さは、ＪＩＳＫ６２５３に規定される測定方法に従い、タイプＡデュロメータで測定した。
【００３２】
また、上記の実施例１〜６および比較例１で得られた試験片それぞれについて、下記の（１）〜（３）の各試験を行い、その特性を評価した。
（１）圧縮永久ひずみ
ＪＩＳＫ６２６２に規定される測定方法によって圧縮永久ひずみを測定した。測定条件は、１２０℃で７０時間、圧縮率：２５％、ディスクであった。
【００３３】
（２）損失正接（ｔａｎδ）
粘弾性スペクトロメーター（レオメトリック社製）を用いて２０℃、８０℃、１２０℃および１６０℃におけるｔａｎδを測定した。測定条件は、振動数１０Ｈｚ、変位１％、引張りモードであった。
【００３４】
（３）ブリーディングの有無
成形後（２４時間後）に目視にて試験片表面におけるブリーディングの有無を確認した。
以上の結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】

【００３６】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、広い温度域での防振特性が良好で可塑剤の表面移行（ブリーディング）がなく、かつ圧縮永久ひずみが小さいゴム組成物およびそれを使用したシールを提供することができる。

Claims

ブチルゴム、塩素化ブチルゴムおよび臭素化ブチルゴムから選ばれる少なくとも１種とプロセスオイルとカーボンブラックとを少なくとも含有するゴム組成物。
ブチルゴム、塩素化ブチルゴムおよび臭素化ブチルゴムから選ばれる少なくとも１種を４０重量％〜６０重量％含有する、請求項１記載のゴム組成物。
２０℃〜８０℃における損失正接（ｔａｎδ）が振動数１０Ｈｚ、変位１％、引張りモードの測定条件において０．１５以上であり、かつ圧縮永久ひずみが１２０℃×７０時間において３０％以下である、請求項１または２記載のゴム組成物。
請求項１〜３のいずれかに記載のゴム組成物からなるシール。