JP2004211845A

JP2004211845A - ガス用シール材

Info

Publication number: JP2004211845A
Application number: JP2003001286A
Authority: JP
Inventors: Manabu Ikuta; 学生田
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2003-01-07
Filing date: 2003-01-07
Publication date: 2004-07-29

Abstract

【課題】ガスに対するバリア性を向上させ得るガス用シール材を提供する。
【解決手段】リング状の弾性体からなる本体部２と、本体部２から突出した耳部３ａ、３ｂとを有するガス用シール材１である。ここで、耳部３ａ、３ｂの厚みＴ１が、本体部２の厚みＴの１／２０〜１／３であることが好ましい。また、耳部３ａ、３ｂが、本体部２の周縁に沿って連続して形成されることが好ましい。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガス用シール材に関し、特にガスに対するバリア性を向上させ得るガス用シール材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ガス用シール材は、機器の内部に存在するガスが機器の外部に漏洩することを有効に防止する等のために、機器の一部に取り付けられている。
【０００３】
図６に、機器の部材４ａ、４ｂ間に形成された溝５に取り付けられた従来のガス用シール材１１の一部の模式的な断面図を示す。なお、本願の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【０００４】
図６において、断面が円形状である従来のガス用シール材１１は、機器を構成する部材４ａ、４ｂの表面と密着することにより、たとえば矢印で示す方向に流れるガスの漏洩を防止する。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−５２９４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年、オゾン層破壊および地球温暖化等の問題から、エアコン、カーエアコンまたは冷蔵庫等のコンプレッサ用冷媒として、炭酸ガスが注目されている。
【０００７】
コンプレッサ用冷媒として炭酸ガスを用いた場合には、機器の内部が高圧となることがある。しかしながら、内部が高圧となる機器の一部に従来のガス用シール材を取り付けた場合には、漏洩する炭酸ガスの量が多くなることがあった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、ガスに対するバリア性を向上させ得るガス用シール材を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、リング状の弾性体部と、該弾性体部から突出した耳部とを有するガス用シール材である。
【００１０】
ここで、本発明に係るガス用シール材においては、耳部の厚さが、弾性体部の厚さの１／２０〜１／３であることが好ましい。
【００１１】
さらに、本発明に係るガス用シール材においては、耳部が、弾性体部の周縁に沿って連続して形成されていてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１（Ａ）に本発明に係るガス用シール材の好ましい一例の模式的な上面図を示し、図１（Ｂ）に図１（Ａ）に示したガス用シール材の線Ａ１−Ａ１に沿った模式的な断面図を示す。
【００１３】
図１において、本発明に係るガス用シール材１は、断面が円形状である弾性体からなるリング状の本体部２と、本体部２の周縁に沿って本体部２の内周側に突出している弾性体からなる耳部３ａと、本体部２の周縁に沿って本体部２の外周側に突出している弾性体からなる耳部３ｂとを含む。
【００１４】
このような構成とすることにより、図２（Ａ）の模式的断面図に示すように、本発明に係るガス用シール材を機器の部材４ａ、４ｂ間に形成された溝５に取り付けた場合には、本発明に係るガス用シール材のシール幅Ｗ１は、図２（Ｂ）の模式的断面図に示す耳部３ａ、３ｂを有しない従来のガス用シール材１１のシール幅Ｗよりも広くなる。したがって、本発明に係るガス用シール材を用いた場合には、たとえば矢印で示す方向に流れるガスに対するバリア性を従来よりも向上させることができるのである。
【００１５】
また、ガスに対するバリア性を向上させることを目的として、たとえば図２（Ｃ）の模式的断面図に示すように、幅がＷ１である従来のガス用シール材１１を用いることも考えられる。しかし、この場合には、Ｗ１＞Ｗであるため、ガス用シール材１１の幅Ｗ１が広すぎて、幅Ｗの溝５内にガス用シール材１１が収まらないことがある。
【００１６】
しかし、本発明に係るガス用シール材を用いた場合には、図２（Ａ）に示すように、溝５内にガス用シール材が収まるだけでなく、さらにシール幅がＷ１となるため、ガスに対するバリア性を向上させることができるのである。
【００１７】
ここで、図１（Ｂ）において、本発明に係るシール材１の耳部３ａ、３ｂの厚さＴ１は、本体部２の厚さＴの１／２０〜１／３であることが好ましく、１／１０〜１／３であることがより好ましい。Ｔ１／Ｔが１／２０未満となる場合には、耳部３ａ、３ｂが薄すぎて、本発明に係るシール材１のガスに対するバリア性が不十分となる傾向にある。また、Ｔ１／Ｔが１／３よりも大きくなる場合には、耳部３ａ、３ｂが厚すぎて、機器の部材間の密着性が失われやすくなる傾向にある。
【００１８】
また、本発明に係るシール材１の耳部３ａ、３ｂの長さＬ１は、本体部２の長さＬの１／５〜３／２であることが好ましく、１／３〜１であることがより好ましい。Ｌ１／Ｌが１／５未満となる場合には、耳部３ａ、３ｂが短かすぎて、本発明に係るシール材１のガスに対するバリア性が不十分となる傾向にある。また、Ｌ１／Ｌが３／２よりも大きくなる場合には、耳部３ａ、３ｂが長すぎて、ガス用シール材１の取り扱いがより困難となる傾向にある。
【００１９】
本体部２および耳部３ａ、３ｂを構成する弾性体の材料としては、たとえばゴムおよび／または熱可塑性エラストマーの少なくとも一種類以上が用いられ得る。なかでも、本発明においては、ブチルゴム（ＩＩＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）およびエピクロロヒドリンゴム（ＣＯ）からなる群から選択される少なくとも一種類以上のゴムを用いることが好ましい。この場合には、ガス用シール材１のガスに対するバリア性をより向上させることができ得る。
【００２０】
また、本体部２および耳部３ａ、３ｂを構成する弾性体の材料には、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、可塑剤、軟化剤または老化防止剤等の通常用いられる添加剤が含まれていてもよい。
【００２１】
ガス用シール材１は、たとえば次のようにして作製され得る。まず、本体部２および耳部３ａ、３ｂを構成する弾性体に用いられる材料をバンバリーミキサーおよび／またはオープンロール等によって混練する。そして、得られた混練物を加硫すること等によって作製され得る。
【００２２】
ここで、耳部３ａ、３ｂは、本体部２および耳部３ａ、３ｂの型を有する金型に上記混練物を流し込んだ後、加硫することにより、本体部２と連結して形成され得る。また、耳部３ａ、３ｂは、上記混練物をリング状の型を有する金型に流し込んだ後、加硫してリング状の弾性体を作製し、その弾性体を切削りすること等によって本体部２と連結して形成されてもよい。また、耳部３ａ、３ｂは、本体部２と耳部３ａ、３ｂとを別々に加硫および成形した後、これらを接着剤によって接着すること等によって本体部２と連結して形成されてもよい。
【００２３】
上記のようにして作製された本発明に係るガス用シール材１は、ガスを高圧で用いる機器等のように高い気密性が必要とされる用途に好適に用いられる。たとえば、本発明に係るガス用シール材１は、コンプレッサ用冷媒として炭酸ガス等の自然冷媒を用いるエアコン、カーエアコンまたは冷蔵庫等の機器に取り付けられるＯリング等として好適に用いられる。
【００２４】
（実施の形態２）
図３（Ａ）に本発明に係るガス用シール材の好ましい他の例の模式的な上面図を示し、図３（Ｂ）に図３（Ａ）に示したガス用シール材の線Ａ３−Ａ３に沿った模式的な断面図を示す。
【００２５】
図３において、本発明に係るガス用シール材１は、断面が長方形状である弾性体からなるリング状の本体部２と、本体部２の周縁に沿って本体部２の内周側に突出している弾性体からなる耳部３ａと、本体部２の周縁に沿って本体部２の外周側に突出している弾性体からなる耳部３ｂとを含む。
【００２６】
このような構成とした場合にも、図４（Ａ）の模式的断面図に示すように、本発明に係るガス用シール材を機器の部材４ａ、４ｂ間に形成された溝５に取り付けた場合には、本発明に係るガス用シール材のシール幅Ｗ１は、図４（Ｂ）の模式的断面図に示す耳部３ａ、３ｂを有しない従来のガス用シール材１１のシール幅Ｗよりも大きくなる。したがって、本発明に係るガス用シール材を用いた場合には、たとえば矢印の方向に流れるガスに対するバリア性を従来よりも向上させることができる。
【００２７】
また、図４（Ｃ）の模式的断面図に示すように、幅がＷ１である従来のガス用シール材１１を用いた場合には、Ｗ１＞Ｗであるため、ガス用シール材１１が大きすぎて、幅Ｗの溝５内にガス用シール材１１が収まらないことがある。
【００２８】
しかし、本発明に係るガス用シール材を用いた場合には、図４（Ａ）の模式的断面図に示すように、溝５内にガス用シール材が収まるだけでなく、さらにシール幅がＷ１となるため、ガスに対するバリア性を向上させることができる。
【００２９】
その他の説明は、実施の形態１と同様であるので省略する。
なお、上記において、本体部および耳部の形状は上記のものに限られず、たとえば、本体部および耳部は、三角形状、長方形状、正方形状、台形状、平行四辺形状、菱形状または五角形状等の多角形状の断面を有していてもよく、円形状、楕円形状または扇形状等の断面を有していてもよい。
【００３０】
また、耳部はリング状である本体部の周縁の内周側のみに形成されてもよく、外周側のみに形成されてもよく、周縁部以外の箇所に形成されてもよい。また、耳部は点状、直線状または曲線状等に形成されてもよい。
【００３１】
また、本願において、本体部および耳部の「厚さ」は、これらの部分のうち耳部の突出方向と直交する方向における最大の長さのことを意味するものとする。また、本願において、本体部および耳部の「長さ」は、これらの部分のうち耳部の突出方向における最大の長さのことを意味するものとする。
【００３２】
【実施例】
図１に示す耳部３ａ、３ｂを有するリング状のガス用シール材１を実施例１とし、本体部２のみからなり、耳部３ａ、３ｂを有しないリング状の従来のガス用シール材１１を比較例１として、これらのガス用シール材を用いてガスに対するバリア性を比較した。
【００３３】
（試料の作製）
実施例１および比較例１のガス用シール材は、次のようにしてそれぞれ作製された。まず、表１に示す配合となるように各々の材料を秤量した後、これらの材料を混合した。次いで、この混合物をバンバリーミキサーでマスター練りし、その後オープンロールでファイナル練りして未加硫ゴムを得た。そして最後に、得られた未加硫ゴムをそれぞれ所定の金型に流し込んだ後、１７０℃で２０分間加硫してリング状に成形した。
【００３４】
ここで、実施例１のガス用シール材１の作製に用いられる金型には耳部３ａ、３ｂを形成するための型が設けられているため、実施例１のガス用シール材１は本体部２の周縁の内周側および外周側にそれぞれ耳部３ａ、３ｂを有している。一方、比較例１のガス用シール材１１の作製に用いられる金型にはそのような型は設けられていないため、比較例１のガス用シール材１１は耳部３ａ、３ｂを有していない。
【００３５】
また、表１に示す材料の配合量はすべて質量部で表わされている。また、実施例１のガス用シール材１の耳部３ａ、３ｂの厚さはそれぞれ本体部２の厚さの１／４であり、耳部３ａ、３ｂの長さはそれぞれ本体部２の長さと同一である。
【００３６】
なお、実施例１のガス用シール材１の本体部２の大きさと比較例１のガス用シール材１１の大きさとは実質的に同一であることは言うまでもない。
【００３７】
（評価方法）
実施例１および比較例１のガス用シール材についてのガスに対するバリア性の評価は、図５の模式的断面図に示す容量１００ｃｃの耐容器８を用いて、次のようにして行なわれた。
【００３８】
まず、図５に示す下方が開口しているドーム状の上蓋６と上方が開口している鍋形状の容器７とからなる耐容器８を２つ用意した。ここで、上蓋６を容器７に被せると、これらが接触する箇所に断面が円形となる溝５が耐容器８の内部を取り囲むようにしてリング状に形成される。
【００３９】
次に、２つの耐容器８の溝５のそれぞれに実施例１および比較例１のガス用シール材を嵌めこんだ後、上蓋６を容器７に被せ、耐容器８内の圧力が８ＭＰａになるまで、ガス注入口９から炭酸ガス（ＣＯ_２）を耐容器８内に注入した。その後、栓１０で炭酸ガス（ＣＯ_２）の流路を塞ぐことにより耐容器８を密封した。
【００４０】
そして、密封直後の２つの耐容器８の質量をそれぞれ測定した後、これらの耐容器８を温度４０℃の条件下で２４時間放置した。その後、放置後の耐容器８の質量をそれぞれ測定した。
【００４１】
そして、密封直後の耐容器８の質量から放置後の耐容器８の質量を差し引いた値をガスリーク量とした。
【００４２】
表１に実施例１および比較例１のガス用シール材を用いた耐容器８のガスリーク量をそれぞれ表わす。なお、表１において、実施例１のガスリーク量は、比較例１のガスリーク量を１００としたときの比で表わされている。
【００４３】
【表１】

【００４４】
（注１）日本ゼオン（株）製のＮＢＲ
（注２）カーボンブラックＩＳＡＦ
（注３）大内新興化学工業（株）製のＮ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド
（注４）大内新興化学工業（株）製のジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛
（評価結果）
表１からもわかるように、実施例１のガスリーク量は３５であって、比較例１のガスリーク量である１００よりもガスリーク量が少なかった。したがって、耳部３ａ、３ｂを有する実施例１のガス用シール材１は耳部３ａ、３ｂを有しない比較例１のガス用シール材１１よりも炭酸ガスに対するバリア性を大幅に向上させることができることがわかった。
【００４５】
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。
【００４６】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、ガスに対するバリア性を向上させ得るガス用シール材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明に係るガス用シール材の好ましい一例の模式的な上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示したガス用シール材の線Ａ１−Ａ１に沿った模式的な断面図である。
【図２】（Ａ）は機器の部材間に形成された溝に取り付けられた図１に示すガス用シール材の一部の模式的断面図であり、（Ｂ）は機器の部材間に形成された溝に取り付けられた断面が円形状の従来のガス用シール材の一部の模式的断面図であり、（Ｃ）は断面が幅広の円形状である従来のガス用シール材を機器の部材間に形成された溝に取り付けようとしたときの模式的断面図である。
【図３】（Ａ）は本発明に係るガス用シール材の好ましい他の例の模式的な上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示したガス用シール材の線Ａ３−Ａ３に沿った模式的な断面図である。
【図４】（Ａ）は機器の部材間に形成された溝に取り付けられた図３に示すガス用シール材の一部の模式的断面図であり、（Ｂ）は機器の部材間に形成された溝に取り付けられた断面が長方形状の従来のガス用シール材の一部の模式的断面図であり、（Ｃ）は断面が幅広の長方形状である従来のガス用シール材を機器の部材間に形成された溝に取り付けようとしたときの模式的断面図である。
【図５】実施例で用いられた耐容器の模式的な断面図である。
【図６】機器の部材間に形成された溝に取り付けられた従来のガス用シール材の一部の模式的な断面図である。
【符号の説明】
１，１１ガス用シール材、２本体部、３ａ，３ｂ耳部、４ａ，４ｂ機器の部材、５溝、６上蓋、７容器、８耐容器、９ガス注入口、１０栓。

Claims

リング状の弾性体部と、該弾性体部から突出した耳部とを有するガス用シール材。
前記耳部の厚さが、前記弾性体部の厚さの１／２０〜１／３であることを特徴とする請求項１に記載のガス用シール材。
前記耳部が、前記弾性体部の周縁に沿って連続して形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のガス用シール材。