JP2004315755A

JP2004315755A - シール材

Info

Publication number: JP2004315755A
Application number: JP2003114927A
Authority: JP
Inventors: Masaki Kawahigashi; 正記川東; Yasufumi Fukushima; 康文福島
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 2003-04-18
Filing date: 2003-04-18
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】耐酸性（例えば、耐硝酸性）に優れるシール材を提供すること。
【解決手段】水素化ニトリルゴムを（好ましくはカーボンブラック、亜鉛を含有しない加硫促進剤および／または亜鉛を含有しない老化防止剤と共に）含有し、かつ亜鉛の含量が０．２５５重量％以下であるゴム組成物からなることを特徴とするシール材。
【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、より詳しくは、耐酸性（特には耐硝酸性）に優れるシール材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水素化ニトリルゴムは、その優れた材料特性から、各種シール材の成形材料として用いられている。
従来、水素化ニトリルゴムをシール材に加硫成形する際には、通常、加硫促進剤として酸化亜鉛のような亜鉛化合物が配合されており、また場合によっては、亜鉛塩の老化防止剤が配合されることもある。
しかしながら、このような亜鉛を含有した水素化ニトリルゴムシール材は、酸性条件下での耐性が悪く、例えば、３％以下の希硝酸においてもその耐性は充分ではないため、殺菌用のような酸性雰囲気（例えば、希硝酸雰囲気）条件においては、使用することはできなかった。
【０００３】
従来、耐薬品性の軟質ニトリルゴムを得る目的で塩基性ニトリルゴムに無酸化亜鉛の架橋剤や促進剤を配合する方法が提案されている（特許文献１参照）が、この材料では、シール材、特に耐酸性が要求されるシール材の材料として不適であった。
【０００４】
【特許文献１】
特表２０００−５１２６８４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って、その目的とするところは、酸性環境（例えば、希硝酸環境）で使用しうるシール材を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決するため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、本発明は以下のとおりである。
【０００７】
（１）水素化ニトリルゴムを含有し、かつ亜鉛の含量が０．２５５重量％以下であるゴム組成物からなることを特徴とする、シール材。
（２）さらに、カーボンブラックを含有する、上記（１）記載のシール材。
（３）さらに、亜鉛を含有しない加硫促進剤および／または亜鉛を含有しない老化防止剤を含有する、上記（１）または（２）記載のシール材。
（４）酸性雰囲気中で使用される、上記（１）〜（３）のいずれかに記載のシール材。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のシール材は、水素化ニトリルゴムを含有し、かつ亜鉛の含量が０．２５５重量％以下であるゴム組成物を成形したものである。
【０００９】
本発明に使用されるゴム組成物における亜鉛の含量は、シール材の酸（特には硝酸等）に対する充分な耐性を得るためにできるだけ少なくする必要があり、具体的には０．２５５重量％以下であり、より好ましくは０．２５０重量％以下であり、亜鉛を含有しないのがさらに好ましい。亜鉛の含量が０．２５５重量％を越える場合は、シール材の耐酸性が低下する傾向がある。
【００１０】
本発明のシール材における亜鉛の含量は、従来公知の方法、例えば誘導結合
プラズマ（ＩＣＰ）分析により測定することができる。
【００１１】
本発明に使用される水素化ニトリルゴム（以下、「ＨＮＢＲ」と呼ぶことがある。）としては、ニトリル−共役ジエン共重合ゴムの共役ジエン単位部分を水素化したもの、ニトリル−共役ジエン−エチレン性不飽和モノマー三元共重合ゴムの共役ジエン単位部分を水素化したもの、ニトリル−エチレン性不飽和モノマー系共重合ゴムなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１２】
このようなＨＮＢＲの具体例として、ブタジエン−アクリロニトリル共重合ゴム、イソプレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合ゴム、イソプレン−アクリロニトリル共重合ゴム、ブタジエン−メチルアクリレート−アクリロニトリル共重合ゴムなどを水素化したもの、ブチルアクリレート−エトキシエチルアクリレート−ビニルクロロアセテート−アクリロニトリル共重合ゴム、ブチルアクリレート−エトキシエチルアクリレート−ビニルノルボルネン−アクリロニトリル共重合ゴムなどが例示されるが、これらに限定されるものではない。
【００１３】
このようなＨＮＢＲは、従来公知の手法によって適宜製造することができ、また市販のもの、例えば、ゼットポール２０００（日本ゼオン社製）、ゼットポール２０１０（日本ゼオン社製）などを用いてもよい。
【００１４】
本発明に使用されるゴム組成物は、耐摩耗性および圧縮永久歪みを向上させるために、カーボンブラックを配合されてなることが好ましい。本発明に使用され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は限定はなく、例えば、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が、これらに限定されるものではない。上記中でも、より圧縮永久歪みを向上し得る観点からは、ＦＥＦカーボンブラックまたはＳＲＦカーボンブラックを用いるのが好ましい。これらのカーボンブラックは、単独又は２種以上組み合わせて用いられる。
【００１５】
本発明に使用されるゴム組成物において、カーボンブラックの配合量に特に制限はないが、ＨＮＢＲ１００重量部に対し１０重量部〜１５０重量部であるのが好ましく、２０重量部〜１１０重量部であるのがより好ましい。カーボンブラックの配合量がＨＮＢＲ１００重量部に対し１０重量部未満であると、得られたゴム成形物が柔らかすぎて、充分なシール機能を発揮し得ない虞があるためであり、また、カーボンブラックの配合量がＨＮＢＲ１００重量部に対し１５０重量部を超えると、圧縮永久歪みが低下する虞があるためである。
【００１６】
また、本発明に使用されるゴム組成物は、耐酸性（特には耐硝酸性）の観点からは、さらに亜鉛を含有しない加硫促進剤が配合されてなることが好ましい。このような亜鉛を含有しない加硫促進剤としては、公知のものを制限なく使用すればよい。亜鉛を含有しない加硫促進剤を配合する場合は、圧縮永久歪み、引張強さ、伸びとのバランスをとるためにＨＮＢＲ１００重量部に対して、１．０重量部〜１０重量部配合すればよい。
【００１７】
さらには、本発明に使用されるゴム組成物は、耐酸性（特には耐硝酸性）の観点からは、亜鉛を含有しない老化防止剤が配合されてなることが好ましい。このような亜鉛を含有しない老化防止剤としては、加硫促進剤と同じように亜鉛を含有しないものであれば限定はなく、ＨＮＢＲ１００重量部に対して０．５重量部〜２重量部程度配合するのが好ましい。
【００１８】
また、本発明に使用されるゴム組成物は、さらに加硫剤が配合されてなることが好ましい。このような加硫剤としては、例えば、従来公知の有機過酸化物を用いればよく、たとえば、ｏ−メチルベンゾイルパーオキサイド、ビス（３，５，５−トリメチルヘキサノイル）パーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、ジクミルパーオキサイド、１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、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、ジｔ−ブチルパーオキサイドなどから選ばれる少なくとも１種を特に制限なく用いることができる。加硫剤を配合する場合は、圧縮永久歪み、引張強さ、伸びとのバランスをとるためにＨＮＢＲ１００重量部に対して、１．０重量部〜５．０重量部配合すればよい。
【００１９】
ＨＮＢＲを（好ましくはカーボンブラック、亜鉛を含有しない加硫促進剤および／または亜鉛を含有しない老化防止剤と共に）含有し、かつ亜鉛の含量が０．２５５重量％以下であるゴム組成物は、後述のように成形することによって、酸化亜鉛等の亜鉛化合物を配合した従来のゴム成形物と比較して、格段に耐酸性、特に耐硝酸性に優れたゴム成形物を実現することができる。ここで、「耐硝酸性に優れる」とは、後述する耐硝酸性試験において、重量変化率が３％未満であることをいう。
【００２０】
上記のような本発明のゴム組成物を成形してなるゴム成形物は、シール材としての用途が好適であり、その優れた耐酸性から、殺菌用のような酸性雰囲気（例えば、希硝酸雰囲気）下で使用されるシール材として用いるのが特に好適であり、このような用途で用いた場合、シール材の酸（例えば、硝酸）による劣化は遅く、良好なシール性を長寿命で実現することができる。
【００２１】
本発明のシール材は、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あるい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。ゴムの加硫は、例えば１５０〜１８０℃で５〜２０分間の一次加硫を行った後、１５０〜１８０℃で１〜５時間の二次加硫を行うというような条件が好ましい。
【００２２】
本発明のシールは、その形状に特に限定はなく、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。またゴム成形物の大きさも特に限定はなく、目的に応じ適宜選ばれる。
【００２３】
また、本発明に使用されるゴム組成物には、従来公知の亜鉛を含有していない添加剤、例えば加硫助剤、滑剤などが添加されていてもよい。
【００２４】
加硫助剤としては、従来公知の亜鉛を含有していない加硫助剤を適用すればよい。亜鉛を含有しない加硫助剤は、ＨＮＢＲ１００重量部に対して１重量部〜１０重量部程度配合するのが好ましい。
【００２５】
滑剤としては、加硫助剤と同じように亜鉛を含有していないものであれば限定はなく、ＨＮＢＲ１００重量部に対して０．１重量部〜２重量部程度配合するのが好ましい。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明について、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。
【００２７】
実施例１
水素化ニトリルゴム１００重量部あたり、ＦＥＦカーボンブラックを１００重量部、加硫剤として１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼンを５重量部、加硫促進剤としてＮ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミドを５重量部配合したゴム組成物を、１６５℃で１５分間のプレス成形（一次加硫）後、１６５℃で１時間の二次加硫という条件で加硫・成形して、シール材を作製した。
【００２８】
実施例２
水素化ニトリルゴム１００重量部あたり、ＦＥＦカーボンブラックを１００重量部、加硫剤として１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼンを５重量部、加硫促進剤としてＮ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミドを５重量部、酸化亜鉛を０．０２重量部配合したゴム組成物を、１６５℃で１５分間のプレス成形（一次加硫）後、１６５℃で１時間の二次加硫という条件で加硫・成形して、シール材を作製した。
【００２９】
実施例３
水素化ニトリルゴム１００重量部あたり、ＦＥＦカーボンブラックを１００重量部、加硫剤として１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼンを５重量部、加硫促進剤としてＮ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミドを５重量部、酸化亜鉛を０．０７重量部配合したゴム組成物を、１６５℃で１５分間のプレス成形（一次加硫）後、１６５℃で１時間の二次加硫という条件で加硫・成形して、シール材を作製した。
【００３０】
実施例４
水素化ニトリルゴム１００重量部あたり、ＦＥＦカーボンブラックを１００重量部、加硫剤として１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼンを５重量部、加硫促進剤としてＮ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミドを５重量部、酸化亜鉛を０．２５重量部配合したゴム組成物を、１６５℃で１５分間のプレス成形（一次加硫）後、１６５℃で１時間の二次加硫という条件で加硫・成形して、シール材を作製した。
【００３１】
実施例５
水素化ニトリルゴム１００重量部あたり、ＦＥＦカーボンブラックを１００重量部、加硫剤として１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼンを５重量部、加硫促進剤としてＮ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミドを５重量部、酸化亜鉛を０．４１重量部配合したゴム組成物を、１６５℃で１５分間のプレス成形（一次加硫）後、１６５℃で１時間の二次加硫という条件で加硫・成形して、シール材を作製した。
【００３２】
実施例６
水素化ニトリルゴム１００重量部あたり、ＦＥＦカーボンブラックを１００重量部、加硫剤として１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼンを５重量部、加硫促進剤としてＮ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミドを５重量部、酸化亜鉛を０．５３重量部配合したゴム組成物を、１６５℃で１５分間のプレス成形（一次加硫）後、１６５℃で１時間の二次加硫という条件で加硫・成形して、シール材を作製した。
【００３３】
実施例７
水素化ニトリルゴム１００重量部あたり、ＦＥＦカーボンブラックを１００重量部、加硫剤として１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼンを５重量部、加硫促進剤としてＮ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミドを５重量部、酸化亜鉛を０．６６重量部配合したゴム組成物を、１６５℃で１５分間のプレス成形（一次加硫）後、１６５℃で１時間の二次加硫という条件で加硫・成形して、シール材を作製した。
【００３４】
実施例８
水素化ニトリルゴム１００重量部あたり、ＦＥＦカーボンブラックを１００重量部、加硫剤として１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼンを５重量部、老化防止剤として４，４’−ジ（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミンを２重量部、酸化亜鉛を０．０２重量部配合したゴム組成物を、１６５℃で１５分間のプレス成形（一次加硫）後、１６５℃で１時間の二次加硫という条件で加硫・成形して、シール材を作製した。
【００３５】
実施例９
水素化ニトリルゴム１００重量部あたり、ＦＥＦカーボンブラックを１００重量部、加硫剤として１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼンを５重量部、加硫促進剤としてＮ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミドを５重量部、老化防止剤として４，４’−ジ（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミンを２重量部、酸化亜鉛を０．０２重量部配合したゴム組成物を、１６５℃で１５分間のプレス成形（一次加硫）後、１６５℃で１時間の二次加硫という条件で加硫・成形して、シール材を作製した。
【００３６】
比較例１
水素化ニトリルゴム１００重量部あたり、ＦＥＦカーボンブラックを１００重量部、加硫剤として１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼンを５重量部、加硫促進剤としてＮ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミドを５重量部、酸化亜鉛を０．８０重量部配合したゴム組成物を、１６５℃で１５分間のプレス成形（一次加硫）後、１６５℃で１時間の二次加硫という条件で加硫・成形して、シール材を作製した。
【００３７】
比較例２
水素化ニトリルゴム１００重量部あたり、ＦＥＦカーボンブラックを１００重量部、加硫剤として１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼンを５重量部、加硫促進剤としてＮ，Ｎ‘−ｍ−フェニレンビスマレイミドを５重量部、酸化亜鉛を１．００重量部配合したゴム組成物を、１６５℃で１５分間のプレス成形（一次加硫）後、１６５℃で１時間の二次加硫という条件で加硫・成形して、シール材を作製した。
【００３８】
比較例３
水素化ニトリルゴム１００重量部あたり、ＦＥＦカーボンブラックを１００重量部、加硫剤として１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼンを５重量部、加硫促進剤としてＮ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミドを５重量部、酸化亜鉛を２．７重量部配合したゴム組成物を、１６５℃で１５分間のプレス成形（一次加硫）後、１６５℃で１時間の二次加硫という条件で加硫・成形して、シール材を作製した。
【００３９】
〔評価試験〕
上記で得られた実施例１〜９および比較例１〜３のシール材について、以下の評価試験を行った。
（１）耐硝酸性試験
各シール材（１２ｍｍ厚、２５ｍｍ直径の円板）について、３％希硝酸水溶液に９０℃で、１００時間浸漬し、希硝酸浸漬前の重量（Ａ）および希硝酸浸漬後の重量（Ｂ）とから下記式にて重量変化率を算出した。
重量変化率（％）＝（Ａ−Ｂ）／Ａ×１００
実施例１〜９の結果を表１、比較例１〜３の結果を表２に示す。重量変化率が３％未満のものを合格とし、３％以上のものを不合格とした。
【００４０】
【表１】

【００４１】
【表２】

【００４２】
【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、耐酸性（特には、耐硝酸性）が格段に向上されたシール材を提供することができる。
本発明のシール材は、酸性雰囲気（例えば、希硝酸雰囲気）下で使用される殺菌用のような用途に好適に使用することができる。

Claims

水素化ニトリルゴムを含有し、かつ亜鉛の含量が０．２５５重量％以下であるゴム組成物からなることを特徴とする、シール材。
さらに、カーボンブラックを含有する、請求項１記載のシール材。
さらに、亜鉛を含有しない加硫促進剤および／または亜鉛を含有しない老化防止剤を含有する、請求項１または２記載のシール材。
酸性雰囲気中で使用される、請求項１〜３のいずれかに記載のシール材。