JP2006059683A - Washing method of rubber product for fuel cell - Google Patents

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歩 池本
Koyo Murakami
公洋 村上
Hiroyasu Kato
宏秦 加藤
Takahiro Nishiyama
高広 西山
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
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    • C08J2321/00Characterised by the use of unspecified rubbers

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a washing method of a rubber product for fuel cell capable of extraction removal of impurities or the like in a short time without affecting the physical property of rubber, and superior in washing efficiency. <P>SOLUTION: The rubber product for fuel cell formed of non-polar rubber is washed by a super-critical (subcritical) fluid. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、燃料電池用ゴム製品の洗浄方法に関するものである。   The present invention relates to a method for cleaning a fuel cell rubber product.

次世代の発電方式として、燃料電池システム(特に、固体高分子型燃料電池)を用いた発電方式が有力視されている。この燃料電池システムによって得られたエネルギーは、例えば、自動車の動力や、家庭の電気および温水等として非常に効率的に利用することが可能である。ところで、上記燃料電池システムにおいては、水素と酸素の化学反応でエネルギーを発生させており、その反応には触媒を利用している。そのため、触媒毒成分(硫黄等)や各種イオン等の外的混入物があると、これら混入物が、上記反応を妨げるとともに、上記触媒を被毒させ、その結果、反応効率が著しく低下する。したがって、それを防止するためには、水素や酸素の流入ラインにあたる配管部材(ホース)および関連部材においては、上記外的混入物の抽出や付着がない製品を使用する必要がある。   As a next-generation power generation method, a power generation method using a fuel cell system (in particular, a polymer electrolyte fuel cell) is considered promising. The energy obtained by this fuel cell system can be used very efficiently as, for example, the power of automobiles, household electricity and hot water. In the fuel cell system, energy is generated by a chemical reaction between hydrogen and oxygen, and a catalyst is used for the reaction. Therefore, if there are external contaminants such as catalyst poison components (sulfur, etc.) and various ions, these contaminants interfere with the reaction and poison the catalyst, resulting in a significant reduction in reaction efficiency. Therefore, in order to prevent this, it is necessary to use a product that does not extract or adhere to the above-mentioned external contaminants in the piping member (hose) and related members corresponding to the inflow lines of hydrogen and oxygen.

また、上記燃料電池システムにおける化学反応の際に発生する熱を冷却するため、燃料電池システムには、通常、水冷式の冷却システムが導入されている。そして、その冷却ラインを流れる冷却水(純水およびクーラント)には、絶縁性を保つことが求められている。すなわち、上記冷却水が導電性を帯びた場合、電気的な短絡を引き起こし、それによって、感電のおそれや、その漏電による発電効率の低下が懸念されるからである。したがって、上記冷却水の冷却ラインに用いる配管部材(ホース)および関連部材においては、イオンの抽出が殆どなく、冷却水の導電性を上げないような製品が求められる。そして、上記冷却水には、通常、導電率の低い純水や、純水とクーラントとの混合物が用いられる。しかしながら、純水では、塩素等の除菌剤が一切含まれておらず、そのために、例えば、配管部材(ホース)および関連部材から抽出される低分子有機物の量が多いと、それを餌にするバクテリアが大量に発生する懸念がある。   In order to cool the heat generated during the chemical reaction in the fuel cell system, a water-cooled cooling system is usually introduced into the fuel cell system. And it is calculated | required that the cooling water (pure water and coolant) which flows through the cooling line should maintain insulation. That is, when the cooling water is conductive, an electrical short circuit is caused, which may cause an electric shock and a decrease in power generation efficiency due to the electric leakage. Therefore, in the piping member (hose) and related members used in the cooling water cooling line, a product that hardly extracts ions and does not increase the conductivity of the cooling water is required. For the cooling water, pure water having a low electrical conductivity or a mixture of pure water and coolant is usually used. However, pure water does not contain any disinfectant such as chlorine. For this reason, if there is a large amount of low molecular weight organic matter extracted from piping members (hoses) and related members, for example, There is concern that a large amount of bacteria will be generated.

これらのことから、従来では、燃料電池システムの配管には、イオン等の溶出が少ないステンレス(SUS)配管を使用することが多かった。しかし、SUS配管を用いた場合、剛性が高いことから、曲げ加工性等に欠け、成形や組み付け等が困難となり、レイアウトおよび作業性に問題がある他、振動耐久性等の難点もある。そのため、近年では、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体(EPDM)等のゴムを用いて形成されたゴム製ホースの使用が提案されている。ところが、このようなゴム製ホースの内周面には、その製造過程において塗布された離型剤等が付着しており、さらに、ゴム中に、微量の不純物等(ゴム配合薬品中に含まれていたり,ホースの製造工程で混入する不純物や、金属イオン、硫黄成分、低分子有機物等)が含まれていることから、これらが徐々に抽出するおそれがある。したがって、上記ゴム製ホースを、そのまま燃料電池システムの配管に用いるには問題がある。また、上記燃料電池システムには、ホース以外にも、例えば、パッキン,ガスケット等のゴム製品があり、これらの関連部材についても、同様の問題がある。したがって、燃料電池システム用途のゴム製品には、洗浄作業が必要不可欠である。上記洗浄作業は、例えば、ホースの場合、その内周面の離型剤を、水や洗浄液によって洗浄し、その後、純水(比導電率が20μS/cm以下の純水)をホース内に封入して、その水温を高温(90℃程度)に保持したまま、長時間(24時間×2サイクル程度)抽出を行うことによりなされる。そして、その後、水洗および乾燥の各工程を経て、製品化される(例えば、特許文献1または2参照)。
特開2003−173803公報 特開2002−81581公報
For these reasons, conventionally, a stainless steel (SUS) pipe with less elution of ions and the like has been often used for a pipe of a fuel cell system. However, when SUS piping is used, since it has high rigidity, it lacks bending workability and the like, making molding and assembly difficult, and there are problems in layout and workability, as well as problems such as vibration durability. Therefore, in recent years, it has been proposed to use a rubber hose formed using rubber such as ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM). However, a release agent applied in the manufacturing process adheres to the inner peripheral surface of such a rubber hose, and further, a very small amount of impurities, etc. (contained in rubber compounding chemicals). Or impurities mixed in the manufacturing process of the hose, metal ions, sulfur components, low molecular organic substances, etc.), these may be gradually extracted. Therefore, there is a problem in using the rubber hose as it is for the piping of the fuel cell system. In addition to the hose, the fuel cell system includes, for example, rubber products such as packings and gaskets, and these related members have the same problem. Therefore, cleaning work is indispensable for rubber products for fuel cell system applications. For example, in the case of a hose, the above-described cleaning operation is performed by cleaning the release agent on the inner peripheral surface with water or a cleaning liquid, and then enclosing pure water (pure water with a specific conductivity of 20 μS / cm or less) in the hose. Then, extraction is performed for a long time (about 24 hours × 2 cycles) while keeping the water temperature at a high temperature (about 90 ° C.). And after that, it is commercialized through each process of water washing and drying (for example, refer to patent documents 1 or 2).
JP 2003-173803 A JP 2002-81581 A

しかしながら、上記のように、従来の、純水の封入による洗浄作業(ゴム中の不純物等の抽出除去作業)は、高温で、かなりの時間を要することから、作業効率上好ましいとはいえない。また、この洗浄作業の効率化を優先しようとして、例えば、有機溶剤により洗浄作業を行うと、ゴム物性に悪影響を与えるおそれがあり、しかも、環境面での不安も残るため、現時点においては、具体的な解決策がないのが実状である。   However, as described above, the conventional cleaning operation by filling pure water (extraction / removal operation of impurities in rubber) takes a considerable time at a high temperature and is not preferable in terms of work efficiency. In addition, in order to prioritize the efficiency of this cleaning work, for example, if the cleaning work is performed with an organic solvent, there is a risk of adversely affecting the physical properties of the rubber, and environmental concerns remain. The reality is that there is no practical solution.

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、ゴム物性に悪影響を与えずに短時間で不純物等の抽出除去ができ、洗浄効率に優れる燃料電池用ゴム製品の洗浄方法の提供をその目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a method for cleaning a fuel cell rubber product that can extract and remove impurities and the like in a short time without adversely affecting rubber physical properties and has excellent cleaning efficiency. Objective.

上記の目的を達成するために、本発明の燃料電池用ゴム製品の洗浄方法は、非極性ゴムによって形成された燃料電池用ゴム製品の洗浄方法であって、超臨界(亜臨界)流体により上記ゴム製品を洗浄するという構成をとる。   In order to achieve the above object, a method for cleaning a fuel cell rubber product according to the present invention is a method for cleaning a fuel cell rubber product formed of non-polar rubber, which is described above with a supercritical (subcritical) fluid. The rubber product is cleaned.

すなわち、本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意研究を重ねた。その研究の過程で、二酸化炭素等による超臨界(亜臨界)流体(液体と気体とが単一相となる状態の流体)によりゴムを洗浄すると、環境への負荷も低く、また、この流体が、ゴムへの浸透力が高いことからゴム内部に容易に出入りし、その出動作の際に、ゴム内部の不純物等を帯動し、効率的にゴムから取り除く(抽出)ことができることを突き止めた。このことから、上記超臨界(亜臨界)流体の使用により、低温かつ短時間で、ゴム内部の不純物等の抽出除去作業を効率的に行うことができる。ところが、この研究の過程で、適用対象であるゴム製品が極性ゴムによって形成されていると、上記超臨界(亜臨界)流体による膨潤が生じやすく、また、このように膨潤したまま上記流体が気化すると、ゴム製品に発泡が生じ易くなることが明らかになった。そこで、適用対象であるゴム製品を非極性ゴム製のものとし、これに、上記特定の洗浄方法を適用したところ、上記のような発泡の問題を生じず、上記洗浄を有利に行うことができるようになった。このようにして、この洗浄方法により、不純物等を嫌う燃料電池システムにおいて有用なゴム製品を得ることができることを見いだし、本発明に到達した。   That is, the present inventors have intensively studied to solve the above problems. In the course of the research, if the rubber is washed with a supercritical (subcritical) fluid such as carbon dioxide (a fluid in which the liquid and gas are in a single phase), the load on the environment is low. Because of its high permeability to rubber, it has been found that it can easily enter and exit the rubber, and when it moves out, impurities inside the rubber can be pulsated and efficiently removed (extracted) from the rubber. . Therefore, by using the supercritical (subcritical) fluid, it is possible to efficiently extract and remove impurities and the like inside the rubber at a low temperature and in a short time. However, in the course of this research, if the rubber product to be applied is made of polar rubber, it tends to swell due to the supercritical (subcritical) fluid, and the fluid is vaporized while being swelled in this way. Then, it became clear that foaming is likely to occur in the rubber product. Therefore, when the rubber product to be applied is made of a non-polar rubber and the specific cleaning method is applied thereto, the above-mentioned cleaning can be advantageously performed without causing the above-mentioned foaming problem. It became so. Thus, it has been found that this cleaning method can provide a rubber product useful in a fuel cell system that dislikes impurities and the like, and has reached the present invention.

上記のように、本発明では、非極性ゴムによって形成された燃料電池用ゴム製品を、超臨界(亜臨界)流体に所定時間接触させることにより、ゴム内部の不純物等を抽出除去(洗浄)し、目的とする燃料電池用ゴム製品を得ている。そのため、この方法で洗浄すれば、ゴム物性を劣化させることなく、低温・短時間で効率よく洗浄することができる。また、この洗浄により、燃料電池システム内を流れる流体の導電化等を促す各種イオン等のみではなく、低分子有機物についても積極的に取り除くこともできる。したがって、このようにして洗浄処理された燃料電池用ゴム製品は、不純物,各種イオン,硫黄成分,低分子有機物等の溶出が殆どなく、燃料電池システムにおける、あらゆる配管部材(ホース)および関連部材への適用が可能であり、その使用により、燃料電池システム内を流れる流体の導電性アップによる燃料電池システムの短絡や、触媒の被毒等による発電効率の低下や、さらには、上記流体中への低分子有機物の抽出によるバクテリアの発生等を、解消することができる。   As described above, in the present invention, a rubber product for a fuel cell formed of nonpolar rubber is brought into contact with a supercritical (subcritical) fluid for a predetermined time to extract and remove (wash) impurities and the like inside the rubber. The target fuel cell rubber products have been obtained. Therefore, if it wash | cleans by this method, it can wash | clean efficiently at low temperature and a short time, without deteriorating a rubber physical property. In addition, by this cleaning, not only various ions that promote the conduction of fluid flowing in the fuel cell system, but also low molecular organic substances can be positively removed. Therefore, the fuel cell rubber product washed in this manner has almost no elution of impurities, various ions, sulfur components, low molecular organic substances, etc., and can be applied to all piping members (hoses) and related members in the fuel cell system. This can be used to reduce the power generation efficiency due to the short circuit of the fuel cell system due to the increased conductivity of the fluid flowing in the fuel cell system, the poisoning of the catalyst, and the like. The generation of bacteria due to the extraction of low molecular organic substances can be eliminated.

特に、上記非極性ゴムが、エチレン−プロピレンゴム(EPM)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、ブチルゴム(IIR)、塩素化ブチルゴム(Cl−IIR)、臭素化ブチルゴム(Br−IIR)であると、より発泡を生じず、本発明における洗浄作業をより有利に進めることができる。   In particular, the nonpolar rubber is ethylene-propylene rubber (EPM), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), butyl rubber (IIR), chlorinated butyl rubber (Cl-IIR), or brominated butyl rubber (Br-IIR). Thus, foaming does not occur more and the cleaning operation in the present invention can be carried out more advantageously.

また、上記超臨界(亜臨界)流体が、超臨界(亜臨界)状態の二酸化炭素によるものであると、抽出効率がより高く、さらに、その使用による環境への負荷をより小さくすることができる。   Further, when the supercritical (subcritical) fluid is derived from carbon dioxide in a supercritical (subcritical) state, the extraction efficiency is higher, and the environmental load due to its use can be further reduced. .

さらに、上記超臨界(亜臨界)流体による洗浄が、雰囲気温度が32〜80℃の超臨界(亜臨界)流体による24時間以内での抽出処理であると、ゴム物性を劣化させることなく、従来の、純水による高温・長時間での抽出処理と同等か、それ以上の抽出効果(洗浄効果)を得ることができる。   Furthermore, if the cleaning with the supercritical (subcritical) fluid is an extraction process within 24 hours with a supercritical (subcritical) fluid having an ambient temperature of 32 to 80 ° C., the conventional rubber properties are not deteriorated. Thus, it is possible to obtain an extraction effect (cleaning effect) equivalent to or higher than the extraction treatment with pure water at a high temperature and for a long time.

つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail.

本発明では、先にも述べたように、非極性ゴムによって形成された燃料電池用ゴム製品を、超臨界(亜臨界)流体に所定時間接触させることにより、上記ゴム製品を洗浄し、目的とする燃料電池用ゴム製品を得ている。なお、ここで言う「洗浄」とは、ゴム製品の表面的な洗浄のみを指すのではなく、そのゴム内部の洗浄、すなわち、ゴム内部に含まれる微量の不純物等を抽出除去することも含む趣旨である。   In the present invention, as described above, a rubber product for a fuel cell formed of nonpolar rubber is brought into contact with a supercritical (subcritical) fluid for a predetermined time, thereby cleaning the rubber product. Has obtained rubber products for fuel cells. The term “cleaning” as used herein does not only indicate the surface cleaning of a rubber product, but also includes cleaning the inside of the rubber, that is, extracting and removing a small amount of impurities contained in the rubber. It is.

上記ゴム製品の形成材料である非極性ゴムとしては、分子内に極性基をもたないゴムであれば、特に限定はないが、なかでも、エチレン−プロピレンゴム(EPM)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、ブチルゴム(IIR)、塩素化ブチルゴム(Cl−IIR)および臭素化ブチルゴム(Br−IIR)は、超臨界(亜臨界)流体の膨潤度がより小さく、そのため、超臨界(亜臨界)流体の膨潤に起因する発泡も生じにくいので、本発明における洗浄作業をより有利に進めることができ、好ましい。なお、これら非極性ゴムは、単独であるいは二種以上併せて用いられる。なかでも、燃料電池用ホース用途においては、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)が、好ましく用いることができる。そして、これらの非極性ゴムとともに、カーボンブラック,タルク等の充填剤、架橋剤、共架橋剤、プロセスオイル、老化防止剤等が、適宜配合される。なお、この発明において、非極性ゴムとは、全体が全て非極性ゴムで構成されているもののほか、多少(例えば20重量%以下)の極性ゴムが配合されているものも含めるものである。   The non-polar rubber which is a material for forming the rubber product is not particularly limited as long as it is a rubber having no polar group in the molecule. Among them, ethylene-propylene rubber (EPM), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), butyl rubber (IIR), chlorinated butyl rubber (Cl-IIR) and brominated butyl rubber (Br-IIR) have a lower degree of swelling of supercritical (subcritical) fluids, and are therefore supercritical (subcritical). Since foaming due to fluid swelling is less likely to occur, the cleaning operation in the present invention can be carried out more advantageously, which is preferable. These nonpolar rubbers may be used alone or in combination of two or more. Among these, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM) can be preferably used in the fuel cell hose application. Along with these nonpolar rubbers, a filler such as carbon black and talc, a crosslinking agent, a co-crosslinking agent, a process oil, an anti-aging agent and the like are appropriately blended. In addition, in this invention, the nonpolar rubber includes not only the whole being composed of a nonpolar rubber but also the one containing a small amount (for example, 20% by weight or less) of a polar rubber.

そして、これら各成分を、ニーダー,バンバリーミキサー,ロール等の混練機を用いて混練することにより、ゴムコンパウンドを調製し、さらに、これをホース状に押出成形して加熱加硫したり、プレス加硫したりすることにより、本発明の適用対象である燃料電池用ゴム製品を作製することができる。なお、このゴム製品は、その一部が、このようなゴムによって形成され、残りの部分が、樹脂,繊維(補強糸等),金属等によって形成されたものであっても、その全部がこのようなゴムによって形成されたものであってもよい。   These components are kneaded using a kneader such as a kneader, Banbury mixer, roll, etc. to prepare a rubber compound, which is then extruded into a hose shape and heat vulcanized, or press vulcanized. The rubber product for a fuel cell to which the present invention is applied can be produced by vulcanization. Even if this rubber product is partly made of such rubber and the rest part is made of resin, fiber (reinforcing thread, etc.), metal, etc. It may be formed of such rubber.

このようにして得られた燃料電池用ゴム製品は、まず、適宜、水や従来公知の洗浄液によって(特に、上記ゴム製品がホースの場合は、その内周面を中心として)、表面的に洗浄される。そして、その後、前述の超臨界(亜臨界)流体に、上記ゴム製品を所定時間接触させることにより、上記ゴム製品の抽出洗浄が行われる。ここで、上記ゴム製品がホースの場合、その抽出洗浄は、ホースの両端開口に栓をした状態で行ってもよく、また、このホースを循環系に接続し、上記超臨界(亜臨界)流体を、ホース内に循環させて行ってもよい。また、ホース全体を超臨界(亜臨界)流体に含浸等することによる洗浄のみを行う場合は、ホース内にも超臨界(亜臨界)流体を行き渡らせるようにする必要がある。   The rubber product for the fuel cell thus obtained is first cleaned with water or a conventionally known cleaning solution (especially, when the rubber product is a hose, mainly on its inner peripheral surface). Is done. Thereafter, the rubber product is brought into contact with the above-mentioned supercritical (subcritical) fluid for a predetermined time, whereby the rubber product is extracted and washed. Here, when the rubber product is a hose, the extraction cleaning may be performed with both ends of the hose plugged, and the hose is connected to a circulation system so that the supercritical (subcritical) fluid can be used. May be circulated in the hose. Further, when only cleaning by impregnating the entire hose with a supercritical (subcritical) fluid or the like is performed, it is necessary to distribute the supercritical (subcritical) fluid in the hose.

上記超臨界(亜臨界)流体とは、前述のように、液体と気体とが単一相となる状態の流体であり、具体的には、二酸化炭素,ヘリウム,アルゴン,窒素,アンモニア,水,アルカン(エタン,プロパン,ブタン等),アルコール系溶剤(メタノール,エタノール,プロパノール,イソプロパノール,ブタノール,イソブタノール等)等を、所定の温度および圧力により、その臨界点を超える流体としたものである。すなわち、例えば二酸化炭素の場合、その臨界点が、温度31.3℃,圧力7.4MPaであるため、超臨界(亜臨界)流体とするには、これらの値を超える条件となるように設定し作業する必要がある。なお、これら超臨界(亜臨界)流体は、単独であるいは二種以上併せて用いられる。なかでも、二酸化炭素による超臨界(亜臨界)流体の使用が、EPDM,EPM等の非極性ゴムに対する抽出効率がより高く、さらに、その使用による環境への負荷をより小さくすることができることから、好ましい。   As described above, the supercritical (subcritical) fluid is a fluid in which a liquid and a gas are in a single phase. Specifically, carbon dioxide, helium, argon, nitrogen, ammonia, water, Alkanes (ethane, propane, butane, etc.), alcohol solvents (methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, etc.), etc. are made fluids exceeding the critical point at a predetermined temperature and pressure. That is, for example, in the case of carbon dioxide, the critical point is a temperature of 31.3 ° C. and a pressure of 7.4 MPa. Therefore, in order to obtain a supercritical (subcritical) fluid, the conditions are set to exceed these values. Need to work. These supercritical (subcritical) fluids are used alone or in combination of two or more. Among them, the use of supercritical (subcritical) fluids with carbon dioxide has higher extraction efficiency for non-polar rubbers such as EPDM and EPM, and can further reduce the environmental burden due to its use. preferable.

そして、上記のような超臨界(亜臨界)流体の使用により、純水では高温・長時間を要しないと取り除けないようなゴム中に含まれる不純物等を、低温・短時間で取り除くことができる。具体的には、上記超臨界(亜臨界)流体による洗浄が、雰囲気温度が32〜80℃の超臨界(亜臨界)流体による24時間以内での抽出処理であると、ゴム物性を劣化させることなく、従来の、純水による高温・長時間での抽出処理と同等か、それ以上の抽出効果(洗浄効果)を得ることができる。なお、この範囲は、洗浄効果がより期待できる範囲であるという趣旨であり、本発明では、この範囲を超える雰囲気温度もしくは時間の条件で上記抽出処理を行うことについて、特に除外するものではない。そして、上記超臨界(亜臨界)流体による洗浄処理を行った後、適宜、風乾,真空乾燥等の乾燥処理を行い、目的とする洗浄済みの燃料電池用ゴム製品を得ることができる。   And by using the supercritical (subcritical) fluid as described above, it is possible to remove impurities contained in the rubber that cannot be removed unless pure water requires a high temperature and a long time at a low temperature and a short time. . Specifically, if the cleaning with the supercritical (subcritical) fluid is an extraction treatment within 24 hours with a supercritical (subcritical) fluid having an ambient temperature of 32 to 80 ° C., the physical properties of the rubber are deteriorated. In addition, it is possible to obtain an extraction effect (cleaning effect) equivalent to or higher than the conventional extraction treatment with pure water at a high temperature and for a long time. In addition, this range is the meaning that the cleaning effect can be expected more, and in the present invention, the extraction process is not particularly excluded in the condition of the atmospheric temperature or time exceeding the range. Then, after performing the cleaning process with the supercritical (subcritical) fluid, an appropriate cleaning process such as air drying or vacuum drying can be performed to obtain a target cleaned fuel cell rubber product.

上記のような洗浄処理は、特に、燃料電池車両用ホース,家庭用等の定置式燃料電池用ホースといった燃料電池用ホースに、好適に用いることができる。これ以外にも、例えば、燃料電池システムにおいて使用されるガスケットや各種パッキン等のゴム製品にも、上記洗浄処理を行うことができる。そして、このようにして得られた洗浄済みの燃料電池用ゴム製品(ホース等)は、ゴム物性を損なうことなく、従来の洗浄処理以上に洗浄が行われていることから、燃料電池用途に優れた機能を発揮することができる。   The cleaning treatment as described above can be suitably used for a fuel cell hose such as a fuel cell vehicle hose and a stationary fuel cell hose for home use. In addition to this, for example, the above-described cleaning treatment can also be performed on rubber products such as gaskets and various packings used in the fuel cell system. The washed fuel cell rubber product (hose, etc.) thus obtained is excellent in fuel cell use because it is washed more than the conventional washing treatment without impairing rubber properties. Function can be demonstrated.

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。   Next, examples will be described together with comparative examples.

まず、EPDM100重量部(以下、「部」と略す)と、SRFカーボンブラック100部と、パラフィン系オイル60部と、老化防止剤(芳香族第二級アミン類)1部と、過酸化物架橋剤(パークミルD、日本油脂社製)5部とを、バンバリーミキサーおよびロールを用いて混練して、ゴムコンパウンドを調製した。そして、これを、160℃で45分間プレス加硫して、厚み2mmのテストピースを作製した。このようにして得られたテストピースを、ステンレス製のオートクレーブ中に投入して蓋をし、ついで、その内部へ、液化二酸化炭素を充填し、50℃×14.7MPaの超臨界(亜臨界)状態とし、この状態でテストピースを15分間洗浄処理した。このようにして、目的とする、洗浄済みのテストピースを得た。   First, 100 parts by weight of EPDM (hereinafter abbreviated as “parts”), 100 parts of SRF carbon black, 60 parts of paraffinic oil, 1 part of an antioxidant (aromatic secondary amines), and peroxide crosslinking A rubber compound was prepared by kneading 5 parts of an agent (Park Mill D, manufactured by NOF Corporation) using a Banbury mixer and a roll. This was press vulcanized at 160 ° C. for 45 minutes to produce a test piece having a thickness of 2 mm. The test piece thus obtained is put into a stainless steel autoclave, covered, and then filled with liquefied carbon dioxide, and supercritical (subcritical) at 50 ° C. × 14.7 MPa. In this state, the test piece was washed for 15 minutes. In this manner, the target cleaned test piece was obtained.

〔比較例1〕
上記洗浄処理を行わなかった。それ以外は、実施例1と同様にし、目的とするテストピースを得た。
[Comparative Example 1]
The washing treatment was not performed. Other than that was carried out similarly to Example 1, and obtained the target test piece.

〔比較例2〕
まず、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)100部と、FEFカーボンブラック60部と、酸化亜鉛(ZnO)5部と、ステアリン酸1部と、加硫促進剤(サンセラーTT、三新化学工業社製)2部と、加硫促進剤(サンセラーCZ、三新化学工業社製)1部と、可塑剤15部と、硫黄5部とを、バンバリーミキサーおよびロールを用いて混練して、ゴムコンパウンドを調製した。そして、これを、160℃で45分間プレス加硫して、厚み2mmのテストピースを作製した。そして、このテストピースに対し、実施例と同様の洗浄処理を行い、目的とする、洗浄済みのテストピースを得た。
[Comparative Example 2]
First, 100 parts of acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), 60 parts of FEF carbon black, 5 parts of zinc oxide (ZnO), 1 part of stearic acid, and a vulcanization accelerator (Sunceller TT, manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.) 2 parts, 1 part of vulcanization accelerator (Sunceller CZ, Sanshin Chemical Co., Ltd.), 15 parts of plasticizer and 5 parts of sulfur are kneaded using a Banbury mixer and roll to prepare a rubber compound. did. This was press vulcanized at 160 ° C. for 45 minutes to produce a test piece having a thickness of 2 mm. Then, this test piece was subjected to the same cleaning treatment as in the example, and a target cleaned test piece was obtained.

〔従来例〕
上記洗浄処理に代えて、80℃の純水に24時間浸漬し、テストピースの洗浄を行った。それ以外は、実施例1と同様にし、目的とする、洗浄済みのテストピースを得た。
[Conventional example]
Instead of the above washing treatment, the test piece was washed by immersing in pure water at 80 ° C. for 24 hours. Other than that was carried out similarly to Example 1, and obtained the target wash | cleaned test piece.

このようにして得られた実施例品および比較例品のテストピース(ゴム製品)を用い、下記の基準に従って各特性の評価を行った。これらの結果を、後記の表1および表2に併せて示した。   Using the test pieces (rubber products) of the example product and the comparative example product thus obtained, each characteristic was evaluated according to the following criteria. These results are shown in Tables 1 and 2 below.

〔発泡膨張〕
洗浄処理後のテストピースを、常温常圧に戻し、その直後のテストピース表面を目視観察することにより、発泡膨張の評価を行った。すなわち、表面観察により、発泡や膨張が皆無もしくは殆どないものを○、膨張や多数の発泡が見られるものを×と表記した。
[Foamed expansion]
The test piece after the cleaning treatment was returned to room temperature and normal pressure, and the surface of the test piece immediately after that was visually observed to evaluate the expansion of the foam. That is, according to surface observation, the case where there was no or almost no foaming or expansion was indicated as ◯, and the case where expansion or many foaming was observed was indicated as x.

〔溶液導電率〕
ポリプロピレン容器内に、100℃の超純水(比導電率が1μS/cmの純水)100mlを満たし、その中に、テストピース(28mm×28mm×厚み2mm)2枚を入れ、100℃×168時間の熱老化を行った。その後、上記超純水の、25℃での導電率(μS/cm)を、導電率計(堀場製作所社製、CONDUCTIVITYMETER D−24)を用いて測定した。
[Solution conductivity]
A polypropylene container is filled with 100 ml of 100 ° C. ultrapure water (pure water having a specific conductivity of 1 μS / cm), and two test pieces (28 mm × 28 mm × thickness 2 mm) are placed therein, and 100 ° C. × 168 Heat aging for hours. Thereafter, the conductivity (μS / cm) of the ultrapure water at 25 ° C. was measured using a conductivity meter (HORIBA, Ltd., CONDUCTIVITYMETER D-24).

〔溶液の有機炭素量(TOC量)〕
ポリプロピレン容器内に、100℃の超純水(比導電率が1μS/cmの純水)100mlを満たし、その中に、テストピース(28mm×28mm×厚み2mm)2枚を入れ、100℃×168時間の熱老化を行った。その後、上記超純水中の有機炭素量(μgC/l)を、JIS K 0102 22.1に準じて測定した。
[Amount of organic carbon in solution (TOC amount)]
A polypropylene container is filled with 100 ml of 100 ° C. ultrapure water (pure water having a specific conductivity of 1 μS / cm), and two test pieces (28 mm × 28 mm × thickness 2 mm) are placed therein, and 100 ° C. × 168 Heat aging for hours. Thereafter, the amount of organic carbon (μg C / l) in the ultrapure water was measured according to JIS K 0102 22.1.

上記結果より、実施例品は、発泡膨張を生じず、また、溶液導電率や溶液のTOC量が低く抑えられていることがわかる。そして、上記溶液導電率やTOC量の値が、純水による高温・長時間の抽出処理をおこなった従来例と同程度に低く抑えられているか、あるいはそれ以上に低く抑えられていることもわかる。このことから、実施例と同様の洗浄処理を、同条件で、燃料電池用ホース等の燃料電池用ゴム製品に対して行うと、ゴム物性を損ねることなく、低温・短時間で洗浄でき、さらに、その洗浄により、汚染要因である導電性物質や低分子有機物の抽出を、殆ど生じなくすることができる。   From the above results, it can be seen that the example products do not cause foam expansion and the solution conductivity and the TOC amount of the solution are kept low. It can also be seen that the values of the solution conductivity and the TOC amount are as low as or lower than those of the conventional example in which high temperature and long time extraction processing with pure water is performed. . Therefore, when the same cleaning treatment as in the example was performed on the fuel cell rubber product such as the fuel cell hose under the same conditions, the cleaning could be performed at a low temperature and in a short time without impairing the rubber physical properties. By the cleaning, extraction of conductive substances and low-molecular-weight organic substances, which are contamination factors, can be hardly caused.

これに対し、比較例1では、上記のような洗浄処理を一切行っていないことから、溶液導電率や溶液のTOC量が高いままである。比較例2では、実施例と同様の洗浄処理を行っているのであるが、適用対象であるゴム製品が、極性ゴムであるNBRによって形成されていることから、発泡膨張が確認された。   On the other hand, in Comparative Example 1, since the cleaning process as described above is not performed at all, the solution conductivity and the TOC amount of the solution remain high. In Comparative Example 2, the same cleaning treatment as that in the example was performed, but since the rubber product to be applied was formed of NBR, which is a polar rubber, foam expansion was confirmed.

本発明の洗浄方法は、その適用対象が燃料電池用ゴム製品であり、特に、燃料電池用ホースの洗浄に有用であるが、これ以外にも、例えば、コンピューター冷却用ホースや、その他一般のゴムホースの洗浄に用いることも可能である。   The cleaning method of the present invention is applied to rubber products for fuel cells, and is particularly useful for cleaning fuel cell hoses. In addition to this, for example, computer cooling hoses and other general rubber hoses are used. It is also possible to use for washing.

Claims (5)

非極性ゴムによって形成された燃料電池用ゴム製品の洗浄方法であって、超臨界(亜臨界)流体により上記ゴム製品を洗浄することを特徴とする燃料電池用ゴム製品の洗浄方法。   A method of cleaning a rubber product for a fuel cell formed of non-polar rubber, wherein the rubber product is cleaned with a supercritical (subcritical) fluid. 上記非極性ゴムが、エチレン−プロピレンゴム(EPM)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、ブチルゴム(IIR)、塩素化ブチルゴム(Cl−IIR)および臭素化ブチルゴム(Br−IIR)からなる群から選ばれた少なくとも一つである請求項1記載の燃料電池用ゴム製品の洗浄方法。   The nonpolar rubber is selected from the group consisting of ethylene-propylene rubber (EPM), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), butyl rubber (IIR), chlorinated butyl rubber (Cl-IIR) and brominated butyl rubber (Br-IIR). 2. The method for cleaning a fuel cell rubber product according to claim 1, wherein the cleaning method is at least one. 上記超臨界(亜臨界)流体が、超臨界(亜臨界)状態の二酸化炭素によるものである請求項1または2記載の燃料電池用ゴム製品の洗浄方法。   The method for cleaning a fuel cell rubber product according to claim 1 or 2, wherein the supercritical (subcritical) fluid is carbon dioxide in a supercritical (subcritical) state. 上記超臨界(亜臨界)流体による洗浄が、雰囲気温度が32〜80℃の超臨界(亜臨界)流体による24時間以内での抽出処理である請求項1〜3のいずれか一項に記載の燃料電池用ゴム製品の洗浄方法。   The cleaning with the supercritical (subcritical) fluid is an extraction treatment within 24 hours with a supercritical (subcritical) fluid having an ambient temperature of 32 to 80 ° C. Cleaning method for rubber products for fuel cells. 上記ゴム製品が、燃料電池用ホースである請求項1〜4のいずれか一項に記載の燃料電池用ゴム製品の洗浄方法。   The method for cleaning a fuel cell rubber product according to any one of claims 1 to 4, wherein the rubber product is a hose for a fuel cell.
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