JP2006265429A - Rubber composition and method for producing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rubber composition having excellent fuel permeation resistance and mechanical strength and to provide a method for producing the composition. <P>SOLUTION: The rubber composition comprises an acrylonitrile-butadiene rubber having ≥40 wt.% of acrylonitrile content as a matrix phase and a polyamide as a dispersed phase. In the rubber composition, the minor axis of the polyamide which is the dispersed phase is ≤1 μm and the major axis/minor axis ratio (the ratio of the major axis/minor axis) is ≥3. The rubber composition preferably has the weight ratio of the acrylonitrile-butadiene rubber to the polyamide (the acrylonitrile-butadiene rubber/polyamide) within the range of (60/40) to (90/10). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ゴム組成物及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、ガソリン等の燃料を供給する燃料ホースまたはシール部材などの材料に好適に用いられるゴム組成物及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a rubber composition and a method for producing the same, and more particularly to a rubber composition suitably used for a material such as a fuel hose or a seal member for supplying fuel such as gasoline and a method for producing the same.

従来、燃料ホースなどの燃料系ゴム成形体の材料としては、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)に塩化ビニル(PVC)をブレンドしたNBR−PVC系ゴム組成物などが多く使用されている。   Conventionally, as a material for a fuel rubber molded body such as a fuel hose, an NBR-PVC rubber composition in which vinyl chloride (PVC) is blended with acrylonitrile butadiene rubber (NBR) is often used.

この種のNBR−PVC系ゴム組成物は、分子構造中にハロゲン成分を有するPVCを含有しているので、このゴム組成物を焼却等した場合には有害なハロゲンガスが発生する。   Since this type of NBR-PVC rubber composition contains PVC having a halogen component in its molecular structure, harmful halogen gas is generated when the rubber composition is incinerated.

そのため、地球環境に対する負荷を少なくするなどの目的から、NBR−PVC系ゴム組成物の代替材料として、ハロゲン成分を含有しないゴム組成物が種々検討されている。   Therefore, various rubber compositions containing no halogen component have been studied as an alternative material for the NBR-PVC rubber composition for the purpose of reducing the burden on the global environment.

そのような代替材料としては、耐油性の確保、耐燃料透過性(バリア性)、コストパフォーマンスの良さなどから、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)にポリアミド(PA)をブレンドしたNBR−PA系ゴム組成物が提案されている。   As such an alternative material, NBR-PA rubber composition in which polyamide (PA) is blended with acrylonitrile butadiene rubber (NBR) in order to ensure oil resistance, fuel permeation resistance (barrier property), and good cost performance. Has been proposed.

例えば特許文献1には、アクリロニトリルブタジエンゴム中にポリアミドを分散させたゴム組成物が開示されている。この特許文献1では、両者の分散度を向上させるため、200℃以上の高温で両者をブレンドしており、さらにゲルの発生を抑えるため、抗ゲル剤を添加している。   For example, Patent Document 1 discloses a rubber composition in which polyamide is dispersed in acrylonitrile butadiene rubber. In Patent Document 1, both are blended at a high temperature of 200 ° C. or higher in order to improve the degree of dispersion of both, and an anti-gel agent is added to further suppress the generation of gel.

また、特許文献2にも、アクリロニトリルブタジエンゴム中にポリアミドを分散させたゴム組成物が開示されている。これによると、ポリアミドの融点より高い温度に両者を加熱する場合、ポリアミドの粘度が低下し、ポリアミドはアクリロニトリルブタジエンゴムと均一に混合されないため、両者の分散度を向上させる目的で、両者に板状無機フィラーを添加し、ポリアミドの粘度の上昇を図っている。   Patent Document 2 also discloses a rubber composition in which polyamide is dispersed in acrylonitrile butadiene rubber. According to this, when both are heated to a temperature higher than the melting point of the polyamide, the viscosity of the polyamide decreases, and the polyamide is not uniformly mixed with the acrylonitrile butadiene rubber. An inorganic filler is added to increase the viscosity of the polyamide.

特開平10−120831号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-120831 特開平6−9823号公報JP-A-6-9823

ところで、樹脂をブレンドしたゴム組成物の多くは、完全相溶系とはならないことが一般に知られている。このことは、NBR−PA系ゴム組成物についても同様であり、汎用的な混練手法では肉眼で判定するマクロ分散については一定レベルまで進行するものの、ミクロ的な観点で見た場合にはアクリロニトリルブタジエンゴム中にポリアミドを均一に分散させることは難しい。そのため、上記特許文献1及び2では、アクリロニトリルブタジエンゴム中にポリアミドを均一に分散させるため、上述した種々の対策を行っている。   By the way, it is generally known that many rubber compositions blended with a resin are not completely compatible. This is the same for the NBR-PA rubber composition. Macro-dispersion judged with the naked eye proceeds to a certain level with a general kneading method, but acrylonitrile butadiene is seen from a microscopic viewpoint. It is difficult to uniformly disperse polyamide in rubber. Therefore, in the said patent documents 1 and 2, in order to disperse | distribute polyamide uniformly in acrylonitrile butadiene rubber, the various countermeasures mentioned above are performed.

しかしながら、特許文献1には、ゲルの発生を抑制する抗ゲル剤が主に記載されているが、アクリロニトリルブタジエンゴム中にポリアミドがどの程度微分散されているかは定かではない。更に、加える抗ゲル剤は、比較的低分子量なものであるため、得られるゴム組成物の耐燃料透過性は大幅に低下することが予想され、燃料系ゴム成形体の材料として用いるのは難しいと考えられる。   However, Patent Document 1 mainly describes an anti-gel agent that suppresses the generation of gel, but it is not certain how much polyamide is finely dispersed in acrylonitrile butadiene rubber. Furthermore, since the antigel agent to be added has a relatively low molecular weight, it is expected that the fuel permeability of the resulting rubber composition will be greatly reduced, and it is difficult to use it as a material for fuel-based rubber moldings. it is conceivable that.

一方、特許文献2には、アクリロニトリルブタジエンゴムとポリアミドの混合物に板状無機フィラーを添加することが記載されているが、この板状無機フィラーは、特にポリアミドのみに充填されて特異的にポリアミドのみを増粘させるわけではなく、この混合物全体を増粘させるものと思われる。そのため、板状無機フィラーを添加することによってポリアミドをアクリロニトリルブタジエンゴムの粘度近くまで増粘させ、両者が均一に分散される状況がミキサー内で起こるとは考えにくい。   On the other hand, Patent Document 2 describes that a plate-like inorganic filler is added to a mixture of acrylonitrile butadiene rubber and polyamide, and this plate-like inorganic filler is filled only with polyamide and specifically contains only polyamide. Does not thicken, but seems to thicken the whole mixture. Therefore, it is unlikely that the situation in which the polyamide is thickened to near the viscosity of acrylonitrile butadiene rubber by adding a plate-like inorganic filler and both are uniformly dispersed occurs in the mixer.

また、この混合物に板状無機フィラーを添加してブレンドすると、板状無機フィラーを添加しない場合よりも混合物の自己発熱が大きくなるため、ブレンド時における混合物の温度制御が難しくなるといった問題も発生する。   In addition, when a plate-like inorganic filler is added to this mixture and blended, self-heating of the mixture becomes larger than when no plate-like inorganic filler is added, so that there is a problem that it becomes difficult to control the temperature of the mixture during blending. .

さらに、上記特許文献1及び2は、抗ゲル剤や板状無機フィラーなどを加えることによってアクリロニトリルブタジエンゴム中のポリアミドの分散を改善しようとするものであり、特にブレンド条件を工夫してアクリロニトリルブタジエンゴム中にポリアミドを均一に分散させようとしたものではない。   Further, Patent Documents 1 and 2 are intended to improve the dispersion of polyamide in acrylonitrile butadiene rubber by adding an anti-gel agent, a plate-like inorganic filler, and the like. It is not intended to uniformly disperse the polyamide therein.

本発明が解決しようとする課題は、従来よりもアクリロニトリルブタジエンゴム中にポリアミドが均一に分散され、耐燃料透過性(バリア性)、機械的強度に優れたNBR−PA系ゴム組成物及びその製造方法を提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is that an NBR-PA rubber composition in which polyamide is more uniformly dispersed in acrylonitrile butadiene rubber than in the past, and has excellent fuel permeation resistance (barrier property) and mechanical strength, and production thereof It is to provide a method.

上記課題を解決するために本発明に係るゴム組成物は、アクリロニトリル含有量が40重量%以上のアクリロニトリルブタジエンゴムをマトリックス相、ポリアミドを分散相として含むものであって、前記分散相のポリアミドは、ゴム組成物中での分散状態において、その短径が1μm以下、かつ、その長短度(長径/短径の比)が3以上であることを要旨とする。   In order to solve the above problems, the rubber composition according to the present invention comprises acrylonitrile butadiene rubber having an acrylonitrile content of 40% by weight or more as a matrix phase and a polyamide as a dispersed phase, and the polyamide in the dispersed phase comprises: The gist is that, in the dispersed state in the rubber composition, the minor axis is 1 μm or less, and the major axis (major axis / minor axis ratio) is 3 or more.

この場合、上記ゴム組成物において、上記ポリアミドに対する上記アクリロニトリルブタジエンゴムの重量比(アクリロニトリルブタジエンゴム/ポリアミド)は、60/40〜90/10の範囲内にあることが望ましい。   In this case, in the rubber composition, the weight ratio of the acrylonitrile butadiene rubber to the polyamide (acrylonitrile butadiene rubber / polyamide) is preferably in the range of 60/40 to 90/10.

また、上記ゴム組成物は、燃料系ゴム成形体に好適に用いることができる。   Moreover, the said rubber composition can be used suitably for a fuel type rubber molded object.

一方、本発明に係るゴム組成物の製造方法は、上記ゴム組成物の製造方法であって、少なくともアクリロニトリルブタジエンゴムが可塑化し始める温度からポリアミドが可塑化し始める前の温度範囲内でアクリロニトリルブタジエンゴムとポリアミドとの混合物に剪断力をかけ、アクリロニトリルブタジエンゴム中にポリアミドを粗分散させる工程と、剪断力により混合物を自己発熱させ、ポリアミドの溶融温度まで昇温し、アクリロニトリルブタジエンゴム中にポリアミドを微分散させる工程と、混合物に剪断力をかけながらポリアミドの融点以下まで温度を下げる工程とを少なくとも有することを要旨とする。   On the other hand, a method for producing a rubber composition according to the present invention is a method for producing the above rubber composition, wherein the acrylonitrile butadiene rubber and the acrylonitrile butadiene rubber are at least within a temperature range from the temperature at which acrylonitrile butadiene rubber begins to plasticize to before the polyamide begins to plasticize. Applying shearing force to the mixture with polyamide to coarsely disperse the polyamide in acrylonitrile butadiene rubber, and making the mixture self-heat by shearing force, raising the temperature to the melting temperature of the polyamide, and finely dispersing the polyamide in acrylonitrile butadiene rubber And a step of lowering the temperature to below the melting point of the polyamide while applying a shearing force to the mixture.

上記ゴム組成物によれば、従来よりも均一にアクリロニトリルブタジエンゴム中にポリアミドが分散されているため、このゴム組成物を材料として用いた場合、引張強さ、切断時伸びなどの機械的特性や耐燃料透過性(バリア性)などを、その材料全体に亘って十分満足させることができる。   According to the rubber composition, polyamide is more uniformly dispersed in the acrylonitrile butadiene rubber than in the past. Therefore, when this rubber composition is used as a material, mechanical properties such as tensile strength and elongation at break, Fuel permeation resistance (barrier property) and the like can be sufficiently satisfied throughout the material.

この場合、上記ポリアミドに対する上記アクリロニトリルブタジエンゴムの重量比(アクリロニトリルブタジエンゴム/ポリアミド)を、上記の範囲とすることにより、このゴム組成物は、特に切断時伸びが高いものとなり、機械的特性が向上することとなる。   In this case, by setting the weight ratio of the acrylonitrile butadiene rubber to the polyamide (acrylonitrile butadiene rubber / polyamide) within the above range, this rubber composition has a particularly high elongation at break and improved mechanical properties. Will be.

また、上記のゴム組成物を燃料系ゴム成形体に用いた場合には、そのゴム成形体の耐燃料透過性(バリア性)は非常に高くなり、燃料中の揮発性成分がそのゴム成形体を通過して大気中に放出される量を低下させるため、環境汚染を削減することができる。また、このゴム成形体は、ハロゲン成分を含まないため、廃材として焼却等をしても有害なハロゲンガス等が発生せず、地球環境にやさしい。   Further, when the above rubber composition is used for a fuel-based rubber molded body, the fuel molded body has a very high fuel permeation resistance (barrier property), and the volatile component in the fuel is the rubber molded body. Environmental pollution can be reduced because the amount released to the atmosphere through the air is reduced. In addition, since this rubber molded body does not contain a halogen component, no harmful halogen gas or the like is generated even if incinerated as a waste material, and is friendly to the global environment.

そして、上記の製造方法によれば、アクリロニトリルブタジエンゴムとポリアミドのブレンド条件のみでアクリロニトリルブタジエンゴム中にポリアミドを均一に分散させることができる。それにより、引張強さ、切断時伸びなどの機械的特性や耐燃料透過性(バリア性)などを十分満足し得ることとなる。   And according to said manufacturing method, polyamide can be uniformly disperse | distributed in acrylonitrile butadiene rubber only on the blend conditions of acrylonitrile butadiene rubber and polyamide. Thereby, mechanical properties such as tensile strength and elongation at break, fuel permeation resistance (barrier property), and the like can be sufficiently satisfied.

次に、本発明の実施形態を詳細に説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail.

本実施形態に係るゴム組成物は、アクリロニトリルブタジエンゴム(以下、「NBR」と略す)をマトリックス相、ポリアミド(以下、「PA」と略す)を分散相として含んでいる。   The rubber composition according to this embodiment includes acrylonitrile butadiene rubber (hereinafter abbreviated as “NBR”) as a matrix phase and polyamide (hereinafter abbreviated as “PA”) as a dispersed phase.

ここで、ゴム組成物中での分散状態において、分散相であるPAの短径は、1μm以下、かつ、その長短度(長径/短径の比)が3以上となっている。その短径及び長短度がこれらの範囲にあるものは、マトリックス相へのPAの分散が良好なものであり、引張強さ、切断時伸びなどの機械的特性や耐燃料透過性(バリア性)などを組成物全体に亘って満足させることができる。   Here, in the dispersed state in the rubber composition, the minor axis of PA as a dispersed phase is 1 μm or less, and the major axis (major axis / minor axis ratio) is three or more. Those whose minor axis and major axis are within these ranges have good dispersion of PA in the matrix phase, mechanical properties such as tensile strength and elongation at break, and fuel permeation resistance (barrier properties). Can be satisfied throughout the composition.

上記NBRは、アクリロニトリル(以下、「AN」と略す)とブタジエンとの共重合により製造されるものであり、ANを40重量%以上含有するものが好適に用いられる。AN量が40重量%未満の場合には、従来のNBR−PVC系ゴム組成物より耐燃料透過性(バリア性)に劣るからである。   The NBR is produced by copolymerization of acrylonitrile (hereinafter abbreviated as “AN”) and butadiene, and those containing AN of 40% by weight or more are suitably used. This is because when the AN amount is less than 40% by weight, the fuel permeation resistance (barrier property) is inferior to that of the conventional NBR-PVC rubber composition.

一方、その上限となる量は、特に限定されないが、一般に、AN量の増加とともに、ゴムとしての耐燃料透過性(バリア性)や機械的強度が向上する反面、耐寒性、伸び、弾性が低下することから、AN量が多すぎても良くない。なお、市販されているNBRは、通常、その含有量が15重量%〜50重量%であるため、40重量%以上50重量%以下の範囲でANを含有していれば良い。   On the other hand, the upper limit is not particularly limited. Generally, as the amount of AN increases, the fuel permeability (barrier property) and mechanical strength as rubber improve, but the cold resistance, elongation, and elasticity decrease. Therefore, too much AN is not good. In addition, since commercially available NBR normally has a content of 15% by weight to 50% by weight, it is sufficient that it contains AN in the range of 40% by weight to 50% by weight.

上記条件を満たすNBRとしては、例えば、日本ゼオン社製のニポールDN003、ニポールDN101、JSR社製のN215SL、N222L、N222Sなどが挙げられる。これらは単独で用いても良いし、2種以上併用しても良い。また、2種以上組み合わせて用いる場合には、AN量が40重量%未満のものも用いることができる。この場合、40重量%以上のものを組み合わせることで、AN量の平均値が40重量%以上となれば良い。   Examples of the NBR satisfying the above conditions include Nipol DN003 and Nipol DN101 manufactured by Nippon Zeon, and N215SL, N222L, and N222S manufactured by JSR. These may be used alone or in combination of two or more. Moreover, when using in combination of 2 or more types, the amount of AN less than 40 weight% can also be used. In this case, the average value of the AN amount may be 40% by weight or more by combining 40% by weight or more.

上記PAは比較的低い融点のものが好ましい。本発明のゴム組成物を得る過程でPAを溶融させることから、あまりに高い融点のものである場合には、NBRが熱劣化を起こすようになるからある。そのため、PAの融点は、好ましくは200℃以下、さらに好ましくは190℃以下である。   The PA preferably has a relatively low melting point. This is because PA is melted in the process of obtaining the rubber composition of the present invention, so that if the melting point is too high, NBR will cause thermal degradation. Therefore, the melting point of PA is preferably 200 ° C. or lower, more preferably 190 ° C. or lower.

このようなPAとして、例えば、ナイロン11(以下、「PA11」と略す)、ナイロン12(以下、「PA12」と略す)、ナイロン6、ナイロン66等が挙げられ、これらの中でも、比較的融点の低いPA11、PA12等がより好適に用いられる。   Examples of such PA include nylon 11 (hereinafter abbreviated as “PA11”), nylon 12 (hereinafter abbreviated as “PA12”), nylon 6, nylon 66, and the like. Low PA11, PA12, etc. are more preferably used.

本実施形態に係るゴム組成物においては、NBRとPAとの重量比が、NBR/PA=60/40〜90/10の範囲内にあることが好ましい。NBRが60重量%未満の場合には、ゴム由来の伸び性が悪くなるため、切断時伸びなどの機械的特性に劣ることになるからである。また、NBRが90重量%を超える場合には、PAの含有量が10重量%未満となるため、従来のNBR−PVC系ゴム組成物より耐燃料透過性(バリア性)において劣るからである。   In the rubber composition according to this embodiment, the weight ratio of NBR and PA is preferably in the range of NBR / PA = 60/40 to 90/10. This is because when NBR is less than 60% by weight, the rubber-derived extensibility deteriorates, so that mechanical properties such as elongation at cutting are inferior. Moreover, when NBR exceeds 90 weight%, since PA content will be less than 10 weight%, it is inferior in fuel permeation resistance (barrier property) from the conventional NBR-PVC type rubber composition.

本実施形態に係るゴム組成物には、NBRとPAとともに、種々の添加剤を加えても差し支えない。例えば、このゴム組成物を燃料系ゴム成形体として用いる場合には、上記成分とともに、補強剤(導電剤)、加硫剤、加硫促進助剤、老化防止剤、可塑剤、加工助剤等を、必要に応じて配合することができる。   Various additives may be added to the rubber composition according to this embodiment together with NBR and PA. For example, when this rubber composition is used as a fuel-based rubber molded article, a reinforcing agent (conductive agent), a vulcanizing agent, a vulcanization accelerating aid, an anti-aging agent, a plasticizer, a processing aid, etc., together with the above components Can be blended as necessary.

上記補強剤としては、例えば、カーボンブラック、ホワイトカーボン等があげられる。また、このような補強剤の配合割合は、上記ゴム組成物の合計量100重量部(以下、「部」と略す)に対して、5〜100部の範囲内が好ましく、より好ましくは30〜80部の範囲内である。   Examples of the reinforcing agent include carbon black and white carbon. Further, the blending ratio of such a reinforcing agent is preferably in the range of 5 to 100 parts, more preferably 30 to 100 parts by weight (hereinafter abbreviated as “parts”) of the total amount of the rubber composition. Within the range of 80 parts.

上記加硫剤、加硫促進助剤、及び老化防止剤は、材料としての用途、加硫度合い等に応じて適宜設定できる。   The above vulcanizing agent, vulcanization accelerating aid, and anti-aging agent can be appropriately set according to the use as a material, the degree of vulcanization, and the like.

また、可塑剤としては、例えば、フタル酸ジオクチル(DOP)、フタル酸ジ−n−ブチル(DBP)等のフタル酸系可塑剤、ジブチルカルビトールアジペート、ジオクチルアジペート(DOA)等のアジピン酸系可塑剤、セバシン酸ジオクチル(DOS)、セバシン酸ジブチル(DBS)等のセバシン酸系可塑剤等があげられる。   Examples of the plasticizer include phthalic acid plasticizers such as dioctyl phthalate (DOP) and di-n-butyl phthalate (DBP), and adipic acid plastics such as dibutyl carbitol adipate and dioctyl adipate (DOA). And sebacic acid plasticizers such as dioctyl sebacate (DOS) and dibutyl sebacate (DBS).

この可塑剤の配合割合は、ゴム組成物の合計量100部に対して、1〜50部の範囲内が好ましく、より好ましくは5〜35部の範囲内である。   The blending ratio of the plasticizer is preferably in the range of 1 to 50 parts, more preferably in the range of 5 to 35 parts with respect to 100 parts of the total amount of the rubber composition.

また、加工助剤としては、例えば、ステアリン酸、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、炭化水素樹脂等があげられる。   Examples of processing aids include stearic acid, fatty acid esters, fatty acid amides, and hydrocarbon resins.

この加工助剤の配合割合は、ゴム組成物の合計量100部に対して、0.1〜5部の範囲内が好ましく、より好ましくは0.5〜3部の範囲内である。   The blending ratio of the processing aid is preferably in the range of 0.1 to 5 parts, more preferably in the range of 0.5 to 3 parts, with respect to 100 parts of the total amount of the rubber composition.

そして、上記添加剤等を配合して得られるゴム組成物は、ガソリン、アルコール混合ガソリン(ガソホール)、アルコール、水素、液体石油ガス(LPG)、圧縮天然ガス(CNG)、軽油、ジメチルエーテルなどのような燃料の輸送用ホースや、燃料が送られる配管の接続部のパッキン類などのゴム成形体の材料として好適に用いることができる。   The rubber composition obtained by blending the above additives and the like is gasoline, alcohol-mixed gasoline (gasohol), alcohol, hydrogen, liquid petroleum gas (LPG), compressed natural gas (CNG), light oil, dimethyl ether and the like. It can be suitably used as a material for a rubber molded body such as a hose for transporting fresh fuel and packings at a connecting portion of a pipe through which fuel is sent.

次に、本実施形態に係るゴム組成物の製造方法について説明する。本製造方法は、次の工程(1)〜(3)を少なくとも有する。   Next, the manufacturing method of the rubber composition which concerns on this embodiment is demonstrated. This production method includes at least the following steps (1) to (3).

工程(1)は、ニーダー、バンバリーミキサー、ミキシングロール等の混練機中に所定量のNBRとPAを投入し、両者を混練する工程である。この混練によって、NBRとPAは剪断されながら分散される。   Step (1) is a step of charging a predetermined amount of NBR and PA into a kneader such as a kneader, a Banbury mixer, or a mixing roll, and kneading them. By this kneading, NBR and PA are dispersed while being sheared.

そして、その混練過程において、少なくともNBRが可塑化し始める温度からPAが可塑化し始める前の温度範囲内で両者に剪断力をかけ、NBR中にPAを粗分散させることが必要である。   In the kneading process, it is necessary to coarsely disperse PA in NBR by applying shearing force to both at least within a temperature range from the temperature at which NBR begins to plasticize to before PA begins to plasticize.

上記NBRが可塑化し始める温度とは、NBRの弾性率(粘度)が混練加工に適した状態まで下がり始める温度をいい、具体的には100℃程度の温度を指す。   The temperature at which the NBR begins to plasticize refers to a temperature at which the elastic modulus (viscosity) of the NBR starts to fall to a state suitable for kneading, and specifically refers to a temperature of about 100 ° C.

また、PAが可塑化し始める前の温度とは、PAの融点よりも低い温度である。例えば、PAとしてPA11やPA12を用いる場合には、これらの融点(PA11=187℃、PA12=176℃)よりもやや低い180℃や170℃程度の温度を例示できる。   Moreover, the temperature before PA begins to plasticize is a temperature lower than the melting point of PA. For example, when PA11 or PA12 is used as the PA, temperatures of about 180 ° C or 170 ° C that are slightly lower than these melting points (PA11 = 187 ° C, PA12 = 176 ° C) can be exemplified.

この工程(1)では、上記PAの可塑化温度前まで昇温することができるが、混合物の温度が上がるにつれてNBRの粘度が減少し、剪断力がかかりにくくなるため、混合物に剪断力がかかる粘度となる上限温度(150℃程度)までにすることが好ましい。また、一般的なゴム練りは、ゴムの熱的な劣化を防ぐために150℃以上の温度で長時間行わないという点からも、150℃未満であることが好ましい。   In this step (1), the temperature can be raised to before the plasticization temperature of the PA, but as the temperature of the mixture increases, the viscosity of the NBR decreases and shear force is less likely to be applied. It is preferable to make it to the upper limit temperature (about 150 degreeC) used as a viscosity. Moreover, it is preferable that it is less than 150 degreeC also from the point that general rubber kneading is not performed for a long time at the temperature of 150 degreeC or more, in order to prevent thermal deterioration of rubber | gum.

よって、NBRが可塑化し始める温度からPAが可塑化し始める前の温度範囲内とは、100℃以上180℃未満を指し、より好ましくは、100℃以上150℃未満の温度範囲を指す。   Therefore, the temperature range from the temperature at which NBR begins to plasticize to the temperature before PA begins to plasticize refers to a temperature range of 100 ° C. or higher and lower than 180 ° C., more preferably a temperature range of 100 ° C. or higher and lower than 150 ° C.

上記剪断とは、例えば、上記混練機を用いてNBRとPAとを混練することにより、両者を引きちぎりながら細かくするようなことをいう。例えば、上記バンバリーミキサーを用いた場合には、ミキサーのローターと混練機の内壁との間のクリアランスにペレット状のPAが入り込み、ローターの回転力によってすりつぶされることを例示できる。この場合、PAは、そのクリアランス以下の大きさにはなりにくいため、それ以上は微細化されないことになる。   The shearing means, for example, that NBR and PA are kneaded by using the kneader to make them both fine while being torn. For example, when the above-mentioned Banbury mixer is used, it can be exemplified that pellet-like PA enters the clearance between the rotor of the mixer and the inner wall of the kneader and is ground by the rotational force of the rotor. In this case, PA is less likely to be smaller than the clearance, so that it is not further refined.

そして、その後は、剪断されたPAがNBR全体に混ざるようにNBRとPAが混練され、粗分散される。この場合、PAを溶融させる前にできるだけNBR中にPAを分散させることが望ましい。   After that, NBR and PA are kneaded and coarsely dispersed so that the sheared PA is mixed with the entire NBR. In this case, it is desirable to disperse the PA in the NBR as much as possible before melting the PA.

工程(2)は、工程(1)の後、上記剪断力により混合物を自己発熱させ、PAの溶融温度まで混合物を昇温させてNBR中にPAを微分散させる工程である。     Step (2) is a step in which after the step (1), the mixture is self-heated by the shearing force, the temperature of the mixture is raised to the melting temperature of the PA, and the PA is finely dispersed in the NBR.

混合物に剪断力を加えるとこの混合物は自己発熱を起こすため、特に加熱などをせずにPAの融点温度までこの混合物を昇温させることができる。そして、その剪断力の大きさ、例えば、ローターの回転速度などを変えることによって混合物の温度を調節することができる。   When a shearing force is applied to the mixture, the mixture self-heats, and thus the temperature of the mixture can be raised to the melting point temperature of PA without particularly heating. Then, the temperature of the mixture can be adjusted by changing the magnitude of the shearing force, for example, the rotational speed of the rotor.

この工程(2)では、PAを溶融させることが重要なので、PAの融点温度付近まで昇温させる必要があるが、その融点を大きく超える温度にすることは好ましくない。例えば、PAとしてPA11を用いる場合には、その融点(187℃)よりも高い200℃以上にすることは好ましくない。   In this step (2), since it is important to melt PA, it is necessary to raise the temperature to near the melting point temperature of PA, but it is not preferable to make the temperature much higher than the melting point. For example, when PA11 is used as PA, it is not preferable to set the temperature to 200 ° C. or higher, which is higher than its melting point (187 ° C.).

これは、工程(1)で粗分散させたPAを更に微分散させるためには、PAを溶融させて剪断することが必要であるものの、一方で、温度が高ければ高いほどゴムが熱的に劣化しやすくなるからである。また、溶融させたPAを微分散させた後、そのPAが再凝集しないようにPAの融点以下まで温度を下げる時、その融点に近い温度である方が早く融点以下に降温できるからである。   In order to further finely disperse the coarsely dispersed PA in step (1), it is necessary to melt and shear the PA. On the other hand, the higher the temperature, the more thermally the rubber. It is because it becomes easy to deteriorate. Moreover, when the melted PA is finely dispersed and then the temperature is lowered to the melting point or lower of the PA so that the PA does not re-aggregate, the temperature close to the melting point can be lowered to the melting point or lower earlier.

工程(3)は、工程(2)の後、剪断力をかけながらPAの融点以下まで温度を下げる工程である。   Step (3) is a step of lowering the temperature to below the melting point of PA while applying a shearing force after step (2).

工程(2)により両者を微分散させた後は、その微分散状態を保つために、混合物をPAの融点以下にして、PAをNBR中に固定化させることが必要である。この場合、剪断力をかけないで温度を下げると、NBR中に微分散させたPAが再凝集しやすくなることから、その再凝集をできるだけ抑えるため、剪断力をかけながら再凝集しない温度まで下げることが重要となる。   After both are finely dispersed in the step (2), in order to maintain the finely dispersed state, it is necessary to make the mixture below the melting point of PA and immobilize PA in NBR. In this case, if the temperature is lowered without applying a shearing force, the PA finely dispersed in the NBR becomes easy to reaggregate. Therefore, in order to suppress the reaggregation as much as possible, the temperature is lowered to a temperature at which the reaggregation is not applied while applying the shearing force. It becomes important.

工程(3)における剪断力は、剪断による自己発熱によって温度が上がらないようにする必要があるため、工程(1)(2)における剪断力より小さいものであるほうが好ましいが、混練機に強制的に冷却できる機能などがある場合や、混練後に組成物を水中にて冷却できるような設備がある場合には同等以上であっても問題ない。   The shearing force in step (3) is preferably smaller than the shearing force in steps (1) and (2) because it is necessary to prevent the temperature from rising due to self-heating due to shearing. If there is a function that can be cooled, or if there is equipment that can cool the composition in water after kneading, there is no problem even if it is equivalent or higher.

そして、融点以下まで下げた後、混練機から排出するなどすれば、本発明のゴム組成物を得ることができる。   And after lowering to below melting | fusing point, if it discharges | emits from a kneader, the rubber composition of this invention can be obtained.

なお、従来のNBR−PA系ゴム組成物の製造方法では、混練時の温度がPAの融点よりもかなり高い温度(200℃以上)であることから、混練後のゴム組成物を水中に投入することによってゴム組成物を急冷し、PAが再凝集しないようにゴム組成物中にPAを固定化させていた。   In addition, in the conventional method for producing an NBR-PA rubber composition, since the temperature during kneading is considerably higher than the melting point of PA (200 ° C. or higher), the rubber composition after kneading is poured into water. Thus, the rubber composition was rapidly cooled to fix the PA in the rubber composition so that the PA does not re-agglomerate.

これに対し、本実施形態に係るゴム組成物の製造方法では、工程(2)における混練時の温度がPAの融点に近い温度であり、さらに、ゴム組成物を剪断しながらPAの融点以下まで降温しているため、従来のように、水中に投入して急冷させることなく、混練後すぐにPAの融点以下の温度に下げ、PAが再凝集しないよう、ゴム組成物中にPAを固定化することができる。   On the other hand, in the method for producing a rubber composition according to the present embodiment, the temperature at the time of kneading in the step (2) is close to the melting point of PA, and further to the melting point of PA or less while shearing the rubber composition. Since the temperature has dropped, the temperature is lowered to the temperature below the melting point of the PA immediately after kneading without being rapidly cooled after being poured into water, and the PA is fixed in the rubber composition so that the PA does not re-aggregate. can do.

よって、本実施形態に係るゴム組成物の製造方法は、上記急冷工程やその後の水中からのゴム組成物の取り出し、乾燥等の煩雑な操作も必要なく、混練機のサイズアップのみでスケールアップに対応できるため、量産への適用が容易になる利点がある。   Therefore, the manufacturing method of the rubber composition according to the present embodiment does not require complicated operations such as the rapid cooling step and the subsequent removal of the rubber composition from the water and drying, and the scale-up can be performed only by increasing the size of the kneader. Since it can respond, there is an advantage that it can be easily applied to mass production.

次に、実施例について比較例と併せて説明する。実験条件及び結果は表1〜4に示す。なお、実施例及び比較例において用いるポリマーは以下の通りである。   Next, examples will be described together with comparative examples. Experimental conditions and results are shown in Tables 1-4. In addition, the polymer used in an Example and a comparative example is as follows.

〔NBR〕
NBR−1:日本ゼオン社製ニポールDN003(AN量=50.0重量%)
NBR−2:日本ゼオン社製ニポールDN101(AN量=42.5重量%)
NBR−3:日本ゼオン社製ニポールDN202(AN量=31.0重量%)
[NBR]
NBR-1: Nipol DN003 manufactured by Zeon Corporation (AN amount = 50.0% by weight)
NBR-2: Nipol DN101 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. (AN amount = 42.5% by weight)
NBR-3: Nipol DN202 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. (AN amount = 31.0% by weight)

〔PA〕
PA11:ARKEMA社製リルサンBESN
[PA]
PA11: Rilsan BESN made by ARKEMA

ポリマーブレンドには、バンバリータイプ混練機を用いた。   A Banbury type kneader was used for the polymer blend.

(実施例1〜4)
NBR−1を80重量部、PA11を20重量部、100ccのバンバリータイプ混練機に投入し、表1に記載の練り条件(ローターの回転数、時間、温度)で混合物を混練した。混練後、ゴム組成物を水中に投入して急冷させた。その後、水中から取り出して乾燥し、ゴム組成物を得た。
(Examples 1-4)
80 parts by weight of NBR-1 and 20 parts by weight of PA11 were charged into a 100 cc Banbury type kneader, and the mixture was kneaded under the kneading conditions shown in Table 1 (rotor speed, time, temperature). After kneading, the rubber composition was poured into water and rapidly cooled. Then, it took out from water and dried and obtained the rubber composition.

(実施例5〜7)
NBR中のAN含有量(平均AN量)が40重量%以上となるように、表2に記載のNBRとPA11とを100ccのバンバリータイプ混練機に投入し、表2に記載の練り条件(ローターの回転数、時間、温度)で混合物を混練した。混練後、ゴム組成物を水中に投入して急冷させた。その後、水中から取り出して乾燥し、ゴム組成物を得た。
(Examples 5-7)
NBR and PA11 shown in Table 2 were introduced into a 100 cc Banbury type kneader so that the AN content (average AN amount) in NBR was 40% by weight or more. The number of rotations, time, and temperature) were kneaded. After kneading, the rubber composition was poured into water and rapidly cooled. Then, it took out from water and dried and obtained the rubber composition.

(実施例8〜11)
表3に記載の重量比でNBR−1とPA11とを100ccのバンバリータイプ混練機に投入し、表3に記載の練り条件(ローターの回転数、時間、温度)で混合物を混練した。混練後、ゴム組成物を水中に投入して急冷させた。その後、水中から取り出して乾燥し、ゴム組成物を得た。
(Examples 8 to 11)
NBR-1 and PA11 were charged into a 100 cc Banbury type kneader at a weight ratio shown in Table 3, and the mixture was kneaded under the kneading conditions shown in Table 3 (rotor speed, time, temperature). After kneading, the rubber composition was poured into water and rapidly cooled. Then, it took out from water and dried and obtained the rubber composition.

(実施例12〜14)
NBR−1を80重量部、PA11を20重量部、バンバリータイプ混練機に投入し、以下の第1〜3工程に沿って、表4に記載の練り条件(ローターの回転数、時間、温度)でポリマーブレンドを行った。その後、混練機から排出し、水中に投入することなく室温まで放冷して、ゴム組成物を得た。
(Examples 12 to 14)
80 parts by weight of NBR-1 and 20 parts by weight of PA11 were charged into a Banbury type kneader, and kneading conditions (rotor speed, time, temperature) shown in Table 4 along the following first to third steps. The polymer blend was performed. Thereafter, the rubber composition was discharged from the kneader and allowed to cool to room temperature without being poured into water to obtain a rubber composition.

〔第1工程:混練開始〜180秒〕
所定の回転数で混合物を混練しながら、120℃〜140℃(150℃未満)まで昇温し、PA11を溶融させずに、PA11に剪断力をかけながら混合物を混練する。
[First step: Kneading start to 180 seconds]
While kneading the mixture at a predetermined rotation speed, the temperature is raised to 120 ° C. to 140 ° C. (less than 150 ° C.), and the mixture is kneaded while applying a shearing force to PA 11 without melting PA 11.

〔第2工程:180秒〜240秒〕
所定の回転数で混合物を剪断することにより自己発熱させ、その自己発熱によって180℃まで昇温し、PA11を溶融させた上で混合物を剪断する。
[Second step: 180 seconds to 240 seconds]
The mixture is self-heated by shearing the mixture at a predetermined number of revolutions, and the temperature is raised to 180 ° C. by the self-heating to melt the PA 11 and then the mixture is sheared.

〔第3工程:240秒〜300秒〕
回転数を30rpmに下げて、剪断力をかけながら170℃以下にする。
[Third step: 240 to 300 seconds]
The rotational speed is lowered to 30 rpm, and the temperature is set to 170 ° C. or lower while applying a shearing force.

(比較例1〜2)
練り条件の温度を実施例1〜4より下げた以外、実施例1〜4と同様にしてゴム組成物を得た。
(Comparative Examples 1-2)
A rubber composition was obtained in the same manner as in Examples 1 to 4, except that the temperature of the kneading conditions was lower than in Examples 1 to 4.

(比較例3〜4)
NBR中のAN含有量(平均AN量)を40重量%未満としたこと以外、実施例5〜7と同様にしてゴム組成物を得た。
(Comparative Examples 3-4)
A rubber composition was obtained in the same manner as in Examples 5 to 7, except that the AN content (average AN amount) in NBR was less than 40% by weight.

(比較例5)
表3に記載の条件で、実施例8〜11と同様にしてゴム組成物を得た。
(Comparative Example 5)
Under the conditions shown in Table 3, rubber compositions were obtained in the same manner as in Examples 8-11.

(比較例6〜8)
NBR−1を80重量部、PA11を20重量部、バンバリータイプ混練機に投入し、実施例12〜14における第1〜3工程を経ないで、混練時の温度を常に一定(180℃)にして、PA11を溶融した状態でポリマーブレンドを行った。その後、混練機から排出し、水中に投入することなく室温まで放冷して、ゴム組成物を得た。
(Comparative Examples 6-8)
80 parts by weight of NBR-1 and 20 parts by weight of PA11 are charged into a Banbury type kneader, and the temperature during kneading is always constant (180 ° C.) without going through the first to third steps in Examples 12-14. Then, polymer blending was performed in a state where PA11 was melted. Thereafter, the rubber composition was discharged from the kneader and allowed to cool to room temperature without being poured into water to obtain a rubber composition.

実施例1〜14及び比較例1〜8で得られたゴム組成物の分散状態を観察した。その画像を図1〜3に示す。なお、これらの分散画像の評価方法は以下の通りである。   The dispersion state of the rubber composition obtained in Examples 1-14 and Comparative Examples 1-8 was observed. The images are shown in FIGS. The evaluation method for these dispersed images is as follows.

〔分散画像の評価方法〕
島津製作所製のScanning Probe Microscopeを用いてNBRとPA11の粘弾性特性の差を画像化し、その分散画像から、分散相であるPA11の短径及び長径サイズを数点測り、その平均値を求めた。
[Distributed image evaluation method]
Using a Scanning Probe Microscope manufactured by Shimadzu Corporation, the difference in viscoelastic properties between NBR and PA11 was imaged, and from the dispersed image, the minor axis and major axis size of PA11 as a dispersed phase were measured, and the average value was obtained. .

また、得られたゴム組成物の物性及び耐燃料透過性(バリア性)を評価するため、上記実施例及び比較例で得られた各ゴム組成物に、表5に記載する添加剤を加えてゴム練りし、各評価用試料を調製した。常態時物性及び耐燃料透過性(バリア性)の評価方法は以下の通りである。   In addition, in order to evaluate the physical properties and fuel permeation resistance (barrier properties) of the obtained rubber composition, the additives listed in Table 5 were added to each rubber composition obtained in the above Examples and Comparative Examples. Each sample for evaluation was prepared by kneading rubber. The evaluation methods of physical properties and fuel permeation resistance (barrier properties) in the normal state are as follows.

〔常態時物性の評価方法〕
各評価用試料を180℃で10分間加硫プレスし、JISK6251:2004に準じて得られた2.0mmのシートから5号ダンベルを作製して、引張強さ(TS)及び切断時伸び(EB)を評価した。その結果を、表1〜4に示す。なお、常態時物性の目標値は、燃料系ホース材料としての実使用レベルとし、TS>10MPa、EB>100%と設定した。
[Evaluation method of physical properties under normal conditions]
Each evaluation sample was vulcanized and pressed at 180 ° C. for 10 minutes to prepare No. 5 dumbbell from a 2.0 mm sheet obtained according to JISK6251: 2004, and tensile strength (TS) and elongation at break (EB) ) Was evaluated. The results are shown in Tables 1-4. In addition, the target value of the physical property at the normal state was set to be an actual use level as the fuel hose material, and TS> 10 MPa and EB> 100%.

〔耐燃料透過性(バリア性)の評価方法〕
FuelC(イソオクタン/トルエン=50/50)中に、上記加硫シートの片面を浸漬し、40℃の恒温槽中に14日間(336時間)放置した。1日毎の重量減少量を測定し、最も多い日の重量減少量から、燃料油透過量を求めた。その結果を、表1〜4に示す。なお、算出式は、〔式1〕の通りである。なお、燃料油透過量の目標値は従来のNBR−PVC系ゴム組成物の耐燃料透過性を基準とし、燃料油透過量<28.5と設定した。
[Evaluation method of fuel permeation resistance (barrier property)]
One side of the vulcanized sheet was immersed in Fuel C (isooctane / toluene = 50/50) and left in a constant temperature bath at 40 ° C. for 14 days (336 hours). The amount of weight loss per day was measured, and the amount of fuel oil permeation was determined from the most amount of weight loss on the day. The results are shown in Tables 1-4. The calculation formula is as [Formula 1]. The target value of the fuel oil permeation amount was set as fuel oil permeation amount <28.5, based on the fuel permeation resistance of the conventional NBR-PVC rubber composition.

〔式1〕
燃料油透過量(mg・mm/cm2・day)=重量減少量(mg/day)×加硫シート厚み(mm)/透過面積(cm2)
[Formula 1]
Fuel oil permeation (mg · mm / cm2 · day) = weight reduction (mg / day) × vulcanized sheet thickness (mm) / permeation area (cm2)

実施例1〜4及び比較例1〜2は、ゴム組成物の分散相であるPA11の短径及び長短度のサイズ及びその形状による物性及び耐燃料透過性の影響について調べたものである。   In Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, the influence of physical properties and fuel permeation resistance on the short diameter and the long and short sizes and the shape of PA 11 which is a dispersed phase of the rubber composition was examined.

図1(a)〜(d)に、実施例1〜4で得られたゴム組成物の分散画像を、図1(e)〜(f)に、比較例1〜2で得られたゴム組成物の分散画像を示す。なお、図中の比較的白い部分はNBRを、比較的黒い部分はPA11を表している。   1 (a) to (d) show dispersed images of the rubber compositions obtained in Examples 1 to 4, and FIGS. 1 (e) to (f) show rubber compositions obtained in Comparative Examples 1 and 2. A dispersion image of an object is shown. In the figure, the relatively white portion represents NBR, and the relatively black portion represents PA11.

図1(e)〜(f)のように、比較例で得られたゴム組成物中のNBRとPA11は、いずれも大きな固まりとなって広がっており、実施例によるゴム組成物(図1(a)〜(d))に比べてその分散状態が悪いことが分かる。   As shown in FIGS. 1 (e) to (f), NBR and PA11 in the rubber composition obtained in the comparative example are both in a large mass and spread, and the rubber compositions according to the examples (FIG. 1 ( It can be seen that the dispersion state is poor compared to a) to (d)).

この分散画像から求めたPA11の短径及び長短度の平均値は、表1に示すように、実施例1〜4では、短径<1μm、かつ、長短度>3となっており、比較例1〜2では、短径>1μm、長短度>3となっている。   As shown in Table 1, the average values of the minor axis and the major axis of PA11 obtained from this dispersed image are the minor axis <1 μm and the major axis> 3 in Examples 1 to 4, and are comparative examples. In 1-2, the minor axis> 1 μm and the major axis> 3.

次に、表1を参照して、実施例1〜4と比較例1〜2で得られたゴム組成物の、練りゴム後の物性値及び耐燃料透過性について比較した。実施例1〜4のものは、引張強さ(TS)、切断時伸び(EB)、燃料油透過量の値ともに上記目標値を満たしていた。一方、比較例1では、TS値、EB値が目標値を満たさず、燃料油透過量の値は、目標値を満たしているものの、低いレベルであった。また、比較例2では、TS値、EB値、燃料油透過量の値すべてが目標値を満たしていなかった。   Next, with reference to Table 1, the rubber compositions obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 were compared with respect to physical properties and kneading resistance after kneaded rubber. In Examples 1 to 4, the tensile strength (TS), elongation at break (EB), and fuel oil permeation amount all met the target values. On the other hand, in Comparative Example 1, the TS value and the EB value did not satisfy the target values, and the value of the fuel oil permeation amount was a low level although the target value was satisfied. Further, in Comparative Example 2, all of the TS value, EB value, and fuel oil permeation amount did not satisfy the target values.

実施例5〜7及び比較例3〜4は、ゴム組成物のマトリックス相であるNBR中のAN含有量による物性及び耐燃料透過性の影響について調べたものである。表2を参照して、練りゴム後の物性値及び耐燃料透過性について比較した。なお、これらのゴム組成物は、いずれも分散相であるPA11の短径<1μm、かつ、長短度>3となっていた。   Examples 5 to 7 and Comparative Examples 3 to 4 investigate the effects of physical properties and fuel permeation resistance due to the AN content in NBR which is the matrix phase of the rubber composition. Referring to Table 2, the physical properties after kneaded rubber and fuel permeation resistance were compared. All of these rubber compositions had a short diameter <1 μm and a longness> 3 of PA11 which is a dispersed phase.

実施例5〜7のものは、NBR中のAN含有量が40重量%以上50重量%以下のものであり、TS値、EB値、燃料油透過量の値ともに上記目標値を満たしていた。一方、比較例3及び4のものは、AN含有量が40重量%未満のものであり、TS値、EB値は上記目標値を満たしているものの、燃料油透過量の値が目標値を満たさないものであった。   In Examples 5 to 7, the AN content in NBR was 40% by weight or more and 50% by weight or less, and the TS value, EB value, and fuel oil permeation value all met the target values. On the other hand, in Comparative Examples 3 and 4, the AN content is less than 40% by weight, and the TS value and EB value satisfy the above target values, but the value of the fuel oil permeation amount satisfies the target value. It was not.

実施例1〜7及び比較例1〜4を比較した結果から、実使用レベルの引張強さ及び切断時伸びなどの機械的特性を有し、従来のNBR−PVC系ゴム組成物の耐燃料透過性と比べて遜色ないものであるためには、上記ゴム組成物は、マトリックス相であるNBR中のAN含有量は40重量%以上であり、分散相であるPA11の短径<1μm、かつ、長短度>3となっていることが必要と考える。   From the result of comparing Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4, it has mechanical properties such as tensile strength at actual use level and elongation at break, and the fuel permeation resistance of the conventional NBR-PVC rubber composition. In order for the rubber composition to be inferior to the property, the AN content in the matrix phase NBR is 40% by weight or more, the short diameter of PA11 as the dispersed phase <1 μm, and I think it is necessary that the degree of longness> 3.

実施例8〜11及び比較例5は、NBRとPA11のブレンド重量比による物性及び耐燃料透過性の影響について調べたものである。   In Examples 8 to 11 and Comparative Example 5, the influence of physical properties and fuel permeation resistance on the blend weight ratio of NBR and PA11 was examined.

図2(a)〜(d)に、実施例8〜11で得られたゴム組成物の分散画像を、図2(e)に、比較例5で得られたゴム組成物の分散画像を示す。図2(e)のように、比較例5で得られたゴム組成物中のPA11(図中の黒い部分)は、NBR中に大きな固まりとして固定化されており、実施例のものに比べてその分散状態が悪いことが分かる。   2A to 2D show the dispersion images of the rubber compositions obtained in Examples 8 to 11, and FIG. 2E shows the dispersion image of the rubber composition obtained in Comparative Example 5. . As shown in FIG. 2 (e), PA11 (black portion in the figure) in the rubber composition obtained in Comparative Example 5 is immobilized as a large mass in NBR, which is compared with that in the example. It turns out that the dispersion state is bad.

この分散画像から求めた分散相であるPA11の短径及び長短度の平均値は、表3に示すように、実施例8〜11では、短径=0.4〜0.8μm、長短度>3であり、短径<1μm、かつ、長短度>3であったが、比較例5では、短径=1.2μm、長短度=8であり、短径>1μmであった。   As shown in Table 3, the average value of the short diameter and the long and shortness of PA11, which is the dispersed phase obtained from this dispersed image, was as follows. 3. The minor axis <1 μm and the major axis> 3, but in Comparative Example 5, the minor axis = 1.2 μm, the major axis = 8, and the minor axis> 1 μm.

次に、表3を参照して、実施例8〜11と比較例5で得られたゴム組成物の、練りゴム後の物性値及び耐燃料透過性について比較した。実施例8〜11のものは、NBRとPA11のブレンド重量比がNBR/PA11=60/40〜90/10の範囲にあるものであり、TS値、EB値、燃料油透過量の値ともに上記目標値を満たしていた。一方、比較例5のものはNBR/PA11=40/60であり、上記範囲外のものである。この場合、TS値、燃料油透過量の値は目標値を満たしているものの、EB値が目標値を満たしていなかった。   Next, referring to Table 3, the rubber compositions obtained in Examples 8 to 11 and Comparative Example 5 were compared in terms of physical properties after kneaded rubber and fuel permeation resistance. In Examples 8 to 11, the blend weight ratio of NBR and PA11 is in the range of NBR / PA11 = 60/40 to 90/10, and the values of TS value, EB value, and fuel oil permeation amount are the above. The target value was met. On the other hand, the thing of the comparative example 5 is NBR / PA11 = 40/60, and is outside the said range. In this case, although the TS value and the value of the fuel oil permeation amount satisfied the target value, the EB value did not satisfy the target value.

実施例8〜11及び比較例5を比較した結果、NBRとPA11のブレンド重量比がNBR/PA11=60/40〜90/10の範囲にある場合には、分散相であるPA11の短径<1μm、かつ、長短度>3の条件を満たすため、物性値及び燃料油透過量の値が上記目標値を満たし、良好であったが、比較例5のように上記範囲内にない場合には、分散相であるPA11の短径が上記条件を満たさず、実使用レベルのEB値とはならなかった。   As a result of comparing Examples 8 to 11 and Comparative Example 5, when the blend weight ratio of NBR and PA11 is in the range of NBR / PA11 = 60/40 to 90/10, the minor axis of PA11 as the dispersed phase < In order to satisfy the condition of 1 μm and the degree of length> 3, the physical property value and the value of the fuel oil permeation amount satisfied the above target values, but were satisfactory, but were not within the above range as in Comparative Example 5. In addition, the minor axis of PA11 as a dispersed phase did not satisfy the above conditions, and the EB value at the actual use level was not achieved.

よって、実使用レベルの引張強さ及び切断時伸びなどの機械的特性を有し、従来のNBR−PVC系ゴム組成物の耐燃料透過性と比べて遜色ないものであるためには、上記ゴム組成物において、NBRとPA11のブレンド重量比がNBR/PA11=60/40〜90/10の範囲にあることが好ましいと考える。   Therefore, in order to have mechanical properties such as actual use level tensile strength and elongation at break, and to be comparable to the fuel permeation resistance of the conventional NBR-PVC rubber composition, the rubber In the composition, it is considered that the blend weight ratio of NBR and PA11 is preferably in the range of NBR / PA11 = 60/40 to 90/10.

実施例12〜14及び比較例6〜8は、ポリマーブレンドにおける混練条件による物性及び耐燃料透過性の影響について調べたものである。   Examples 12 to 14 and Comparative Examples 6 to 8 investigate the influence of physical properties and fuel permeation resistance on the kneading conditions in the polymer blend.

図3(a)〜(c)に、実施例12〜14で得られたゴム組成物の分散画像を、図3(d)〜(f)に、比較例6〜8で得られたゴム組成物の分散画像を示す。図3(d)〜(f)のように、比較例で得られたゴム組成物中のPA11(図中の黒い部分)は、NBR中に大きな固まりとして固定化されており、実施例のものに比べてその分散状態が悪いことが分かる。   3 (a) to 3 (c) show dispersion images of the rubber compositions obtained in Examples 12 to 14, and FIGS. 3 (d) to (f) show rubber compositions obtained in Comparative Examples 6 to 8. A dispersion image of an object is shown. As shown in FIGS. 3D to 3F, PA11 (black portion in the figure) in the rubber composition obtained in the comparative example is immobilized as a large mass in the NBR, which is the example. It can be seen that the dispersion state is worse than that.

この分散画像から求めたPA11の短径及び長短度の平均値は、表4に示すように、実施例12〜14では、短径<1μm、かつ、長短度>3であったが、比較例6〜8では、短径>1μmであった。   As shown in Table 4, the average values of the minor axis and the major axis of PA11 obtained from this dispersion image were minor axis <1 μm and major axis> 3 in Examples 12-14. In 6 to 8, the minor axis was> 1 μm.

また、表4を参照して、実施例12〜14と比較例6〜8で得られたゴム組成物の、練りゴム後の物性値及び耐燃料透過性について比較した。実施例12〜14のものは、第1〜3工程に沿って混練したものであり、TS値、EB値、燃料油透過量の値ともに上記目標値を満たし、実使用可能なものであった。一方、比較例6〜8では、第1〜3工程に沿って行わず、常にPA11の溶融温度(180℃)で混練した。比較例では、EB値は上記目標値を満たしているものの、TS値が目標値を満たしておらず、また、燃料油透過量の値も劣っていた。   In addition, referring to Table 4, the rubber compositions obtained in Examples 12 to 14 and Comparative Examples 6 to 8 were compared with respect to physical properties and kneading resistance after kneaded rubber. Examples 12 to 14 were kneaded along the first to third steps, and all of the TS value, EB value, and fuel oil permeation amount satisfied the above target values and were actually usable. . On the other hand, in Comparative Examples 6-8, it did not carry out along the 1st-3rd process, but was always knead | mixed with the melting temperature (180 degreeC) of PA11. In the comparative example, although the EB value satisfied the target value, the TS value did not satisfy the target value, and the fuel oil permeation amount was inferior.

実施例12〜14及び比較例6〜8を比較した結果、上記第1〜3工程に沿って、120〜140℃(150℃未満)で少なくとも混合物を剪断する工程を経(粗分散)、その剪断力による自己発熱でPA11の融点付近の180℃まで昇温して混合物を剪断する工程を経(微分散)、剪断力をかけながら融点以下の温度(170℃)まで下げる工程を経ることによって、分散相であるPA11は、その短径<1μm、かつ、その長短度>3となり、得られたゴム組成物は、上記目標値を満たすものとなった。   As a result of comparing Examples 12 to 14 and Comparative Examples 6 to 8, a process of shearing at least the mixture at 120 to 140 ° C. (less than 150 ° C.) along the first to third steps (coarse dispersion), By undergoing a process of raising the temperature to 180 ° C. near the melting point of PA 11 by self-heating due to shearing force and shearing the mixture (fine dispersion), and passing through a process of lowering to a temperature below the melting point (170 ° C.) while applying the shearing force In addition, PA11 as a dispersed phase had a minor axis <1 μm and a major axis> 3, and the obtained rubber composition satisfied the target value.

よって、実使用レベルの引張強さ及び切断時伸びなどの機械的特性を有し、従来のNBR−PVC系ゴム組成物の耐燃料透過性と比べて遜色ないゴム組成物を製造するためには、このように、第1〜3工程を経ることが重要であると考える。   Therefore, in order to produce a rubber composition having mechanical properties such as tensile strength at the actual use level and elongation at break, which is inferior to the fuel permeation resistance of the conventional NBR-PVC rubber composition. Thus, it is important to go through the first to third steps.

なお、実施例12〜14では、混練後、ゴム組成物を水中に投入することなくPA11の融点以下に降温してゴム組成物を得ているが、そのゴム組成物中におけるPA11の分散状態は良好なものであり、また、得られたゴム組成物も実使用レベルのものとなることが確認できた。   In Examples 12-14, after kneading, the rubber composition was obtained by lowering the temperature below the melting point of PA11 without introducing the rubber composition into water, but the dispersion state of PA11 in the rubber composition was It was confirmed that the rubber composition was good, and the obtained rubber composition was of an actual use level.

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to the said Example at all, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.

本発明に係るゴム組成物は、ガソリン等の燃料を供給する燃料ホースなどの材料に好適に用いられる。   The rubber composition according to the present invention is suitably used for materials such as a fuel hose that supplies fuel such as gasoline.

実施例1〜4及び比較例1〜2で得られたゴム組成物の分散状態を表す画像であり、(a)は実施例1、(b)は実施例2、(c)は実施例3、(d)は実施例4、(e)は比較例1、(f)は比較例2のものである。It is an image showing the dispersion state of the rubber composition obtained in Examples 1-4 and Comparative Examples 1-2, (a) is Example 1, (b) is Example 2, (c) is Example 3. (D) is for Example 4, (e) is for Comparative Example 1, and (f) is for Comparative Example 2. 実施例8〜11及び比較例5で得られたゴム組成物の分散状態を表す画像であり、(a)は実施例8、(b)は実施例9、(c)は実施例10、(d)は実施例11、(e)は比較例5のものである。It is an image showing the dispersion state of the rubber composition obtained in Examples 8-11 and Comparative Example 5, (a) is Example 8, (b) is Example 9, (c) is Example 10, ( d) is for Example 11, and (e) is for Comparative Example 5. 実施例12〜14及び比較例6〜8で得られたゴム組成物の分散状態を表す画像であり、(a)は実施例12、(b)は実施例13、(c)は実施例14、(d)は比較例6、(e)は比較例7、(f)は比較例8のものである。It is an image showing the dispersion state of the rubber composition obtained in Examples 12-14 and Comparative Examples 6-8, (a) is Example 12, (b) is Example 13, (c) is Example 14. , (D) is for Comparative Example 6, (e) is for Comparative Example 7, and (f) is for Comparative Example 8.

Claims (4)

アクリロニトリル含有量が40重量%以上のアクリロニトリルブタジエンゴムをマトリックス相、ポリアミドを分散相として含むゴム組成物であって、前記分散相のポリアミドは、ゴム組成物中での分散状態において、その短径が1μm以下、かつ、その長短度(長径/短径の比)が3以上であることを特徴とするゴム組成物。   A rubber composition comprising an acrylonitrile butadiene rubber having an acrylonitrile content of 40% by weight or more as a matrix phase and a polyamide as a dispersed phase, wherein the polyamide in the dispersed phase has a minor axis in a dispersed state in the rubber composition. 1 .mu.m or less, and its length (major axis / minor axis ratio) is 3 or more. 前記ポリアミドに対する前記アクリロニトリルブタジエンゴムの重量比(アクリロニトリルブタジエンゴム/ポリアミド)が、60/40〜90/10の範囲内にあることを特徴とする請求項1に記載のゴム組成物。   2. The rubber composition according to claim 1, wherein a weight ratio of the acrylonitrile butadiene rubber to the polyamide (acrylonitrile butadiene rubber / polyamide) is within a range of 60/40 to 90/10. 請求項1又は2に記載のゴム組成物を用いたことを特徴とする燃料系ゴム成形体。   A fuel-based rubber molded article, wherein the rubber composition according to claim 1 or 2 is used. 請求項1又は2に記載のゴム組成物の製造方法であって、
少なくともアクリロニトリルブタジエンゴムが可塑化し始める温度からポリアミドが可塑化し始める前の温度範囲内でアクリロニトリルブタジエンゴムとポリアミドとの混合物に剪断力をかけ、アクリロニトリルブタジエンゴム中にポリアミドを粗分散させる工程と、
前記剪断力により前記混合物を自己発熱させ、ポリアミドの溶融温度まで昇温し、アクリロニトリルブタジエンゴム中にポリアミドを微分散させる工程と、
前記混合物に剪断力をかけながらポリアミドの融点以下まで温度を下げる工程と、
を少なくとも有することを特徴とするゴム組成物の製造方法。
It is a manufacturing method of the rubber composition according to claim 1 or 2,
Applying a shear force to the mixture of acrylonitrile butadiene rubber and polyamide within a temperature range at least from a temperature at which acrylonitrile butadiene rubber begins to plasticize to before the polyamide begins to plasticize, and coarsely dispersing the polyamide in acrylonitrile butadiene rubber;
Causing the mixture to self-heat by the shearing force, raising the temperature to the melting temperature of the polyamide, and finely dispersing the polyamide in the acrylonitrile butadiene rubber;
Lowering the temperature to below the melting point of the polyamide while applying a shearing force to the mixture;
A process for producing a rubber composition, characterized by comprising:
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