JP2007269862A - ゴム組成物及び燃料系ゴムホース - Google Patents
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Abstract
【課題】耐燃料油性(耐サワー燃料油性)、耐バイオ燃料性(耐菜種油)、耐オゾン性を有するゴム組成物の提供。さらに、このゴム組成物を燃料系ホースの内管ゴムに用いても、反応生成物の発生しない燃料系ゴムホースを提供する。
【解決手段】 水素化ＮＢＲとＰＶＣのブレンド材料１００重量部に対し、酸化マグネシウムを２重量部から５重量部配合したイオウ加硫系のゴム組成物、およびこのゴム組成物を内管ゴムに用いた燃料系ゴムホース。
【選択図】 なし
【解決手段】 水素化ＮＢＲとＰＶＣのブレンド材料１００重量部に対し、酸化マグネシウムを２重量部から５重量部配合したイオウ加硫系のゴム組成物、およびこのゴム組成物を内管ゴムに用いた燃料系ゴムホース。
【選択図】 なし
Description
本発明は、酸化マグネシウムを配合した水素化ＮＢＲとＰＶＣのブレンドゴム組成物、およびそのゴム組成物を内管ゴムに用いた燃料系ゴムホースに関するものである。
燃料系ゴムホースの内管ゴムは燃料低透過性、耐燃料油性（耐サワー燃料油性を含む）の基本性能のほかに、昨今は耐バイオ燃料性(耐菜種油)も要求されてきている。また、燃料漏れの懸念から内管端面の耐オゾン性も必要となってきている。
また、燃料系ゴムホースはディーゼルエンジンにも使用されるが、ディーゼルエンジンのコモンレールの噴射ノズルに目詰まりが発生することがある。内管ゴムから抽出される脂肪酸と亜鉛との反応生成物が原因物質であることが分かってきた。
そのためホースからの反応生成物の抑制の要求もあり、これらの要求を満たすものとしてフッ素ゴムがあるが、高コストであり実用的でない。
水素化ＮＢＲ(アクリロニトリル−ブタジエンゴム)とＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）のブレンドゴムを、燃料系ゴムホースの内管ゴムに適用したものが特許文献１、特許文献２に記載されている。これらはゴム本来の特性である燃料低透過性、耐燃料油性、耐バイオ燃料性(耐菜種油)、耐オゾン性は満足するが、反応生成物の抑制はできない。
一方、特許文献３は、酸化マグネシウム配合のパーオキサイド加硫系の水素化ＮＢＲ組成物を耐熱燃料系ホースへ適用しているが、酸化マグネシウムを受酸剤として配合しているので反応生成物の抑制は出来ない。
特開平１０−２７９７３３
特開２００２−１０３４１２
特開２００３−２８７１６２
また、燃料系ゴムホースはディーゼルエンジンにも使用されるが、ディーゼルエンジンのコモンレールの噴射ノズルに目詰まりが発生することがある。内管ゴムから抽出される脂肪酸と亜鉛との反応生成物が原因物質であることが分かってきた。
そのためホースからの反応生成物の抑制の要求もあり、これらの要求を満たすものとしてフッ素ゴムがあるが、高コストであり実用的でない。
水素化ＮＢＲ(アクリロニトリル−ブタジエンゴム)とＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）のブレンドゴムを、燃料系ゴムホースの内管ゴムに適用したものが特許文献１、特許文献２に記載されている。これらはゴム本来の特性である燃料低透過性、耐燃料油性、耐バイオ燃料性(耐菜種油)、耐オゾン性は満足するが、反応生成物の抑制はできない。
一方、特許文献３は、酸化マグネシウム配合のパーオキサイド加硫系の水素化ＮＢＲ組成物を耐熱燃料系ホースへ適用しているが、酸化マグネシウムを受酸剤として配合しているので反応生成物の抑制は出来ない。
本発明の目的は、耐燃料油性(耐サワー燃料油性)、耐バイオ燃料性(耐菜種油)、耐オゾン性を有するゴム組成物を提供すること。さらに、このゴム組成物を燃料系ホースの内管ゴムに用いても、反応生成物の発生しない燃料系ゴムホースを提供することにある。
本発明は、上記の課題を解決するために次の手段を採ったものである。
水素化ＮＢＲとＰＶＣのブレンド材料１００重量部に対し、酸化マグネシウムを２重量部から５重量部配合したイオウ加硫系のゴム組成物、およびこのゴム組成物を内管ゴムに用いた燃料系ゴムホース。
外皮ゴムがヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン(以下ＣＳＭと表現する)、ＥＰＤＭ、クロロプレンゴム、又はＮＢＲとＥＰＤＭのブレンド材である燃料系ゴムホース。
以下に本発明における各要素の態様を例示する。
・ 水素化ＮＢＲ
アクリルニトリル含有量が３６〜５５％、好ましくは４３〜５０％のＮＢＲであり、そのＮＢＲの水素添加率が７０％以上、好ましくは９０％以上である。水素添加率が７０％未満では本発明の目的が達成できない。
・ ＰＶＣ
ＰＶＣの重合度は２００〜３０００、好ましくは８００から１５００である。
・ 水素化ＮＢＲとＰＶＣのブレンド割合
水素化ＮＢＲ９５〜５０重量部、好ましくは８０〜６０重量部に対し、ＰＶＣは５〜５０重量部、好ましくは２０〜４０重量部である。ＰＶＣの割合が５重量部未満では耐オゾン性が満足しなく、５０重量部を越えると硬さがアップしてホースとしての可撓性が失われる。
４．外皮ゴム
一般的に要求される耐候性、耐オゾン性、耐燃料油性、耐油性などに優れ、安価なものが好ましい。ヒドリンゴム、ＣＳＭ、ＥＰＤＭ、又はクロロプレンゴムなどが例示できる。
５．酸化マグネシウムの配合量
水素化ＮＢＲとＰＶＣのブレンド材１００重量部に対し２〜５重量部、好ましくは３〜４重量部を配合する。配合量が２重量部未満では反応生成物が析出し、５重量部を越えると圧縮永久歪が低下する。
６．燃料ゴムホースの構成
内管ゴムの肉厚は０．１ｍｍ〜２ｍｍで、外皮ゴムの肉厚は３ｍｍ〜５ｍｍである。内管ゴムと外皮ゴム間には、要求に応じポリエステル繊維、ナイロン繊維などを補強層として設ける。尚、中間ゴム層も必要に応じて設ける。中間ゴムとしてはヒドリンゴム、ＮＢＲ、ＮＢＲとＥＰＤＭのブレンド材が例示できる
水素化ＮＢＲとＰＶＣのブレンド材料１００重量部に対し、酸化マグネシウムを２重量部から５重量部配合したイオウ加硫系のゴム組成物、およびこのゴム組成物を内管ゴムに用いた燃料系ゴムホース。
外皮ゴムがヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン(以下ＣＳＭと表現する)、ＥＰＤＭ、クロロプレンゴム、又はＮＢＲとＥＰＤＭのブレンド材である燃料系ゴムホース。
以下に本発明における各要素の態様を例示する。
・ 水素化ＮＢＲ
アクリルニトリル含有量が３６〜５５％、好ましくは４３〜５０％のＮＢＲであり、そのＮＢＲの水素添加率が７０％以上、好ましくは９０％以上である。水素添加率が７０％未満では本発明の目的が達成できない。
・ ＰＶＣ
ＰＶＣの重合度は２００〜３０００、好ましくは８００から１５００である。
・ 水素化ＮＢＲとＰＶＣのブレンド割合
水素化ＮＢＲ９５〜５０重量部、好ましくは８０〜６０重量部に対し、ＰＶＣは５〜５０重量部、好ましくは２０〜４０重量部である。ＰＶＣの割合が５重量部未満では耐オゾン性が満足しなく、５０重量部を越えると硬さがアップしてホースとしての可撓性が失われる。
４．外皮ゴム
一般的に要求される耐候性、耐オゾン性、耐燃料油性、耐油性などに優れ、安価なものが好ましい。ヒドリンゴム、ＣＳＭ、ＥＰＤＭ、又はクロロプレンゴムなどが例示できる。
５．酸化マグネシウムの配合量
水素化ＮＢＲとＰＶＣのブレンド材１００重量部に対し２〜５重量部、好ましくは３〜４重量部を配合する。配合量が２重量部未満では反応生成物が析出し、５重量部を越えると圧縮永久歪が低下する。
６．燃料ゴムホースの構成
内管ゴムの肉厚は０．１ｍｍ〜２ｍｍで、外皮ゴムの肉厚は３ｍｍ〜５ｍｍである。内管ゴムと外皮ゴム間には、要求に応じポリエステル繊維、ナイロン繊維などを補強層として設ける。尚、中間ゴム層も必要に応じて設ける。中間ゴムとしてはヒドリンゴム、ＮＢＲ、ＮＢＲとＥＰＤＭのブレンド材が例示できる
本発明のゴム組成物は、耐燃料油性(耐サワー燃料油性)、耐バイオ燃料性(耐菜種油)、耐オゾン性を有するため、このゴム組成物を燃料系ホースの内管ゴムに用いると、上記の特性を満足すると共に、反応生成物の発生しない燃料系ゴムホースを得ることができる。
本発明の好ましい態様は、水素化ＮＢＲとＰＶＣのブレンド材料１００重量部に対し、酸化マグネシウムを２重量部から５重量部配合したイオウ加硫系のゴム組成物である。
そのゴム組成物を内管ゴムに用い、外皮ゴムとしてヒドリンゴム、ＣＳＭ、ＥＰＤＭ、クロロプレンゴム、又はＮＢＲとＥＰＤＭのブレンド材を用いた燃料系ゴムホースである。
そのゴム組成物を内管ゴムに用い、外皮ゴムとしてヒドリンゴム、ＣＳＭ、ＥＰＤＭ、クロロプレンゴム、又はＮＢＲとＥＰＤＭのブレンド材を用いた燃料系ゴムホースである。
表−１の配合内容の各種ゴム配合物を１７０℃×１５分でプレス加硫してテストピースを成形し、試験に供した。製品性能試験用としては表−１の配合内容の各種ゴム配合物をホースの内管ゴムとし、ヒドリンゴムを外皮ゴムとしたホースを試験に供した。
試験項目としては、耐サワー燃料油性、耐菜種油、耐オゾン性、反応生成物の有無(沈殿試験)を検討した。各種の試験方法を記す。
［耐サワー燃料油性］
フューエルＤ(銅イオン0.1PPM、パーオキサイド価２００mg／kg) にテストピースを浸漬して６０℃×２日間放置（これを２サイクル）、そのテストピースの諸物性を評価した。
［耐菜種油］
軽油にメチルエステル化菜種油を１０％添加する(これを１０％バイオ燃料という)。この１０％バイオ燃料にテストピースを浸漬して１００℃×２５０時間放置、そのテストピースの諸物性を評価した。
[耐オゾン性]
テストピース：
テストピースをフューエルＤにｌ４０℃×７０時間浸漬抽出、その後テストピースを取り出し室温（２３℃）×２４時間乾燥、最後に１００℃×48時間の加熱をする。
そのテストピースを２０％伸張し、５０pphm×４０℃×１６８時間の条件で耐オゾン性を評価した。なお、亀裂の発生有無は目視で判定する。
製品：
フューエルＤを封入したクランプ付きホースを４０℃×４８時間放置、その後フューエルＤを取り出しそのホースを室温×２４時間乾燥する。
そのホースを５０pphm×４０℃×１６８時間の条件で耐オゾン性を評価した。なお、亀裂の発生有無は目視で判定する。
[反応生成物の沈殿試験]
１０×１０×２ｍｍサイズのテストピース１８ｇを１０％バイオ燃料７５ｍｌに浸漬し、８０℃恒温槽で７２時間保持した。テストピースを取り除いたバイオ燃料を計量管に入れ、反応生成物を遠心分離機(1000rpm×30分)で分離する。計量管の目盛からその反応生成物の体積％を測定した。
表-１に材料物性と製品性能の結果を記す。実施例１である酸化マグネシウム配合の水素化ＮＢＲとＰＶＣのブレンド材料は、比較例２、３に比べ、耐サワー燃料油性、耐菜種油、耐オゾン性に優れている。さらに、バイオ燃料に対し抽出物（沈殿物）の少ない結果が得られている。一方、参考例１として記したフッ素ゴムは、性能は満足するがコストが高い。
（表１）
試験項目としては、耐サワー燃料油性、耐菜種油、耐オゾン性、反応生成物の有無(沈殿試験)を検討した。各種の試験方法を記す。
［耐サワー燃料油性］
フューエルＤ(銅イオン0.1PPM、パーオキサイド価２００mg／kg) にテストピースを浸漬して６０℃×２日間放置（これを２サイクル）、そのテストピースの諸物性を評価した。
［耐菜種油］
軽油にメチルエステル化菜種油を１０％添加する(これを１０％バイオ燃料という)。この１０％バイオ燃料にテストピースを浸漬して１００℃×２５０時間放置、そのテストピースの諸物性を評価した。
[耐オゾン性]
テストピース：
テストピースをフューエルＤにｌ４０℃×７０時間浸漬抽出、その後テストピースを取り出し室温（２３℃）×２４時間乾燥、最後に１００℃×48時間の加熱をする。
そのテストピースを２０％伸張し、５０pphm×４０℃×１６８時間の条件で耐オゾン性を評価した。なお、亀裂の発生有無は目視で判定する。
製品：
フューエルＤを封入したクランプ付きホースを４０℃×４８時間放置、その後フューエルＤを取り出しそのホースを室温×２４時間乾燥する。
そのホースを５０pphm×４０℃×１６８時間の条件で耐オゾン性を評価した。なお、亀裂の発生有無は目視で判定する。
[反応生成物の沈殿試験]
１０×１０×２ｍｍサイズのテストピース１８ｇを１０％バイオ燃料７５ｍｌに浸漬し、８０℃恒温槽で７２時間保持した。テストピースを取り除いたバイオ燃料を計量管に入れ、反応生成物を遠心分離機(1000rpm×30分)で分離する。計量管の目盛からその反応生成物の体積％を測定した。
表-１に材料物性と製品性能の結果を記す。実施例１である酸化マグネシウム配合の水素化ＮＢＲとＰＶＣのブレンド材料は、比較例２、３に比べ、耐サワー燃料油性、耐菜種油、耐オゾン性に優れている。さらに、バイオ燃料に対し抽出物（沈殿物）の少ない結果が得られている。一方、参考例１として記したフッ素ゴムは、性能は満足するがコストが高い。
（表１）
Claims (3)
- 水素化ＮＢＲとＰＶＣのブレンド材料１００重量部に対し、酸化マグネシウムを２重量部から５重量部配合したイオウ加硫系のゴム組成物。
- 請求項１記載の前記ゴム組成物を内管ゴムに用いた燃料系ゴムホース。
- 請求項２において、外皮ゴムがヒドリンゴム、ＣＳＭ(クロロスルホン化ポリエチレン)、ＥＰＤＭ、クロロプレンゴム、又はＮＢＲとＥＰＤＭのブレンド材である燃料系ゴムホース。
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