JP2009292867A

JP2009292867A - ゴム部材

Info

Publication number: JP2009292867A
Application number: JP2008145072A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Kiriyama; 貴博桐山
Original assignee: Synztec Co Ltd
Current assignee: Synztec Co Ltd
Priority date: 2008-06-02
Filing date: 2008-06-02
Publication date: 2009-12-17

Abstract

【課題】耐熱性があり、不凍液に浸漬させた際に表面変質せず且つ重量変化が少ないゴム部材を提供する。
【解決手段】少なくとも不凍液に接触させた状態で使用するものであって、エチレン・プロピレン・ジエンゴムを含むゴム基材と、石英微粉末とを含有するゴム組成物から成形したものであり、前記ゴム組成物における前記石英微粉末の含有比率が３重量％〜１０重量％である。
【選択図】なし

Description

本発明は、不凍液に少なくとも接触させた状態で使用されるゴム部材に関し、特に家庭用電化製品に内蔵されるマイクロポンプに用いるのに好適なゴム部材に関する。

自動車や家庭用電化製品には、製品の使用の際に発生する熱を吸収する水冷システムが備えられている。この水冷システムには、マイクロポンプが用いられており、耐熱性が求められる。

一般的に耐熱性が求められるゴム部材は、亜鉛華を配合したものが用いられている。このようなゴム部材は、亜鉛華を配合することにより耐熱性が付与されるが、不凍液に浸漬させた場合、不凍液中に亜鉛華が抽出したり、不凍液中に添加されているインヒビター（防錆材）に亜鉛華が反応してゴム部材の表面に結晶状生成物が生じたりするという問題があった。不凍液中に亜鉛華が抽出すると、沈殿物となりポンプ内の流路を塞ぎ不具合が発生してしまう。また、ゴム部材の表面に結晶状生成物が生じると、シール性が低下してしまう。

そこで、水酸化マグネシウムを配合することにより、ラジエータ液に対する耐熱性と生成物の抽出の改善を行ったゴム組成物が提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、水酸化マグネシウムは吸湿性が高いため、ラジエータ液がゴム部材中に入り込む膨潤現象を防ぐことができないという問題があった。膨潤現象は、ゴムの劣化を促進させるため、耐久性を低下させてしまう。

耐熱性があり、不凍液に浸漬させた際にも表面変質せず、重量変化が少ないゴム部材が求められている。

特許第３６７６３３８号公報（請求項等）

本発明はこのような事情に鑑み、耐熱性があり、不凍液に浸漬させた際に表面変質せず且つ重量変化が少ないゴム部材を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、少なくとも不凍液に接触させた状態で使用するものであって、エチレン・プロピレン・ジエンゴムを含むゴム基材と、石英微粉末とを含有するゴム組成物から成形したものであり、前記ゴム組成物における前記石英微粉末の含有比率が３重量％〜１０重量％であることを特徴とするゴム部材にある。

本発明の第２の態様は、第１の態様に記載のゴム部材において、前記ゴム組成物がカーボンブラックを含むことを特徴とするゴム部材にある。

本発明の第３の態様は、第１又は２の態様に記載のゴム部材において、前記不凍液がリン酸塩系の防錆材を含み、前記ゴム部材は前記不凍液と接触させた状態で使用されることを特徴とするゴム部材にある。

本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様に記載のゴム部材において、ダイヤフラム、逆止弁、パッキン、Ｏリング及びスペーサから選択される少なくとも一つであることを特徴とするゴム部材にある。

エチレン・プロピレン・ジエンゴムを含むゴム基材に所定量の石英微粉末を配合したゴム組成物を用いることにより、耐熱性があり、耐膨潤性や耐抽出性に優れ、不凍液に浸漬させた際に表面変質することがないものとなり、長期間に亘って信頼性を確保できるという効果を奏する。

本発明のゴム部材は、エチレン・プロピレン・ジエンゴムを含むゴム基材と、石英微粉末とを含有するゴム組成物から成形したものであり、ゴム組成物における石英微粉末の含有比率が３重量％〜１０重量％である。このようなゴム部材は、少なくとも不凍液に接触させた状態で使用されるものであり、耐熱性があり、耐膨潤性や耐抽出性に優れ、不凍液に浸漬させた際に表面変質することがないものである。

かかるゴム組成物は、エチレン・プロピレン・ジエンゴムを含むゴム基材に、石英微粉末を配合したものであり、ゴム組成物における石英微粉末の含有比率が３重量％〜１０重量％である。このように所定量の石英微粉末を配合することにより、ゴムの特性を維持しつつ、耐熱性を向上させることができる。また、亜鉛華や水酸化マグネシウムを配合した場合のように、不凍液に浸漬させた際に表面変質することがなく、耐膨潤性や耐抽出性にも優れたものとなる。なお、石英微粉末の含有比率が３重量％未満となると、石英微粉末を配合したことによる効果が十分に得られず、１０重量％より多くなると、エチレン・プロピレン・ジエンゴムの機械的特性を維持することができなくなってしまう。

石英微粉末は、特に限定されないが、高純度のものが好ましい。なお、ここでいう微粉末とは、例えば、平均粒径が２０μｍ以下のものを指す。

本発明にかかるゴム基材は、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）を主体とするものであればよく、適宜、他の材質をブレンドしてもよい。ブレンドできる材質としては、例えばアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ウレタンゴム、これらのブレンド等を挙げることができる。エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）を用いることにより、耐不凍液性に優れ、低圧縮永久歪みとできるものとなる。

ゴム組成物は、補強材・充填剤としてカーボンブラックを配合してもよい。カーボンブラックは、特に限定されるものではなく、一般的に用いられるものであればよい。例えば、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等が挙げられ、これらは単独で使用しても、複数種類を併用してもよい。

上述のように、本発明のゴム部材は、不凍液に接触又は浸漬させた状態で使用されるものである。この不凍液は特に限定されないが、例えば、リン酸塩系の防錆材を含むものが挙げられる。具体的には、プロピレングリコール等を主体とする溶液にインヒビター（防錆材）として、リン酸カルシウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム等を含むものなどが挙げられる。本発明のゴム部材は、これらのインヒビターに反応しない。このため、不凍液に浸漬させて長期間使用しても表面変質しないものである。また、不凍液により膨潤や抽出することもない。

ゴム部材は、耐膨潤性や耐抽出性に優れたものであり、不凍液に長時間浸漬させた際の重量変化率が２％未満であることが好ましい。なお、この重量変化率は、８０℃の不凍液に対して７５０時間以上浸漬させたときの重量変化率を指す。不凍液に浸漬させた際の重量変化率が２％未満であることにより、長時間不凍液に浸漬しても、不凍液がゴム部材中にほとんど入り込むことがない。すなわち、ゴム部材は、不凍液に浸漬させてもほとんど劣化することがなく、長期間に亘って使用することができる。

また、ゴム部材は、不凍液に長時間浸漬させた際の圧縮永久歪みが８％未満であることが好ましい。この圧縮永久歪みは、８０℃の不凍液に対して３００時間以上浸漬させたときの圧縮永久歪みを指す。圧縮永久歪みが８％未満のゴム部材は、パッキンなどのシール部材として好適に使用することができる。

本発明のゴム部材は、少なくとも不凍液に接触させて用いられるものであり、ゴム部材が不凍液へ抽出するのを防止する。すなわち、不凍液が汚染されるのを防止し、不凍液の性能が低下するのを防止することができる。また、かかるゴム部材は、不凍液によってゴム部材が膨潤することがほとんどなく、長期間に亘って性能を保持することができる。

さらに、ゴム部材は、石英微粉末がインヒビターと反応することがなく、表面の状態を良好に維持することができる。このため、例えば、シール部材として用いた場合には、表面のシール性能を低下させることなく、長期間に亘って使用することができる。

また、石英微粉末をエチレン・プロピレン・ジエンゴムに配合することにより、耐熱老化性が向上されるため、熱老化による物性変化がほとんどなく、高温環境下においてもゴム部材の性能を長期間に亘って維持することができる。

さらに、本発明のゴム部材はエチレン・プロピレン・ジエンゴムに石英微粉末を配合しているため、耐不凍液性に優れる。さらに、圧縮永久歪みが優れるため、シール性が良好である。

なお、このようなゴム部材は、例えば、高さが３０〜５０ｍｍ、外径が約５〜１５ｍｍ程度のマイクロポンプのパッキン等として特に好適なものであり、携帯電話、ノートパソコンなどの家庭用電荷製品に利用することができるものである。かかるゴム部材は、ダイヤフラム、逆止弁、スペーサ、Ｏリング等にも採用することができる。

以下本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

（実施例１）
エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）を含むゴム基材に、平均粒径が３．５μｍの石英微粉末（クリスタルライトＶＸＳ；（株）龍森社製）を配合し、石英微粉末の含有比率が３．０重量％となるようにしたゴム組成物を加硫することにより、外径φ３２ｍｍ、内径φ３０ｍｍ、厚さ１ｍｍの実施例１のパッキン用ゴム部材を得た。

（実施例２）
平均粒径が８μｍの石英微粉末（クリスタルライトＡＡ；（株）龍森社製）を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例２のパッキン用ゴム部材を得た。

（実施例３）
石英微粉末の含有比率が５．７重量％となるようにした以外は実施例２と同様にして、実施例３のパッキン用ゴム部材を得た。

（実施例４）
石英微粉末の含有比率が８．６重量％となるようにした以外は実施例２と同様にして、実施例４のパッキン用ゴム部材を得た。

（実施例５）
平均粒径が１２μｍの石英微粉末（クリスタルライトＡ−１；（株）龍森社製）を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例５のパッキン用ゴム部材を得た。

（比較例１）
石英微粉末を用いなかった以外は実施例１と同様にして、比較例１のパッキン用ゴム部材を得た。

（比較例２）
石英微粉末の含有比率が０．６重量％となるようにした以外は実施例２と同様にして、比較例２のパッキン用ゴム部材を得た。

（比較例３）
石英微粉末の含有比率が１３．５重量％となるようにした以外は実施例２と同様にして、比較例３のパッキン用ゴム部材を得た。

（比較例４）
石英微粉末の含有比率が２３．３重量％となるようにした以外は実施例２と同様にして、比較例４のパッキン用ゴム部材を得た。

（比較例５）
石英微粉末の代わりに、亜鉛華（酸化亜鉛；堺化学社製）を用いた以外は実施例１と同様にして、比較例５のパッキン用ゴム部材を得た。

（比較例６）
石英微粉末の代わりに、水酸化マグネシウム（キスマ５Ｊ；協和化学工業社製）を用いた以外は実施例１と同様にして、比較例６のパッキン用ゴム部材を得た。

（比較例７）
石英微粉末の代わりに、平均粒径が７μｍの乾式シリカ（アエロジル３００；日本アエロジル社製）を用いた以外は実施例１と同様にして、比較例７のパッキン用ゴム部材を得た。

（試験例１）：表面変質、重量変化率
各実施例及び各比較例のパッキン用ゴム部材を、８０℃の不凍液１（主成分：プロピレングリコール、防錆材：リン酸カリウム）又は８０℃の不凍液２（主成分：プロピレングリコール、防錆材：リン酸ナトリウム）に７００時間浸漬させた後の表面状態を確認し、表面変質しているか否かを評価した。なお、不凍液１は結果を表１に示す。

また、各実施例及び各比較例のパッキン用ゴム部材を８０℃の不凍液１又は８０℃の不凍液２に７５０ｈ浸漬したときの重量変化率を測定した。具体的には、各パッキン用ゴム部材の浸漬前の重量W₁と、浸漬後の重量W₂を測定し、以下に示す式により重量変化率を求めた。結果を表１に示す。
重量変化率（％）＝１００（W_２−W_１）／W_１

（試験例２）：圧縮永久歪み
各実施例及び各比較例のパッキン用ゴム部材を、２５％圧縮させた状態で８０℃の不凍液１又は不凍液２に３００ｈ浸漬させた後、圧縮状態を開放して空気中で３０分放置した後の圧縮永久歪みを測定した。

また、各実施例及び各比較例のパッキン用ゴム部材と同様の材質から、各実施例及び各比較例のテストサンプルを作成し、ＪＩＳＫ６２６２に準拠して、８０℃で２００時間放置後の圧縮永久歪みを測定した。結果を表１に示す。

（試験結果）
実施例１〜５のパッキン用ゴム部材は、いずれも表面変質がなく、重量変化率は１％であった。すなわち、表面変質がなく、耐膨潤性や耐抽出性に優れたものであった。これに対し、亜鉛華を配合した比較例５のパッキン用ゴム部材は、いずれの不凍液においても表面変質が確認され、不凍液１における重量変化率は５％と高かった。また、水酸化マグネシウムを配合した比較例６のパッキン用不凍液ゴム部材は、不凍液１における重量変化率が５％と高かった。すなわち、不凍液の種類によっては、亜鉛華や水酸化マグネシウムを含むゴム部材は、膨潤しやすいものであった。

高温で放置後（空気中）の圧縮永久歪みは、実施例及び比較例でほとんど差は見られなかった。しかしながら、高温の不凍液に浸漬させた後、すなわち、実使用に則した条件においては、圧縮永久歪みに差が見られた。添加物を配合していない比較例１のパッキン用ゴム部材は、不凍液２に長期間浸漬させた後は、圧縮永久歪みが８％であったのに対し、石英の微粉末を配合した実施例１〜５のパッキン用ゴム部材は、不凍液１又は不凍液２のいずれに長時間浸漬させた後も、圧縮永久歪みが７％以下であった。これより、所定量の石英の微粉末を配合することにより、圧縮永久ひずみが低くできることがわかった。また、不凍液の種類にあまり左右されることなく、耐膨潤性を保つことができることがわかった。

なお、石英微粉末の含有比率が０．６％である比較例２のパッキン用ゴム部材は、不凍液２において圧縮永久歪みが８％であり、圧縮永久歪みの改善が見られなかった。石英微粉末の配合割合が低く、効果が十分に得られないためであると考えられる。一方、石英微粉末の含有比率が１０％より多い比較例３及び比較例４のパッキン用ゴム部材は、不凍液１及び不凍液２のいずれにおいても圧縮永久歪みが８％以上と高く、添加物を配合していない比較例１よりも劣るものであった。また、乾式シリカを配合した比較例７のパッキン用ゴム部材は、いずれの不凍液においても圧縮永久歪みが９％であり、添加物を配合していない比較例１よりも劣るものであった。

これらの結果より、エチレン・プロピレン・ジエンゴムを含むゴム基材と、石英微粉末とを含有するゴム組成物から成形したものであり、ゴム組成物における石英微粉末の含有比率が３重量％〜１０重量％のゴム部材は、不凍液に浸漬させた際に、表面変質することがなく、耐膨潤性及び圧縮永久歪みに優れたものとなることがわかった。

Claims

少なくとも不凍液に接触させた状態で使用するものであって、エチレン・プロピレン・ジエンゴムを含むゴム基材と、石英微粉末とを含有するゴム組成物から成形したものであり、前記ゴム組成物における前記石英微粉末の含有比率が３重量％〜１０重量％であることを特徴とするゴム部材。
請求項１に記載のゴム部材において、前記ゴム組成物がカーボンブラックを含むことを特徴とするゴム部材。
請求項１又は２に記載のゴム部材において、前記不凍液がリン酸塩系の防錆材を含み、前記ゴム部材は前記不凍液と接触させた状態で使用されることを特徴とするゴム部材。
請求項１〜３の何れかに記載のゴム部材において、ダイヤフラム、逆止弁、パッキン、Ｏリング及びスペーサから選択される少なくとも一つであることを特徴とするゴム部材。