JP2010237036A

JP2010237036A - 液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験方法およびその装置

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Publication number: JP2010237036A
Application number: JP2009085297A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Mochizuki; 恒夫望月; Naoto Ishii; 直人石井; Takashi Kishimoto; 貴司岸本
Original assignee: Arai Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Arai Seisakusho Co Ltd
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2010-10-21
Anticipated expiration: 2029-03-31
Also published as: JP5442295B2

Abstract

【課題】試験時間の短縮を図ることのできる液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験方法およびその装置を提供する。
【解決手段】接着耐性試験装置１は、耐圧密封容器２と、劣化促進流体供給手段３と、耐圧密封容器２に収容された密封液体ＳＬを所定温度に加熱する加熱手段５とを設ける。接着耐性試験方法は、耐圧密封容器２の内部に、空間ＩＳが残存するように所定量の密封液体ＳＬを入れ、この密封液体ＳＬに液体密封用ゴム複合製品Ｍを浸漬したる後、耐圧密封容器２の内圧が大気圧を超えるように空間ＩＳに対して劣化促進流体Ｇを加圧充填するとともに、密封液体ＳＬを所定温度に加熱保持し、この状態で所定時間経過した後に液体密封用ゴム複合製品Ｍを耐圧密封容器２の内部から取り出して、液体密封用ゴム複合製品Ｍの接着への密封液体ＳＬの影響を調べる。
【選択図】図１

Description

本発明は、試験時間を短縮するのに好適な液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験方法およびその装置に関する。

従来から、液体の漏洩を防止するための密封部品として、ゴムと、金属あるいは樹脂からなるゴム支持体とを加硫接着させてなる液体密封用ゴム複合製品がある。このような液体密封用ゴム複合製品は、例えば、自動車のラジエータにおけるラジエータ液の密封、すなわち漏洩防止に用いられている。

ところで、液体密封用ゴム複合製品の品質評価の一つとして、接着への密封液体の影響を調べる接着耐性試験が行われている。このような接着耐性試験方法としては、液体密封用ゴム複合製品を密封液体に浸漬させた状態で密封液体に酸素を連続的に吹き込むことにより、ゴムを強制的に劣化させて、接着への密封液体の影響を調べるゴムなどの耐劣化油性試験方法を用いることが考えられる（例えば、特許文献１参照。）。

特公平０１−２０３８１号公報

しかしながら、前述した従来のゴムなどの耐劣化油性試験方法を用いた場合、密封液体に酸素を連続的に吹き込むため、大気圧下での試験となるので、ゴムを劣化させるのに相当の時間を必要とし、試験時間が長くかかるという問題点があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、試験時間の短縮を図ることのできる液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験方法およびその装置を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため特許請求の範囲の請求項１に記載の本発明の液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験方法の特徴は、ゴムと、金属あるいは樹脂からなる支持部材とを加硫接着させてなる液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性を調べる液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験方法において、耐圧密封容器の内部に、空間が残存するように所定量の密封液体を入れ、この密封液体に前記液体密封用ゴム複合製品を浸漬したる後、前記耐圧密封容器の内圧が大気圧を超えるように前記空間に対して密封液体に浸漬した前記液体密封用ゴム複合製品劣化を強制的に劣化させるための密封液体に溶解可能な劣化促進流体を加圧充填するとともに、前記密封液体を所定温度に加熱保持し、この状態で所定時間経過した後に前記液体密封用ゴム複合製品を前記耐圧密封容器の内部から取り出して、前記液体密封用ゴム複合製品の接着への密封液体の影響を調べる点にある。

そして、このような構成を採用したことにより、劣化促進流体を加圧充填することによって、密封液体に劣化促進流体が高い濃度で溶け込み、この状態で密封液体を加熱することによって、密封液体に浸漬したゴムの劣化を大幅に促進することができるから、ゴムを劣化させるのに必要な時間を短くすることができる。その結果、試験時間の短縮を確実に図ることができる。

請求項２に記載の本発明の液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験方法の特徴は、請求項１において、前記密封液体がラジエータ液であり、前記劣化促進流体が、酸素ガス、液体酸素、空気よりなる群から選ばれた一つである点にある。そして、このような構成を採用したことにより、ラジエータ液に酸素が確実かつ容易に高い濃度で溶け込み、この状態で密封液体を加熱することによって、密封液体に浸漬したゴムの劣化を大幅に促進することができる。

請求項３に記載の本発明の液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験装置の特徴は、ゴムと、金属あるいは樹脂からなる支持部材とを加硫接着させてなる液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性を調べる液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験装置において、前記耐圧密封容器内に密封液体に浸漬した前記液体密封用ゴム複合製品劣化を強制的に劣化させるための密封液体に溶解可能な劣化促進流体を加圧充填する劣化促進流体供給手段と、前記耐圧密封容器に収容された密封液体を所定温度に加熱する加熱手段とを有している点にある。

そして、このような構成を採用したことにより、請求項１に記載の本発明の液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験方法、すなわち、ゴムと、金属あるいは樹脂からなる支持部材とを加硫接着させてなる液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性を調べる液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験方法において、耐圧密封容器の内部に、空間が残存するように所定量の密封液体を入れ、この密封液体に前記液体密封用ゴム複合製品を浸漬したる後、前記耐圧密封容器の内圧が大気圧を超えるように前記空間に対して密封液体に浸漬した前記液体密封用ゴム複合製品劣化を強制的に劣化させるための劣化促進流体を加圧充填するとともに、前記密封液体を所定温度に加熱保持し、この状態で所定時間経過した後に前記液体密封用ゴム複合製品を前記耐圧密封容器の内部から取り出して、前記液体密封用ゴム複合製品の接着への密封液体の影響を調べる液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験方法を簡便な構成で容易に実施することができる。

請求項４に記載の本発明の液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験装置の特徴は、請求項３において、前記密封液体がラジエータ液であり、前記劣化促進流体が、酸素ガス、液体酸素、空気よりなる群から選ばれた一つである点にある。そして、このような構成を採用したことにより、請求項２に記載の本発明の液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験方法を簡便な構成で容易に実施することができる。

請求項１に記載の本発明の液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験方法によれば、劣化促進流体を加圧充填することにより、密封液体に劣化促進流体が高い濃度で溶け込み、この状態で密封液体を加熱することによって、密封液体に浸漬したゴムの劣化が大幅に促進されるから、ゴムを劣化させるのに必要な時間を短くすることができるので、試験時間の短縮を確実に図ることができるなどの優れた効果を奏する。

請求項２に記載の本発明の液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験方法によれば、封液体がラジエータ液であり、劣化促進流体が、酸素ガス、液体酸素、空気よりなる群から選ばれた一つであるから、ラジエータ液に酸素が確実かつ容易に高い濃度で溶け込み、この状態で密封液体を加熱することによって、密封液体に浸漬したゴムの劣化を大幅に促進することができるなどの優れた効果を奏する。

請求項３に記載の本発明の液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験装置によれば、請求項１に記載の本発明の液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験方法を簡便な構成で容易に実施することができるなどの優れた効果を奏する。

請求項４に記載の本発明の液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験装置によれば、請求項２に記載の本発明の液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験方法を簡便な構成で容易に実施することができるなどの優れた効果を奏する。

本発明に係る液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験装置の実施形態の要部を示す構成図

以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。

図１は本発明に係る液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験装置１の実施形態を示す構成図である。

図１に示すように、本実施形態の液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験装置１（以下、単に、接着耐性試験装置と記す。）は、耐圧密封容器２と、劣化促進流体供給手段３と、劣化促進流体供給路４と、加熱手段５とを有している。

前記耐圧密封容器２は、その内部に液体密封用ゴム複合製品Ｍの浸漬に供する密封液体ＳＬを収納するためのものであり、密封液体ＳＬを収容するための上部が開口とされた有底筒状の容器本体７を備えている。この容器本体７の開口端には、容器本体７の開口を塞ぐ下部が開口とされた有底筒状の蓋部材８が複数の取付ボルト９（２本のみ図示）によって着脱自在に取り付けられている。また、容器本体７の開口端と蓋部材８との間には、密封液体ＳＬが外部に漏洩するのを防止するためのガスケット１０が配設されている。なお、本実施形態の密封液体ＳＬとしては、後に詳しく述べるラジエータ液が用いられている。

前記蓋部材８としては、外部から容器本体７の内部、ひいては液体密封用ゴム複合製品Ｍを容易に透視することができるなどという理由により、ガラス、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂などの透明部材を用ることが好ましい。

前記劣化促進流体供給手段としてのボンベ３は、高圧の劣化促進流体Ｇを貯蔵するためのものであり、止め弁からなる元栓１２を開くことにより、内部に貯蔵した劣化促進流体Ｇが流出するようになっている。

前記劣化促進流体供給路４は、少なくとも劣化促進流体Ｇを耐圧密封容器２に供給するためのものであり、本実施形態においては、一端が耐圧密封容器２の蓋部材８の中央部に接続され、他端がボンベ３に接続された供給管１４を備えている。この供給管１４としては、可撓性を備えていてもよい。勿論、供給管１４は、一端が蓋部材８と着脱自在に取り付けられ、他端がボンベ３と着脱自在に取り付けられている。そして、ボンベ３の元栓１２を開くことにより、ボンベ３に貯蔵された劣化促進流体Ｇが供給管１４を介して耐圧密封容器２の内部に供給できるようになっている。

前記劣化促進流体Ｇとしては、密封液体ＳＬに溶解可能なものであればよく、本実施形態においては、密封液体ＳＬに溶解する酸素ガス、液体酸素、酸素を含有する空気から選択することができる。勿論、耐圧密封容器２に浸漬した液体密封用ゴム複合製品Ｍを所定温度に加熱保持したときに、液体密封用ゴム複合製品Ｍの劣化を促進することのできるものであればよい。また、ボンベ３としては、高圧の酸素ガスあるいは高圧の液体酸素が貯蔵された酸素ボンベ、高圧の空気が貯蔵された空気ボンベを用いることができる。本実施形態においては、高圧の酸素ガスが貯蔵された酸素ボンベ３ａが用いられている。なお、劣化促進流体供給手段としては、ボンベ３に限ることなく他にも、例えばポンプを用いてもよい。

前記供給管１４の途中には、圧力計１５が設けられており、耐圧密封容器２の内圧を検出できるようになっている。この圧力計１５の配置としては、操作者が視認することのできる位置であればよく、例えば、蓋部材８の外部上方に配置することができる。

前記加熱手段５は、耐圧密封容器２の容器本体７に収容された密封液体ＳＬを加熱するためのものである。本実施形態の加熱手段５は、上部が開口とされたオイル槽１７（オイルバス）を備えており、このオイル槽１７の内部には、耐圧密封容器２を加熱するためのオイルＯが収容されている。そして、オイル槽１７の外面には、オイルＯを加熱するための図示しない単数あるいは複数のヒータが配設されている。このヒータは、図示しない駆動回路を介して図示しないＣＰＵおよびメモリを主として構成された制御部と電気的に接続されており、制御部から送出される制御指令により、オイルＯ、ひいては、耐圧密封容器２に収容された密封液体ＳＬを所定温度に加熱できるようになっている。

前記加熱手段５としては、耐圧密封容器２の容器本体７に収容された密封液体ＳＬを加熱することができるものであればよく、例えば、容器本体７の外面にヒータを配置する構成であってもよいし、容器本体７にヒータを埋設する構成であってもよい。

なお、オイル槽１７は、その内部に容器本体７を収容可能な大きさに形成されている。また、オイル槽１７に対する耐圧密封容器２の配置としては、図示しない支持台あるいは支持枠などによって、図１に示すように、容器本体７の底部がオイル槽１７の底面より上方に位置するように設定されている。また、オイル槽１７に収納されたオイルＯの液面は、図１に示すように、耐圧密封容器２に収容された密封液体ＳＬの液面より上方となるように、オイル量（オイルの貯留量）が設定されていることが好ましい。

つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用について、本発明の液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験方法の実施形態とともに説明する。

本実施形態の液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験方法（以下、単に、接着耐性試験方法と記す。）は、前述した図１に示す本実施形態の接着耐性試験装置１を用いて実施する。

本実施形態の接着耐性試験方法は、まず、耐圧密封容器２の内部に、空間ＩＳが残存するように所定量の密封液体ＳＬを入れ、この密封液体ＳＬの中に、予め形成された液体密封用ゴム複合製品Ｍを浸漬する。

本実施形態においては、密封液体ＳＬとして、ラジエータ液（ＬＬＣ（不凍液）：精製水＝５０：５０(重量比)）を用いた。ここで、ＬＬＣとは、エチレングリコールを主成分とするものである（ＪＩＳＫ２２３４２種）。そして、ＬＬＣとして、製造メーカの異なるＡ、Ｂ、Ｃの３種類を用いた（表１参照）。また、密封液体ＳＬの液量としては、耐圧密封容器２の内部における気液比が１：２（気層（空間ＩＳ）：ラジエータ液層＝１：２（体積比））となる液量を蓋部材８を外した容器本体７の内部に入れた。さらに、液体密封用ゴム複合製品Ｍとしては、ゴムＭａとしての硬さ７０度のＥＰＤＭ（エチレンピレンゴム）を、支持部材Ｍｂとしての金属であるＳＵＳ４３０（ステンレス：金属）に加硫接着したものを用いた。

なお、密封液体ＳＬとしては、液体密封用ゴム複合製品Ｍによる密封対象となる液体に応じたものを使用することができる。例えば、エンジンオイル、ミッションオイルなどの潤滑油を挙げることができる。また、液体密封用ゴム複合製品Ｍとしては、ゴムＭａを樹脂、セラミックスなどの非金属からなる支持部材Ｍｂに加硫接着したものであってもよい。さらに、液体密封用ゴム複合製品Ｍとしては、完成品だけでなく、剥離試験用の試験片（ＪＩＳＫ６２５６参照。）などの試験片や、完成前の半製品であってもよい。

ついで、耐圧密封容器２の内圧が大気圧を超えるように、図１の矢印にて示すように空間ＩＳに対して劣化促進流体Ｇとしての酸素を加圧充填するとともに、密封液体ＳＬとしてのラジエータ液を所定温度に加熱保持する。

本実施形態においては、取付ボルト９によって容器本体７に蓋部材８を取り付けてから、耐圧密封容器２の内圧が０．２ＭＰａとなるように、酸素ボンベ３ａの元栓１２の開閉操作を行って空間ＩＳに酸素を供給する。

また、加熱手段５のヒータを駆動して、オイル槽１７のオイルＯ、ひいては、容器本体７の内部に収容したラジエータ液を１２０℃に加熱する。

すなわち、耐圧密封容器２の内圧を０．２ＭＰａにするとともに、ラジエータ液を１２０℃に加熱する。

なお、ラジエータ液の温度が１２０℃になったときの耐圧密封容器２の内圧が０．２ＭＰａとなるようにしてもよい。

ここで、耐圧密封容器２の内圧としては、大気圧を越えていればよく、０．０１−１ＭＰａが好ましく、０．０５−０．５ＭＰａがより好ましい。内圧がこの範囲を下回ると大気圧との差が殆ど見られない傾向があり、この範囲を超えるとゴムの劣化があまり促進されず、また不要に強度の高い耐圧密封容器２が必要になるので好ましくない。

また、加熱温度としては、６０−１８０℃が好ましく、１００−１４０℃がより好ましい。加熱温度がこの範囲を下回ると常温との差が殆ど見られない傾向があり、この範囲を超えるとラジエータ液自体の熱分解が始まり、試験方法として成り立たなくなる。

ついで、所定圧力および所定温度を保持した状態で、所定時間経過した後に、液体密封用ゴム複合製品Ｍを耐圧密封容器２の内部から取り出して、液体密封用ゴム複合製品Ｍの接着へのラジエータ液の影響を調べることにより、本実施形態の接着耐性試験方法を終了する。

ここで、本実施形態における液体密封用ゴム複合製品Ｍの接着へのラジエータ液の影響は、空間ＩＳに対する酸素の加圧充填による耐圧密封容器２の内圧が０．２ＭＰａで、ラジエータ液の温度が１２０℃の状態を保持させて、経過時間と接着部位の接着耐性を調べる試験により行った。

この試験における接着耐性は、ラジエータ液に浸漬した後の支持部材Ｍｂとしての金属からゴムＭａが剥離したときに、ゴム破損により接着部位に残存したゴムＭａの割合を示すゴム残率により評価した。

ゴム残率は、接着部位からゴムＭａが剥離せずに接着部位の全てにゴムＭａが残存した場合をＲ１００（１００％）とし、接着部位の全てからゴムＭａが剥離した場合をＲ０（０％）とする。

本実施形態の接着耐性試験方法による試験結果を以下の表１に示す。

なお、本実施形態の接着耐性試験方法では、接着耐性をゴム残率により評価した。具体的には、表１に示すように、◎（ゴム残率Ｒ１００：接着耐性が非常に優れる）、○（ゴム残率Ｒ９０前後：接着耐性が優れる）、△（ゴム残率Ｒ８０前後：接着性が劣る）および×（ゴム残率Ｒ７０未満：接着耐性無し）の４段階で評価した。

表１からも明白なように、本実施形態の接着耐性試験方法（表１において本発明方法と記す。）では、接着耐性が少なくとも４８時間程度であるのに対し、従来の大気圧下で密封液体に酸素を連続的に吹き込む接着耐性試験方法（表１において従来方法と記す。）では、接着耐性が少なくとも２００時間程度であることが判明した。

これは、耐圧密封容器２の内部に酸素を加圧充填することにより、加熱状態のラジエータ液に酸素が高い濃度で溶け込み、この状態でラジエータ液を加熱することによって、ラジエータ液に浸漬したゴムＭａの劣化が大幅に促進され、このゴムＭａの劣化にともなってゴムＭａと支持部材Ｍｂとの間の接着耐性が低下するからである。

また、本実施形態の接着耐性試験方法においては、耐圧密封容器２の空間ＩＳに酸素を加圧充填する構成とされているので、空間ＩＳにおける酸素の濃度を高濃度とすることができる。特に、酸素ボンベ３ａの酸素を空間ＩＳに加圧充填する構成とされているので、空気ボンベを用いた場合に比べても、空間ＩＳにおける酸素の濃度をより高くすることができる。その結果、ラジエータ液に高濃度の酸素を溶け込ませることができる。

このように、本実施形態の接着耐性試験方法によれば、ゴムＭａを劣化させるのに必要な時間を、従来の１／４程度に短くすることができるので、試験時間の短縮を確実に図ることができる。

また、本実施形態の接着耐性試験装置１によれば、本発明の接着耐性試験方法を簡便な構成で容易に実施することができる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

１接着耐性試験装置
２耐圧密封容器
３ボンベ
３ａ酸素ボンベ
４供給路
５加圧手段
７容器本体
８蓋部材
１２元栓
１４供給管
１５圧力計
Ｍ液体密封用ゴム複合製品
Ｍａゴム
Ｍｂ支持部材
ＳＬ密封液体
Ｇ劣化促進流体
Ｏオイル
ＩＳ空間

Claims

ゴムと、金属あるいは樹脂からなる支持部材とを加硫接着させてなる液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性を調べる液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験方法において、
耐圧密封容器の内部に、空間が残存するように所定量の密封液体を入れ、この密封液体に前記液体密封用ゴム複合製品を浸漬したる後、前記耐圧密封容器の内圧が大気圧を超えるように前記空間に対して密封液体に浸漬した前記液体密封用ゴム複合製品劣化を強制的に劣化させるための劣化促進流体を加圧充填するとともに、前記密封液体を所定温度に加熱保持し、この状態で所定時間経過した後に前記液体密封用ゴム複合製品を前記耐圧密封容器の内部から取り出して、前記液体密封用ゴム複合製品の接着への密封液体の影響を調べることを特徴とする液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験方法。
前記密封液体がラジエータ液であり、
前記劣化促進流体が、酸素ガス、液体酸素、空気よりなる群から選ばれた一つであることを特徴とする請求項１に記載の液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験方法。
ゴムと、金属あるは樹脂からなる支持部材とを加硫接着させてなる液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性を調べる液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験装置において、
前記液体密封用ゴム複合製品が浸漬される密封液体を収容可能な耐圧密封容器と、
前記耐圧密封容器内に密封液体に浸漬した前記液体密封用ゴム複合製品劣化を強制的に劣化させるための劣化促進流体を加圧充填する劣化促進流体供給手段と、
前記耐圧密封容器に収容された密封液体を所定温度に加熱する加熱手段と、
を有していることを特徴とする液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験装置。
前記密封液体がラジエータ液であり、
前記劣化促進流体が、酸素ガス、液体酸素、空気よりなる群から選ばれた一つであることを特徴とする請求項３に記載の液体密封用ゴム複合製品の密封液体に対する接着耐性試験装置。