JP2022070004A - ゴム組成物及びそれを架橋したゴム部材。 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂部材と接触した際に、樹脂部材のクレージングの発生が抑制されるゴム組成物を提供する。【解決手段】ゴム組成物は、樹脂部材と接触するゴム部材の形成に用いられる。ゴム組成物は、クロロプレンゴムを主成分とするベースゴムと、金属酸化物と、架橋促進剤と、可塑剤とを含有する。可塑剤は、石油由来の炭化水素系可塑剤、ＤＯＳ、及びＤＯＰのうちの１種又は２種以上を含む。金属酸化物の含有量は、ベースゴム１００質量部に対して５質量部以上且つ１５質量部以下である。架橋促進剤の含有量は、ベースゴム１００質量部に対して１質量部以上５質量部以下である。可塑剤の含有量は、ベースゴム１００質量部に対して３０質量部以下である。【選択図】なし

Description

本発明は、樹脂と接触する用途に適するゴム組成物及びそれを架橋したゴム部材に関する。

クロロプレンゴムは、天然ゴムに比べて、耐候性、耐薬品性、耐熱性、耐オゾン性、耐油性が優れる。そのため、クロロプレンゴムをベースゴムとする架橋ゴム組成物が、Ｏリング、グロメット、コンベヤベルト、ロール、ライジング、ウエットスーツ、電線の被覆等の形成材料として広く用いられている（例えば特許文献１）。

特開２０１４－１８５１９７号公報

本発明の課題は、樹脂部材と接触した際に、樹脂部材のクレージングの発生が抑制されるゴム組成物及びその組成物を架橋したゴム部材を提供することである。

本発明は、樹脂部材と接触するゴム組成物であって、クロロプレンゴムを主成分とするベースゴムと、金属酸化物と、架橋促進剤と、可塑剤とを含有し、前記可塑剤は、石油由来の炭化水素系可塑剤を含み、前記金属酸化物の含有量は、前記ベースゴム１００質量部に対して５質量部以上且つ１５質量部以下であり、前記架橋促進剤の含有量は、前記ベースゴム１００質量部に対して１質量部以上５質量部以下であり、前記可塑剤の含有量は、前記ベースゴム１００質量部に対して３０質量部以下である。

本発明は、樹脂部材と接触するゴム組成物であって、クロロプレンゴムを主成分とするベースゴムと、金属酸化物と、架橋促進剤と、可塑剤とを含有し、前記可塑剤は、ビス(２－エチルヘキシル）セバケート及びビス（２－エチルヘキシル）フタレートのうちの１種又は２種を含み、前記金属酸化物の含有量は、前記ベースゴム１００質量部に対して５質量部以上且つ１５質量部以下であり、前記架橋促進剤の含有量は、前記ベースゴム１００質量部に対して１質量部以上５質量部以下であり、前記可塑剤の含有量は、前記ベースゴム１００質量部に対して３０質量部以下である。

本発明は、上記ゴム組成物を架橋したゴム部材である。

本発明によれば、ゴム部材がクロロプレンゴムをベースゴムの主成分とする特定の配合のゴム組成物で形成されることとなるので、樹脂部材と接触されたときにおける樹脂部材のクレージングの発生を抑制することができる。

以下、実施形態について詳細に説明する。

（ゴム組成物）
実施形態に係るゴム組成物は、樹脂部材と接触するゴム部材の形成に用いられる。実施形態に係るゴム組成物は、ベースゴムと、金属酸化物と、架橋促進剤と、可塑剤とを含有する。

ベースゴムは、クロロプレンゴム（ＣＲ）を主成分とする。ベースゴムにおけるＣＲの含有量は、５０質量％以上であり、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは１００質量％である。ベースゴムは、ＣＲ以外に、天然ゴム（ＮＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等を含んでいてもよい。

ＣＲのムーニー粘度は、良好な耐スコーチ性及び成形加工性を得る観点から、好ましくは６０～１４０ＭＬ（１＋４）１００℃、より好ましくは１００～１２０ＭＬ（１＋４）１００℃である。このＣＲのムーニー粘度は、ＪＩＳ Ｋ６３００－１：２０１３に基づいて測定される。

市販のＣＲとしては、例えば、昭和電工社製のショウプレン（登録商標）が挙げられる。具体的には、ショウプレンＷＨＶ（ムーニー粘度１０９～１３０ＭＬ（１＋４）１００℃）、ショウプレンＷＨＶ１００（ムーニー粘度９５～１０５ＭＬ（１＋４）１００℃）、ショウプレンＷＸＫ（ムーニー粘度７３～８９ＭＬ（１＋４）１００℃）、ショウプレンＷＸＫＴ（ムーニー粘度１０６～１１７ＭＬ（１＋４）１００℃）、ショウプレンＳＮＤ５（ムーニー粘度［６７～７６ＭＬ（１＋４）１００℃）、ショウプレンＳＮＤ３５（ムーニー粘度６３～７３ＭＬ（１＋４）１００℃）、ショウプレンＳＮＤ３７（ムーニー粘度７３～８９ＭＬ（１＋４）１００℃）、ショウプレンＳＮＤ４３（ムーニー粘度７８～８８ＭＬ（１＋４）１００℃）、ショウプレンＳＮＤ４５（ムーニー粘度６０～７３ＭＬ（１＋４）１００℃）、ショウプレンＳＮＤ４８（ムーニー粘度８５～１００ＭＬ（１＋４）１００℃）、ショウプレンＴＷ１００（ムーニー粘度８５～１０２ＭＬ（１＋４）１００℃）、ショウプレンＷＢ（ムーニー粘度４１～５２ＭＬ（１＋４）１００℃）等が挙げられる。

ベースゴムは、ムーニー粘度が相対的に低いＣＲ-Ａと、ムーニー粘度が相対的に高いＣＲ-Ｂを含むことが好ましい。具体的には、例えば、ベースゴムは、ＣＲ-ＡとしてショウプレンＷＢを含み、且つＣＲ-ＢとしてショウプレンＷＸＫＴを含んでいてもよい。また、ベースゴムは、ＣＲ-ＡとしてショウプレンＷＢを含み、且つＣＲ-ＢとしてショウプレンＷＨＶを含んでいてもよい。この場合、ベースゴムにおけるＣＲ-Ａの含有量（Ａ）は、同様の観点から、ＣＲ-Ｂの含有量（Ｂ）よりも多いことが好ましい。ベースゴムにおけるＣＲ-Ａの含有量（Ａ）のＣＲ-Ｂの含有量（Ｂ）に対する質量比（Ａ／Ｂ）は、同様の観点から、好ましくは２以上５以下、より好ましくは２．５以上４以下である。

金属酸化物は、酸受容体であって、ベースゴムのＣＲの架橋剤として機能する。金属酸化物としては、例えば、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化カルシウム等が挙げられる。金属酸化物は、これらのうちの１種又は２種以上を含むことが好ましく、酸化マグネシウム及び酸化亜鉛のうちの１種又は２種を含むことがより好ましく、少なくとも酸化マグネシウムを含むことが更に好ましく、酸化マグネシウム及び酸化亜鉛を含むことがより更に好ましい。

ゴム組成物における金属酸化物の含有量は、ベースゴム１００質量部に対して５質量部以上且つ１５質量部以下であり、好ましくは７質量部以上１３質量部以下、より好ましくは８質量部以上１１質量部以下である。

金属酸化物が酸化マグネシウムを含む場合、架橋前のゴム組成物における酸化マグネシウムの含有量は、ベースゴム１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上１０質量部以下、より好ましくは２質量部以上６質量部以下である。

金属酸化物が酸化亜鉛を含む場合、酸化亜鉛の含有量は、ベースゴム１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上１０質量部以下、より好ましくは２質量部以上６質量部以下である。

金属酸化物が酸化マグネシウム及び酸化亜鉛を含む場合、架橋前のゴム組成物における酸化マグネシウムの含有量は、酸化亜鉛の含有量よりも少ないことが好ましい。

架橋促進剤としては、例えば、チオウレア系架橋促進剤、グアニジン系架橋促進剤、アルデヒド-アンモニア系架橋促進剤、アルデヒド-アミン系架橋促進剤、スルフェンアミド系架橋促進剤、ジチオカルバミン酸塩系架橋促進剤、キサントゲン酸塩系架橋促進剤等が挙げられる。具体的なチオウレア系架橋促進剤としては、例えば、トリメチルチオウレア、Ｎ，Ｎ’-ジエチルチオウレア、１，３－ジプロピルチオウレアなどのアルキル基の炭素数が３以上１２以下であるジアルキルチオウレア等が挙げられる。具体的なグアニジン系架橋促進剤としては、例えば、１,３-ジフェニルグアニジン、１,３-ジ-ｏ-トリルグアニジン、ジカテコールボレートのジ-ｏ-トリルグアニジン塩等が挙げられる。架橋促進剤は、これらのうちの１種又は２種以上を含むことが好ましく、チオウレア系架橋促進剤を含むことがより好ましく、チオウレア系架橋促進剤及びグアニジン系架橋促進剤を含むことが更に好ましい。架橋促進剤は、同様の観点から、チオウレア系架橋促進剤では、トリメチルチオウレアを含むことが好ましく、グアニジン系架橋促進剤では、１,３-ジ-ｏ-トリルグアニジンを含むことが好ましい。

架橋促進剤の含有量は、ベースゴム１００質量部に対して１質量部以上５質量部以下であり、好ましくは２質量部以上４質量部以下、より好ましくは２．５質量部以上３．５質量部以下である。

架橋促進剤がチオウレア系架橋促進剤を含む場合、架橋前のゴム組成物におけるチオウレア系架橋促進剤の含有量（Ｐ）は、ベースゴム１００質量部に対して、好ましくは０．１質量部以上１質量部以下、より好ましくは０．２質量部以上０．５質量部以下である。

架橋促進剤がグアニジン系架橋促進剤を含む場合、架橋前のゴム組成物におけるグアニジン系架橋促進剤の含有量（Ｑ）は、ベースゴム１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上１０質量部以下、より好ましくは２質量部以上５質量部以下である。

架橋促進剤がチオウレア系架橋促進剤及びグアニジン系架橋促進剤を含む場合、チオウレア系架橋促進剤の含有量（Ｐ）は、グアニジン系架橋促進剤の含有量（Ｑ）よりも少ないことが好ましい。チオウレア系架橋促進剤の含有量（Ｐ）のグアニジン系架橋促進剤の含有量（Ｑ）に対する質量比（Ｐ／Ｑ）は、同様の観点から、好ましくは１／１５以上１／５以下、より好ましくは１／１２以上１／８以下である。

可塑剤は、石油由来の炭化水素系可塑剤、下記式（Ｉ）で示されるビス(２－エチルヘキシル）セバケート（ＤＯＳ）、及び下記式（II）で示されるビス（２－エチルヘキシル）フタレート（ＤＯＰ）のうちの１種又は２種を含む。市販の石油由来の炭化水素系可塑剤としては、例えば、コスモ石油ルブリカンツ社製のナフテン系オイルであるコスモピュアフレックスシリーズ、日本サン石油社製のナフテン系オイルであるサンセンシリーズ（４１０、４１５、４５０、４１３０、４２４０、２５０）が挙げられる。

ゴム組成物における可塑剤の含有量は、ベースゴム１００質量部に対して３０質量部以下であり、好ましくは１０質量部以上２８質量部以下、より好ましくは１５質量部以上２５質量部以下である。

ゴム組成物は、本発明のゴム部材の特性歩留まりを損なわない範囲において、スコーチ防止剤を増減してよい。

ＣＲを主成分とするベースゴムのスコーチ防止剤としては、例えば、チウラム系スコーチ防止剤、チアゾール系スコーチ防止剤等が挙げられる。具体的なチウラム系スコーチ防止剤としては、例えば、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラキス（２-エチルヘキシル）チウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等が挙げられる。具体的なチアゾール系スコーチ防止剤としては、例えば、２-メルカプトベンゾチアゾール、ジ-２-ベンゾチアゾリルジスルフィド、２-メルカプトベンゾチアゾールのシクロヘキシルアミン塩、２-（４'-モルホリノジチオ）ベンゾチアゾール等が挙げられる。スコーチ防止剤は、これらのうちの１種又は２種以上を含むことが好ましく、チウラム系スコーチ防止剤を含むことがより好ましく、テトラメチルチウラムジスルフィドを含むことが更に好ましい。

架橋前のゴム組成物におけるスコーチ防止剤の含有量は、架橋促進剤との関係から、ベースゴム１００質量部に対して、好ましくは０．１質量部以上３質量部以下、より好ましくは０．２質量部以上２質量部以下、更に好ましくは０．３質量部以上１質量部以下である。

架橋前のゴム組成物は、その他に、例えば、老化防止剤、充填剤、滑剤、共架橋剤等を含有していてもよい。

老化防止剤としては、例えば、芳香族第二級アミン系老化防止剤、アミン-ケトン系老化防止剤、モノフェノール系老化防止剤、ビスフェノール系老化防止剤、ポリフェノール系老化防止剤等が挙げられる。老化防止剤は、芳香族第二級アミン系老化防止剤を含むことが好ましく、Ｎ-フェニル-Ｎ'-イソプロピル-ｐ-フェニレンジアミン及び４,４'-ビス（α,α-ジメチルベンジル）ジフェニルアミンのうちの１種又は２種を含むことがより好ましい。ゴム組成物における老化防止剤の含有量は、ベースゴム１００質量部に対して例えば２質量部以上６質量部以下である。

充填剤としては、例えば、カーボンブラック、炭酸カルシウム、タルク、クレイ、シリカ等が挙げられる。カーボンブラックとしては、例えば、ＳＦＲ、ＭＴ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＦＴ等が挙げられる。充填剤は、これらのうちの１種又は２種以上を含むことが好ましく、カーボンブラックを含むことが好ましく、ＳＦＲ及びＭＴのうちの１種又は２種を含むことがより好ましい。ゴム組成物における充填剤の含有量は、ベースゴム１００質量部に対して例えば２０質量部以上６０質量部以下である。

以上の構成の実施形態に係るゴム組成物によれば、ゴム部材がクロロプレンゴムをベースゴムの主成分とする特定の配合のゴム組成物を架橋したゴム部材で形成されることとなるので、樹脂部材と接触したときにおける、樹脂部材のクレージングの発生を抑制することができる。

（ゴム部材）
実施形態に係るゴム組成物は、上記の通り、樹脂部材と接触されるゴム部材の形成に用いられる。かかるゴム部材としては、例えば、樹脂部材である樹脂板材の周縁を封止するゴム部材が挙げられ、ゴム－樹脂複合体を形成する、
樹脂部材は、樹脂材料で形成されている。樹脂部材を形成する樹脂材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂部材は、これらのうちのアクリル樹脂で形成されていることが好ましい。

アクリル樹脂としては、例えば、ポリアクリル酸及びその共重合体、ポリアクリル酸エステル及びその共重合体、ポリメタクリル酸及びその共重合体、ポリメタクリル酸エステル及びその共重合体等が挙げられる。ポリアクリル酸エステルとしては、例えば、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸プロピル、ポリアクリル酸イソプロピル、ポリアクリル酸ブチル等が挙げられる。ポリメタクリル酸エステルとしては、例えば、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸プロピル、ポリメタクリル酸イソプロピル、ポリメタクリル酸ブチル等が挙げられる。

ポリカーボネート樹脂としては、脂肪族ポリカーボネート及び芳香族ポリカーボネートが挙げられる。脂肪族ポリカーボネートとしては、例えば、ポリエチレンカーボネート、ポリプロピレンカーボネート等が挙げられる。芳香族ポリカーボネートとしては、例えば、主鎖にビスフェノールＡ構造を含むポリカーボネート等が挙げられる。

ゴム部材は、金型内にゴム組成物充填し、加熱及び加圧し、ゴム組成物を成形架橋させてゴム部材を形成することにより製造することができる。

（ゴム部材）
以下の実施例１乃至４及び比較例１乃至４のゴム組成物を架橋して作製した。それぞれのゴム部材の構成については表１にも示す。

＜実施例１＞
ＣＲ-１（ショウプレンＷＢ 昭和電工社製、ムーニー粘度４１～５２ＭＬ（１＋４）１００℃）を７５質量部と、ＣＲ-２（ショウプレンＷＸＫＴ 昭和電工社製、ムーニー粘度１０６～１１７ＭＬ（１＋４）１００℃）を２５質量部とを混合したブレンドゴムをベースゴムとした。

このベースゴムに、ベースゴム１００質量部に対して、金属酸化物の酸化マグネシウムを４質量部、金属酸化物の酸化亜鉛を５質量部、チオウレア系架橋促進剤のトリメチルチオウレア（ノクセラーＴＭＵ 大内新興化学社製）を０．３質量部、グアニジン系架橋促進剤の１,３-ジ-ｏ-トリルグアニジン（ノクセラーＤＴ 大内新興化学社製）を３質量部、石油由来のナフテン系オイルの炭化水素系可塑剤１（コスモピュアフレックス コスモ石油ルブリカンツ社製）を２０質量部、チウラム系スコーチ防止剤のテトラメチルチウラムジスルフィド（ノクセラーＴＴ 大内新興化学社製）を０．５質量部、充填剤のカーボンブラックＳＲＦ（シーストＧ-Ｓ 東海カーボン社製）を１０質量部、充填剤のカーボンブラックＭＴ（Ｎ９９０）を３０質量部、芳香族第二級アミン系老化防止剤１のＮ-フェニル-Ｎ'-イソプロピル-ｐ-フェニレンジアミン（ノクラック８１０-ＮＡ 大内新興化学社製）を２質量部、芳香族第二級アミン系老化防止剤２の４,４'-ビス（α,α-ジメチルベンジル）ジフェニルアミン（ノクラックＣＤ 大内新興化学社製）を２質量部、滑剤のステアリン酸を０．５質量部、滑剤のパラフィンワックス（サンノック 大内新興化学社製）を２質量部、及び共架橋剤の液状ポリブタジエン（Ｂ-３０００ 日本曹達社製）を３質量部添加して混練することによりゴム組成物を調製した。

金型内に調製したゴム組成物を充填し加熱及び加圧してプレス成形し、架橋してゴム部材を作製し実施例１とした。

＜実施例２＞
ＣＲ-１を７５質量部と、ＣＲ-３（ショウプレンＷＨＶ 昭和電工社製、ムーニー粘度１０９～１３０ＭＬ（１＋４）１００℃）を２５質量部とを混合したブレンドゴムをベースゴムとし、可塑剤として、石油由来のナフテン系オイルの炭化水素系可塑剤２（サンセン４１０ 日本サン石油社製）を用いたことを除いて実施例１と同様にしてゴム部材を作製し実施例２とした。

＜実施例３＞
可塑剤として、ＤＯＳを用いたことを除いて実施例２と同様にしてゴム部材を作製し、実施例３とした。

＜実施例４＞
可塑剤として、ＤＯＰを用いたことを除いて実施例２と同様にしてゴム部材を作製し、を実施例４とした。

＜比較例１＞
可塑剤として、ドデカン二酸ビス（２-エチルヘキシル）（ＤＯＤＮ）を用いたことを除いて実施例２と同様にしてゴム部材とし比較例１とした。

＜比較例２＞
可塑剤として、脂肪族・芳香族ポリエステル系可塑剤（ストラクトールＷＢ ３００Ａ エスアンドエスジャパン社製）を用いたことを除いて実施例２と同様にしてゴム部材を作製し、比較例２とした。

＜比較例３＞
可塑剤として、ポリエーテルエステル系可塑剤１（チオコールＴＰ-７５９ The HallStar Comopany社製）を用いたことを除いて実施例２と同様にしてゴム部材を作製し、比較例３とした。

＜比較例４＞
可塑剤として、ポリエーテルエステル系可塑剤２（アデカサイザーＲＳ-７００ ＡＤＥＫＡ社製）を用いたことを除いて実施例２と同様にしてゴム部材を作製し比較例４とした。

（試験方法）
＜クレージング試験＞
実施例１乃至４及び比較例１乃至４のそれぞれのゴム部材について、ＭＩＬ-ＰＲＦ-６８５５Ｆに基づいて、クレージング試験を行った。そして、 アクリル板のクレージング（ひび割れ）の認められなかった場合をＡ評価とし、認められた場合をＢ評価とした。

＜ブリード試験＞
実施例１乃至４及び比較例１乃至４のそれぞれのゴム部材について、ゴム部材表面をペーパーウエス（キムワイプ 日本製紙クレシア社製）で拭き、ウエス表面の付着物からブリードの有無を目視で確認した。そして、ブリードが認められない場合をＡ評価、ブリードが僅かに認められる場合をＢ評価、及びブリードが多く認められる場合をＣ評価とした。

（試験結果）
試験結果を表１に示す。表１によれば、可塑剤として、石油由来の炭化水素系可塑剤、ＤＯＳ、又はＤＯＰを用いた実施例１乃至４では、クレージングが認められなかったのに対し、それ以外の可塑剤を用いた比較例１乃至４では、クレージングが認められた。

また、可塑剤として石油由来の炭化水素系可塑剤を用いた実施例１及び２では、ブリードが僅かに認められ、可塑剤としてＤＯＳ又はＤＯＰを用いた実施例３及び４では、ブリードが認められなかったのに対し、それ以外の可塑剤を用いた比較例１乃至４では、ブリードが多く認められた。

本発明は、樹脂部材と接触するゴム組成物、並びにそれを架橋したゴム部材の技術分野について有用である。

Claims (8)

1. 樹脂部材と接触するゴム組成物であって、
   クロロプレンゴムを主成分とするベースゴムと、金属酸化物と、架橋促進剤と、可塑剤とを含有し、
   前記可塑剤は、石油由来の炭化水素系可塑剤を含み、
   前記金属酸化物の含有量は、前記ベースゴム１００質量部に対して５質量部以上且つ１５質量部以下であり、
   前記架橋促進剤の含有量は、前記ベースゴム１００質量部に対して１質量部以上５質量部以下であり、
   前記可塑剤の含有量は、前記ベースゴム１００質量部に対して３０質量部以下であるゴム組成物。
2. 樹脂部材と接触するゴム組成物であって、
   クロロプレンゴムを主成分とするベースゴムと、金属酸化物と、架橋促進剤と、可塑剤とを含有し、
   前記可塑剤は、ビス(２－エチルヘキシル）セバケート及びビス（２－エチルヘキシル）フタレートのうちの１種又は２種を含み、
   前記金属酸化物の含有量は、前記ベースゴム１００質量部に対して５質量部以上且つ１５質量部以下であり、
   前記架橋促進剤の含有量は、前記ベースゴム１００質量部に対して１質量部以上５質量部以下であり、
   前記可塑剤の含有量は、前記ベースゴム１００質量部に対して３０質量部以下であるゴム組成物。
3. 請求項１又は２に記載されたゴム組成物において、
   前記金属酸化物が酸化マグネシウム及び酸化亜鉛のうちの１種又は２種を含むゴム組成物。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載されたゴム組成物において、
   前記架橋促進剤がチオウレア系架橋促進剤を含むゴム組成物。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載されたゴム組成物において、
   前記ゴム組成物がスコーチ防止剤を更に含有するゴム組成物。
6. 請求項５に記載されたゴム組成物において、
   前記スコーチ防止剤の含有量は、前記ベースゴム１００質量部に対して０．１質量部以上３質量部以下であるゴム組成物。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載されたゴム組成物において、
   前記樹脂部材がアクリル樹脂で形成されているゴム組成物。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載されたゴム組成物を架橋したゴム部材。