JP2677592B2

JP2677592B2 - フィルタープレス用ダイヤフラムおよびその製造方法

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Publication number: JP2677592B2
Application number: JP63057891A
Authority: JP
Inventors: 善一郎泉
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Showa Denko KK
Priority date: 1988-03-10
Filing date: 1988-03-10
Publication date: 1997-11-17
Anticipated expiration: 2012-11-17
Also published as: JPH01234656A

Description

【発明の詳細な説明】（１）産業上の利用分野本発明は圧搾式フィルタープレスにおけるダイヤフラ
ムに関するものである。最近フィルタープレスの圧搾効
率の向上のため、軟質のダイヤフラムをフィルタープレ
ス中に挿入し、これに流体圧を加えることによりフィル
ター後のケーキをさらに圧搾する方法が多く用いられる
ようになっている。

（２）従来の技術従来このフィルタープレス用ダイヤフラムには、天然
ゴム、スチレン・ブタジエンゴム（SBR）、ニトリルゴ
ム（NR）、EPDM等の合成ゴムを架橋したものを使用して
いた。

しかしこれらの合成ゴム架橋物は、分子内に残存する
二重結合に起因して、耐老化性、耐薬品性に劣る欠点を
有し、また種類によって耐熱性が不充分であった。また
架橋ゴムを用いる場合、ダイヤフラム成型に際して架橋
工程に長時間を要し、またスクラップの再生利用が不可
能であり、そのため経済的に不利な状況であった。

上記欠点を改良する目的で、ポリオレフィン系樹脂
と、エチレン−プロピレン共重合体ゴムとを、機械的に
ブレンドするかもしくは部分架橋したポリオレフィン系
熱可塑性エラストマーが特開昭60-109666号公報に提案
されているが、ゴムの架橋度が低いために、架橋ゴム類
と比較すると、なお強度が不足であり、ゴム弾性が不充
分で繰り返し使用による残留歪が増大する問題が残る。

（３）発明が解決しようとする課題本発明は上記従来の技術による熱可塑性エラストマー
では不充分であった弾性の不足、特に高温時の弾性の不
足を解消し、強度の高い即ち耐圧の高い新規なダイヤフ
ラム用の素材を提供し、その素材を用いたダイヤフラム
を提供しようとするものである。且この素材は射出成
型、圧縮成型、中空成型、真空圧空成型、プレス成型等
で成型可能であり、後架橋等の複雑な工程を必要としな
い。

（４）課題を解決するための手段本発明の骨子は、ポリオレフィン系樹脂と、実質的に
完全に架橋されたモノオレフィン共重合体ゴムとを主成
分とする熱可塑性エラストマーからなるフィルタープレ
ス用ダイヤフラムにおいて、前記ポリオレフィン系樹脂
と前記モノオレフィン共重合体ゴムとの重量比が10:90
〜60:40であり、前記モノオレフィン共重合体ゴムは、M
L₁₊₄ 100℃、５〜300のムーニー粘度、30までのヨウ素
価、25〜85重量％のエチレン含有量を有し、かつ前記熱
可塑性エラストマー中の実質的に完全に架橋されたモノ
オレフィン共重合体ゴム成分は、沸騰パラキシレンによ
る６時間のソックスレー抽出による不溶分が95重量％を
越えるまで架橋されていることを特徴とするフィルター
プレス用ダイヤフラムにある。

本材料を用いると、共重合体ゴムが実質的に完全に架
橋されていることにより、耐熱老化性、耐熱性、耐薬品
性が良く、良好なゴム弾性をもつため白化せず、残留歪
の非常に少ないダイヤフラムを作ることができる。また
特に比較的高温での使用に際してもゴム弾性が良好であ
るため、広い温度範囲で使用することができる。

本発明の熱可塑性エラストマーを構成する成分中ハー
ドセグメントとして用いられるポリオレフィン樹脂とし
ては、例えばアイソタクティックポリプロピレン、ラン
ダムポリプロピレン、ブロックポリプロピレン、高密度
ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリ
エチレン、エチレンあるいはプロピレンとα−オレフィ
ンとの共重合体、ポリブテン、ポリ４−メチルペンテン
−１等あるいはこれらの混合物があげられる。好ましく
は、アイソタクティックポリプロピレン又はランダムポ
リプロピレンである。これらのJIS K7210に規定された2
30℃、荷重2.16kgで測定したメルトフローレイト（以下
MFRと云う）は、0.1〜100g/10分が望ましい。

モノオレフィン共重合体ゴムとしては、エチレン、プ
ロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１
−ペンテン等のモノオレフィンの内の二種又は三種以上
のモノオレフィン共重合体ゴム、が用いられる。なかで
もＸ線回折によるエチレン性結晶化度が４〜20％あり、
100℃以上に融点を示すエチレン〜プロピレン共重合体
が好適に用いられる。これを用いると強度が高く、また
流動性も向上する。あるいは上記モノオレフィンの二種
（好ましくはエチレンとプロピレン）とジシクロペンタ
ジエン、1,4−ヘキサジエン、シクロオクタジエン、メ
チレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン等の非共
役ジオレフィン又はブタジエン、イソプレン等の共重合
体ゴムが含まれるが、ジシクロペンタジエンとエチリデ
ンノルボルネンを用いたものが好ましい。

モノオレフィン共重合体ゴムはML₁₊₄ 100℃、５〜300
のムーニー粘度、30迄のヨウ素化、25〜85重量％のエチ
レン含有量を有するものが好ましい。

ポリオレフィン系樹脂とモノオレフィン共重合体ゴム
との混合比は10:90〜60:40の範囲であり、好ましくは2
0:80〜50:50である。

ポリオレフィン系樹脂が60wt％を越えると、ゴム弾性
が乏しく、硬くなり、繰り返し使用により永久歪が大と
なるので好ましくない。

また、モノオレフィン共重合体ゴムが90wt％を越える
と、流動性が著しく低下し、また、軟かくなりすぎて好
ましくない。

これらの混練架橋に当っては、一軸又は二軸押出機、
ニーダー、バンバリーミキサー、オープンロール等を用
いることが出来る。架橋の方法としては、モノオレフィ
ン共重合体ゴムをあらかじめ架橋しておき、ポリオレフ
ィン系樹脂とブレンドする方法、両者を混練しつつ架橋
する方法、両者を均一に混合した後架橋する方法のいず
れを用いても良い。

混練架橋することにより、モノオレフィン共重合体ゴ
ムは実質的に完全に架橋されていなければならない。不
完全に架橋されていると、強度も不足するし、特に圧縮
永久歪に現わされるゴム弾性が不足し、所期の目的を達
成することができない。実質的に完全にモノオレフィン
共重合体ゴムが架橋されているとは、架橋されたモノオ
レフィン共重合体ゴムの沸騰パラキシレンによる６時間
のソックスレー抽出による不溶分が95wt％を越えるまで
架橋することである。

本発明中の架橋剤としては公知の架橋剤を用いること
ができる。例えば、硫黄、フェノール樹脂、ハロゲン化
フェノール樹脂、キノンジオキシム、ビスマレイミド、
有機過酸化物を用いることができる。これらの架橋剤の
うちで、良好な圧縮永久歪が得られ、汚染性がなく、耐
熱性がよいなどの点で有機過酸化物による架橋が望まし
い。ここで用いられる有機過酸化物としては、例えば、
ジクミルペルオキシド、ジ−tert−ブチルペルオキシ
ド、2,5−ジメチル−2,5−ジ−（tert−ブチルペルオキ
シ）ヘキサン、1,3−ビス−（tert−ブチルペルオキシ
−イソプロピル）−ベンゼン、tert−ブチルクミルペル
オキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ−（tert−ブチルペ
ルオキシ）−ヘキシン3,1,1−ジ−tert−ブチルペルオ
キシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、tert−ブチ
ルペルオキシベンゾエート、tert−ブチルペルオキシイ
ソプロピルカーボネート等を挙げることができる。有機
過酸化物の配合量は各成分の総量100重量部に対し、0.0
5〜３重量部、好ましくは0.5ないし2.5重量部である。
配合量が0.05重量部未満であるとゴム成分の架橋度が小
さ過ぎる結果、本発明のダイヤフラムの耐熱性、圧縮永
久歪、反発弾性等のゴム的性質が充分でなく、一方、３
重量部を越えるとポリオレフィン樹脂の過度の分子切断
により、ダイヤフラムの引張破断強度、破断伸びが低下
する。

有機過酸化物を動的に熱処理する際には、架橋助剤を
用いることができる。ここで用いられる架橋助剤として
例えば、硫黄、Ｐ−キノンジオキシム、P,P′−ジベン
ゾイルキノンジオキシム、エチレングリコールジメタク
リレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレー
ト、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリ
アリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、ジ
アリルフタレート、ポリエチレングリコールジメタクリ
レート、1,2−ポリブタジエン、N,N′‐ｍ−フェニレン
ビスマレイミド、無水マレイン酸、グリシジルメタクリ
レートを挙げることができる。配合量としては、有機過
酸化物と等量ないし２倍量が好ましい。

本発明のダイヤフラムにおいては、性能を損なわない
範囲で、タルク、カーボンブラック、シリカ、炭酸カル
シウム、硫酸バリウム、マイカ、ケイ酸カルシウム等の
無機充てん剤を配合することができる。更に、必要に応
じて酸化防止剤、紫外線吸収剤等の安定剤、滑剤、帯電
防止剤、難燃化剤等の添加剤を配合することができる。

また必要に応じて、ダイヤフラム加工時の流動性を改
善するために、パラフィン系、ナフテン系、芳香族系、
ポリブテン系等の軟化剤を加えることが出来る。添加量
はモノオレフィン共重合体ゴムと等量以下が望ましい。

以上のように本発明によるダイヤフラムは、改良され
たゴム弾性を有し、耐熱使用温度が向上し溶媒可溶分が
減少する結果、好ましい性能を有する。

以下実施例によって本発明をさらに具体的に示すが、
本発明が以下の実施例によって限定されるものではな
い。

（５）実施例実施例中の物性値の測定は以下の方法に従って測定し
た。HLMFRは230℃荷重21.6kgで測定した。引張り試験は
JIS K7113に従がい、圧縮永久歪、硬度および屈曲疲労
テストはJIS K6301に従って測定した。

ゴム部分のゲル分率は0.2mmのシートを300メッシュの
金網に包み、ソックスレー抽出器を用いてｐ−キシレン
の沸点で６時間抽出を行ない抽出残量により測定した。

実施例中の組成物を製造するために用いた原料は以下
のとおりである。EPDMゴムはエチレン含量55モル％、ヨ
ウ素価24、ムーニー粘度50（ML₁₊₄ 125℃）、第三成分
としてエチリデンノルボルネンを用いたものを使用し
た。EPMゴムとしては、エチレン含量70モル％、ムーニ
ー粘度130（ML₁₊₄ 125℃）、Ｘ線による結晶化度７％、
110℃に融点を有するもの、PPとしてはホモポリプロピ
レンでMFRが0.5g/10分のものを用いた。有機過酸化物と
しては2,5−ジメチル−2,5−ジ−（tert−ブチルペルオ
キシ）ヘキサン、助剤としてはトリアリルイソシアヌレ
ート、軟化剤としては、パラフィンオイル（サンパー15
0、サンオイル社製）を用いた。

実施例１〜５、比較例１〜２の組成物の製造は東洋製
機製ラボプラストミル（バンバリー型75cc）を用いて、
有機過酸化物を除く各成分を185℃でローター回転数60r
pmであらかじめ均一に分散した後、有機過酸化物を加え
てさらに10分間混練を続けた後にサンプルを取り出し23
0℃でホットプレスすることにより各試験片を作成し
た。

実施例１〜５、比較例１〜２物性値の比較を第１表に示した。EPDMゴムを用いた実
施例１と比較例１を比較すると、同じ程度の硬度をもつ
にもかかわらず、ゴムが実質的に完全架橋された実施例
１の方が優れた圧縮永久歪を示し、強度も強い。また屈
曲疲労特性も良い。

実施例２と比較例２と較べると、硬度が同じ程度であ
るにもかかわらず、実質的に完全に架橋されている実施
例２の方が圧縮永久歪に視られるゴム弾性が良好で、常
温および高温の引張り強度が大きい。軟化剤のパラフィ
ンオイルを添加することにより良好な流れ特性を得てい
る。

実施例3,5はゴム成分の量を増加したものであるが、
軟質のものを得ることが出来る。

実施例４はエチレン性結晶を有するEPMを用いて実質
的に完全に架橋した場合には、良好な柔軟性、ゴム性、
特に強い強度をもち、且つ流動性が良いものが得られ
る。

実施例６内容積3lのバンバリーミキサーを用い、実施例１と同
様の組成物を、実施例１と同様の方法で作成した。

この試料を用い、第１図に示す型の一辺が350mmの正
方形をしたダイヤフラムを230℃で圧縮成型した。

このダイヤフラムの一部を、第１図のＢ−Ｂ′線を中
心に幅20mmで切りとり、長さ350mm、幅20mmの試験片を
作成した。この試験の中央部150mmを固定し、各両端部3
0mmを把んでダイヤフラム面と垂直方向にストローク50m
m、回数毎分55回の変位を与え、定歪疲労試験を20℃に
おいて行った。

30万回のテストの結果、試験片に何の変化も現れなか
った。

比較例３比較例１と同様の組成物を、実施例６と同様の方法で
作成し、実施例６と同様のダイヤフラムを圧縮成型で成
型した。実施例６と同様の定歪疲労試験を行ったとこ
ろ、30万回後、屈曲部に白化が視られ、また細かいクラ
ックが発生していた。

（６）効果本発明によれば、比較的高温に於ても使用可能であ
り、良好なゴム弾性をもち、良好な耐薬品性を示すフィ
ルタープレス用ダイヤフラムを得ることが出来、各種材
料の濾過に有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１具体例であるダイヤフラムの一部省
略平面図であり、第２図は第１図のＡ−Ａ′端面図であ
る。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリオレフィン系樹脂と、実質的に完全に
架橋されたモノオレフィン共重合体ゴムとを主成分とす
る熱可塑性エラストマーからなるフィルタープレス用ダ
イヤフラムにおいて、前記ポリオレフィン系樹脂と前記モノオレフィン共重合
体ゴムとの重量比が10:90〜60:40であり、前記モノオレフィン共重合体ゴムは、ML₁₊₄ 100℃、５
〜300のムーニー粘度、30までのヨウ素価、25〜85重量
％のエチレン含有量を有し、かつ前記熱可塑性エラストマー中の実質的に完全に架橋
されたモノオレフィン共重合体ゴム成分は、沸騰パラキ
シレンによる６時間のソックスレー抽出による不溶分が
95重量％を越えるまで架橋されていることを特徴とする
フィルタープレス用ダイヤフラム。
【請求項２】ポリオレフィン系樹脂と、ML₁₊₄ 100℃、
５〜300のムーニー粘度、30までのヨウ素価、25〜85重
量％のエチレン含有量を有するモノオレフィン共重合体
ゴムとを、ポリオレフィン系樹脂とモノオレフィン共重
合体ゴムの重量比が10:90〜60:40となるように混練し、
かつモノオレフィン共重合体ゴム成分の沸騰パラキシレ
ンによる６時間のソックスレー抽出による不溶分が95重
量％を越えるまで架橋することにより、実質的に完全に
架橋されたモノオレフィン共重合体ゴム成分を含む熱可
塑性エラストマーを調製した後、この熱可塑性エラスト
マーを用いてダイヤフラムを成型することを特徴とする
フィルタープレス用ダイヤフラムの製造方法。