JP3586668B2

JP3586668B2 - ゴム組成物

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Publication number: JP3586668B2
Application number: JP2001287266A
Authority: JP
Inventors: 兼芳林
Original assignee: Sankei Giken Co Ltd
Current assignee: Sankei Giken Co Ltd
Priority date: 2000-10-16
Filing date: 2001-09-20
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2021-09-20
Also published as: US20050020752A1; US20020068799A1; JP2002194148A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば給水用ゴムホース、例えば給水配管用のシール材や可撓性管継手などの給排水配管路（例えば水道ライン）用部品の原料として好適に用いることができるゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建物や種々の施設に敷設される給排水配管路においては、給排水用ゴムホース、給排水配管用のシール材や可撓性管継手などの部品が使用されている。
【０００３】
これらの給排水配管路用部品は、要求される柔軟性を十分に満足させるために例えばゴムなどの弾性を有する可撓性材料で構成することが行われている。更に、耐圧性が必要とされる場合には、破裂などを防止するためにナイロンやポリエステル等からなるタイヤコード、または金属線などを補強繊維として上記材料に埋設することも行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これらの部品は、十分な柔軟性が要求される一方で、給排水配管路用部品としての使用に耐え得る強度も必要とされている。しかしながら、従来の給排水配管路用部品、例えば給排水用ゴムホースは、繰り返し変位させた場合に亀裂を生じてゴムホースが破損してしまう場合があり、その強度が不十分であった。
【０００５】
また、近年の水質悪化に伴い水道水中の殺菌用塩素濃度が高濃度になる状況下においては、塩素による劣化が給排水配管路用部品の強度を低下させる一因となっていた。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、繰り返し変位に耐え得る十分な強度を有し、かつ、耐塩素性に優れたゴムを得ることができるゴム組成物を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上のような目的を達成するために、本発明に係るゴム組成物は、その添加物組成に改良を加えることによって繰り返し変位に耐え得る十分な強度と耐塩素性を付与したものである。
【０００８】
本発明は、より具体的には以下のようなものを提供する。
【０００９】
（１）少なくとも、ゴム成分、ポリブテン、及びホワイトカーボンを含有するゴム組成物。
【００１０】
（２）更に、シランカップリング剤を含有する上記（１）に記載のゴム組成物。
【００１１】
（３）更に、クレーを含有する上記（１）又は（２）に記載のゴム組成物。
【００１２】
（４）ゴム成分１００質量部に対して、ポリブテン５〜６０質量部、及びホワイトカーボン５〜１００質量部を添加し、混合して成る上記（１）〜（３）のいずれかに記載のゴム組成物。
【００１３】
（５）更に、シランカップリング剤０．５〜８質量部を添加し、混合して成る上記（４）に記載のゴム組成物。
【００１４】
（６）更に、クレー５〜１００質量部を添加し、混合して成る上記（４）に記載のゴム組成物。
【００１５】
（７）給配水管路用のゴム組成物である上記（１）〜（６）に記載のゴム組成物。
【００１６】
（８）給配水管路用部品製造用のゴム組成物である上記（１）〜（６）に記載のゴム組成物。
【００１７】
（９）上記（１）〜（６）のいずれかに記載のゴム組成物から製造されて成るゴム。
【００１８】
（１０）上記（１）〜（６）のいずれかに記載のゴム組成物を使用して成る給排水配管路用部品。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明に係るゴム組成物は、少なくとも、ゴム成分、ポリブテン、及びホワイトカーボンを含むゴム組成物である。
【００２０】
［ゴム成分］
本発明のゴム組成物に使用することができるゴム成分としては、例えばイソプレンゴム、１，２−ポリブタジエン、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム、スチレンブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロスルホン化ポリエチレン、エピクロロヒドリンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。また、これらがハロゲン化されたもの（例えば塩素化ブチルゴム（ＣＩＩＲ）、臭素化ブチルゴム（ＢｒＩＩＲ）等）を用いることもできる。
【００２１】
上記ゴム成分の中でも、ＥＰＤＭ、ＣＩＩＲ、若しくはＢｒＩＩＲを用いることが好ましい。より具体的に説明すると、ＥＰＤＭの例としては日本合成ゴム社製ＥＰ−３３（商品名）を、ＣＩＩＲの例としては日本ブチル社製１０６６（商品名）を、ＢｒＩＩＲの例としてはバイエル社製ＢＢＸ２（商品名）を挙げることができる。
【００２２】
本発明のゴム組成物は、上記ゴム成分の他、ポリブテン、及びホワイトカーボンを必須成分として含有する。
【００２３】
［ポリブテン］
ゴム成分にポリブテンを添加することによって、ゴム組成物の耐塩素性が向上する。即ち、水道水中の殺菌用塩素濃度が高濃度であっても、塩素による給排水配管路用部品の劣化を防止し、その強度の低下を回避し得るゴム組成物を提供することが可能となる。
【００２４】
ポリブテンを添加する量は、ゴム成分１００質量部に対して、５〜６０質量部であることが好ましく、５〜４０質量部であることが更に好ましい。本発明に用いることができるポリブテンとしては、例えば、出光石油化学社製５Ｈ（商品名、分子量約４００）が挙げられる。
【００２５】
［ホワイトカーボン］
ゴム成分にホワイトカーボン（シリカ）を添加することによって、ゴム組成物の屈曲性が向上する。即ち、繰り返し変位に耐え得る十分な強度が付与されたゴム組成物を提供することが可能となる。
【００２６】
ホワイトカーボンを添加する量は、ゴム成分１００質量部に対して、５〜１００質量部であることが好ましく、１０〜５０質量部であることが更に好ましい。本発明に用いることができるホワイトカーボンとしては、例えば、日本シリカ社製ニップシールＶＮ３（商品名、比重１．９〜２．０、ＳｉＯ_２含量９３％以上、強熱減量５〜６％、ｐＨ５．５〜６．５）が挙げられる。
【００２７】
本発明のゴム組成物はゴム成分、ポリブテン、ホワイトカーボン以外の成分を含有していてもよい。例えば、シランカップリング剤やクレーを含有せしめるのも好ましい態様の一つである。
【００２８】
［シランカップリング剤］
ゴム成分にシランカップリング剤を添加することによって、カーボンブラックに比して劣るホワイトカーボンの補強性が向上する。具体的には、引張応力に対する十分な強度が付与されたゴム組成物を提供することが可能となる。
【００２９】
シランカップリング剤を添加する量は、ゴム成分１００質量部に対して、０．５〜８質量部であることが好ましく、０．５〜６質量部であることが更に好ましい。本発明においては、シランカップリング剤として、γ−グリシドキシプロピルトリメチルシラン（γ−ｇｌｙｃｉｄｏｘｙｐｒｏｐｙｌｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）を用いることが好ましい。より具体的には、例えば、日本ユニカー社製Ａ−１８７（商品名）が挙げられる。
【００３０】
［クレー］
本発明のゴム組成物は、充填剤としてクレー（ケイ酸アルミニウム）を含有することも好ましい。クレーを添加する量は、ゴム成分１００質量部に対して、５〜１００質量部であることが好ましく、１０〜６０質量部であることが更に好ましい。本発明に用いることができるクレーとしては、例えば、竹原化学工業社製シルカライト（商品名、比重２．５８、見かけ比重０．２５ｇ／ｃｃ、平均粒径１．５μｍ、３２５メッシュ全通、水分１．０％以下、ｐＨ８．０、ＳｉＯ_２含量４０．７８％、Ａｌ_２Ｏ_３含量２４．４３％、ＭｇＯ含量２３．４０％、平板状）が挙げられる。
【００３１】
本発明のゴム組成物は、上記以外にも加硫促進剤など、ゴム組成物に通常含有されることのある添加剤を含有していてもよい。
【００３２】
［加硫促進剤］
本発明のゴム組成物に使用することができる加硫促進剤としては、例えば、Ｎ−シクロヘキシルベンゾチアジルスルフェンアミド（Ｎ−ｃｙｃｒｏｈｅｘｙｌ−２−ｂｅｎｚｏｔｈｉａｚｙｌｓｕｌｆｅｎａｍｉｄｅ、ＣＢＳ）、ジベンゾチアジルジスルフィド（ｄｉｂｅｎｚｏｔｈｉａｚｙｌｄｉｓｕｌｆｉｄｅ、ＭＢＴＳ）、テトラメチルチウラムジスルフィド（ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｔｈｉｕｒａｍｄｉｓｕｌｆｉｄｅ、ＴＭＴＤ）などが挙げられる。
【００３３】
上記加硫促進剤をより具体的に説明すると、ＣＢＳの例としては川口化学工業社製アクセルＣＺ（商品名）を、ＭＢＴＳの例としては川口化学工業社製アクセルＤＭ（商品名）を、ＴＭＴＤの例としては川口化学工業社製アクセルＴＭＴ（商品名）を挙げることができる。
【００３４】
本発明のゴム組成物は、上記加硫促進剤の他にも、加硫剤（硫黄など）、加硫活性化剤（ステアリン酸をはじめとする脂肪酸、酸化亜鉛など）等を含有していてもよい。
【００３５】
表１に、ゴム成分としてＥＰＤＭ、ＣＩＩＲ、ＢｒＩＩＲを使用した場合における、本発明のゴム組成物の具体的な組成の例を示す。
【００３６】
【表１】

【００３７】
ゴム成分としてＥＰＤＭを使用した場合には、表１（Ａ）欄に示すように、ＥＰＤＭ：１００質量部に対し、酸化亜鉛（加硫活性化剤）：２〜５質量部、ステアリン酸（加硫活性化剤）：０．５〜３質量部、ポリブテン：５〜６０質量部、クレー：５〜１００質量部、硫黄（加硫剤）：０．２〜４質量部、ＣＢＳ（加硫促進剤）：１〜４質量部、ホワイトカーボン：５〜１００質量部、及びシランカップリング剤：０．５〜８質量部を添加し、混合することにより構成することができる。
【００３８】
また、ゴム成分としてＣＩＩＲを使用した場合には、表１（Ｂ）欄に示すように、ＣＩＩＲ：１００質量部に対し、酸化亜鉛（加硫活性化剤）：２〜１０質量部、ステアリン酸（加硫活性化剤）：０．５〜３質量部、ポリブテン：５〜６０質量部、クレー：５〜１００質量部、硫黄（加硫剤）：０．５〜３質量部、ＭＢＴＳ（加硫促進剤）：１〜３質量部、ホワイトカーボン５〜１００質量部、及びシランカップリング剤０．５〜８質量部を添加し、混合することにより構成することができる。
【００３９】
更にまた、ゴム成分としてＢｒＩＩＲを使用した場合には、表１（Ｃ）欄に示すように、ＢｒＩＩＲ：１００質量部に対し、酸化亜鉛（加硫活性化剤）：２〜１０質量部、ステアリン酸（加硫活性化剤）：０．５〜３質量部、ポリブテン：５〜６０質量部、クレー：５〜１００質量部、硫黄（加硫剤）：０．２〜４質量部、ＴＭＴＤ（加硫促進剤）：０．５〜３質量部、ホワイトカーボン：５〜１００質量部、及びシランカップリング剤０．５〜８質量部を添加し、混合することにより構成することができる。
【００４０】
以上説明したような本発明のゴム組成物は、繰り返し変位に耐え得る十分な強度を有し、かつ、耐塩素性に優れたゴムを得ることができるので、給配水管路用のゴム組成物として非常に適している。そして、本発明のゴム組成物を使用して成る給排水配管路用部品は、ナイロンやポリエステル等からなるタイヤコードや金属線などを補強繊維として埋設しなくとも十分な強度を有している。即ち、本発明のゴム組成物は、給配水管路用部品製造用のゴム組成物として好適に用いることができる。
【００４１】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明を更に説明する。但し、本発明は構成成分の組成比に限定されないものであるから、これらの実施例に限定されるものではない。
【００４２】
（実施例１〜３、比較例１〜３）
［ゴム組成物の調製］
まず、表２に示すような組成比を有する実施例１〜３、及び比較例１〜３のゴム組成物を調製した。
【００４３】
【表２】

【００４４】
ゴム成分であるＥＰＤＭとしては、日本合成ゴム社製ＥＰ−３３（商品名）を、ＣＩＩＲとしては、日本ブチル社製１０６６（商品名）を、ＢｒＩＩＲとしては、バイエル社製ＢＢＸ２（商品名）を、ＣＲ（クロロプレンゴム）としては、電気化学工業社製のＰＭ−４０（商品名）を使用した。
【００４５】
ポリブテンとしては、出光石油化学社製５Ｈ（商品名、分子量約４００）を、ホワイトカーボンとしては、日本シリカ社製ニップシールＶＮ３（商品名、比重１．９〜２．０、ＳｉＯ_２含量９３％以上、強熱減量５〜６％、ｐＨ５．５〜６．５）を、カーボンブラックとしては、東海カーボン社製シースト３（商品名、比重１．８、平均粒径２６〜３０μｍ、表面積８０〜１００ｍ^２／ｇ、ｐＨ７〜９、吸油量１．１〜１．４ｃｃ／ｇ）を使用した。
【００４６】
シランカップリング剤としては、γ−グリシドキシプロピルトリメチルシラン（日本ユニカー社製Ａ−１８７（商品名））を、クレーとしては、竹原化学工業社製シルカライト（商品名、比重２．５８、見かけ比重０．２５ｇ／ｃｃ、平均粒径１．５μｍ、３２５メッシュ全通、水分１．０％以下、ｐＨ８．０、ＳｉＯ_２含量４０．７８％、Ａｌ_２Ｏ_３含量２４．４３％、ＭｇＯ含量２３．４０％、平板状）を使用した。
【００４７】
加硫促進剤であるＣＢＳとしては、川口化学工業社製アクセルＣＺ（商品名）を、ＭＢＴＳとしては、川口化学工業社製アクセルＤＭ（商品名）を、ＴＭＴＤとしては、川口化学工業社製アクセルＴＭＴ（商品名）を、ＥＵ（２−メルカプトイミダゾリン、２−ｍｅｒｃａｐｔｏ−ｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｅ）としては、川口化学工業社製アクセル２２−Ｓ（商品名）を使用した。
【００４８】
［Ａ．耐塩素試験］
（Ａ１）サンプル
実施例３及び比較例２に係るゴム組成物から製造されて成るゴムをサンプルとして用いた。
【００４９】
（Ａ２）試験方法
塩素濃度３０００ｐｐｍ、室温（２３℃）又は８０℃の条件下にサンプルを置き、それぞれのサンプルの硬度変化、重量変化、表面変化を測定した。
【００５０】
（Ａ３）試験結果
サンプルの硬度変化、重量変化をそれぞれ表３及び表４に示す。また、試験前後のサンプルの様子を図１（Ａ）〜（Ｄ）、図２（Ａ）〜（Ｄ）にそれぞれ示す。硬度については、ＪＩＳ６２５３に記載の方法に準拠して、Ａタイプの硬度計を使用して測定した。なお、図１（Ａ）〜（Ｄ）、図２（Ａ）〜（Ｄ）は、ともに倍率５０倍で拡大したものを示した。
【００５１】
【表３】

【００５２】
【表４】

【００５３】
図１（Ａ）〜（Ｄ）より、実施例３に係るゴム組成物から得られたゴムは、試験後でも亀裂が発生していないことがわかる。一方、図２（Ａ）〜（Ｄ）より、比較例２に係るゴム組成物から得られたゴムは、試験後に亀裂が発生していることがわかる。また、表３と表４との比較より、比較例２に係るゴム組成物から得られたゴムは、実施例３に係るゴム組成物から得られたゴムと比較して、硬度低下、重量増加とも激しいことがわかる。
【００５４】
［Ｂ．繰り返し屈曲試験］
（Ｂ１）サンプル
実施例１、２及び比較例１、３に係るゴム組成物から製造されて成るゴムを幅２０ｍｍに切断したものをサンプルとして用いた。
【００５５】
（Ｂ２）試験方法
中央に切り込みを入れたサンプル（試験片）の一端を固定し、サンプルの他端を上下に往復運動させることによって繰り返し変位（屈曲）させ、これにより発生した亀裂の長さを測定した。なお、往復運動は、面間１８〜６０ｍｍ、毎分１５０回（計５０００００回）行った。
【００５６】
（Ｂ３）試験結果
試験前に入れた切り込みの長さ、繰り返し変位（屈曲）によって発生した亀裂の長さをそれぞれ表５に示す。また、試験後のサンプルの様子を図３（Ａ）〜（Ｄ）にそれぞれ示す。
【００５７】
【表５】

【００５８】
上記表５及び図３（Ａ）〜（Ｄ）より、比較例１、３とは異なり、実施例１、２に係るゴム組成物から得られたゴムは繰り返し変位（屈曲）によって亀裂が発生していないことがわかる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るゴム組成物によれば、繰り返し屈曲に対しても十分な強度を持つとともに、耐塩素性に優れたゴムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｄ）は、耐塩素試験前後のサンプル（実施例３）の様子を示す図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｄ）は、耐塩素試験前後のサンプル（比較例２）の様子を示す図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は、繰り返し屈曲試験後のサンプルの様子を示す図である。

Claims

少なくとも、ゴム成分、ポリブテン、及びホワイトカーボンを含有する耐塩素性ゴム部品用のゴム組成物。
ゴム成分、ポリブテン、及びホワイトカーボンを含有し、カーボンブラックが０％である耐塩素性ゴム部品用のゴム組成物。
更に、シランカップリング剤を含有する請求項１又は２に記載のゴム組成物。
更に、クレーを含有する請求項１から３のいずれか一項に記載のゴム組成物。
ゴム成分１００質量部に対して、ポリブテン５から６０質量部、及びホワイトカーボン５から１００質量部を添加し、混合して成る請求項１から４のいずれか一項に記載のゴム組成物。
更に、ゴム成分１００質量部に対して、シランカップリング剤０．５から８質量部を添加し、混合して成る請求項５に記載のゴム組成物。
更に、ゴム成分１００質量部に対して、クレー５から１００質量部を添加し、混合して成る請求項５又は６に記載のゴム組成物。
給配水管路用のゴム組成物である請求項１から７のいずれか一項に記載のゴム組成物。
給配水管路用部品製造用のゴム組成物である請求項１から７のいずれか一項に記載のゴム組成物。
請求項１から７のいずれか一項に記載のゴム組成物を使用して成る給排水配管路用部品。