JP5011155B2 - 水道水による白化防止ゴム - Google Patents

Description

本発明は、水道水に触れる部位に用いられるゴム、例えば水栓や湯沸かし器に用いる成形されたＯリングを含むゴムであって、経時的な白化を防止することができる白化防止ゴムに関するものである。

上水道の管路中には多数の水栓や水洗用水タンク或いは湯沸かし器等、多くの器具が設けられている。また上水道の排水経路にも洗面台や浴槽等の器具が設けられている。そして、これらの器具に於ける弁部分や継手部分には、水の漏洩を防ぐためのＯリングやガスケット等を含むゴム成形体が配置されている。

上水道に用いるゴム成形体はＥＰＤＭを材料としているのが一般的である。ゴム成型体は、前記ゴム材料を軟化させた状態で、目的の形状に形成された成形空間を有する金型に充填して成形される。そして成形されたゴム成形体を金型から離型して所定の二次工程を経ることで製造される。

このようなゴム成型体を製造する場合、金型からの離型を容易にするために、離型剤としてのステアリン酸をゴム材料の一部として含有させた状態で混練して成形するのが一般的である。このように、ステアリン酸を含有させたゴム材料を用いることによって、ゴム成形体を金型から容易に離型することができる。

水道水の管路中に或いは排水経路にＥＰＤＭを材料とするゴム成形体を設けた場合、ゴム成形体の水道水と触れている部位が白くなる白化現象が生じるという問題が生じている。

本発明の目的は、水道水に触れる部位に用いられていても白化することのない白化防止ゴムを提供することにある。

本件発明者は、水道水に触れているＥＰＤＭを材料とするゴム成形体（以下、単に「ゴム成形体」という）が白化する原因物質を突き止める実験を行うと共に、白化を防ぐことができる物質を追求した。

この結果、ゴム成形体の白化はステアリン酸が原因物質であること、ステアリン酸を含有したゴム材料に水酸化カルシウムを含有させることで白化を防ぐことができること、を見いだした。

従って、上記課題を解決するために本発明に係る水道水による白化防止ゴムは、水道水に触れる部位に用いられるゴムであってステアリン酸を含有するゴムにおいて、前記ゴムがＥＤＰＭであり、且つ該ゴムに水酸化カルシウムを含有させることによって白化を防止することを特徴とするものである。

本発明に係る白化防止ゴムは白化を防ぐことができる。特に、離型剤としてのステアリン酸を含有しているため、成形後、金型からの離型が容易であり、作業性を保持して製造上に支障を与えることがない。

以下、本発明に係る白化防止ゴムの最も好ましい形態について説明する。尚、本発明の白化防止ゴムは、金型からの離型性能を保持することが可能で且つ水道水に触れる部位に用いたとしても白化することがないようにしたものである。従って、製品の形状を限定するものではない。

図１は、比較例１〜４と実施例に係るゴム材料の組成と、物性、白化状態を比較して記載したものである。図２は比較例１の初期状態と白化試験後の状態を並べて説明する図である。図３は比較例２の初期状態と白化試験後の状態を並べて説明する図である。図４は比較例３の初期状態と白化試験後の状態を並べて説明する図である。図５は比較例４の初期状態と白化試験後の状態を並べて説明する図である。図６は実施例の初期状態と白化試験後の状態を並べて説明する図である。

先ず、図１により、比較例１〜４及び実施例のゴム材料の組成について説明する。比較例１〜４及び実施例には、ＥＰＤＭポリマー（エスプレン５０５、住友化学）を１００．０ｐｈｒ、カーボンブラック（旭＃６０、旭カーボン）を５０．００ｐｈｒ、オイル（ＰＷ−９０、出光興産）を１０．００ｐｈｒ、架橋剤（過酸化物）（ダイカップ４０Ｃ（商品名））を７．００ｐｈｒ、共架橋剤（アクリエステルＥＤ）を２．００ｐｈｒ、を共通した配合薬品として配合されている。

比較例１のゴム材料は上記配合とし、比較例２は上記ゴム材料にステアリン酸を２．００ｐｈｒ加えたものを材料とし、比較例３は上記ゴム材料に亜鉛華を５．００ｐｈｒ加えたものを材料とし、比較例４は上記ゴム材料にステアリン酸を２．００ｐｈｒと亜鉛華を５．００ｐｈｒ加えたものを材料とした。

実施例のゴム材料は上記の如く配合されたゴム材料に、ステアリン酸を２．００ｐｈｒ、亜鉛華を５．００ｐｈｒ、水酸化カルシウム（カルディック２０００、近江化学工業）を６．００ｐｈｒ加えたものを材料とした。

比較例１〜４及び実施例のゴム材料の製造工程を簡単に説明する。先ず、比較例１〜４及び実施例に夫々設定された原材料を計量し、ロール混練する。混練した原材料を金型に充填してプレス成形し、金型から離型させた成形体に対して一次加硫を行い、更に、オーブンにより二次加硫を行って製品としている。この工程は、比較例１〜４及び実施例に共通したものである。

上記製造工程を経ることで、比較例１〜４及び実施例に夫々配合されたゴム材料による図２〜図６の（ａ）に示すシートを成形し、同一条件の加硫、即ち、１７０℃で１０分の一次加硫を、その後１２０℃で２時間の二次加硫を行った。また前記シールド以外に、図示しないディスクを成形し、１７０℃で１５分の一次加硫を、その後１２０℃で２時間の二次加硫を行った。

上記の如くして製造された各シートは、多少の濃淡が生じているものの略同様な黒色を呈している。そして、各シートからテストピースを切り出し、基本物性試験、圧縮永久歪試験、老化試験、浸漬試験を行った。夫々の試験は全て同一条件で行った。

基本物性試験は、図１に示すように、硬度、引張強さ（ＭＰａ）、伸び（％）及び１００％モジュラス（ＭＰａ）の計測を行った。また圧縮永久歪試験は一定の力で圧縮させた状態を１２０℃で７０時間維持した後の歪（％）を計測することで行った。また老化試験は１２０℃で７０時間保持した後、基本物性試験と同じ項目の試験を行い夫々の値と変化率を計測した。

浸漬試験は、水道水と略同じ塩素濃度（５００ｐｐｍ）の塩素水を８０℃に加温したものに２４０時間浸漬することで行い、白化の状態を目視検査した。

基本物性試験及び老化試験の結果について簡単に説明する。硬度は比較例４は上昇傾向にあり、実施例も僅かに上昇傾向にあった。引張強さは、比較例２、４では下降傾向にあり、比較例１、３及び実施例では上昇傾向にあった。また、伸びは、引張強さと同様に、比較例１、４では下降傾向にあり、比較例１、３及び実施例では上昇傾向にあった。

また、１００％モジュラスは、比較例１、３が下降傾向にあり、比較例２及び実施例では上昇傾向にあった。尚、比較例４は計測していない。更に、圧縮永久歪試験の結果、実施例に於いて最も大きな歪みが生じた。

上記各試験の結果から、実施例に於ける水酸化カルシウムが補強剤として作用していることが推定される。

浸漬試験の結果、図２〜図６の（ｂ）に示すように、白化したものと、白化していないものとが得られた。即ち、図２に示す比較例１では浸漬試験の結果のテストピースと、初期のシートとの間に変化はみられない。図３に示す比較例２では浸漬試験の結果、テストピースには甚だしい白化が見られた。図４に示す比較例３では浸漬試験の結果のテストピースと、初期のシートとの間に変化はみられない。図５に示す比較例４では浸漬試験の結果、テストピースには甚だしい白化が見られた。

また、図６に示す実施例では、浸漬試験の結果テストピースと初期のシートとの間には全く変化が生じていない。

上記した浸漬試験の結果、白化しているのは比較例２、４であり、これらの比較例２、４は何れもステアリン酸を含んでいる。

更に本件発明者が実験を行ったところ、白化物にはＳｉが増加していることが判明している。このことを考慮すると、白化物は水道水に微量存在するＳｉとステアリン酸の誘導体であろうと推測される。

上記の如き推測に基づいて、実施例では、ゴム材料に水酸化カルシウムを含有させることによって、ステアリン酸の誘導体の生成を阻止することが可能となったのである。

尚、前述した実施例では水酸化カルシウムを６．００含有させているが、この含有量に限定するものではなく、ステアリン酸の含有量に応じて適宜変化させることが必要であることはいうまでもない。

本発明の白化防止ゴムでは、水道水に触れる部位であれば如何なる部分に利用したとしても白化することなく、良好な表面状態を保持することが可能である。

比較例１〜４と実施例に係るゴム材料の組成と、物性、白化状態を比較して記載したものである。 比較例１の初期状態と白化試験後の状態を並べて説明する図である。 比較例２の初期状態と白化試験後の状態を並べて説明する図である。 比較例３の初期状態と白化試験後の状態を並べて説明する図である。 比較例４の初期状態と白化試験後の状態を並べて説明する図である。 実施例の初期状態と白化試験後の状態を並べて説明する図である。

Claims (1)

1. 水道水に触れる部位に用いられるゴムであってステアリン酸を含有するゴムにおいて、前記ゴムがＥＤＰＭであり、且つ該ゴムに水酸化カルシウムを含有させることによって白化を防止することを特徴とする水道水による白化防止ゴム。