JP7705019B2 - ホース用ゴム組成物、自動車用トランスミッションオイル配管及びその製造方法 - Google Patents
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Description
TOCホースには、耐熱性、耐油性、耐寒性、金属配管との接合時の加締めシール性(具体的には、ゴムの性能として、高硬度であり、かつ、柔軟性を得るために高伸びであること)等が要求される。
上記の耐熱性、耐油性、耐寒性を満足するために、AEMポリマー(エチレンとアクリル酸エステルとカルボキシル基を有する架橋点モノマーの3元共重合体)及び例えばヘキサメチレンジアミンのような架橋剤等を含有するゴム組成物がTOCホースに使用されている。
また、従来、AEMポリマーが有する特性等を発現させるため、上記AEMポリマー等を含むゴム組成物を一般的に二次架橋まで行う、つまり、架橋工程を2段階行って、上記ゴム組成物を硬化させていた。
AEMポリマーを表す式(I)において、[CH2CH2]はエチレンによる繰り返し単位を、[CR1(CO2R2)CH2]は(メタ)アクリル酸エステルによる繰り返し単位を、[X(COOH)]はカルボキシル基を有するカルボキシル基含有モノマーによる繰り返し単位を表し、R1は水素又はメチル基を表し、R2はエステル残基を表し、o、p、qはそれぞれ独立に1以上を表す。[X(COOH)]はカルボキシル基とエチレン及び(メタ)アクリル酸エステルと共重合可能な基とを有するモノマーから形成される繰り返し単位であれば特に制限されない。
下記の反応式では、まず、上記ゴム組成物の一次架橋(二段架橋における1回目の架橋工程)で、ヘキサメチレンジアミンが有する2個のアミノ基がそれぞれ、式(I)で表わされるAEMポリマーが有するカルボキシル基と分子間又は分子内で反応して2個のアミド結合及び水が生成し、AEMポリマーはアミド型架橋によりヘキサメチレンジアミンの残基を介して架橋することができる。なお、アミド型架橋により架橋されたAEMポリマーは、アミド型架橋以外の部分は略して示されている。
次いで、二次架橋(二段架橋における2回目の架橋工程)で、上記2個のアミド結合がそれぞれAEMポリマーにおける別のカルボキシル基と更に反応して2個のイミド結合及び水が生成し、AEMポリマーはイミド型架橋により架橋することができる。
このようななか、本発明者は特許文献1、2を参考にして、AEMポリマー等を含むゴム組成物を調製し、これを一次架橋のみで架橋し(つまり一段架橋で架橋する)、得られた硬化物を評価したところ、このような硬化物は、硬度(タイプAデュロメータ硬さ)が適切な範囲内とならない場合及び/又は切断時伸びが低い場合があることが明らかとなった(比較例1~3、5)。
上記のようにゴム組成物の硬化物の硬度(タイプAデュロメータ硬さ)が適切な範囲内とならないこと及び/又は切断時伸びが低いことは、上記ゴム組成物を用いて形成されたホースと金属配管との接合時の加締めシール性の低下につながると考えられる。
また、本発明は、自動車用トランスミッションオイル配管、及び、その製造方法を提供することも目的とする。
本発明は上記知見等に基づくものであり、具体的には以下の構成により上記課題を解決するものである。
上記カーボンブラックの含有量が、上記三元共重合体100質量部に対して、77~87質量部である、ホース用ゴム組成物。
[2] 架橋が一次架橋のみで行われ、
上記一次架橋後の硬化物の切断時伸びが220%以上であり、且つ、上記一次架橋後の硬化物のタイプAデュロメータ硬さが75以上85以下である、[1]に記載のホース用ゴム組成物。
[3] 上記カーボンブラックが、窒素吸着比表面積が38m2/g以上45m2/g以下であり、かつ、DBP吸油量が100ml/100g以上130ml/100g以下であるカーボンブラックC1を含む、[1]又は[2]に記載のホース用ゴム組成物。
[4] 上記可塑剤が、エステル系可塑剤を含む、[1]~[3]のいずれかに記載のホース用ゴム組成物。
[5] 上記可塑剤の含有量が、上記三元共重合体100質量部に対して、5質量部以上15質量部以下である、[1]~[4]のいずれかに記載のホース用ゴム組成物。
[6] 上記ヘキサメチレンジアミンカルバメートの含有量が、上記三元共重合体100質量部に対して、1質量部以上1.6質量部以下である、[1]~[5]のいずれかに記載のホース用ゴム組成物。
[7] 自動車用トランスミッションオイル配管を形成するために用いられる、[1]~[6]のいずれかに記載のホース用ゴム組成物。
[8] [1]~[6]のいずれかに記載のホース用ゴム組成物を用いて形成される、自動車用トランスミッションオイル配管。
[9] 内管及び外管を有し、上記内管及び上記外管がそれぞれ独立に上記ホース用ゴム組成物を用いて形成される、[8]に記載の自動車用トランスミッションオイル配管。
[10] [1]~[6]のいずれかに記載のホース用ゴム組成物を用いて、一次架橋のみを行って、自動車用トランスミッションオイル配管を製造する、自動車用トランスミッションオイル配管の製造方法。
[11] 上記一次架橋後の上記ホース用ゴム組成物の硬化物の切断時伸びが220%以上であり、且つ、上記一次架橋後の上記ホース用ゴム組成物の硬化物のタイプAデュロメータ硬さが75以上85以下である、[10]に記載の自動車用トランスミッションオイル配管の製造方法。
[12] 内管用ゴム組成物及び外管用ゴム組成物としてそれぞれ独立に上記ホース用ゴム組成物を用い、上記内管用ゴム組成物の上に上記外管用ゴム組成物を配置して、上記一次架橋のみを行う、[10]又は[11]に記載の自動車用トランスミッションオイル配管の製造方法。
[13] 上記内管用ゴム組成物と上記外管用ゴム組成物の間に、更に補強層を配置する、[12]に記載の自動車用トランスミッションオイル配管の製造方法。
本発明の自動車用トランスミッションオイル配管は、一次架橋のみで、優れた硬度及び切断時伸びを有することができる。
本発明の自動車用トランスミッションオイル配管の製造方法によれば、本発明のホース用ゴム組成物を一次架橋のみで、優れた硬度及び切断時伸びを有する自動車用トランスミッションオイル配管を製造することができる。
なお、本明細書において「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、特に断りのない限り、各成分はその成分に該当する物質をそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。成分が2種以上の物質を含む場合、成分の含有量は、2種以上の物質の合計の含有量を意味する。
本明細書において、特に断りのない限り、各成分はその製造方法について制限されない。例えば、従来公知の方法が挙げられる。
本明細書において、(メタ)アクリルはアクリルまたはメタクリルを表す。
本明細書において、一次架橋のみで得られる硬化物の硬度(タイプAデュロメータ硬さ)及び切断時伸びのうちの少なくとも1つがより優れることを、本発明の効果がより優れるということがある。
本発明のホース用ゴム組成物(本発明の組成物)は、
エチレン、(メタ)アクリル酸エステル、及び、カルボキシル基を有するカルボキシル基含有モノマーによる各構成単位を有し、上記カルボキシル基を有する三元共重合体と、ヘキサメチレンジアミンカルバメートと、ジアザビシクロウンデセンと、カーボンブラックと、可塑剤とを含有し、
上記カーボンブラックの含有量が、上記三元共重合体100質量部に対して、77~87質量部である、ホース用ゴム組成物である。
以下、本発明の組成物に含有される各成分について詳述する。
本発明の組成物に含有される三元共重合体は、エチレン、(メタ)アクリル酸エステル、及び、カルボキシル基(-COOH)を有するカルボキシル基含有モノマーによる各構成単位を有し、上記カルボキシル基を有する三元共重合体である。
本発明の組成物は上記三元共重合体を含有することによって、得られる硬化物の耐熱性、耐油性、耐寒性が優れる。
上記三元共重合体が有するカルボキシル基は、後述するヘキサメチレンジアミンカルバメートと反応する架橋点として機能することができる。
上記三元共重合体が有するカルボキシル基は、カルボキシル基を有するカルボキシル基含有モノマーに由来する。
上記三元共重合体の形態は特に制限されない。例えば、ランダム共重合体、ブロック共重合体が挙げられる。
三元共重合体は、エチレンによる構成単位を有する。
三元共重合体の構成単位を形成する単量体としてのエチレンは、特に制限されない。
三元共重合体中のエチレンによる構成単位の含有量は、三元共重合体全体(三元共重合体を構成する構成単位の全量)から、後述する、(メタ)アクリル酸エステルによる構成単位の含有量及びカルボキシル基含有モノマーによる構成単位の含有量の合計を除いた量とすることができる。
三元共重合体は、(メタ)アクリル酸エステルによる構成単位を有する。
三元共重合体の構成単位を形成する単量体としての(メタ)アクリル酸エステルは、特に制限されない。例えば、(メタ)アクリル酸とアルカノール(直鎖状、分岐上、環状のいずれか又はこれらの組み合わせである脂肪族炭化水素基にヒドロキシ基が結合する化合物)とのエステルが挙げられる。(メタ)アクリル酸エステルは、炭素数1~8のアルカノール(例えば、ヒドロキシ基を1個有するモノアルカノール)と(メタ)アクリル酸とのエステルが好ましい。(メタ)アクリル酸エステルとしては、具体的には例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、及び(メタ)アクリル酸シクロヘキシルが挙げられる。
なかでも、本発明の効果により優れるという観点から、(メタ)アクリル酸メチルが好ましい。
三元共重合体中の(メタ)アクリル酸エステルによる構成単位の含有量は特に制限されないが、本発明の効果がより優れ、得られる硬化物の耐候性、耐熱性、耐油性を向上させることができるという観点から、三元共重合体中の30~99質量%が好ましい。
三元共重合体は、カルボキシル基を有するカルボキシル基含有モノマーによる構成単位を有する。
三元共重合体の構成単位を形成する単量体としてのカルボキシル基含有モノマーは、カルボキシル基を有し、かつ、エチレン及び(メタ)アクリル酸エステルと共重合可能な反応性基(カルボキシル基を除く)を有する。
上記反応性基としては、例えば、α,β-エチレン性不飽和結合が挙げられる。
炭素数4~12のα,β-エチレン性不飽和ジカルボン酸単量体の具体例としては例えば、フマル酸、マレイン酸等のブテンジオン酸;イタコン酸;シトラコン酸;クロロマレイン酸等が挙げられる。
三元共重合体中のカルボキシル基含有モノマーによる構成単位の含有量は、本発明の効果がより優れることができるという観点から、三元共重合体中の0.5~10質量%が好ましい。
本発明の組成物が、ゴム成分として上記三元共重合体以外のゴム成分を更に含有する場合、上記三元共重合体の含有量は上記ゴム成分中の90質量%以上とすることが好ましい。上記三元共重合体以外のゴム成分としては、例えば、エチレン及び(メタ)アクリル酸エステルによる各構成単位を有する二元共重合体が挙げられる。
本発明の組成物に含有されるヘキサメチレンジアミンカルバメート(HMDAC)は、下記構造式で表される化合物である。
ヘキサメチレンジアミンカルバメートは、例えば、脱炭酸(脱CO2)してヘキサメチレンジアミンを生成することができる。上記ヘキサメチレンジアミンが有する2個のアミノ基がそれぞれ上記カルボキシ基と反応すれば三元共重合体を架橋することができる。
発明においては、一次架橋のみ(一段架橋のみ)によって、上記ヘキサメチレンジアミンが、三元共重合体が有するカルボキシル基と反応して、アミド型架橋を形成することができる。
ヘキサメチレンジアミンカルバメートの含有量は、本発明の効果により優れるという観点から、上記三元共重合体100質量部に対して、1質量部以上1.6質量部以下であることが好ましく、1.4~1.6質量部がより好ましい。
本発明の組成物に含有されるジアザビシクロウンデセン(1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene。DBU)は、三元共重合体とヘキサメチレンジアミンカルバメートとの上記反応を促進することができる。
ジアザビシクロウンデセンの含有量は、本発明の効果により優れるという観点から、上記三元共重合体100質量部に対して、0.1~10質量部であることが好ましく、0.5~5質量部がより好ましい。
本発明の組成物に含有されるカーボンブラックは特に制限されない。
カーボンブラックとしては、例えば、FEF(Fast Extruding Furnace)級、GPF(General Purpose Furnace)級、SRF(Semi-Reinforcing Furnace)級等のカーボンブラックが挙げられる。
カーボンブラックは、本発明の効果により優れるという観点から、窒素吸着比表面積が38m2/g以上45m2/g以下であり、かつ、DBP(ジブチルフタレート)吸油量が100ml/100g以上130ml/100g以下であるカーボンブラックC1を含むことが好ましい。
カーボンブラックがカーボンブラックC1を含むことは、カーボンブラックの一部又は全部がカーボンブラックC1であることを指す。
本発明の効果により優れるという観点から、カーボンブラックの全部がカーボンブラックC1であることが好ましい。
カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、JIS K6217-2:2017に準じて測定できる。
カーボンブラックのDBP吸油量は、JIS K6217-4:2017に準じて、測定できる。
カーボンブラックC1としては、例えば、FEF(Fast Extruding Furnace)級のカーボンブラックが挙げられる。
カーボンブラックC1は、本発明の効果により優れるという観点から、FEF級カーボンブラックであることが好ましい。
本発明において、カーボンブラックの含有量は、上記三元共重合体100質量部に対して、77~87質量部である。
カーボンブラックの含有量が上記範囲であることによって、得られる硬化物の破断時伸び及び硬度(タイプAデュロメータ硬さ)を優れたレベルでバランスさせることができる。
カーボンブラックの含有量は、本発明の効果により優れるという観点から、上記三元共重合体100質量部に対して、82~85質量部が好ましい。
本発明の組成物に含有される可塑剤は、上記三元共重合体を可塑化又は軟化させ得る物質であればよい。なお、可塑剤は、後述する加工助剤を含まない。
可塑剤は、本発明の効果により優れるという観点から、エステル系可塑剤を含むことが好ましい。
エステル系可塑剤は、カルボン酸に由来するエステル結合を有する化合物であればよい。
エステル系可塑剤としては、例えば、トリメリット酸系可塑剤、ピロメリット酸系可塑剤、フタル酸系可塑剤のような芳香族炭化水素ポリカルボン酸のエステル化合物;アジピン酸エステル系可塑剤、セバシン酸エステル系可塑剤のような脂肪族炭化水素ポリカルボン酸のエステル化合物;ポリエステルポリマーが挙げられる。
エーテルエステル系可塑剤としては、例えば、ポリエチレングリコールジ(ブタン酸)エステル、ポリエチレングリコールジ(イソブタン酸)エステル、ポリエチレングリコールジ(2-エチルブチル酸)エステル、ポリエチレングリコールジ(2-エチルヘキシル酸)エステル、ポリエチレングリコールジ(デカン酸)エステル等のような、ポリオキシアルキレンポリオールとモノカルボン酸とのポリエステル;
アジピン酸ジ(ブトキシエタノール)、アジピン酸ジ(ブチルジグリコール)(上記化合物の別称としてアジピン酸ジ(2-(2-ブトキシエトキシ)エタノール))、アジピン酸ジ(ブチルポリグリコール)(上記化合物の別称としてアジピン酸ジ(ポリエチレングリコールモノブチルエーテル))、アジピン酸ジ(2-エチルヘキシロキシエタノール)、アジピン酸ジ(2-エチルヘキシルジグリコール)、アジピン酸ジ(2-エチルヘキシルポリグリコール)、アジピン酸ジオクトキシエタノール、アジピン酸ジ(オクチルジグリコール)、アジピン酸ジ(オクチルポリグリコール)等のような、ポリカルボン酸とエーテル結合を有するモノオールとのポリエステルが挙げられる。
可塑剤の含有量は、本発明の効果により優れるという観点から、上記三元共重合体100質量部に対して、5質量部以上15質量部以下であることが好ましく、8~12質量部がより好ましい。
本発明の組成物は、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、更に添加剤を含有することができる。
添加剤としては、例えば、上記三元共重合体以外のポリマー、加工助剤、老化防止剤、カーボンブラック以外の充填剤などが挙げられる。
加工助剤としては、例えば、ステアリン酸;
ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルコールエーテル類;
ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類;
ポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加物;
アルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル等のリン酸エステル類;
オクタデシルアミンのようなアルキルアミンが挙げられる。
加工助剤の含有量(加工助剤を2種以上併用する場合はこれらの合計量)は、上記三元共重合体100質量部に対して、1~5質量部であることが好ましい。
本発明の組成物の製造方法は特に制限されない。通常、ヘキサメチレンジアミンカルバメート及びジアザビシクロウンデセン以外の成分を、例えば、バンバリーミキサ、インターミキサ、ニーダ等の混合機で混合した後、ロール等に移して、ヘキサメチレンジアミンカルバメート及びジアザビシクロウンデセンを加えて混合することによって、本発明の組成物を製造できる。
なお、上記製造方法において、混合は、上記三元共重合体とヘキサメチレンジアミンカルバメートとが架橋反応しない条件で行うことが好ましい。上記製造方法において、上記三元共重合体とヘキサメチレンジアミンカルバメートとが共存する際の混合条件は、例えば120℃以下で5分以下が好ましい。
・一次架橋
本発明の組成物は、架橋を一次架橋のみ(架橋を1回のみ。一段架橋)とすることができる。
本発明の組成物によれば架橋が一次架橋のみであっても、得られた硬化物の破断時伸び及び硬度(タイプAデュロメータ硬さ)に優れる。
本発明の組成物の架橋(架橋工程)は、得られた硬化物の破断時伸び及び/又は硬度(タイプAデュロメータ硬さ)を維持できるという観点から、一次架橋のみ(一段架橋の工程のみ)で行うことが好ましい。
本発明の組成物を一次架橋において加熱することが好ましい。
本発明において、本発明の組成物の一次架橋の加熱方法としては、プレス加熱、スチーム加熱、オーブン加熱等が挙げられる。
本発明において、本発明の組成物の一次架橋の架橋条件としては、加熱温度は、本発明の効果により優れるという観点から、140~160℃が好ましい。
本発明において、本発明の組成物を一次架橋のみで架橋させる際、上記三元共重合体とヘキサメチレンジアミンカルバメートとを反応において、アミド型架橋からイミド結合の生成を抑制し、硬度及び切断時伸びを優れたレベルで維持できるという観点から、加熱温度は160℃を超えないことが好ましい。
加熱方法がスチーム加熱である場合、加熱温度は通常160℃以下なので、上記のように加熱温度は160℃を超えないとする観点から、加熱方法としてスチーム加熱を採用することは好ましい態様の1つとして挙げられる。
加熱方法がスチーム加熱以外の方法である場合、上記各方法においては加熱温度を設定することができるので、加熱方法としてスチーム加熱以外の方法を採用した場合、加熱温度を例えば160℃以下と設定すればよい。
本発明において、本発明の組成物の一次架橋の架橋時間は、本発明の効果により優れ、生産性に優れるという観点から、例えば、45~120分間が好ましい。
本発明の組成物の一次架橋の加熱温度と架橋時間との組み合わせは、本発明の効果により優れ、生産性に優れるという観点から、140~160℃の条件下で45~120分間が好ましい。
従来、AEMポリマーを含有するゴム組成物を二段架橋で硬化させる場合、二次架橋でイミド型架橋を形成させるためには、170℃以上の条件下で架橋しないと架橋時間が膨大に長くする必要があった。
この点、本発明においては、架橋工程は一次架橋のみとすることができり、一次架橋によってアミド型架橋を形成することができる。
また、一次架橋を従来よりも低い温度で行う場合、一次架橋を従来よりも長い時間で行っても、一次架橋において形成されたアミド型架橋が、更に別のカルボキシ基と反応して、イミド結合又はイミド型架橋を生成することを抑制することができる。
なお、一次架橋後の三元共重合体において、三元共重合体は、上記アミド型架橋のほかに、ヘキサメチレンジアミン中の1個のアミノ基だけが三元共重合体と結合して形成された側鎖を有してもよい。
また、一次架橋後の三元共重合体は上記アミド型架橋以外に更にアミド型架橋から生成したイミド結合又はイミド型架橋を有してもよい。
一次架橋後の三元共重合体間の架橋が主にアミド型架橋であること、又は、一次架橋後の三元共重合体が、アミド型架橋以外に、上述の、側鎖、イミド結合又はイミド型架橋をどの程度の割合で有するかを分析等によって証明することは技術的に不可能であり、このため、本発明の組成物、又は、後述する本発明の配管が「架橋」を規定する場合、審査ハンドブック2205の「不可能・非実際的事情」に該当すると本出願人は考える。
一次架橋において、加圧してもよい。一次架橋時に圧力を加える場合、圧力は、2~4MPaとできる。
本発明の組成物を一次架橋する際、発泡を防ぐために、本発明の組成物の一部又は全体を被覆材(モールド)で覆うことが好ましく、全体を被覆材(モールド)で覆うことがより好ましい。上記の事項は、後述する本発明の配管を一次架橋する際についても同様である。
被覆材(モールド)としては、例えば、ポリメチルペンテン(商品名TPX、三井化学)が挙げられる。
架橋後、上記被覆材(モールド)を硬化物(ホース等)から剥離すればよい。
本発明の組成物の一次架橋が加圧下で行われる場合(例えば、プレス加熱)、加圧(プレス)によって発泡を防ぐことができるので、被覆材(モールド)を使用しても使用しなくてもよい。
本発明において、一次架橋(1回の架橋工程)の間、加熱温度は例えば上記加熱温度の範囲内で一定であることが好ましい。一次架橋(1回の架橋工程)の間、架橋時間を90分間、加熱温度を157℃とする場合、架橋時間90分間、加熱温度は略157℃で一定に保たれることが好ましい。
本発明の組成物を一次架橋させた後に得られた硬化物の切断時伸びは220%以上であり、且つ、上記硬化物のタイプAデュロメータ硬さは75以上85以下であることが好ましい。
・切断時伸び
上記切断時伸びは、本発明の効果により優れるという観点から、230~320%が好ましい。
本発明において、切断時伸びは、JIS K6251:2017に準じて、23℃±2℃、引張速度500mm/分の条件下で引張試験を行って、測定された。
タイプAデュロメータ硬さは、本発明の効果により優れるという観点から、76以上83以下であることが好ましく、80~83がより好ましい。
本発明においては、一次架橋させた後の硬化物の硬度(タイプAデュロメータ硬さ)の適切な範囲を76以上83以下とすることができる。
本発明において、硬度(タイプAデュロメータ硬さ)は、JIS K 6253-3:2012に準じて、タイプAデュロメータを用いて23℃の条件下において硬度測定試験を行って、測定された。なお、上記硬度の評価に際しては、上記のとおり得られた硬化物(厚さ2mm)を3枚重ねて使用した。
上記一次架橋で得られた硬化物は、上記硬化物が有する優れた破断時伸び及び適切な範囲の硬度(タイプAデュロメータ硬さ)をバランスさせた状態で維持しやすく、工程等が少ないため生産性に優れるという観点から、上記一次架橋で得られた硬化物を二次架橋しないことが好ましい。
なお、本明細書において、二次架橋を行う場合、二次架橋の条件は特に制限されない。上述のとおり、二次架橋後において、上記一次架橋後の硬化物が有する優れた破断時伸び及び適切な範囲の硬度(タイプAデュロメータ硬さ)をバランスさせたまま状態で維持できることが好ましい。
また、本明細書において、二次架橋後の破断時伸び及び硬度の評価に当たっては、二次架橋の条件は、一次架橋の後、硬化物を180℃条件下に240分置くことをいう。
本発明の組成物を用いて、ホースを形成することができる。上記ホースとしては、例えば、自動車用トランスミッションオイル配管等が好適な態様として挙げられる。自動車用トランスミッションオイル配管は、自動車に搭載されているトランスミッションにオイルを循環させるための配管である。
本発明の自動車用トランスミッションオイル配管(本発明の配管)は、
本発明のホース用ゴム組成物を用いて形成される、自動車用トランスミッションオイル配管である。
本発明の配管としては、例えば、内管及び外管を有する態様が挙げられる。
本発明の配管が内管及び外管を有する場合、上記内管及び/又は上記外管を、上記ホース用ゴム組成物を用いて形成することが好ましく、上記内管及び上記外管がそれぞれ独立に上記ホース用ゴム組成物を用いて形成されることがより好ましい。
上記内管及び上記外管がそれぞれ独立に上記ホース用ゴム組成物を用いて形成される場合、上記内管に使用されるホース用ゴム組成物(内管用ゴム組成物)と、上記外管に使用されるホース用ゴム組成物(外管用ゴム組成物)は、いずれも本発明のホース用ゴム組成物であればよく、両者は同じであっても、互いに異なってもよい。
上記内管が本発明の組成物を一次架橋させた後に得られた硬化物である場合、上記内管(本発明の組成物を一次架橋させた後に得られた硬化物)は、その切断時伸びが220%以上であり、且つ、そのタイプAデュロメータ硬さが75以上85以下であることが好ましい。
上記外管が本発明の組成物を一次架橋させた後に得られた硬化物である場合も、上記外管(本発明の組成物を一次架橋させた後に得られた硬化物)は、その切断時伸びが220%以上であり、かつ、そのタイプAデュロメータ硬さが75以上85以下であることが好ましい。
外管の厚さは、通常、0.5~3mmとできる。
本発明の配管の内径は、通常、8~20mmとできる。
本発明の配管の長さは、通常、0.1~200mとできる。
本発明の配管は、本発明のホース用ゴム組成物により形成される層(又は管)の他に、更に、例えば補強層を有してもよい。
本発明の配管は、内管及び外管の間に、例えば、補強層を更に有してもよい。
補強層の材質としては、例えば、金属、繊維材料(例えばポリアミド、ポリエステル等)が挙げられる。補強層は表面処理されたものであってもよい。
補強層の形態としては、例えば、スパイラル構造及び/又はブレード構造に編組されたものが挙げられる。
本発明の自動車用トランスミッションオイル配管の製造方法(本発明の製造方法)は、
本発明のホース用ゴム組成物を用いて、一次架橋のみを行って、自動車用トランスミッションオイル配管を製造する、自動車用トランスミッションオイル配管の製造方法である。
なお内管用ゴム組成物は、まず例えばマンドレル上に配置すればよい(以下同様)。
また、配管が更に補強層を有する場合(具体的には例えば、上記内管用ゴム組成物と上記外管用ゴム組成物の間に更に補強層を配置する場合)は、例えば、上記内管用ゴム組成物の上に補強層を配置し、上記補強層の上に上記外管用ゴム組成物を配置して、一次架橋のみを行って、内管、補強層及び外管を有する、自動車用トランスミッションオイル配管を製造する方法が挙げられる。
マンドレル上への内管用ゴム組成物の配置は、例えば、押し出し成形が挙げられる。外管用ゴム組成物の配置も上記と同様である。
被覆材(モールド)を使用する場合は、上記外管用ゴム組成物の上に被覆材(モールド)を例えば、押し出し成形で配置することができる。被覆材(モールド)としては例えば上記と同様のものが挙げられる。
本発明の製造方法においては、架橋を一次架橋のみ(架橋を1回のみ)とすることができる。
本発明の製造方法によれば架橋が一次架橋のみであっても、得られた硬化物の破断時伸び及び硬度(タイプAデュロメータ硬さ)に優れる。
上述のとおり、破断時伸びが優れ、硬度(タイプAデュロメータ硬さ)を適切な範囲となるため、本発明の製造方法で製造される自動車用トランスミッションオイル配管は、金属配管との接合時の加締めシール性が向上すると推測される。
本発明の配管又は本発明の製造方法は、優れた破断時伸び及び適切な範囲の硬度(タイプAデュロメータ硬さ)をバランスさせたまま状態で維持しやすく、工程等が少ないため生産性に優れるという観点から、二次架橋を行わないことが好ましい。
下記第1表の各成分を同表に示す組成(質量部)で用いて、ヘキサメチレンジアミンカルバメート(Diak ♯1)、ジアザビシクロウンデセン(ACT 55)及び比較架橋促進剤以外の成分を、バンバリーミキサで30~150℃の条件下で混合した後、混合物をロールに移して、上記混合物にヘキサメチレンジアミンカルバメート、及び、ジアザビシクロウンデセン又は比較架橋促進剤を加えてこれらを100℃の条件下で5分間混合することによって、各組成物を製造した。
上記のとおり製造された各組成物を、157℃の条件下で90分間、プレス成型機でプレス架橋して(面圧3.0MPa)、硬化物として、架橋シート(厚さ2mm)を得た。上記架橋は一次架橋であり、二次架橋は行わない。なお、一次架橋は上記のとおり加圧下で行われたので、各組成物は被覆材で覆われていない。
・引張物性
上記のとおり得られた各架橋シートから、JIS3号ダンベル状の試験片を打ち抜き、得られた各試験片を用いて引張物性の評価を行った。結果を第1表に示す。
上記のとおり得られた各試験片を用いて、JIS K6251:2017に準じて、23℃±2℃、引張速度500mm/分の条件下で引張試験を行い、引張強さ(Tb)[単位:MPa]、破断時伸び(Eb)[単位:%]、100%モジュラス(M100)[単位:MPa]を測定した。
本発明において、上記破断時伸びが220%以上であった場合、硬化物の破断時伸びが優れると評価し、これを「〇」と表示した(「Eb判定」欄)。上記破断時伸びが220%より大きいほど、硬化物の破断時伸びがより優れる。
一方、上記破断時伸びが220%未満であった場合、硬化物の破断時伸びが悪いと評価し、これを「×」と表示した(「Eb判定」欄)。
上記引張強さは12MPa以上であることが、製品強度の観点から、好ましい。
・・M100の評価基準
上記は6.0MPa以上であることが、金属配管との接合時の加締めシール性の観点から、好ましい。
上記のとおり得られた各架橋シートを3枚重ねて、JIS K 6253-3:2012に準じて、タイプAデュロメータを用いて23℃の条件下において硬度測定試験を行い、上記各試験片の硬度(HS)を測定した。
本発明において、上記硬度(タイプAデュロメータ硬さ)が75~85であった場合、硬化物の硬度(タイプAデュロメータ硬さ)が優れると評価し、これを「〇」と表示した(「HS判定」欄)。
一方、上記硬度(タイプAデュロメータ硬さ)が75未満であった又は85を超えた場合、硬化物の硬度(タイプAデュロメータ硬さ)が悪いと評価し、これを「×」と表示した(「HS判定」欄)。
本発明では、ホースと金属配管との接合時の加締めシール性を、主に、硬化物の破断時伸び及び硬度(タイプAデュロメータ硬さ)の結果を基にして考察した。なお、金属配管との接合時の加締めシール性の評価に関し、M100の評価は補足的に扱うものとする。
(三元共重合体)
・Vamac Ultra IP(三元AEM): Vamac(登録商標)Ultra IP」、Dupont社製(エチレン-アクリル酸エステル-カルボキシル基含有モノマーの三元共重合体、架橋点としてカルボキシル基を有する。)
FEF C.B: FEF カーボンブラック。N550。商品名ニテロン♯10N、日鉄カーボン社製。N2SA:41m2/g、DBP吸油量:120ml/100g。
なお、カーボンブラックC1は、その窒素吸着比表面積が38m2/g以上45m2/g以下であり、かつ、DBP吸油量が100ml/100g以上130ml/100g以下であるので、カーボンブラックC1に該当する。
・ステアリン酸(加工助剤):「ステアリン酸50S」(日新理科社製)
・RL210(加工助剤):ポリオキシエチレンステアリルエーテルリン酸。商品名フォスファノールRL-210、東邦化学工業社製
・Armeen18D(加工助剤) :オクタデシルアミン。商品名Armeen18D、Akzo Nobel社製。
・TP 759(可塑剤):エーテルエステル系可塑剤。商品名TP759、HallStar社製。
・Diak ♯1(HMDAC)架橋剤:ヘキサメチレンジアミンカルバメート。商品名Diak ♯1、DuPont社製。
・ACT 55 架橋促進剤:ジアザビシクロウンデセン。商品名ACT 55、SAFIC ALCAN社製。
カーボンブラックの含有量が所定の含有量よりも少ない比較例2、3は、一次架橋後の硬度(タイプAデュロメータ硬さ)が悪かった。
可塑剤を含有しない比較例4は、一次架橋後の切断時伸びが悪かった。
カーボンブラックの含有量が所定の範囲よりも少なく、可塑剤を含有せず、ジアザビシクロウンデセン以外の架橋促進剤(グアニジン系化合物)を含有する比較例5は、一次架橋後の硬度(タイプAデュロメータ硬さ)が悪かった。
実施例1、6の二次架橋後の硬化物は、優れた破断時伸び及び適切な範囲の硬度(タイプAデュロメータ硬さ)をバランスよく維持できた。
Claims (12)
- エチレン、(メタ)アクリル酸エステル、及び、カルボキシル基を有するカルボキシル基含有モノマーによる各構成単位を有し、前記カルボキシル基を有する三元共重合体と、ヘキサメチレンジアミンカルバメートと、ジアザビシクロウンデセンと、FEF級カーボンブラックと、可塑剤とを含有し、
前記FEF級カーボンブラックの含有量が、前記三元共重合体100質量部に対して、77~87質量部であり、
ゴム成分が前記三元共重合体のみである、ホース用ゴム組成物。 - 架橋が一次架橋のみで行われ、
前記一次架橋後の硬化物の切断時伸びが220%以上であり、且つ、前記一次架橋後の硬化物のタイプAデュロメータ硬さが75以上85以下である、請求項1に記載のホース用ゴム組成物。 - 前記可塑剤が、エステル系可塑剤を含む、請求項1又は2に記載のホース用ゴム組成物。
- 前記可塑剤の含有量が、前記三元共重合体100質量部に対して、5質量部以上15質量部以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載のホース用ゴム組成物。
- 前記ヘキサメチレンジアミンカルバメートの含有量が、前記三元共重合体100質量部に対して、1質量部以上1.6質量部以下である、請求項1~4のいずれか1項に記載のホース用ゴム組成物。
- 自動車用トランスミッションオイル配管を形成するために用いられる、請求項1~5のいずれか1項に記載のホース用ゴム組成物。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載のホース用ゴム組成物を用いて形成される、自動車用トランスミッションオイル配管。
- 内管及び外管を有し、前記内管及び前記外管がそれぞれ独立に前記ホース用ゴム組成物を用いて形成される、請求項7に記載の自動車用トランスミッションオイル配管。
- エチレン、(メタ)アクリル酸エステル、及び、カルボキシル基を有するカルボキシル基含有モノマーによる各構成単位を有し、前記カルボキシル基を有する三元共重合体と、ヘキサメチレンジアミンカルバメートと、ジアザビシクロウンデセンと、FEF級カーボンブラックと、可塑剤とを含有し、
前記FEF級カーボンブラックの含有量が、前記三元共重合体100質量部に対して、77~87質量部である、ホース用ゴム組成物を用いて、一次架橋のみを行って、自動車用トランスミッションオイル配管を製造する、自動車用トランスミッションオイル配管の製造方法。 - 前記一次架橋後の前記ホース用ゴム組成物の硬化物の切断時伸びが220%以上であり、且つ、前記一次架橋後の前記ホース用ゴム組成物の硬化物のタイプAデュロメータ硬さが75以上85以下である、請求項9に記載の自動車用トランスミッションオイル配管の製造方法。
- 内管用ゴム組成物及び外管用ゴム組成物としてそれぞれ独立に前記ホース用ゴム組成物を用い、前記内管用ゴム組成物の上に前記外管用ゴム組成物を配置して、前記一次架橋のみを行う、請求項9又は10に記載の自動車用トランスミッションオイル配管の製造方法。
- 前記内管用ゴム組成物と前記外管用ゴム組成物の間に、更に補強層を配置する、請求項11に記載の自動車用トランスミッションオイル配管の製造方法。
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