KR101419956B1

KR101419956B1 - 고무 조성물, 그 제조 방법, 고무 조성물을 이용한 시일재 및 이것을 구비한 장치, 및 내ｄｍｅ용 고무 조성물

Info

Publication number: KR101419956B1
Application number: KR1020090052385A
Authority: KR
Inventors: 히로시 사카마; 히데유키 이나가키; 야스시 나카타니
Original assignee: 후지쿠라 고무 코교 가부시끼가이샤; 가부시키가이샤 하마이; 쥬오세이키 가부시키가이샤
Priority date: 2008-06-13
Filing date: 2009-06-12
Publication date: 2014-07-16
Also published as: JP2009298936A; CN101691437A; KR20090129964A; CN101691437B; JP5244469B2

Abstract

디메틸에테르(DME)에 대해서 뛰어난 내성을 가진 고무 조성물을 제공한다.

고무 조성물은, 고무 성분과, 상기 고무 성분의 DME에 의한 팽윤을 억제하고, 또한, 상기 고무 성분에 활성을 부여하는 팽윤억제활재를 함유한다. 팽윤억제활재는, 폴리에틸렌 파우더, 실리콘 파우더, 폴리테트라플루오로에틸렌 파우더중의 적어도 어느 하나를 함유한다. 상기 고무 성분은, 수소화니트릴 고무, 니트릴 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔고무중의 적어도 어느 하나를 함유한다.

Description

고무 조성물, 그 제조 방법, 고무 조성물을 이용한 시일재 및 이것을 구비한 장치, 및 내ＤＭＥ용 고무 조성물{RUBBER COMPOSITION AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME, SEAL MEMBER BY USING THE SAME AND APPARATUS HAVING THE SAME, AND A RUBBER COMPOSITION FOR RESISTANCE TO DME}

본 발명은, 고무 조성물과 그 제조 방법, 고무 조성물이 이용된 시일재 및 이것을 구비한 장치, 및 내DME용 고무 조성물에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 디메틸에테르(DME)를 제조, 저장, 수송, 공급, 또는 사용하는 단계에서, 기체 또는 액체의 DME와 접촉하는 시일재, 및 이것을 형성하는 데에 적합한 고무 조성물과 그 제조 방법에 관한 것이다.

디메틸에테르(DME)는, CH₃OCH₃와 같은 화학 구조를 가진 화합물이다. DME의 물리적 성질은 LPG와 유사하며, LPG와 마찬가지로, 상온 상압에서는 가스체이지만, 가압이나 냉각에 의해서 용이하게 액화한다.

DME는, 천연가스·수반가스·석탄 등을 가스화하여 얻어지는 합성 가스(CO, H₂)를 원료로 하여 얻어진다. DME는, 태웠을 때에 매진·SOx가 발생하지 않고, NOx 의 발생량도 적은, 깨끗한 환경성이 뛰어난 차세대 연료로서 주목받고 있다. 근래에는, 이러한 DME를 경유 및 LPG의 대체 연료로서 이용하고자 하는 움직임이 있으며, 발전용·보일러용·가정용·자동차용 등의 연료 등으로서의 이용이 검토되고 있다.

연료의 저장탱크나 배관 등에는, 기체나 액체의 누설을 방지하기 위한 시일재가 필요하다. LPG용 저장탱크나 배관의 시일재에는 니트릴고무나 불소 고무 등의 고무 성분이 사용되고 있지만, 이들 고무 성분은, LPG에 대한 내성과 비교하여 DME에 대한 내성이 낮다고 하는 문제가 있다.

이것은, LPG가 파라핀계 탄화수소의 프로판이나 부탄으로 이루어지는데 비해, DME는 에테르 화합물로서, 양자의 화학적 성질이 완전히 다르기 때문이다. DME와 접촉한 시일재는, 팽윤 현상이나, 추출 현상을 일으키기 쉽다.

팽윤 현상이란, DME가 시일재의 내부에 파고 들어가, 시일재의 체적이 증대하는 것을 말한다. 예를 들면, 밸브부에 배치된 O링 패킹이 팽윤하면, O링 패킹의 미끄럼동작성은 현저하게 저하한다. 이 결과, 밸브의 조작이 곤란해지는 경우가 있다.

추출 현상은, 시일재의 내부에 파고 들어간 DME가 시일재에 함유된 가소제 성분 등을 밀어내어, 그 후 DME가 다시 시일재의 외부로 방출되는 것에 의해서 일어난다. 밀려난 가소제 성분은 시일재의 내부로 돌아올 수 없기 때문에, 시일재는 유연성을 잃고, 또한, 그 체적은 감소한다. 이 결과, 상기 시일재에 의해서 시일되어 있던 장착부에 틈이 생겨, 기체나 액체가 누설할 우려가 있다.

DME가 LPG의 대체 연료로서 주목받고 있는 가운데, DME에 대한 내성(내DME성)이 높은 고무 조성물의 개발이 요구되고 있다.

일본 공개특허공보2004-137391호에는, 아크릴로니트릴 함유량이 많은 니트릴고무를 이용한 내DME성 고무 조성물이 개시되어 있다.

그러나, 이 고무 조성물은, 실제로 DME 존재하에서 시일재로서 사용할 수 있는 정도의 내DME성을 갖지는 않았다.

본 발명은, 이러한 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, DME에 대해서 뛰어난 내성을 가진 고무 조성물과 그 제조 방법, 상기 고무 조성물이 이용된 시일재와 이것을 구비한 장치, 및 내DME용 고무 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 고무 조성물은,

고무 성분과,

디메틸에테르(DME)에 의한 상기 고무 성분의 팽윤을 억제하고, 또한, 상기 고무 성분에 활성을 부여하는 팽윤억제활재를 함유하는 것을 특징으로 한다.

상기 팽윤억제활재는, 폴리에틸렌 파우더, 실리콘 파우더, 폴리테트라플루오로에틸렌 파우더중의 적어도 어느 하나를 함유하는 것이 바람직하다.

상기 고무 성분은, 니트릴 고무, 수소화니트릴 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무중의 적어도 어느 하나를 함유하는 것이 바람직하다.

상기 고무 조성물중, 상기 팽윤억제활재의 함유량은, 상기 고무 성분 100질량부에 대해서, 10질량부 이상 50질량부 이하인 것이 바람직하다.

상기 고무 조성물은, 충전제로서 카본블랙, 실리카, 클레이중의 적어도 어느 하나를 함유하는 것이 더 바람직하다.

본 발명에 관한 시일재는, 상기 본 발명에 관한 고무 조성물이 이용되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 장치는, 상기 본 발명에 관한 시일재를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 고무 조성물의 제조 방법은, 고무 성분에, 디메틸에테르 (DME)에 의한 상기 고무 성분의 팽윤을 억제하고, 또한, 상기 고무 성분에 활성을 부여하는 팽윤억제활재를 배합하는 것을 특징으로 한다.

상기 팽윤억제활재의 배합량은, 상기 고무 성분 100질량부에 대해서, 10질량부 이상 50질량부 이하인 것이 바람직하다.

상기 고무 조성물의 제조 방법에서는, 고무 조성물에, 충전제로서 카본블랙, 실리카, 클레이중의 적어도 어느 하나를 배합하는 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 내DME용 고무 조성물은, 고무 성분과, 폴리에틸렌 파우더, 실리콘 파우더, 폴리테트라플루오로에틸렌 파우더중의 적어도 어느 하나를 함유한 첨가제를 함유하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 고무 조성물은, 고무 성분에, 디메틸에테르(DME)에 의한 상기 고무 성분의 팽윤을 억제하고, 또한, 상기 고무 성분에 활성을 부여한다.

본 발명에 관한 시일재는, 본 발명에 관한 고무 조성물을 이용하여 제조되기 때문에, 내DME성을 가지며, 또한 미끄럼동작성이 뛰어나다. 이 때문에, 본 발명에 관한 시일재는, 예를 들면 DME용 저장 용기나, DME의 공급장치에 바람직하게 사용할 수 있다.

이하, 본 발명에 관한 고무 조성물과 그 제조 방법, 상기 고무 조성물을 이용한 시일재, 및 내DME용 고무 조성물의 실시형태에 대하여 설명한다.

(고무 조성물과 그 제조 방법)

본 발명에 관한 고무 조성물은, 고무 성분과 팽윤억제활재를 함유한다. 또한, 본 발명에 관한 고무 조성물의 제조 방법에서는, 고무 성분에, 팽윤억제활재를 배합한다.

고무 성분으로서는, 니트릴 고무, 수소화니트릴 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무, 클로로프렌 고무, 부틸 고무, 실리콘 고무, 불소 고무 등, 공지의 고무 성분을 이용할 수 있다. 이들 중에서는, 내유성이 뛰어난 니트릴 고무, 내유성과 내열성이 뛰어난 수소화니트릴 고무, 내약품성과 내열성이 뛰 어난 에틸렌-프로필렌 고무 또는 에틸렌-프로필렌-디엔 고무중의 적어도 어느 하나를 함유하는 것이 바람직하다.

니트릴 고무로서는, 예를 들면, 아크릴로니트릴-공역디엔 공중합 고무, 아크릴로니트릴-공역디엔-에틸렌성 불포화 모노머 3원 공중합 고무, 아크릴로니트릴-에틸렌성 불포화 모노머 공중합 고무 등을 들 수 있다.

니트릴 고무는, 저(低)니트릴형(아크릴로니트릴 함유량 24% 이하), 중(中)니트릴형(아크릴로니트릴 함유량 25%∼30%), 중고(中高)니트릴(아크릴로니트릴 함유량 31%∼35%), 고(高)에트릴형(아크릴로니트릴 함유량 36%∼42%), 또는 극고(極高)니트릴형(아크릴로니트릴 함유량 43%이상)중의 어느 타입이어도 좋다.

수소화니트릴 고무는, 니트릴 고무의 주쇄에 포함되는 이중 결합의 일부 또는 전부가 수소화된 것을 말하며, 예를 들면, 수소화된 아크릴로니트릴-공역디엔 공중합 고무, 수소화된 아크릴로니트릴-공역디엔-에틸렌성 불포화 모노머 3원 공중합 고무, 수소화된 아크릴니트릴-에틸렌성 불포화 모노머 공중합고무를 들 수 있다.

에틸렌-프로필렌 고무는, 에틸렌과 프로필렌의 공중합체로서, 고무 탄성을 가진 것을 말한다. 일반적으로, 에틸렌-프로필렌 고무는, 에틸렌 함유량(Ethylene content) 및 무니 점도(Mooney viscosity)로 분류되지만, 본 발명에 관한 고무 조성물에 이용되는 에틸렌-프로필렌 고무의 에틸렌 함유량 및 무니 점도는 특별히 한정되지 않는다.

에틸렌-프로필렌-디엔 고무는, 에틸렌, 프로필렌, 및 디엔 성분을 공중합시 켜 얻어지는 3원 공중합체로서, 고무 탄성을 가진 것을 말한다. 일반적으로, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무는, 에틸렌 함유량(Ethylene content), 디엔 함유량(Diene content), 디엔종(type of diene), 및 무니 점도로 분류되지만, 본 발명에 관한 고무 조성물에 이용되는 에틸렌-프로필렌-디엔 고무의 에틸렌 함유량, 디엔 함유량, 디엔종 및 무니 점도는 특별히 한정되지 않는다.

디엔종으로서는, 예를 들면, 에틸리덴노보넨, 1,4-헥사디엔, 디시클로펜타디엔 등을 들 수 있다.

팽윤억제활재는, 예를 들면, 폴리에틸렌 파우더, 실리콘 파우더, 폴리테트라플루오로에틸렌 파우더, 나일론 파우더, 폴리메틸메타크릴레이트 파우더, 폴리우레탄 파우더, 폴리스티렌 파우더, 폴리에스테르 파우더, 마이크로스폰지, 메틸세스키옥산 수지 마이크로비즈 등, 또는 이들로부터 선택되는 2 이상의 혼합물을 말한다. 이들 중에서, 폴리에틸렌 파우더, 실리콘 파우더, 폴리테트라플루오로에틸렌 파우더중의 적어도 어느 하나를 함유하는 것이 바람직하다.

폴리에틸렌 파우더는, 폴리에틸렌을 분말상(狀)으로 가공한 것을 말한다. 폴리에틸렌은, 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌의 어느 것이어도 좋다.

사용되는 폴리에틸렌의 평균 분자량은 3만 이상이 바람직하고, 100만 이상이 보다 바람직하다. 폴리에틸렌의 평균 분자량이 3만 미만의 경우, 고무 조성물의 내마모성이 부족할 우려가 있기 때문이다.

사용되는 폴리에틸렌 파우더의 평균 입자지름은, 1∼600㎛가 바람직하고, 20 ∼300㎛가 보다 바람직하다. 폴리에틸렌 파우더의 평균 입자지름이 1㎛ 보다 작은 경우, 고무 조성물중에 폴리에틸렌 파우더가 균일하게 분산하지 않을 우려가 있기 때문이다. 또한, 폴리에틸렌 파우더의 평균 입자지름이 600㎛보다 큰 경우, 얻어지는 시일재 등의 외관 불량의 원인이 될 수 있기 때문이다.

바람직한 폴리에틸렌 파우더로서는, 예를 들면, 미츠이 화학(주)의 미페론(등록상표) XM-220, 미페론 XM-221U나, 아사히화성(주)의 산파인(등록상표) LH411를 들 수 있다.

실리콘 파우더는, 실리콘 수지 또는 실리콘 고무를 분말상으로 가공한 것이며, 실리콘 레진 파우더, 실리콘 고무 파우더, 및 실리콘 복합 파우더가 포함된다. 실리콘 복합 파우더란, 둥근 형상의 실리콘 고무 파우더의 표면을 실리콘 레진으로 피복한 둥근 형상 분말이다.

실리콘 파우더의 형상은, 둥근 형상 혹은 대략 둥근 형상인 것이 바람직하다. 실리콘 파우더의 평균 입자지름은, 0.1∼500㎛가 바람직하고, 1∼200㎛가 보다 바람직하다. 실리콘 파우더의 평균 입자지름이 0.1㎛보다 작은 경우, 고무 조성물내에 실리콘 파우더가 균일하게 분산하지 않을 우려가 있기 때문이다. 또한, 실리콘 파우더의 평균 입자지름이 500㎛보다 크면, 얻어지는 시일재 등의 외관 불량의 원인이 될 수 있기 때문이다.

바람직한 실리콘 레진 파우더로서는, 예를 들면, 모멘티브·퍼포먼스·마테리알즈사 제품 토스 펄(등록상표) 120, 토스 펄 120A, 토스 펄 130, 토스 펄 145, 토스 펄 145A, 토스 펄 2000B*, 토스 펄 2000B, 토스 펄 240*, 토스 펄 3120 등, 신에츠 화학공업(주) 제품 KMP-590, KMP-701, X-52-854를 들 수 있다.

또한, 바람직한 실리콘 고무 파우더로서는, 예를 들면, 신에츠 화학공업(주) 제품 KMP-597, KMP-598, KMP-594, X-52-875를 들 수 있다.

실리콘 복합 파우더의 경도는, 듀로 A경도가 20∼80인 것이 바람직하고, 듀로 A경도가 35∼55인 것이 보다 바람직하다. 듀로 A경도가 20∼80인 실리콘 복합 파우더는, 고무 조성물의 탄성률을 저감하는데 유효하기 때문이다. 또한, 듀로 A경도가 20∼80인 실리콘 복합 파우더는, 고무 조성물의 강도를 너무 저하시키지 않기 때문이다.

바람직한 실리콘 복합 파우더로서는, 예를 들면, 신에츠 화학공업(주) 제품 KMP-600, KMP-601, KMP-602, KMP-605, X-52-7030를 들 수 있다.

폴리테트라플루오로에틸렌 파우더는, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)를 분말상으로 가공한 것을 말한다.

폴리테트라플루오로에틸렌의 평균 분자량은 5만∼1000만인 것이 바람직하다. 폴리테트라플루오로에틸렌의 평균 분자량이 1000만보다 큰 경우, 고무 조성물내에 폴리테트라플루오로에틸렌파우더가 균일하게 분산하지 않을 우려가 있기 때문이다. 또한, 폴리테트라플루오로에틸렌의 평균 분자량이 5만보다 작은 경우, 고무 조성물의 미끄럼동작성이 부족할 우려가 있기 때문이다.

폴리테트라플루오로에틸렌 파우더의 평균 입자 지름은, 1∼200㎛가 바람직하고, 10∼100㎛가 보다 바람직하다. 폴리테트라플루오로에틸렌 파우더의 평균 입자지름이 1㎛보다 작은 경우, 고무 조성물내에 폴리테트라플루오로에틸렌 파우더가 균일하게 분산하지 않을 우려가 있기 때문이다. 또한, 폴리테트라플루오로에틸렌 파우더의 평균 입자지름이 200㎛보다 크면 얻어지는 시일재 등의 외관 불량의 원인이 될 수 있기 때문이다.

바람직한 폴리테트라플루오로에틸렌 파우더로서는, 예를 들면, 아사히 유리(주) 제품 Fluon(등록상표) G190 시리즈, 다이킨공업(주) 제품 뉴폴리아론 M-111, 루브론 L-2를 들 수 있다.

본 발명에 관한 고무 조성물중에, 팽윤억제활재의 함유량은, 고무 성분 100질량부에 대해서, 10∼50질량부가 바람직하다. 팽윤억제활재의 함유량이 10질량부보다 적으면 내DME성이 부족할 우려가 있기 때문이다. 또한, 팽윤억제활재의 함유량이 50질량부보다 많으면 고무 성분의 비율이 저하한 결과, 고무 조성물의 성형이 어려워질 우려가 있기 때문이다.

본 발명에 관한 고무 조성물은, 충전제를 더 함유해도 좋다. 충전제로서는, 무기계 충전제, 유기계 충전제의 어느 것이든 사용할 수 있다.

무기계 충전제로서는, 예를 들면, 퍼니스블랙, 서멀블랙, 채널블랙 등의 카본블랙, 알루미늄, 구리, 철, 납, 니켈, 은 등의 금속분, 실리카, 규조토 등의 규산, 알루미나, 산화티탄, 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화아연, 산화철, 산화베릴륨 등의 산화물, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 알루미네이트 수화물 등의 수산화물, 클레이, 타르크, 마이카, 아스베스토, 벤토나이트, 세피올라이트, 규산칼슘, 몬모릴로나이트 등의 규산염, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 하이드로탈사이트 등의 탄산염, 황산칼슘, 황산바륨 등의 황산염, 아황산칼슘, 아황산바륨 등의 아황산염, 이황화몰리브덴, 티탄산칼륨, 탄화규소 등을 들 수 있다.

유기계 충전제로서는, 예를 들면, 린터, 리넨, 사이잘 목분, 비단, 피혁분, 콜라겐 섬유, 비스코스, 아세테이트 등을 들 수 있다.

이들 중에서는, 보강성이 높고, 얻어지는 고무 조성물의 가공성이 양호한 카본블랙, 실리카, 클레이 중의 적어도 어느 하나를 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 고무 조성물은, 가황제, 가황촉진제, 가황촉진조제, 가황지연제 등을 더 함유해도 좋다.

가황제로서는, 예를 들면, 유황, 이염화유황, 몰포린디술피드 등의 유황계 가황제, 유기 과산화물, 금속 산화물 등의 비유황계 가황제 등을 들 수 있다.

가황촉진제로서는, 예를 들면, 티우람 화합물, 티아졸 화합물, 술펜아미드 화합물, 술피드 화합물, 티오 요소 화합물 등을 들 수 있다.

가황지연제로서는, 예를 들면, 살리실산, 프탈산, 니트로소아민 등을 들 수 있다.

본 발명에 관한 고무 조성물은, 산화 방지제, 노화 방지제를 더 함유해도 좋다.

산화방지제로서는, 예를 들면, 디옥틸화디페닐아민 등의 디페닐아민계 산화방지제, N,N'-디페닐-p-페닐렌디아민 등의 p-페닐렌디아민계 산화 방지제 등을 들 수 있다.

노화 방지제로서는, 예를 들면, N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민 (6PPD), N,N'-디나프틸-p-페닐렌디아민(DNPD), N-이소프로필-N'-페닐-p-페닐렌디아 민(IPPD), 스티렌화페놀(SP) 등을 들 수 있다.

본 발명에 관한 고무 조성물은, 가공조제로서 가소제, 연화제, 점착성 부여제 등을 더 함유해도 좋다.

가소제로서는, 예를 들면, 프탈산에스테르, 디알릴프탈레이트, 아디핀산에스테르, 지방산에스테르, 트리멜리트산에스테르 등을 들 수 있다.

연화제로서는, 예를 들면, 지방산, 토르유 등을 들 수 있다.

점착성 부여제로서는, 예를 들면, 로진, 테르펜계 수지, 알킬페놀·알데히드 축합체 등을 들 수 있다.

본 발명에 관한 고무 조성물은, DME에 의한 고무 성분의 팽윤을 억제하고, 또한, 고무 성분에 활성을 부여하는 팽윤억제활재를 함유하기 때문에, 내DME성을 가지며, 또한 미끄럼동작성에도 뛰어나다. 따라서, 본 발명에 관한 고무 조성물은, DME와 접촉하는 환경에서 이용되는 시일재에 적합하다.

본 발명에 관한 고무 조성물은, 예를 들면 이하와 같이 제조된다.

예를 들면, 롤식 혼련기를 이용하여 고무 성분을 곤죽으로 하고, 여기에 팽윤억제활재를 서서히 첨가한다. 이 때, 필요에 따라서, 충전제, 가황제, 가황촉진제, 가황촉진조제, 가황지연제, 산화방지제, 노화방지제, 및 가공조제를 배합하여도 좋다. 전체가 균일하게 될 때까지 혼련함으로써, 본 발명에 관한 고무 조성물을 얻을 수 있다.

상기의 설명에서는 롤식 혼련기를 이용하는 방법을 예시했지만, 혼련방법은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 가압식 니더, 반버리 믹서, 압출혼련기 등을 이용하여 배합을 행할 수도 있다.

또한, 상기의 설명에서는 팽윤억제활재를 서서히 첨가한 후, 다른 성분을 첨가하는 예를 나타냈지만, 배합 방법 및 배합의 순서는 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 충전제를 첨가하고 나서 팽윤억제활재를 첨가해도 좋다. 혹은, 예를 들면 가압식 니더에, 모든 원료를 한 번에 투입하고, 혼련해도 좋다.

(시일재, 상기 시일재를 구비한 장치)

다음에, 본 발명에 관한 시일재, 및 상기 시일재를 구비한 장치에 대하여 설명한다.

본 발명에 관한 시일재는, 본 발명에 관한 고무 조성물을 이용하여, 예를 들면 다음과 같이 제조된다.

적어도 가황제를 함유하는 본 발명에 관한 고무 조성물을, 원하는 형상을 가진 금형에 넣는다. 다음에, 이 금형을 바깥쪽으로부터 가압하면서, 예를 들면 130℃∼200℃정도의 소정의 온도로, 예를 들면 10∼20분간 가열하여, 고무 조성물을 가황한다. 이 금형을, 예를 들면 140℃∼180℃ 정도의 소정의 온도로, 예를 들면 30분∼2시간 동안, 더 가열하여, 고무 조성물을 2차 가황한다. 이렇게 해서, 원하는 형상의 시일재를 얻을 수 있다.

상기의 설명에서는 가압 성형법을 예로서 들었지만, 본 발명에 관한 시일재의 제조에는, 압출 성형법, 사출 성형법, 또는 트랜스퍼 성형법 등 주지의 수단을 이용할 수 있다. 혹은, 시트형상의 고무 조성물을 제작하여, 그것을 구멍을 뚫어 원하는 형상의 시일재를 얻어도 좋다. 또한, 2차 가황을 행하지 않고, 1회의 가열 만으로, 가황된 고무 조성물을 얻을 수도 있다.

본 발명에 관한 시일재를 구비한 장치에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은, 본 발명에 관한 시일재인 O링 패킹(900)을 구비한 DME의 공급장치의 밸브 부분을 도시한 모식도이다. 종배관(400)의 상단에는, 관의 내면의 원둘레 방향을 따라서 오목하게 형성된 O링 홈이 형성되고, 이 O링 홈에는 O링 패킹(900)이 끼워 넣어진다. 금속 등으로 형성되는 마개(200)가, O링 패킹(900)에 접하도록 세로 배관(400) 내부에 끼워 넣어진다.

O링 패킹(900)은 내DME성을 가지며, 또한 미끄럼동작성이 뛰어나기 때문에, DME와 접촉하더라도 열화하지 않고, 시일재로서의 기능을 유지하고, 또한 마개 (200)의 조작성을 양호하게 유지한다. 따라서, 이러한 O링 패킹(900)을 구비한 DME의 공급장치는, 밸브 부분으로부터 DME가 누설할 우려가 적기 때문에 안전성이 뛰어나고, 또한 마개(200)의 조작성에도 뛰어나다.

도 2는, 본 발명에 관한 시일재인 플랜지 패킹(920)을 구비한 DME의 공급장치의 배관 접속부를 도시한 모식도이다. 두 개의 배관(800)은, 플랜지 패킹(920)을 사이에 끼워, 볼트(600)와 너트(610)에 의해서 압접되고 있다.

플랜지 패킹(920)은 내DME성을 갖기 때문에, DME와 접촉해도 체적이 감소하 는 경우가 없고, 시일재로서의 기능을 유지한다. 따라서, 이러한 플랜지 패킹(920)을 구비한 DME의 공급장치는, 배관 접속부로부터 DME가 누설할 우려가 적기 때문에, 안전성이 뛰어나다.

도 3은, 본 발명에 관한 시일재인 L 패킹(930)을 구비한 DME용 저장 용기의 개구부를 도시한 모식도이다. 뚜껑(700)은 개구부와 나사맞춤하고 있으며, 뚜껑 (700)의 안쪽에는, 원둘레 방향을 따라서 L 패킹(930)이 배치되어 있다.

L 패킹(930)은 내DME성을 가지며, 또한 미끄럼동작성이 뛰어나기 때문에, DME와 접촉해도 열화하지 않고, 시일재로서의 기능을 유지하고, 또한 뚜껑(700)의 조작성을 양호하게 유지한다. 따라서, 이러한 L패킹(930)을 구비한 DME용 저장 용기는, 밀폐성이 뛰어나며, 또한 뚜껑(700)의 조작성에도 뛰어나다.

이상, 본 발명에 관한 시일재 및 상기 시일재를 구비한 장치의 예를 나타냈지만, 시일재의 형상이나 장치의 종류는 이들에 한정되는 것은 아니다.

(내DME용 고무 조성물)

본 발명에 관한 내DME용 고무 조성물은, 고무 성분과 첨가제를 함유하는 것을 특징으로 한다. 상기 첨가제는, DME에 의한 고무 성분의 팽윤을 억제하고, 또한, 고무 성분에 활성을 부여하는 역할을 가진다.

고무 성분으로서는, 니트릴 고무, 수소화니트릴 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무, 클로로프렌 고무, 부틸 고무, 실리콘 고무, 불소고무 등, 공지의 고무 성분을 이용할 수 있다. 이들 중에서는, 니트릴 고무, 수소화니트릴 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무중의 적어도 어 느 하나를 함유하는 것이 바람직하다.

첨가제는, 폴리에틸렌 파우더, 실리콘 파우더, 폴리테트라플루오로에틸렌 파우더중의 적어도 어느 하나를 함유한다.

첨가제는, 나일론 파우더, 폴리메틸메타크릴레이트 파우더, 폴리우레탄파우더, 폴리스티렌 파우더, 폴리에스테르 파우더, 마이크로스폰지, 메틸세스키옥산 수지 마이크로 비즈 등을 함유해도 좋다.

본 발명에 관한 내DME용 고무 조성물은, 충전제, 가황제, 가황촉진제, 가황촉진조제, 가황지연제, 산화방지제, 노화방지제, 및 가공조제 등을 더 함유해도 좋다.

본 발명에 관한 내DME용 고무 조성물은, DME에 의한 고무 성분의 팽윤을 억제하고, 또한, 고무 성분에 활성을 부여하는 역할을 가진 팽윤억제활재를 함유하고 있다. 이 때문에, 이 내DME용 고무 조성물은 내DME성을 가지며, 또한 미끄럼동작성이 뛰어나며, 내DME성이 요구되는 용도에 적절하다. 이 내DME용 고무 조성물은, 예를 들면, DME용 저장 용기나, DME의 공급장치의 시일재로서 적합하게 사용된다.

[실시예]

이하에 실시예를 나타내며 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 한편, 이들 실시예는 본 발명의 적합한 예를 나타내는 것으로서, 본 발명의 범위가 이에 의해 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

고무 성분으로서 수소화니트릴고무(일본 제온 주식회사 제품, Zetpol 0020) 을 100질량부, 팽윤억제활재로서 폴리에틸렌 파우더(미츠이 화학 주식회사 제품 미페론 XM-220)를 10질량부, 가황제로서 유기 과산화물을 5질량부 배합하여, 고무 조성물을 얻었다. 이 고무 조성물을 170℃에서 10분간 가황한 후에, 150℃에서 2시간 2차 가황하고, 가황된 고무 조성물을 얻었다. 가황된 고무 조성물을 성형하여, 시험편을 제작했다.

(실시예 2)

팽윤억제활재로서의 폴리에틸렌 파우더의 배합량을 50질량부로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 시험편을 제작했다.

(실시예 3)

팽윤억제활재로서의 폴리에틸렌 파우더의 배합량을 150질량부로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 시험편을 제작했다.

(비교예)

팽윤억제활재로서의 폴리에틸렌 파우더를 배합하지 않은 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 시험편을 제작했다.

실시예 1∼3 및 비교예에서 얻어진 시험편의 압축 영구 변형(%), DME 침지후의 체적 변화율(%), 동마찰 계수, 파단점강도(MPa), 파단점신장(%), 경도(듀로 A경도)를 각각 측정했다. 측정 방법은 각각 이하와 같이 하였다.

압축 영구 변형(%)은, JIS K6262에 준거하여 이하와 같이 측정했다. 시험편의 사이즈는, 직경이 29.0±0.5mm, 두께가 12.5±0.5mm의 시험편으로 했다. 시험편의 경도는 모두 국제 고무 경도(IRHD)로 10∼79의 범위였으므로, 시험편을 압축하 는 비율은 25%로 했다.

시험실의 표준 상태(JIS K6250에 규정되어 있는 표준 상태. 이하 동일.)에서, 시험편을 압축 장치의 압축판 사이의 중앙부에 삽입하고, 시험편의 바깥쪽에 규정의 스페이서를 삽입했다. 압축판이 스페이서에 밀착할 때까지 압축하여, 유지구를 죄어 붙여 압축판의 간격을 고정했다.

압축판의 간격을 고정한 후, 바로, 미리 100±1℃로 조절한 항온조에 압축 장치를 넣었다. 이 때를 시험 개시 시간으로 했다.

72시간 경과후, 압축 장치를 항온조로부터 꺼내고, 시험편을 재빨리 압축장치로부터 떼어냈다. 떼어낸 시험편을, 시험실의 표준 상태에서 30±3분간 방치한 후, 시험편의 중앙부의 두께를 측정하여, 압축 영구 변형(%)를 수식(1)에 따라서 산출했다.

상기 식에서, Cs는 압축 영구 변형(%)을 나타내고, t₀은 시험전의 시험편의 두께(mm)를 나타내며, t₁은 스페이서의 두께(mm)를 나타내며, t₂는 압축 장치로부터 떼어내어져 30분후의 시험편의 두께(mm)를 나타낸다.

DME 침지후의 체적 변화율(%)은 JIS K6258에 준거하여, 이하와 같이 측정했다.

시험편의 사이즈는, 20mm×50mm×두께 2mm로 했다.

시험편을 내압 용기에 넣어, 액화 DME를 주입하고, 40℃에서 24시간 방치했다. 그 후, DME를 빼내고, 신속하게 시험편을 꺼내어 데시케이터에 넣고, 12분간 방치했다. 시험편을 꺼내어, 그 체적을 측정하고, 수식 (2)에 따라서, 체적 변화율을 구했다.

상기 식에서, Va는 DME 침지후의 시험편의 체적을 나타내고, Vb는 DME 침지전의 시험편의 체적을 나타내며, Vc는 체적 변화율(%)을 나타낸다.

동마찰 계수는, JIS K6264에 준거하여 측정했다.

측정에는 오리엔텍사 제품 스즈키·마츠바라식 마찰 마모 시험기를 사용했다. 하중은 10kgf/cm², 속도는 60m/분, 거리는 10mm로 했다.

파단점강도(MPa) 및 파단점신장(%)은, JIS K6251에 준거하여 측정했다.

경도(듀로 A경도)는, JIS K6253에 준거하여 측정했다.

실시예 1∼3 및 비교예의 결과를 표 1에 나타낸다.

표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1∼3은, 비교예에 비해 DME 침지후의 체적 변화율이 작고, DME와 접촉해도 팽윤하기 어려운 것을 알 수 있다. 본 발명에 관한 고무 조성물은 내DME성을 가지고 있으며, DME와 접촉하는 시일재 등에 적합하다는 것이 명백해졌다.

또한, 표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 및 2는 실시예 3에 비해 동마찰 계수가 작고, 보다 미끄럼 동작성이 뛰어난 것을 알 수 있다. 팽윤억제활재로서의 폴리에틸렌 파우더의 배합량을, 고무 성분 100질량부에 대해서 10∼50질량부로 함으로써, 내DME성을 가지며, 또한 미끄럼동작성이 뛰어난 고무 조성물을 얻을 수 있는 것이 명백해졌다.

또한, 표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 및 2는 실시예 3에 비해 압축 영구 변형이 작은 것을 알 수 있다.

압축 영구 변형은 고무 조성물의 시일 성능의 지표의 하나이며, 이것이 작을수록, 그 고무 조성물은 시일재에 적합하다. 팽윤억제활재로서의 폴리에틸렌 파우더의 배합량을 고무 성분 100질량부에 대해서 10∼50질량부로 함으로써, 내DME성을 가지며, 또한, 시일재에 적합한 고무 조성물을 얻을 수 있는 것이 명백해졌다.

(실시예 4)

고무 성분으로서 수소화니트릴 고무(일본 제온 주식회사 제품, Zetpol 0020)를 100질량부, 팽윤억제활재로서 실리콘 파우더(모멘티브·퍼포먼스·마테리알즈사 제품, 토스 펄 2000B)를 10질량부, 가황제로서 유기 과산화물을 5질량부 배합하여, 고무 조성물을 얻었다. 이 고무 조성물을 170℃에서 10분간 가황한 후에, 150℃에서 2시간 2차 가황하고, 가황된 고무 조성물을 얻었다. 가황된 고무 조성물을 성형하여, 시험편을 제작했다.

(실시예 5)

팽윤억제활재로서의 실리콘 파우더의 배합량을 50질량부로 한 것 이외에는, 실시예 4와 동일하게 하여 시험편을 제작했다.

실시예 4 및 5에서 얻어진 시험편의 압축 영구 변형(%), DME 침지후의 체적 변화율(%), 동마찰 계수, 파단점강도(MPa), 파단점신장(%), 경도(듀로 A경도)를, 실시예 1∼3 및 비교예와 동일하게 측정했다.

결과를 표 2에 나타낸다. 비교를 위해서, 표 1에서 나타낸 비교예의 결과를 다시 게재한다.

표 2에 나타내는 바와 같이, 실시예 4, 5는, 비교예에 비해 DME 침지후의 체적 변화율이 작고, DME와 접촉하더라도 팽윤하기 어려운 것을 알 수 있다. 본 발명에 관한 고무 조성물은, 내DME성을 가지고 있으며, DME와 접촉하는 시일재 등에 적합하다는 것이 명백해졌다.

또한, 표 2에 나타내는 바와 같이, 압축 영구 변형은 실시예 4, 5에서 양호한 결과였다. 본 발명에 관한 고무 조성물은, 내DME성을 가지며, 또한 시일재에 적합한 것이 명백해졌다.

또한, 표 2에 나타내는 바와 같이, 동마찰 계수는 실시예 4, 5에서 양호한 결과였다. 본 발명에 관한 고무 조성물은, 내DME를 가지며, 또한, 미끄럼동작성에도 뛰어난 것이 명백해졌다.

이상으로부터, 수소화니트릴 고무 등의 고무 성분과, 팽윤억제활재로서 폴리에틸렌파우더 또는 실리콘 파우더를 함유하는 고무 조성물은, 내DME성을 가지며, 미끄럼동작성이 뛰어나고, 또한 시일재에 적합한 것이 명백해졌다.

수소화니트릴 고무 등의 고무 성분과, 팽윤억제활재로서 폴리테트라플루오로에틸렌 파우더를 함유하는 고무 조성물에 대해서도 마찬가지로 시험을 행하여, 내DME성을 가지며, 미끄럼동작성이 뛰어나고 또한 시일재에 적합한 것이 명백해졌다.

이 출원은, 2008년 6월 13일에 일본 특허청에 출원된 특원 2008-155670을 기초로 하고 있으며, 상기 출원의 내용을, 본원에 취입하는 것으로 한다.

도 1은, 본 발명에 관한 시일재를 구비한, DME의 공급장치의 밸브 부분을 도시한 모식도이다.

도 2는, 본 발명에 관한 시일재를 구비한, DME의 공급장치의 배관 접속부를 도시한 모식도이다.

도 3은, 본 발명에 관한 시일재를 구비한, DME 저장 용기의 개구부를 도시한 모식도이다.

Claims

고무 성분과,

디메틸에테르(DME)에 의한 상기 고무 성분의 팽윤을 억제하고, 또한, 상기 고무 성분에 활성을 부여하는 팽윤억제활재를 함유하고,

상기 팽윤억제활재는, 실리콘 파우더 또는 폴리테트라플루오로에틸렌 파우더인 것을 특징으로 하는 고무 조성물.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 고무 성분은, 니트릴 고무, 수소화니트릴 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무중의 적어도 어느 하나를 함유하는 것을 특징으로 하는 고무 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 팽윤억제활재의 함유량이, 상기 고무 성분 100질량부에 대해서, 10질량부 이상 50 질량부 이하인 것을 특징으로 하는 고무 조성물.
제 1 항에 있어서, 충전제로서 카본블랙, 실리카, 클레이중의 적어도 어느 하나를 함유하는 것을 특징으로 하는, 고무 조성물.
제 1 항에 기재된 고무 조성물을 이용한 시일재(seal member).
삭제
고무 성분에,

디메틸에테르(DME)에 의한 상기 고무 성분의 팽윤을 억제하고, 또한, 상기 고무 성분에 활성을 부여하는 팽윤억제활재으로서 실리콘 파우더 또는 폴리테트라플루오로에틸렌 파우더를 배합하는 것을 특징으로 하는, 고무 조성물의 제조 방법.
삭제
제 8 항에 있어서, 상기 고무 성분은, 니트릴 고무, 수소화니트릴 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔고무중의 적어도 어느 하나를 함유하는 것을 특징으로 하는 고무 조성물의 제조 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 팽윤억제활재의 배합량이, 상기 고무 성분 100질량부에 대해서, 10질량부 이상 50 질량부 이하인 것을 특징으로 하는 고무 조성물의 제조 방법.
제 8 항에 있어서, 충전제로서 카본블랙, 실리카, 클레이중의 적어도 어느 하나를 배합하는 것을 특징으로 하는, 고무 조성물의 제조 방법.
고무 성분과,

실리콘 파우더 또는 폴리테트라플루오로에틸렌 파우더를 함유하는 첨가제를 함유하는 것을 특징으로 하는, 내DME용 고무 조성물.