JPH09157464A

JPH09157464A - シール材用のゴム組成物

Info

Publication number: JPH09157464A
Application number: JP34457895A
Authority: JP
Inventors: Toru Hotta; 透堀田
Original assignee: Fujikura Rubber Ltd
Current assignee: Fujikura Composites Inc
Priority date: 1995-12-05
Filing date: 1995-12-05
Publication date: 1997-06-17
Anticipated expiration: 2015-12-05
Also published as: JP3490820B2

Abstract

(57)【要約】【課題】耐塩素水性が優れているとともに、圧縮永久
歪性にも優れ、長期間の安定使用が可能なシール材用の
ゴム組成物を提供する。【解決手段】エチレン−プロピレンゴム２０〜８０重
量％、水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴム８０
〜２０重量％からなるゴム混合物に有機過酸化物を添加
し、この有機過酸化物によってパーオキサイド架橋を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシール材用のゴム組
成物に係り、特に塩素イオンを含む温水に長時間曝され
ても物性が安定しているシール材用のゴム組成物に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】温水に曝される機器に使用するダイヤフ
ラム、パッキン、Ｏリング等のシール材に用いられるゴ
ム組成物は、水道水が殺菌用の塩素イオンを含むことか
ら、耐塩素水性が良好なことが要求される。

【０００３】このようなシール材用のゴム組成物として
は、従来からエチレン−プロピレンゴムをベースとした
ゴム組成物が使用されている。このゴム組成物は、上記
の耐塩素水性を低下させる要因となるカーボンの添加量
を極力抑え、シリカ等の白色補強剤を添加して硫黄によ
る架橋を行ったものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このゴム組成
物は耐塩素水性には優れるものの、機械的強度が低く圧
縮永久歪性が悪いという問題がある。

【０００５】また、近年、温水機器に対する要求性能が
高まり、例えば、給湯ラインの延長化や追いだき機構の
新設等により、給湯温度が従来の４０℃程度から６０〜
８０℃にまで高くなっている。したがって、上述のシー
ル材用のゴム組成物に要求される耐塩素水性はより高い
ものとなっており、かつ、圧縮永久歪性等の物性も高い
レベルで有することが必要とされている。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、耐塩素水性が優れているとともに、圧縮
永久歪性にも優れ、長期間の安定使用が可能なシール材
用のゴム組成物を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明のシール材用のゴム組成物は、エチレ
ン−プロピレンゴムを２０〜８０重量％、水素添加アク
リロニトリル−ブタジエンゴムを８０〜２０重量％の範
囲で含有するゴム混合物に有機過酸化物を添加してなる
ような構成とした。

【０００８】また、本発明のシール材用のゴム組成物
は、前記ゴム混合物１００重量部に対してクレーを１０
〜６０重量部の範囲で含有するような構成、前記クレー
は疎水性のクレーであるような構成とした。

【０００９】さらに、本発明のシール材用のゴム組成物
は、前記ゴム混合物１００重量部に対してカーボンを１
〜２０重量部の範囲で含有するような構成とした。

【００１０】このような本発明では、上述のような量比
でエチレン−プロピレンゴムと水素添加アクリロニトリ
ル−ブタジエンゴムが混合されたゴム混合物が、有機過
酸化物によってパーオキサイド架橋され、これにより、
耐塩素水性と圧縮永久歪性が高く、かつ、機械的強度も
高いシール材用のゴム組成物が得られる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明のシール材用のゴム組成物
に用いられるエチレン−プロピレンゴムとしては、エチ
レンとプロピレンとの共重合体、または非共役ジエンと
してのエチリデンノルボルネン、シクロペンタジエン、
１，４−ヘキサジエン、ジメチルノルボルネン、４，
７，８，９−テトラヒドロインデン等を第三成分として
含むエチレン−プロピレンゴムを挙げることができる。

【００１２】また、本発明のシール材用のゴム組成物に
用いられる水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴム
は、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体中のブタジ
エンの二重結合を水素化したものである。この水素添加
アクリロニトリル−ブタジエンゴムの水素化率は、化学
的安定性、耐熱性、機械的強度等の特性面から８０％以
上が好ましい。

【００１３】そして、上記のエチレン−プロピレンゴム
と水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴムとの混合
割合は、エチレン−プロピレンゴム２０〜８０重量％、
水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴム８０〜２０
重量％の範囲である。水素添加アクリロニトリル−ブタ
ジエンゴムの含有量が２０重量％未満の場合、ゴム組成
物の機械的強度が低くなり、圧縮永久歪性が劣ることに
なり、一方、水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴ
ムの含有量が８０重量％を超えると、ゴム組成物の耐塩
素水性が劣り、いずれの場合もシール材として実用に供
し得ないものとなる。

【００１４】また、本発明のシール材用のゴム組成物に
用いられる有機過酸化物は、エチレン−プロピレンゴム
と水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴムとの混合
物を架橋するためのものであり、従来のパーオキサイド
架橋に使用される有機過酸化物はいずれも使用可能であ
る。具体的には、ジクミルパーオキサイド、１，３−ビ
スベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ジ・ターシャ
リーブチルヘキサン、アセチルパーオキサイド、ベンゾ
イルパーオキサイド、１，１−ジ・ターシャリーブチル
パーオキシ３，３，５−トリメチルシクロヘキサン等の
有機過酸化物を挙げることができる。

【００１５】このような有機過酸化物の、エチレン−プ
ロピレンゴムと水素添加アクリロニトリル−ブタジエン
ゴムとのゴム混合物に対する添加量は、使用する有機過
酸化物の種類、エチレン−プロピレンゴムと水素添加ア
クリロニトリル−ブタジエンゴムとの混合割合等により
適宜設定することができるが、例えば、エチレン−プロ
ピレンゴムと水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴ
ムとのゴム混合物１００重量部に対して２〜５重量部の
割合で添加することができる。

【００１６】また、上記の有機過酸化物とともに、トリ
アリルイソシアヌレート、エチレンジメタクリレート、
トリメチロールプロパンメタクリレート等の架橋助剤を
併用することもできる。

【００１７】本発明のシール材用のゴム組成物は、エチ
レン−プロピレンゴムと水素添加アクリロニトリル−ブ
タジエンゴムとのゴム混合物１００重量部に対してクレ
ーを１０〜６０重量部の範囲で含有させることができ
る。このクレーは、ゴム組成物の耐塩素水性を向上さ
せ、体積変化率を減少させるためのものであり、クレー
の含有量が１０重量部未満であると、クレー添加の効果
が奏されず、また、６０重量部を超えると、ゴム組成物
の圧縮永久歪性が悪化し好ましくない。本発明では、上
記のクレーとして疎水性のクレーを使用することが好ま
しい。疎水性のクレーは、一般に焼成処理および／また
は活性基による表面処理等を施したものであり、市販品
のクレーとして入手することができる。

【００１８】また、本発明のシール材用のゴム組成物
は、エチレン−プロピレンゴムと水素添加アクリロニト
リル−ブタジエンゴムとのゴム混合物１００重量部に対
してカーボンを１〜２０重量部の範囲で含有させること
ができる。このカーボンは、ゴム組成物の機械的強度を
向上させることを目的としたものであり、カーボンの含
有量が１重量部未満であると、カーボン含有の効果が発
現されず、一方、２０重量部を超えると、塩素イオンが
カーボンの活性点に作用してゴム組成物の表面劣化や酸
化劣化を生じて耐塩素水性が低下するので好ましくな
い。使用するカーボンとしては、特に制限はないが、平
均粒径が比較的大きく（２００〜５００ｎｍ程度）、表
面積の小さいものが好ましい。

【００１９】本発明のゴム組成物は、上述のような割合
でエチレン−プロピレンゴムと水素添加アクリロニトリ
ル−ブタジエンゴムとのゴム混合物を作製し、これに有
機過酸化物と、必要に応じてクレー、カーボン、加工助
剤等を添加しパーオキサイド架橋することにより製造す
ることができる。架橋の条件は、通常、加熱温度１７０
〜１９０℃、加熱時間５〜１５分間の範囲で設定するこ
とができる。

【００２０】

【実施例】次に、実施例を示して本発明のゴム組成物を
更に詳細に説明する。実施例１〜７、比較例１〜６の作製まず、下記の材料を準備した。

【００２１】・エチレン−プロピレン−ジエン３元共重合体（日本合
成ゴム（株）製ＪＳＲＥＰ６５）・水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴム（日本ゼ
オン（株）製ゼットポール２０２０、水素化率９４．
５％）・有機過酸化物（ジクミルパーオキサイド）・架橋助剤（トリアリルイソシアヌレート）・クレー（Ｊ．Ｍ．ＨＵＢＥＲ社製ポリキャップＣ
Ｓ）・カーボン（ＣＡＮＣＡＲＢ社製サーマックスＭＴ、
平均粒径３００ｎｍ）・亜鉛華・ステアリン酸次に、下記の表１に示される量比で各材料を配合し、オ
ープンロールを使用して混練し、その後、１８０℃で１
０分間の条件下でパーオキサイド架橋を行い、ＪＩＳ−
Ｋ−６３０１に準じた厚さ２ｍｍのゴム組成物（実施例
１〜７、比較例１〜６）を作製した。

【００２２】

【表１】比較例７の作製比較として、下記の組成で各材料を配合し、オープンロ
ールを使用して混練し、その後、１８０℃で１０分間の
条件下で硫黄加硫を行い、ＪＩＳ−Ｋ−６３０１に準じ
た厚さ２ｍｍのゴム組成物（比較例７）を作製した。

【００２３】（配合組成）・エチレン−プロピレン−ジエン３元共重合体 … １００重量部（日本合成ゴム（株）製ＪＳＲＥＰ６５）・沈降硫黄 … １．５重量部・加硫促進剤 … ２重量部（テトラメチルチウラムジスルフィド）・カーボン（平均粒径３００ｎｍ） … １０重量部（ＣＡＮＣＡＲＢ社製サーマックスＭＴ）・亜鉛華 … ５重量部・ステアリン酸 … １重量部・シリカ … ４０重量部ゴム組成物の評価上述のようにして得られたゴム組成物（実施例１〜７、
比較例１〜７）について、下記の条件で硬度、引張強
さ、伸び、耐熱性、圧縮永久性、耐塩素水性、および作
動適性を測定、評価した。結果を下記の表２に示した。

【００２４】（硬度の測定条件）ＪＩＳ−Ｋ−６３０１
に準じたＪＩＳＡ型スプリング式硬度計にて測定した。

【００２５】（引張強さ、および、伸びの測定条件）Ｊ
ＩＳ−Ｋ−６３０１に準じたＪＩＳ３号タンベルを作製
し、ショッパー式引張試験機にて測定した。

【００２６】（耐熱性の測定条件）ゴム組成物を１００
℃に７０時間放置した後、上記の硬度、引張強さ、伸び
の各測定を行い、それぞれ常温での測定値に対する変化
量を求め、硬度変化（ポイント）、引張強さ変化率
（％）、伸び変化率（％）を算出した。

【００２７】（圧縮永久歪性の測定条件）ゴム組成物を
１００℃に７０時間放置した後、ＪＩＳ−Ｋ−６３０１
に準じて２５％圧縮を行った時の圧縮永久歪率（％）を
測定した。

【００２８】（耐塩素水性の測定条件）塩素イオン濃度
１００ｐｐｍの塩素水（液温６０℃）中にゴム組成物を
５００時間浸漬した後の体積変化率を算出し、また、ゴ
ム組成物の表面状態を下記の基準で観察評価した。

【００２９】評価基準 ○ ：ゴム組成物の表面に異常はみられない △ ：ゴム組成物の表面に細かい亀裂が発生している × ：ゴム組成物の表面に深い亀裂が発生して表面からゴムが剥離する危険性あり（作動適性の測定条件）ゴム組成物を直径２０ｍｍの円
形のパッキンに加工し、これを６０℃、１００ｐｐｍ塩
素イオン水の配管中に配設し、１０秒間流し１０秒間停
止するサイクルで１０万回連続で開閉作動を行った後の
ゴム組成物の表面状態を下記の基準で観察評価した。

【００３０】評価基準 ○ ：ゴム組成物の表面に異常はみられない △ ：ゴム組成物の表面に細かい亀裂が発生している × ：ゴム組成物の表面に深い亀裂が発生して表面からゴムが剥離する危険性あり

【００３１】

【表２】表２に示されるように、本発明のゴム組成物（実施例１
〜７）は、いずれも硬度、引張強さ、伸びが実用レベル
（硬度５５〜６５以上、引張強さ１５０ｋｇｆ／ｃｍ²
以上、伸び３００％以上）にあり、耐熱性も良好（実用
レベル：硬度変化＋５ポイント以下、引張強さ変化率±
３０％以下、伸び変化率±３０％以下）であり、かつ、
圧縮永久歪性が低く（実用レベル：２０％以下）、耐塩
素水性に優れ（実用レベル：体積変化率＋５％以下、表
面状態の評価○）、さらに、作動適性も優れる（実用レ
ベル：表面状態の評価○）ものであった。

【００３２】これに対して、エチレン−プロピレンゴム
９０重量％、水素添加アクリロニトリルブタジエンゴム
１０重量％の比較例１は、耐熱性、圧縮永久歪性はほぼ
良好であるものの、機械的強度が低く耐塩素水性（体積
変化率、表面状態）が劣り、作動適性も悪く実用に供し
得ないものであった。また、比較例２（水素添加アクリ
ロニトリルブタジエンゴムを含有せず）では、機械的強
度が低く、作動適性も悪く実用に供し得ないものであっ
た。

【００３３】また、エチレン−プロピレンゴム１５重量
％、水素添加アクリロニトリルブタジエンゴム８５重量
％である比較例３、および、エチレン−プロピレンゴム
を含有しない比較例４では、耐塩素水性が劣っていると
ともに、作動適性が悪く実用に供し得ないものであっ
た。

【００３４】さらに、エチレン−プロピレンゴムと水素
添加アクリロニトリル−ブタジエンゴムとのゴム混合物
１００重量部に対してクレーの含有量が６０重量部を超
える比較例５では、圧縮永久歪性が悪化し、体積変化率
も大きなものとなってしまった。また、エチレン−プロ
ピレンゴムと水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴ
ムとのゴム混合物１００重量部に対してカーボンの含有
量が２０重量部を超える比較例６では、耐塩素水性、作
動適性が悪化し実用に供し得ないものであった。

【００３５】さらに、硫黄加硫により作製した比較例７
では、機械的強度が低く圧縮永久歪性が劣っているとと
もに、耐熱性がやや悪く、耐塩素水性および作動適性が
悪く実用に供し得ないものであった。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によればエ
チレン−プロピレンゴムを２０〜８０重量％、水素添加
アクリロニトリル−ブタジエンゴムを８０〜２０重量％
の範囲で含有するゴム混合物に有機過酸化物が添加さ
れ、この有機過酸化物によってゴム混合物がパーオキサ
イド架橋されるので、得られるゴム組成物は、耐塩素水
性が優れているとともに、圧縮永久歪性にも優れ、高い
機械的強度を備え、塩素イオンを含む温水に長時間曝さ
れても物性の劣化がほとんど発生せず、優れた作動適性
を有し、シール材用のゴム組成物として安定した機能を
発現するという効果が奏される。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エチレン−プロピレンゴムを２０〜８０
重量％、水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴムを
８０〜２０重量％の範囲で含有するゴム混合物に有機過
酸化物を添加してなることを特徴とするシール材用のゴ
ム組成物。
【請求項２】前記ゴム混合物１００重量部に対してク
レーを１０〜６０重量部の範囲で含有することを特徴と
する請求項１に記載のシール材用のゴム組成物。
【請求項３】前記クレーは疎水性のクレーであること
を特徴とする請求項２に記載のシール材用のゴム組成
物。
【請求項４】前記ゴム混合物１００重量部に対してカ
ーボンを１〜２０重量部の範囲で含有することを特徴と
する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のシール材
用のゴム組成物。