WO2023190825A1 - 密封装置 - Google Patents

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WO2023190825A1
WO2023190825A1 PCT/JP2023/013081 JP2023013081W WO2023190825A1 WO 2023190825 A1 WO2023190825 A1 WO 2023190825A1 JP 2023013081 W JP2023013081 W JP 2023013081W WO 2023190825 A1 WO2023190825 A1 WO 2023190825A1
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sealing device
seal
natural rubber
main body
jis
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PCT/JP2023/013081
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寛之 小森
裕一 青柳
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Nok Corp
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Nok Corp
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Priority to EP23780833.2A priority patent/EP4502033A4/en
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Definitions

  • the present invention relates to a sealing device.
  • Natural rubber which is made from tree sap as a plant resource, has excellent mechanical strength and cold resistance, so it is useful for application to materials that require high sealing performance. Examples of applications in which the characteristics of natural rubber can be utilized include hydrogen sealing materials.
  • a hydrogen society which is expected to be a means of decarbonization, does not emit carbon dioxide when using energy.
  • Hydrogen stations and fuel cell vehicles have already been put into practical use to help realize a hydrogen society, but there is a need for sealing technology that can safely manage hydrogen without leaking at high pressure and over a wide temperature range. Therefore, the combination of hydrogen application and natural rubber can have a synergistic decarbonization effect, and can also be expected to suppress cracking under high pressure and improve elasticity loss (cold resistance) at low temperatures in seal products.
  • diene rubbers such as natural rubber generally tend to undergo thermal deterioration.
  • stress relaxation occurs due to oxidative decomposition, and permanent strain remains after compression is released.
  • Such a phenomenon is fatal to seal products that seal fluids using rubber's resilience, so in order to apply natural rubber to hydrogen seal materials, it is necessary to improve its resistance to compression set in high-temperature air. There is.
  • Patent Document 1 describes a sealing material for a high-pressure hydrogen container of a fuel cell vehicle that can withstand fluctuations in pressure or temperature, and natural rubber is exemplified as a type of applicable rubber.
  • Patent Document 1 does not mention the improvement of the compression set resistance of natural rubber in high-temperature air, since it is aimed at sealing performance under a high-temperature hydrogen atmosphere rather than under a high-temperature air atmosphere.
  • the exposure time to high-temperature hydrogen gas is relatively short at 1 hour, and furthermore, there is no description of formulation information for rubber materials that can achieve desired performance.
  • the present invention provides a sealing device that exhibits high mechanical strength under high pressure and has excellent cold resistance at low temperatures and compression set resistance at high temperatures.
  • a sealing device is a sealing device that is disposed between two members facing each other to seal a space between the two members, and includes a seal main body portion in contact with the space,
  • the seal body has a tensile strength of 10 MPa or more as measured in accordance with the provisions of JIS K 6251:2017, and an elongation at break of 200% or more as measured in accordance with the provisions of JIS K 6251:2017.
  • the temperature of TR10 in the low temperature elastic recovery test measured in accordance with the provisions of JIS K 6261-4:2017 is -40°C or less, and it is stated in the provisions of JIS B 2401-1:2012.
  • the compression set of the G25 O-ring shape after 70 hours at 100°C is 40% or less, as measured in accordance with the regulations of JIS K 6262:2013.
  • the seal body is annular.
  • the seal main body is held by a backup ring.
  • the seal body has a protruding cross-sectional shape.
  • the seal main body is provided on a plate-shaped base material, and the base material is a metal or carbon plate.
  • the base material and the seal main body are bonded together with an adhesive included in the seal main body.
  • the seal main body is in contact with hydrogen gas.
  • the seal body is in contact with liquid hydrogen.
  • the sealing device is a sealing device for use in a hydrogen energy system.
  • a sealing device is a sealing device that is disposed between two members facing each other to seal a space between the two members, and includes a seal main body portion in contact with the space.
  • the seal main body portion is selected from (A) a natural rubber component selected from natural rubber and epoxy-modified natural rubber having a degree of epoxidation of 1% or more and less than 50%, and (B) carbon black and silica. (C) an organic peroxide-based crosslinking agent, and optionally (D) a silane coupling agent.
  • the rubber composition contains epoxy-modified natural rubber having a degree of epoxidation of 1% or more and less than 50%, and when the filler is silica, the rubber composition further comprises silane coupling. containing agents).
  • the rubber composition further contains (E) at least one additive selected from the group consisting of a crosslinking accelerator, an auxiliary agent, and an antiaging agent.
  • FIG. 1 is a sectional view of a main part of a sealing device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a sectional view of a sealing device according to another embodiment of the sealing device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a sealing device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the sealing device shown in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the shape of a test piece prepared when measuring mechanical strength using test piece A obtained in Examples and Comparative Examples.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a cross section of a test piece shape prepared when measuring compression set using test piece B obtained in Examples and Comparative Examples.
  • the sealing device according to the present embodiment is a sealing device that is disposed between two members facing each other to seal a space between the two members, and includes a seal main body portion in contact with the space.
  • the sealing device according to this embodiment is preferably used in a hydrogen energy system, in which case the seal body is in contact with hydrogen gas or liquid hydrogen, and the sealing device is used as a hydrogen gas seal or liquid hydrogen seal. be done.
  • FIG. 1 is an example of an embodiment of a sealing device including such a seal body.
  • the sealing device 1 shown in FIG. 1 is installed in a mounting groove (installation part) 4 provided in one member 2 of two members 2 and 3 facing each other, and is brought into close contact with the other member 3. Seal the space between 2 and 3.
  • the sealing device 1 includes a seal ring (rubber ring-shaped packing) 11 made of a rubber-like elastic body, a first backup ring (backup ring) 21 disposed on the low-pressure side L of the seal ring 11, and a seal ring 11 and a second backup ring.
  • the second backup ring 31 is disposed between the first backup ring 21 and the second backup ring 31 .
  • the two members 2 and 3 are, for example, high-pressure hydrogen piping for fuel cells that are connected to each other, and the seal housing portion of the other piping member 3 is disposed on the outer peripheral side of the seal housing portion of one piping member 2, and one
  • the sealing device 1 is mounted in an annular mounting groove 4 provided on the outer peripheral surface of the seal housing portion of the piping member 2, and is in close contact with the inner peripheral surface of the seal housing portion of the other piping member 3.
  • the sealing fluid is high pressure hydrogen gas that attempts to flow from the high pressure side H to the low pressure side L.
  • a backup ring made of nylon (trade name) is used. Nylon is one of the resin materials that is difficult to pass through gas.
  • a backup ring made of a softer material than the first backup ring 21, such as PTFE resin is used.
  • an end ring with a cut at one point on the circumference is often used to facilitate installation, but if gas leakage is taken into account, an endless type without a cut is used. It is preferable that
  • the seal ring 11 corresponds to a seal main body included in the sealing device according to the present invention.
  • the seal ring 11 is formed into an annular shape, and is held by first and second backup rings 21 and 31.
  • the material of the seal ring 11 is the same as the material forming the seal body described later, and the seal ring 11 exhibits the characteristics that the seal body described below has.
  • the mounting groove 4 is basically formed as a space with a rectangular cross-section, but the high-pressure side mounting portion 4a of the groove bottom, into which the seal ring 11 is mounted, is formed into a flat cylindrical surface.
  • the low pressure side mounting portion 4b for mounting the first and second backup rings 21, 31 which are continuous to the low pressure side L of the high pressure side mounting portion 4a has a spacing between the two members 2, 3 (radial spacing). ) is formed into a conical inclined surface shape so that it gradually narrows from the high pressure side H to the low pressure side L, that is, the groove depth of the mounting groove 4 becomes gradually shallower, and is formed as an inclined bottom surface 4c. .
  • first and second backup rings 21 and 31 attached to the low-pressure side attachment portion 4b are each basically formed to have a rectangular cross section, but their inner peripheral surfaces correspond to the inclined bottom surface 4c. , are formed in the shape of an inclined surface forming a conical surface so that the inner diameter gradually increases from the high pressure side H to the low pressure side L, and are formed as inclined surfaces 21a and 31a.
  • the seal ring 11 is pressed against the second backup ring 31 on the low pressure side. It is molded from a PTFE resin that is softer than the first backup ring 21. Therefore, it is possible to prevent the seal ring 11 from being repeatedly pressed against a hard material and being damaged when alternating pressure is generated.
  • the second backup ring 31 is molded from PTFE resin, which is a soft material, it tends to protrude, but the first backup ring 21, which is molded from nylon, which is a hard material, prevents it from protruding. .
  • the mounting groove 4 is provided with an inclined bottom surface 4c that gradually narrows the distance between the two members 2 and 3 from the high pressure side H to the low pressure side L, and both backup rings 21 and 31 are provided with an inclined bottom surface 4c, respectively.
  • Corresponding inclined surfaces 21a and 31a are provided on the inner peripheral surface. Therefore, when the sealing fluid pressure acts on both backup rings 21, 31 through seal ring 11, both backup rings 21, 31 are compressed in a manner that they are pushed into a narrow space, and are tightly brought into close contact with the mating surfaces.
  • the backup ring 21 is made of nylon, which is difficult to pass through gas. Therefore, from this point of view as well, it can be expected that leakage caused by high pressure hydrogen gas, which is a sealed fluid, permeating through the backup ring 21 can be effectively reduced. Furthermore, since the backup ring 21 has a radial width dimension smaller than that of the second backup ring 31, the transmission area is set to be small. Therefore, also from this point of view, it is possible to effectively seal the high-pressure hydrogen gas that is the sealed fluid.
  • the sealing device 1 may be used not only for a cylindrical gap between two members, but also for a planar gap, that is, a gap between end faces.
  • FIG. 2 is an example of an embodiment of such a sealing device.
  • first and second backup rings 21 and 31 are arranged in the axial direction in order to seal the cylindrical gap between one piping member 2 and the other piping member 3.
  • first and second backup rings 21 and 31 are arranged in the radial direction in order to seal the planar gap between one piping member 2 and the other piping member 3. .
  • FIG. 3 is an example of a sealing device according to another embodiment of the present invention.
  • the sealing device 100 shown in FIG. 3 is a seal component for a separator laminated on both sides of an electrolyte membrane/electrode assembly (hereinafter referred to as MEA) in a typical fuel cell, that is, a cell seal for a fuel cell.
  • MEA electrolyte membrane/electrode assembly
  • Such a cell seal for a fuel cell is disposed between two opposing members, a separator and an MEA, to seal the space between the separator and the MEA (not shown).
  • fuel cell separators it is necessary to supply fuel cell fluid (fuel gas containing hydrogen, oxidant gas containing oxygen, etc.) to the MEA to prevent leakage to the outside, and the endless gasket is suitable for such fuel cells.
  • the gasket serves to seal the fluid inside the space surrounded by the gasket.
  • FIG. 4 shows a schematic cross section of the sealing device 100 taken along the line AA' in FIG. 3, and the gasket 102 is formed as four protrusions protruding from the surface of the base material 101.
  • the gasket 102 has a base portion 102a adhered to the surface of the base material 101, and a seal lip portion 102b raised in the shape of a mountain from the base portion 102a. Note that there is a location (not shown) on line AA' in FIG. 3 where the material for molding the gasket 102 flows in and out during molding of the gasket 102.
  • the base material 101 for example, a metal plate such as stainless steel or a thin plate such as a carbon plate is used.
  • the base material 101 and the gasket 102 are bonded to each other via an adhesive layer or by an adhesive included in the gasket 102.
  • the sealing device 100 may be an integrally molded cell seal in which an endless gasket 102 made of an elastic material and extending along the surface of the base material 101 is integrally molded on the surface of a plate-shaped base material 101.
  • the base material 101 of such an integrally molded cell seal is a member included in the cell structure of a fuel cell that is integrally molded with the gasket 102, and includes a separator, an MEA, a gas diffusion layer (GDL), and the like.
  • the gasket 102 corresponds to a seal main body included in the sealing device according to the present invention. As shown in FIG. 4, the gasket 102 has a protruding cross-sectional shape.
  • the material of the gasket 102 is the same as the material forming the seal body described below, and the gasket 102 exhibits characteristics possessed by the seal body described below.
  • the seal main body portion of the sealing device includes (A) a natural rubber component selected from natural rubber and epoxy-modified natural rubber having a degree of epoxidation of 1% or more and less than 50%, and (B) This is a vulcanized molded product of a rubber composition containing a filler selected from carbon black and silica, (C) an organic peroxide crosslinking agent, and optionally (D) a silane coupling agent.
  • the filler is carbon black
  • the rubber composition contains epoxy-modified natural rubber having a degree of epoxidation of 1% or more and less than 50%
  • the filler is silica
  • the rubber composition further contains a silane coupling agent.
  • Natural rubber is thought to undergo an oxidative decomposition reaction starting from the diene structure (C ⁇ C bond) in a high-temperature air atmosphere. Therefore, in rubber compositions containing natural rubber components filled with carbon black, by using appropriately epoxidized natural rubber, compression set can be suppressed and the compression set resistance in high-temperature air can be improved. It can be improved. In addition, by adding a silane coupling agent to a rubber composition containing a silica-filled natural rubber component, even if the natural rubber is not epoxidized, it maintains excellent cold resistance and can be used in high-temperature air. Compression set resistance can be improved.
  • the shape of the seal main body is not particularly limited, and can be made into any shape depending on the purpose.
  • it may be a sheet-shaped sealing member with a square, rectangular, or disc-shaped cross-sectional shape, or an annular sealing member such as an O-ring or a square ring, and these annular parts may be formed in a part of the seal body. You can leave it there.
  • Natural Rubber Component natural rubber that has not been chemically modified in any way, or natural rubber that has been modified with epoxy so that the diene portion is epoxidized to a degree of 1% or more and less than 50% is used.
  • Natural rubber is a rubber refined from the sap (latex) of natural trees, and is a diene rubber that is different from synthetic rubber, which is manufactured by chemical synthesis using petroleum, naphtha, etc. as raw materials.
  • the diene moiety of natural rubber can be epoxidized by reaction with formic acid and hydrogen peroxide.
  • the epoxy-modified natural rubber has an epoxidation degree of 1% or more and less than 50%, preferably an epoxidation degree of 10% or more and 40% or less, and an epoxidation degree of 20% or more and 30% or less. It is more preferable to have the following.
  • Natural rubber and epoxy-modified natural rubber may be used alone or in combination of two or more. By using such natural rubber, the mechanical properties of the seal body can be improved. Furthermore, the natural rubber and epoxy-modified natural rubber may be commercially available products. Commercial products of natural rubber and epoxy-modified natural rubber include, for example, natural rubber "RSS No. 1" (imported by Toyotsu Chemiplus), and natural rubber "ENR25” (imported by Sanyo Trading) with a degree of epoxidation of 25%. etc.
  • the carbon black can be selected from known materials as appropriate, and includes, for example, super abrasion furnace (SAF) carbon black, intermediate super abrasion furnace (ISAF) carbon black, and high abrasion resistant carbon black.
  • SAF super abrasion furnace
  • IPF intermediate super abrasion furnace
  • XCF Conductive Furnace
  • FEF Fast Extruding Furnace
  • GPF General Purpose Furnace
  • HMF High Modulus Furnace
  • SRF Semi-Reinforcing Furnace
  • FT fine grain pyrolysis
  • soft carbons such as fine thermal (MT) carbon black and medium thermal (MT) carbon black.
  • examples of commercially available carbon black include "Vulcan (registered trademark) 3L" (HAF carbon) manufactured by Cabot Corporation.
  • the content of carbon black is not particularly limited, but it is preferably 1 part by mass or more and 100 parts by mass or less, and 25 parts by mass or more and 75 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the natural rubber component. It is more preferable.
  • One type of carbon black may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • silica can be appropriately selected from known materials, it is preferable that it has good kneading workability.
  • silica is dry process silica produced by thermal decomposition of halogenated silicic acid or organosilicon compounds, or by heating reduction of silica sand and air oxidation of vaporized SiO.
  • Examples of commercially available silica products include "Ultrasil (registered trademark) 360" manufactured by Evonik Japan.
  • the content of silica is not particularly limited, but it is preferably 1 part by mass or more and 100 parts by mass or less, and 25 parts by mass or more and 75 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the natural rubber component. is more preferable. Silica may be used alone or in combination of two or more.
  • Organic peroxide crosslinking agent is used as a crosslinking agent to form peroxide crosslinks of the natural rubber component.
  • organic peroxide-based crosslinking agent By using an organic peroxide-based crosslinking agent as a crosslinking agent, excellent compression set resistance is imparted to the seal main body.
  • organic peroxide crosslinking agents include dicumyl peroxide, cumene hydroperoxide, p-methane hydroperoxide, 2,5-dimethylhexane-2,5-dihydroperoxide, and di-tert-butyl peroxide.
  • organic peroxide crosslinking agent for example, "Percmil (registered trademark) D" manufactured by NOF Corporation can be used.
  • the content of the organic peroxide crosslinking agent is preferably 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less, more preferably 1 part by mass or more and 5 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the natural rubber component. preferable.
  • One type of organic peroxide crosslinking agent may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • silane coupling agent silane coupling having a mercapto group is preferable, such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyldiethoxymethoxysilane, 3-mercaptopropyltripropoxy Silane, 3-mercaptopropyldipropoxymethoxysilane, 3-mercaptopropyltributoxysilane, 3-mercaptopropyldibutoxymethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyldimethylmethoxysilane, 3-mercaptopropyldibutoxymethoxysilane Ethoxysilane, 3-mercaptopropyldimethylethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyl
  • silane coupling agent for example, "KBM-803" manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd. can be used.
  • the content of the silane coupling agent is preferably 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less, and more preferably 1 part by mass or more and 5 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the natural rubber component.
  • the silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the rubber composition may further contain other compounding components in addition to the above-mentioned components, if necessary.
  • other ingredients include various additives such as crosslinking accelerators, plasticizers, anti-aging agents, auxiliaries, lubricants, adhesives, lubricants, flame retardants, fungicides, and antistatic agents. These additives may be used alone or in combination of two or more. Further, the amount of these ingredients to be blended is not particularly limited as long as it does not impede the purpose or effect of the present invention, and the amount can be appropriately blended depending on the purpose of blending.
  • the method for manufacturing the seal main body is not particularly limited, but includes, for example, the natural rubber component, filler, and organic peroxide crosslinking agent described above, and the silane blended as necessary.
  • the mixture is kneaded using a kneading machine such as a single-screw extruder, twin-screw extruder, roll, Banbury mixer, kneader, or high-shear mixer.
  • a kneading machine such as a single-screw extruder, twin-screw extruder, roll, Banbury mixer, kneader, or high-shear mixer.
  • a rubber composition is produced by this process.
  • kneading, mastication, preliminary kneading, etc. may be performed as necessary.
  • a vulcanized molded product having the shape of the seal main body can be manufactured.
  • Vulcanization molding of the rubber composition is generally carried out by pressure vulcanization at about 150 to 230° C. for about 0.5 to 30 minutes using an injection molding machine, a compression molding machine, or the like.
  • secondary vulcanization may be performed as necessary to ensure that the inside of the vulcanized product is vulcanized.
  • Secondary vulcanization can generally be carried out by oven heating, steam heating, hot air heating, etc. at about 150 to 250° C. for about 0.5 to 24 hours.
  • the seal main body of the sealing device according to this embodiment was measured in accordance with the provisions of JIS K6251:2017 (Japanese Industrial Standard created by changing the technical content based on ISO 37 (2011 5th edition)).
  • JIS K6251:2017 Japanese Industrial Standard created by changing the technical content based on ISO 37 (2011 5th edition)
  • the elongation at cutting of the seal body was measured in accordance with the regulations of JIS K 6251:2017 (test piece shape: dumbbell No. 6 shape, speed: 500 mm/min, distance between gauge lines: 20 ⁇ 0.
  • seal body has a tensile strength of 10 MPa or more and an elongation at break of 200% or more, it is possible to provide a sealing device including a seal body that exhibits high mechanical strength even under high pressure.
  • the seal main body of the sealing device complies with the provisions of JIS K6261-4:2017 (Japanese Industrial Standard created by changing the technical content based on ISO 2921 (5th edition, 2011)).
  • Temperature of TR10 in the low temperature elastic recovery test (TR test) measured in The temperature of TR10 in a low temperature elastic recovery test (TR test) measured under the following conditions is preferably -40°C or lower, and preferably -60°C or lower. Since the temperature at TR10 is ⁇ 40° C. or lower, it is possible to provide a sealing device including a seal main body portion that has excellent cold resistance in a low temperature range.
  • JIS B 2401-1:2012 Japanese Industrial Standard created by changing the technical content based on ISO 3601-1 (2008 4th edition)
  • JIS K 6262:2013 regulations ISO815-1 and ISO815-2 (both 2008 1st edition)
  • Nihon Kogyo Co., Ltd. created the G25 O-ring shape described in the G25 O-ring shape by changing the technical content.
  • the present invention relates to the following [1] to [7].
  • the seal main body has a tensile strength of 10 MPa or more as measured in accordance with the provisions of JIS K 6251:2017, and an elongation at break of 200% or more as measured in accordance with the provisions of JIS K 6251:2017.
  • the temperature of TR10 in the low temperature elastic recovery test measured in accordance with the provisions of JIS K 6261-4:2017 is -40°C or less, and the temperature is specified in the provisions of JIS B 2401-1:2012.
  • the seal body has a protruding cross-sectional shape.
  • the seal main body portion is provided on a plate-shaped base material, and the base material is a metal or carbon plate.
  • the seal body is selected from (A) a natural rubber component selected from natural rubber and epoxy-modified natural rubber having a degree of epoxidation of 1% or more and less than 50%, and (B) carbon black and silica.
  • the rubber composition contains epoxy-modified natural rubber having a degree of epoxidation of 1% or more and less than 50%, and the filler is silica, the rubber composition further contains a silane coupling agent. ).
  • the rubber composition further contains (E) at least one additive selected from the group consisting of a crosslinking accelerator, an auxiliary agent, and an anti-aging agent.
  • Example 1 100 parts by mass of natural rubber with a degree of epoxidation of 25% ("ENR25”, imported by Sanyo Trading Co., Ltd.) was put into a kneading extrusion device ("Laboplast Mill 30C150", manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) and heated at 50°C for 15 minutes.
  • filler A carbon black: trade name "Vulcan (registered trademark) 3L", manufactured by Cabot Japan
  • crosslinking agent A dicumyl peroxide: trade name “Percumil (registered trademark)" D", manufactured by NOF Corporation
  • auxiliary agent A zinc white: trade name "zinc oxide", manufactured by Seido Kagaku Kogyo Co., Ltd.
  • auxiliary agent B stearic acid: trade name "DTST" '', manufactured by Miyoshi Oil Co., Ltd.
  • anti-aging agent 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline polymer: trade name ⁇ Nocrac 224'', manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd.
  • the obtained rubber dough was put into a roll kneading machine ("LABORTORY MILL", manufactured by Kansai Roll Co., Ltd.), and the rubber dough was passed through it five times with a roll gap of 1.5 to 2.5 mm, and then kneaded with a roll kneader of 1 mm.
  • a rubber composition was prepared by passing the rubber composition 10 times.
  • Example 2 Natural rubber (“RSS No. 1", Toyotsu Chemiplus imported product) was used instead of natural rubber with a degree of epoxidation of 25%, and filler B (silica: trade name “Ultrasil (registered trademark) 360") was used instead of filler A.
  • Example 1 except that 1 part by mass of a silane coupling agent (mercapto group-containing silane coupling agent: trade name "KBM-803", manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.) was used.
  • a rubber composition and test pieces A and B were prepared in the same manner, and the above measurements were performed. The results are shown in Table 1.
  • Natural rubber (“RSS No. 1", Toyotsu Chemiplus imported product) was used instead of natural rubber with a degree of epoxidation of 25%, crosslinking agent B was replaced with crosslinking agent A (sulfur: trade name "Colloidal Sulfur A”, Tsurumi Chemical Co., Ltd.) (manufactured by Kogyo Co., Ltd.), and further crosslinking accelerator A (N-cyclohexyl-2-benzothiazolesulfenamide: trade name "Noxela (registered trademark) CZ-G", manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Co., Ltd.).
  • crosslinking agent A sulfur: trade name "Colloidal Sulfur A", Tsurumi Chemical Co., Ltd.
  • further crosslinking accelerator A N-cyclohexyl-2-benzothiazolesulfenamide: trade name "Noxela (registered trademark) CZ-G", manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Co., Ltd.
  • crosslinking accelerator B tetramethylthiuram disulfide: trade name "Noxela (registered trademark) TT-P", manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Co., Ltd.
  • a rubber composition and test pieces A and B were prepared in the same manner as in Example 1, except that the crosslinking temperature was changed from 170°C to 150°C, and the above measurements were performed. The results are shown in Table 1.
  • Rubber compositions and test pieces A and B were prepared in the same manner as in Example 1, except that natural rubber ("RSS No. 1", imported from Toyotsu Chemiplus) was used instead of natural rubber having a degree of epoxidation of 25%. was prepared and the above measurements were performed. The results are shown in Table 1.
  • Example 4 A rubber composition and test pieces A and B were prepared in the same manner as in Example 2, except that no silane coupling agent was blended, and the above measurements were performed. The results are shown in Table 1.
  • Examples 1 and 2 had a tensile strength of 10 MPa or more and an elongation at break of 200% or more, and exhibited high mechanical strength even under high pressure. Furthermore, in Examples 1 and 2, the temperature of TR10 in the low-temperature elastic recovery test was -40°C or lower, and furthermore, the compression set after 70 hours at 100°C was 40% or lower. It had excellent cold resistance and compression set resistance at high temperatures.
  • Comparative Example 1 in which a sulfur crosslinking agent was used as a crosslinking agent, the compression set was higher than 40%, and the compression set resistance was poor.
  • Comparative Example 2 which used carbon black as a filler and unmodified natural rubber as a natural rubber component, had a compression set higher than 40% and was inferior in compression set resistance. Ta.
  • Comparative Example 3 which used carbon black as a filler and natural rubber with a degree of epoxidation of 50% as a natural rubber component, the compression set was 40% or less, but the low temperature elastic recovery test The temperature of TR10 was higher than -40°C, and the cold resistance was poor.
  • Comparative Example 4 in which silica was used as a filler but no silane coupling agent was used, the compression set was higher than 40% and the compression set resistance was poor.
  • 1, 1A, 1B sealing device 2 one member (piping member), 3 other member (piping member), 4 mounting groove, 4a high pressure side mounting part, 4b low pressure side mounting part, 4c inclined bottom surface, 11 seal ring, 21 First backup ring (backup ring), 21a, 31a slope, 31 second backup ring, 100 sealing device, 101 base material, 101a ventilation hole, 102 gasket, 102a base part, 102b seal lip part

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Abstract

本発明は、互いに対向する二部材（２，３）の間に配置されて、前記二部材（２，３）の間の空間を密封する密封装置（１）であって、前記空間と接するシール本体部（１１）を備え、前記シール本体部（１１）において、ＪＩＳ　Ｋ　６２５１：２０１７の規定に準拠して測定された引張強さが１０ＭＰａ以上であり、ＪＩＳ　Ｋ　６２５１：２０１７の規定に準拠して測定された切断時伸びが２００％以上であり、ＪＩＳ　Ｋ　６２６１－４：２０１７の規定に準拠して測定された低温弾性回復試験におけるＴＲ１０の温度が－４０℃以下であり、且つ、ＪＩＳ　Ｂ　２４０１－１：２０１２の規定に記載されているＧ２５　Ｏリングの形状にてＪＩＳ　Ｋ　６２６２：２０１３の規定に準拠して測定された１００℃で７０時間経過後の圧縮永久歪みが４０％以下である。

Description

密封装置
　本発明は、密封装置に関する。
　２０２０年１０月、日本政府は２０５０年までに温室効果ガスの排出を全体としてゼロにする、カーボンニュートラルの達成を宣言した。原材料に関していえば、石油資源から二酸化炭素を吸収する植物資源への切替えはカーボンニュートラルに貢献し得る。植物資源として、樹液から作られる天然ゴムは、機械的強度及び耐寒性に優れるため、高いシール性が要求される材料への適用に有益である。このような天然ゴムが有する特性が活かせる用途として、例えば水素シール材料が挙げられる。
　脱炭素化の手段として期待される水素社会では、エネルギー利用時に二酸化炭素を排出しない。水素社会の実現に向けて水素ステーション及び燃料電池車が既に実用化されているが、高圧かつ幅広い温度域で水素を漏れなく安全に管理することのできるシール技術が求められている。そのため、水素アプリケーションと天然ゴムの組合せは相乗的な脱炭素化効果をもたらし、さらにはシール製品における高圧下での割れの抑制や低温下での弾性低下（耐寒性）の改善を期待できる。
　しかしながら、一般に天然ゴムのようなジエン系ゴムは熱劣化を起こしやすい性質がある。天然ゴムを圧縮させた状態で高温空気中に長期間暴露すると、酸化分解に起因した応力緩和が起こり、圧縮開放後に永久歪みが残る。このような現象は、ゴムの復元力を以て流体を密封するシール製品にとって致命的であるため、天然ゴムを水素シール材料へ適用させるには、高温空気中での耐圧縮永久歪み性を改善する必要がある。
　特許文献１には、圧力又は温度の変動に耐え得る、燃料電池車高圧水素容器用シール材料について記載されており、適用可能なゴムの一種として天然ゴムが例示されている。しかしながら、特許文献１では、高温空気雰囲気下ではなく高温水素雰囲気下でのシール性を対象としているため、天然ゴムの高温空気中での耐圧縮永久歪み性の改善について言及されていない。また、高温水素ガスの暴露時間も１時間と比較的短く、さらには、所望の性能を達成できるゴム材料の配合情報について記載されていない。
　それ故、高圧下での機械的強度が高く、優れた耐寒性を示し、さらには高温空気中で長期間、優れた耐圧縮永久歪み性を発現できる、天然ゴム製のシール材料について検討する必要がある。
特開２００８－５７７１１号公報
　本発明は、高圧下で高い機械的強度を示し、さらには低温域での耐寒性及び高温域での耐圧縮永久歪み性に優れる密封装置を提供する。
　本発明の実施形態に係る密封装置は、互いに対向する二部材の間に配置されて、前記二部材の間の空間を密封する密封装置であって、前記空間と接するシール本体部を備え、前記シール本体部において、ＪＩＳ　Ｋ　６２５１：２０１７の規定に準拠して測定された引張強さが１０ＭＰａ以上であり、ＪＩＳ　Ｋ　６２５１：２０１７の規定に準拠して測定された切断時伸びが２００％以上であり、ＪＩＳ　Ｋ　６２６１－４：２０１７の規定に準拠して測定された低温弾性回復試験におけるＴＲ１０の温度が－４０℃以下であり、且つ、ＪＩＳ　Ｂ　２４０１－１：２０１２の規定に記載されているＧ２５　Ｏリングの形状にてＪＩＳ　Ｋ　６２６２：２０１３の規定に準拠して測定された１００℃で７０時間経過後の圧縮永久歪みが４０％以下である。
　本発明の一実施形態において、前記シール本体部が環状である。
　本発明の一実施形態において、前記シール本体部がバックアップリングで保持されている。
　本発明の一実施形態において、前記シール本体部の断面形状が突起形状である。
　本発明の一実施形態において、前記シール本体部が板状の基材上に設けられ、前記基材が金属製またはカーボン製の板である。
　本発明の一実施形態において、前記基材と前記シール本体部が、前記シール本体部に含まれる接着剤によって接着されている。
　本発明の一実施形態において、前記シール本体部が水素ガスに接している。
　本発明の一実施形態において、前記シール本体部が液体水素に接している。
　本発明の一実施形態において、前記密封装置が水素エネルギーシステムに使用するための密封装置である。
　本発明の他の実施形態に係る密封装置は、互いに対向する二部材の間に配置されて、前記二部材の間の空間を密封する密封装置であって、前記空間と接するシール本体部を備え、前記シール本体部が、（Ａ）天然ゴム及び１％以上５０％未満のエポキシ化度を有するエポキシ変性された天然ゴムから選択される天然ゴム成分と、（Ｂ）カーボンブラック及びシリカから選択される充填剤と、（Ｃ）有機過酸化物系架橋剤と、任意に（Ｄ）シランカップリング剤とを含有するゴム組成物の加硫成型品である（但し、前記充填剤がカーボンブラックである場合、前記ゴム組成物は１％以上５０％未満のエポキシ化度を有するエポキシ変性された天然ゴムを含有し、且つ、前記充填剤がシリカである場合、前記ゴム組成物はさらにシランカップリング剤を含有する）。
　本発明の一実施形態において、前記ゴム組成物が、（Ｅ）架橋促進剤、助剤及び老化防止剤からなる群から選択される少なくとも１種の添加剤をさらに含有する。
　本発明によれば、高圧下で高い機械的性強度を示し、さらには低温域での耐寒性及び高温域での耐圧縮永久歪み性に優れる密封装置を提供することができる。
図１は、本発明の一実施形態に係る密封装置の要部断面図である。 図２は、図１に示す密封装置について、他の実施形態に係る密封装置の断面図である。 図３は、本発明の他の実施形態に係る密封装置の模式図である。 図４は、図３に示す密封装置の模式的な断面図である。 図５は、実施例および比較例で得られたテストピースＡを用いて機械的強度を測定する際に作製した試験片形状を表す概略図である。 図６は、実施例および比較例で得られたテストピースＢを用いて圧縮永久歪みを測定する際に作製した試験片形状の断面を表す概略図である。
　以下、本発明の実施形態に係る密封装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下に述べる室温とは、２３℃±２℃以内の範囲とする。
＜密封装置＞
　本実施形態に係る密封装置は、互いに対向する二部材の間に配置されて、前記二部材の間の空間を密封する密封装置であって、当該空間と接するシール本体部を備えている。本実施形態に係る密封装置は、水素エネルギーシステムに使用されることが好ましく、その際、シール本体部は水素ガスまたは液体水素に接しており、密封装置は、水素ガスシールまたは液体水素シールとして使用される。
＜第１の実施形態＞
　図１は、このようなシール本体部を備える密封装置の実施形態の一例である。図１に示される密封装置１は、互いに対向する二部材２，３のうちの一方の部材２に設けた装着溝（装着部）４に装着されて他方の部材３に密接し、もって二部材２，３間を密封する。密封装置１は、ゴム状弾性体よりなるシールリング（ゴム製リング状パッキン）１１と、シールリング１１の低圧側Ｌに配置される第一バックアップリング（バックアップリング）２１と、シールリング１１と第一バックアップリング２１との間に配置される第二バックアップリング３１とを有している。上記二部材２，３は例えば、互いに連結される燃料電池用高圧水素配管であって、一方の配管部材２におけるシールハウジング部の外周側に他方の配管部材３のシールハウジング部が配置され、一方の配管部材２のシールハウジング部の外周面に設けた環状の装着溝４に当該密封装置１が装着されて、他方の配管部材３のシールハウジング部の内周面に密接している。密封流体は、高圧側Ｈから低圧側Ｌへ流れようとする高圧水素ガスである。
　第一バックアップリング２１としては、ナイロン（商品名）よりなるバックアップリングが用いられる。ナイロンは、ガスを透過しにくい樹脂材質の一つである。また、第二バックアップリング３１としては、例えばＰＴＦＥ樹脂のような第一バックアップリング２１と比較して軟質な材料よりなるバックアップリングが用いられる。両バックアップリング２１，３１は共に、組み込みを容易にするために、円周上一箇所がカットされた有端リングが使われることが多いが、ガス漏れを考慮する場合は、カットの無いエンドレスタイプであることが好ましい。
　シールリング１１は、本発明に係る密封装置が有するシール本体部に相当する。シールリング１１は環状に形成されており、シールリング１１は第一および第二バックアップリング２１，３１で保持されている。シールリング１１の材料は、後述するシール本体部を形成する材料と同じであり、また、シールリング１１は、後述するシール本体部が有する特性を示す。
　装着溝４は、基本的に断面矩形状の空間として形成されているが、その溝底部のうち、シールリング１１を装着するための高圧側装着部位４ａは円筒面をなす平面状に形成されている。また、この高圧側装着部位４ａの低圧側Ｌに連続する第一および第二バックアップリング２１，３１を装着するための低圧側装着部位４ｂは、前記二部材２，３間の間隔（径方向間隔）を高圧側Ｈから低圧側Ｌへかけて漸次狭めるよう、すなわち、装着溝４の溝深さを漸次浅くするように円錐面をなす傾斜面状に形成され、傾斜底面４ｃとして形成されている。
　また、この低圧側装着部位４ｂに装着される第一および第二バックアップリング２１，３１はそれぞれ、基本的に断面矩形状に形成されているが、その内周面は傾斜底面４ｃに対応して、その内径寸法を高圧側Ｈから低圧側Ｌへかけて漸次拡大するように円錐面をなす傾斜面状に形成され、傾斜面２１ａ，３１ａとして形成されている。
　このような構成の密封装置１において、図１の右側より圧力Ｐが作用すると、シールリング１１はその低圧側の第二バックアップリング３１に押し付けられるが、この第二バックアップリング３１は、ナイロンよりなる第一バックアップリング２１よりも軟質なＰＴＦＥ樹脂によって成形されている。したがって、交番圧力発生時などにシールリング１１が繰り返し硬質材に押し付けられて損傷するのを抑えることが可能とされている。また、第二バックアップリング３１は軟質材であるＰＴＦＥ樹脂によって成形されているために、はみ出しが発生しやすいが、硬質材であるナイロンによって成形された第一バックアップリング２１により、はみ出しが防止される。
　また、装着溝４には、二部材２，３間の間隔を高圧側Ｈから低圧側Ｌへと漸次狭める傾斜底面４ｃが設けられるとともに、両バックアップリング２１，３１にはそれぞれ、傾斜底面４ｃに対応する傾斜面２１ａ，３１ａが内周面に設けられている。よって、密封流体圧がシールリング１１を介して両バックアップリング２１，３１に作用すると、両バックアップリング２１，３１は狭いところに押し込まれるかたちにて圧縮され、相手面に強く密接する。したがって、両バックアップリング２１，３１に上記傾斜面２１ａ，３１ａによる圧縮現象が発生するために、さらにシールリング１１がはみ出しにくくなることだけでなく、密封流体である高圧水素ガスをシールリング１１だけではシールできない場合に、バックアップリング２１，３１にて密封することも期待できる。
　また、バックアップリング２１は、ガスを透過しにくいナイロンによって成形されている。したがって、この点からも、密封流体である高圧水素ガスがバックアップリング２１を透過することによる漏れを有効に低減することが期待できる。さらに、バックアップリング２１は、その径方向の幅寸法が第二バックアップリング３１の径方向の幅寸法よりも小さいため、透過面積が小さく設定されている。したがって、この点からも、密封流体である高圧水素ガスを有効に密封することが可能である。
　また、本実施形態に係る密封装置１は、二部材間の円筒状の隙間のみでなく、平面状すなわち端面間の隙間に対しても使用できるものであってよい。図２は、このような密封装置の実施形態の一例である。図２において下部の密封装置１Ａでは、一方の配管部材２と他方の配管部材３間の円筒状隙間を密封すべく、第一ないし第二バックアップリング２１，３１が軸方向に並べられているが、図２において上部の密封装置１Ｂでは、一方の配管部材２と他方の配管部材３間の平面状隙間を密封すべく、第一ないし第二バックアップリング２１，３１が径方向に並べられている。そして、このように二重の配置とすることによって、更に外部への漏れを少なくすることが可能である。
＜第２の実施形態＞
　図３は、本発明の他の実施形態に係る密封装置の一例である。図３に示される密封装置１００は、一般的な燃料電池において電解質膜／電極集合体（以下、ＭＥＡと呼ぶ）の両側に積層されるセパレータ用のシール部品、すなわち燃料電池用セルシールである。このような燃料電池用セルシールは、互いに対向する二部材であるセパレータとＭＥＡの間に配置されて、セパレータとＭＥＡの間の空間を密封する（図示せず）。燃料電池のセパレータでは、外部に漏れないようにＭＥＡに燃料電池用の流体（水素を含む燃料ガスや酸素を含む酸化剤ガス等）を供給する必要があり、無端形状のガスケットは、こうした燃料電池用の流体を、ガスケットで囲まれた空間内に封止（シール）する役割を果たす。
　図３に示す密封装置１００は、板状の基材１０１の表面に、弾性材料からなり基材１０１の表面に沿って延びる無端形状のガスケット１０２が通気孔１０１ａの周りに形成されている。図４には、図３のＡＡ’線に沿った密封装置１００の模式的な断面が示されており、基材１０１の表面から突出した４個の突出部としてガスケット１０２が形成されている。図４に示すように、ガスケット１０２は、基材１０１の表面に接着したベース部１０２ａと、ベース部１０２ａから山の形状に隆起したシールリップ部１０２ｂとを有している。尚、図３のＡＡ’線上には、ガスケット１０２の成形時にガスケット１０２の成形用材料が流出入する箇所（図示せず）が存在する。
　基材１０１としては、例えばステンレス等の金属製の板や、カーボン製の板等の薄板が用いられる。基材１０１とガスケット１０２とは接着剤層を介して、またはガスケット１０２に含まれる接着剤によって接着される。また、密封装置１００は、板状の基材１０１の表面に、弾性材料からなり基材１０１の表面に沿って延びる無端形状のガスケット１０２が一体成型された一体成形型セルシールであってもよい。このような一体成形型セルシールの基材１０１としては、ガスケット１０２と一体成型される燃料電池のセル構造中に含まれる部材であり、セパレータ、ＭＥＡ、ガス拡散層（ＧＤＬ）等が挙げられる。
　ガスケット１０２は、本発明に係る密封装置が有するシール本体部に相当する。図４に示されるように、ガスケット１０２の断面形状は突起形状である。ガスケット１０２の材料は、後述するシール本体部を形成する材料と同じであり、また、ガスケット１０２は、後述するシール本体部が有する特性を示す。
＜シール本体部＞
　本実施形態に係る密封装置が有するシール本体部は、（Ａ）天然ゴム及び１％以上５０％未満のエポキシ化度を有するエポキシ変性された天然ゴムから選択される天然ゴム成分と、（Ｂ）カーボンブラック及びシリカから選択される充填剤と、（Ｃ）有機過酸化物系架橋剤と、任意に（Ｄ）シランカップリング剤とを含有するゴム組成物の加硫成型品である。但し、充填剤がカーボンブラックである場合、ゴム組成物は１％以上５０％未満のエポキシ化度を有するエポキシ変性された天然ゴムを含有し、且つ、充填剤がシリカである場合、ゴム組成物はさらにシランカップリング剤を含有する。天然ゴムは、高温空気雰囲気下でジエン構造（Ｃ＝Ｃ結合）を起点として酸化分解反応を起こすと考えられている。そのため、カーボンブラックを充填した天然ゴム成分を含むゴム組成物においては、適切にエポキシ化された天然ゴムを使用することにより、圧縮永久歪みが抑制され、高温空気中での耐圧縮永久歪み性を改善させることができる。また、シリカを充填した天然ゴム成分を含むゴム組成物にさらにシランカップリング剤を添加することにより、天然ゴムがエポキシ化されていなくとも、優れた耐寒性を維持しつつ、高温空気中での耐圧縮永久歪み性を改善させることができる。
　このように、シール本体部を作製する際に、上述した特定のゴム組成物を使用することにより、天然ゴムを主原料としても、水素シール材料への要求特性である、高圧下でも割れにくく、低温域でも弾性回復性が高く、且つ高温域での圧縮永久歪みが小さいシール本体部を得ることができ、その結果、高圧下で高い機械的強度を示し、さらには低温域での耐寒性及び高温域での耐圧縮永久歪み性に優れる密封装置を実現することができる。
　シール本体部の形状は特に限定されず、用途に応じて任意の形状にすることができる。例えば、断面形状が正方形、長方形、円盤状等のシート状のシール部材、Ｏリング、角リング等の環状のシール部材であってもよく、シール本体部の一部にこれらの環状部が形成されていてもよい。
（Ａ）天然ゴム成分
　天然ゴム成分は、何ら化学変性されていない天然ゴム、又は、ジエン部分が１％以上５０％未満のエポキシ化度でエポキシ変性された天然ゴムが使用される。天然ゴムは、天然の樹の樹液(ラテックス)から精製されたゴムであり、石油やナフサなどを原料として化学合成されて製造される合成ゴムとは異なるジエン系ゴムである。天然ゴムのジエン部分は、ギ酸と過酸化水素水との反応によりエポキシ化させることができる。エポキシ変性された天然ゴムは、１％以上５０％未満のエポキシ化度を有しており、１０％以上４０％以下のエポキシ化度を有することが好ましく、２０％以上３０％以下のエポキシ化度を有することがより好ましい。
　天然ゴム及びエポキシ変性された天然ゴムは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。このような天然ゴムを使用することにより、シール本体部の機械的特性を向上させることができる。また、天然ゴム及びエポキシ変性された天然ゴムは市販品であってもよい。天然ゴム及びエポキシ変性された天然ゴムの市販品としては、例えば、天然ゴム「ＲＳＳ１号」（豊通ケミプラス輸入品）、２５％のエポキシ化度を有する天然ゴム「ＥＮＲ２５」（三洋貿易輸入品）等が挙げられる。
（Ｂ）充填剤
　ゴム組成物には、充填剤が配合されている。ゴム組成物中に充填剤が含まれることにより、得られる加硫物の機械強度、圧縮永久歪性を向上させることができる。充填剤として、補強材として一般的な、カーボンブラック及びシリカが用いられる。充填剤は、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
　カーボンブラックは、公知の材料を適宜選択することができ、例えば、超耐摩耗性（ＳＡＦ：Ｓｕｐｅｒ　Ａｂｒａｓｉｏｎ　Ｆｕｒｎａｃｅ）カーボンブラック、準超耐摩耗性（ＩＳＡＦ：Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ　Ｓｕｐｅｒ　Ａｂｒａｓｉｏｎ　Ｆｕｒｎａｃｅ）カーボンブラック、高耐摩耗性（ＨＡＦ：Ｈｉｇｈ　Ａｂｒａｓｉｏｎ　Ｆｕｒｎａｃｅ）カーボンブラックおよび良加工性チャンネル（ＥＰＣ：Ｅａｓｙ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｃｈａｎｎｅｌ）カーボンブラック等のハードカーボン、並びに、導電性（ＸＣＦ：ｅＸｔｒａ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｆｕｒｎａｃｅ）カーボンブラック、良押出性（ＦＥＦ：Ｆａｓｔ　Ｅｘｔｒｕｄｉｎｇ　Ｆｕｒｎａｃｅ）カーボンブラック、汎用性（ＧＰＦ：Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｐｕｒｐｏｓｅ　Ｆｕｒｎａｃｅ）カーボンブラック、高応力（ＨＭＦ：Ｈｉｇｈ　Ｍｏｄｕｌｕｓ　Ｆｕｒｎａｃｅ）カーボンブラック、中補強性（ＳＲＦ：Ｓｅｍｉ－Ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ　Ｆｕｒｎａｃｅ）カーボンブラック、微粒熱分解（ＦＴ：Ｆｉｎｅ　Ｔｈｅｒｍａｌ）カーボンブラック、および中粒熱分解（ＭＴ：Ｍｅｄｉｕｍ　Ｔｈｅｒｍａｌ）カーボンブラック等のソフトカーボンが挙げられる。カーボンブラックの市販品として、例えば、キャボット社製「Ｖｕｌｃａｎ（登録商標）３Ｌ」（ＨＡＦカーボン）等が挙げられる。カーボンブラックの含有量は、特に限定されるものではないが、天然ゴム成分１００質量部に対して、１質量部以上１００質量部以下であることが好ましく、２５質量部以上７５質量部以下であることがより好ましい。カーボンブラックは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
　シリカは、公知の材料を適宜選択することができるが、混練作業性が良好であることが好ましい。一般的に使用されるシリカとは、ハロゲン化けい酸若しくは有機けい素化合物の熱分解法、又は、けい砂を加熱還元し、気化したＳｉＯを空気酸化する方法等で製造される乾式法シリカや、けい酸ナトリウムの熱分解法等で製造される湿式法シリカ等が挙げられる。シリカの市販品として、例えば、エボニックジャパン社製「Ｕｌｔｒａｓｉｌ（登録商標）３６０」等が挙げられる。シリカの含有量は、特に限定されるものではないが、天然ゴム成分１００質量部に対して、１質量部以上１００質量部以下であることが好ましく、２５質量部以上７５質量部以下であることがより好ましい。シリカは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
（Ｃ）有機過酸化物系架橋剤
　有機過酸化物系架橋剤は、天然ゴム成分のパーオキサイド架橋を形成する架橋剤として使用される。架橋剤として有機過酸化物系架橋剤を使用することにより、シール本体部に優れた耐圧縮永久歪み性が付与される。有機過酸化物系架橋剤としては、例えば、ジクミルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド、ｐ－メタンヒドロパーオキサイド、２，５－ジメチルヘキサン－２，５－ジヒドロパーオキサイド、ジ－ｔｅｒｔ－ブチルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキシド、ｍ－トルイルパーオキサイド、２，５－ジメチル－２，５－ビス(ｔｅｒｔ－ブチルパーオキシ)ヘキサン、２，５－ジメチル－２，５－ビス(ｔｅｒｔ－ブチルパーオキシ)－３－ヘキシン、１，３－ビス(ｔｅｒｔ－ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、２，５－ジメチル－２，５－ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、１，１，３，３－テトラメチルブチルパーオキシ－２－エチルヘキサノエート、ｔｅｒｔ－ブチルパーオキシベンゾエート、ｔｅｒｔ－ブチルパーオキシラウレート、ジ(ｔｅｒｔ－ブチルパーオキシ)アジペート、ジ(２－エトキシエチルパーオキシ)ジカルボナート、ビス(４－ｔｅｒｔ－ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカルボナート等が挙げられる。これらの中でも、ジクミルパーオキサイドが好ましい。
　有機過酸化物系架橋剤の市販品として、例えば、日油社製「パークミル（登録商標）Ｄ」等を用いることができる。有機過酸化物系架橋剤の含有量は、天然ゴム成分１００質量部に対し、０．１質量部以上１０質量部以下であることが好ましく、１質量部以上５質量部以下であることがより好ましい。有機過酸化物架橋剤は、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
（Ｄ）シランカップリング
　ゴム組成物が充填剤としてシリカを含有する場合、ゴム組成物にさらにシランカップリング剤を配合する。シランカップリング剤としては、メルカプト基を有するシランカップリングが好ましく、例えば、３－メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３－メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３－メルカプトプロピルジエトキシメトキシシラン、３－メルカプトプロピルトリプロポキシシラン、３－メルカプトプロピルジプロポキシメトキシシラン、３－メルカプトプロピルトリブトキシシラン、３－メルカプトプロピルジブトキシメトキシシラン、３－メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３－メルカプトプロピルジメチルメトキシシラン、３－メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、３－メルカプトプロピルジメチルエトキシシラン、３－メルカプトプロピルメチルジプロポキシシラン、３－メルカプトプロピルプロポキシジメチルシラン、３－メルカプトプロピルメチルジイソプロポキシシラン、３－メルカプトプロピルイソプロポキシジメチルシラン、３－メルカプトプロピルメチルジブトキシシラン、３－メルカプトプロピルジメチルブトキシシラン、２－メルカプトエチルトリメトキシシラン、２－メルカプトエチルトリエトキシシラン、メルカプトメチルトリメトキシシラン、メルカプトメチルトリエトキシシラン等が挙げられる。
　シランカップリング剤の市販品として、例えば、信越シリコーン社製の「ＫＢＭ－８０３」等を用いることができる。シランカップリング剤の含有量は、天然ゴム成分１００質量部に対し、０．１質量部以上１０質量部以下であることが好ましく、１質量部以上５質量部以下であることがより好ましい。シランカップリング剤は、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
（Ｅ）他の添加剤
　ゴム組成物は、必要に応じて、上記の成分以外にさらに他の配合成分を含んでいてもよい。他の配合成分として、例えば、架橋促進剤、可塑剤、老化防止剤、助剤、滑剤、粘着剤、潤滑剤、難燃剤、防黴剤、帯電防止剤等の各種の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。また、これらの配合量は、本発明の目的や効果を阻害しない範囲であれば特に限定されず、配合目的に応じた量を適宜配合することができる。
＜シール本体部の製造方法＞
　シール本体部の製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば、上記に記載される天然ゴム成分、充填剤及び有機過酸化物系架橋剤、さらには、必要に応じて配合されるシランカップリング剤、任意の各種添加剤を所定の割合で適宜配合した後、例えば、一軸押出機、二軸押出機、ロール、バンバリーミキサ、ニーダ、高剪断型ミキサなどの混練機を用いて混練することによりゴム組成物を製造する。尚、混練の前に、必要に応じて素練り、予備混練等を施してもよい。
　さらに、得られたゴム組成物を加硫成形することによりシール本体部の形状を有する加硫成形品を製造できる。ゴム組成物の加硫成形は、射出成形機、圧縮成形機等を用いて、一般に約１５０～２３０℃で約０．５～３０分間の加圧加硫によって行われる。また、このような一次加硫（加圧加硫）を施した後、加硫成形品の内部まで確実に加硫を施すため、必要に応じて二次加硫を行ってもよい。二次加硫は、一般に約１５０～２５０℃で約０．５～２４時間のオーブン加熱、蒸気加熱、熱風加熱等によって行うことができる。
（機械的強度）
　本実施形態に係る密封装置が有するシール本体部において、ＪＩＳ　Ｋ６２５１：２０１７の規定（ＩＳＯ３７（２０１１年第５版）を基とし、技術内容を変更して作成した日本工業規格）に準拠して測定された引張強さ（試験片形状：ダンベル状６号形、速度：５００ｍｍ／分、標線間距離：２０±０．５ｍｍ、雰囲気：空気、試験温度：室温の条件で測定された引張強さ）が１０ＭＰａ以上であり、１５ＭＰａ以上であることが好ましい。また、シール本体部において、ＪＩＳ　Ｋ　６２５１：２０１７の規定に準拠して測定された切断時伸び（試験片形状：ダンベル状６号形、速度：５００ｍｍ／分、標線間距離：２０±０．５ｍｍ、雰囲気：空気、試験温度：室温の条件で測定された切断時伸び）が２００％以上であり、３００％以上であることが好ましい。シール本体部が、１０ＭＰａ以上の引張強さ及び２００％以上切断時伸びを有するため、高圧下でも高い機械的強度を示すシール本体部を備える密封装置を提供できる。
（耐寒性）
　本実施形態に係る密封装置が有するシール本体部において、ＪＩＳ　Ｋ６２６１－４：２０１７の規定（ＩＳＯ２９２１（２０１１年第５版）を基とし、技術内容を変更して作成した日本工業規格）に準拠して測定された低温弾性回復試験（ＴＲ試験）におけるＴＲ１０の温度（試験片形状：ＪＩＳ　Ｋ６２６１－４：２０１７の規定に記載のＩ字状、熱媒体：エタノール、試験温度：－７０℃～２３℃の条件で測定された低温弾性回復試験（ＴＲ試験）におけるＴＲ１０の温度）が、－４０℃以下であり、－６０℃以下であることが好ましい。ＴＲ１０における温度が－４０℃以下であるため、低温域で耐寒性に優れるシール本体部を備える密封装置を提供できる。
（耐圧縮永久歪み性）
　本実施形態に係る密封装置が有するシール本体部において、ＪＩＳ　Ｂ　２４０１－１：２０１２の規定（ＩＳＯ３６０１－１（２００８年第４版）を基とし、技術内容を変更して作成した日本工業規格）に記載されているＧ２５　Ｏリングの形状にてＪＩＳ　Ｋ　６２６２：２０１３の規定（ＩＳＯ８１５－１及びＩＳＯ８１５－２（いずれも２００８年第１版）を基とし、技術内容を変更して作成した日本工業規格）に準拠して測定された１００℃で７０時間経過後の圧縮永久歪み（圧縮板：平滑ステンレス鋼板、試験片形状：ＪＩＳ　Ｂ　２４０１－１：２０１２の規定に記載されるＧ２５　Ｏリング、スペーサ厚：２．３０ｍｍ、圧縮率：２５％、雰囲気：空気、試験温度：１００℃、暴露時間：７０時間、開放後の放置条件：室温にて３０分間の条件で測定した圧縮永久歪み）が４０％以下であり、３５％以下であることが好ましい。このような条件下での圧縮永久歪みが４０％以下であるため、高温域で耐圧縮永久歪み性に優れるシール本体部を備える密封装置を提供できる。
　以上の実施態様に基づき、本発明は以下の[１]～[７]に関するものである。
［１］
　互いに対向する二部材の間に配置されて、前記二部材の間の空間を密封する密封装置であって、
　前記空間と接するシール本体部を備え、
　前記シール本体部において、ＪＩＳ　Ｋ　６２５１：２０１７の規定に準拠して測定された引張強さが１０ＭＰａ以上であり、ＪＩＳ　Ｋ　６２５１：２０１７の規定に準拠して測定された切断時伸びが２００％以上であり、ＪＩＳ　Ｋ　６２６１－４：２０１７の規定に準拠して測定された低温弾性回復試験におけるＴＲ１０の温度が－４０℃以下であり、且つ、ＪＩＳ　Ｂ　２４０１－１：２０１２の規定に記載されているＧ２５　Ｏリングの形状にてＪＩＳ　Ｋ　６２６２：２０１３の規定に準拠して測定された１００℃で７０時間経過後の圧縮永久歪みが４０％以下であることを特徴とする密封装置。
［２］
　前記シール本体部が環状である、上記［１］に記載の密封装置。
［３］
　前記シール本体部がバックアップリングで保持されている、上記［１］または［２］に記載の密封装置。
［４］
　前記シール本体部の断面形状が突起形状である、上記［１］に記載の密封装置。
［５］
　前記シール本体部が板状の基材上に設けられ、前記基材が金属製またはカーボン製の板である、上記［４］に記載の密封装置。
［６］
　前記基材と前記シール本体部が、前記シール本体部に含まれる接着剤によって接着されている、上記［５］に記載の密封装置。
［７］
　前記シール本体部が水素ガスに接している、上記［１］乃至［６］までのいずれか１つに記載の密封装置。
［８］
　前記シール本体部が液体水素に接している、上記［１］乃至［６］までのいずれか１つに記載の密封装置。
［９］
　水素エネルギーシステムに使用するための上記［１］乃至［８］までのいずれか１つに記載の密封装置。
［１０］
　互いに対向する二部材の間に配置されて、前記二部材の間の空間を密封する密封装置であって、
　前記空間と接するシール本体部を備え、
　前記シール本体部が、（Ａ）天然ゴム及び１％以上５０％未満のエポキシ化度を有するエポキシ変性された天然ゴムから選択される天然ゴム成分と、（Ｂ）カーボンブラック及びシリカから選択される充填剤と、（Ｃ）有機過酸化物系架橋剤と、任意に（Ｄ）シランカップリング剤とを含有するゴム組成物の加硫成型品である（但し、前記充填剤がカーボンブラックである場合、前記ゴム組成物は１％以上５０％未満のエポキシ化度を有するエポキシ変性された天然ゴムを含有し、且つ、前記充填剤がシリカである場合、前記ゴム組成物はさらにシランカップリング剤を含有する）ことを特徴とする密封装置。
［１１］
　前記ゴム組成物が、（Ｅ）架橋促進剤、助剤及び老化防止剤からなる群から選択される少なくとも１種の添加剤をさらに含有する、上記［１０］に記載の密封装置。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の概念及び請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含み、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
　次に、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
　２５％のエポキシ化度を有する天然ゴム（「ＥＮＲ２５」、三洋貿易輸入品）１００質量部を混練押出装置（「ラボプラストミル　３０Ｃ１５０」、東洋精機社製）に投入し、５０℃で１５分間素練りをし、その後、充填剤Ａ（カーボンブラック：商品名「Ｖｕｌｃａｎ（登録商標）３Ｌ」、キャボットジャパン社製）５０質量部、架橋剤Ａ（ジクミルパーオキサイド：商品名「パークミル（登録商標）Ｄ」、日油社製）２．５質量部、助剤Ａ（亜鉛華：商品名「酸化亜鉛」、正同化学工業社製）５質量部、助剤Ｂ（ステアリン酸：商品名「ＤＴＳＴ」、ミヨシ油脂社製）１質量部及び老化防止剤（２，２，４－トリメチル－１，２－ジヒドロキノリン重合体：商品名「ノクラック　２２４」、大内新興化学工業社製）２質量部をさらに投入し、５０℃で１５分間混練し、ゴム生地を作製した。次いで、得られたゴム生地をロール混練機（「ＬＡＢＯＲＴＯＲＹ　ＭＩＬＬ」、関西ロール社製）に投入し、ロール間隙１．５～２．５ｍｍにてゴム生地を５回通過させた後、ロール間隙１ｍｍにて１０回通過させ、ゴム組成物を作製した。
＜機械的強度及び耐寒性測定用テストピースの作製＞
　得られたゴム組成物について、プレス機（「８０ＴＯＮプレス」、北炭機械工業社製）を用いて、１７０℃の加熱プレスで架橋し、ｔ９０（９０％架橋時間）の１．５倍の時間で架橋することで加圧加硫（一次加硫）を行い、テストピースＡを作製した。
＜圧縮永久歪み測定用テストピースの作製＞
　得られたゴム組成物について、プレス機（「５０トンＫＶプレス」、晃大商事社製）を用いて、１７０℃の加熱プレスで架橋し、ｔ９０（９０％架橋時間）の１．５倍の時間で架橋することで加圧加硫（一次加硫）を行い、テストピースＢを作製した。
＜引張強さおよび切断時伸び＞
　テストピースＡについて、引張試験機（「ストログラフ（登録商標）ＡＥ」、東洋精機社製）を用いて、ＪＩＳ　Ｋ　６２５１：２０１７の規定に準拠して、下記の試験条件下で引張強さおよび切断時伸びを測定した。その結果を表１に示す。
［試験条件］
・試験片形状：ダンベル状６号形
（試験片は図５に示されるようなダンベル形状であり、Ｓは標線、Ｄは初期の標線間距離、Ｔは平行部分を表す。ダンベル状６号形において、Ｄ＝２０±０．５ｍｍ、Ｔの厚さ＝２．０±０．２ｍｍである。）
・速度：５００ｍｍ／分
・雰囲気：空気
・試験温度：室温
＜耐寒性＞
　テストピースＡについて、ＴＲテスター（「Ｎｏ．１４５－Ｌ」、安田精機社製）を用いて、ＪＩＳ　Ｋ６２６１－４：２０１７の規定に準拠して、下記の試験条件下で低温弾性回復試験（ＴＲ試験）を行い、ＴＲ１０における温度を測定した。その結果を表１に示す。
［試験条件］
・試験片形状：ＪＩＳ　Ｋ６２６１－４：２０１７の規定に記載のＩ字状
・熱媒体：エタノール
・試験温度：－７０℃～２３℃
＜耐圧縮永久歪み性＞
　テストピースＢについて、ＪＩＳ　Ｋ　６２６２：２０１３の規定に準拠して下記の試験条件下で圧縮永久歪みを測定した。その結果を表１に示す。
［試験条件］
・圧縮板：平滑ステンレス鋼板
・試験片形状：ＪＩＳ　Ｂ　２４０１－１：２０１２の規定に記載のＧ２５　Ｏリング
（図６は、試験片に用いたＯリングの断面を表す概略図であり、ｄ１は内径、ｄ２は太さを表す。Ｇ２５　Ｏリングにおいて、ｄ１＝２４．４±０．２５ｍｍ、ｄ２＝３．１±０．１０ｍｍである。）
・スペーサ厚：２．３０ｍｍ
・圧縮率：２５％
・雰囲気：空気 
・試験温度：１００℃
・暴露時間：７０時間
・開放後の放置条件：室温にて３０分間
（実施例２）
　２５％のエポキシ化度を有する天然ゴムに代えて天然ゴム（「ＲＳＳ１号」、豊通ケミプラス輸入品）、充填剤Ａに代えて充填剤Ｂ（シリカ：商品名「Ｕｌｔｒａｓｉｌ（登録商標）３６０」、エボニックジャパン社製）を使用し、さらにシランカップリング剤（メルカプト基含有シランカップリング剤：商品名「ＫＢＭ－８０３」、信越シリコーン社製）１質量部を配合したこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物及び各テストピースＡ、Ｂを作製して、上記の測定を行った。その結果を表１に示す。
（比較例１）
　２５％のエポキシ化度を有する天然ゴムに代えて天然ゴム（「ＲＳＳ１号」、豊通ケミプラス輸入品）、架橋剤Ａに代えて架橋剤Ｂ（硫黄：商品名「コロイド硫黄Ａ」、鶴見化学工業社製）０．５質量部を使用し、さらに架橋促進剤Ａ（Ｎ－シクロヘキシル－２－ベンゾチアゾールスルフェンアミド：商品名「ノクセラー（登録商標）ＣＺ－Ｇ」、大内新興化学社製）１．５質量部及び架橋促進剤Ｂ（テトラメチルチウラムジスルフィド：商品名「ノクセラー（登録商標）ＴＴ－Ｐ」、大内新興化学社製）１質量部を配合し、また、各テストピースＡ、Ｂを作製する際、架橋温度を１７０℃から１５０℃に変更したこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物及び各テストピースＡ、Ｂを作製して、上記の測定を行った。その結果を表１に示す。
（比較例２）
　２５％のエポキシ化度を有する天然ゴムに代えて天然ゴム（「ＲＳＳ１号」、豊通ケミプラス輸入品）を使用したこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物及び各テストピースＡ、Ｂを作製して、上記の測定を行った。その結果を表１に示す。
（比較例３）
　２５％のエポキシ化度を有する天然ゴムに代えて５０％のエポキシ化度を有する天然ゴム（「ＥＮＲ５０」、三洋貿易輸入品）を使用したこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物及び各テストピースＡ、Ｂを作製して、上記の測定を行った。その結果を表１に示す。
（比較例４）
　シランカップリング剤を配合しなかったこと以外は実施例２と同様にしてゴム組成物及び各テストピースＡ、Ｂを作製して、上記の測定を行った。その結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　上記表１に示される各成分は、下記の通りである。尚、上記表１中の上記各成分の値は「質量部」を表す。
　・天然ゴム：商品名「ＲＳＳ１号」、豊通ケミプラス輸入品
　・２５％のエポキシ化度を有する天然ゴム（「ＥＮＲ２５」、三洋貿易輸入品）
　・５０％のエポキシ化度を有する天然ゴム（「ＥＮＲ５０」、三洋貿易輸入品）
　・充填剤Ａ：カーボンブラック（商品名「Ｖｕｌｃａｎ（登録商標）３Ｌ」、キャボットジャパン社製）
　・充填剤Ｂ：シリカ（商品名「Ｕｌｔｒａｓｉｌ（登録商標）３６０」、エボニックジャパン社製）
　・架橋剤Ａ：ジクミルパーオキサイド（商品名「パークミル（登録商標）Ｄ」、日油社製）
　・架橋剤Ｂ： 硫黄（商品名「コロイド硫黄Ａ」、鶴見化学工業社製）
　・シランカップリング剤：メルカプト基含有シランカップリング剤（商品名「ＫＢＭ－８０３」、信越シリコーン社製）
　・助剤Ａ：亜鉛華（商品名「酸化亜鉛」、正同化学工業社製）
　・助剤Ｂ：ステアリン酸（商品名「ＤＴＳＴ」、ミヨシ油脂社製）
　・老化防止剤：２，２，４－トリメチル－１，２－ジヒドロキノリン重合体（商品名「ノクラック　２２４」、大内新興化学工業社製）
　表１から分かるように、実施例１、２では、引張強さが１０ＭＰａ以上、且つ切断時伸び２００％以上であり、高圧下でも高い機械的強度を示した。また、実施例１、２では、低温弾性回復試験におけるＴＲ１０の温度が－４０℃以下であり、さらには１００℃で７０時間経過後の圧縮永久歪みが４０％以下であるため、低温域での耐寒性及び高温域での耐圧縮永久歪み性に優れていた。
　一方、架橋剤として硫黄架橋剤を使用した比較例１では、圧縮永久歪みが４０％よりも高く、耐圧縮永久歪み性に劣っていた。また、充填剤としてカーボンブラックを使用し、且つ天然ゴム成分として変性されていない天然ゴムを使用した比較例２も同様に、圧縮永久歪みが４０％よりも高く、耐圧縮永久歪み性に劣っていた。一方、充填剤としてカーボンブラックを使用し、且つ天然ゴム成分として５０％のエポキシ化度を有する天然ゴムを使用した比較例３では、圧縮永久歪みは４０％以下であったものの、低温弾性回復試験におけるＴＲ１０の温度が－４０℃よりも高く、耐寒性に劣っていた。さらに、充填剤としてシリカを使用したものの、シランカップリング剤を使用していない比較例４では、圧縮永久歪みが４０％よりも高く、耐圧縮永久歪み性に劣っていた。
１、１Ａ、１Ｂ　密封装置、２　一方の部材（配管部材）、３　他方の部材（配管部材）、４　装着溝、４ａ　高圧側装着部位、４ｂ　低圧側装着部位、４ｃ　傾斜底面、１１　シールリング、２１　第一バックアップリング（バックアップリング）、２１ａ、３１ａ　傾斜面、３１　第二バックアップリング、１００　密封装置、１０１　基材、１０１ａ　通気孔、１０２　ガスケット、１０２ａ　ベース部、１０２ｂ　シールリップ部

Claims (11)

  1. 　互いに対向する二部材の間に配置されて、前記二部材の間の空間を密封する密封装置であって、
    　前記空間と接するシール本体部を備え、
    　前記シール本体部において、ＪＩＳ　Ｋ　６２５１：２０１７の規定に準拠して測定された引張強さが１０ＭＰａ以上であり、ＪＩＳ　Ｋ　６２５１：２０１７の規定に準拠して測定された切断時伸びが２００％以上であり、ＪＩＳ　Ｋ　６２６１－４：２０１７の規定に準拠して測定された低温弾性回復試験におけるＴＲ１０の温度が－４０℃以下であり、且つ、ＪＩＳ　Ｂ　２４０１－１：２０１２の規定に記載されているＧ２５　Ｏリングの形状にてＪＩＳ　Ｋ　６２６２：２０１３の規定に準拠して測定された１００℃で７０時間経過後の圧縮永久歪みが４０％以下であることを特徴とする密封装置。
  2. 　前記シール本体部が環状である、請求項１に記載の密封装置。
  3. 　前記シール本体部がバックアップリングで保持されている、請求項１または２に記載の密封装置。
  4. 　前記シール本体部の断面形状が突起形状である、請求項１に記載の密封装置。
  5. 　前記シール本体部が板状の基材上に設けられ、前記基材が金属製またはカーボン製の板である、請求項４に記載の密封装置。
  6. 　前記基材と前記シール本体部が、前記シール本体部に含まれる接着剤によって接着されている、請求項５に記載の密封装置。
  7. 　前記シール本体部が水素ガスに接している、請求項１または２に記載の密封装置。
  8. 　前記シール本体部が液体水素に接している、請求項１または２に記載の密封装置。
  9. 　水素エネルギーシステムに使用するための請求項１または２に記載の密封装置。
  10. 　互いに対向する二部材の間に配置されて、前記二部材の間の空間を密封する密封装置であって、
    　前記空間と接するシール本体部を備え、
    　前記シール本体部が、（Ａ）天然ゴム及び１％以上５０％未満のエポキシ化度を有するエポキシ変性された天然ゴムから選択される天然ゴム成分と、（Ｂ）カーボンブラック及びシリカから選択される充填剤と、（Ｃ）有機過酸化物系架橋剤と、任意に（Ｄ）シランカップリング剤とを含有するゴム組成物の加硫成型品である（但し、前記充填剤がカーボンブラックである場合、前記ゴム組成物は１％以上５０％未満のエポキシ化度を有するエポキシ変性された天然ゴムを含有し、且つ、前記充填剤がシリカである場合、前記ゴム組成物はさらにシランカップリング剤を含有する）ことを特徴とする密封装置。
  11. 　前記ゴム組成物が、（Ｅ）架橋促進剤、助剤及び老化防止剤からなる群から選択される少なくとも１種の添加剤をさらに含有する、請求項１０に記載の密封装置。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09229196A (ja) * 1996-02-19 1997-09-02 Nippon Reinz Co Ltd 金属ガスケット
JP2008057711A (ja) 2006-09-01 2008-03-13 Toyota Motor Corp 高圧水素容器
JP2014114878A (ja) * 2012-12-10 2014-06-26 Kawasaki Heavy Ind Ltd シール構造
JP2016090050A (ja) * 2014-10-30 2016-05-23 株式会社ジェイテクト シール材
JP2018162409A (ja) * 2017-03-27 2018-10-18 三井化学株式会社 パッキン用エチレン共重合体組成物及びパッキン用途
JP2019206663A (ja) * 2018-05-30 2019-12-05 三菱電線工業株式会社 架橋ゴム組成物及びそれを用いたシール材

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6492454B1 (en) * 1999-04-01 2002-12-10 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Rubber composition containing rubber, mercapto-triazine and epoxy grafter polymer
EP1832787B1 (en) * 2004-12-28 2019-02-20 NOK Corporation Sealing device
JP2010165577A (ja) * 2009-01-16 2010-07-29 Nok Corp 燃料電池セルのシール構造
JP6709641B2 (ja) * 2015-10-15 2020-06-17 三井化学株式会社 シールパッキン

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09229196A (ja) * 1996-02-19 1997-09-02 Nippon Reinz Co Ltd 金属ガスケット
JP2008057711A (ja) 2006-09-01 2008-03-13 Toyota Motor Corp 高圧水素容器
JP2014114878A (ja) * 2012-12-10 2014-06-26 Kawasaki Heavy Ind Ltd シール構造
JP2016090050A (ja) * 2014-10-30 2016-05-23 株式会社ジェイテクト シール材
JP2018162409A (ja) * 2017-03-27 2018-10-18 三井化学株式会社 パッキン用エチレン共重合体組成物及びパッキン用途
JP2019206663A (ja) * 2018-05-30 2019-12-05 三菱電線工業株式会社 架橋ゴム組成物及びそれを用いたシール材

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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