アクリルゴム組成物
【課題】圧縮永久歪特性を低下させず、且つ低コストなアクリルゴム組成物及びＯリング、ガスケット、パッキン等のシール部品として使用されるアクリルゴム組成物を提供すること。
【解決手段】ＡＣＭポリマー１００重量部に対して、ヨウ素吸着量が１５〜２５ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量が１２０〜１３０ｃｍ３／１００ｇであるカーボンブラックを１０〜１００重量部と炭酸カルシウムを２０〜１００重量部配合したアクリルゴム組成物であり、好ましくは、前記カーボンブラックとは別種のＭＴカーボンを１０〜１００重量部配合すること。
【解決手段】ＡＣＭポリマー１００重量部に対して、ヨウ素吸着量が１５〜２５ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量が１２０〜１３０ｃｍ３／１００ｇであるカーボンブラックを１０〜１００重量部と炭酸カルシウムを２０〜１００重量部配合したアクリルゴム組成物であり、好ましくは、前記カーボンブラックとは別種のＭＴカーボンを１０〜１００重量部配合すること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｏリング、ガスケット等のシール部品及びその他のゴム部品として使用されるアクリルゴム組成物に関し、詳しくは圧縮永久歪特性を低下させず、且つ低コストなアクリルゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＣＭシール材料は、ＦＫＭ、ＶＭＱに次ぐ耐熱性、耐油性を有しており、ＮＢＲ材料と比較すると耐熱レベルが５０℃程度良好な材料である。しかし、価格の点でもＮＢＲ材料と比較して高価であり適用可能な品目が限られてくるのが現状である。
【０００３】
そのため、従来、低価格材料の配合設計をする場合、可塑剤によりベース材料の硬さを低下させ、カーボンを多量に配合する方法、または珪藻土、ケイ酸アルミニウム、メタケイ酸カルシウム等を増量剤として使用する方法が用いられる。
【０００４】
しかし、上記方法では、物性、特に圧縮永久歪特性の低下が大きくなり、Ｏリング、ガスケット材料と言った高機能なシール材料としての機能が十分ではない欠点がある。
【０００５】
特許文献１には、ＡＣＭにヨウ素吸着量が１５〜２５ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量が１２０〜１３０ｃｍ３／１００ｇであるカーボンブラックを配合することにより、圧縮永久歪特性が向上することが記載されているが、低コスト化のために珪藻土などの増量剤を多量に配合した場合、圧縮永久歪特性の悪化が大きいという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ２００７／１４５３３７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の課題は、圧縮永久歪特性を低下させず、且つ低コストなアクリルゴム組成物を提供することにある。
【０００８】
また本発明の他の課題は、Ｏリング、ガスケット、パッキン等のシール部品として使用されるアクリルゴム組成物を提供することにある。
【０００９】
また本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【００１１】
（請求項１）
ＡＣＭポリマー１００重量部に対して、ヨウ素吸着量が１５〜２５ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量が１２０〜１３０ｃｍ３／１００ｇであるカーボンブラックを１０〜１００重量部と炭酸カルシウムを２０〜１００重量部配合したアクリルゴム組成物。
【００１２】
（請求項２）
前記カーボンブラックとは別種のＭＴカーボンを１０〜１００重量部配合することを特徴とする請求項１記載のアクリルゴム組成物。
【００１３】
（請求項３）
Ｏリング、ガスケット又はパッキンから選ばれるシール部品として使用することを特徴とする請求項１又は２記載のアクリルゴム組成物。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、低コストで圧縮永久歪み特性に優れたアクリルゴム組成物を提供することができる。
【００１５】
さらに本発明によれば、Ｏリング、ガスケット、パッキン等のシール部品として使用されるアクリルゴム組成物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
本発明のアクリルゴム組成物は、ＡＣＭポリマー１００重量部に対して、ヨウ素吸着量が１５〜２５ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量が１２０〜１３０ｃｍ３／１００ｇであるカーボンブラックを１０〜１００重量部と炭酸カルシウムを２０〜１００重量部配合することを特徴とする。
【００１８】
＜ＡＣＭポリマー＞
本発明のＡＣＭポリマーに用いられる主成分モノマーは、例えばアクリル酸アルキル又はアクリル酸アルコキシアルキルと、アクリル酸ブチルと、官能基を有する架橋点モノマーを含む。
【００１９】
アクリル酸アルキルとしては、アクリル酸エチル（ＥＡ）などが挙げられる。
【００２０】
アクリル酸アルコキシアルキルとしては、アクリル酸メトキシエチル（ＭＥＡ）、アクリル酸メトキシブチル、アクリル酸エトキシブチル等が挙げられ、好ましくはアクリル酸メトキシエチル（ＭＥＡ）が用いられる。
【００２１】
官能基を有する架橋点モノマーとしては、カルボキシル基、エポキシ基、塩素基（活性塩素基を含む）からなる官能基の１種又は２種以上を組み合わせたモノマーが挙げられる。
【００２２】
カルボキシル基を有する架橋点モノマーとしては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、
クロトン酸、２−ペンテン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸モノアルキルエステル、イタコン酸モノアルキルエステル等が挙げられる。
【００２３】
エポキシ基を有する架橋点モノマーとしては、例えばグリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル、メタアリルグリシジルエーテル等が挙げられる。
【００２４】
塩素基（活性塩素基を含む）を有する架橋点モノマーとしては、例えば２−クロルエチルビニルエーテル、２−クロルエチルアクリレート、ビニルベンジルクロライド、ビニルクロルアセテート、アリルクロルアセテート等が挙げられる。
【００２５】
本発明のＡＣＭポリマーに用いられる主成分モノマーの好適な組み合わせは、アクリル酸メトキシエチル（ＭＥＡ）−アクリル酸ブチル（ＢＡ）−活性塩素基含有架橋点モノマー、あるいはアクリル酸エチル（ＥＡ）−アクリル酸ブチル（ＢＡ）−活性塩素基含有架橋点モノマーが挙げられる。
【００２６】
本発明のＡＣＭポリマーは、架橋点モノマーやその他共重合可能なモノマー成分を、乳化重合、懸濁重合、溶液重合、塊状重合等の公知の方法で共重合させて得ることができる。
【００２７】
本発明のＡＣＭポリマーに使用される他のモノマー成分としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、２−ペンテン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等のカルボキシル基含有化合物；１，１−ジヒドロペルフルオロエチル（メタ）アクリレート、１，１−ジヒドロペルフルオロプロピル（メタ）アクリレート、１，１，５−トリヒドロペルフルオロヘキシル（メタ）アクリレート、１，１，２，２−テトラヒドロペルフルオロプロピル（メタ）アクリレート、１，１，７−トリヒドロペルフルオロヘプチル（メタ）アクリレート、１，１−ジヒドロペルフルオロオクチル（メタ）アクリレート、１，１−ジヒドロペルフルオロデシル（メタ）アクリレート等の含フッ素アクリル酸エステル；１−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等の水酸基含有アクリル酸エステル；ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジブチルアミノエチル（メタ）アクリレート等の第３級アミノ基含有アクリル酸エステル；メチルメタクリレート、オクチルメタクリレート等のメタクリレート；メチルビニルケトン等のアルキルビニルケトン；ビニルエチルエーテル、アリルメチルエーテル等のビニル及びアリルエーテル；スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ビニルトルエン等のビニル芳香族化合物；アクリロニトリル、メタアクリロニトリル等のビニルニトリルなどが挙げられ、またその他にも、エチレン、プロピレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、アルキルフマレート等が挙げられる。
【００２８】
本発明のＡＣＭポリマーは市販品として入手することができ、市販品としては、例えばユニマテック社製「ノックスタイトＰＡ−４０２Ｌ」が挙げられる。
【００２９】
＜カーボンブラック＞
本発明において、カーボンブラックは、ヨウ素吸着量が１５〜２５ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量が１２０〜１３０ｃｍ３／１００ｇであるものが使用される。
【００３０】
ヨウ素吸着量は、ＪＩＳ Ｋ６２２１に基づいて測定された値であり、ＤＢＰ吸油量は、ＪＩＳ Ｋ６２２１のＡ法（機械法）に準じて測定される値である。
【００３１】
ヨウ素吸着量が２５ｍｇ／ｇを越えると、ゴムの補強性（引張強さ、伸び）は得られるが、硬度が高く加工性にやや劣り、また、圧縮永久歪（ＣＳともいう）が悪化し易い。ヨウ素吸着量が１５ｍｇ／ｇ未満である場合は補強性が弱く、十分な引張強さが得られない。
【００３２】
ＤＢＰ吸油量が１２０ｃｍ３／１００ｇ未満である場合は補強性が十分ではなく、シール時の圧力、圧縮等でシール材の破壊が生じやすくなる。ＤＢＰ吸油量が１３０ｃｍ３／１００ｇを越えると、硬度が高く、ゴムの加工性が悪くなる。
【００３３】
本発明において、カーボンブラックの配合量は、アクリルゴムポリマー１００重量部に対し１０〜１００重量部の範囲であり、好ましくは２０〜９０重量部の範囲である。
【００３４】
本発明のカーボンブラックは、市販品として入手することができ、たとえば、昭和キャボット社製「ショウブラックＩＰ２００」（ヨウ素吸着量２０ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量１
２５ｍｌ／１００ｇ）が挙げられる。
【００３５】
＜ＭＴカーボン＞
本発明では、上記のカーボンブラックとは別種（別銘柄）の、ＭＴカーボンを配合することができる。
【００３６】
本発明に用いることができるＭＴカーボンは、ヨウ素吸着量が１０〜２０ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量が３０〜５０ｃｍ３／１００ｇであるものが好ましい。このＭＴカーボンを併用することで、更に良好な圧縮永久歪み特性が得られるようになり、その配合量はＡＣＭポリマー１００重量部に対し、１０〜１００重量部の範囲で配合され、好ましくは２０〜８０重量部の範囲で配合され、より好ましくは３０〜７０重量部の範囲で配合される。
【００３７】
本発明のＭＴカーボンは、市販品として入手することができ、たとえば、Ｈｕｂｅｒ社製「Ｈｕｂｅｒ Ｎ−９９０（ヨウ素吸着量１５ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量４３ｍｌ／１００ｇ）が挙げられる。
【００３８】
＜増量剤＞
本発明においては、炭酸カルシウムが用いられるが、炭酸カルシウムを配合することで、低価格でありながら、圧縮永久歪の良好なアクリルゴム組成物を得ることができる。
【００３９】
炭酸カルシウムの配合量は、ＡＣＭポリマー１００重量部あたり２０〜１００重量部の範囲であり、好ましくは３０〜８０重量部の範囲、さらに好ましくは４０〜６０重量部の範囲である。
【００４０】
炭酸カルシウムの配合量が２０重量部より少ないと、アクリルゴム組成物の製品コストを下げることができないので、低コスト化の効果が得られず、１００重量部より多くなると、圧縮永久歪み特性の悪化や引張強さの低下が見られる。
【００４１】
本発明に用いられる炭酸カルシウムは市販品として入手することができ、たとえば、ホワイトンＢ（白石カルシウム社製）等が挙げられる。
【００４２】
＜架橋剤および架橋促進剤＞
本発明のアクリルゴム組成物は、例えばトリアジン加硫、高級脂肪酸金属塩／イオウ加硫のいずれの加硫系で加硫させてもよい。
【００４３】
トリアジン系加硫剤としては、１，３，５−トリチオシアヌル酸、１−ヘキシルアミノ−３，５−ジメチルカプトトリアジン、１−ジエチルアミノ−３，５−ジメチルカプトトリアジン、１−シクロヘキシルアミノ−３，５−ジメチルカプトトリアジン等が挙げられる。
【００４４】
また、トリアジン系加硫剤としてトリチオシアヌル酸架橋剤を用いた場合に、架橋促進剤としては、例えばジブチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛等を用いることもできる。
【００４５】
イオウ加硫系化合物としては、イオウ以外に、４，４’−ジチオジモルホリン、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、２−メルカプトイミダゾリン、テトラメチルチウラムモノスルフィド、N-シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾルスルフェンアミド、ジベンゾチアジルジスルフィド、高分子多硫化物等のイオウ供与性化合物も用いられる。
【００４６】
イオウ加硫系化合物を加硫剤として用いた場合に、架橋促進剤としては、高級脂肪酸金属塩を用いることができ、例えば、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、ミリスチン酸カリウム、パルミチン酸ナトリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、オレイン酸ナトリウム、オレイン酸カリウム、オレイン酸バリウム等が挙げられる。
【００４７】
＜その他の配合剤＞
本発明のアクリルゴム組成物においては、必要に応じて、ステアリン酸、パルチミン酸、パラフィンワックス等の加工助剤、酸化亜鉛、酸化マグネシウム等の受酸剤、老化防止剤、可塑剤、補強材、充填剤、光安定剤、滑剤、粘着剤、潤滑剤、難燃剤、防黴剤、帯電防止剤、着色剤などの添加剤を含有してもよい。
【００４８】
また、本発明のゴム組成物には、必要に応じて、アクリルゴム以外のゴム、エラストマー、樹脂などをさらに配合してもよい。例えば、天然ゴム、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴムなどのゴム；オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリシロキサン系エラストマーなどのエラストマー；ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂などの樹脂；などを配合することができる。
【００４９】
＜ゴム組成物の調製、架橋及び成形＞
本発明のゴム組成物の調製においては、インターミックス、ニーダー、バンバリーミキサー等の混練機または、オープンロール等を用いて混練するなどの適宜の混合方法が採用できる。
【００５０】
架橋の際には、本発明のアクリルゴム組成物を加熱する。加熱温度は、好ましくは１３０〜２２０℃、より好ましくは１４０〜２００℃、更に好ましくは１５０〜２００℃であり、架橋時間は好ましくは３０秒〜５時間、より好ましくは３分〜６０分加熱である。
【００５１】
加熱方法としては、プレス加熱、蒸気加熱、オーブン加熱、熱風加熱などのゴムの架橋に用いられる方法を適宜選択すればよい。
【００５２】
また、一次架橋した後に、架橋物の内部まで確実に架橋させるために、二次架橋を行ってもよい。二次架橋は、加熱方法、架橋温度、形状などにより異なるが、加熱温度は好ましくは１５０〜２５０℃で、加熱時間は好ましくは０．５時間〜２４時間行う。加熱方法はオーブン加熱等を適宜選択すればよい。
【００５３】
本発明のゴム組成物の成形方法は、特に限定されない。圧縮成形、射出成形、トランスファー成形あるいは押出成形などのいずれの方法を用いることも可能である。
【００５４】
本発明では、射出成形機、圧縮成形機、加硫プレスなどを用いて、成形と架橋を同時に行う方法、成形後に架橋を行う方法のいずれでもよい。
【００５５】
本発明のアクリルゴム組成物は、加硫・成形し、Ｏリング、ガスケット又はパッキンから選ばれるシール部品およびその他のゴム部品等に好適に使用でき、その他のゴム部品としては、オイルシール、バルブ等として好適に用いられる。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例により本発明の効果を例証する。
【００５７】
実施例１
ＡＣＭポリマー（ユニマテック社製「ノックスタイトＰＡ−４０２Ｌ」） １００重量部
カーボンブラック（昭和キャボット社製「ショウブラックＩＰ２００」）
（ヨウ素吸着量２０ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量１２５ｃｍ３／１００ｇ） ５０重量部
炭酸カルシウム（白石カルシウム社製「ホワイトンＢ」） ５０重量部
硫黄 ０．５重量部
ステアリン酸Ｎａ １．５重量部
【００５８】
これらの配合物（加硫剤及び加硫促進剤を除く）をニーダーで混練し、次いで加硫剤及
び加硫促進剤を配合してオープンロールにて混練した。
【００５９】
このゴム組成物の成形は、加硫プレスにより、１７０℃ ２０分の一次加硫、及び加熱
オーブンによる１５０℃ ２４時間の二次加硫により行い、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×２ｍｍの加硫シートとＧ２５サイズ（内径２４．４ｍｍ、線径３．１ｍｍ）のＯリングを得た。
【００６０】
得られた加硫シートについて、常態物性を測定すると共に、Ｏリングの圧縮永久歪試験
を行った。
【００６１】
組成物の配合および、各評価の結果を表１に示す。
【００６２】
＜評価方法＞
（常態物性）
１．ゴム硬度Ｈｓ；ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠しタイプＡデュロメーターで測定した。
２．引張強さＴＢ（ＭＰａ）；ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠。
３．伸びＥＢ（％）；ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠。
【００６３】
（圧縮永久歪ＣＳ試験）
上記のＧ２５サイズ（内径２４．４ｍｍ、線径３．１ｍｍ）のＯリングについて、ＪＩＳ Ｋ６２６２に準拠して１５０℃×７０時間、１５０℃×１４０時間及び１５０℃×３００時間（いずれの場合も２５％圧縮）の耐熱老化後の圧縮永久歪ＣＳ（％）を評価した。
【００６４】
実施例２
実施例１において、ショウブラックＩＰ２００を２０重量部に減量し、ＭＴカーボン４０重量部を加えて同様に評価した。その結果を表１に示す。
【００６５】
参考例
実施例１において、ショウブラックＩＰ２００及び炭酸カルシウムを用いず、代わりにＦＥＦカーボン（東海カーボン社製；ヨウ素吸着量が４４ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量が１１５ｃｍ３／１００ｇ）５０重量部を配合（従来のアクリルゴム配合）させて同様に評価した。その結果を表１に示す。
【００６６】
比較例１
実施例１において、ショウブラックＩＰ２００（昭和キャボット社製カーボンブラック）及び炭酸カルシウムを用いず、代わりにＦＥＦカーボン８０重量部、及び、可塑剤としてアデカサイザーＲＳ−１０７（旭電化工業社製）を３０重量部配合させて同様に評価した。その結果を表１に示す。
【００６７】
比較例２
実施例１において、ショウブラックＩＰ２００をＦＥＦカーボンに代えて、同様に評価した。その結果を表１に示す。
【００６８】
比較例３
実施例１において、炭酸カルシウムをメタケイ酸カルシウム（ＮＹＣＯ社製「ＮＹＡＤ４００」）に代えて、同様に評価した。その結果を表１に示す。
【００６９】
比較例４
実施例１において、炭酸カルシウムを珪藻土（中央シリカ社製「Ｓｉｌｉｋａ ６Ｂ」）に代えて、同様に評価した。その結果を表１に示す。
【００７０】
比較例５
実施例１において、炭酸カルシウムをケイ酸アルミニウム（ＶＡＮＤＥＲＶＩＬＴ社製「ＤＩＸＩＥ ＣＬＡＹ」）に代えて、同様に評価した。その結果を表１に示す。
【００７１】
比較例６
実施例１において、炭酸カルシウムの配合量を１２０重量部に代えて同様に評価した。その結果を表１に示す。
【００７２】
【表１】
【００７３】
表１より、実施例１では、従来のアクリルゴム配合である参考例と比較して、ほぼ同等のＣＳを保ったまま、低コスト化が実現した。
【００７４】
さらに実施例２では、実施例１にＭＴカーボンを配合させることで、更にＣＳが向上したことがわかる。
【００７５】
比較例１では、従来のアクリルゴム配合である参考例において、可塑剤を配合し、カーボンを多量に配合することで低コスト化を図ったが、ＣＳが悪化したことがわかる。
【００７６】
比較例２では、従来のアクリルゴム配合である参考例に炭酸カルシウムを配合したが、ヨウ素吸着量が高く、ＤＢＰ吸油量が低いＦＥＦカーボンを用いたため、十分なＣＳが得られなかったことがわかる。
【００７７】
比較例３〜５は、実施例１において、用いる増量剤として、炭酸カルシウムを配合せずに、メタケイ酸カルシウム、珪藻土、ケイ酸アルミニウムをそれぞれ用いたため、ＣＳが悪化したことがわかる。特に、メタケイ酸カルシウムを用いた比較例３及び珪藻土を用いた比較例４では、ＴＢの悪化が著しいことがわかる。
【００７８】
比較例６では、炭酸カルシウムの配合量が１００重量部より多いので、圧縮永久歪が悪化し、さらにＴＢも低下していることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明のアクリルゴム組成物は、加硫・成形し、Ｏリング、ガスケット又はパッキンから選ばれるシール部品およびその他のゴム部品等に好適に使用でき、その他のゴム部品としては、オイルシール、バルブ等として好適に用いられる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｏリング、ガスケット等のシール部品及びその他のゴム部品として使用されるアクリルゴム組成物に関し、詳しくは圧縮永久歪特性を低下させず、且つ低コストなアクリルゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＣＭシール材料は、ＦＫＭ、ＶＭＱに次ぐ耐熱性、耐油性を有しており、ＮＢＲ材料と比較すると耐熱レベルが５０℃程度良好な材料である。しかし、価格の点でもＮＢＲ材料と比較して高価であり適用可能な品目が限られてくるのが現状である。
【０００３】
そのため、従来、低価格材料の配合設計をする場合、可塑剤によりベース材料の硬さを低下させ、カーボンを多量に配合する方法、または珪藻土、ケイ酸アルミニウム、メタケイ酸カルシウム等を増量剤として使用する方法が用いられる。
【０００４】
しかし、上記方法では、物性、特に圧縮永久歪特性の低下が大きくなり、Ｏリング、ガスケット材料と言った高機能なシール材料としての機能が十分ではない欠点がある。
【０００５】
特許文献１には、ＡＣＭにヨウ素吸着量が１５〜２５ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量が１２０〜１３０ｃｍ３／１００ｇであるカーボンブラックを配合することにより、圧縮永久歪特性が向上することが記載されているが、低コスト化のために珪藻土などの増量剤を多量に配合した場合、圧縮永久歪特性の悪化が大きいという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ２００７／１４５３３７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の課題は、圧縮永久歪特性を低下させず、且つ低コストなアクリルゴム組成物を提供することにある。
【０００８】
また本発明の他の課題は、Ｏリング、ガスケット、パッキン等のシール部品として使用されるアクリルゴム組成物を提供することにある。
【０００９】
また本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【００１１】
（請求項１）
ＡＣＭポリマー１００重量部に対して、ヨウ素吸着量が１５〜２５ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量が１２０〜１３０ｃｍ３／１００ｇであるカーボンブラックを１０〜１００重量部と炭酸カルシウムを２０〜１００重量部配合したアクリルゴム組成物。
【００１２】
（請求項２）
前記カーボンブラックとは別種のＭＴカーボンを１０〜１００重量部配合することを特徴とする請求項１記載のアクリルゴム組成物。
【００１３】
（請求項３）
Ｏリング、ガスケット又はパッキンから選ばれるシール部品として使用することを特徴とする請求項１又は２記載のアクリルゴム組成物。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、低コストで圧縮永久歪み特性に優れたアクリルゴム組成物を提供することができる。
【００１５】
さらに本発明によれば、Ｏリング、ガスケット、パッキン等のシール部品として使用されるアクリルゴム組成物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
本発明のアクリルゴム組成物は、ＡＣＭポリマー１００重量部に対して、ヨウ素吸着量が１５〜２５ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量が１２０〜１３０ｃｍ３／１００ｇであるカーボンブラックを１０〜１００重量部と炭酸カルシウムを２０〜１００重量部配合することを特徴とする。
【００１８】
＜ＡＣＭポリマー＞
本発明のＡＣＭポリマーに用いられる主成分モノマーは、例えばアクリル酸アルキル又はアクリル酸アルコキシアルキルと、アクリル酸ブチルと、官能基を有する架橋点モノマーを含む。
【００１９】
アクリル酸アルキルとしては、アクリル酸エチル（ＥＡ）などが挙げられる。
【００２０】
アクリル酸アルコキシアルキルとしては、アクリル酸メトキシエチル（ＭＥＡ）、アクリル酸メトキシブチル、アクリル酸エトキシブチル等が挙げられ、好ましくはアクリル酸メトキシエチル（ＭＥＡ）が用いられる。
【００２１】
官能基を有する架橋点モノマーとしては、カルボキシル基、エポキシ基、塩素基（活性塩素基を含む）からなる官能基の１種又は２種以上を組み合わせたモノマーが挙げられる。
【００２２】
カルボキシル基を有する架橋点モノマーとしては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、
クロトン酸、２−ペンテン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸モノアルキルエステル、イタコン酸モノアルキルエステル等が挙げられる。
【００２３】
エポキシ基を有する架橋点モノマーとしては、例えばグリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル、メタアリルグリシジルエーテル等が挙げられる。
【００２４】
塩素基（活性塩素基を含む）を有する架橋点モノマーとしては、例えば２−クロルエチルビニルエーテル、２−クロルエチルアクリレート、ビニルベンジルクロライド、ビニルクロルアセテート、アリルクロルアセテート等が挙げられる。
【００２５】
本発明のＡＣＭポリマーに用いられる主成分モノマーの好適な組み合わせは、アクリル酸メトキシエチル（ＭＥＡ）−アクリル酸ブチル（ＢＡ）−活性塩素基含有架橋点モノマー、あるいはアクリル酸エチル（ＥＡ）−アクリル酸ブチル（ＢＡ）−活性塩素基含有架橋点モノマーが挙げられる。
【００２６】
本発明のＡＣＭポリマーは、架橋点モノマーやその他共重合可能なモノマー成分を、乳化重合、懸濁重合、溶液重合、塊状重合等の公知の方法で共重合させて得ることができる。
【００２７】
本発明のＡＣＭポリマーに使用される他のモノマー成分としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、２−ペンテン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等のカルボキシル基含有化合物；１，１−ジヒドロペルフルオロエチル（メタ）アクリレート、１，１−ジヒドロペルフルオロプロピル（メタ）アクリレート、１，１，５−トリヒドロペルフルオロヘキシル（メタ）アクリレート、１，１，２，２−テトラヒドロペルフルオロプロピル（メタ）アクリレート、１，１，７−トリヒドロペルフルオロヘプチル（メタ）アクリレート、１，１−ジヒドロペルフルオロオクチル（メタ）アクリレート、１，１−ジヒドロペルフルオロデシル（メタ）アクリレート等の含フッ素アクリル酸エステル；１−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等の水酸基含有アクリル酸エステル；ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジブチルアミノエチル（メタ）アクリレート等の第３級アミノ基含有アクリル酸エステル；メチルメタクリレート、オクチルメタクリレート等のメタクリレート；メチルビニルケトン等のアルキルビニルケトン；ビニルエチルエーテル、アリルメチルエーテル等のビニル及びアリルエーテル；スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ビニルトルエン等のビニル芳香族化合物；アクリロニトリル、メタアクリロニトリル等のビニルニトリルなどが挙げられ、またその他にも、エチレン、プロピレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、アルキルフマレート等が挙げられる。
【００２８】
本発明のＡＣＭポリマーは市販品として入手することができ、市販品としては、例えばユニマテック社製「ノックスタイトＰＡ−４０２Ｌ」が挙げられる。
【００２９】
＜カーボンブラック＞
本発明において、カーボンブラックは、ヨウ素吸着量が１５〜２５ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量が１２０〜１３０ｃｍ３／１００ｇであるものが使用される。
【００３０】
ヨウ素吸着量は、ＪＩＳ Ｋ６２２１に基づいて測定された値であり、ＤＢＰ吸油量は、ＪＩＳ Ｋ６２２１のＡ法（機械法）に準じて測定される値である。
【００３１】
ヨウ素吸着量が２５ｍｇ／ｇを越えると、ゴムの補強性（引張強さ、伸び）は得られるが、硬度が高く加工性にやや劣り、また、圧縮永久歪（ＣＳともいう）が悪化し易い。ヨウ素吸着量が１５ｍｇ／ｇ未満である場合は補強性が弱く、十分な引張強さが得られない。
【００３２】
ＤＢＰ吸油量が１２０ｃｍ３／１００ｇ未満である場合は補強性が十分ではなく、シール時の圧力、圧縮等でシール材の破壊が生じやすくなる。ＤＢＰ吸油量が１３０ｃｍ３／１００ｇを越えると、硬度が高く、ゴムの加工性が悪くなる。
【００３３】
本発明において、カーボンブラックの配合量は、アクリルゴムポリマー１００重量部に対し１０〜１００重量部の範囲であり、好ましくは２０〜９０重量部の範囲である。
【００３４】
本発明のカーボンブラックは、市販品として入手することができ、たとえば、昭和キャボット社製「ショウブラックＩＰ２００」（ヨウ素吸着量２０ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量１
２５ｍｌ／１００ｇ）が挙げられる。
【００３５】
＜ＭＴカーボン＞
本発明では、上記のカーボンブラックとは別種（別銘柄）の、ＭＴカーボンを配合することができる。
【００３６】
本発明に用いることができるＭＴカーボンは、ヨウ素吸着量が１０〜２０ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量が３０〜５０ｃｍ３／１００ｇであるものが好ましい。このＭＴカーボンを併用することで、更に良好な圧縮永久歪み特性が得られるようになり、その配合量はＡＣＭポリマー１００重量部に対し、１０〜１００重量部の範囲で配合され、好ましくは２０〜８０重量部の範囲で配合され、より好ましくは３０〜７０重量部の範囲で配合される。
【００３７】
本発明のＭＴカーボンは、市販品として入手することができ、たとえば、Ｈｕｂｅｒ社製「Ｈｕｂｅｒ Ｎ−９９０（ヨウ素吸着量１５ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量４３ｍｌ／１００ｇ）が挙げられる。
【００３８】
＜増量剤＞
本発明においては、炭酸カルシウムが用いられるが、炭酸カルシウムを配合することで、低価格でありながら、圧縮永久歪の良好なアクリルゴム組成物を得ることができる。
【００３９】
炭酸カルシウムの配合量は、ＡＣＭポリマー１００重量部あたり２０〜１００重量部の範囲であり、好ましくは３０〜８０重量部の範囲、さらに好ましくは４０〜６０重量部の範囲である。
【００４０】
炭酸カルシウムの配合量が２０重量部より少ないと、アクリルゴム組成物の製品コストを下げることができないので、低コスト化の効果が得られず、１００重量部より多くなると、圧縮永久歪み特性の悪化や引張強さの低下が見られる。
【００４１】
本発明に用いられる炭酸カルシウムは市販品として入手することができ、たとえば、ホワイトンＢ（白石カルシウム社製）等が挙げられる。
【００４２】
＜架橋剤および架橋促進剤＞
本発明のアクリルゴム組成物は、例えばトリアジン加硫、高級脂肪酸金属塩／イオウ加硫のいずれの加硫系で加硫させてもよい。
【００４３】
トリアジン系加硫剤としては、１，３，５−トリチオシアヌル酸、１−ヘキシルアミノ−３，５−ジメチルカプトトリアジン、１−ジエチルアミノ−３，５−ジメチルカプトトリアジン、１−シクロヘキシルアミノ−３，５−ジメチルカプトトリアジン等が挙げられる。
【００４４】
また、トリアジン系加硫剤としてトリチオシアヌル酸架橋剤を用いた場合に、架橋促進剤としては、例えばジブチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛等を用いることもできる。
【００４５】
イオウ加硫系化合物としては、イオウ以外に、４，４’−ジチオジモルホリン、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、２−メルカプトイミダゾリン、テトラメチルチウラムモノスルフィド、N-シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾルスルフェンアミド、ジベンゾチアジルジスルフィド、高分子多硫化物等のイオウ供与性化合物も用いられる。
【００４６】
イオウ加硫系化合物を加硫剤として用いた場合に、架橋促進剤としては、高級脂肪酸金属塩を用いることができ、例えば、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、ミリスチン酸カリウム、パルミチン酸ナトリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、オレイン酸ナトリウム、オレイン酸カリウム、オレイン酸バリウム等が挙げられる。
【００４７】
＜その他の配合剤＞
本発明のアクリルゴム組成物においては、必要に応じて、ステアリン酸、パルチミン酸、パラフィンワックス等の加工助剤、酸化亜鉛、酸化マグネシウム等の受酸剤、老化防止剤、可塑剤、補強材、充填剤、光安定剤、滑剤、粘着剤、潤滑剤、難燃剤、防黴剤、帯電防止剤、着色剤などの添加剤を含有してもよい。
【００４８】
また、本発明のゴム組成物には、必要に応じて、アクリルゴム以外のゴム、エラストマー、樹脂などをさらに配合してもよい。例えば、天然ゴム、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴムなどのゴム；オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリシロキサン系エラストマーなどのエラストマー；ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂などの樹脂；などを配合することができる。
【００４９】
＜ゴム組成物の調製、架橋及び成形＞
本発明のゴム組成物の調製においては、インターミックス、ニーダー、バンバリーミキサー等の混練機または、オープンロール等を用いて混練するなどの適宜の混合方法が採用できる。
【００５０】
架橋の際には、本発明のアクリルゴム組成物を加熱する。加熱温度は、好ましくは１３０〜２２０℃、より好ましくは１４０〜２００℃、更に好ましくは１５０〜２００℃であり、架橋時間は好ましくは３０秒〜５時間、より好ましくは３分〜６０分加熱である。
【００５１】
加熱方法としては、プレス加熱、蒸気加熱、オーブン加熱、熱風加熱などのゴムの架橋に用いられる方法を適宜選択すればよい。
【００５２】
また、一次架橋した後に、架橋物の内部まで確実に架橋させるために、二次架橋を行ってもよい。二次架橋は、加熱方法、架橋温度、形状などにより異なるが、加熱温度は好ましくは１５０〜２５０℃で、加熱時間は好ましくは０．５時間〜２４時間行う。加熱方法はオーブン加熱等を適宜選択すればよい。
【００５３】
本発明のゴム組成物の成形方法は、特に限定されない。圧縮成形、射出成形、トランスファー成形あるいは押出成形などのいずれの方法を用いることも可能である。
【００５４】
本発明では、射出成形機、圧縮成形機、加硫プレスなどを用いて、成形と架橋を同時に行う方法、成形後に架橋を行う方法のいずれでもよい。
【００５５】
本発明のアクリルゴム組成物は、加硫・成形し、Ｏリング、ガスケット又はパッキンから選ばれるシール部品およびその他のゴム部品等に好適に使用でき、その他のゴム部品としては、オイルシール、バルブ等として好適に用いられる。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例により本発明の効果を例証する。
【００５７】
実施例１
ＡＣＭポリマー（ユニマテック社製「ノックスタイトＰＡ−４０２Ｌ」） １００重量部
カーボンブラック（昭和キャボット社製「ショウブラックＩＰ２００」）
（ヨウ素吸着量２０ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量１２５ｃｍ３／１００ｇ） ５０重量部
炭酸カルシウム（白石カルシウム社製「ホワイトンＢ」） ５０重量部
硫黄 ０．５重量部
ステアリン酸Ｎａ １．５重量部
【００５８】
これらの配合物（加硫剤及び加硫促進剤を除く）をニーダーで混練し、次いで加硫剤及
び加硫促進剤を配合してオープンロールにて混練した。
【００５９】
このゴム組成物の成形は、加硫プレスにより、１７０℃ ２０分の一次加硫、及び加熱
オーブンによる１５０℃ ２４時間の二次加硫により行い、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×２ｍｍの加硫シートとＧ２５サイズ（内径２４．４ｍｍ、線径３．１ｍｍ）のＯリングを得た。
【００６０】
得られた加硫シートについて、常態物性を測定すると共に、Ｏリングの圧縮永久歪試験
を行った。
【００６１】
組成物の配合および、各評価の結果を表１に示す。
【００６２】
＜評価方法＞
（常態物性）
１．ゴム硬度Ｈｓ；ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠しタイプＡデュロメーターで測定した。
２．引張強さＴＢ（ＭＰａ）；ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠。
３．伸びＥＢ（％）；ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠。
【００６３】
（圧縮永久歪ＣＳ試験）
上記のＧ２５サイズ（内径２４．４ｍｍ、線径３．１ｍｍ）のＯリングについて、ＪＩＳ Ｋ６２６２に準拠して１５０℃×７０時間、１５０℃×１４０時間及び１５０℃×３００時間（いずれの場合も２５％圧縮）の耐熱老化後の圧縮永久歪ＣＳ（％）を評価した。
【００６４】
実施例２
実施例１において、ショウブラックＩＰ２００を２０重量部に減量し、ＭＴカーボン４０重量部を加えて同様に評価した。その結果を表１に示す。
【００６５】
参考例
実施例１において、ショウブラックＩＰ２００及び炭酸カルシウムを用いず、代わりにＦＥＦカーボン（東海カーボン社製；ヨウ素吸着量が４４ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量が１１５ｃｍ３／１００ｇ）５０重量部を配合（従来のアクリルゴム配合）させて同様に評価した。その結果を表１に示す。
【００６６】
比較例１
実施例１において、ショウブラックＩＰ２００（昭和キャボット社製カーボンブラック）及び炭酸カルシウムを用いず、代わりにＦＥＦカーボン８０重量部、及び、可塑剤としてアデカサイザーＲＳ−１０７（旭電化工業社製）を３０重量部配合させて同様に評価した。その結果を表１に示す。
【００６７】
比較例２
実施例１において、ショウブラックＩＰ２００をＦＥＦカーボンに代えて、同様に評価した。その結果を表１に示す。
【００６８】
比較例３
実施例１において、炭酸カルシウムをメタケイ酸カルシウム（ＮＹＣＯ社製「ＮＹＡＤ４００」）に代えて、同様に評価した。その結果を表１に示す。
【００６９】
比較例４
実施例１において、炭酸カルシウムを珪藻土（中央シリカ社製「Ｓｉｌｉｋａ ６Ｂ」）に代えて、同様に評価した。その結果を表１に示す。
【００７０】
比較例５
実施例１において、炭酸カルシウムをケイ酸アルミニウム（ＶＡＮＤＥＲＶＩＬＴ社製「ＤＩＸＩＥ ＣＬＡＹ」）に代えて、同様に評価した。その結果を表１に示す。
【００７１】
比較例６
実施例１において、炭酸カルシウムの配合量を１２０重量部に代えて同様に評価した。その結果を表１に示す。
【００７２】
【表１】
【００７３】
表１より、実施例１では、従来のアクリルゴム配合である参考例と比較して、ほぼ同等のＣＳを保ったまま、低コスト化が実現した。
【００７４】
さらに実施例２では、実施例１にＭＴカーボンを配合させることで、更にＣＳが向上したことがわかる。
【００７５】
比較例１では、従来のアクリルゴム配合である参考例において、可塑剤を配合し、カーボンを多量に配合することで低コスト化を図ったが、ＣＳが悪化したことがわかる。
【００７６】
比較例２では、従来のアクリルゴム配合である参考例に炭酸カルシウムを配合したが、ヨウ素吸着量が高く、ＤＢＰ吸油量が低いＦＥＦカーボンを用いたため、十分なＣＳが得られなかったことがわかる。
【００７７】
比較例３〜５は、実施例１において、用いる増量剤として、炭酸カルシウムを配合せずに、メタケイ酸カルシウム、珪藻土、ケイ酸アルミニウムをそれぞれ用いたため、ＣＳが悪化したことがわかる。特に、メタケイ酸カルシウムを用いた比較例３及び珪藻土を用いた比較例４では、ＴＢの悪化が著しいことがわかる。
【００７８】
比較例６では、炭酸カルシウムの配合量が１００重量部より多いので、圧縮永久歪が悪化し、さらにＴＢも低下していることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明のアクリルゴム組成物は、加硫・成形し、Ｏリング、ガスケット又はパッキンから選ばれるシール部品およびその他のゴム部品等に好適に使用でき、その他のゴム部品としては、オイルシール、バルブ等として好適に用いられる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＣＭポリマー１００重量部に対して、ヨウ素吸着量が１５〜２５ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量が１２０〜１３０ｃｍ３／１００ｇであるカーボンブラックを１０〜１００重量部と炭酸カルシウムを２０〜１００重量部配合したアクリルゴム組成物。
【請求項２】
前記カーボンブラックとは別種のＭＴカーボンを１０〜１００重量部配合することを特徴とする請求項１記載のアクリルゴム組成物。
【請求項３】
Ｏリング、ガスケット又はパッキンから選ばれるシール部品として使用することを特徴とする請求項１又は２記載のアクリルゴム組成物。
【請求項１】
ＡＣＭポリマー１００重量部に対して、ヨウ素吸着量が１５〜２５ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量が１２０〜１３０ｃｍ３／１００ｇであるカーボンブラックを１０〜１００重量部と炭酸カルシウムを２０〜１００重量部配合したアクリルゴム組成物。
【請求項２】
前記カーボンブラックとは別種のＭＴカーボンを１０〜１００重量部配合することを特徴とする請求項１記載のアクリルゴム組成物。
【請求項３】
Ｏリング、ガスケット又はパッキンから選ばれるシール部品として使用することを特徴とする請求項１又は２記載のアクリルゴム組成物。
【公開番号】特開２０１０−１５９３７７（Ｐ２０１０−１５９３７７Ａ）
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４０９１（Ｐ２００９−４０９１）
【出願日】平成２１年１月９日（２００９．１．９）
【出願人】（０００００４３８５）ＮＯＫ株式会社 (1,527)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月９日（２００９．１．９）
【出願人】（０００００４３８５）ＮＯＫ株式会社 (1,527)
【Ｆターム（参考）】
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