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水摺動用シール材、その製造方法、およびその次亜塩素酸耐性を向上させる方法
説明

水摺動用シール材、その製造方法、およびその次亜塩素酸耐性を向上させる方法

【課題】従来よりもさらに次亜塩素酸耐性に優れ、かつ生産性にも優れた水摺動用シール材およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】エチレン由来の構成単位および1-ブテン由来の構成単位を有するオレフィン系熱可塑性エラストマーを含有する組成物から形成され、放射線架橋されていることを特徴とする水摺動用シール材。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は水摺動用シール材、その製造方法、およびその次亜塩素酸耐性を向上させる方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、水道水等の水中で使用されるシール材に好適な材料としては、シリコーンゴム(Q)、エチレンプロピレンジエン共重合ゴム(EPDM)、ブチルゴム(IIR)、フッ素ゴム(FKM)、水素添加ニトリルゴム(HNBR)等が知られている。これらの中で、シリコーンゴ
ム、フッ素ゴム、および水素添加ニトリルゴムは高価であるため、一般的にはエチレンプロピレンジエン共重合ゴムやブチルゴムが使用され、特にエチレンプロピレンジエン共重合ゴムが最も汎用されている。
【0003】
しかし、エチレンプロピレンジエン共重合ゴムやブチルゴムを用いたシール材は、水道水中に消毒剤として通常含まれる次亜塩素酸により劣化し、水道機器用や食品加工装置用等のシール材においては、これが大きな問題となってきている。またこれら材料においては、次亜塩素酸耐性の付与のための配合剤を添加する必要があり、ロール作業が必要となる。そして、これらの材料は熱硬化性ゴム材料であることから、プレス成型、2次加硫工
程も必要となり、非常に生産工程が複雑である。
【0004】
次亜塩素酸耐性が優れた材料としてポリブテンがあるが、これは非常に固い材料であるため、柔軟性が無く、取り扱いが困難という問題がある。
一方、特開2002-168382号公報(特許文献1)には、熱可塑性エラストマー、水素化ニ
トリルゴムまたはポリブテンシールからなる耐塩素系のシール部材が開示されている。また、特開2003-342552号公報(特許文献2)には、エチレン−プロピレン系共重合体およ
びハイドロタルサイトを含むシール材用ゴム組成物が開示され、特開2003-129037号公報
(特許文献3)には、オレフィン系熱可塑性エラストマー、超高分子量ポリエチレンおよびポリ−N−ビニルアセトアミドを含んでなる水摺動シール用熱可塑性エラストマー組成物が開示され、これらの該組成物から形成された水摺動用シール材が次亜塩素酸耐性にも優れていることが記載されている。
【0005】
しかしながら、これらのシール材には、次亜塩素酸耐性のさらなる向上が求められていた。
【特許文献1】特開2002−168382号公報
【特許文献2】特開2003−342552号公報
【特許文献3】特開2003−129037号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、従来よりもさらに次亜塩素酸耐性に優れ、特に高温においても次亜塩素酸耐性に優れ、かつ生産性にも優れた水摺動用シール材およびその製造方法を提供することを目的としている。
【0007】
また本発明は、水摺動用シール材の次亜塩素酸耐性を向上させる方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の水摺動用シール材は、
エチレン由来の構成単位および1-ブテン由来の構成単位を有するオレフィン系熱可塑性エラストマーを含有する組成物から形成され、放射線架橋されていることを特徴としている。
【0009】
前記組成物は、共架橋剤をさらに含有していてもよい。
本発明の水摺動用シール材の製造方法は、
エチレン由来の構成単位および1-ブテン由来の構成単位を有するオレフィン系熱可塑性エラストマーを含有する組成物から成形体を製造し、該成形体に対して放射線を1.0〜100kGy照射することを特徴としている。
【0010】
本発明の、水摺動用シール材の次亜塩素酸耐性を向上させる方法は、
エチレン由来の構成単位および1-ブテン由来の構成単位を有するオレフィン系熱可塑性エラストマーを含有する組成物から形成された水摺動用シール材に対して放射線を1.0〜100kGy照射することを特徴としている。
【発明の効果】
【0011】
本発明の水摺動用シール材は、従来品よりも次亜塩素酸耐性に優れており、特に高温でも次亜塩素酸耐性に優れている。
本発明の水摺動用シール材の製造方法によれば、従来品よりも次亜塩素酸耐性に優れ、特に高温でも次亜塩素酸耐性に優れた水摺動用シール材を製造することができる。また、本発明の製造方法によれば、従来の製造方法のように次亜塩素酸耐性の付与のための配合剤を併用することなく、次亜塩素酸耐性に優れた水摺動用シール材を製造することができる。さらに本発明で用いる原料は、熱可塑性エラストマーをベースとしていることから、射出成形が可能であり、ロール作業が不要であるため、本発明の製造方法は生産性にも優れている。
【0012】
本発明の方法によれば、エチレン由来の構成単位および1-ブテン由来の構成単位を有するオレフィン系熱可塑性エラストマーを含有する組成物から形成された、従来品よりも次亜塩素酸耐性に優れた水摺動用シール材を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、本発明の水摺動用シール材、その製造方法、およびその次亜塩素酸耐性を向上させる方法をさらに詳細に説明する。
本発明の水摺動用シール材は、エチレン由来の構成単位および1-ブテン由来の構成単位を有するオレフィン系熱可塑性エラストマーを含有する組成物から形成され、放射線架橋されていることを特徴としている。
【0014】
[オレフィン系熱可塑性エラストマー組成物]
本発明の水摺動用シール材の形成材料として用いられるオレフィン系熱可塑性エラストマー組成物は、エチレン由来の構成単位および1-ブテン由来の構成単位を有するオレフィン系熱可塑性エラストマー(以下、単に「オレフィン系熱可塑性エラストマー」ともいう。)以下を含有し、さらに任意に共架橋剤、架橋剤、充填材を含有していてもよい。
【0015】
オレフィン系熱可塑性エラストマー:
エチレン由来の構成単位および1-ブテン由来の構成単位を有するオレフィン系熱可塑性エラストマーの具体例としては、デュポン ダウ エラストマー社製のエンゲージ(登録商標)7270、エンゲージ(登録商標)7380などが挙げられる。
【0016】
共架橋剤:
本発明で用いられるオレフィン系熱可塑性エラストマー組成物は、さらに共架橋剤を含有してもよい。共架橋剤を含有する前記オレフィン系熱可塑性エラストマー組成物を放射線架橋することによって、より硬度の高い水摺動用シール材を形成することができる。
【0017】
共架橋剤としては、トリアリルイソシアヌレート(TAIC)、トリアリルシアヌレート、トリアリルホルマール、トリアリルトリメリテート、N,N'-m-フェニレンビスマレイミド、
ジプロパギルテレフタレート、ジアリルフタレート、テトラアリルテレフタルアミドなどの、ラジカルによる共架橋可能な化合物が挙げられ、これらの中でも、架橋点を持たないポリマーをパーオキサイド架橋させる観点から、トリアリルイソシアヌレートが特に好ましい。これらの架橋剤は、1種単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0018】
共架橋剤は、前記組成物中に、前記オレフィン系熱可塑性エラストマー100重量部に対して、好ましくは0.1〜3.0重量部配合される。配合量が3.0重量部よりも過多であると、共架橋剤がブリードアウトする場合がある。
【0019】
架橋剤:
本発明で用いられるオレフィン系熱可塑性エラストマー組成物は、さらに架橋剤を含有してもよい。
【0020】
架橋剤としては2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジクミルパーオ
キサイド、2,4-ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、t-ブ
チルジクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5ジ(t-ブチ
ルパーオキサイド)ヘキシン-3,2,5−ジメチル-2,5-ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、α,α'-ビス(t-ブチルパーオキシ-m-イソプロピル)ベンゼン、t-ブチルパーオキシイソ
プロピルカーボネート、パラクロルベンゾイルパーオキサイド、t-ブチルパーベンゾエート等を挙げることができる。これらのうち、2,4-ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、α,α'-ビス(t-ブチルパーオキシ-
m-イソプロピル)ベンゼンが好ましく用いられる。これらの架橋剤は、1種単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0021】
架橋剤は、前記組成物中に、前記オレフィン系熱可塑性エラストマー100重量部に対して、好ましくは0.1〜3.0重量部配合される。配合量が3.0重量部よりも過多であると、架橋剤がブリードアウトする場合がある。
【0022】
充填材:
前記オレフィン系熱可塑性エラストマー組成物は、各種充填材をさらに含有してもよい。各種充填材は、目的に応じて適宜選択すればよく、その例としてはカーボンブラック、シリカ、硫酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム等の無機充填材;ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリイミド樹脂等の有機充填材が挙げられる。これらは1種単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0023】
[放射線照射]
本発明の水摺動用シール材は、前記オレフィン系熱可塑性エラストマーを含有する組成物から形成され、該組成物中のオレフィン系熱可塑性エラストマーが放射線架橋されていることを特徴としている。
【0024】
オレフィン系熱可塑性エラストマーの架橋を放射線照射によって行うと、架橋剤による架橋を行った場合よりも架橋密度が高くなる。
オレフィン系熱可塑性エラストマーの放射線架橋は、前記組成物から成形体を製造し、
該成形体に対して放射線を照射することにより行われ、この放射線照射によって、水摺動用シール材の次亜塩素酸耐性が向上し、特に高温での(たとえば80℃での)次亜塩素酸耐性も向上する。さらに、水摺動用シール材の耐熱性(圧縮永久歪み率)、常態物性も向上する。
【0025】
成形体の製造方法としては従来公知の製造方法を採用することができ、たとえばプレス成形機、押し出し成形機、射出成形機などを用いて、所望の形状に成形すればよい。
成形体に対する放射線の照射は、不活性雰囲気下、たとえばアルゴンガスや窒素ガス、ヘリウムガスなどの雰囲気下で実施する。
【0026】
放射線の照射量は1.0〜100kGyであることが好ましい。照射線量が1.0kGy以下であるとオレフィン系熱可塑性エラストマーの架橋(改質)が十分に起こらない場合があり、100kGyを超えると架橋(改質)が過度に起こり、水摺動用シール材の引っ張り強さ、伸びが低下する場合がある。
【0027】
<用途>
本発明の水摺動シール材の具体的用途としては、例えば、食器乾燥機や洗濯機に搭載されたモーターの軸部のシール材などの、高湿度環境で使用されるシール材、上下水道に使用されるバルブの摺動部用シール材などが挙げられる。
【0028】
[実験例]
以下、実施例および比較例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。
[実施例1]
オレフィン系熱可塑性エラストマー(商品名:Engage(登録商標) 7270、Dupont Dow Elastomer社製)を、加熱・冷却プレスにて130℃で3.0分加熱した後40℃まで冷却して成
形体を得た。不活性ガス(アルゴン)に置換した袋の中にこの成形体を入れ、この成形体に対して放射線を80kGy照射して、水摺動用シール材評価用の試験片を製造した。試験片の諸物性を表1に示す。
【0029】
[実施例2]
オレフィン系熱可塑性エラストマー(商品名:Engage(登録商標) 7270、Dupont Dow Elastomer社製)100重量部と共架橋剤(トリアリルイソシアヌレート)1重量部とを
、ラボプラストミル(80℃ 50 rpm)で混合し、加熱・冷却プレスにて130℃で3.0分加熱した後40℃まで冷却して成形体を得た。不活性ガス(アルゴン)に置換した袋の中にこの成形体を入れ、この成形体に対して放射線を80kGy照射して、水摺動用シール材評価用の試験片を製造した。試験片の諸物性を表1に示す。
【0030】
[実施例3]
オレフィン系熱可塑性エラストマー(商品名:Engage(登録商標) 7270、Dupont Dow Elastomer社製)をオレフィン系熱可塑性エラストマー(商品名:Engage(登録商標) 7380、Dupont社製)に変更した以外は実施例1と同様にして水摺動用シール材評価用の試験片を製造した。試験片の諸物性を表1に示す。
【0031】
[実施例4]
オレフィン系熱可塑性エラストマー(商品名:Engage(登録商標) 7270、Dupont Dow Elastomer社製)をオレフィン系熱可塑性エラストマー(商品名:Engage(登録商標) 7380、Dupont社製)に変更した以外は実施例2と同様にして水摺動用シール材評価用の試験片を製造した。試験片の諸物性を表1に示す。
【0032】
[比較例1]
放射線を照射しなかった以外は実施例1と同様にして水摺動用シール材評価用の試験片を製造した。試験片の諸物性を表1に示す。
【0033】
[比較例2]
放射線を照射しなかった以外は実施例3と同様にして水摺動用シール材評価用の試験片を製造した。試験片の諸物性を表1に示す。
【0034】
[比較例3]
EPDM(EP−21、JSR社製)100重量部、共架橋剤(トリイソシアヌレート)4重量部、パーオキサイド(DHT−4A−2、協和化学製)2重量部および白色充填材(トランスリンク77、長瀬産業製)35重量部をラボプラストミル(80℃ 50 rpm)で混合し、加熱・冷却プレスにて170℃で10分加熱し、さらに140℃で1時間2次加硫を行
った後、40℃まで冷却して水摺動用シール材評価用の試験片を製造した。試験片の諸物性を表1に示す。
【0035】
[比較例4〜6]
配合成分および配合量を表1に記載されたように変更した以外は比較例3と同様にして水摺動用シール材評価用の試験片を製造した。試験片の諸物性を表1に示す。
【0036】
[試験方法]
表1に記載の諸物性は、以下の方法により測定した。
○硬さ
JIS-K6253に準拠し、JIS3号ダンベルを3枚重ねにして、デュロメータータイプA硬さ試験機にて測定した。
【0037】
○引張強度・伸び
JIS-K5251に準拠し、JIS3号ダンベルを引張試験装置にて規定速度で切断まで引っ張る
ことにより測定した。
【0038】
○100%モジュラス
JIS-K5251に準拠し、JIS3号ダンベルを引張試験装置にて規定速度で切断まで引っ張る
ことにより測定した。
【0039】
○圧縮永久歪み率
JIS-K6262に準拠し、φ29×12.5mmディスクを一定の圧縮歪み(圧縮率25%)の下で規定
の温度(100℃)で72時間放置後、歪みを取り除き、規定時間後のシール材の厚みを測定し
て、圧縮永久歪み率を求めた。
【0040】
○次亜塩素酸浸析試験条件
試験片(JIS 3号ダンベルを打ち抜き)を、次亜塩素酸ナトリウム水溶液(濃度250ppm)に、室温または80℃で1週間浸漬し、試験片の劣化の有無を評価した。評価基準は以下のとおりである。
【0041】
<劣化の有無>
下式で表される引張り強さの変化率が20%以下である場合を“○”、20%以上である場合を“×”、試験片の融点が低くその形状を維持できない場合を“−”で表した。
【0042】
【数1】

【0043】
【表1】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
エチレン由来の構成単位および1-ブテン由来の構成単位を有するオレフィン系熱可塑性エラストマーを含有する組成物から形成され、放射線架橋されていることを特徴とする水摺動用シール材。
【請求項2】
前記組成物が、共架橋剤をさらに含有していることを特徴とする請求項1に記載の水摺動用シール材。
【請求項3】
エチレン由来の構成単位および1-ブテン由来の構成単位を有するオレフィン系熱可塑性エラストマーを含有する組成物から成形体を製造し、該成形体に対して放射線を1.0〜100kGy照射することを特徴とする水摺動用シール材の製造方法。
【請求項4】
エチレン由来の構成単位および1-ブテン由来の構成単位を有するオレフィン系熱可塑性エラストマーを含有する組成物から形成された水摺動用シール材に対して放射線を1.0〜100kGy照射することを特徴とする、水摺動用シール材の次亜塩素酸耐性を向上させる方法。

【公開番号】特開2008−63359(P2008−63359A)
【公開日】平成20年3月21日(2008.3.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−239466(P2006−239466)
【出願日】平成18年9月4日(2006.9.4)
【出願人】(000229564)日本バルカー工業株式会社 (145)
【Fターム(参考)】