(57)【要約】【課題】二酸化炭素に対しての発泡性や透過性、及び圧縮永久歪み性などに優れた物性を示す、二酸化炭素を密封対象とする密封装置に使用されるゴム組成物を提供すること。【解決手段】二酸化炭素または二酸化炭素を含む流体を密封対象とする密封装置に使用されるゴム組成物において、塩素化ポリエチレンに有機過酸化物を含有させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化炭素または二酸化炭素を含む流体を密封対象とする密封装置に使用されるゴム組成物において、塩素化ポリエチレンに有機過酸化物を含有してなることを特徴とするゴム組成物。
【請求項２】
塩素化ポリエチレンが、３０重量％〜４０重量％の塩素を含有してなることを特徴とする請求項１に記載のゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二酸化炭素または二酸化炭素を含む流体を密封対象とする密封装置に使用されるゴム組成物に関し、特に、冷媒として二酸化炭素を用いる冷凍用コンプレッサにおける冷媒漏れ防止用のパッキン、Ｏリングなどの密封装置に使用されるゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷媒として二酸化炭素を用いる冷凍機用コンプレッサにおける冷媒漏れ防止用の密封装置としては、冷媒に浸漬された状態での使用において、冷媒の浸漬を原因とする重量変化が少なく、発泡が生じず、さらに二酸化炭素の透過量が少ないことのほか、圧縮永久歪みが小さいことなどの種々の機能が要求されている。
【０００３】
これらの二酸化炭素を冷媒とする冷凍機用コンプレッサにおける冷媒漏れ防止用の密封容器に要求される機能を満たすため、密封装置に使用されるゴム組成物としては、例えば特開２００２−１４６３４２号公報に示されているように、有機過酸化物で架橋された水素化ニトリルゴムを主体とすることで二酸化炭素に対する耐性を備えたゴム組成物が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１４６３４２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記有機過酸化物で架橋された水素化ニトリルゴムを主体とする二酸化炭素を密封対象とする密封装置に使用されるゴム組成物の物性は、二酸化炭素に対しての発泡性、透過性及び圧縮永久歪み性などにおいて、必ずしも十分なものではないことが認識された。
【０００６】
本発明は前記した点に鑑みなされたもので、二酸化炭素に対しての発泡性や透過性、及び圧縮永久歪み性などに優れた物性を示す、二酸化炭素を密封対象とする密封装置に使用されるゴム組成物を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明の請求項１に係るゴム組成物の特徴は、二酸化炭素または二酸化炭素を含む流体を密封対象とする密封装置に使用されるゴム組成物において、塩素化ポリエチレンに有機過酸化物を含有してなる点にある。そして、このような構成を採用したことにより、二酸化炭素に対しての発泡性や透過性、及び圧縮永久歪み性などに優れた物性を示す二酸化炭素を密封対象とする密封装置に使用されるゴム組成物を容易に得ることができる。
【０００８】
また、請求項２に係るゴム組成物の特徴は、請求項１において、塩素化ポリエチレンが、３０重量％〜４０重量％の塩素を含有してなる点にある。そして、このような構成を採用したことにより、二酸化炭素に対しての発泡性や透過性、及び圧縮永久歪み性などに優れた物性を示す二酸化炭素を密封対象とする密封装置に使用されるゴム組成物を容易かつ確実に得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のゴム組成物は、塩素化ポリエチレンに有機過酸化物を含有させることを要旨とし、さらに、前記塩素化ポリエチレンが、３０重量％〜４０重量％の塩素を含有してなることを要旨とするものである。このような配合のゴム組成物は、二酸化炭素または二酸化炭素を含む流体を密封対象とする密封装置に使用されるゴム組成物として好適なものとなる。
【００１０】
以下、本発明を表１に示した実施例および比較例と、表２および図１の試験結果を用いて説明する。
【００１１】
【表１】
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【００１２】
表１には３つの実施例と３つの比較例について、それぞれ、ゴム組成物の配合、常態物性の評価、二酸化炭素浸漬試験結果および圧縮永久歪み試験結果を示している。
【００１３】
ここで、前記評価および試験について、簡単に説明する。
【００１４】
前述の常態物性は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３に準拠して硬さを評価し、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５１に準拠して引張強さおよび伸びを評価した。
【００１５】
それぞれの試験についてさらに説明すれば、前記硬さの試験においては、バネを介して試験片表面に押し付けられた押針の押し込み深さから硬さを求めるデュロメータを用いた。なお、表１において、ＨSはデュロメータ硬さ（タイプＡ）を示す。
【００１６】
前記引張強さの試験においては、ダンベル状試験片を引張試験装置を用いて５００±５０ｍｍ／ｍｉｎの規定速度で破断するまで引張り、その破断させる際に要した最大の引張力を測定し、引張強さを算出した。なお、表１において、TBは引張強さを示す。
【００１７】
前記伸びの試験においては、前述の引張強さの試験の際、その破断時における最大の伸び率を測定した。なお、表１において、ＥBは伸びを示す。
【００１８】
前記二酸化炭素浸漬試験においては、５０ｍｍ（長さ）×２０ｍｍ（幅）×２ｍｍ（厚さ）の試験片について、温度を室温とし圧力を６ＭＰａとする３００ｍｌの密封容器内に充填された二酸化炭素に浸漬させて７０時間保持した後における重量を測定し、当該試験前後における前記試験片の重量変化率を求め、単位体積当たりの二酸化炭素吸収重量を算出するとともに、試験片の表面状態の発泡を目視観察した。
【００１９】
また、前記圧縮永久歪み試験はＪＩＳ  Ｋ  ６２６２に準拠し、試料としての１６．８ｍｍ（内径）×２．４ｍｍ（線径）のＯリングに２５％の圧縮を与えた状態で１５０℃の空気中に４８時間放置した後における歪み率を評価している。
【００２０】
実施例１：
本実施例は、有機過酸化物で架橋された、塩素含有量を４０重量％とする塩素化ポリエチレンゴムを主体とするゴム組成物についての実施例である。
【００２１】
本実施例においては、ゴム原料としての塩素化ポリエチレンゴム（ダイソラックＭＲ１０４：ダイソー株式会社製商品名）の１００重量部に対して、酸化マグネシウム（キョーワマグ１５０：協和化学工業株式会社製商品名）を１０重量部、ＦＥＦカーボン（旭６０：旭カーボン株式会社製商品名 ）を３０重量部、共架橋剤（ＴＡＩＣ：日本化成株式会社製商品名）を３重量部および架橋剤としての有機過酸化物（パーヘキサ２５Ｂ：日本油脂株式会社製商品名）を４重量部の割合で計量し（合計１４７重量部）、これらを周知の方法で添加・混練してゴム組成物を得た。
【００２２】
この実施例１のゴム組成物の性能試験として、前述した常態物性の評価と、二酸化炭素浸漬試験および圧縮永久歪み試験の３種の試験を行った。
【００２３】
その結果、実施例１のゴム組成物の常態物性は硬さ８２、引張強さ２６．８ＭＰａ、伸び率１５０％であり、二酸化炭素浸漬試験における重量変化率は５．８％、二酸化炭素吸収量は０．０６９（ｇ／ｃｃ）であり、試験片の表面には発泡は視認されなかった。また、圧縮永久歪み率は５７％であった。
【００２４】
実施例２：
本実施例は、有機過酸化物で架橋された、塩素含有量を３５重量％とする塩素化ポリエチレンゴムを主体とするゴム組成物についての実施例である。
【００２５】
本実施例においては、ゴム原料としての塩素化ポリエチレンゴム（ダイソラックＨ１３５：ダイソー株式会社製商品名）の１００重量部に対して、酸化マグネシウム（キョーワマグ１５０：協和化学工業株式会社製商品名）を１０重量部、ＦＥＦカーボン（旭６０：旭カーボン株式会社製商品名 ）を３０重量部、共架橋剤（ＴＡＩＣ：日本化成株式会社製商品名）を３重量部および架橋剤としての有機過酸化物（パーヘキサ２５Ｂ：日本油脂株式会社製商品名）を４重量部の割合で計量し（合計１４７重量部）、これらを周知の方法で添加・混練してゴム組成物を得た。
【００２６】
この実施例２のゴム組成物の性能試験として、前述した常態物性の評価と、二酸化炭素浸漬試験および圧縮永久歪み試験の３種の試験を行った。
【００２７】
その結果、実施例２のゴム組成物の常態物性は硬さ８０、引張強さ２２．５ＭＰａ、伸び率１２０％であり、二酸化炭素浸漬試験における重量変化率は６．０％、二酸化炭素吸収量は０．０７１（ｇ／ｃｃ）であり、試験片の表面には発泡は視認されなかった。また、圧縮永久歪み率は４９％であった。
【００２８】
実施例３：
本実施例は、有機過酸化物で架橋された、塩素含有量を３０重量％とする塩素化ポリエチレンゴムを主体とするゴム組成物についての実施例である。
【００２９】
本実施利においては、ゴム原料としての塩素化ポリエチレンゴム（ダイソラックＣ１３０：ダイソー株式会社製商品名）の１００重量部に対して、酸化マグネシウム（キョーワマグ１５０：協和化学工業株式会社製商品名）を１０重量部、ＦＥＦカーボン（旭６０：旭カーボン株式会社製商品名 ）を３０重量部、共架橋剤（ＴＡＩＣ：日本化成株式会社製商品名）を３重量部および架橋剤としての有機過酸化物（パーヘキサ２５Ｂ：日本油脂株式会社製商品名）を４重量部の割合で計量し（合計１４７重量部）、これらを周知の方法で添加・混練してゴム組成物を得た。
【００３０】
この実施例３のゴム組成物の性能試験として、前述した常態物性の評価と、二酸化炭素浸漬試験および圧縮永久歪み試験の３種の試験を行った。
【００３１】
その結果、実施例３のゴム組成物の常態物性は硬さ８４、引張強さ２１．５ＭＰａ、伸び率１２０％であり、二酸化炭素浸漬試験における重量変化率は６．２％、二酸化炭素吸収量は０．０７３（ｇ／ｃｃ）であり、試験片の表面には発泡は視認されなかった。また、圧縮永久歪み率は４５％であった。
【００３２】
比較例１：
本比較例は、塩素化ポリエチレンの架橋剤として有機過酸化物系の架橋剤を使用しない場合のゴム組成物についての評価及び実験結果を求めるためのものであり、本比較例においては、塩素化ポリエチレンの架橋剤としてトリアジンを使用したゴム組成物についての評価および実験結果を求めたものである。
【００３３】
本比較例においては、ゴム原料としての塩素化ポリエチレンゴム（ダイソラックＭＲ１０４：ダイソー株式会社製商品名）の１００重量部に対して、酸化マグネシウム（キョーワマグ１５０：協和化学工業株式会社製商品名）を１０重量部、ＦＥＦカーボン（旭６０：旭カーボン株式会社製商品名 ）を３０重量部、架橋促進剤（Ｍ−１８１：ダイソー株式会社製商品名）を２重量部および架橋剤としてのトリアジン（ＯＦ−１００：ダイソー株式会社製商品名）を１重量部の割合で計量し（合計１４３重量部）、これらを周知の方法で添加・混練してゴム組成物を得た。
【００３４】
この比較例１のゴム組成物の性能試験として、前述した常態物性の評価と、二酸化炭素浸漬試験および圧縮永久歪み試験の３種の試験を行った。
【００３５】
その結果、比較例１のゴム組成物の常態物性は硬さ８０、引張強さ２３．７ＭＰａ、伸び率１４０％であり、二酸化炭素浸漬試験における重量変化率は５．９％、二酸化炭素吸収量は０．０７０（ｇ／ｃｃ）であり、試験片の表面には発泡は視認されなかった。また、圧縮永久歪み率は７１％であった。
【００３６】
比較例２：
この比較例は、ゴム組成物の主体として塩素化ポリエチレンゴムを用いずに、いわゆる中高ニトリルタイプに分類される、結合アクリロニトリル量３６％の水素化ニトリルゴムを用いた、前述の関連先行技術に係るゴム組成物についての評価および実験結果を求めるためのものである。
【００３７】
ゴム原料としての水素化ニトリルゴム（Zetpol 2020：日本ゼオン株式会社製商品名）の１００重量部に対して、酸化亜鉛（酸化亜鉛２種：堺化学工業株式会社製商品名）を３重量部、ステアリン酸（椿印ステアリン酸：日本油脂株式会社製商品名）を０．５重量部、老化防止剤（ Naugard 445：Uniroyal Chemical社製商品名）を３重量部、ＦＥＦカーボン（旭６０：旭カーボン株式会社製商品名）を５３重量部、可塑剤（アデカサイザーC-8：旭電化工業株式会社製商品名）を８重量部、共架橋剤（バルノックＰＭ：大内新興化学工業株式会社製商品名）を２重量部および架橋剤（ペロキシモンＦ：日本油脂株式会社製商品名）を２．８重量部の割合で計量し（合計１７２．３重量部）、これらを周知の方法で添加・混練し、ゴム組成物を得た。
【００３８】
この比較例２のゴム組成物の性能試験として、前述した常態物性の評価と、二酸化炭素浸漬試験および圧縮永久歪み試験の３種の試験を行った。
【００３９】
その結果、比較例２のゴム組成物の常態物性は硬さ８２、引張強さ２６．３ＭＰａ、伸び率１７０％であり、二酸化炭素浸漬試験における重量変化率は１２．０％、二酸化炭素吸収量は０．１４６（ｇ／ｃｃ）であり、試験片の表面には大きな発泡が複数視認された。また、圧縮永久歪み率は５８％であった。
【００４０】
比較例３：
この比較例は、ゴム組成物の主体として塩素化ポリエチレンゴムを用いずに、いわゆる高ニトリルタイプに分類される、結合アクリロニトリル量４４％の水素化ニトリルゴムを用いた、前述の関連先行技術に係るゴム組成物についての評価および実験結果を求めるためのものである。
【００４１】
ゴム原料としての水素化ニトリルゴム（Zetpol 1010：日本ゼオン株式会社製商品名）の１００重量部に対して、酸化亜鉛（酸化亜鉛２種：堺化学工業株式会社製商品名）を３重量部、ステアリン酸（椿印ステアリン酸：日本油脂株式会社製商品名）を０．５重量部、老化防止剤（ Naugard 445：Uniroyal Chemical社製商品名）を３重量部、ＦＥＦカーボン（旭６０：旭カーボン株式会社製商品名）を５３重量部、可塑剤（アデカサイザーC-8：旭電化工業株式会社製商品名）を８重量部、共架橋剤（バルノックＰＭ：大内新興化学工業株式会社製商品名）を２重量部および架橋剤（ペロキシモンＦ：日本油脂株式会社製商品名）を２．８重量部の割合で計量し（合計１７２．３重量部）、これらを周知の方法で添加・混練し、ゴム組成物を得た。
【００４２】
この比較例３のゴム組成物の性能試験として、前述した常態物性の評価と、二酸化炭素浸漬試験および圧縮永久歪み試験の３種の試験を行った。
【００４３】
その結果、比較例３のゴム組成物の常態物性は硬さ８１、引張強さ２８．６ＭＰａ、伸び率２２０％であり、二酸化炭素浸漬試験における重量変化率は１０．６％、二酸化炭素吸収量は０．１２９（ｇ／ｃｃ）であり、試験片の表面には小さな発泡が多数視認された。また、圧縮永久歪み率は６３％であった。
【００４４】
これらの実施例および比較例の物性評価と試験結果に示すように、塩素化ポリエチレンの架橋剤として有機過酸化物系の架橋剤を使用した本発明の全実施例は、いずれも、塩素化ポリエチレンの架橋剤としてトリアジンを使用した比較例１との比較で明らかなように圧縮永久歪み試験において良好な数値を示すものとなっている。このことから、有機酸化物系による架橋は、トリアジン系による架橋に比べて、二酸化炭素または二酸化炭素を含む流体を密封対象とする密封装置に使用される、パッキン、Ｏリングなどの製品の機能を左右する圧縮永久歪み性に優れたゴム組成物を生成できることがわかる。
【００４５】
また、前記全実施例においては、比較例２および比較例３との比較で明らかなように、殆どの物性評価と試験結果において良好な数値あるいは状態を示すが、二酸化炭素浸漬試験における重量変化率、二酸化炭素吸収量および試験片の表面状態の視認結果においては特に優れた結果を示すものとなっている。このことから、本発明のゴム組成物においては、二酸化炭素に対しての発泡性や重量変化率などに優れた物性を示すことがわかる。
【００４６】
さらに、これらの実施例および比較例の物性評価と試験結果から、本発明におけるゴム組成物の主原料となる塩素化ポリエチレンの塩素の含有量は３０重量％〜４０重量％がよいことが判明した。前記塩素の含有量を４０重量％より多くすると、圧縮永久歪み率においてその数値が前述の関連技術に係るゴム組成物に近づく傾向があり（実施例１と比較例２とを比較参照のこと）、逆に、塩素の含有量を３０重量％より少なくすると、表２および図１に示すように、二酸化炭素透過量においてその数値が前述の関連技術に係るゴム組成物に近づく傾向があるためである（実施例３と比較例３とを比較参照のこと）。
【００４７】
【表２】
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【００４８】
ここで、表２には、前記第１実施例乃至第３実施例と従来例２（比較例２）および従来例３（比較例３）に示す配合からなるゴム組成物によりそれぞれ作製した、ＪＩＳ  Ｂ  ２４０１におけるＰ４５相当のＯリング（４４．７ｍｍ（内径）×３．５ｍｍ（線径））を試料とし、時経における二酸化炭素の透過量の変化について試験した結果を示しており、図１はそのグラフである。
【００４９】
本試験においては、３００ｍｌの本体と蓋体とよりなる密封容器を使用し、前記各試料（Ｏリング）を密封装置として本体と蓋体とを螺締め密封するとともに内部圧力が８．５ＭＰａとなるように二酸化炭素を充填し、試験容器全体を温度８０℃の恒温槽中に放置する。そして、各試験容器について所定時間経過後における、試験開始時の総重量との差を測定することにより、各試料から透過される二酸化炭素の透過量として求める。すなわち、試験開始から５０時間後、１００時間後、２００時間後、４００時間後そして６００時間後の前記試験容器の総重量を測定し、試験開始時の各試験容器の総重量と比較したときの減量分（ｇ）を前記密封容器内に密封した二酸化炭素透過量として求めた。
【００５０】
これらの表２および図１からわかるように、塩素を３０重量％〜４０重量％含有する塩素化ポリエチレンを主原料とすることで、二酸化炭素に対しての透過性に優れた物性を示すものとなる。
【００５１】
なお、本発明のゴム組成物は前記実施例のものに限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。
【００５２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係るゴム組成物は、特に、二酸化炭素に対しての発泡性や透過性、及び圧縮永久歪み性などに優れた物性を示すものとなり、二酸化炭素または二酸化炭素を含む流体を密封対象とする密封装置に使用されるゴム組成物として好適なものとなるなどの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例乃至第３実施例と従来例２および従来例３に示す配合からなるゴム組成物によりそれぞれ作製したＯリングを試料として、時経における二酸化炭素の透過量の変化について試験した結果を示すグラフ。
【図１】
2004197017.tif 000005