(57)【要約】【課題】  ＤＭＥ、更にはＬＰＧに対する耐性を有するシール材を提供する。【解決手段】  ジメチルエーテルのガスまたは液体と接触する部材に使用されるシール材であって、ゴム材料を中芯とし、外周面を樹脂で被覆したことを特徴とする耐ジメチルエーテル性シール材。【選択図】  図１
2005187718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジメチルエーテルのガスまたは液体と接触する部材に使用されるシール材であって、ゴム材料を中芯とし、外周面を樹脂で被覆したことを特徴とする耐ジメチルエーテル性シール材。
【請求項２】
前記中芯を形成するゴム材料が、ジメチルエーテル液中に２週間浸漬し、取り出し後５分以内に測定したときの体積変化率が４０％以下であることを特徴とする請求項１記載の耐ジメチルエーテル性シール材。
【請求項３】
前記樹脂がふっ素樹脂またはポリアミドであることを特徴とする請求項１または２記載の耐ジメチルエーテル性シール材。
【請求項４】
前記ベースゴムがＥＰＤＭまたはシリコーンゴムであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の耐ジメチルエーテル性シール材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジメチルエーテル（以下、「ＤＭＥ」と略す）を製造・貯蔵・輸送・供給・使用する段階で、気体または液体のＤＭＥと接触する装置・機器に使用されるシール材、更にはＤＭＥをＬＰＧの代替燃料として使用する装置・機器に使用されるＤＭＥ用及びＬＰＧ用として共用可能なシール材に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴムＯリングのように、合成ゴムを主材料とし、これに架橋剤・架橋助剤・充填材等のゴム薬品を配合し、金型等によって加圧加熱成型したゴム系シール材は、柔らかく接合面とのなじみが良くシール性が優れているために、各種産業の装置・機器に幅広く使用されている。
【０００３】
このうち、ＬＰＧ業界においては、一次基地・二次基地・充填所等の供給設備や外航船、沿岸船、タンクローリ等の輸送設備において、配管の接続部分やバルブ等の機器にゴム系シール材、特にＬＰＧに対する耐薬品性の良いＮＢＲやふっ素ゴムが多く使われている。（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、ＬＰＧはプロパンとブタンを主成分とする液化石油ガスであり、運搬が容易なことから民生用のエネルギーとして、全国の総世帯の約55％、2,500万世帯で使用されており、運輸用としてもほぼ全てのタクシーで燃料として使用されている。また、産業用としても鉄鋼を始めとする工業用や電力用、石油化学原料など幅広く利用されており、国民生活並びに産業経済においてなくてはならないエネルギーとなっている。
【０００５】
ところが、このＬＰＧは供給の約８割を輸入に依存し、かつ輸入の約８割を中東に依存している上に、近年、中国・インド等のアジア諸国において所得水準の上昇に伴い、分散型燃料としてのＬＰＧの需要が急増しつつあり、需給の逼迫による価格の高値安定が恒常化しつつあるという問題が発生している。
【０００６】
このような情勢を受けて、新たなエネルギー源を見つけようという動きが活発になっており、ＬＰＧ代替燃料としてＬＮＧやＧＴＬ、ＤＭＥ等が注目されているが、ＬＮＧやＧＴＬは、ＤＭＥに比べてプラントの建設費用が高いことから、ＤＭＥが特に注目されている。このＤＭＥはＣＨ3ＯＣＨ3という化学構造を有し、通常は天然ガス・随伴ガス・石炭等をガス化して得られる合成ガス(ＣＯ2、Ｈ2)を原料としてＤＭＥ合成によって得られ、燃やした時に煤塵やＳＯｘが発生せず、ＮＯｘも少ないというクリーンな特徴を有することから、発電用・ボイラー用・家庭用・自動車用等の燃料としての利用が検討されている。しかも、このＤＭＥは沸点のような物理的性状がＬＰＧに似ていることから、ＬＰＧのインフラを活用することが可能で経済的であるという利点も備えている。
【０００７】
【非特許文献１】「ＤＭＥ検討会」報告書、平成８年８月８日発行、資源エネルギー庁  資源・燃料部  石油流通課、財団法人エルピーガス振興センター  日本ＬＰガス協会、ｐ．５〜ｐ．６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、ＤＭＥは化学的にはエーテルに分類され、パラフィン系炭化水素であるプロパンやブタンからなるＬＰＧとは化学的性質がまったく異なり、プラスチックやゴムなどの有機化合物に対して、ガス透過性が高く、膨潤や溶解させやすいという特徴を有している。上記のように、ＬＰＧの貯蔵タンクや配管にはシール材としてＮＢＲやふっ素ゴムが使用されており、これをＤＭＥ用として使用する場合、シール材としての機能を十分に果たせない恐れがあることが判明した。
【０００９】
このように、ＤＭＥがＬＰＧの代替燃料として有力な候補として注目されているなかで、ＬＰＧのインフラをそのまま使用できるようにするためには、ＤＭＥに対する耐性（耐ＤＭＥ性）が高い材料の開発が急務となっている。そこで、本発明は、ＤＭＥ、更にはＬＰＧに対する耐性を有するシール材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記のような課題を解決すべく検討を重ねたところ、ゴム材料を中芯とし、樹脂で被覆したシール材、特に特定のゴム材料及び被覆用樹脂を組み合わせることにより、耐ＤＭＥ性及び耐ＬＰＧ性がともに良好で、シール性能にも優れることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
即ち、上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る耐ＤＭＥ性シール材は、ゴム材料を中芯とし、外周面を樹脂で被覆したことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２に係る耐ＤＭＥ性シール材は、上記中芯を形成するゴム材料が、ＤＭＥ液中に２週間浸漬し、取り出し後５分以内に測定したときの体積変化率が４０％以下であることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項３に係る耐ＤＭＥ性シール材は、上記樹脂がふっ素樹脂またはポリアミドであることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項４に係る耐ＤＭＥ性シール材は、上記ベースゴムがＥＰＤＭまたはシリコーンゴムであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ＤＭＥと接触する装置・機器に十分使用可能で、またＬＰＧ用の装置・機器にも従来と同様に使用できるシール部材を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に関して詳細に説明する。
【００１７】
本発明の耐ＤＭＥ性シール材は、ゴム材料を中芯とし、その外周面を樹脂で被覆したものである。具体的には図１にＯリングとしたときの断面を例示するが、中芯Ａを被覆樹脂Ｂで被覆して構成される。以下に、ゴム材料及び被覆樹脂の詳細を説明する。
【００１８】
（ゴム材料）
本発明においては、中芯を形成するベースゴムとして、ＤＭＥ液中に２週間浸漬し、取り出し後５分以内に測定したときの体積変化率が４０％以下であるゴムを好適に用いる。
【００１９】
一般にゴムの膨潤に関しては、溶解パラメータ（Solubility Parameter；ＳＰ値）によって説明され、ゴムと溶剤とのＳＰ値が近いほど良く溶け合うと言われているが、実際には種々の要素が複雑に影響するため、実験により確認する以外には方法が無いのが現状である。そして、ゴムの耐ＤＭＥ性を評価するには、試料を実際にＤＭＥ液に所定時間浸漬し、浸漬前後における体積変化率を求めるのが一般的であるが、ＤＭＥは常温では気体であるため、試料をＤＭＥ液から取り出した後にもＤＭＥが揮発し、その間も体積が変化する。そこで、本発明では浸漬時間を２週間として評価基準をより厳しくするとともに、取り出しから測定までの時間を５分以内としてより正確な体積変化率を求め、前記体積変化率が４０％以下であれは好適な耐ＤＭＥ性を示すことを見出した。尚、当然のことながら、前記体積変化率が小さいほど耐ＤＭＥ性が良好であり、本発明においても前記体積変化率がより小さいゴムを用いることが好ましい。
【００２０】
前記体積変化率を満足するゴムとして、ふっ素ゴム（ＥＰＤＭ浸漬後、取り出し５分以内に測定したときの体積変化率３５％）、ＮＢＲ（同２０％）、シリコーンゴム（同２５％）及びＥＰＤＭ（同２０％）が挙げられるが、耐熱性に優れ、シール材形成時に劣化し難い等の観点からシリコーンゴム及びＥＰＤＭがより好ましい。
【００２１】
上記ベースゴムには、架橋系添加剤が配合されることが好ましい。架橋系添加剤は、過酸化物系や硫黄系の架橋剤、架橋促進剤、架橋促進助剤、共架橋剤等をベースゴムの種類に応じて選択される。尚、何れも公知のもので構わず、その配合量も適宜選択される。
【００２２】
また、必要に応じて、その他の添加剤や充填材を配合してもよい。例えば、老化防止剤、や可塑剤等の公知のゴム用添加剤、カーボンブラックやホワイトカーボン等の充填材を適量配合することができる。
【００２３】
中芯を製造するには、上記のベースゴムに架橋系添加剤、更には添加剤や充填材を添加し、オープンロール、加圧ニーダー、バンバリーミキサー等によって混練を行いゴムコンパウンドとし、このゴムコンパウンドを用いて金型による熱プレス成形、押出成形、ブロー成形、トランスファー成形、射出成形等の方法によって所望の形状に成形すればよい。成形条件は、ゴムコンパウンドの組成により適宜選択される。また、必要により２次架橋を施しても良い。
【００２４】
（被覆樹脂）
被覆樹脂は、直接ＤＭＥと接触するため耐ＤＭＥ性を有し、かつ適度の柔軟性を兼備することが好ましく、本発明においてはふっ素樹脂及びポリアミドを好適に使用することができる。尚、ふっ素樹脂及びポリアミドの種類には制限がなく、適宜選択できる。
【００２５】
耐ＤＭＥ性シール材を製造する方法には制限がないが、例えば、被覆樹脂からなるシートを作製し、上記の如く作製した中芯をこの樹脂シートで挟み込み、全体を金型に入れて一体に成形すればよい。また、Ｏリングとするには、被覆樹脂からなるチューブを押出成形により作製し、チューブ内に紐状に成形した中芯を挿入した後、両端面を加熱して融着すればよい。尚、樹脂による被覆厚は、耐ＤＭＥ性を確保するために０．１〜０．７ｍｍ、特に０．２５〜０．５０ｍｍが好ましい。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例及び比較例により、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。尚、下記に示す体積変化率は、ＤＭＥ液に２週間浸漬した後、取り出して５分以内に測定した厚さから算出した変化率である。
【００２７】
（実施例１）
シリコーンゴム１００重量部に対し、架橋系添加剤としてＰＯ（Ｃ−８）を２重量部添加してオープンロールにて混練してゴムコンパウンドとし、これを押出成形して直径２．９ｍｍのロッド状に成形した。本シリコーンゴムの体積変化率は２５％であった。また、ＰＦＡを押出成形して内径３．５ｍｍで肉厚０．３ｍｍのチューブを作製した。そして、ゴムロッド及びチューブをそれぞれ所定長さに切断し、チューブ内にゴムロッドを挿入した後に両端面を融着してＯリングを得た。
【００２８】
（実施例２）
ＥＰＤＭ１００重量部に対し、架橋系添加剤としてＰＯ−dicup40を６重量部、ＴＡＩＣを２重量部、ＦＥＦカーボンを６０重量部添加してオープンロールにて混練してゴムコンパウンドとし、これを押出成形して直径２．９ｍｍのロッド状に成形した。本ＥＰＤＭの体積変化率は２０％であった。また、ＰＦＡを押出成形して内径３．５ｍｍで肉厚０．３ｍｍのチューブを作製した。そして、ゴムロッド及びチューブをそれぞれ所定長さに切断し、チューブ内にゴムロッドを挿入した後に両端面を融着してＯリングを得た。
【００２９】
（比較例１）
ふっ素ゴム１００重量部に対し、架橋系添加剤としてＭｇＯを３重量部、ビスフェノールＡＦを３重量部、キュラティブ３０を３重量部、ＭＴカーボンを２０重量部添加してオープンロールにて混練してゴムコンパウンドとし、これを押出成形して直径３．５ｍｍのロッド状に成形し、両端面を融着してOリングを得た。本ふっ素ゴムの体積変化率は３５％であった。
【００３０】
（比較例２）
ＮＢＲゴム１００重量部に対し、架橋系添加剤として硫黄を０．５重量部、ノクセラーＴＳを２重量部、ＦＥＦカーボンを５０重量部添加してオープンロールにて混練してゴムコンパウンドとし、これを押出成形して直径３．５ｍｍのロッド状に成形し、両端面を融着してOリングを得た。本ＮＢＲゴムの体積変化率は２０％であった。
【００３１】
上記で得た各ＯリングをＤＭＥ浸漬試験容器のシール材としてセットし、前記容器にＤＭＥ液を充填して７０±２℃にて４週間保持し、その間におけるＤＭＥの漏れ量を測定した。また、外観を目視にて評価した。結果を表１に示すが、本発明に従い樹脂被覆を施すことによりＤＭＥに対するシール性が高まり、外観も良好に維持されることが判る。
【００３２】
【表１】
2005187718.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の耐ＤＭＥ性シール材の一例（Ｏリング）を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
Ａ  中芯（ゴム材料）
Ｂ  被覆樹脂
【図１】
2005187718.tif 000004