(57)【要約】【課題】電気抵抗の高抵抗化と、高度な補強性の両立を図ることができるゴム組成物を提供する。【解決手段】下記の特性（Ａ）〜（Ｃ）を備えたカーボンブラックと、ゴムとを必須成分とするゴム組成物であって、加硫後の引張り強さ（ＴＢ）が９．８ＭＰａ以上で、体積抵抗率が１×１０5 Ω・ｃｍ以上で、交流抵抗（インピーダンス）が１×１０4 Ω・ｃｍ以上である。（Ａ）窒素吸着比表面積（Ｎ2 ＳＡ）が、２４≦Ｎ2 ＳＡ≦３２（Ｂ）ＤＢＰ吸油量（ＤＢＰ）が、１１５≦ＤＢＰ≦１３５（Ｃ）トルエン着色透過度（ＬＴ）が、３０≦ＬＴ≦６０【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の特性（Ａ）〜（Ｃ）を備えたカーボンブラックと、ゴムとを必須成分とするゴム組成物であって、加硫後の引張り強さ（ＴＢ）が９．８ＭＰａ以上で、体積抵抗率が１×１０5 Ω・ｃｍ以上で、交流抵抗（インピーダンス）が１×１０4 Ω・ｃｍ以上であることを特徴とするゴム組成物。
（Ａ）窒素吸着比表面積（Ｎ2 ＳＡ）が、２４≦Ｎ2 ＳＡ≦３２
（Ｂ）ＤＢＰ吸油量（ＤＢＰ）が、１１５≦ＤＢＰ≦１３５
（Ｃ）トルエン着色透過度（ＬＴ）が、３０≦ＬＴ≦６０
【請求項２】
上記ゴムが、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体である請求項１記載のゴム組成物。
【請求項３】
上記カーボンブラックの配合割合が、上記エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体１００重量部に対して、６０〜１４０重量部の範囲内に設定されている請求項２記載のゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特殊カーボンブラックを用いたゴム組成物に関するものであり、詳しくは自動車用水系ホース等に用いられるゴム組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車用ラジエータホース等の水系ホース用材料には、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）等のゴムに、補強性を付与するためカーボンブラックを配合したゴム組成物が用いられている。
【０００３】
しかしながら、上記カーボンブラックは導電性を備えるため、ホースを流れる電流により、ホース材料であるゴムと、金属部分（ジョイント口金等）との間で電気腐食が生じたり、ゴム自身が劣化する等の問題がある。また、最近では、防振ゴムにおいても、ゴムと金属部分との間で生じる電気腐食が問題となっている。
【０００４】
そこで、このような問題を解決すべく、例えば、カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ2 ＳＡ：ｍ2 ／ｇ）が５０ｍ2 ／ｇ以下であり、カーボンブラック中の水素含有量（Ｈ2 ）（ｐｐｍ）が所定の関係を満足することを特徴とする絶縁性に優れたカーボンブラックが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−１２７７３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年、自動車用ラジエータホース等の水系ホースや、ラジエータパッキン、防振ゴム等の用途において、更なる電気抵抗の高抵抗化と、高度な補強性の両立の要求が高まり、上記特許文献１に記載のカーボンブラックを用いた場合でも、これらの要求に充分に対応することができなかった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、電気抵抗の高抵抗化と、高度な補強性の両立を図ることができるゴム組成物の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明のゴム組成物は、下記の特性（Ａ）〜（Ｃ）を備えたカーボンブラックと、ゴムとを必須成分とするゴム組成物であって、加硫後の引張り強さ（ＴＢ）が９．８ＭＰａ以上で、体積抵抗率が１×１０5 Ω・ｃｍ以上で、交流抵抗（インピーダンス）が１×１０4 Ω・ｃｍ以上であるという構成をとる。
（Ａ）窒素吸着比表面積（Ｎ2 ＳＡ）が、２４≦Ｎ2 ＳＡ≦３２
（Ｂ）ＤＢＰ吸油量（ＤＢＰ）が、１１５≦ＤＢＰ≦１３５
（Ｃ）トルエン着色透過度（ＬＴ）が、３０≦ＬＴ≦６０
【０００８】
すなわち、この発明者は、電気抵抗の高抵抗化と、高度な補強性の両立を図ることができるゴム組成物を得るべく、鋭意研究を重ねた。そして、カーボンブラックの窒素吸着比表面積、ＤＢＰ吸油量およびトルエン着色透過度に着目し、適正範囲について研究を続けた結果、上記特定の範囲に設定すると、好結果が得られることを突き止めた。しかし、さらに研究を重ねた結果、カーボンブラックの上記特性を限定するのみでは、電気抵抗の高抵抗化と、高度な補強性をバランスよく両立させることが困難であった。そこで、視点を変え、上記カーボンブラックを配合したゴム組成物の、加硫後の引張り強さ（ＴＢ）、体積抵抗率および交流抵抗（インピーダンス）について新たに研究を続けた結果、これらを上記特定の範囲に設定することにより、所期の目的が達成できることを見出し、本発明に到達した。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のゴム組成物は、窒素吸着比表面積、ＤＢＰ吸油量およびトルエン着色透過度をそれぞれ特定の範囲に設定した特殊なカーボンブラックを用いるとともに、この特殊なカーボンブラックを配合したゴム組成物の加硫後の引張り強さ（ＴＢ）、体積抵抗率および交流抵抗（インピーダンス）をそれぞれ特定の範囲に設定しているため、電気抵抗の高抵抗化と、高度な補強性をバランスよく両立することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
つぎに、本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
本発明のゴム組成物は、ゴムと、特殊なカーボンブラックとを用いて得ることができる。本発明においては、ゴム組成物の加硫後の引張り強さ（ＴＢ）、体積抵抗率および交流抵抗（インピーダンス）が、それぞれ特定の範囲内に設定されているのであって、これが最大の特徴である。
【００１２】
本発明のゴム組成物に用いられるゴムとしては特に限定はなく、例えば、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ＮＢＲとポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）のブレンドゴム（ＮＢＲ−ＰＶＣ）、水素化ＮＢＲ（Ｈ−ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、エチレンアクリルゴム（ＡＥＭ）、エピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、塩素化ポリエチレンゴム（ＣＰＥ）、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）、エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰＭ）、ＮＢＲとＥＰＤＭのブレンドゴム（ＮＢＲ−ＥＰＤＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００１３】
つぎに、上記ゴムとともに用いられるカーボンブラックは、下記の特性（Ａ）〜（Ｃ）を全て備えているものであれば特に限定はない。
【００１４】
（Ａ）窒素吸着比表面積（Ｎ2 ＳＡ）が、２４≦Ｎ2 ＳＡ≦３２
（Ｂ）ＤＢＰ吸油量（ＤＢＰ）が、１１５≦ＤＢＰ≦１３５
（Ｃ）トルエン着色透過度（ＬＴ）が、３０≦ＬＴ≦６０
【００１５】
すなわち、上記窒素吸着比表面積（Ｎ2 ＳＡ）が２４未満であると、補強性が劣り、逆に３２を超えると、電気抵抗が低いため、電気抵抗の高抵抗化ができず、電気腐食が生じるからである。また、上記Ｎ2 ＳＡ範囲において上記ＤＢＰ吸油量（ＤＢＰ）が１１５未満であると、補強性が劣り、逆に１３５を超えると、製法条件のしがらみが増え、製造効率が悪化し、カーボン自体のコストが高くなるとともに、安定供給面でも問題を生じる可能性があるからである。また、上記トルエン着色透過度（ＬＴ）が３０未満であると、カーボンブラックの未燃分が多くなるため、製造上扱い難くなるとともに排水等の環境上の問題があり、逆に６０を超えると、電気抵抗が低いため、電気抵抗の高抵抗化ができず、電気腐食が生じるからである。
【００１６】
上記窒素吸着比表面積（Ｎ2 ＳＡ）は、２６〜３０の範囲内が好ましく、ＤＢＰ吸油量（ＤＢＰ）は、１２０〜１３０の範囲内が好ましく、トルエン着色透過度（ＬＴ）は、４０〜５０の範囲内が好ましい。
【００１７】
本発明において、窒素吸着比表面積（Ｎ2 ＳＡ）およびＤＢＰ吸油量（ＤＢＰ）は、ＪＩＳ  Ｋ６２１７に準じて測定することができる。また、トルエン着色透過度（ＬＴ）は、ＪＩＳ  Ｋ６２１８に準じて測定することができる。
【００１８】
なお、上記カーボンブラックは、水素含有量（Ｈ2 ）が、３８００〜４４００ｐｐｍの範囲内であることが好ましく、特に好ましくは４０００〜４３５０ｐｐｍの範囲内である。
【００１９】
上記水素含有量（Ｈ2 ）とは、カーボンブラックから発生する水素量を、カーボンブラック１ｇ当たりに換算した数値（ｐｐｍ）で表したものであり、つぎのようにして求めることができる。すなわち、高感度水素分析装置（堀場製作所社製ＥＭＧＡ−６２１、ＴＣＤ検出器使用）を用いて、カーボンブラック２０ｍｇを１９８０℃で７０秒間熱分解させ、発生ガスをキャリアガス（不活性アルゴンガス）一定流量（４００ｍｌ／分）で流通させる。発生ガスは、カラム分離し、水素ガスを熱伝導度法で測定、定量する。
【００２０】
上記特殊なカーボンブラックの配合割合は、ゴムの種類等に応じて異なるが、ゴム１００重量部（以下「部」と略す）に対して、３０〜１４０部の範囲内が好ましく、特に好ましくは５０〜１００部の範囲内である。すなわち、カーボンブラックが３０部未満であると、充分な補強性が得られず、逆に１４０部を超えると、電気抵抗の高抵抗化が困難となるからである。
【００２１】
具体的には、ゴムがＥＰＤＭの場合は、特殊なカーボンブラックの配合割合は、ＥＰＤＭ１００部に対して、６０〜１４０部の範囲内が好ましく、特に好ましくは７０〜１３０部の範囲内である。
【００２２】
なお、本発明のゴム組成物には、上記ゴムおよび特殊なカーボンブラックに加えて、滑材（ステアリン酸等）、酸化亜鉛、軟化剤（プロセスオイル等）、加硫剤（硫黄等）、加硫促進剤、加硫助剤、老化防止剤等を必要に応じて、適宜に配合しても差し支えない。
【００２３】
上記加硫剤の配合割合は、加硫剤やゴムの種類等に応じて異なるが、ゴム１００部に対して、０．５〜１０部の範囲内が好ましく、特に好ましくは０．８〜５部の範囲内である。
【００２４】
また、上記加硫促進剤の配合割合は、加硫促進剤やゴムの種類等に応じて異なるが、ゴム１００部に対して、０．１〜１０部の範囲内が好ましく、特に好ましくは１〜５部の範囲内である。
【００２５】
本発明のゴム組成物は、例えば、ゴムおよび特殊なカーボンブラックに加えて、必要に応じて、滑材、充填剤、酸化亜鉛、軟化剤、加硫剤、加硫促進剤等を配合し、これらをロール、ミキサー等の混練機を用いて混合することにより調製することができる。
【００２６】
このようにして得られる本発明のゴム加硫後の組成物は、引張り強さ（ＴＢ）が９．８ＭＰａ以上で、体積抵抗率が１×１０5 Ω・ｃｍ以上で、交流抵抗（インピーダンス）が１×１０4 Ω・ｃｍ以上でなければならない。
【００２７】
すなわち、引張り強さ（ＴＢ）が９．８ＭＰａ未満であると、ホース強度が劣り、特に振動や圧力の高い部位になると、ホース性能面で支障が生じるからである。また、体積抵抗率が１×１０5 Ω・ｃｍ未満、もしくは交流抵抗（インピーダンス）が１×１０4 Ω・ｃｍ未満であると、電気抵抗が低いため、金具等の電気腐食やゴムの電気化学劣化が生じるからである。
【００２８】
本発明において、上記引張り強さ（ＴＢ）は、ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準じて測定した値であり、上記体積抵抗率は、ＪＩＳ  Ｋ６９１１に準じて測定した値である。また、上記交流抵抗（インピーダンス）は、ＪＩＳ  Ｃ  １１０２−６に準じて、１０4 Ｈｚの交流抵抗を測定した値である。
【００２９】
本発明におけるゴム組成物の加硫条件としては、１４５〜１８０℃×２０〜６０分の範囲内が好ましく、特に好ましくは１５０〜１６０℃×３０〜４５分である。
【００３０】
なお、本発明のゴム組成物の加硫後の伸び（ＥＢ）は、２００％以上が好ましく、特に好ましくは、２５０％以上である。上記伸び（ＥＢ）は、ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準じて測定することができる。
【００３１】
本発明のゴム組成物は、自動車用ラジエータホース等の水系ホース用材料として好適に用いられるが、これ以外にも防振ゴム材料、ラジエータパッキン材料等に用いることができる。なお、本発明のゴム組成物をホース用材料として用いる場合は、単層ホースもしくは多層ホースの少なくとも最内層（単層ホースの場合は、その層）に用いることが好ましい。
【００３２】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００３３】
まず、実施例および比較例に先立ち、下記に示す材料を準備した。
【００３４】
〔カーボンブラック〕
下記の表１および表２に示す各特性を備えたカーボンブラックを作製した。なお、カーボンブラックの各特性は、前述の基準に従って測定した。
【００３５】
【表１】
2005120189.tif 000002
【００３６】
【表２】
2005120189.tif 000003
【００３７】
〔ＥＰＤＭ〕
住友化学工業社製、エスプレン５３２
【００３８】
〔滑材〕
ステアリン酸（花王社製、ルーナックＳ３０）
【００３９】
〔酸化亜鉛（ＺｎＯ〕
三井金属社製、酸化亜鉛２種
【００４０】
〔軟化剤〕
プロセスオイル（出光興産社製、ＰＷ−３８０）
【００４１】
〔加硫促進剤〕
三新化学社製、サンセラーＴＴ−Ｇ
【００４２】
〔加硫促進剤〕
三新化学社製、サンセラーＴＥＴ−Ｇ
【００４３】
〔加硫促進剤〕
三新化学社製、サンセラーＢＺ−Ｇ
【００４４】
〔加硫促進剤〕
三新化学社製、サンセラーＣＺ−Ｇ
【実施例】
【００４５】
〔実施例１〜８、比較例１〜６〕
後記の表３および表４に示す各成分を同表に示す割合で配合し、これらをロールを用いて混練して、ゴム組成物を調製した。
【００４６】
このようにして得られた実施例品および比較例品のゴム組成物を用い、下記の基準に従って各特性の評価を行った。これらの結果を後記の表３および表４に併せて示した。
【００４７】
〔引張り強さ（ＴＢ）〕
各ゴム組成物を、１５０℃で３０分間加硫処理して、サンプルを作成した。そして、このサンプルを用いて、前述のとおりＪＩＳ  Ｋ６２５１に準じて、引張り強さ（ＴＢ）を測定した。
【００４８】
〔伸び（ＥＢ）〕
上記と同様にして作製したサンプルを用いて、前述のとおりＪＩＳ  Ｋ６２５１に準じて、伸び（ＥＢ）を測定した。
【００４９】
〔体積抵抗率〕
上記と同様にして作製したサンプルを用いて、前述のとおりＪＩＳ  Ｋ６９１１に準じて、体積抵抗率を測定した。
【００５０】
〔交流抵抗（インピーダンス）〕
上記と同様にして作製したサンプルを用いて、前述のとおりＪＩＳ  Ｃ  １１０２−６に準じて、１０4 Ｈｚの交流抵抗を測定した。
【００５１】
【表３】
2005120189.tif 000004
【００５２】
【表４】
2005120189.tif 000005
【００５３】
上記結果から、いずれの実施例品も、引張り強さ（ＴＢ）が高いことから、優れた補強性を示すとともに、体積抵抗率および交流抵抗がいずれも高く、電気抵抗の高抵抗化を図ることができた。そのため、このゴム組成物を用いて水系ホースを作製した場合には、ホースと金属部分との電気腐食を防止することができる。
【００５４】
これに対し、比較例１品は、カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ2 ＳＡ）が小さいため、補強性が劣っていた。比較例２品は、カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ2 ＳＡ）が大きいため、体積抵抗率および交流抵抗が低かった。比較例３品は、カーボンブラックのＤＢＰ吸油量が小さいため、補強性が劣っていた。比較例４品は、カーボンブラックのＤＢＰ吸油量が大きく、特性的には良好であるが、安定供給とコスト面で不可である。比較例５品は、トルエン着色透過度が小さく、特性的には良好であるが、排水処理等の環境問題に配慮が欠ける。比較例６品は、トルエン着色透過度が大きいため、体積抵抗率および交流抵抗が低かった。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明のゴム組成物は、自動車用ラジエータホース等の水系ホース用材料として好適に用いられるが、これ以外にも防振ゴム材料、ラジエータパッキン材料等に用いることができる。