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技術 水性媒体輸送用ゴムホース及びその製造方法

出願人 丸五ゴム工業株式会社
発明者 安松一二三藤原美希藤原泰明
出願日 2014年7月18日 (5年11ヶ月経過) 出願番号 2014-148322
公開日 2016年2月8日 (4年4ヶ月経過) 公開番号 2016-023717
状態 特許登録済
技術分野 剛性・可とう管 高分子組成物
主要キーワード 公転式撹拌機 含水混合物 迷走電流 フィブリル化セルロース繊維 編組み ラジエーターホース ゴム部品 リグニン含有量
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重要な関連分野

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図面 (2)

課題

優れた機械的性質及び高い絶縁性を有し、なおかつ製造時の加工性にも優れる水性媒体輸送用ゴムホースを提供する。

解決手段

エチレンプロピレンジエン共重合体ゴム(A)、軟化剤(B)、カーボンブラック(C)及びセルロース繊維(D)を含有するゴム組成物加硫してなるゴム層を有する水性媒体輸送用ゴムホースであって、セルロース繊維(D)の平均繊維径が2〜1000nmであり、平均繊維長が0.1〜1000μmであり、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム(A)100質量部に対する、軟化剤(B)の含有量が10〜200質量部、セルロース繊維(D)の含有量が2〜35質量部であり、前記ゴム組成物におけるカーボンブラック(C)の含有量が10〜33質量%であり、前記ゴム層の体積固有抵抗が107〜1016Ω・cmであるゴムホースとする。

概要

背景

従来から、自動車用ラジエーターホース等の水性媒体輸送用ゴムホースとして、エチレンプロピレンジエン共重合体ゴム及びカーボンブラックを含有するゴム組成物加硫してなるゴムホースが広く用いられている。カーボンブラックは、ホース機械的特性の向上やゴム組成物の成形性の向上に寄与する。

ところで、水性媒体輸送用ゴムホースとそれに接する金属部品によって形成される局部電池の作用により、水性媒体輸送用ゴムホースに迷走電流が流れることが知られている。このような電流が発生するメカニズムは、明らかになっていないが、ゴムホースに水性媒体が流れることなどが関与しているとも考えられる。水性媒体輸送用ゴムホースに流れる迷走電流によって、ゴムホースが劣化したり、ゴムホースに接する金属部品が腐食したりする。そのため、絶縁性が高く、迷走電流が流れにくい水性媒体輸送用ゴムホースが求められている。

水性媒体輸送用ゴムホースの絶縁性を向上させる方法として、ゴム組成物に含有されるカーボンブラックの一部を白色充填剤等に置き換える方法が報告されている。比較的高い電気伝導性を有するカーボンブラックの含有量が低減することにより、ゴムホースの絶縁性が向上する。

例えば、特許文献1には、エチレン−αオレフィン系共重合体原料ゴムとし、カーボンブラックと白色充填剤とを補強性充填剤とするゴム配合物を加硫して形成されたゴム部品であり、前記カーボンブラックの配合割合が22〜33質量%、前記白色充填剤の配合割合が22質量%以下であり、水性媒体との接触部位体積抵抗率が1010Ωcm以上であるゴム部品が記載されている。しかしながら、当該ゴム配合物は、成形した際に表面に荒れが生じ易いうえに、成形時や加硫時に激しく収縮する。さらに、当該ゴム部品は、機械的特性も不十分である。

特許文献2には、エチレン−プロピレン共重合体ゴムポリオレフィン樹脂ポリアミド繊維及びカーボンブラックを配合してなるゴム組成物を加硫して得られるゴム材料により最内層が形成されており、前記ゴム組成物中の前記カーボンブラックの配合量が30重量%未満であり、前記ゴム材料の体積固有抵抗が105Ωcm以上である水性媒体輸送用ゴムホースが記載されている。しかしながら、ポリオレフィン樹脂を含有するゴムホースは硬いためシール性が不十分になりやすく、シール性と絶縁性とを両立させることが難しい。

特許文献3には、平均繊維径が2〜1000nmであり、平均繊維長が0.1〜1000μmであるセルロース繊維を含有する重合体組成物が記載されている。そして、特許文献3の実施例には、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム113.5重量部、カーボンブラック150重量部及びセルロース繊維15.3重量部を含有する重合体組成物を熱プレスしてなる成形品が記載されている。しかしながら、当該成形品は絶縁性が不十分であった。

概要

優れた機械的性質及び高い絶縁性を有し、なおかつ製造時の加工性にも優れる水性媒体輸送用ゴムホースを提供する。エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム(A)、軟化剤(B)、カーボンブラック(C)及びセルロース繊維(D)を含有するゴム組成物を加硫してなるゴム層を有する水性媒体輸送用ゴムホースであって、セルロース繊維(D)の平均繊維径が2〜1000nmであり、平均繊維長が0.1〜1000μmであり、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム(A)100質量部に対する、軟化剤(B)の含有量が10〜200質量部、セルロース繊維(D)の含有量が2〜35質量部であり、前記ゴム組成物におけるカーボンブラック(C)の含有量が10〜33質量%であり、前記ゴム層の体積固有抵抗が107〜1016Ω・cmであるゴムホースとする。

目的

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、高い絶縁性及び優れた機械的性質を有し、なおかつ製造時の加工性にも優れる水性媒体輸送用ゴムホースを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

エチレンプロピレンジエン共重合体ゴム(A)、軟化剤(B)、カーボンブラック(C)及びセルロース繊維(D)を含有するゴム組成物加硫してなるゴム層を有する水性媒体輸送用ゴムホースであって、セルロース繊維(D)の平均繊維径が2〜1000nmであり、平均繊維長が0.1〜1000μmであり、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム(A)100質量部に対する、軟化剤(B)の含有量が10〜200質量部、セルロース繊維(D)の含有量が2〜35質量部であり、前記ゴム組成物におけるカーボンブラック(C)の含有量が10〜33質量%であり、前記ゴム層の体積固有抵抗が107〜1016Ω・cmであることを特徴とするゴムホース。

請求項2

多層ホースである請求項1に記載のゴムホース。

請求項3

少なくとも最内層が前記ゴム層である請求項2に記載のゴムホース。

請求項4

さらに最外層も前記ゴム層である請求項3に記載のゴムホース。

請求項5

ラジエーターホース又はヒーターホースである請求項1〜4のいずれかに記載のゴムホース。

請求項6

エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム(A)、軟化剤(B)、カーボンブラック(C)及びセルロース繊維(D)を含有するゴム組成物を押出成形した後に加硫する請求項1〜5のいずれかに記載のゴムホースの製造方法。

技術分野

0001

本発明は、カーボンブラック及びセルロース繊維を含有するゴム層を有する水性媒体輸送用ゴムホースに関する。また、そのようなゴムホースの製造方法に関する。

背景技術

0002

従来から、自動車用ラジエーターホース等の水性媒体輸送用ゴムホースとして、エチレンプロピレンジエン共重合体ゴム及びカーボンブラックを含有するゴム組成物加硫してなるゴムホースが広く用いられている。カーボンブラックは、ホース機械的特性の向上やゴム組成物の成形性の向上に寄与する。

0003

ところで、水性媒体輸送用ゴムホースとそれに接する金属部品によって形成される局部電池の作用により、水性媒体輸送用ゴムホースに迷走電流が流れることが知られている。このような電流が発生するメカニズムは、明らかになっていないが、ゴムホースに水性媒体が流れることなどが関与しているとも考えられる。水性媒体輸送用ゴムホースに流れる迷走電流によって、ゴムホースが劣化したり、ゴムホースに接する金属部品が腐食したりする。そのため、絶縁性が高く、迷走電流が流れにくい水性媒体輸送用ゴムホースが求められている。

0004

水性媒体輸送用ゴムホースの絶縁性を向上させる方法として、ゴム組成物に含有されるカーボンブラックの一部を白色充填剤等に置き換える方法が報告されている。比較的高い電気伝導性を有するカーボンブラックの含有量が低減することにより、ゴムホースの絶縁性が向上する。

0005

例えば、特許文献1には、エチレン−αオレフィン系共重合体原料ゴムとし、カーボンブラックと白色充填剤とを補強性充填剤とするゴム配合物を加硫して形成されたゴム部品であり、前記カーボンブラックの配合割合が22〜33質量%、前記白色充填剤の配合割合が22質量%以下であり、水性媒体との接触部位体積抵抗率が1010Ωcm以上であるゴム部品が記載されている。しかしながら、当該ゴム配合物は、成形した際に表面に荒れが生じ易いうえに、成形時や加硫時に激しく収縮する。さらに、当該ゴム部品は、機械的特性も不十分である。

0006

特許文献2には、エチレン−プロピレン共重合体ゴムポリオレフィン樹脂ポリアミド繊維及びカーボンブラックを配合してなるゴム組成物を加硫して得られるゴム材料により最内層が形成されており、前記ゴム組成物中の前記カーボンブラックの配合量が30重量%未満であり、前記ゴム材料の体積固有抵抗が105Ωcm以上である水性媒体輸送用ゴムホースが記載されている。しかしながら、ポリオレフィン樹脂を含有するゴムホースは硬いためシール性が不十分になりやすく、シール性と絶縁性とを両立させることが難しい。

0007

特許文献3には、平均繊維径が2〜1000nmであり、平均繊維長が0.1〜1000μmであるセルロース繊維を含有する重合体組成物が記載されている。そして、特許文献3の実施例には、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム113.5重量部、カーボンブラック150重量部及びセルロース繊維15.3重量部を含有する重合体組成物を熱プレスしてなる成形品が記載されている。しかしながら、当該成形品は絶縁性が不十分であった。

先行技術

0008

特開2004−137424号公報
特開平11−315967号公報
特開2013−133363号公報

発明が解決しようとする課題

0009

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、高い絶縁性及び優れた機械的性質を有し、なおかつ製造時の加工性にも優れる水性媒体輸送用ゴムホースを提供することを目的とするものである。また、このような水性媒体輸送用ゴムホースの製造方法を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段

0010

上記課題は、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム(以下、EPDM略記することがある)(A)、軟化剤(B)、カーボンブラック(C)及びセルロース繊維(D)を含有するゴム組成物を加硫してなるゴム層を有する水性媒体輸送用ゴムホースであって、セルロース繊維(D)の平均繊維径が2〜1000nmであり、平均繊維長が0.1〜1000μmであり、EPDM(A)100質量部に対する、軟化剤(B)の含有量が10〜200質量部、セルロース繊維(D)の含有量が2〜35質量部であり、前記ゴム組成物におけるカーボンブラック(C)の含有量が10〜33質量%であり、前記ゴム層の体積固有抵抗が107〜1016Ω・cmであるゴムホースを提供することによって解決される。

0011

前記ゴムホースが多層ホースであることが好ましい。このとき、少なくとも最内層が前記ゴム層であることがより好ましく、さらに最外層も前記ゴム層であることがさらに好ましい。

0012

前記ゴムホースがラジエーターホース又はヒーターホースであることも好ましい。

0013

上記課題は、EPDM(A)、軟化剤(B)、カーボンブラック(C)及びセルロース繊維(D)を含有するゴム組成物を押出成形した後に加硫する前記水性媒体輸送用ゴムホースの製造方法を提供することによっても解決される。

発明の効果

0014

本発明の水性媒体輸送用ゴムホースは、高い絶縁性及び優れた機械的性質を有する。したがって、ゴムホース内を流れる迷走電流によって生じる、ゴムホースの劣化や、それと接する金属部品の腐食が抑制される。また、本発明の水性媒体輸送用ゴムホースは、成形した際に表面荒れが生じにくいうえに、成形時や加硫時の収縮量が小さい。本発明の製造方法によれば、そのようなゴムホースを簡便に製造できる。

図面の簡単な説明

0015

実施例1〜4、比較例1及び2における、加硫して得られた試験片のカーボンブラック(C)の含有量と体固有抵抗値との関係を示したグラフである。

0016

本発明の水性媒体輸送用ゴムホースは、EPDM(A)、軟化剤(B)、カーボンブラック(C)及びセルロース繊維(D)を含有するゴム組成物を加硫してなるゴム層を有する水性媒体輸送用ゴムホースであって、セルロース繊維(D)の平均繊維径が2〜1000nmであり、平均繊維長が0.1〜1000μmであり、EPDM(A)100質量部に対する、軟化剤(B)の含有量が10〜200質量部、セルロース繊維(D)の含有量が2〜35質量部であり、前記ゴム組成物におけるカーボンブラック(C)の含有量が10〜33質量%であり、前記ゴム層の体積固有抵抗が107〜1016Ω・cmであるものである。

0017

本発明のゴムホースは、EPDM(A)、軟化剤(B)、カーボンブラック(C)及びセルロース繊維(D)を含有するゴム組成物を加硫することにより形成されるゴム層を有する。

0018

本発明で用いられるEPDM(A)を構成するジエンとしては、エチリデンノルボルネン(ENB)、ジシクロペンタジエン(DCPD)、1,4−ヘキサジエン(HD)などが例示される。なかでも、エチリデンノルボルネン(ENB)が好ましい。通常、EPDM(A)中の全単量体単位の合計モル数に対する、エチレン単位モル数は、5〜94モル%であり、プロピレン単位のモル数は、5〜94モル%であり、ジエン単位のモル数は、1〜20モル%である。EPDM(A)は、複数種類のエチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴムを含有していても構わない。

0019

本発明で用いられる軟化剤(B)は特に限定されず、ゴム組成物を成形する際に一般的に用いられる各種軟化剤を用いることができる。例えば、パラフィン系オイルナフテン系オイルアロマ系オイル等の鉱物油系軟化剤が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。

0020

前記ゴム組成物中における軟化剤(B)の含有量は、EPDM(A)100質量部に対して、10〜200質量部である。軟化剤(B)の含有量が10質量部未満の場合には、得られるゴムホースが硬くなり過ぎる。軟化剤(B)の含有量は、20質量部以上が好適である。一方、軟化剤(B)の含有量が200質量部を超える場合には、得られるゴムホースが柔軟になり過ぎるとともに、軟化剤のブリードが生じる。軟化剤(B)の含有量は、150質量部以下が好適である。

0021

本発明で用いられるカーボンブラック(C)は、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、特に限定されない。カーボンブラック(C)の種類として、例えば、SAFISAF、HAF、MAF、FEF、GPF、SRF、FT、MTが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。なかでも、HAF、MAF、FEF、GPF、SRFが好ましい。カーボンブラック(C)のよう素吸着量は、通常、10〜160mg/gである。絶縁性をより高められる点から10〜110mg/gが好ましい。カーボンブラック(C)のDBP吸油量は、通常、20〜200ml/100gである。絶縁性をより高められる点から40〜170ml/100gが好ましい。

0022

前記ゴム組成物中におけるカーボンブラック(C)の含有量は、10〜33質量%である。カーボンブラック(C)の含有量が10質量%未満の場合には、前記ゴム組成物を成形した際に表面荒れが生じるとともに、得られるゴムホースの引張強さ及び補強性が不十分になる。カーボンブラック(C)の含有量は、15質量%以上が好適である。一方、カーボンブラック(C)の含有量が33質量%を超える場合には、得られるゴムホースの絶縁性が不十分になる。カーボンブラック(C)の含有量は、30質量%以下が好適であり、29質量%以下がより好適である。

0023

前記ゴム組成物は、平均繊維径が2〜1000nmであり、平均繊維長が0.1〜1000μmであるセルロース繊維(D)を含有する。当該セルロース繊維(D)を用いることが本発明の大きな特徴である。セルロース繊維(D)を含有させることにより、成形時や加硫時におけるゴム組成物の収縮が抑制されるとともに、ゴムホースの補強性が大幅に向上する。そのため、ゴム組成物の加工性や得られるゴムホースの機械的性質が低下することなく、カーボンブラック(C)の含有量を低減することができる。したがって、ゴム組成物の加工性及び得られるゴムホースの機械的性質と、ゴムホースの絶縁性とを両立することができる。

0024

このようなセルロース繊維(D)の効果のメカニズムは明らかではないが、以下のようなことが考えられる。セルロース繊維(D)はアスペクト比が高いうえに、単位質量当たりの表面積が大きいことから、EPDM(A)との接着性が良好になるとともに、優れた補強効果発現し、ゴムホースの補強性が大幅に向上するものと考えられる。また、このようなセルロース繊維(D)の特性は、成形時や加硫時におけるゴム組成物の収縮の抑制にも寄与していると考えられる。

0025

平均繊維径が2nm未満のセルロース繊維は、通常の方法で得ることが難しく、工業的に使用するのは現実的でない。セルロース繊維(D)の平均繊維径が5nm以上であることが好適であり、10nm以上であることがより好適である。一方、平均繊維径が1000nmを超える場合には、得られるゴムホースの補強性が低下する。セルロース繊維(D)の平均繊維径が500nm以下であることが好適である。なお、本発明におけるセルロース繊維(D)の平均繊維径は、顕微鏡観察により算出した数平均繊維径である。

0026

セルロース繊維(D)の平均繊維長が0.1μm未満の場合には、得られるゴムースの補強性が低下する。セルロース繊維(D)の平均繊維長が1μm以上であることが好適であり、10μm以上であることがより好適であり、50μm以上であることがさらに好適である。一方、セルロース繊維(D)の平均繊維長が1000μmを超える場合には、セルロース繊維(D)が凝集することにより、得られる成形品の補強性が低下する。平均繊維長が800μm以下であることが好適である。なお、本発明における平均繊維長は、顕微鏡観察により算出した数平均繊維径である。

0027

セルロース繊維(D)における、平均繊維長と平均繊維径との比(平均繊維長/平均繊維径)が50以上であることが好適であり、100以上であることがより好適である。当該比(平均繊維長/平均繊維径)が50未満である場合には、得られるゴムホースの補強性が低下するおそれがある。

0028

本発明に用いられるセルロース繊維(D)は、上述の平均繊維径及び平均繊維長を有するものであれば特に限定されず、一般的な、フィブリル化セルロース繊維を好適に使用することができる。フィブリル化セルロース繊維の原料としては、例えば、木材、藁、バガス、笹、葦又は米殻などが挙げられる。フィブリル化は、得られたセルロース繊維に叩解機ホモジナイザー等を用いて機械なせん断力をかけることにより行うことができる。また、化学的処理により、セルロース繊維のフィブリル化を行うこともできる。ゴムホースの補強性がより向上する観点から、セルロース繊維(D)は、リグニンを2〜30質量%含有することが好ましい。リグニンは、原料に含まれる成分である。フィブリル化を行う際に、リグニンの除去率を調整することにより、リグニンを含有するセルロース繊維(D)が得られる。

0029

前記ゴム組成物中におけるセルロース繊維(D)の含有量は、EPDM(A)100質量部に対して、2〜35質量部である。セルロース繊維(D)の含有量が2質量部未満の場合には、得られるゴムホースの補強性が不十分になる。セルロース繊維(D)の含有量は、5質量部以上が好適であり、8質量部以上がより好適である。一方、セルロース繊維(D)の含有量が35質量部を超える場合には、高コストになり好ましくない。セルロース繊維(D)の含有量は20質量部以下が好適である。

0030

前記ゴム組成物は加硫剤を含有することが好適であり、その含有量は、通常、EPDM(A)100質量部に対して、0.1〜5質量部である。加硫剤を配合して加熱する方法等により、加硫されたゴム層を得ることができる。加硫の方法は特に限定されないが、硫黄加硫過酸化物加硫が採用される。硫黄加硫する際の加硫剤としては、硫黄や、硫黄含有化合物が用いられる。また、過酸化物加硫する際の加硫剤としては、有機過酸化物が用いられる。

0031

前記ゴム組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、EPDM以外のポリマーを含有しても構わない。このようなポリマーの含有量は、EPDM(A)100質量部に対して、通常、50質量部以下であり、10質量部以下が好適であり、1質量部未満がより好適であり、実質的に含有されないことがさらに好適である。

0032

前記ゴム組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、カーボンブラック及び平均繊維径が2〜1000nmであり、平均繊維長が0.1〜1000μmであるセルロース繊維以外の充填剤を含有しても構わない。このような充填剤の含有量は、通常、EPDM(A)100質量部に対して、50質量部以下である。前記ゴム組成物の成形性及び得られるゴムホースの補強性をより向上させる観点からは、前記充填剤の含有量は、30質量部以下が好ましく、10質量部以下がより好ましく、実質的に含有されないことがさらに好ましい。

0033

前記ゴム組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、その他の一般的なゴム製品に用いられる各種添加剤を含有しても構わない。このような添加剤としては、加硫促進剤老化防止剤スコーチ防止剤界面活性剤等が挙げられる。前記ゴム組成物における、その他の添加剤の合計含有量は特に限定されないが、通常、EPDM(A)100質量部に対して、1〜40質量部である。

0034

前記ゴム組成物の製造方法は、特に限定されないが、セルロース繊維(D)が分散し易い観点から、セルロース繊維(D)の水分散体及び軟化剤(B)を含有する含水混合物を加熱して該含水混合物中の水を除去することにより乾燥混合物を得た後に、得られた前記乾燥混合物をEPDM(A)に添加する方法が好ましい。以下、当該製造方法について説明する。

0035

セルロース繊維(D)の原料として、セルロース繊維(D)の水分散体が用いられる。セルロース繊維(D)は微細であるため非常に凝集し易い。一方、セルロース繊維(D)は水に分散し易い。セルロース繊維(D)を水分散体として使用することで、セルロース繊維(D)の凝集が抑制される。セルロース繊維(D)の水分散体中における、セルロース繊維(D)と水の質量比W(水/セルロース繊維)は特に限定されないが、通常、50/50〜99/1である。セルロース繊維(D)の水分散体と軟化剤(B)を混合するに際して、軟化剤(B)と、水分散体中のセルロース繊維の質量比[軟化剤(B)/セルロース繊維(D)]は、通常5/95〜99/1である。

0036

セルロース繊維がより分散し易い観点から、前記含水混合物が、さらに界面活性剤を含有することが好ましい。当該界面化性剤は特に限定されず、例えば、非イオン系界面活性剤アニオン系界面活性剤カチオン系界面活性剤及び両性界面活性剤を用いることができる。なかでも、加硫への影響を考慮すると非イオン系界面活性剤が好適である。

0037

セルロース繊維(D)の水分散体、軟化剤(B)及び界面活性剤を混合するに際して、水分散体中のセルロース繊維(D)と界面活性剤の質量比[界面活性剤/セルロース繊維(D)]は、通常、0.1/99.9〜67/33である。

0038

セルロース繊維(D)の水分散体及び軟化剤(B)の混合や含水混合物の加熱は、ヘンシェルミキサースクリュー押出機遊星撹拌機自転公転式撹拌機)、ブラベンダー(接線型密閉式混練機)等を用いることにより行うことができる。前記含水混合物を加熱した際の前記含水混合物の温度は特に限定されないが、100℃以上になるよう加熱することが好適である。

0039

こうして得られる乾燥混合物の含水率が40質量%以下であることが好適である。得られた前記乾燥混合物をEPDM(A)に添加することによりゴム組成物を得る。前記乾燥混合物をEPDM(A)に添加する方法は特に限定されない。例えば、オープンロールバンバリーミキサーニーダ、スクリュー押出機等を用いて乾燥混合物とEPDM(A)とを混練する方法等が挙げられる。EPDM(A)、軟化剤(B)及びセルロース繊維(D)以外の成分は、予め、前記乾燥混合物に添加しておくことができる。また、これらの成分を前記乾燥混合物とともにEPDM(A)に添加することもできる。このとき、軟化剤(B)をEPDM(A)に追加しても構わない。

0040

こうして得られたゴム組成物を所定の形状に成形する。ゴム組成物の成形方法は特に限定されないが、生産性に優れる点から、押出成形方法が好ましい。従来、ゴム組成物中のカーボンブラックを低減した場合、押出成形して得られる成形品に表面荒れが生じ、問題であった。それに対して、前記ゴム組成物を押出成形して得られる成形品は表面が平滑であり、前記ゴム組成物を用いるメリットが大きい。

0041

前記ゴム組成物を成形した後、得られた成形品を加硫することによりゴム層を形成する。このときの条件は、ゴム組成物中の成分の種類や比率により、適宜調整すればよい。通常、ゴム組成物を加熱することにより加硫する際の温度は、130〜200℃である。加硫方法は特に限定されないが、蒸気加硫、連続常圧加硫、プレス加硫等が挙げられる。

0042

本発明において、前記ゴム組成物を加硫してなるゴム層の体積固有抵抗が107〜1016Ω・cmである。このような高い絶縁性を有するゴム層を有することにより、ゴムホースに流れる迷走電流が低減する。そのため、ゴムホースの劣化及びそれと接する金属部品の腐食が抑制される。ゴム層の体積固有抵抗が1010Ω・cm以上であることが好適であり、1011Ω・cm以上であることがより好適である。本発明において、ゴム層の体積固有抵抗は、JIS K6271(加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−体積抵抗率及び表面抵抗率の求め方)に従って測定する。

0043

本発明において、前記ゴム層の引張強さが5〜20MPaであることが好適である。引張強さが5MPa未満の場合には、実用上十分な性能が得られないおそれがある。引張強さが7MPa以上であることがより好適であり、9MPa以上であることがさらに好適である。本発明において、ゴム層の引張強さは、JIS K6251(加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方)に従って測定する。

0044

本発明において、前記ゴム層のデュロメータA硬さが50〜80であることが好適である。デュロメータA硬さが50未満の場合又は80を超える場合には、実用上十分な性能が得られないおそれがある。デュロメータA硬さが60以上であることがより好適である。デュロメータA硬さが75以下であることがより好適である。本発明において、デュロメータA硬さは、JIS K6253(加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−硬さの求め方)に従って測定する。

0045

本発明のゴムホースは、前記ゴム層のみからなる単層ホースであってもよいし、前記ゴム層(以下、「本発明のゴム層」と呼ぶことがある)と他の層とが積層されてなる多層ホースであってもよい。仕様に応じて性能を変更し易い面やコスト面からは、後者が好ましい。

0046

多層ホースを構成する本発明のゴム層以外の層は特に限定されない。例えば、本発明のゴム層以外のゴム層(以下、「他のゴム層」と呼ぶことがある)や補強層が挙げられる。他のゴム層としては、ゴム100質量部に対する、平均繊維径が2〜1000nmであり、平均繊維長が0.1〜1000μmであるセルロース繊維の含有量が2質量部未満であるゴム組成物を加硫して得られるものが挙げられる。このとき使用されるゴムが上述したエチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴムであることが好ましい。当該ゴム組成物が上述した軟化剤を含有することも好ましく、その含有量は、通常、10〜200質量部である。当該ゴム組成物が上述したカーボンブラックを含有することも好ましく、その含有量は、通常、30〜50質量%である。さらに、当該ゴム組成物は、本発明のゴム層と同様に、上述した各種添加剤を含有してもよい。また、他のゴム層の体積固有抵抗が107Ω・cm未満であることが好ましい。多層ホース中の他のゴム層の体積固有抵抗が本発明のゴム層の体積固有抵抗の1/10以下であることも好ましい。

0047

多層ホースを構成する補強層は特に限定されないが、補強糸編組みして形成された補強糸層などが挙げられる。使用される補強糸としては、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維レーヨンビニロンなどが挙げられる。

0048

前記多層ホースの成形方法は、一般的な方法が採用される。例えば、複数の押出機ブレダ装置を有する製造装置を用いて成形することができる。ゴム組成物の押出しつつ、補強糸の編組みを行い、ゴム組成物層間に補強層が形成される。得られた成形品を上述した方法で加硫することにより、多層ホースが得られる。

0049

本発明のゴムホースが多層ホースである場合、少なくとも最内層が本発明のゴム層であることが好ましい。水性媒体と接する最内層が本発明のゴム層であることにより、ゴムホースに流れる迷走電流がさらに低減する。このとき、最外層も本発明のゴム層であることがより好ましい。

0050

多層ホースの具体的な層構成として、(1)本発明のゴム層(最内層)/補強層/本発明のゴム層(最外層)、(2)本発明のゴム層(最内層)/補強層/他のゴム層(最外層)、(3)本発明のゴム層(最内層)/他のゴム層/補強層/他のゴム層(最外層)、(4)本発明のゴム層(最内層)/他のゴム層/補強層/他のゴム層/本発明のゴム層(最外層)などが挙げられる。(2)の構成は、コスト及び製造の簡便さの点から好ましい。製造の簡便さに優れる点から(1)の構成が好ましい。原料コスト及び製造の簡便さのバランスに優れる点からは(2)の構成が好ましい。原料コストを優先させる場合には(3)の構成が好ましい。原料コストと性能のバランスに優れる点からは(4)の構成が好ましい。

0051

多層ホース中の本発明のゴム層の厚みは用途に応じて適宜調整することができる。本発明のゴムホースを構成する層の合計厚みは、通常、2〜6mmである。補強層よりも内側の層の合計厚みは、通常、1〜3mmである。補強層よりも外側の層の合計厚みは、通常、1〜3mmである。補強層よりも内側に2層配置された場合の最内層の厚みは、通常、0.2〜2.5mmである。補強層よりも外側に2層配置された場合の最外層の厚みは、通常、0.2〜2.5mmである。

0052

本発明のゴムホースは、優れた機械的特性と高い絶縁性とを有する。したがって、本発明のゴムホースは、水性媒体を輸送するためのゴムホースとして好適に使用される。なかでも、車両等に用いられる、ラジエーターホース又はヒーターホースとしてより好適に使用される。

0053

以下、実施例を用いて本発明を説明する。実施例に記載された測定方法評価方法は以下の方法に従って行った。

0054

硬さ試験
JIS K6253(加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−硬さの求め方)に従ってデュロメータ硬さ(標準硬さ)の測定を行った。測定には、タイプAデュロメータを用いた。試験片として、縦50mm、横50mm、厚さ6mmの加硫された成形品を用いた。

0055

引張試験
JIS K6251(加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方)に従って引張試験を行い、引張強さ、引張応力モジュラス)及び伸びを測定した。試験片として、厚さ2mmのJIS K6251規格ダンベル状5号形成形品(加硫ゴム)を用いた。

0056

[体積固有抵抗測定]
JIS K6271(加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−体積抵抗率及び表面抵抗率の求め方)に従って、体積固有抵抗の測定を行った。測定には絶縁抵抗計(株式会社アドバンテスト製、R8340A)を用いた。試験片として、縦100mm、横100mm、厚さ2mmの加硫された成形品を用いた。

0057

[加工性の確認]
EPDM、乾燥混合物及びその他の添加物をオープンロール(条件:約40℃)を用いて10分間混練し、シート状(厚み3mm)に成形した。得られたシートの収縮及び表面の平滑性目視にて確認し、加工性を下記の基準に従って評価した。上記方法で成形されたゴム組成物と押出成形されたゴム組成物の収縮や平滑性の傾向は概ね同じであると考えられる。

(収縮評価)
A:シートの収縮は見られなかった。
B:シートが僅かに収縮した。
C:シートが激しく収縮した。

(平滑性評価)
A:表面が平滑であった。
B:表面が僅かに荒れていた。
C:表面が激しく荒れていた。

0058

実施例1
軟化剤(パラフィンオイル)8g、非イオン系界面活性剤[ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテル]8g及びセルロース繊維の水分散体(モリマシナリー株式会社製、平均繊維径:100nm、平均繊維長:200μm、セルロース繊維のリグニン含有量約8質量%、水分散体のセルロース繊維含有率:5質量%、水分散体の含水率:95質量%)1280gを遊星式攪拌機(公転/自転方式の攪拌機)に投入し、室温にて6分間予備混合した。得られた予備混合物をブラベンダー(接線型密閉式混練機)に充填し、温度160℃、回転数120min−1に設定して混練を行った。水分の蒸発による混合物充填率の低下に応じて、予備混合物を追加投入した。予備混合物を全量投入した後、混練機内の温度が140℃以上に上昇したところで混練を終了し、乾燥混合物を取り出し、室温になるまで冷却した。こうして、含水率4.6質量%の乾燥混合物84gを得た。当該乾燥混合物は、オイリー粉末状であり、水以外の原料がそのまま含まれているものであった。

0059

EPDM、前記乾燥混合物及びその他の添加物をオープンロールを用いて10分間混練することによりゴム組成物を得た。このとき使用した原料及びその配合比率を表1に示す。なお、ゴム組成物に添加するカーボンブラックとして、よう素吸着量19mg/g、DBP吸油量133ml/100gであるカーボンブラックを用いた。得られたゴム組成物を160℃にて10分間プレス加硫することにより、硬さ試験、引張試験及び体積固有抵抗測定用の試験片を得た。得られた各試験片を用いて、硬さ試験、引張試験及び体積固有抵抗測定を行った。硬さ試験、引張試験及び体積固有抵抗測定の結果を表2に示す。また、EPDM、前記乾燥混合物及びその他の添加物を表1に示す配合比率で混練してゴム組成物の加工性を評価した。その結果を表2に示す。

0060

実施例2〜4、比較例2〜4、参考例1
実施例1と同様にして乾燥混合物を得た。EPDM、前記乾燥混合物及びその他の添加物の配合比率を表1に示すとおりに変更したこと以外は実施例1と同様にして、試験片の作成及び評価を行った。また、EPDM、前記乾燥混合物及びその他の添加物の配合比率を表1に示すとおりに変更したこと以外は実施例1と同様にして、ゴム組成物の加工性を評価した。結果を表2及び3に示す。

0061

比較例1、参考例2〜4
乾燥混合物を用いなかったこと、EPDM及びその他の添加物の配合比率を表1に示すとおりに変更したこと以外は実施例1と同様にして、試験片の作成及び評価を行った。また、乾燥混合物を用いなかったこと、並びにEPDM及びその他の添加物の配合比率を表1に示すとおりに変更したこと以外は実施例1と同様にして、ゴム組成物の加工性を評価した。結果を表2及び3に示す。

0062

0063

0064

0065

実施例1〜4、比較例1及び2は、加硫後の試験片が実用的なデュロメータA硬さ(67〜69)になるように、カーボンブラック(C)及びセルロース繊維(D)の量を調整したゴム組成物の例である。図1に、加硫して得られた各試験片における、カーボンブラック(C)の含有量と体積固有抵抗値との関係を示したグラフを示す。カーボンブラック(C)及びセルロース繊維(D)をそれぞれ所定量含有するゴム組成物(実施例1〜4)は、成形後の表面が平滑であり、成形時の収縮量も小さく、加工性に優れていた。また、加硫して得られた各試験片は優れた機械的性質及び高い絶縁性を有していた。一方、セルロース繊維(D)を含有しないゴム組成物(比較例1)は、絶縁性及びモジュラスが不十分であった。また、カーボンブラック(C)を含有しないゴム組成物(比較例2)は、引張強さが不十分であった。

0066

カーボンブラック(C)の含有量が少ない場合(比較例3及び4)、機械的性質が不十分であった。

実施例

0067

参考例1〜3は、セルロース繊維(D)(参考例1)、シリカ(参考例2)又は炭酸カルシウム(参考例3)をEPDMに添加したゴム組成物の加工性及び加硫して得られた試験片の機械的性質を比較したものである。参考例4は、充填剤を含まないゴム組成物の例である。セルロース繊維(D)(参考例1)は、ゴム組成物の加工性を向上させる効果や加硫されたゴムの硬度及びモジュラスを向上させる効果を有することが確認された。一方、シリカ(参考例2)及び炭酸カルシウム(参考例3)では、そのような効果が僅かであった。

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