1 耐塩素水性に優れた の開発 - 次亜塩素酸による の劣化と耐塩素水性に優れた の開発 - Development of with Excellent Chlorine Water Resistance - : Degradation by Hypochlous Acid and Development of Excellent Resistance to Chlorine Water - 機器部品事業部技術開発部 K. Kobiki 機器部品事業部技術開発部 K. Hirano 水関連機器には, シール製品として多くのゴム材料が使用されているが, その中でもエチレンプロピレンゴム ( 以下 ) は使用頻度の高いゴムである しかし, は水道水中の残留塩素によって劣化し, 黒濁した水 ( いわゆる墨汁現象 ) の発生やパッキンのクラックによる漏れなどが生じ, 問題となっている 最近では, の使用環境はますます過酷となり, 耐熱性や耐塩素性のさらなる向上が期待されている 本報では, 次亜塩素酸による の劣化と現在開発を進めている耐塩素性, 耐熱性を向上させた について報告する キーワード 水関連機器,, 次亜塩素酸, 耐熱性, 耐塩素水性 Many kinds of rubber materials have been used as seal products for various water supplying equipments, and among them, ethylene propylene rubber () is frequently used. However, is degraded by residual chlorine in city water, and there have been problems such as coloring of water and leakage due to cracks in the packing. Recently, is used in more severe conditions, and heat and chlorine water resistance of needs to be improved further more. In this report, degradation of in chlorine water is described and development of new materials with higher chlorine water resistance and heat resistance are introduced. Key words, Hypochlorous Acid, Heat Resistance, Chlorine Water Resistance OU NBR HNBRFKM VMQ 2 2.1 1 1 Chemical constitution of 2.2 0.1 mg/0.4 mg/ 54
三菱電線工業時報 第 105 号 2008 年 10 月 a,b 1 1 Immersion test conditions 40 ppm 100 500 1000 h f25 6 t 20 50 2 t 2128-60 JISK6258 2 2 3 2 Transition of change in hardness 3 Transition of volume change 336 2 Immersion test result 2128-60 A 61 h 100 ppm 0 0 1 8 7 11 60 0.5 1.1 5.3 4.8 15.7 19.3 h 0 1 1 4 9 12 500 ppm 0.4 1.1 6.0 6.2 14.9 28.6 60 h 0 0 2 2 7 14 1000 ppm 0.4 0.9 4.9 2.3 16.5 32.3 60 55
10 500 ppm 100 ppm 500 ppm 1000 ppm 1000 ppm cd C O Scission C C 4 Scission 5 4 Oxidation reaction by hypochlorous acid 5 Scission Degradation of by scission of the main chain 1200 FT-IR 6 6 FT-IR FT-IR spectra of 56
三菱電線工業時報 第 105 号 2008 年 10 月 この結果より 100 ppm では C C のピークが 見られ 500 ppm 及び 1000 ppm では C C と これは 劣化によって表面の充填剤が脱落し 凹凸が できることによって生じたためと推定される C O の両方の吸収ピークが見られる これらの吸収ピークより 濃度によって劣化機構が異 3 耐塩素性に優れた の開発 なる可能性があるが 酸化劣化とβ Scission の主鎖切 最近の水関連機器用シールに要求される性能は ます 断による劣化が起こっていると推定される また 表面の状態を確認すると浸せき時間が長くなる ます高くなっている これは シールの使用環境がより 過酷な方向へシフトしているためである につれてエッチングされたように変化する 今まで温水としては 80 程度が想定されていたが 最 初期の状態と 1000 ppm で 1200 時間浸せき後の表面 近では電気温水器やエコ給湯の普及により温水の温度が 状態を図 7 と図 8 に示す 90 程度まで上昇している たった 10 の違いである が この違いによってゴムの劣化が促進される度合いは 大きく異なり パッキンの寿命に著しく影響を与えてい る そこで当社では 最近の 材料に要求されている 性能と次亜塩素酸による劣化機構を踏まえて 耐塩素性 および耐熱性に優れた の開発をした その開発品 の物性を表 3 に示す 図7 PR5234 は耐塩素水性を重視して開発した材料であり 初期の表面状態 白色系の である 当社 標準配合 2104-70 Surface of unused product よりも格段に耐塩素性に優れている 2104-70 は 次亜塩素酸ナトリウム溶液の浸せき試験 200 ppm 60 において 70 時間で墨汁現象が発生す るが PR5234 は 次亜塩素酸ナトリウム溶液の浸せき 試験 500 ppm 80 において 504 時間経過後でも 墨汁現象を生じない また 圧縮永久ひずみと耐熱性も 2104-70 と同等以 上ある PR5227 は耐熱性を重視して開発した材料であり 当 図8 1000 ppm で 1200 時間浸せき後の表面状態 社標準配合 2104-70 よりも優れた圧縮永久ひずみを Surface of used product for 1200 hours (conc:1000 ppm) 有する 表3 標準品と新規開発品の物性 Properties of 物性項目 色調 硬さ タイプ A デュロメータ 引張強さ MPa 伸び 圧縮永久ひずみ 120 70 時間 25 圧縮 圧縮永久ひずみ 150 70 時間 25 圧縮 次亜塩素酸ナトリウム溶液浸せき試験 硬さ変化 ポイント 体積変化率 温度 60 常態 濃度 200 ppm 時間 200 h 次亜塩素酸ナトリウム溶液浸せき試験 温度 80 濃度 500 ppm 時間 504 h 注 表中の は未実施 外観 硬さ変化 体積変化率 2104 70 標準品 黒 70 17 240 11 15 2 3.9 PR5234 耐塩素水性向上品 紫 71 19 340 8 PR5227 耐熱性向上品 黒 72 17 240 5 7 1 2.9 0 3.8 異常なし 70 時間より墨汁現象 発生 ポイント 外観 57 300 時間より墨汁現 象発生
150 10 2104-70 4 a.. 457, 1997, p.9497. b. 505, 2002, p.9296. c.757, 2002, p.7579. d 76 1, 2003, p.1922. 58