JP2016090050A - Sealing material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はシール材に関し、特に、高圧水素に曝される環境下で使用されるシール材に関する。 The present invention relates to a sealing material, and particularly to a sealing material used in an environment exposed to high-pressure hydrogen.
近年、電気に代わる新たな２次エネルギー源として、水素エネルギーが注目されている。
水素は、単位体積当たりのエネルギー密度が小さいため、効率良くエネルギー源として使用するためには、高圧貯蔵（例えば、水素ステーションでは１００Ｍｐａ）が必要とされる。そのため、水素を貯蔵するための容器や、貯蔵された水素を供給するための装置には、シール材が必要である。
In recent years, hydrogen energy has attracted attention as a new secondary energy source that replaces electricity.
Since hydrogen has a low energy density per unit volume, high-pressure storage (for example, 100 Mpa at a hydrogen station) is required for efficient use as an energy source. Therefore, a sealing material is required for a container for storing hydrogen and a device for supplying stored hydrogen.
一方、高圧水素環境下におけるシール材の挙動については未だ不明な点が多く、現在、試験設置されている水素ステーションでは、シール材として一般的なＯリング等が使用されている。しかしながら、現在使用されているＯリングは、耐久性等の点で、水素ステーションに対する要求特性を満足しているとは言い難い。 On the other hand, there are still many unclear points about the behavior of the sealing material in a high-pressure hydrogen environment. Currently, hydrogen stations that have been experimentally installed use general O-rings or the like as the sealing material. However, it is difficult to say that currently used O-rings satisfy the required characteristics for hydrogen stations in terms of durability and the like.
例えば、特許文献１には、異なる２種類のＯリングを使用した樹脂製コネクタが提案されており、この樹脂製コネクタは、水素ガスに対するバリヤ性に優れることが提唱されている。しかしながら、この樹脂製コネクタで使用されたＯリングは、２種類の異なるＯリングを使用しているものの、各Ｏリングとしては一般的なＯリングを使用しており、各Ｏリングの高圧水素に対する耐久性は不充分であった。 For example, Patent Document 1 proposes a resin connector using two different types of O-rings, and it is proposed that this resin connector is excellent in barrier properties against hydrogen gas. However, although the O-ring used in this resin connector uses two different O-rings, a general O-ring is used as each O-ring. Durability was insufficient.
このように、現状、水素ステーション等で使用されているＯリングとしては、充分な耐久性を有するものは見当たらず、従来のＯリングでは、高圧水素による破壊（ブリスタ破壊やはみ出し破壊、座屈破壊）を長期間に渡って回避することは困難であった。
例えば、水素ステーションから車両に水素を供給する場合、車両が備えるレセプタクルに使用されるＯリングは、温度が−４０〜５０℃程度、圧力が大気圧〜９０ＭＰａ程度の水素に繰り返し曝されることとなるが、従来のＯリングは、このような水素雰囲気下で長期間に渡って使用し続けることは困難であった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、高圧水素に曝される環境下で使用した際の耐久性に優れ、長期間に渡って、高圧水素をシールすることができるシール材を提供することを目的とする。
In this way, there are no O-rings with sufficient durability currently used in hydrogen stations, etc., and conventional O-rings are broken by high-pressure hydrogen (blister breakage, overhang breakage, buckling breakage). ) Was difficult to avoid for a long time.
For example, when hydrogen is supplied from a hydrogen station to a vehicle, an O-ring used in a receptacle included in the vehicle is repeatedly exposed to hydrogen having a temperature of about −40 to 50 ° C. and a pressure of about atmospheric pressure to about 90 MPa. However, it has been difficult to keep using the conventional O-ring for a long time under such a hydrogen atmosphere.
The present invention has been made in view of such circumstances, and has excellent durability when used in an environment exposed to high-pressure hydrogen and can seal high-pressure hydrogen over a long period of time. The purpose is to provide materials.
本発明者は、上述した目的を達成すべく鋭意検討を行い、上記目的を達成するには、高圧水素に曝された際にシール材が内部に水素を堆積しにくいこと、水素雰囲気が急減圧した際に水素が速やかにゴム内部から抜け出ること、及び、水素雰囲気が急減圧した際に体積膨張が発生しにくいこと、がシール材の特性として重要であるとの知見を取得し、このような知見に基づいて本発明を完成した。 The present inventor has intensively studied to achieve the above-mentioned object, and in order to achieve the above-mentioned object, the seal material is difficult to deposit hydrogen when exposed to high-pressure hydrogen, and the hydrogen atmosphere is rapidly depressurized. The knowledge that hydrogen quickly escapes from the inside of the rubber and the volume expansion is difficult to occur when the hydrogen atmosphere is rapidly reduced in pressure is important as a characteristic of the sealing material. The present invention has been completed based on the findings.
即ち、本発明のシール材は、高圧水素のシールに用いられるシール材であって、ゴム成分と、繊維及びカーボンブラックとを含有するゴム組成物の成形物からなることを特徴とする。
本発明のシール材では、ゴム中に繊維及びカーボンブラックが配合されている。そして、繊維を含有することにより繊維とゴムとの間に隙間が形成されることとなり、この隙間はシール材が高圧水素に曝され、シール材中の水素ガスが過飽和となった際の水素ガスの逃げ道となる。また、カーボンブラックを含有することにより水素ガスはカーボンブラックの表面に付着することとなり、急減圧時にシール材から放出される水素ガス量を減少させることができる。
そのため、本発明のシール材は、上述した特性を満足することができ、高圧水素による破壊が発生しにくく、長期間に渡って、高圧水素をシールすることができる。
That is, the sealing material of the present invention is a sealing material used for high-pressure hydrogen sealing, and is characterized by comprising a molded product of a rubber composition containing a rubber component, fiber and carbon black.
In the sealing material of the present invention, fibers and carbon black are blended in the rubber. And by containing a fiber, a gap is formed between the fiber and the rubber, and this gap is a hydrogen gas when the sealing material is exposed to high-pressure hydrogen and the hydrogen gas in the sealing material becomes supersaturated. It becomes an escape route. Further, by containing carbon black, hydrogen gas adheres to the surface of the carbon black, and the amount of hydrogen gas released from the sealing material at the time of sudden pressure reduction can be reduced.
For this reason, the sealing material of the present invention can satisfy the above-described characteristics, is not easily broken by high-pressure hydrogen, and can seal high-pressure hydrogen over a long period of time.
なお、本発明において、高圧水素とは、圧力が１０ＭＰａ以上の水素をいう。また、本発明のシール材は、高圧水素をシールすることができるものであるが、高圧水素をシールするとともに、当然、圧力が１０ＭＰａ未満の水素もシールすることができる。 In the present invention, high pressure hydrogen refers to hydrogen having a pressure of 10 MPa or more. Further, the sealing material of the present invention can seal high-pressure hydrogen, but naturally seals high-pressure hydrogen and naturally seals hydrogen having a pressure of less than 10 MPa.
本発明のシール材において、上記ゴム成分はエピクロロヒドリンゴムであり、上記繊維はセルロース繊維であることが好ましい。
このようなシール材は、高圧水素に曝された際に、体積変化が小さく、かつ水素含有量が少ない点で特に優れている。
In the sealing material of the present invention, the rubber component is preferably epichlorohydrin rubber, and the fibers are preferably cellulose fibers.
Such a sealing material is particularly excellent in that the volume change is small and the hydrogen content is low when exposed to high-pressure hydrogen.
本発明のシール材において、上記繊維は、平均繊維長が３０〜１５０μｍであり、配合量が上記ゴム成分１００重量部に対して７〜９重量部であることが好ましい。
この条件で繊維を含有する場合、上記シール材におけるゴムと繊維との間の隙間を適度に形成することができる。
In the sealing material of the present invention, the fibers preferably have an average fiber length of 30 to 150 μm and a blending amount of 7 to 9 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component.
When the fiber is contained under these conditions, a gap between the rubber and the fiber in the sealing material can be appropriately formed.
本発明のシール材において、上記カーボンブラックは、平均粒子径が１０〜７０ｎｍであり、配合量が上記ゴム成分１００重量部に対して８〜１１重量部であることが好ましい。
このような条件でカーボンブラックを含有することにより、使用時にシール材が破壊されてしまうことをより確実に回避することができる。
In the sealing material of the present invention, the carbon black preferably has an average particle size of 10 to 70 nm and a blending amount of 8 to 11 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component.
By containing carbon black under such conditions, it is possible to more reliably avoid the destruction of the sealing material during use.
本発明のシール材において、上記ゴム組成物は、更に補強剤を含有することが好ましい。
上記ゴム組成物が補強材を含有する場合、高圧水素に曝された際により確実にシール材の変形を防止することができ、耐久性、及び、高圧水素に対するシール性能をより確実に確保することができる。
上記補強剤はシリカであることが好ましい。上記した補強剤としての機能を確保するのに適しており、また、安価に入手することができるからである。
また、上記補強剤の配合量は、上記ゴム成分１００重量部に対して６０〜８０重量部であることが好ましい。この場合、シール材の強度と柔軟性とを両立するのに特に適している。
In the sealing material of the present invention, the rubber composition preferably further contains a reinforcing agent.
When the rubber composition contains a reinforcing material, the seal material can be reliably prevented from being deformed when exposed to high-pressure hydrogen, and the durability and the sealing performance against high-pressure hydrogen are more reliably ensured. Can do.
The reinforcing agent is preferably silica. This is because it is suitable for securing the function as the reinforcing agent described above and can be obtained at a low cost.
Moreover, it is preferable that the compounding quantity of the said reinforcing agent is 60-80 weight part with respect to 100 weight part of said rubber components. In this case, it is particularly suitable for achieving both the strength and flexibility of the sealing material.
本発明のシール材において、上記ゴム組成物は、更に可塑剤を含有することが好ましい。上記ゴム組成物が可塑剤を含有する場合、上記シール材に柔軟性を付与することができ、シール材のシール性能をより確実に確保することができる。
上記可塑剤は、アジピン酸エーテルエステル系の可塑剤であることが好ましい。アジピン酸エーテルエステル系可塑剤は、低温下でも可塑剤の機能を確実に発揮することができるため、上記シール材を低温下で使用する場合にも優れたシール性能を確実に確保することができる。
上記可塑剤の配合量は、上記ゴム成分１００重量部に対して４０〜６０重量部であることが好ましい。この場合、シール材に柔軟性を確実に付与することができ、かつ、高温下においてシール材が大きく変形しシール性が損なわれることをより確実に回避することができる。
In the sealing material of the present invention, the rubber composition preferably further contains a plasticizer. When the rubber composition contains a plasticizer, flexibility can be imparted to the sealing material, and the sealing performance of the sealing material can be ensured more reliably.
The plasticizer is preferably an adipic acid ether ester plasticizer. Since adipic acid ether ester plasticizers can reliably exhibit the function of a plasticizer even at low temperatures, it is possible to reliably ensure excellent sealing performance even when the sealing material is used at low temperatures. .
The blending amount of the plasticizer is preferably 40 to 60 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component. In this case, flexibility can be reliably imparted to the sealing material, and the sealing material can be more reliably avoided from being greatly deformed at a high temperature to impair the sealing performance.
本発明のシール材は、高圧水素に曝された際の（高圧水素環境下での）耐久性に優れる。そのため、使用時の交換頻度を減らすことができ、メンテナンス性に優れ、低ランニングコストのシール材である。 The sealing material of the present invention is excellent in durability (under a high-pressure hydrogen environment) when exposed to high-pressure hydrogen. Therefore, it is a sealing material that can reduce the frequency of replacement during use, has excellent maintainability, and low running cost.
本発明のシール材は、特定のゴム組成物の成形物からなる。
まず、上記ゴム組成物について説明する。
上記ゴム組成物は、少なくとも、ゴム成分と、繊維及びカーボンブラックとを含有する。
The sealing material of this invention consists of a molding of a specific rubber composition.
First, the rubber composition will be described.
The rubber composition contains at least a rubber component, fibers, and carbon black.
上記ゴム成分としては、従来公知のシール材に使用されるゴム成分を用いることができ、例えば、ポリエピクロロヒドリン（ＣＯ），エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド共重合体（ＥＣＯ）， エピクロロヒドリン−アリルグリシジルエーテル共重合体（ＧＣＯ）、エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体（ＧＥＣＯ）等のエピクロロヒドリンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）、シリコーンゴム（ＶＭＱ，ＦＶＭＱ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ニトリルイソプレンゴム（ＮＩＲ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）等が挙げられる。
また、上記ゴム成分としては、オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）等の熱可塑性エラストマーを用いることもできる。
これらのなかでは、エピクロロヒドリンゴムが好ましい。低温下での使用でも高い性能を確保するのに適しているからである。
上記ゴム成分は、２種類以上のゴム成分をブレンドして使用してもよい。
As said rubber component, the rubber component used for a conventionally well-known sealing material can be used, for example, polyepichlorohydrin (CO), epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer (ECO), epichloro Epichlorohydrin rubber such as hydrin-allyl glycidyl ether copolymer (GCO), epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether terpolymer (GECO), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), ethylene- Propylene rubber (EPR), silicone rubber (VMQ, FVMQ), fluorine rubber (FKM), natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butyl rubber (IIR), nitrile isoprene rubber (NIR), hydrogenated nitrile rubber (HNBR) ) And the like.
Further, as the rubber component, a thermoplastic elastomer such as an olefin-based thermoplastic elastomer (TPO) can also be used.
Of these, epichlorohydrin rubber is preferred. This is because it is suitable for securing high performance even when used at low temperatures.
The rubber component may be used by blending two or more rubber components.
上記ゴム成分が、架橋性を有するゴム成分の場合、上記ゴム組成物は、架橋剤を含有しても良い。
上記架橋剤としては、従来公知の架橋剤を用いることができ、上記ゴム成分の種類に応じて適宜選択すれば良い。上記架橋剤としては、例えば、硫黄系架橋剤、チオウレア系架橋剤、過酸化物系架橋剤、トリアジン誘導体系架橋剤等が挙げられる。
When the rubber component is a rubber component having crosslinkability, the rubber composition may contain a crosslinking agent.
As the crosslinking agent, a conventionally known crosslinking agent can be used, and it may be appropriately selected according to the type of the rubber component. Examples of the crosslinking agent include sulfur-based crosslinking agents, thiourea-based crosslinking agents, peroxide-based crosslinking agents, and triazine derivative-based crosslinking agents.
上記繊維としては特に限定されず、無機繊維であっても良いし、有機繊維であっても良い。
上記無機繊維としては、例えば、ガラス繊維、ロックウール、セラミック繊維、炭素繊維等が挙げられる。上記有機繊維としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、アラミド樹脂、アクリル樹脂、木綿、セルロース等からなる繊維が挙げられる。
これらの繊維は、単独で用いても良いし、２種以上併用してもよい。
上記繊維としては、有機繊維が好ましく、セルロース繊維がより好ましい。相溶性の違いにより、ゴムと繊維との界面に微小な隙間を形成するのに特に適しているからである。
The fiber is not particularly limited, and may be an inorganic fiber or an organic fiber.
Examples of the inorganic fiber include glass fiber, rock wool, ceramic fiber, and carbon fiber. Examples of the organic fibers include fibers made of polyolefin resin, polyester resin, polyurethane resin, polyamide resin, aramid resin, acrylic resin, cotton, cellulose, and the like.
These fibers may be used alone or in combination of two or more.
As said fiber, an organic fiber is preferable and a cellulose fiber is more preferable. This is because the difference in compatibility is particularly suitable for forming a minute gap at the interface between the rubber and the fiber.
上記繊維は、平均繊維長の好ましい下限が３０μｍである。一方、上記平均繊維長の好ましい上限は１５０μｍである。 As for the said fiber, the minimum with a preferable average fiber length is 30 micrometers. On the other hand, the preferable upper limit of the average fiber length is 150 μm.
上記ゴム組成物において、上記繊維の配合量の好ましい下限は、上記ゴム成分１００重量部に対して５重量部である。上記繊維の配合量が少なすぎると、シール材の内部に水素ガスの抜け道となる隙間を充分に形成することができないことがある。
上記繊維の配合量の下限は、上記ゴム成分１００重量部に対して７重量部がより好ましい。
一方、上記繊維の配合量の好ましい上限は、上記ゴム成分１００重量部に対して１５重量部である。上記繊維の配合量が多すぎると、シール材内部を水素が通り抜けやすくなりすぎて、シール材としての本来の性能が不充分になることがある。
上記繊維の配合量の上限は、上記ゴム成分１００重量部に対して１３重量部がより好ましく、１１重量部がさらに好ましく、９重量部が特に好ましい。
The said rubber composition WHEREIN: The minimum with the preferable compounding quantity of the said fiber is 5 weight part with respect to 100 weight part of said rubber components. If the amount of the fiber is too small, there may be a case where a gap serving as a passage for hydrogen gas cannot be sufficiently formed inside the sealing material.
The lower limit of the amount of the fiber is more preferably 7 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component.
On the other hand, the preferable upper limit of the blending amount of the fiber is 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component. If the amount of the fiber is too large, hydrogen easily passes through the inside of the sealing material, and the original performance as the sealing material may be insufficient.
The upper limit of the amount of the fiber is more preferably 13 parts by weight, further preferably 11 parts by weight, and particularly preferably 9 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component.
本発明のシール材において、ゴム成分と繊維との組み合わせは、ゴム成分がエピクロロヒドリンゴムで、繊維がセルロース繊維であることが好ましい。高圧水素に曝された際に、体積変化が小さく、かつ水素含有量が少ないからである。 In the sealing material of the present invention, the combination of the rubber component and the fiber is preferably such that the rubber component is epichlorohydrin rubber and the fiber is cellulose fiber. This is because the volume change is small and the hydrogen content is small when exposed to high pressure hydrogen.
上記カーボンブラックとしては特に限定されず、例えば、ファーネスブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、ランプブラック、ケッチェンブラック等が挙げられる。
上記ファーネスブラックとしては、例えば、ＳＡＦ（Ｓｕｐｅｒ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＩＳＡＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｓｕｐｅｒ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＩＩＳＡＦ−ＨＳ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ＩＳＡＦ−Ｈｉｇｈ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）、ＨＡＦ（Ｈｉｇｈ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＦＥＦ（Ｆａｓｔ Ｅｘｔｒｕｄｉｎｇ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＧＰＦ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐｕｒｐｏｓｅ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＳＲＦ（Ｓｅｍｉ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＨＣＦ（Ｈｉｇｈ Ｃｏｌｏｕｒ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＭＣＦ（Ｍｉｄｉｕｍ Ｃｏｌｏｕｒ Ｆｕｒｎａｃｅ）等が挙げられる。
また、上記サーマルブラックとしては、例えば、ＦＴ（Ｆｉｎｅ Ｔｈｅｒｍａｌ）、ＭＴ（Ｍｅｄｉｕｍ Ｔｈｅｒｍａｌ）が挙げられる。
これらのなかでは、粒状のＨＣＦが好ましい。その理由は、平均粒子径が小さく、水素を適度に吸着させる効果をもつからである。
本発明では、カーボンブラックとして、１種類のカーボンブラックを単独で使用してもよいし、２種類以上のカーボンブラックを併用してもよい。
The carbon black is not particularly limited, and examples thereof include furnace black, thermal black, channel black, acetylene black, lamp black, and ketjen black.
Examples of the furnace black include SAF (Super Abrasion Furnace), ISAF (Intermediate Super Abrasion Furnace), IISAF-HS (Intermediate ISAF-High Fur Eure, FAF, High AF, High AF). Examples include General Purpose Furnace (SRF), Semi-Reinforcing Furnace (SRF), High Color Furnace (HCF), and Medium Color Furnace (MCF).
Examples of the thermal black include FT (Fine Thermal) and MT (Medium Thermal).
Of these, granular HCF is preferred. The reason is that the average particle size is small, and it has an effect of adsorbing hydrogen appropriately.
In the present invention, as the carbon black, one type of carbon black may be used alone, or two or more types of carbon black may be used in combination.
上記カーボンブラックの平均粒子径（１次粒子径）の好ましい下限は、１０ｎｍである。
一方、上記平均粒子径の好ましい上限は、７０ｎｍである。上記カーボンブラックの平均粒子径が大きすぎると、カーボンブラックの表面に付着する水素ガスの量が多くなりすぎてゴム組成物中に水素が残存し、急減圧時に水素の過飽和によって、シール材が破壊されてしまうことがある。
A preferable lower limit of the average particle size (primary particle size) of the carbon black is 10 nm.
On the other hand, the preferable upper limit of the average particle diameter is 70 nm. If the average particle size of the carbon black is too large, the amount of hydrogen gas adhering to the surface of the carbon black will increase and hydrogen will remain in the rubber composition, and the sealing material will be destroyed due to hydrogen supersaturation during sudden decompression. It may be done.
上記ゴム組成物において、上記カーボンブラックの配合量の好ましい下限は、上記ゴム成分１００重量部に対して５重量部である。カーボンブラックの配合量が少なすぎると、急減圧時にトラップすることができる水素の量が少なくなり、遅延効果が小さくなることによって、シール材を破壊してしまうことがある。
上記カーボンブラックの配合量の下限は、上記ゴム成分１００重量部に対して８重量部がより好ましい。
一方、上記カーボンブラックの配合量の好ましい上限は、上記ゴム成分１００重量部に対して２０重量部である。カーボンブラックの配合量が多すぎると、急減圧時にトラップされる水素の量が多くなりすぎ、急減圧時の水素の過飽和によって、シール材が破壊されてしまうことがある。
上記カーボンブラックの配合量の上限は、上記ゴム成分１００重量部に対して１７重量部がより好ましく、１４重量部がさらに好ましく、１１重量部が特に好ましい。
In the rubber composition, a preferable lower limit of the amount of the carbon black is 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component. If the blending amount of carbon black is too small, the amount of hydrogen that can be trapped at the time of rapid depressurization decreases, and the delay effect is reduced, which may destroy the sealing material.
The lower limit of the amount of the carbon black is more preferably 8 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component.
On the other hand, a preferable upper limit of the amount of carbon black is 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component. If the blending amount of carbon black is too large, the amount of hydrogen trapped at the time of sudden depressurization becomes too large, and the sealing material may be destroyed due to hydrogen supersaturation at the time of sudden depressurization.
The upper limit of the amount of the carbon black is more preferably 17 parts by weight, further preferably 14 parts by weight, and particularly preferably 11 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component.
上記ゴム組成物は、ゴム成分、繊維及びカーボンブラックに加えて、可塑剤や補強剤を含有することが好ましい。
上記可塑剤としては、従来公知の可塑剤を用いることができ、上記ゴム成分の種類に応じて適宜選択すればよい。一方、シール材を低温下で使用する場合にもその性能を確実に確保すべく、上記可塑剤としては、低温下でも可塑剤としての機能を充分に発揮することができる耐寒性可塑剤が好ましい。
上記可塑剤の具体例としては、例えば、フタル酸誘導体（フタル酸エーテルエステル系も含む）、アジピン酸誘導体（アジピン酸エーテルエステル系も含む）、セバシン酸誘導体（セバシン酸エーテルエステル系も含む）等が挙げられる。
上記可塑剤としては、アジピン酸エーテルエステル系が好ましい。低温下でも可塑剤の機能を発揮するのに特に適しているからである。
The rubber composition preferably contains a plasticizer and a reinforcing agent in addition to the rubber component, fiber, and carbon black.
As the plasticizer, a conventionally known plasticizer can be used, and may be appropriately selected according to the type of the rubber component. On the other hand, in order to ensure the performance even when the sealing material is used at a low temperature, the plasticizer is preferably a cold-resistant plasticizer that can sufficiently function as a plasticizer even at a low temperature. .
Specific examples of the plasticizer include, for example, phthalic acid derivatives (including phthalic acid ether esters), adipic acid derivatives (including adipic acid ether esters), sebacic acid derivatives (including sebacic acid ether esters), and the like. Is mentioned.
The plasticizer is preferably an adipic acid ether ester. This is because it is particularly suitable for exhibiting the function of a plasticizer even at a low temperature.
上記ゴム組成物が可塑剤を含有する場合、上記可塑剤の配合量の好ましい下限は、上記ゴム成分１００重量部に対して３０重量部である。可塑剤の配合量が少なすぎると、特に低温時において、シーツ材に要求される柔軟性を確保することができない場合がある。
上記可塑剤の配合量の下限は、上記ゴム成分１００重量部に対して４０重量部がより好ましく、５０重量部がさらに好ましい。
一方、上記可塑剤の配合量の好ましい上限は、上記ゴム成分１００重量部に対して７０重量部である。可塑剤の配合量が多すぎると、シール材の硬度が低くなりすぎ、高圧時にシール材が大きく変形してシール性能を維持することができない場合がある。
上記可塑剤の配合量の上限は、上記ゴム成分１００重量部に対して６０重量部がより好ましい。
When the rubber composition contains a plasticizer, a preferable lower limit of the amount of the plasticizer is 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component. If the amount of the plasticizer is too small, the flexibility required for the sheet material may not be ensured particularly at low temperatures.
The lower limit of the blending amount of the plasticizer is more preferably 40 parts by weight and even more preferably 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component.
On the other hand, the preferable upper limit of the compounding amount of the plasticizer is 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component. If the amount of the plasticizer is too large, the hardness of the sealing material becomes too low, and the sealing material may be greatly deformed at a high pressure and the sealing performance may not be maintained.
The upper limit of the amount of the plasticizer is more preferably 60 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component.
上記補強剤としては特に限定されず、シール材に使用される従来公知の補強剤を用いることができる。上記補強剤としては、例えば、シリカ等が挙げられる。
上記補強剤は、その表面がカップリング剤等で処理されていても良い。これにより、ゴム成分との密着性が向上するため、シール材の強度が上がり、高圧時のシール材の変形が抑止され、その結果、シール材のシール性能をより向上させることができる。
It does not specifically limit as said reinforcing agent, The conventionally well-known reinforcing agent used for a sealing material can be used. Examples of the reinforcing agent include silica.
The surface of the reinforcing agent may be treated with a coupling agent or the like. Thereby, since the adhesiveness with the rubber component is improved, the strength of the sealing material is increased, the deformation of the sealing material at high pressure is suppressed, and as a result, the sealing performance of the sealing material can be further improved.
上記ゴム組成物が補強剤を含有する場合、上記補強剤の配合量の好ましい下限は、上記ゴム成分１００重量部に対して５０重量部である。補強剤の配合量が少なすぎると、シール材の強度を充分に確保することができない場合がある。
上記補強剤の配合量の下限は、上記ゴム成分１００重量部に対して６０重量部がより好ましく、７０重量部がさらに好ましい。
一方、上記補強剤の配合量の好ましい上限は、上記ゴム成分１００重量部に対して９０重量部である。補強剤の配合量が多すぎると、シール材の柔軟性が低下し、シール材としての機能が損なわれることがある。
上記補強剤の配合量の上限は、上記ゴム成分１００重量部に対して８０重量部がより好ましい。
When the rubber composition contains a reinforcing agent, a preferable lower limit of the amount of the reinforcing agent is 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component. If the blending amount of the reinforcing agent is too small, the strength of the sealing material may not be sufficiently ensured.
The lower limit of the compounding amount of the reinforcing agent is more preferably 60 parts by weight and even more preferably 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component.
On the other hand, the preferable upper limit of the compounding amount of the reinforcing agent is 90 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component. When there are too many compounding quantities of a reinforcing agent, the softness | flexibility of a sealing material will fall and the function as a sealing material may be impaired.
The upper limit of the amount of the reinforcing agent is more preferably 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component.
上記ゴム組成物は必要に応じて、シール材に一般的に配合されうる各種添加剤、例えば、加工助剤、老化防止剤、充填剤、紫外線吸収剤、界面活性剤、難燃剤、防菌・防かび剤、着色剤等を含有していても良い。また、上記ゴム組成物が架橋剤を含有する場合には、必要に応じて、加硫促進剤、加硫促進助剤、受酸剤等を含有していてもよい。 The rubber composition is optionally added to various additives that can be generally blended into a sealing material, for example, processing aids, anti-aging agents, fillers, ultraviolet absorbers, surfactants, flame retardants, antibacterial / It may contain an antifungal agent, a colorant and the like. Moreover, when the said rubber composition contains a crosslinking agent, you may contain a vulcanization accelerator, a vulcanization acceleration adjuvant, an acid acceptor, etc. as needed.
本発明のシール材は、上記ゴム組成物の成形物である。
上記成形物は、ＴＲ１０が−６５℃以下であることが好ましい。この場合、低温下でのシール性（弾性及びガス非透過性）により優れるからである。
上記ＴＲ１０は、ＪＩＳ Ｋ ６２６１（２００６）に準拠した方法で測定すればよい。
The sealing material of the present invention is a molded product of the rubber composition.
The molded product preferably has TR10 of −65 ° C. or lower. This is because the sealing performance (elasticity and gas impermeability) at a low temperature is superior.
The TR10 may be measured by a method based on JIS K 6261 (2006).
本発明のシール材は、後述するようにパッキンやガスケットとして使用することができる。そのため、その形状は特に限定されず、使用箇所に応じて適切な形状を選択すればよい。 The sealing material of the present invention can be used as a packing or a gasket as described later. Therefore, the shape is not particularly limited, and an appropriate shape may be selected according to the use location.
本発明のシール材は、上述した特性を備えるため、高圧水素用のシール材として、高圧水素に曝される箇所で好適に使用することができる。
具体的には、例えば、水素ステーションレセプタクル用のＯリング等のパッキンやガスケット；水素ステーションコンプレッサ用のＯリング等のパッキンやガスケット；水素ステーション蓄圧機用のＯリング等のパッキンやガスケット；水素ステーション緊急離脱カップリング用のＯリング等のパッキンやガスケット；水素貯蔵システム（電力系統安定化）向け高圧バルブ用のＯリング等のパッキンやガスケット；水素貯蔵システム（電力系統安定化）向けレギュレータ用のＯリング等のパッキンやガスケット；水素貯蔵システム（電力系統安定化）向け水素タンク用のＯリング等のパッキンやガスケット；宇宙ロケットエンジン液体水素燃料供給ポンプ用のＯリング等のパッキンやガスケット；メタンハイドレート掘削装置用のＯリング等のパッキンやガスケット等として好適に使用することができる。
Since the sealing material of the present invention has the above-described properties, it can be suitably used as a sealing material for high-pressure hydrogen at locations exposed to high-pressure hydrogen.
Specifically, for example, packing and gaskets such as O-rings for hydrogen station receptacles; packings and gaskets such as O-rings for hydrogen station compressors; packings and gaskets such as O-rings for hydrogen station pressure accumulators; Packing and gaskets such as O-rings for separation couplings; packings and gaskets for high-pressure valves for hydrogen storage systems (power system stabilization); O-rings for regulators for hydrogen storage systems (power system stabilization) Packing and gaskets such as O-rings for hydrogen tanks for hydrogen storage systems (power system stabilization); Packing and gaskets such as O-rings for space rocket engine liquid hydrogen fuel supply pumps; Methane hydrate drilling O-ring for equipment, etc. It can be suitably used as a packing or gasket or the like.
以下、本発明のシール材の使用例について、図面を参照しながら説明する。
図１は、オンサイト型水素ステーションの模式図である。
図２は、水素ステーション側の水素供給プラグと車両側のレセプタクルとの接続を説明するための断面図である。
Hereinafter, the usage example of the sealing material of this invention is demonstrated, referring drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram of an on-site type hydrogen station.
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the connection between the hydrogen supply plug on the hydrogen station side and the receptacle on the vehicle side.
図１に示す水素ステーション１は、水素製造装置１１と、水素圧縮機（コンプレッサ）１２と、畜圧器１３と、ディスペンサー１４を備え、各設備は、水素配管１８により接続されている。また、各水素配管１８の途中には必要に応じてバルブや継手などの配管機器（図示せず）が配設されている。
オンサイト型の水素ステーション１では、外部から燃料（ナフサ又は灯油）が供給され、この燃料を用いて、燃料改質装置１１Ａと水素の高純度化を図る水素精製装置１１Ｂとを備えた水素製造装置１１で水素が製造される。
水素製造装置１１で製造された水素は、水素圧縮機１２で所定の圧力（例えば、９５ＭＰａ）の高圧水素とされ、昇圧された水素は、高圧水素を一時的に蓄えるための蓄圧器１３と、蓄圧器１３に蓄えられた高圧水素を車両２０に供給するためのディスペンサー１４とを介して、水素タンク（図示せず）を備えた車両２０に供給される。
このとき、ディスペンサー１４から車両２０への水素の供給は、水素の差圧により行う。例えば、蓄圧器１３内の圧力を９５ＭＰａ、ディスペンサー１４での圧力を８２ＭＰａとしておき、差圧により車両２０内の水素タンクに水素を充填する。
A hydrogen station 1 shown in FIG. 1 includes a hydrogen production apparatus 11, a hydrogen compressor (compressor) 12, an animal pressure device 13, and a dispenser 14, and each facility is connected by a hydrogen pipe 18. In addition, piping devices (not shown) such as valves and joints are arranged in the middle of each hydrogen pipe 18 as necessary.
The on-site hydrogen station 1 is supplied with fuel (naphtha or kerosene) from the outside, and using this fuel, hydrogen production is provided with a fuel reformer 11A and a hydrogen purifier 11B for purifying hydrogen. Hydrogen is produced in the apparatus 11.
Hydrogen produced by the hydrogen production device 11 is converted into high-pressure hydrogen at a predetermined pressure (for example, 95 MPa) by the hydrogen compressor 12, and the pressurized hydrogen is stored in the pressure accumulator 13 for temporarily storing high-pressure hydrogen; The high-pressure hydrogen stored in the pressure accumulator 13 is supplied to the vehicle 20 having a hydrogen tank (not shown) through a dispenser 14 for supplying the vehicle 20 with the high-pressure hydrogen.
At this time, hydrogen is supplied from the dispenser 14 to the vehicle 20 by the hydrogen differential pressure. For example, the pressure in the pressure accumulator 13 is set to 95 MPa, the pressure in the dispenser 14 is set to 82 MPa, and the hydrogen tank in the vehicle 20 is filled with hydrogen by the differential pressure.
ディスペンサー１４は、車両２０の水素タンクに水素を供給するための水素供給ホース１５を備えており、水素供給ホース１５には車両２０のレセプタクル２１に着脱自在に接続される水素供給プラグ１６が取り付けられている。よって、水素供給プラグ１６をレセプタクル２１に接続することにより、車両２０に水素を供給することができる。
また、水素供給ホース１５の途中には、緊急離脱カップリング１７が配設されている。よって、緊急時（例えば、車両２０が誤発進した場合）には、この緊急離脱カップリング１７を作動させることで、水素ステーション１側から車両２０側への水素の供給を停止することができる。
The dispenser 14 includes a hydrogen supply hose 15 for supplying hydrogen to a hydrogen tank of the vehicle 20, and a hydrogen supply plug 16 that is detachably connected to a receptacle 21 of the vehicle 20 is attached to the hydrogen supply hose 15. ing. Therefore, hydrogen can be supplied to the vehicle 20 by connecting the hydrogen supply plug 16 to the receptacle 21.
Further, an emergency detachment coupling 17 is disposed in the middle of the hydrogen supply hose 15. Therefore, in an emergency (for example, when the vehicle 20 has started erroneously), the supply of hydrogen from the hydrogen station 1 side to the vehicle 20 side can be stopped by operating the emergency disconnection coupling 17.
車両２０が備えるレセプタクル２１は、図２に示すように、水素供給プラグ１６が挿入接続される差込口２５と、差込口２５の近傍に設けられた水素をシールするための第１のＯリング２２と、第１のＯリング２２より差込口２５から見て下流側に設けられた水素をシールするための第２のＯリング２３と、第２のＯリング２３より更に下流側に設けられた水素をシールするための第３のＯリング２４とを備える。第１〜第３のＯリング２２〜２４は、それぞれ流路２７の壁面の設けられた溝に嵌め込まれて配設される。また、第３のＯリング２４は、併設されたバックアップリング２６により、溝に固定されている。
一方、水素供給プラグ１６は、先端部１６ａがレセプタクル２１の差込口２５と嵌合する形状を有している。
水素供給プラグ１６とレセプタクル２１との接続は、水素供給プラグ１６の先端部１６ａをレセプタクル２１の差込口２５から挿入することにより行う。これにより水素の供給を行うことができる。
ここで、第１〜第３のＯリング２２〜２４として、本発明のシール材からなるＯリングが使用される。そして、水素ステーション１から車両２０への水素の供給では、第１〜第３のＯリング２２〜２４の存在により、水素供給時の水素の漏出を防止することができる。
As shown in FIG. 2, the receptacle 21 provided in the vehicle 20 includes an insertion port 25 into which the hydrogen supply plug 16 is inserted and connected, and a first O for sealing hydrogen provided in the vicinity of the insertion port 25. A ring 22, a second O-ring 23 for sealing hydrogen provided downstream of the first O-ring 22 when viewed from the insertion port 25, and a further downstream of the second O-ring 23. And a third O-ring 24 for sealing the generated hydrogen. The first to third O-rings 22 to 24 are respectively fitted and disposed in grooves provided on the wall surface of the flow path 27. The third O-ring 24 is fixed to the groove by a backup ring 26 provided therewith.
On the other hand, the hydrogen supply plug 16 has a shape in which the distal end portion 16 a is fitted to the insertion port 25 of the receptacle 21.
The hydrogen supply plug 16 and the receptacle 21 are connected by inserting the distal end portion 16 a of the hydrogen supply plug 16 from the insertion port 25 of the receptacle 21. Thereby, hydrogen can be supplied.
Here, as the first to third O-rings 22 to 24, O-rings made of the sealing material of the present invention are used. In the supply of hydrogen from the hydrogen station 1 to the vehicle 20, the presence of the first to third O-rings 22 to 24 can prevent leakage of hydrogen during the hydrogen supply.
また、水素ステーション１は、図示しないものの、ディスペンサー１４は、車両２０に供給するための水素を冷却するためのプレクーラを備えており、車両２０に供給する水素の温度を所定の温度（例えば、―４０〜５０℃）に制御することができるように構成されている。 Although the hydrogen station 1 is not shown, the dispenser 14 includes a precooler for cooling hydrogen to be supplied to the vehicle 20, and the temperature of the hydrogen supplied to the vehicle 20 is set to a predetermined temperature (for example, − 40 to 50 ° C.).
ここで、本発明のシール材は、レセプタクル２１のＯリングのみならず、既に説明したように、緊急離脱カップリング１７や、水素製造装置１１、水素圧縮機１２、畜圧器１３、ディスペンサー１４等の各設備、更には、各設備同士を接続する水素配管１８において、水素に曝される部位のシール材としても使用することができる。 Here, the sealing material of the present invention includes not only the O-ring of the receptacle 21 but also the emergency release coupling 17, the hydrogen production device 11, the hydrogen compressor 12, the animal pressure device 13, the dispenser 14, etc. as already described. In each equipment, and also in hydrogen piping 18 which connects each equipment, it can be used also as a sealing material of the site | part exposed to hydrogen.
更に、水素ステーション１は、必要に応じて、水素製造装置１１と水素圧縮機１２との間に、製造された水素を貯蔵しておくための高圧水素貯蔵容器が設置されていても良い。また、車両２０は、供給された水素を貯蔵しておくための高圧水素貯蔵容器（水素タンク）を備えている。
これらの高圧水素貯蔵容器にも本発明のシール材を使用することができる。
Furthermore, the hydrogen station 1 may be provided with a high-pressure hydrogen storage container for storing the produced hydrogen between the hydrogen production apparatus 11 and the hydrogen compressor 12 as necessary. Further, the vehicle 20 includes a high-pressure hydrogen storage container (hydrogen tank) for storing the supplied hydrogen.
The sealing material of the present invention can also be used for these high-pressure hydrogen storage containers.
図３は、高圧水素貯蔵容器の一例を示す断面図である。
図３に示すように、高圧水素（Ｈ２）を貯蔵する高圧水素貯蔵容器３０は、全体として円筒形を有し、容器本体であるライナー３１と、ライナー３１の周囲全体を覆うように設けられた外装３２と、ライナー３１と外装３２とを貫通し水素の流路となる貫通孔３３と、水素を流出入させるためのバルブ３５を備えている。バルブ３５には、水素の漏出を防止すべく、Ｏリング３４が装着されている。ここで、Ｏリング３４として、本発明のシール材からなるＯリングが使用される。
ライナー３１は、例えば、アルミニウムや、高密度ポリエチレン等の樹脂などのライニング材で形成されている。また、外装３２は、クロムモリブデン鋼などの金属や、炭素繊維で強化したプラスチック（ＣＦＲＰ）を材料として形成されている。
なお、高圧水素貯蔵容器３０は、高圧水素を貯蔵することができるもののみならず、水素の吸着（又は貯蔵）及び放出が可能な水素吸着剤が、ライナー内部に収容されたものであっても良い。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a high-pressure hydrogen storage container.
As shown in FIG. 3, the high-pressure hydrogen storage container 30 that stores high-pressure hydrogen (H 2 ) has a cylindrical shape as a whole, and is provided so as to cover the liner 31 that is the container body and the entire periphery of the liner 31. And a through hole 33 that penetrates the liner 31 and the exterior 32 to form a hydrogen flow path, and a valve 35 for allowing hydrogen to flow in and out. An O-ring 34 is attached to the valve 35 to prevent hydrogen leakage. Here, an O-ring made of the sealing material of the present invention is used as the O-ring 34.
For example, the liner 31 is formed of a lining material such as aluminum or a resin such as high-density polyethylene. The exterior 32 is made of a metal such as chrome molybdenum steel or a plastic (CFRP) reinforced with carbon fiber.
Note that the high-pressure hydrogen storage container 30 is not only capable of storing high-pressure hydrogen, but also a hydrogen adsorbent capable of adsorbing (or storing) and releasing hydrogen stored in the liner. good.
本発明のシール材は、従来公知の方法により製造することができる。
例えば、配合原料を計量後、混練してゴム組成物を調製し、得られたゴム組成物を金型に投入し、熱加硫圧縮成形することにより製造することができる。勿論、他の方法を用いて製造してもよい。
The sealing material of the present invention can be produced by a conventionally known method.
For example, it can be manufactured by weighing the compounding raw materials and kneading to prepare a rubber composition, putting the obtained rubber composition into a mold, and performing heat vulcanization compression molding. Of course, you may manufacture using another method.
以下、本発明について実施例を掲げてさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is hung up and demonstrated in more detail about this invention, this invention is not limited only to these Examples.
（実施例１）
下記配合原料を使用して、後述する（１）〜（５）の工程を行うことにより、シート状のシール材を作製した。
（配合原料：配合量）
ゴム成分（エピクロロヒドリンゴム／ダイソー製、ＥＰＩＯＮ３０１）：１００重量部
繊維（セルロース繊維／日本製紙ケミカル製、ＫＣフロック１００）：８重量部
カーボンブラック（旭カーボン製、ＳＵＮＢＬＡＣＫ９３０）：１０重量部
可塑剤（アジピン酸エーテルエステル系／アデカ製、アデカサイザー１０７）：５０重量部
補強剤（シリカ／ダイソー製、カブラスＳＷ―１３４）：７０重量部
受酸剤（酸化マグネシウム）：３重量部
老化防止剤（大内新興化学製、ノクラックＮＢＣ）：１重量部
加工助剤（ステアリン酸）：２重量部
架橋剤（竹原ゴム加工製、ＴＲマスターＥＴＵ８０Ｅ）：４重量部（エチレンチオウレア（ＥＴＵ）として）
Example 1
A sheet-like sealing material was produced by performing the steps (1) to (5) described later using the following blended raw materials.
(Combination raw material: blending amount)
Rubber component (epichlorohydrin rubber / manufactured by Daiso, EPION301): 100 parts by weight Fiber (cellulose fiber / manufactured by Nippon Paper Chemicals, KC Flock 100): 8 parts by weight Carbon black (Asahi Carbon, SUNBLACK930): 10 parts by weight Plasticizer (Adipic acid ether ester / Adeka, Adeka Sizer 107): 50 parts by weight Reinforcing agent (Silica / Daiso, Cabras SW-134): 70 parts by weight Acid acceptor (magnesium oxide): 3 parts by weight Anti-aging agent ( Ouchi Shinsei Chemical, NOCRACK NBC): 1 part by weight Processing aid (stearic acid): 2 parts by weight Cross-linking agent (manufactured by Takehara Rubber, TR Master ETU80E): 4 parts by weight (as ethylenethiourea (ETU))
（シール材の作製）
（１）各配合原料をそれぞれ計量した。
（２）上記各配合原料のうち、架橋剤以外の配合原料をＢＢミキサー（神戸製鋼所製、ＭＩＸＩＴＲＯＮ ＢＢ―Ｌ１８００、内容積１．６リットル）に投入し、回転数を徐々に上げつつ１６０℃に達したところでＢＢミキサーから取り出した。
（３）上記工程（２）で得られた混合物に、２軸ロール（関西ロール製、８インチテストロール）を用いてロール温度８０℃で架橋剤を練り込み、シート状に成形して未加硫のシートを得た。
(Production of sealing material)
(1) Each blended raw material was weighed.
(2) Among the above blended raw materials, blended raw materials other than the crosslinking agent are put into a BB mixer (Made by Kobe Steel, MIXITRON BB-L1800, internal volume 1.6 liters), and the temperature is gradually increased at 160 ° C. When it reached, it was taken out from the BB mixer.
(3) The mixture obtained in the above step (2) is kneaded with a crosslinking agent at a roll temperature of 80.degree. A sulfur sheet was obtained.
（４）次に、１０ｔｏｎミニプレス（東洋精機製、Ｎ５１９ ＭＰ−ＷＮＬ型）を用いて３５ＭＰａ、１７０℃、Ｔｃ９０時間の条件で成形し、ゴム成分が架橋した厚さ２ｍｍのシートを得た。
（５）上記工程（４）で得られたシートに、オーブン（光洋サーモ製、ラボオーブンＫＬＯシリーズ）を用いて、１７０℃、４時間の条件で２次加硫を行い、シート状のシール材を完成した。
(4) Next, using a 10 ton mini press (Toyo Seiki, N519 MP-WNL type), molding was performed under conditions of 35 MPa, 170 ° C., and Tc 90 hours to obtain a sheet having a thickness of 2 mm in which the rubber component was crosslinked.
(5) The sheet obtained in the above step (4) is subjected to secondary vulcanization at 170 ° C. for 4 hours using an oven (manufactured by Koyo Thermo Co., Ltd., Lab Oven KLO series), and a sheet-like sealing material Was completed.
（比較例１）
配合原料として、セルロース繊維及びカーボンブラックを使用しなかった以外は、実施例１と同様にして、シール材を作製した。
(Comparative Example 1)
A sealing material was produced in the same manner as in Example 1 except that cellulose fibers and carbon black were not used as blending materials.
実施例及び比較例で作製したシール材について下記の評価を行った。
（１）断面観察
実施例１で作製したシール材を厚さ方向に切断し、その断面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察した（倍率：１００倍）。得られた観察画像を図４に示した。
図４に示したように、実施例１に係るシール材では、セルロース繊維を配合したことによる空隙（図４中、白くなっている部分の周辺の黒い部分（例えば、Ａ領域内参照））が多数観察された。
The following evaluation was performed about the sealing material produced in the Example and the comparative example.
(1) Cross-sectional observation The sealing material produced in Example 1 was cut | disconnected in the thickness direction, and the cross section was observed with SEM (scanning electron microscope) (magnification: 100 times). The obtained observation image is shown in FIG.
As shown in FIG. 4, in the sealing material according to Example 1, voids due to the blending of the cellulose fibers (in FIG. 4, black portions around the whitened portions (for example, refer to the area A)). Many were observed.
（２）遅れ時間及び水素溶解度係数
実施例１及び比較例１で作製したシール材について、ＪＩＳ７１２６−１（２００６）に準拠した溶解係数・拡散係数測定装置（ＧＴＲテック社製、ＧＴＲ−１１Ｘ／１１ＤＦ）を使用し、遅れ時間及び水素溶解度係数（拡散係数に対する透過係数の比（透過係数／拡散係数））を測定した。ここで、流体としては、圧力０．３ＭＰａ、温度３０℃の水素を使用した。
結果、遅れ時間は、図５にも示したように、実施例１のシール材で２５３２秒であり、比較例１のシール材で４９１０秒であった。
また、水素溶解度係数は、図６にも示したように、実施例１のシール材で９．２×１０４ｃｍ３／ｃｍ３・ｃｍＨｇであり、比較例１のシール材で５．５×１０４ｃｍ３／ｃｍ３・ｃｍＨｇであった。
(2) Delay time and hydrogen solubility coefficient About the sealing material produced in Example 1 and Comparative Example 1, a solubility coefficient / diffusion coefficient measuring apparatus (GTR-11X / 11DF manufactured by GTR Tech Co., Ltd.) based on JIS7126-1 (2006). ) And the hydrogen solubility coefficient (ratio of transmission coefficient to diffusion coefficient (permeation coefficient / diffusion coefficient)) were measured. Here, hydrogen having a pressure of 0.3 MPa and a temperature of 30 ° C. was used as the fluid.
As a result, as shown in FIG. 5, the delay time was 2532 seconds for the sealing material of Example 1 and 4910 seconds for the sealing material of Comparative Example 1.
Further, as shown in FIG. 6, the hydrogen solubility coefficient is 9.2 × 10 4 cm 3 / cm 3 · cmHg for the sealing material of Example 1, and 5.5 × for the sealing material of Comparative Example 1. It was 10 4 cm 3 / cm 3 · cmHg.
（３）体積変化
実施例１で作製したシール材について、圧力：９０ＭＰａ、温度：３０℃の水素に２４時間暴露し、次いで減圧させた際の体積変化（膨張の有無）を観察したところ、体積変化はほとんど観察されなかった。
(3) Volume change About the sealing material produced in Example 1, when the volume change (existence of expansion | swelling) at the time of exposing to hydrogen of pressure: 90MPa, temperature: 30 degreeC for 24 hours, and making it pressure-reduced next, volume was observed. Little change was observed.
このように、本発明の実施例に係るシール材は、水素に曝された際に、遅れ時間が短く、また、体積変化しにくいシール材であった。
また、シール材中に繊維及びカーボンブラックを配合することにより、水素溶解度係数が大きくなっており、これは繊維とゴムとの間に隙間が形成されたためと考えられた。
As described above, the sealing material according to the example of the present invention was a sealing material that has a short delay time and hardly changes in volume when exposed to hydrogen.
Moreover, the hydrogen solubility coefficient became large by mix | blending fiber and carbon black in a sealing material, and this was considered because the clearance gap was formed between the fiber and rubber | gum.
１:水素ステーション、１１:水素製造装置、１２: 水素圧縮機、１３: 畜圧器、１４:ディスペンサー、１５：水素供給ホース、１６：水素供給プラグ、１７：離脱カップリング、１８：水素配管、２０ａ:車両、２１:レセプタクル、２２：第１のＯリング、２３：第２のＯリング、２４：第３のＯリング、３０: 高圧水素貯蔵容器、３１：ライナー、３２：外装、３４：Ｏリング DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Hydrogen station, 11: Hydrogen production apparatus, 12: Hydrogen compressor, 13: Pressure press, 14: Dispenser, 15: Hydrogen supply hose, 16: Hydrogen supply plug, 17: Decoupling coupling, 18: Hydrogen piping, 20a : Vehicle, 21: Receptacle, 22: First O-ring, 23: Second O-ring, 24: Third O-ring, 30: High-pressure hydrogen storage container, 31: Liner, 32: Exterior, 34: O-ring
Claims (10)
ゴム成分と、繊維及びカーボンブラックとを含有するゴム組成物の成形物からなることを特徴とするシール材。 A sealing material used for high-pressure hydrogen sealing,
A sealing material comprising a molded product of a rubber composition containing a rubber component, fiber and carbon black.
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