特許 7752803 ゴム組成物およびウェザーストリップ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-10-02

(45)【発行日】2025-10-10

(54)【発明の名称】ゴム組成物およびウェザーストリップ

(51)【国際特許分類】

   C08J 9/06 20060101AFI20251003BHJP

【ＦＩ】

C08J9/06 CEQ

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2025093664

(22)【出願日】2025-06-04

【審査請求日】2025-06-04

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000196107

【氏名又は名称】西川ゴム工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】植野 豊明

(72)【発明者】

【氏名】日▲高▼ 椋

(72)【発明者】

【氏名】中本 昌一

【審査官】宮崎 基樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０３４５７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０８８７１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１６９３５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－０１７２４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０８Ｊ ９／００－ ９／４２

Ｂ６０Ｊ １０／００－１０／９０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発泡しており、捻じり剛性が１．３０ＭＰａ以上であり、体積抵抗率が１．００×１０^６Ω・ｃｍ以上であり、比重が０．８７以下であり、
ゴムと、互いに粒子径が異なる第１カーボン及び第２カーボンとを含み、
前記ゴムは、エチレン－プロピレン－ジエン系三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）であり、
前記第１カーボンは、粒子径が３９～５５ｎｍのカーボンブラックであり、
前記第２カーボンは、粒子径が４９～６０ｎｍのカーボンブラックであり、
前記第１カーボンの含有量は、前記ゴム１００重量部に対して１２～３１重量部であり、
前記第２カーボンの含有量は、前記ゴム１００重量部に対して４５～５０重量部である、ゴム組成物。

【請求項2】

請求項１に記載のゴム組成物からなる部分を有する、自動車のドアに取り付けられるウェザーストリップ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ゴム組成物およびウェザーストリップに関する。

【背景技術】

【0002】

ゴム製品に用いられるゴム組成物は、発泡させることにより比重を低減できる。例えば、自動車に取り付けられるウェザーストリップにおいて、軽量化のため比重を小さくすることが要望されている。

【0003】

発泡させたゴム組成物は、未発泡の状態と比較して剛性等の機械的性能が低下する傾向がある。この低下傾向は通常、比重を小さくするために発泡量を増加させるほど大きくなる。低比重と高剛性とを両立した例としては、特許文献１には、見掛け比重０．５～０．８であり、捻じり剛性３．２～４．０である熱可塑性エラストマ製グラスランチャンネルが開示されている。

【0004】

また、ゴム組成物の機械的性能を向上させるために、炭素材料等の補強剤が添加される場合がある。このような補強剤は、ゴム組成物の電気抵抗率を低減させる。ゴム組成物の電気抵抗率が小さいと、ゴム組成物が鋼板等に取り付けられる場合に電食による鋼板の腐食が生じる原因となり得るため、好ましくない。低比重と高電気抵抗率とを両立した例として、特許文献２には、比重１．３０未満であり、体積固有抵抗値１．０Ｅ＋６Ω・ｃｍ以上であるウェザーストリップが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００５－０８８７１８号公報

【文献】国際公開第２０１７／１６９３５９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、発泡等により低比重化しながら、剛性および電気抵抗率が何れも良好なゴム組成物については従来知られていなかった。

【0007】

本発明の一態様は、比重、剛性および電気抵抗率が何れも良好なゴム組成物を実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るゴム組成物は、発泡しており、捻じり剛性が１．３０ＭＰａ以上であり、体積抵抗率が１．０×１０^６Ω・ｃｍ以上である。

【発明の効果】

【0009】

本発明の一態様によれば、比重、剛性および電気抵抗率が何れも良好なゴム組成物を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施形態に係るウェザーストリップが取り付けられた自動車の模式図である。

【図2】一実施例に係るゴム組成物の、捻じり剛性と比重との相関を示す図である。

【図3】一実施例に係るゴム組成物の、捻じり剛性と体積抵抗率との相関を示す図である。

【図4】一実施例に係るゴム組成物の、比重と体積抵抗率との相関を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

〔ゴム組成物〕
本発明の一実施形態に係るゴム組成物は、発泡しており、捻じり剛性が１．３０ＭＰａ以上であり、体積抵抗率が１．００×１０^６Ω・ｃｍ以上である。本明細書では以下、本発明の一実施形態に係るゴム組成物を「本ゴム組成物」と称する場合がある。

【0012】

（成分）
本ゴム組成物は、ゴムを含む組成物である。本明細書においてゴムとは、弾性を有するポリマーを意図し、天然ゴム、合成ゴムおよび熱可塑性エラストマ（thermoplastic elastomer：ＴＰＥ）の総称である。本ゴム組成物は、これらのゴム以外に、必要に応じて各種添加成分を含有していてもよい。

【0013】

天然ゴムおよび合成ゴムは、加硫された状態の加硫ゴムであることが好ましい。ＴＰＥの例としては、ハードセグメントおよびソフトセグメントを有するブロック共重合体、特にポリスチレン系、オレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系およびポリアミド系のＴＰＥが挙げられる。

【0014】

本ゴム組成物の弾性を向上する観点から、ゴムは、エチレン－プロピレン－ジエン系三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）であってもよい。また、本ゴム組成物の低比重化、製造時の省エネルギー化またはリサイクル性向上の観点から、ゴムはＴＰＥであってもよく、特にオレフィン系ＴＰＥ（ＴＰＯ）であってもよい。

【0015】

本ゴム組成物は、剛性を向上する観点から、添加成分として補強剤を含んでいることが好ましい。補強剤としては例えば、炭素系充填剤および白色充填剤が挙げられる。

【0016】

炭素系充填剤は、炭素を含む補強剤であって、カーボンブラックが例示できる。このような炭素系充填剤は、粒子径によって得られる物性が異なる場合がある。炭素系充填剤の粒子径は、小さいほど剛性向上効果が得られやすい一方で、電気抵抗率も低下しやすい傾向がある。そのため、炭素系充填剤を用いる場合、互いに粒子径が異なる複数種類の炭素系充填剤を用いることで、剛性および電気抵抗率を適宜調整することが好ましい。

【0017】

粒子径が小さい炭素系充填剤は、例えば、平均粒子径が５０ｎｍ以下であってもよく、４５ｎｍ以下であってもよい。２種類以上の炭素系充填剤を用いる場合、このような小さい平均粒子径を有する炭素系充填剤と、それ以外の炭素系充填剤とを併用することが好ましい。

【0018】

白色充填剤としては例えば、炭酸カルシウム、酸化ケイ素、タルクまたはクレーが挙げられる。本ゴム組成物は、白色充填剤としてこれらのうち１種を含んでいてもよく、２種以上を含んでいてもよい。このような白色充填剤は、電気抵抗率が大きいため、本ゴム組成物の電気抵抗率を向上させやすい。しかし、白色充填剤の添加量が増加するほど本ゴム組成物の混錬が困難となる場合がある。また、白色充填剤は一般的に、炭素系充填剤よりも比重が大きい。本ゴム組成物の比重、剛性、電気抵抗率および製造性の観点から、本ゴム組成物は、補強剤として炭素系充填剤および白色充填剤の両方を含むことが好ましい。

【0019】

本ゴム組成物が補強剤を含有する場合、剛性と電気抵抗率とを高い次元で両立させる観点から、補強剤の含有量は、所望の剛性を確保できる限りにおいて少なくすることが好ましい。言い換えれば、本ゴム組成物においては、補強剤の含有量を低減することで、本ゴム組成物全体におけるゴムの含有割合を上昇させることが好ましい。

【0020】

本ゴム組成物において、ゴムの含有量を１００重量部とした場合における補強剤の含有量は、２００重量部以下であってよく、１５０重量部以下であることが好ましく、１００重量部以下であることがより好ましく、８０重量部以下であることがより好ましい。また、補強剤の含有量は５０重量部以上であってよい。補強剤が炭素系充填剤および白色充填剤の両方を含む場合、補強剤におけるこれらの割合は適宜調整すればよい。

【0021】

本ゴム組成物は、その他の添加成分として例えば、熱膨張性マイクロカプセル等のマイクロカプセル、界面活性剤、加硫剤、加硫促進剤、加工助剤、プロセスオイル、着色剤および脱水剤を含有していてもよい。

【0022】

加硫剤としては、例えば、硫黄、過酸化物、樹脂、アミンおよびポリオールが挙げられる。なかでも、ポリマーの主鎖または側鎖に二重結合を有するゴムを用いる場合、架橋剤は硫黄が好ましい。

【0023】

（構造および特性）
本ゴム組成物は、発泡した状態である。言い換えれば、本ゴム組成物はスポンジ状である。本ゴム組成物は、発泡していることにより比重を低減できる。本ゴム組成物の比重は、特に限定されないが、例えば、１．００未満であってよく、０．９５以下であることが好ましく、０．９０以下であることがより好ましく、０．８７以下であることがより好ましい。また、本ゴム組成物の比重は、低比重と、高剛性および高電気抵抗率との両立の観点から、０．７０以上であってもよく、０．８０以上であってもよく、０．８２以上であってもよく、０．８２超であってもよく、０．８５以上であってもよい。

【0024】

本ゴム組成物の比重は、本ゴム組成物からなる成形体であるサンプルを用いて、ＪＩＳ Ｋ６２６８：１９９８に準拠した方法により測定される。具体的には、サンプルの空気中での重量（ｇ）を測定する。次に、当該サンプルの水中浸漬時の重量（ｇ）を測定する。比重は、以下の式（１）から求められる；
比重 ＝ 空気中の重量／水中浸漬時の重量 （１）

【0025】

発泡した本ゴム組成物が有する発泡セルは、熱膨張性マイクロカプセル等に由来するマイクロカプセルに囲まれた空隙であってもよく、化学発泡剤等に由来する空隙であってもよく、その他の空隙であってもよい。

【0026】

本ゴム組成物は、捻じり剛性が１．３０ＭＰａ以上であり、発泡による低比重と、良好な機械的強度とを両立している。捻じり剛性は、ＪＩＳ Ｋ６２６１－３：２０１７に準拠した方法により測定される、２３±２℃における見掛けの捻じりモジュラスの値である。捻じり剛性は、物体に付加される捻じり（トルク）に対して抵抗する能力を示す指標であり、値が大きいほどゴム組成物の剛性が良好であることを示す。

【0027】

本ゴム組成物の捻じり剛性は、１．３０ＭＰａ以上であり、１．３５ＭＰａ以上であることが好ましく、１．４０ＭＰａ以上以上であることがより好ましく、１．４１ＭＰａ以上であることがより好ましい。また、本ゴム組成物の捻じり剛性は、高剛性と、低比重および高電気抵抗率との両立の観点から、２．００ＭＰａ以下であってもよく、１．８０ＭＰａ以下であってもよく、１．７７ＭＰａ未満であってもよく、１．７５ＭＰａ以下であってもよく、１．７０ＭＰａ以下であってもよく、１．６９ＭＰａ以下であってもよい。

【0028】

本ゴム組成物は、体積抵抗率が１．００×１０^６Ω・ｃｍ以上である。体積抵抗率は、物体の内部を流れる電気への電気抵抗を示す指標であり、単位体積当たりの電気抵抗値として算出される。体積抵抗率は、値が大きいほど電気が流れにくいことを示す。体積抵抗率は、ＪＩＳ Ｋ６２７１－１：２０１５に準拠した方法により測定される。

【0029】

本ゴム組成物の電気抵抗率は、１．００×１０^６Ω・ｃｍ以上であり、１．００×１０^８Ω・ｃｍ以上であってもよく、１．００×１０^１０Ω・ｃｍ以上であってもよく、１．００×１０^１２Ω・ｃｍ以上であってもよく、１．００×１０^１４Ω・ｃｍ以上であってもよい。また、本ゴム組成物の電気抵抗率は、１．００×１０^１６Ω・ｃｍ以下であってもよい。

【0030】

（本ゴム組成物の製造方法）
本ゴム組成物の製造方法は、特に限定されないが、例えば、ゴムと、必要に応じてその他の成分とを混合する工程を有していてよい。当該混合は、例えばバンバリーミキサー、インターナルミキサー、ニーダーまたはオープンロール等の混練機を用いて行ってもよい。

【0031】

本ゴム組成物の発泡させる方法は、特に限定されないが、例えば、各成分の混合物に熱膨張性マイクロカプセルまたは化学発泡剤を含め、加熱する方法であってもよい。当該加熱は、本ゴム組成物の加硫および／または成形のための加熱によって実施することが好ましいが、その他の工程において加熱を実施してもよい。

【0032】

本発明の一実施形態としては、本ゴム組成物の成形体が挙げられる。すなわち、本発明の一実施形態に係る成形体は、本ゴム組成物を加硫する工程および成形する工程を行うことで得られる。本明細書では以下、本発明の一実施形態に係る成形体を「本成形体」と称する場合がある。

【0033】

本ゴム組成物の加硫反応は、加硫剤および必要に応じて加硫促進剤等の添加剤を添加して、加熱することで進行できる。加硫のための加熱と成形とは、並行して行うことが好ましい。本成形体の成形方法は、特に限定されないが、例えば押出成形法であってもよく、金型成形法であってもよい。

【0034】

本成形体としては、特に限定されないが、例えば、自動車用のゴム部品が挙げられる。自動車用のゴム部品の例としては、ウェザーストリップおよびグラスランが好適に例示できる。ウェザーストリップは、自動車のドアに取り付けられるものであってよい。また、本ゴム組成物は、住宅用のガスケット等のゴム部品へも適用できる。

【0035】

〔ウェザーストリップ〕
図１は、本成形体であるウェザーストリップ１０２が取り付けられる自動車１００を模式的に示す側面図である。図１に示すように、本成形体は、自動車１００のドア１０１に取り付けられるウェザーストリップ１０２であってもよい。すなわち、本ゴム組成物は、自動車１００のドア１０１に取り付けられるウェザーストリップ１０２用として好適に使用できる。

【0036】

ウェザーストリップ１０２は、ドア１０１の周縁に取り付けられ、ドア１０１と自動車１００の開口部との間をシールする部材である。ドア１０１は、自動車１００の車室ドアであるが、これに限られない。ウェザーストリップ１０２が取り付けられる自動車１００のドアは、例えば、荷室ドアであってもよく、エンジンルームのドア（エンジンフードまたはボンネットとも称される）であってもよく、その他のドアであってもよい。

【0037】

ウェザーストリップ１０２は、本ゴム組成物を押出成形することで得られてもよい。ウェザーストリップ１０２は、押出成形された部分と、金型成形された部分とを備えていてもよい。この場合、本ゴム組成物は、押出成形された部分および金型成形された部分の、少なくとも何れかの一部に用いられていればよく、両方に用いられていてもよい。言い換えれば、本発明の一実施形態に係るウェザーストリップ１０２は、本ゴム組成物からなる部分を有するものであればよい。

【0038】

〔まとめ〕
本発明の態様１に係るゴム組成物は、発泡しており、捻じり剛性が１．３０ＭＰａ以上であり、体積抵抗率が１．００×１０^６Ω・ｃｍ以上である。

【0039】

本発明の態様２に係るウェザーストリップは、前記態様１のゴム組成物からなる部分を有し、自動車のドアに取り付けられる。

【0040】

〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【実施例】

【0041】

本発明の一実施例について以下に説明する。

【0042】

（成分）
原料ゴムと、補強剤として２種類の炭素系充填剤および白色充填剤と、発泡剤として熱膨張性マイクロカプセルおよび化学発泡剤と、その他の添加剤とを混合して加硫成形し、ゴム組成物の成形体を作成した。以下、原料ゴムを「ポリマー」と称し、２種類の炭素系充填剤をそれぞれ、「第１カーボン」および「第２カーボン」と称する。

【0043】

ポリマーとしては、ＥＰＤＭを用いた。第１カーボンとしては、粒子径３９～５５ｎｍ（平均粒子径４３ｎｍ）であるカーボンブラックを、第２カーボンとしては粒子径４９～６０ｎｍであるカーボンブラックを用いた。白色充填剤としては、炭酸カルシウムを用いた。熱膨張性マイクロカプセルとしては、松本油脂製薬株式会社製のマツモトマイクロスフェアを用い、化学発泡剤としてＯＢＳＨおよびＡＤＣＡを用いた。

【0044】

各成分の含有量を下記表１に示す通りにして、それぞれ配合Ａ～Ｈにより得られる成形体であるサンプルＡ～Ｈを得た。加硫成形は、押出成形法により実施した。各成分の含有量は、ポリマー１００重量部に対する重量部（ｐｈｒ）により示す。なお、各配合におけるポリマーの含有量は同一とした。

【0045】

【表1】

【0046】

（評価方法）
各サンプルについて、比重、捻じり剛性および体積抵抗率を測定した。

【0047】

比重については、ＪＩＳ Ｋ６２６８：１９９８に準拠した方法により測定し、上述の式（１）を用いて算出した。比重については、１．００未満であれば良好と評価した。

【0048】

捻じり剛性については、ＪＩＳ Ｋ６２６１－３：２０１７に準拠した方法により、２３±２℃における見掛けの捻じりモジュラスの値を、ゲーマン捻じり試験機（ＴＭ－５０１、株式会社上島製作所製）を用いて測定した。具体的には、各サンプルを３ｍｍ×４０ｍｍに切り出し、所定の針金で１８０°捻じりをかけた後の回復量により、剛性を評価した。捻じり剛性は、１．３０ＭＰａ以上であれば良好と評価した。

【0049】

体積抵抗率については、ＪＩＳ Ｋ６２７１－１：２０１５に準拠した方法により、ディジタル絶縁系（ＤＳＭ－８１０４、日置電機株式会社製）またはハイレスタ（登録商標）ＩＰ（ＭＣＰ－ＨＴ２５０、三菱油化株式会社製）を用いて測定した。具体的には、各サンプルを１００ｍｍ四方のシート状に切り出し、１～１００Ｖの電圧を印加して、各サンプルの体積抵抗率を測定した。体積抵抗率は、１．００×１０^６Ω・ｃｍ以上（１．００Ｅ＋６Ω・ｃｍ以上）であれば良好と評価した。

【0050】

（結果）
各サンプルの評価結果を、下記表２に示す。また図２には、各サンプルの捻じり剛性と比重との相関を示す。図３には、各サンプルの捻じり剛性と体積抵抗率との相関を示す。図４には、各サンプルの比重と体積抵抗率との相関を示す。

【0051】

【表2】

【0052】

表２および図２から図４に示すように、いずれのサンプルでも比重は１．００以下となった。また、サンプルＨ以外については、捻じり剛性が１．３０ＭＰａ以上であった。また、サンプルＦ～Ｈにおいて、体積抵抗率が１．００×１０^６Ω・ｃｍ以上となった。これらの結果から、サンプルＦ、Ｇは、比重、捻じり剛性および体積抵抗率の何れもが良好な本成形体であることが示された。

【産業上の利用可能性】

【0053】

本発明の一実施形態に係るゴム組成物は、例えばウェザーストリップ、グラスランおよびガスケット等に利用することができる。

【符号の説明】

【0054】

１００ 自動車
１０１ ドア
１０２ ウェザーストリップ

【要約】

【課題】比重、剛性および電気抵抗率が何れも良好なゴム組成物を実現する。
【解決手段】ゴム組成物であって、発泡しており、捻じり剛性が１．３０ＭＰａ以上であり、体積抵抗率が１．０×１０^６Ω・ｃｍ以上である。
【選択図】なし

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】