JP2002105242A - Nbr組成物 - Google Patents

Nbr組成物

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JP2002105242A
JP2002105242A JP2000300041A JP2000300041A JP2002105242A JP 2002105242 A JP2002105242 A JP 2002105242A JP 2000300041 A JP2000300041 A JP 2000300041A JP 2000300041 A JP2000300041 A JP 2000300041A JP 2002105242 A JP2002105242 A JP 2002105242A
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rubber
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Masahiko Ito
雅彦 伊藤
Keiko Yasui
圭子 安井
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期間使用される場合でも、シール部材とし
てのNBR組成物が固着せずに、はく離できるようにす
る。 【解決手段】 NBRまたはそれを主成分とするゴムに
補強充填剤と顆粒剤及び加硫促進剤とポリオキシプロピ
レングリコールまたは、ポリエチレングリコールを配合
して形成される。成型加工性および各種金属に対する固
着防止性にすぐれ、シール部材の加硫成形材料などとし
て最適に使用し得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【本発明の属する技術分野】本発明は、NBR組成物に
関する。更に詳しくは、成形加工性及び各種金属に対す
る固着防止性に優れたNBR組成物に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、このようなNBR組成物は、パッ
キンやガスケット用シール剤などの材料に用いられる。
そして、NBR組成物のようなこのゴム材料は、各種金
属に圧着された状態で使用されることが多い。そのた
め、シール部材を外力により開閉する際に、シール材が
金属表面に固着してしまい、弁体としての機能を果たす
ことが出来ないという事態が発生する。そのため、この
ようなゴムと金属表面の固着を防止するため、ブルーム
法、塗膜コーティング法、表面改質方法の手段が用いら
れる。公開特許では、特開平11−172226号公報
には、流動パラフインおよび金属石鹸を添加したNBR
組成物が、また、特開平11−302451号公報に
は、脂肪酸アミドおよび脂肪酸金属塩を添加したNBR
組成物がそれぞれ提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の手段のNBR組成物で作製したシール部材ではゴム
物性低下を生じ易いなどの課題があった。さらに、上記
組成物を用いたOリング、パッキン、ガスケット等のシ
ール弁体を作製して金属表面に圧着された状態で長期間
使用された後、弁体を開弁するときに、一定の引っ張り
力で開弁せずに、金属表面に固着してしまう、あるいは
一定の引っ張り力以上でもシール弁体の一部が金属表面
に固着してしまうという課題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、NBRまたはそれを主成分とするゴムに
対して、補強性充填剤イオウ、チウラム系化合物からな
る加硫剤及び練り込み材を最適量添加してなるNBR組
成物である。
【0005】上記発明によれば、各種金属に対する固着
防止性を十分に達成し、ゴム物性を損なわずにゴム成形
加工性を悪化させないゴム組成物を実現し、各種金属に
対するシール部材の加硫成形材料として提供することが
できる。
【0006】
【発明の実施の形態】請求項1記載の発明は、NBRま
たはそれを主成分とするゴムに補強性充填剤と加硫剤と
加硫促進剤とシリコーン化合物を添加してなるNBR組
成物である。そして原料ポリマーとして、NBRまたは
それを主成分とするゴムであり、ニトリル含有が16か
ら35%のものが用いられる。NBRまたはそれを主成
分とするゴムは工業的に多量に利用されているので安価
であり、入手も容易であるため低コストなNBR組成物
を提供できる。
【0007】請求項2記載の発明は、NBRまたはNB
R組成物が天然ゴム、イソプレンゴム、アクリロニトリ
ルイソプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、
スチレンブタジエンゴム、ブチレンーイソプレン、エチ
レンプロピレン共重合体の少なくとも1種類を含有して
なるNBR組成物である。NBRの種類は、加硫剤、他
の添加剤を容易に混合できるという利点があるため、金
属への固着防止に有効なベースポリマーである。
【0008】請求項3記載の発明は、練り込み剤がポリ
オキシプロピレンモノブチルエーテルを用いたNBR組
成物である。ポリオキシプロピレンモノブチルエーテル
は液状であるため最適量を添加すれば、NBRまたはN
BRを主成分とするゴム材料に均一に添加でき、さらに
NBR組成物をシール部材等に成形後でも表面にブリー
ドすることなく、表面滑性を保持することができる。こ
れは、ゴムと混合することにより、ポリオキシプロピレ
ンモノブチルエーテルが周辺雰囲気からの水分を遮断し
ゴムに含まれるイオウ系の活性元素がゴムと金属間の固
着による化学結合に介在することにより金属とゴム間の
固着性を防止するからである。
【0009】請求項4記載の発明は、このポリオキシプ
ロピレンモノブチルエーテルをNBRまたはそれを主成
分とするゴム100重量部に1から30重量部配合した
NBR組成物である。1重量部より低い配合量では、金
属とゴム成型品との界面固着を防止することはできず、
30重量部を越えて配合すれば、ゴム成型品表面から析
出し、成型品表面をぬらしてしまい作業性が非常に悪化
する。
【0010】請求項5記載の発明は、練り込み剤がポリ
エチレングリコールを用いたNBR組成物である。ポリ
エチレングリコールは粉末であるが、最適量配合すれば
表面滑材として作用し、金属界面との固着を防止する。
シール部材成形後、表面へのブリードの心配がない。
【0011】請求項6記載の発明は、NBRまたはそれ
を主成分とするゴム100重量部にポリエチレングリコ
ールを1から20重量部配合した組成物である。1部よ
り少ない配合量では、金属とゴム成型品との界面固着を
防止することはできず、20重量部を越えて配合すれ
ば、ガス等の気体流量を制御する弁体として使用した場
合、金属界面間で密着不十分のためにガス漏れを起こし
てしまう。
【0012】請求項7記載の発明は、補強性充填剤とし
てカーボンブラック、またはシリカを含んでなるNBR
組成物である。NBRにカーボンブラック、または、シ
リカ等を最適量加えることにより、各種シール部材の機
械的強度を増すことができる。
【0013】請求項8記載の発明は、加硫剤としてイオ
ウ、加硫促進剤としてチウラム系化合物を用いたNBR
組成物であるので、老化防止性の観点から多硫黄架橋で
はなく、低硫黄架橋であるので圧縮永久歪みを小さくで
きる。
【0014】請求項9記載の発明は、シール部材加硫成
形材料として用いられる請求項1記載のNBR組成物で
あるので、従来から粘着や固着が問題となっている部位
に使用される加硫成型品、たとえば、Oリング、Dリン
グ、パッキン、ガスケット、ガス遮断弁用シール体等の
工業用ゴム部品等の加硫成形材料として有効に使用する
ことができる。
【0015】
【実施例】以下、本説明の実施例について図面および表
を用いて説明する。
【0016】(実施例1)本実施例として、下記NBR
組成物を作成する。 (骨格NBR組成物)(単位は重量部) アクリロニトリルブタジエン(ニトリル含有量34%、
ムーニー粘度ML1+4(100℃)42):100 SRFカーボンブラック:40 イオウ:1.5 チオラムダイサルファイド:1.5 N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフォンア
ミド:1.5 酸化亜鉛:5 2、2、4−トリメチル−1、2ジヒドロキノリン(T
MDQ):2 原料ポリマーとして、NBR(ニトリル含有量34%、
ムーニー粘度ML1+4(100℃)42)であるアクリ
ロニトリルブタジエンゴムを100重量部に対して、S
RFカーボンブラックを40重量部、加硫剤としてイオ
ウ1.5重量部、加硫促進剤としてチオラムダイサルフ
ァイド1.5重量部、N−シクロヘキシル−2−ベンゾ
チアジルスルフォンアミド1.5重量部、加硫助剤とし
て酸化亜鉛5、抗酸化防止剤として2、2、4−トリメ
チル−1、2ジヒドロキノリン(TMDQ)を2重量
部、以上の各配合成分を8インチオープンロールで混練
りして、添加物の均一化を図る。
【0017】次に、上記組成物に、ポリオキシプロピレ
ングリコールを0.5〜40重量部添加し、(実施例1
NBR組成物)を作製する。そのときのロール加工性を
判断した。その結果を(表1)に示す。
【0018】
【表1】
【0019】さらにこのロール加工で得たNBR組成物
を160℃、12分の熱プレス装置で加硫を実施した。
そして、長さ100(mm)×幅6(mm)×厚み0.6
(mm)試験片を作成し、アルミダイキャストと黄銅のそ
れぞれの金属板に張り付け、1kg/cm2ニように荷重を加
えて、温度45℃×湿度95%RHの雰囲気中に240
h放置する。
【0020】放置後、試験片の端部を挟んで金属板に対
して直角になるように引き上げる。そのときの各金属板
に対する固着強さを測定した。金属板を黄銅に接着した
場合を図1に示す。また、アルミダイキャストにした場
合を図2に示す。
【0021】(表1)、図1、図2から、ロール作業性
の観点、固着強さを100gf以下とした場合の固着力評
価から、ポリオキシプロピレングリコールの配合量は、
NBRまたはそれを主成分とするゴム100重量部に対
して1から30重量部であることが金属面接着に対して
固着防止が最適なNBR組成物を得ることができる。こ
れは、1重量部より低い配合量では、金属とゴム成型品
との界面固着を防止することはできず、30重量部を越
えて配合すれば、ゴム成型品表面から析出し、成型品表
面をぬらしてしまい作業性が非常に悪化するため、上記
配合量を決定した。
【0022】また、上記骨格NBR組成物にポリオキシ
プロピレングリコールを20重量部配合した実施例1N
BR組成物を図3に示すようなシール部材1を作成し、
金属部品治具3に対するシール部材1の接着面2での荷
重が、約100gf/cm2になるようにバネによって金属部
品治具3表面に接着させる。そして、温度45℃×湿度
95%RHの雰囲気中に240h放置する。その後、バ
ネによる荷重を解放し、その後ロードセルによって固着
力を測定した。試験台数は10台である。また、金属部
品治具3はアルミ切削面である。図4はそのシール部材
と金属部品治具の固着試験状態を示す断面図である。
【0023】そして、比較例として下記の比較例NBR
組成物も作製し、上記同様の試験を実施して、固着力を
比較した。その結果を(表2)に示す。
【0024】(比較例NBR組成物)(単位は重量部) アクリロニトリルブタジエン(ニトリル含有量34%、
ムーニー粘度ML1+4(100℃)42):100 SRFカーボンブラック:40 イオウ:1.5 チオラムダイサルファイド:1.5 N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフォンア
ミド:1.5 酸化亜鉛:5 2、2、4−トリメチル−1、2ジヒドロキノリン(T
MDQ):2 ステアリン酸アマイド(脂肪酸アマイド):2
【0025】
【表2】
【0026】(表2)の比較例NBR組成物の固着力値
と、実施例1NBR組成物の固着力値を比較した場合、
試験数10台の中で、比較例NBR組成物は固着力10
0gfを越えた台数が3台あったが、実施例1NBR組成
物の方は存在せず、固着力が低く、安定的な剥離効果が
あることがわかった。これは、比較例NBR組成物の方
は、シール部材と金属界面の固着を防止するために、脂
肪酸アマイド類を配合し、シール部材の表面にブルーム
を析出させ金属表面と直接の密着を防止させて剥離効果
を目指したが、表面に析出するブルームが均一でないた
めに、シール部材表面にブルームの濃度差が発生し、剥
離効果を一定に管理することができなかったために、サ
ンプル間で固着力に差が生じた結果となった。一方、本
発明の実施例1NBR組成物は、シールゴム部材に均一
に剥離効果を与える配合であるためにサンプル間に固着
力の差は見られなかった。
【0027】(実施例2)実施例1で述べた骨格NBR
組成物にポリエチレングリコールをNBR100重量部
に対して0.5から30重量部配合した実施例2NBR
組成物を作製する。そのときのロール加工性を各々配合
重量部ごとに評価した。その結果を(表3)に示す。
【0028】
【表3】
【0029】さらにこのロール加工で得たNBR組成物
を160℃、12分の熱プレス装置で加硫を実施した。
そして、長さ100(mm)×幅6(mm)×厚み0.6
(mm)試験片を作成し、アルミダイキャストと黄銅のそ
れぞれの金属板に張り付け、1kg/cm2ニように荷重を加
えて、温度45℃×湿度95%RHの雰囲気中に240
h放置する。
【0030】放置後、試験片の端部を挟んで金属板に対
して直角になるように引き上げる。そのときの各金属板
に対する固着強さを測定した。金属板を黄銅に接着した
場合を図5に示す。また、アルミダイキャストにした場
合を図6に示す。この結果から、ポリエチレングリコー
ルを1重量部以上配合したNBR組成物は、固着力が1
00gf以下で金属界面との剥離効果が向上した。しか
し、(表3)の結果から、20重量部を越えてポリエチ
レングリコールを配合した場合、ゴム表面にポリエチレ
ングリコール粉体が残留してしまい、ロール加工上で均
一に添加できなくなり、ロール作業性が著しく悪化す
る。さらにもし、配合できたとしても、ガスシール部材
として弁体として使用する場合、配合量が一定以上にな
ると金属界面との密着が低下し、ガス流量遮断性能が低
下し、ガス漏れが起こることが考えられる。そのため、
NBRまたは、NBRを主成分とするゴム材料にポリエ
チレングリコールの配合量は0.5から20重量部であ
ると決定した。
【0031】以上の試験結果から、NBR組成物をシー
ル部材に加工しても、従来比較例と比較しても、非固着
性に優れている。また、シール部材を構成しているNB
R組成物の一部が金属接着面に残留していることはなか
った。このような特性を利用して、従来から粘着や固着
が問題となっている部位に使用される加硫成型品、等の
加硫成形材料として有効に使用することができる。
【0032】
【発明の効果】以上の説明から明らかのように、本発明
のNBR組成物によれば次の効果が得られる。
【0033】請求項1記載の発明によれば、原料ポリマ
ーとして、NBRまたはそれを主成分とするゴムであ
り、ニトリル含有が16から35%のものが用いられ
る。NBRまたはそれを主成分とするゴムは工業的に多
量に利用されているので安価であり、入手も容易である
ため低コストなNBR組成物を提供できる。
【0034】また請求項2記載の発明によれば、加硫
剤、他の添加剤を容易に混合できるという利点があるた
め、金属への固着防止に有効なベースポリマーを提供で
きる。
【0035】また請求項3記載の発明によれば、ポリオ
キシプロピレンモノブチルエーテルは液状であるため最
適量を添加すれば、NBRまたはNBRを主成分とする
ゴム材料に均一に添加でき、さらにNBR組成物をシー
ル部材等に成形後でも表面にブリードすることなく、表
面滑性を保持することができる。
【0036】また請求項4記載の発明によれば、ロール
の作業性に加え、一定の非固着性能を有するNBR組成
物を提供することができる。
【0037】また請求項5記載の発明によれば、シール
部材成形後、表面へブリードすることなく、物性の安定
したNBR組成物を提供することができる。
【0038】また請求項6記載の発明によれば、ガスシ
ール部材として、ガス遮断性能を低下させることのない
NBR組成物を提供することができる。
【0039】また請求項7記載の発明によれば、NBR
にカーボンブラック、または、シリカ等を最適量加える
ことにより、各種シール部材の機械的強度を増すことが
できる。
【0040】また請求項8の発明によれば、老化防止性
の観点から多硫黄架橋ではなく、低硫黄架橋であるので
圧縮永久歪みを小さくできる。
【0041】また請求項9の発明によれば、従来から粘
着や固着が問題となっている部位に使用される加硫成型
品、たとえば、Oリング、Dリング、パッキン、ガスケ
ット、ガス遮断弁用シール体等の工業用ゴム部品等の加
硫成形材料として有効に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1におけるNBR組成物のポリ
オキシプロピレンモノブチルエーテル配合に対する固着
強さ(黄銅面の場合)を示す特性図
【図2】同組成物のポリオキシプロピレンモノブチルエ
ーテル配合に対する固着強さ(アルミダイキャスト面の
場合)を示す特性図
【図3】(a)同組成物のシール部材の断面図 (b)同組成物のシール部材の接着面側から見た平面図
【図4】同組成物のシール部材と金属部品治具の固着試
験状態を示す断面図
【図5】本発明の実施例2におけるNBR組成物のポリ
エチレングリコール配合に対する固着強さ(黄銅面の場
合)を示す特性図
【図6】同組成物のポリエチレングリコール配合に対す
る固着強さ(アルミダイキャストの場合)を示す特性図
【符号の説明】
1 シール部材 2 シール部材の接着面 3 金属部品治具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08L 21/00 C08L 21/00 //(C08L 9/02 (C08L 9/02 71:02) 71:02) Fターム(参考) 4J002 AC011 AC061 AC071 AC081 BB151 CH022 CH052 DA037 DA046 DJ017 EV168 FD017 FD146 FD158 FD202 GJ01

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 NBRまたはそれを主成分とするゴムに
    補強性充填剤と加硫剤と加硫促進剤及び練り込み剤を添
    加してなるNBR組成物。
  2. 【請求項2】 天然ゴム、イソプレンゴム、アクリロニ
    トリルイソプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴ
    ム、スチレンブタジエンゴム、ブチレン−イソプレン及
    びエチレンプロピレン共重合体の少なくとも1種類を含
    有してなる請求項1記載のNBR組成物。
  3. 【請求項3】 練り込み剤が、ポリオキシプロピレンモ
    ノブチルエーテルを用いた請求項1または2記載のNB
    R組成物。
  4. 【請求項4】 NBRまたはそれを主成分とするゴム1
    00重量部にポリオキシプロピレンモノブチルエーテル
    を1から30重量部配合した請求項3記載のNBR組成
    物。
  5. 【請求項5】 練り込み剤が、ポリエチレングリコール
    を用いた請求項1または2記載のNBR組成物。
  6. 【請求項6】 NBRまたはそれを主成分とするゴム1
    00重量部にポリエチレングリコールを1から20重量
    部配合した請求項5記載のNBR組成物。
  7. 【請求項7】 補強性充填剤がカーボンブラック、シリ
    カの少なくとも1種類を含有してなる請求項1記載のN
    BR組成物。
  8. 【請求項8】 加硫剤としてイオウ、加硫促進剤として
    チウラム系化合物を用いた請求項1記載のNBR組成
    物。
  9. 【請求項9】 シール部材加硫成形材料として用いられ
    る請求項1〜7記載のいずれか1項に記載のNBR組成
    物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105175823A (zh) * 2015-09-10 2015-12-23 温新 一种耐油抗腐蚀油缸密封垫用橡胶材料及其制备方法

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