JP2003268158A

JP2003268158A - Ｎｂｒ組成物

Info

Publication number: JP2003268158A
Application number: JP2002077515A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Tora; 敏弘東良
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2002-03-20
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2003-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】 NBR加硫物同士のみならず金属あるいは樹脂
などの相手材との粘着性および摩擦係数を低減させたNB
R組成物を提供する。【解決手段】 (A)アクリロニトリル−ブタジエンゴム1
00重量部に対して、(B)ジアルキルジチオカルバミン酸
銅1〜10重量部および粘度(40℃)が30〜400cStのパラフ
ィンオイル0.5〜20重量部または(C)ジアルキルジチオカ
ルバミン酸銅1〜10重量部および脂肪酸アミド0.5〜10重
量部を添加してなるNBR組成物。このNBR組成物より得ら
れるゴム加硫物は、潤滑持続性ゴムシール部品として有
効に用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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、NBR加硫物同士のみならず金属ある
いは樹脂などの相手材との粘着性および摩擦係数を低減
させたNBR組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】ゴム製品や部品の粘着は、様々な問題を
発生させる原因となっている。例えば、Oリング、パッ
キン、オイルシール、ガスケット等のゴム部品を自動的
に組付けしようとすると、ゴム製品同士またはゴム製品
と自動組付け装置との間で粘着が起り、組付け作業に支
障をきたす場合がみられる。特に装置装着時に抵抗が大
きく、装着が困難であるため、油、グリース等の潤滑剤
をゴム部品に塗布する必要があり、自動搬送、自動装着
によるオートメーション化が難しかった。また、ゴム製
シール部品表面の滑りが良くないために、装置装着後の
摺動抵抗、作動抵抗も大きく、大きな振動やスリップ音
を伴う不都合も生じていた。さらに、ゴム部品を装着し
た後長時間使用すると、ゴム部品が金属、樹脂、ガラス
などの相手材と接着し、機器の作動不具合を生じたり、
あるいは部品の定期的な交換に際し、交換作業に時間が
かかるという不具合が生じていた。

【０００３】これらの不具合を解消すべく、例えば特開
昭58-198549号公報あるいは特開平6-100731号公報に
は、ゴム同士の粘着防止、相手材との低摺動抵抗化、低
摩擦化、さらにはゴム成形品を組み込んだ装置の作動時
の振動あるいは異音の発生防止を達成すべく、脂肪酸ア
ミドをゴムに配合することが記載されている。しかし、
ゴムシール部品においては、ゴムを圧縮して変形するこ
とにより液体や気体をシールする機構上、相手シール面
の材質である金属や樹脂などへの粘着や摺動抵抗が大き
くなり、シール性を維持しながら粘着性を軽減するに
は、脂肪酸アミドをゴムに配合するのみではゴムシール
部品の粘着防止、低摺動化、低摩擦化が不十分であっ
た。

【０００４】一方、特開平8-48966号公報には、ワック
スをゴムに配合して加硫成形した後徐冷することによっ
て、配合されたワックスをゴム表層に析出させ、ゴムパ
ッキン同士の粘着を防止し、パーツフィーダーなどによ
る自動搬送を容易にする効果があると記載されている。
確かに、この方法によれば前記脂肪酸アミドをゴムに配
合した場合に比べて、ゴムシール部品を装置に組み込む
までの非粘着特性維持を図ることは可能となるが、組み
込み後の非粘着特性維持の点で十分といえるものではな
かった。

【０００５】さらに、特開平10-30084号公報では、アク
リルゴム加硫物の粘着防止のために、パラフィン系溶剤
に分散させた金属石けんをアクリルゴム加硫物表面に噴
霧する方法が示されているが、この場合には生産上、工
程を増加させることになり、コストアップが問題となっ
ていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、NBR
加硫物同士のみならず金属あるいは樹脂などの相手材と
の粘着性および摩擦係数を低減させたNBR組成物を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
アクリロニトリル−ブタジエンゴム100重量部に対し
て、ジアルキルジチオカルバミン酸銅1〜10重量部およ
び粘度(40℃)が30〜400cStのパラフィンオイル0.5〜20
重量部またはジアルキルジチオカルバミン酸銅1〜10重
量部および脂肪酸アミド0.5〜10重量部を添加してなるN
BR組成物によって達成される。

【０００８】

【発明の実施の形態】NBRとしては、結合アクリロニト
リル含量が15〜50％、好ましくは25〜45％で、ムーニー
粘度ML₁₊₄(100℃)が25〜90、好ましくは35〜80のアクリ
ロニトリル−ブタジエンゴムが用いられる。

【０００９】NBRには、ジアルキルジチオカルバミン酸
銅およびパラフィンオイルまたはジアルキルジチオカル
バミン酸銅および脂肪酸アミドが添加される。このう
ち、ジアルキルジチオカルバミン酸銅を添加しただけで
は、ゴム同士のブロッキング防止程度の非粘着性は得ら
れるが、金属や樹脂との非粘着特性は得られない。ま
た、パラフィンオイルを添加しただけでは、低摩擦化は
達成されるものの、ゴム表面にべたつきがあるため十分
な非接着性は得られない。同様に、脂肪酸アミドを添加
しただけでは、ゴム同士のブロッキング程度の非粘着性
は得られるものの、金属または樹脂との非粘着特性ある
いは十分な低摩擦特性は得られない。

【００１０】ジアルキルジチオカルバミン酸銅として
は、アルキル基が炭素数1〜4の同種あるいは異種のアル
キル基である、例えばジメチルジチオカルバミン酸銅、
ジエチルジチオカルバミン酸銅、ジブチルジチオカルバ
ミン酸銅などが挙げられる。ジアルキルジチオカルバミ
ン酸銅は、NBR100重量部当り1〜10重量部、好ましくは1
〜5重量部の割合で用いられる。これにより、ゴム成形
後にゴム表面にジアルキルジチオカルバミン酸銅が析出
して、数μmの微少な凹凸状態となってゴム表面を覆う
ため、ゴム成形品に非粘着、低摩擦特性を付与すること
ができるようになる。ジアルキルジチオカルバミン酸銅
がこれ以上の割合で用いられると、ゴム表面への析出量
が増加するため、シール性が低下し、シール部品として
使用できないようになり、一方これ以下の割合で用いら
れると、ゴム表面への析出量が少なくなるため、非粘
着、低摩擦特性を得ることができなくなる。

【００１１】パラフィンオイルは、NBR100重量部当り0.
5〜20重量部、好ましくは1〜5重量部の割合で用いられ
る。これにより、成形後のゴム表面がパラフィンオイル
に覆われるため、ゴムシール部品に非粘着、低摩擦特性
を付与することができる。パラフィンオイルがこれ以上
の割合で用いられると、生地の状態でオイルが多く析出
して混練が困難となり、また加硫成形時の金型への汚染
が多くなる。また、加硫ゴム表面のオイル析出量が増え
て、加硫ゴムのべたつきが多くなり、非粘着性が低下す
るようになる。一方、これ以下の割合で用いられると、
ゴム表面に析出するオイル量が少なくなり、成形ゴムの
非粘着、低摩擦特性が得られなくなる。パラフィンオイ
ルとしては、ガードナー型泡粘度計で測定される粘度(4
0℃)が30〜400cStのものが用いられ、一般的には石油系
パラフィンオイルが使用される。粘度がこれ以上に高い
ものを用いると、ゴム表面に析出したパラフィンオイル
によるべたつきが多くなるため、非粘着特性が得られな
いようになり、一方これ以下の粘度のものを用いるとゴ
ムとの相溶性が良くなるため、加硫ゴム表面に析出する
オイルの量が少なくなり、非粘着、低摩擦特性を十分に
得ることができない。このパラフィンオイルがゴム表面
を覆い、潤滑するようになる。

【００１２】脂肪酸アミドは、NBR100重量部当り0.5〜1
0重量部、好ましくは1〜5重量部の割合で用いられる。
これにより、ゴム成形後にこれら脂肪酸アミドがゴム表
面に析出して、数μmの微少な凹凸状態となってゴム表
面を覆うため、ゴム成形品に非粘着、低摩擦特性を付与
することができるようになる。ジアルキルジチオカルバ
ミン酸銅がこれ以上の割合で用いられると、ゴム組成物
の混練が困難となり、また加硫成型物の金型への汚染が
ひどくなるため、加硫ゴムの物性が低下するようにな
る。また、ジアルキルジチオカルバミン酸銅のゴム表面
への析出量が増加するため、シール性が低下し、シール
部品として使用できないようになり、一方これ以下の割
合で用いられると、ゴム表面への析出量が少なくなるた
め、非粘着、低摩擦特性を得ることができなくなる。脂
肪酸アミドとしては、ラウリン酸アミド、パルミチン酸
アミド、ステアリン酸アミド、メチロールステアリン酸
アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビ
スステアリン酸アミド、ステアリルステアリン酸アミ
ド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、キシリレン
ビスステアリン酸アミドなどの炭素数が8以上の脂肪酸
アミドがあげられる。

【００１３】以上の各成分を必須成分とするNBR組成物
中には、イオウ、イオウ供与性化合物等の加硫剤、スル
フェンアミド系、チウラム系等の加硫促進剤、カーボン
ブラック、シリカ等の補強剤または充填剤、ステアリン
酸等の滑剤などを必要に応じて適宜添加し、これらをイ
ンターミックス、ニーダ、バンバリーミキサなどの混練
機またはオープンロール等を用いて混練する。混練物
は、射出成形機、圧縮成形機、加硫プレスなどを用い
て、一般に約150〜200℃で約3〜50分間の条件で加硫成
形される。なお、ゴムシール部品によっては、使用中に
これら添加物の析出量が増えて、不具合が発生すること
があり、そのような場合には、使用前にジアルキルジチ
オカルバミン酸銅、パラフィンオイルまたは脂肪酸アミ
ドの析出量を安定させる必要があるため、室温で2週間
〜1月程度放置するか、好ましくは約80〜120℃の恒温槽
等で約1〜24時間加熱処理が行われる。

【００１４】

【発明の効果】本発明にかかるNBR組成物は、ジアルキ
ルジチオカルバミン酸銅成分がゴム表面に析出すること
により、ゴム表面特性を損なわない程度(例えばシール
性)の微少な凹凸が形成され、ゴム粘着部分の露出が少
なくなり、またパラフィンオイルがゴム表面に析出する
ことにより表面にオイル成分が存在することでゴム表面
が潤滑され、これらの相乗効果により非粘着化および低
摺動化が達成されたゴム加硫物が提供される。さらに脂
肪酸アミドが用いられた場合には、脂肪酸アミド成分が
ゴム表面に析出することにより、ゴム表面特性を損なわ
ない程度(例えばシール性)の微少な凹凸が形成され、ゴ
ム粘着部分の露出が少なくなり、ジアルキルジチオカル
バミン酸銅の効果と相俟って非粘着化および低摺動化が
達成されたゴム加硫物が提供される。

【００１５】このゴム加硫物は、NBR加硫物同士のみな
らず金属あるいは樹脂などの相手材に対する粘着性、摩
擦係数を有効に低減することができるので、特にOリン
グ、パッキン、Vパッキン、オイルシール、ガスケッ
ト、角リング、Dリング、ダイヤフラム、各種バルブ等
の流体もしくは気体漏洩防止のためのシール材に適用さ
れて、この他防振ゴム、ベルト、ゴム引布、ワイパーな
どのゴム部品として有効に用いられる。

【００１６】

【実施例】次に、実施例について本発明を説明する。

【００１７】実施例1 NBR(日本合成ゴム製品N220SH： 100重量部結合アクリロニトリル量41％、ムーニー粘度ML₁₊₄(100℃)80) SRFカーボンブラック 70 〃シリカ(日本シリカ製品ニップシールLP) 5 〃エステル系可塑剤(旭電化製品アデカサイザーRS-107) 20 〃酸化亜鉛 5 〃ステアリン酸 1 〃ジフェニルアミン系老化防止剤(大内新興化学製品ノクラック6C) 1.5 〃キノリン系老化防止剤(大内新興化学製品ノクラック224) 1.5 〃イオウ 0.3 〃ジメチルジチオカルバミン酸銅(大内新興化学製品ノクセラーTTCu) 2 〃チウラム系加硫促進剤(大内新興化学製品ノクセラーTT) 1.5 〃チアゾール系加硫促進剤(大内新興化学製品ノクセラーDM) 2 〃パラフィンオイル(40cSt： 40℃) 2 〃以上の各成分をニーダおよびオープンロールにて混練
し、180℃、6分間のプレス加硫および100℃、5時間の熱
処理を行った。

【００１８】実施例２実施例１において、オレイン酸アミド(融点75℃)が1重
量部さらにブレンドされて用いられた。

【００１９】実施例３実施例１において、パラフィンオイルの代わりに上記オ
レイン酸アミド1重量部が用いられた。

【００２０】実施例４実施例１において、パラフィンオイル(40cSt：40℃)が
パラフィンオイル(30cSt：40℃)20重量部に、またSRFカ
ーボンブラックが110重量部にそれぞれ変更されて用い
られた。

【００２１】実施例５実施例２において、パラフィンオイル(40cSt：40℃)の
代わりに、パラフィンオイル(390cSt：40℃)が2重量部
用いられた。

【００２２】比較例１実施例１において、ジメチルジチオカルバミン酸銅およ
びパラフィンオイルが用いられず、またイオウが0.4重
量部に変更されて用いられた。

【００２３】比較例２実施例１において、パラフィンオイルが用いられなかっ
た。

【００２４】比較例３実施例１において、ジメチルジチオカルバミン酸銅が用
いられず、またイオウが0.4重量部に変更されて用いら
れた。

【００２５】比較例４実施例１において、ジメチルジチオカルバミン酸銅およ
びパラフィンオイルの代わりに上記オレイン酸アミド1
重量部が用いられ、またイオウが0.4重量部に変更され
て用いられた。

【００２６】比較例５実施例１において、パラフィンオイル(40cSt：40℃)の
代わりに、パラフィンオイル(20cSt：40℃)が同量用い
られた。

【００２７】比較例６実施例１において、パラフィンオイル(40cSt：40℃)の
代わりに、パラフィンオイル(500cSt：40℃)が同量用い
られた。

【００２８】比較例７実施例１において、ジメチルジチオカルバミン酸銅が15
重量部に変更されて用いられた。

【００２９】比較例８実施例２において、オレイン酸アミドが15重量部に変更
されて用いられた。

【００３０】以上の各実施例および各比較例で得られた
硬度60〜70(JIS A)の加硫成形物について次の各項目の
測定を行った。動摩擦係数の測定：新東科学株式会社製表面性測定機を
用い、10mm径クロム鋼球の摩擦子、荷重50g、移動速度5
0mm/分という条件下で、加硫ゴムシートについてK712
5、P8147に準じて表面の動摩擦係数を測定静摩擦係数の測定：傾斜板に加硫ゴムシートを置き、P8
147に準じて静摩擦係数(滑り出し開始角度の正接(tan
θ))を測定金属との粘着試験：プレス加硫物をアルミ板(厚さ2mm)
と荷重400g、40℃、72時間の条件で接触させ、その後室
温での粘着力を測定し、ゴムとアルミとの粘着性を評価樹脂との粘着試験：プレス加硫物をナイロン板(厚さ2m
m)と荷重250g、40℃、72時間の条件で接触させ、その後
室温での粘着力を測定し、ゴムとナイロンとの粘着性を
評価シール材のリーク試験１：円柱形状ゴム(φ28mm×6mm)
とアルミ(外径22.5mm、内径22.2mm、高さ10mm、シール
幅0.3mm)を室温下、1000mmH₂Oにてエアーで加圧し、1分
間の圧力降下から単位時間当たりの漏れ量を換算し、シ
ール性を評価シール材のリーク試験２：円柱形状ゴム(φ28mm×6mm)
を80℃、168時間の条件下で加熱処理を行った後、室温
下、1000mmH₂Oにてエアーで加圧し、1分間の圧力降下か
ら単位時間当たりの漏れ量を換算し、シール性を評価
(熱処理後に析出物が多い場合には、シール性が悪化)

【００３１】得られた結果は、次の表1〜2に示される。
なお、各数値は３回の試験結果の平均値を示す。表2 比較例１２３４５６７８動摩擦係数 1.5 0.7 0.3 0.5 0.5 0.2 0.2 0.2 静摩擦係数 >2.7 0.6 1.2 1.0 0.4 1.2 0.4 0.8 アルミナとの接着力(g) 400 200 120 180 190 100 120 90 ナイロンとの接着力(g) 500 150 100 130 140 40 40 60 リーク試験1(cc/時間) 2 8 2 2 2 2 15 10 リーク試験2(cc/時間) 2 12 2 10 10 7 50 70

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｆ１６Ｊ 15/10 Ｆ１６Ｊ 15/10 ＹＦターム(参考） 3J040 EA15 FA06 HA03 4F071 AA12 AA12X AA34X AC02 AC12 AC13 AE02 AE11 AF28 AF58 AH17 BA01 BB03 BC07 4J002 AC071 EA017 EP017 EP027 EV156 FD010 FD146 FD150 FD177 GJ02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アクリロニトリル−ブタジエンゴム100
重量部に対して、ジアルキルジチオカルバミン酸銅1〜1
0重量部および粘度(40℃)が30〜400cStのパラフィンオ
イル0.5〜20重量部を添加してなるNBR組成物。
【請求項２】アクリロニトリル−ブタジエンゴム100
重量部に対して、ジアルキルジチオカルバミン酸銅1〜1
0重量部および脂肪酸アミド0.5〜10重量部を添加してな
るNBR組成物。
【請求項３】請求項１または２記載のNBR組成物から
加硫成形された潤滑持続性ゴムシール部品。