JP2007064377A - Piston seal member and disk brake using the piston seal member - Google Patents

Piston seal member and disk brake using the piston seal member Download PDF

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<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piston seal member of a recyclable rubber composition and a disk brake using the piston seal member. <P>SOLUTION: The piston seal member 8 holds a cylinder hole 6a and a piston 5 sliding in the cylinder hole 6a in a liquid-tight and slidable manner. The piston seal member 8 is formed of an uncrosslinked rubber composition containing rubber having unsaturated bond or group with an affinity to carbon nano fiber and the carbon nano fiber dispersed in the rubber. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、無架橋のゴム組成物で形成されたピストンシール部材及び該ピストンシール部材を用いたディスクブレーキに関する。   The present invention relates to a piston seal member formed of an uncrosslinked rubber composition and a disc brake using the piston seal member.

ピストンシール部材は、一般にゴムを主成分とする架橋ゴム組成物によって成形されている。例えば、車両用のディスクブレーキには、ピストンおよびシリンダを内蔵したキャリパボディが装着され、シリンダの内周面に形成された環状溝には、ピストンシール部材が装着されている。ディスクブレーキは、ブレーキ液圧によって、各車輪に固定されているディスクロータにブレーキパッドを押し付け、摩擦材であるブレーキパッドの摩擦力で車輪の回転を止めるものである。このピストンシール部材は、ブレーキ液をシールする役割と、ブレーキ液圧によって前進したピストンを戻す(ロールバック)役割とを有する。ここで、このブレーキパッドは、ブレーキ液圧によって、シリンダの孔のピストンが前進することにより、ディスクに押し付けられる。   The piston seal member is generally formed from a crosslinked rubber composition containing rubber as a main component. For example, a caliper body incorporating a piston and a cylinder is attached to a disc brake for a vehicle, and a piston seal member is attached to an annular groove formed on the inner peripheral surface of the cylinder. In the disc brake, the brake pad is pressed against the disc rotor fixed to each wheel by the brake fluid pressure, and the wheel is stopped by the frictional force of the brake pad as a friction material. The piston seal member has a role of sealing the brake fluid and a role of returning (rolling back) the piston advanced by the brake fluid pressure. Here, the brake pad is pressed against the disc by the forward movement of the piston in the cylinder hole by the brake fluid pressure.

すなわち、このピストンシール部材が装着されていることにより、前記シリンダと、前記シリンダの孔に挿入されたピストンと、を液密的に移動可能な状態で密接させることができる。また、液圧にて前進したピストンは、ピストンシール部材によってロールバックされる。したがって、このピストンシール部材には、ブレーキ液を確実にシールするための靭性と、液圧にて前進したピストンを元の位置に戻す(ロールバック)ための弾性との両方が求められる。   That is, by mounting this piston seal member, the cylinder and the piston inserted into the hole of the cylinder can be brought into close contact with each other in a state where the piston can be moved in a liquid-tight manner. Further, the piston advanced by the hydraulic pressure is rolled back by the piston seal member. Therefore, this piston seal member is required to have both toughness for reliably sealing the brake fluid and elasticity for returning the piston advanced by the hydraulic pressure to its original position (rollback).

また、ディスクブレーキのキャリパボディは、ディスクロータとブレーキパッドとの間に生じる摩擦熱によって、作動中に高温になる。これに伴い、ピストンシール部材も高温に曝される。ゴム組成物からなるピストンシール部材は、高温になると熱膨張するとともに、ピストンシール部材の弾性率が低下する。この場合、ピストンシール部材の熱膨張及びピストンシール部材の弾性率の低下によってピストンのロールバック量が変化することになり、ブレーキの効き代が変化することになる。例えば、オートバイのディスクブレーキにおいては、ブレーキ・レバーのストローク量が変化することになり、運転者のブレーキ操作に違和感を生じることがある。   Further, the caliper body of the disc brake becomes hot during operation due to frictional heat generated between the disc rotor and the brake pad. In connection with this, a piston seal member is also exposed to high temperature. A piston seal member made of a rubber composition is thermally expanded at a high temperature, and the elastic modulus of the piston seal member is lowered. In this case, the amount of rollback of the piston changes due to the thermal expansion of the piston seal member and the decrease in the elastic modulus of the piston seal member, and the braking allowance changes. For example, in a disc brake of a motorcycle, the stroke amount of the brake lever changes, which may cause a driver to feel uncomfortable.

そこで、エチレン・プロピレンゴム100重量部に対し、少なくともカーボンブラック100重量部以上を添加したゴム組成物によって成形されたピストンシール部材が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Therefore, a piston seal member is proposed that is molded from a rubber composition in which at least 100 parts by weight of carbon black is added to 100 parts by weight of ethylene / propylene rubber (see, for example, Patent Document 1).

また、炭素繊維(カーボンナノファイバーを含む)およびフラーレンの少なくとも一方を含有するゴムからなるピストンシール部材が提案されている(例えば、特許文献2参照)。   Further, a piston seal member made of rubber containing at least one of carbon fiber (including carbon nanofiber) and fullerene has been proposed (see, for example, Patent Document 2).

しかしながら、従来の架橋ゴム組成物で形成されたピストンシール部材は、リサイクルすることができなかった。ゴム組成物のリサイクルは、環境保護を推進する産業界、特に自動車産業界におけるリサイクル率向上のために切望されていた。
特開2004−316773号公報 特開2004−232786号公報
However, the piston seal member formed with the conventional crosslinked rubber composition cannot be recycled. Recycling of rubber compositions has been eagerly desired to improve the recycling rate in industries that promote environmental protection, particularly in the automobile industry.
JP 2004-316773 A Japanese Patent Laid-Open No. 2004-232786

そこで、本発明の目的は、リサイクル可能なゴム組成物からなるピストンシール部材及び該ピストンシール部材を用いたディスクブレーキを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a piston seal member made of a recyclable rubber composition and a disc brake using the piston seal member.

本発明にかかるピストンシール部材は、シリンダ孔と、該シリンダ孔内を摺動するピストンと、を液密にかつ摺動可能に保持するピストンシール部材であって、
カーボンナノファイバーに対して親和性を有する不飽和結合または基を有するゴムと、該ゴムに分散されたカーボンナノファイバーと、を含む無架橋のゴム組成物で形成されたことを特徴とする。
A piston seal member according to the present invention is a piston seal member that holds a cylinder hole and a piston that slides in the cylinder hole in a liquid-tight and slidable manner,
It is characterized by being formed of a non-crosslinked rubber composition comprising a rubber having an unsaturated bond or group having affinity for carbon nanofibers, and carbon nanofibers dispersed in the rubber.

本発明にかかるピストンシール部材によれば、無架橋のゴム組成物で形成されているため、使用後に再度せん断力をかけて混練し、再利用(リサイクル)することができる。しかも、ゴム組成物は、無架橋であってもカーボンナノファイバーによって補強されることで柔軟性と強さを備え、無架橋のままピストンシール部材として使用可能である。特に、カーボンナノファイバーが分散された無架橋のゴム組成物は、流動温度が150℃以上であり、高温においても流動しないため、無架橋の状態のまま架橋したゴム組成物と同じようにピストンシール部材として使用できる。また、本発明にかかるピストンシール部材によれば、圧縮永久歪及び引張永久歪が小さいため、ピストンとシリンダとの液密性を確実に維持することができる。   Since the piston seal member according to the present invention is formed of a non-crosslinked rubber composition, it can be kneaded and reused (recycled) by applying a shearing force again after use. Moreover, even if the rubber composition is non-crosslinked, it is reinforced with carbon nanofibers to provide flexibility and strength, and can be used as a piston seal member without being crosslinked. In particular, a non-crosslinked rubber composition in which carbon nanofibers are dispersed has a flow temperature of 150 ° C. or higher and does not flow even at a high temperature. Therefore, the piston seal is the same as a crosslinked rubber composition in a non-crosslinked state. Can be used as a member. Further, according to the piston seal member of the present invention, since the compression set and the tensile set are small, the liquid tightness between the piston and the cylinder can be reliably maintained.

本発明にかかるピストンシール部材において、前記無架橋のゴム組成物は、前記ゴム100重量部に対して、前記カーボンナノファイバーを5〜100重量部含み、
前記カーボンナノファイバーは、平均直径が0.7〜15nmかつ平均長さが0.5〜100μmとすることができる。
In the piston seal member according to the present invention, the non-crosslinked rubber composition contains 5 to 100 parts by weight of the carbon nanofibers with respect to 100 parts by weight of the rubber.
The carbon nanofiber may have an average diameter of 0.7 to 15 nm and an average length of 0.5 to 100 μm.

本発明にかかるピストンシール部材によれば、非常に細いカーボンナノファイバーを大量に用いて補強することによって、高温における物性低下が小さく、温度変化に対してピストンとシリンダとの安定した液密性を維持することができる。   According to the piston seal member of the present invention, by reinforcing a large amount of very thin carbon nanofibers, a decrease in physical properties at a high temperature is small, and stable liquid tightness between the piston and the cylinder with respect to temperature change is achieved. Can be maintained.

また、ゴムの不飽和結合または基が、カーボンナノファイバーの活性な部分、特にカーボンナノファイバーの末端のラジカルと結合することにより、カーボンナノファイバーの凝集力を弱め、その分散性を高めることができる。その結果、ピストンシール部材は、基材であるゴムにカーボンナノファイバーが均一に分散されたものとなる。   In addition, when the unsaturated bond or group of rubber is bonded to the active part of carbon nanofiber, particularly the radical at the end of carbon nanofiber, the cohesive force of carbon nanofiber can be weakened and its dispersibility can be increased. . As a result, in the piston seal member, carbon nanofibers are uniformly dispersed in rubber as a base material.

本発明にかかるディスクブレーキは、前記本発明のピストンシール部材と、
シリンダ孔を有するシリンダと、
前記シリンダ孔に挿入されるピストンと、を含み、
前記ピストンシール部材は、前記シリンダ孔の内周壁に形成された環状溝に嵌め込まれ、
前記シリンダ孔に挿入された前記ピストンを液密的に移動可能な状態で密接させるとともに、液圧にて前進した該ピストンをロールバックさせる。
The disc brake according to the present invention includes the piston seal member of the present invention,
A cylinder having a cylinder hole;
A piston inserted into the cylinder hole,
The piston seal member is fitted into an annular groove formed in the inner peripheral wall of the cylinder hole,
The piston inserted into the cylinder hole is brought into close contact with the fluidly movable state, and the piston advanced by hydraulic pressure is rolled back.

本発明にかかるディスクブレーキによれば、本発明のピストンシール部材が環状溝に嵌め込まれることにより、広い温度範囲において安定したピストンの作動性及びピストンとシリンダとの液密性を維持することができる。また、本発明にかかるピストンシール部材が無架橋のゴム組成物で形成されているため、車両におけるリサイクル率を向上させることができる。   According to the disc brake of the present invention, the piston seal member of the present invention is fitted into the annular groove, so that stable operability of the piston and liquid tightness between the piston and the cylinder can be maintained in a wide temperature range. . Moreover, since the piston seal member according to the present invention is formed of an uncrosslinked rubber composition, the recycling rate in the vehicle can be improved.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施の形態に係るピストンシール部材8を模式的に示す断面図である。図2は、図1に示すピストンシール部材8を含むディスクブレーキ20を模式的に示す断面図である。本実施の形態においては、一例として、フローティングタイプの車両用ディスクブレーキ(図2参照)について説明する。   FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a piston seal member 8 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view schematically showing the disc brake 20 including the piston seal member 8 shown in FIG. In the present embodiment, as an example, a floating type disc brake for a vehicle (see FIG. 2) will be described.

(ディスクブレーキ)
本実施の形態にかかるディスクブレーキ20は、環状のピストンシール部材8と、シリンダ孔6aを有するシリンダ6と、シリンダ孔6aに挿入されるピストン5と、を含み、ピストンシール部材8は、シリンダ孔6aの内周壁に形成された環状のピストンシール溝7に嵌め込まれ、シリンダ孔6aに挿入されたピストン5を液密的に移動可能な状態で密接させるとともに、液圧にて前進したピストン5をロールバックさせる。
(Disc brake)
The disc brake 20 according to the present embodiment includes an annular piston seal member 8, a cylinder 6 having a cylinder hole 6a, and a piston 5 inserted into the cylinder hole 6a. The piston seal member 8 has a cylinder hole. The piston 5 fitted in the annular piston seal groove 7 formed in the inner peripheral wall of 6a is brought into close contact with the piston 5 inserted in the cylinder hole 6a in a liquid-tight movable state, and the piston 5 advanced by the hydraulic pressure is moved. Roll back.

ディスクブレーキ20には、ピストン5およびシリンダ6を含むキャリパボディ1が設けられている。キャリパボディ1は、作用部1bおよび反作用部1cを含む。この作用部1bおよび反作用部1cは、ブリッジ部1aを介して一体的に形成されている。   The disc brake 20 is provided with a caliper body 1 including a piston 5 and a cylinder 6. The caliper body 1 includes an action part 1b and a reaction part 1c. The action part 1b and the reaction part 1c are integrally formed via the bridge part 1a.

車輪(図示せず)と一体回転するディスクロータ2の両側の摩擦面に臨ませて、一対の摩擦パッド4b,4cが配置されている。ブラケット3には、摩擦パッド4b,4cをディスクロータ2に押圧するキャリパボディ1がスライドピン(図示せず)を介して進退可能に連結している。このキャリパボディ1は、一方の摩擦パッド4bの背面に配置する作用部1bと、他方の摩擦パッド4cの背面に配置する反作用部1cと、ディスクロータ2の外周を跨いで作用部1bおよび反作用部1cを連結するブリッジ部1aとで構成される。   A pair of friction pads 4b and 4c are arranged facing the friction surfaces on both sides of the disk rotor 2 that rotates integrally with the wheels (not shown). A caliper body 1 that presses the friction pads 4b and 4c against the disc rotor 2 is connected to the bracket 3 via a slide pin (not shown) so as to be able to advance and retract. The caliper body 1 includes an action portion 1b disposed on the back surface of one friction pad 4b, a reaction portion 1c disposed on the back surface of the other friction pad 4c, and the action portion 1b and the reaction portion straddling the outer periphery of the disk rotor 2. It is comprised with the bridge part 1a which connects 1c.

このディスクブレーキ20は、車体(図示せず)に固定されたブラケット3に摺動可能な状態で支持されている。また、図2に示すように、ピストン5およびシリンダ6は作用部1bに形成されている。   The disc brake 20 is supported in a slidable state on a bracket 3 fixed to a vehicle body (not shown). Moreover, as shown in FIG. 2, the piston 5 and the cylinder 6 are formed in the action part 1b.

摩擦パッド4bは、シリンダ6の孔6aに挿入されたピストン5によって押されて移動し、ディスクロータ2の一側面に接する。摩擦パッド4cは、反作用部1cによって押されて移動し、ディスクロータ2の他方の側面に接する。上記の動作により、制動が行なわれる。   The friction pad 4 b is pushed and moved by the piston 5 inserted into the hole 6 a of the cylinder 6, and comes into contact with one side surface of the disk rotor 2. The friction pad 4 c is moved by being pushed by the reaction portion 1 c and is in contact with the other side surface of the disk rotor 2. Braking is performed by the above operation.

シリンダ孔6aの内周壁には、環状のピストンシール溝7が設けられている。このピストンシール溝7にピストンシール部材8が嵌め込まれている。ピストンシール部材8の材質については後述する。   An annular piston seal groove 7 is provided on the inner peripheral wall of the cylinder hole 6a. A piston seal member 8 is fitted in the piston seal groove 7. The material of the piston seal member 8 will be described later.

液圧室9は、ピストン5の底部とシリンダ6との間に設けられている。この液圧室9には、供給口10よりブレーキ液が供給される。ピストンシール部材8は、このブレーキ液をシールする機能と、液圧室9の液圧が低下したときに、前進していたピストン5をロールバックさせる機能を有する。供給口10は、液圧経路28を介して、液圧源であるマスタシリンダ(図示せず)の出力ポート(図示せず)に接続されている。   The hydraulic chamber 9 is provided between the bottom of the piston 5 and the cylinder 6. Brake fluid is supplied to the hydraulic chamber 9 from the supply port 10. The piston seal member 8 has a function of sealing the brake fluid and a function of rolling back the piston 5 that has moved forward when the hydraulic pressure in the hydraulic pressure chamber 9 decreases. The supply port 10 is connected to an output port (not shown) of a master cylinder (not shown), which is a hydraulic pressure source, via a hydraulic pressure path 28.

図1に示すように、ピストンシール溝7は、面取コーナ7aと面取コーナ7bとを有している。ピストンシール部材8は、図1に示す黒い矢印方向(図2におけるディスクロータ2側)にピストン5が摺動して前進することによって、ピストン5の摺動面に追従してピストンシール部材8の一部が面取コーナ7aに入り込む。そして、液圧室9の液圧が低下したらピストンシール部材8の弾性によって復元することでピストン5が矢印と反対方向にロールバックされる。   As shown in FIG. 1, the piston seal groove 7 has a chamfered corner 7a and a chamfered corner 7b. The piston seal member 8 follows the sliding surface of the piston 5 as the piston 5 slides forward in the direction of the black arrow shown in FIG. 1 (the disk rotor 2 side in FIG. 2). A part enters the chamfer corner 7a. When the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 9 decreases, the piston 5 is rolled back in the direction opposite to the arrow by being restored by the elasticity of the piston seal member 8.

(ピストンシール部材)
本実施の形態にかかるピストンシール部材8は、例えばディスクブレーキ20のキャリパボディ1に設けられたシリンダ孔6aと、該シリンダ孔6a内を摺動するピストン5と、を液密にかつ摺動可能に保持し、カーボンナノファイバーに対して親和性を有する不飽和結合または基を有するゴムと、該ゴムに分散されたカーボンナノファイバーと、を含む無架橋のゴム組成物で形成される。
(Piston seal member)
The piston seal member 8 according to the present embodiment is capable of liquid-tight sliding between, for example, a cylinder hole 6a provided in the caliper body 1 of the disc brake 20 and a piston 5 that slides in the cylinder hole 6a. And a non-crosslinked rubber composition comprising a rubber having an unsaturated bond or group having an affinity for carbon nanofibers and carbon nanofibers dispersed in the rubber.

(ゴム)
まず、本実施の形態にかかるゴムは、分子量が好ましくは5000ないし500万、さらに好ましくは2万ないし300万である。ゴムの分子量がこの範囲であると、ゴム分子が互いに絡み合い、相互につながっているので、ゴムは、凝集したカーボンナノファイバーの相互に侵入しやすく、したがってカーボンナノファイバー同士を分離する効果が大きい。ゴムの分子量が5000より小さいと、ゴム分子が相互に充分に絡み合うことができず、後の工程で剪断力をかけてもカーボンナノファイバーを分散させる効果が小さくなる。また、ゴムの分子量が500万より大きいと、ゴムが固くなりすぎて加工が困難となる。
(Rubber)
First, the rubber according to this embodiment preferably has a molecular weight of 5,000 to 5,000,000, more preferably 20,000 to 3,000,000. When the molecular weight of the rubber is within this range, the rubber molecules are entangled with each other and are connected to each other. Therefore, the rubber easily penetrates into the aggregated carbon nanofibers, and thus has a great effect of separating the carbon nanofibers. If the molecular weight of the rubber is smaller than 5000, the rubber molecules cannot be sufficiently entangled with each other, and the effect of dispersing the carbon nanofibers is reduced even when a shearing force is applied in a later step. On the other hand, if the molecular weight of the rubber is greater than 5 million, the rubber becomes too hard and processing becomes difficult.

ゴムは、パルス法NMRを用いてハーンエコー法によって、30℃で測定した、未架橋体におけるネットワーク成分のスピン−スピン緩和時間(T2n/30℃)が好ましくは100ないし3000μ秒、より好ましくは200ないし1000μ秒である。上記範囲のスピン−スピン緩和時間(T2n/30℃)を有することにより、ゴムは、柔軟で充分に高い分子運動性を有することができる。このことにより、ゴムとカーボンナノファイバーとを混合したときに、ゴムは高い分子運動によりカーボンナノファイバーの相互の隙間に容易に侵入することができる。スピン−スピン緩和時間(T2n/30℃)が100μ秒より短いと、ゴムが充分な分子運動性を有することができない。また、スピン−スピン緩和時間(T2n/30℃)が3000μ秒より長いと、ゴムが液体のように流れやすくなり、カーボンナノファイバーを分散させることが困難となる。   The rubber preferably has a spin-spin relaxation time (T2n / 30 ° C.) of the network component in the uncrosslinked body of 100 to 3000 μsec, more preferably 200, measured at 30 ° C. by the Hahn echo method using pulsed NMR. Or 1000 μs. By having a spin-spin relaxation time (T2n / 30 ° C.) in the above range, the rubber can be flexible and have sufficiently high molecular mobility. Thus, when rubber and carbon nanofibers are mixed, the rubber can easily enter the gaps between the carbon nanofibers due to high molecular motion. If the spin-spin relaxation time (T2n / 30 ° C.) is shorter than 100 μsec, the rubber cannot have sufficient molecular mobility. Also, if the spin-spin relaxation time (T2n / 30 ° C.) is longer than 3000 μsec, the rubber tends to flow like a liquid and it becomes difficult to disperse the carbon nanofibers.

パルス法NMRを用いたハーンエコー法によって得られるスピン−スピン緩和時間は、物質の分子運動性を表す尺度である。具体的には、パルス法NMRを用いたハーンエコー法によりゴムのスピン−スピン緩和時間を測定すると、緩和時間の短い第1のスピン−スピン緩和時間(T2n)を有する第1の成分と、緩和時間のより長い第2のスピン−スピン緩和時間(T2nn)を有する第2の成分とが検出される。第1の成分は高分子のネットワーク成分(骨格分子)に相当し、第2の成分は高分子の非ネットワーク成分(末端鎖などの枝葉の成分)に相当する。そして、第1のスピン−スピン緩和時間が短いほど分子運動性が低く、ゴムは固いといえる。また、第1のスピン−スピン緩和時間が長いほど分子運動性が高く、ゴムは柔らかいといえる。   The spin-spin relaxation time obtained by the Hahn-echo method using pulsed NMR is a measure representing the molecular mobility of a substance. Specifically, when the spin-spin relaxation time of rubber is measured by the Hahn-echo method using pulsed NMR, the first component having the first spin-spin relaxation time (T2n) having a short relaxation time and the relaxation A second component having a longer spin-spin relaxation time (T2nn) is detected. The first component corresponds to a polymer network component (skeleton molecule), and the second component corresponds to a polymer non-network component (branch and leaf component such as a terminal chain). The shorter the first spin-spin relaxation time, the lower the molecular mobility and the harder the rubber. Moreover, it can be said that the longer the first spin-spin relaxation time, the higher the molecular mobility and the softer the rubber.

パルス法NMRにおける測定法としては、ハーンエコー法でなくてもソリッドエコー法、CPMG法(カー・パーセル・メイブーム・ギル法)あるいは90゜パルス法でも適用できる。ただし、本発明にかかるゴムは中程度のスピン−スピン緩和時間(T2)を有するので、ハーンエコー法が最も適している。一般的に、ソリッドエコー法および90゜パルス法は、短いT2の測定に適し、ハーンエコー法は、中程度のT2の測定に適し、CPMG法は、長いT2の測定に適している。   As a measurement method in the pulsed NMR method, the solid echo method, the CPMG method (Car Purcell, Mayboom, Gill method) or the 90 ° pulse method can be applied instead of the Hahn echo method. However, since the rubber according to the present invention has a medium spin-spin relaxation time (T2), the Hahn echo method is most suitable. In general, the solid echo method and the 90 ° pulse method are suitable for short T2 measurement, the Hahn echo method is suitable for medium T2 measurement, and the CPMG method is suitable for long T2 measurement.

ゴムは、主鎖、側鎖および末端鎖の少なくともひとつに、カーボンナノファイバーの末端のラジカルに対して親和性を有する不飽和結合または基を有するか、もしくは、このようなラジカルまたは基を生成しやすい性質を有する。かかる不飽和結合または基としては、二重結合、三重結合、α水素、カルボニル基、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、ニトリル基、ケトン基、アミド基、エポキシ基、エステル基、ビニル基、ハロゲン基、ウレタン基、ビューレット基、アロファネート基および尿素基などの官能基から選択される少なくともひとつであることができる。   The rubber has an unsaturated bond or group having affinity for the radical at the end of the carbon nanofiber in at least one of the main chain, the side chain, and the end chain, or generates such a radical or group. Easy to use. Such unsaturated bonds or groups include double bonds, triple bonds, α hydrogen, carbonyl groups, carboxyl groups, hydroxyl groups, amino groups, nitrile groups, ketone groups, amide groups, epoxy groups, ester groups, vinyl groups, halogen groups. , Urethane groups, burette groups, allophanate groups, and urea groups.

カーボンナノファイバーは、通常、側面は炭素原子の6員環で構成され、先端は5員環が導入されて閉じた構造となっているが、構造的に無理があるため、実際上は欠陥を生じやすく、その部分にラジカルや官能基を生成しやすくなっている。本実施の形態では、ゴムの主鎖、側鎖および末端鎖の少なくともひとつに、カーボンナノファイバーのラジカルと親和性(反応性または極性)が高い不飽和結合や基を有することにより、ゴムとカーボンナノファイバーとを結合することができる。このことにより、カーボンナノファイバーの凝集力にうち勝ってその分散を容易にすることができる。そして、ゴムと、カーボンナノファイバーと、を混練する際に、ゴムの分子鎖が切断されて生成したフリーラジカルは、カーボンナノファイバーの欠陥を攻撃し、カーボンナノファイバーの表面にラジカルを生成すると推測できる。   Carbon nanofibers usually have a six-membered ring of carbon atoms and a closed end with a five-membered ring introduced at the tip. It tends to occur, and it is easy to generate radicals and functional groups in the part. In this embodiment, at least one of the main chain, side chain, and end chain of rubber has an unsaturated bond or group having high affinity (reactivity or polarity) with the radical of carbon nanofiber, so that rubber and carbon Nanofibers can be combined. This makes it possible to easily disperse the carbon nanofibers by overcoming the cohesive force. And when kneading rubber with carbon nanofibers, free radicals generated by breaking the molecular chains of rubber attack the defects of carbon nanofibers and guess that they generate radicals on the surface of carbon nanofibers it can.

ゴムとしては、天然ゴム(NR)、エポキシ化天然ゴム(ENR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ニトリルゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、エチレンプロピレンゴム(EPR,EPDM)、ブチルゴム(IIR)、クロロブチルゴム(CIIR)、アクリルゴム(ACM)、シリコーンゴム(Q)、フッ素ゴム(FKM)、ブタジエンゴム(BR)、エポキシ化ブタジエンゴム(EBR)、エピクロルヒドリンゴム(CO,CEO)、ウレタンゴム(U)、ポリスルフィドゴム(T)などのゴム類およびこれらの混合物を用いることができる。特に、ブレーキ液と接触するピストンシール部材には、ゴムとしてエチレン・プロピレンゴムやスチレン−ブタジエンゴムが好ましい。例えばエチレンプロピレンゴム(EPDM)のように極性の低いゴムは、混練の温度を比較的高温(例えばEPDMの場合、50℃〜150℃)とすることで、フリーラジカルを生成するのでカーボンナノファイバーを分散させることができる。エチレン・ピロピレンゴムとしては、EPDM(エチレン・プロピレン・ジエン・共重合体)、EPM(エチレン・プロピレン共重合体)等を用いることができるが、EPDMが好ましい。なお、ゴムは、通常架橋して使用されるゴムであり、熱可塑性エラストマーを含まない。   As rubber, natural rubber (NR), epoxidized natural rubber (ENR), styrene-butadiene rubber (SBR), nitrile rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), ethylene propylene rubber (EPR, EPDM), butyl rubber (IIR) ), Chlorobutyl rubber (CIIR), acrylic rubber (ACM), silicone rubber (Q), fluorine rubber (FKM), butadiene rubber (BR), epoxidized butadiene rubber (EBR), epichlorohydrin rubber (CO, CEO), urethane rubber (U), rubbers such as polysulfide rubber (T), and mixtures thereof can be used. In particular, for the piston seal member that comes into contact with the brake fluid, ethylene / propylene rubber or styrene-butadiene rubber is preferable as the rubber. For example, a rubber having a low polarity such as ethylene propylene rubber (EPDM) generates free radicals by setting the kneading temperature to a relatively high temperature (for example, 50 ° C. to 150 ° C. in the case of EPDM). Can be dispersed. EPDM (ethylene / propylene / diene / copolymer), EPM (ethylene / propylene copolymer) and the like can be used as the ethylene / pyropyrene rubber, and EPDM is preferred. The rubber is usually used after being crosslinked and does not contain a thermoplastic elastomer.

本実施の形態にかかるエチレン・プロピレンゴムは、プロピレン含有量が35〜60重量%が好ましく、さらに好ましくは37〜55%である。プロピレン含有量が35重量%未満ではエチレン成分が多すぎてゴム組成物が剛直になり、柔軟性が低くなるため好ましくない。また、プロピレン含有量が60重量%を超えると、柔らかすぎてシール部材として好ましくない。   The ethylene / propylene rubber according to this embodiment preferably has a propylene content of 35 to 60% by weight, more preferably 37 to 55%. If the propylene content is less than 35% by weight, the ethylene component is too much and the rubber composition becomes rigid and the flexibility becomes low. On the other hand, if the propylene content exceeds 60% by weight, it is too soft and not preferable as a sealing member.

(カーボンナノファイバー)
本実施の形態にかかるカーボンナノファイバーは、平均直径が0.7〜15nmかつ平均長さが0.5〜100μmである。ピストンシール部材のゴム組成物において、カーボンナノファイバーの配合量は、ゴム100重量部に対して、5〜100重量部であることが好ましい。ゴム組成物におけるカーボンナノファイバーの配合量が5重量部よりも少ないとカーボンナノファイバーの補強効果が小さく、100重量部を超えると硬度や弾性率が高くなり好ましくない。このように非常に細いカーボンナノファイバーで補強することによって、高温における物性低下を小さくすることができる。なお、カーボンナノファイバーが0.7nmより細いものは入手が困難であり、15nmを越えるものは材料特性(補強効果)が得ることができないので好ましくない。
(Carbon nanofiber)
The carbon nanofiber according to the present embodiment has an average diameter of 0.7 to 15 nm and an average length of 0.5 to 100 μm. In the rubber composition of the piston seal member, the compounding amount of the carbon nanofiber is preferably 5 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber. When the blending amount of the carbon nanofibers in the rubber composition is less than 5 parts by weight, the reinforcing effect of the carbon nanofibers is small, and when it exceeds 100 parts by weight, the hardness and elastic modulus are unfavorable. Thus, by reinforce | strengthening with a very thin carbon nanofiber, the physical-property fall at high temperature can be made small. Carbon nanofibers thinner than 0.7 nm are difficult to obtain, and those exceeding 15 nm are not preferable because material properties (reinforcing effect) cannot be obtained.

カーボンナノファイバーとしては、例えば、いわゆるカーボンナノチューブなどが例示できる。カーボンナノチューブは、炭素六角網面のグラフェンシートが円筒状に閉じた単層構造あるいはこれらの円筒構造が入れ子状に配置された多層構造を有する。すなわち、カーボンナノチューブは、単層構造のみから構成されていても多層構造のみから構成されていても良く、単層構造と多層構造が混在していてもかまわない。また、部分的にカーボンナノチューブの構造を有する炭素材料も使用することができる。なお、カーボンナノチューブという名称の他にグラファイトフィブリルナノチューブといった名称で称されることもある。   Examples of carbon nanofibers include so-called carbon nanotubes. Carbon nanotubes have a single-layer structure in which graphene sheets with carbon hexagonal mesh surfaces are closed in a cylindrical shape, or a multilayer structure in which these cylindrical structures are arranged in a nested manner. That is, the carbon nanotube may be composed of only a single-layer structure or a multilayer structure, and the single-layer structure and the multilayer structure may be mixed. A carbon material partially having a carbon nanotube structure can also be used. In addition to the name “carbon nanotube”, it may be called “graphite fibril nanotube”.

単層カーボンナノチューブもしくは多層カーボンナノチューブは、アーク放電法、レーザーアブレーション法、気相成長法などによって望ましいサイズに製造される。   Single-walled carbon nanotubes or multi-walled carbon nanotubes are manufactured to a desired size by an arc discharge method, a laser ablation method, a vapor phase growth method, or the like.

アーク放電法は、大気圧よりもやや低い圧力のアルゴンや水素雰囲気下で、炭素棒でできた電極材料の間にアーク放電を行うことで、陰極に堆積した多層カーボンナノチューブを得る方法である。また、単層カーボンナノチューブは、前記炭素棒中にニッケル/コバルトなどの触媒を混ぜてアーク放電を行い、処理容器の内側面に付着するすすから得られる。   The arc discharge method is a method of obtaining multi-walled carbon nanotubes deposited on a cathode by performing an arc discharge between electrode materials made of carbon rods in an argon or hydrogen atmosphere at a pressure slightly lower than atmospheric pressure. In addition, the single-walled carbon nanotube is obtained by mixing the carbon rod with a catalyst such as nickel / cobalt to cause arc discharge and adhering to the inner surface of the processing vessel.

レーザーアブレーション法は、希ガス(例えばアルゴン)中で、ターゲットであるニッケル/コバルトなどの触媒を混ぜた炭素表面に、YAGレーザーの強いパルスレーザー光を照射することによって炭素表面を溶融・蒸発させて、単層カーボンナノチューブを得る方法である。   The laser ablation method melts and evaporates the carbon surface by irradiating a strong YAG laser pulsed laser beam onto a carbon surface mixed with a target catalyst such as nickel / cobalt in a rare gas (eg argon). This is a method for obtaining single-walled carbon nanotubes.

気相成長法は、ベンゼンやトルエン等の炭化水素を気相で熱分解し、カーボンナノチューブを合成するもので、より具体的には、流動触媒法やゼオライト担持触媒法などが例示できる。   The vapor phase growth method is a method in which hydrocarbons such as benzene and toluene are thermally decomposed in the gas phase to synthesize carbon nanotubes. More specifically, a fluid catalyst method, a zeolite supported catalyst method, and the like can be exemplified.

カーボンナノファイバーは、ゴムと混練される前に、あらかじめ表面処理、例えば、イオン注入処理、スパッタエッチング処理、プラズマ処理などを行うことによって、ゴムとの接着性やぬれ性を改善することができる。   The carbon nanofibers can be improved in adhesion and wettability with the rubber by performing a surface treatment in advance, for example, ion implantation treatment, sputter etching treatment, plasma treatment, etc. before being kneaded with the rubber.

本実施の形態にかかるゴム組成物は、ゴム100重量部に対して、カーボンナノファイバーの配合量が比較的少量例えば20重量部未満の場合、カーボンナノファイバー以外の配合剤として、カーボンブラックや繊維を加えることが好ましい。その場合、カーボンブラックは、種々の原材料を用いた種々のグレードのカーボンブラックを用いることができる。カーボンブラックは、その基本構成粒子(いわゆる一次粒子)が融着して連結したアグリゲート(いわゆる二次凝集体)が発達した比較的高いストラクチャーを有するものが好ましい。   In the rubber composition according to the present embodiment, when the compounding amount of the carbon nanofiber is relatively small, for example, less than 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber, carbon black or fiber is used as a compounding agent other than the carbon nanofiber. Is preferably added. In that case, carbon black of various grades using various raw materials can be used as the carbon black. The carbon black preferably has a relatively high structure in which aggregates (so-called secondary aggregates) in which the basic constituent particles (so-called primary particles) are fused and connected are developed.

本実施の形態にかかるカーボンブラックは、基本構成粒子の平均粒径が10〜100nmであって、DBP吸収量が80ml/100g以上であり、さらに好ましくは、平均粒径が10〜40nmであって、DBP吸収量が100〜500ml/100gである。カーボンブラックの平均粒径が10nm未満だと加工(混練)が困難であり、平均粒径が100nmより太いと補強効果が劣る。カーボンブラックは、アグリゲートが発達したストラクチャーの高低によって補強効果が影響を受けるため、DBP吸収量が80ml/100g以上とすると補強効果が大きい。   The carbon black according to the present embodiment has an average particle size of 10 to 100 nm of basic constituent particles and an absorption amount of DBP of 80 ml / 100 g or more, more preferably an average particle size of 10 to 40 nm. The DBP absorption is 100 to 500 ml / 100 g. If the average particle size of the carbon black is less than 10 nm, processing (kneading) is difficult, and if the average particle size is larger than 100 nm, the reinforcing effect is inferior. Since the reinforcing effect of carbon black is affected by the height of the structure in which the aggregate is developed, the reinforcing effect is large when the DBP absorption amount is 80 ml / 100 g or more.

このようなカーボンブラックとしては、例えばケッチェンブラック、SAF、SAF-HS、ISAF、ISAF-HS、HAF、HAF-HS、FEF、FEF−HS、SRF−HSなどのカーボンブラックを用いることができる。   As such carbon black, for example, carbon black such as ketjen black, SAF, SAF-HS, ISAF, ISAF-HS, HAF, HAF-HS, FEF, FEF-HS, SRF-HS can be used.

本実施の形態にかかるゴム組成物は、カーボンナノファイバー以外の配合剤として、繊維を加える場合、繊維は、しなやかで屈曲性に優れ、平均直径が1〜100μmかつアスペクト比が50〜500が好ましい。繊維の平均直径が1μm未満だと加工(混練)が困難であり、平均直径が100μmより太いと補強効果が劣る。   In the rubber composition according to this embodiment, when a fiber is added as a compounding agent other than carbon nanofiber, the fiber is supple and excellent in flexibility, an average diameter of 1 to 100 μm, and an aspect ratio of 50 to 500 is preferable. . If the average diameter of the fibers is less than 1 μm, processing (kneading) is difficult, and if the average diameter is larger than 100 μm, the reinforcing effect is inferior.

繊維としては、屈曲性に優れたしなやかな繊維が好ましく、天然繊維、金属繊維、合成繊維またはこれらの繊維の混合物を用いることができる。天然繊維としては、綿、麻などの植物繊維、羊毛、絹などの動物繊維を適宜選択して用いることができる。金属繊維としては、ステンレス繊維、銅繊維などを適宜選択して用いることができる。合成繊維としては、脂肪族ポリアミド系の繊維を用いることができる。なお、ポリエステル系繊維、芳香族ポリアミド系繊維、セラミックス繊維などは剛直であり、屈曲性がないので適当ではない。また、繊維は、カーボンブラックと一緒に加えてもよい。   As the fiber, a flexible fiber excellent in flexibility is preferable, and natural fiber, metal fiber, synthetic fiber, or a mixture of these fibers can be used. As natural fibers, plant fibers such as cotton and hemp, and animal fibers such as wool and silk can be appropriately selected and used. As the metal fiber, stainless steel fiber, copper fiber or the like can be appropriately selected and used. As the synthetic fiber, an aliphatic polyamide fiber can be used. Polyester fibers, aromatic polyamide fibers, ceramic fibers and the like are not suitable because they are rigid and have no flexibility. Fibers may also be added along with carbon black.

(ゴム組成物の製造方法)
本実施の形態にかかるゴム組成物の製造方法としては、ゴムとカーボンナノファイバーとを、オープンロール、単軸あるいは2軸の押出機、バンバリーミキサー、ニーダーなど公知の混合機に供給し、混練する方法が挙げられる。カーボンブラック及び繊維などのカーボンナノファイバー以外の充填材は、カーボンナノファイバーを供給する前に混合器に供給することが好ましい。通常、この混練の際に、カーボンブラックと同量程度のプロセスオイルが使用されるが、本発明のゴム組成物の製造過程では使用しないことが望ましい。プロセスオイルを用いて製造されたピストンシール部材を用いた液圧マスタシリンダは、プロセスオイルが作動液中に溶け出し、作動液の性能の経時変化や耐熱性の変化の原因となるからである。
(Method for producing rubber composition)
As a method for producing a rubber composition according to the present embodiment, rubber and carbon nanofibers are supplied to a known mixer such as an open roll, a single or twin screw extruder, a Banbury mixer, a kneader, and kneaded. A method is mentioned. Fillers other than carbon nanofibers such as carbon black and fibers are preferably supplied to the mixer before supplying the carbon nanofibers. Usually, the same amount of process oil as that of carbon black is used in this kneading, but it is desirable not to use it in the production process of the rubber composition of the present invention. This is because in a hydraulic master cylinder using a piston seal member manufactured using process oil, the process oil dissolves into the working fluid, causing a change in performance of the working fluid over time and a change in heat resistance.

ゴム組成物の製造方法として、例えば、ロール間隔が0.5mm以下のオープンロール法を用いる場合には、例えば1.5mmの間隔で配置された回転する2本のロールにゴムを投入する。次に、このゴムに充填材例えばカーボンブラックや繊維などを加え、さらにカーボンナノファイバーを加えて、ロールを回転させ、ゴムとカーボンナノファイバーとの混合物を得る。この混合物を0.1ないし0.5mmの間隔に設定されたオープンロールに投入し、例えば10回程度薄通しを行なってゴム組成物を得る。このような薄通しによってゴムに高い剪断力が作用し、凝集していたカーボンナノファイバーがゴム分子に1本づつ引き抜かれるように相互に分離し、ゴムに分散される。特に、カーボンブラックなどの粒子状の充填材をカーボンナノファイバーに先立って混合させた場合には、カーボンブラックの周りに乱流が発生し、カーボンナノファイバーを容易に分散させることができる。   For example, when an open roll method with a roll interval of 0.5 mm or less is used as a method for producing the rubber composition, the rubber is put into two rotating rolls arranged at an interval of 1.5 mm, for example. Next, a filler such as carbon black or fiber is added to the rubber, carbon nanofibers are further added, and the roll is rotated to obtain a mixture of rubber and carbon nanofibers. This mixture is put into an open roll set at an interval of 0.1 to 0.5 mm, and thinned, for example, about 10 times to obtain a rubber composition. Due to such thinness, a high shearing force acts on the rubber, and the aggregated carbon nanofibers are separated from each other so as to be pulled out one by one by rubber molecules and dispersed in the rubber. In particular, when a particulate filler such as carbon black is mixed prior to the carbon nanofiber, a turbulent flow is generated around the carbon black, and the carbon nanofiber can be easily dispersed.

また、この混練工程では、できるだけ高い剪断力を得るために、ゴムとカーボンナノファイバーとの混合は、好ましくは0ないし50℃、より好ましくは5ないし30℃の比較的低い温度で行われる。なお、ゴムとしてEPDMを用いた場合には、2段階の混練工程を行なうことが望ましく、第1の混練工程では、できるだけ高い剪断力を得るために、EPDMとカーボンナノファイバーとの混合は、第2の混練工程より50〜100℃低い第1の温度で行なわれる。第1の温度は、好ましくは0ないし50℃、より好ましくは5ないし30℃である。ロールの第2の温度は、50〜150℃の比較的高い温度に設定することでカーボンナノファイバーの分散性を向上させることができる。   In this kneading step, in order to obtain as high a shearing force as possible, the rubber and carbon nanofiber are mixed at a relatively low temperature of preferably 0 to 50 ° C., more preferably 5 to 30 ° C. When EPDM is used as the rubber, it is desirable to perform a two-stage kneading process. In the first kneading process, in order to obtain as high a shearing force as possible, mixing of EPDM and carbon nanofibers is performed in the first step. The first temperature is 50 to 100 ° C. lower than the kneading step 2. The first temperature is preferably 0 to 50 ° C, more preferably 5 to 30 ° C. The dispersibility of the carbon nanofibers can be improved by setting the second temperature of the roll to a relatively high temperature of 50 to 150 ° C.

この混練工程では、剪断力によって剪断されたゴムにフリーラジカルが生成され、そのフリーラジカルがカーボンナノファイバーの表面を攻撃することで、カーボンナノファイバーの表面は活性化される。このとき、分子長が適度に長く、分子運動性の高いゴムがカーボンナノファイバーの相互に侵入し、かつ、ゴムの特定の部分が化学的相互作用によってカーボンナノファイバーの活性の高い部分と結合する。この状態で、混合物に強い剪断力が作用すると、ゴムの移動に伴ってカーボンナノファイバーも移動し、凝集していたカーボンナノファイバーが分離されて、ゴム中に分散されることになる。そして、一旦分散したカーボンナノファイバーは、ゴムとの化学的相互作用によって再凝集することが防止され、良好な分散安定性を有することができる。要するに、この混練工程では、凝集したカーボンナノファイバーを分離でき、かつゴム分子を切断してラジカルを生成する剪断力をゴムに与えることができればよい。   In this kneading step, free radicals are generated in the rubber sheared by the shearing force, and the free radicals attack the surface of the carbon nanofibers, thereby activating the surface of the carbon nanofibers. At this time, rubber with a moderately long molecular weight and high molecular mobility penetrates into the carbon nanofibers, and a specific part of the rubber binds to a highly active part of the carbon nanofiber by chemical interaction. . In this state, when a strong shearing force acts on the mixture, the carbon nanofibers move with the movement of the rubber, and the aggregated carbon nanofibers are separated and dispersed in the rubber. The carbon nanofibers once dispersed are prevented from reaggregating due to chemical interaction with the rubber, and can have good dispersion stability. In short, in this kneading step, it is sufficient that the aggregated carbon nanofibers can be separated and a shearing force for cutting the rubber molecules to generate radicals can be given to the rubber.

(無架橋のゴム組成物の特性)
本実施の形態にかかる無架橋のゴム組成物は、10Hz、30℃及び150℃における動的弾性率がいずれも8MPa以上である。また、この無架橋のゴム組成物は、30℃から150℃への温度上昇に伴う動的弾性率の保持率が50%以上である。ピストンシール部材としては、高温においても高い動的弾性率を安定して維持することが好ましく、特に、本実施の形態にかかるディスクブレーキのキャリパボディにおけるピストンシールとして用いた場合、望ましいロールバック量を有するためには動的弾性率が8MPa以上であることが好ましい。また、本実施の形態にかかるディスクブレーキのキャリパボディにおけるピストンシールとして用いた場合、30℃から150℃への温度上昇に伴う動的弾性率の保持率が50%以上であると、高温においても望ましいロールバック量を有する。
(Characteristics of non-crosslinked rubber composition)
The non-crosslinked rubber composition according to the present embodiment has a dynamic modulus of elasticity of 8 MPa or more at 10 Hz, 30 ° C., and 150 ° C. In addition, this non-crosslinked rubber composition has a dynamic elastic modulus retention of 50% or more as the temperature rises from 30 ° C. to 150 ° C. As the piston seal member, it is preferable to stably maintain a high dynamic elastic modulus even at a high temperature. Particularly, when used as a piston seal in the caliper body of the disc brake according to the present embodiment, a desirable rollback amount is obtained. In order to have it, it is preferable that a dynamic elastic modulus is 8 Mpa or more. Further, when used as a piston seal in the caliper body of the disc brake according to the present embodiment, when the dynamic elastic modulus retention rate accompanying the temperature rise from 30 ° C. to 150 ° C. is 50% or more, even at high temperatures It has a desired rollback amount.

ゴム組成物は、無架橋でありながら高温における物性低下が小さく、例えば高温における圧縮永久歪が小さいため、ピストンシール部材における耐ヘタリ性に優れている。   Although the rubber composition is non-crosslinked, it has a small decrease in physical properties at a high temperature. For example, the compression set at a high temperature is small.

無架橋のゴム組成物は、基材であるゴムにカーボンナノファイバーが均一に分散されている。このことは、ゴムがカーボンナノファイバーによって拘束されている状態であるともいえる。この状態では、カーボンナノファイバーによって拘束を受けたゴム分子の運動性は、カーボンナノファイバーの拘束を受けない場合に比べて小さくなる。そのため、本実施の形態にかかるピストンシール部材の第1のスピン−スピン緩和時間(T2n)、第2のスピン−スピン緩和時間(T2nn)及びスピン−格子緩和時間(T1)は、カーボンナノファイバーを含まないゴム単体の場合より短くなる。   In the non-crosslinked rubber composition, carbon nanofibers are uniformly dispersed in rubber as a base material. This can be said to be a state in which the rubber is restrained by the carbon nanofibers. In this state, the mobility of the rubber molecules constrained by the carbon nanofibers is smaller than that when not constrained by the carbon nanofibers. Therefore, the first spin-spin relaxation time (T2n), the second spin-spin relaxation time (T2nn), and the spin-lattice relaxation time (T1) of the piston seal member according to this embodiment are the same as those of the carbon nanofiber. It becomes shorter than the case of rubber alone that does not contain.

また、ゴム分子がカーボンナノファイバーによって拘束された状態では、以下の理由によって、非ネットワーク成分(非網目鎖成分)は減少すると考えられる。すなわち、カーボンナノファイバーによってゴムの分子運動性が全体的に低下すると、非ネットワーク成分は容易に運動できなくなる部分が増えて、ネットワーク成分と同等の挙動をしやすくなること、また、非ネットワーク成分(末端鎖)は動きやすいため、カーボンナノファイバーの活性点に吸着されやすくなること、などの理由によって、非ネットワーク成分は減少すると考えられる。そのため、第2のスピン−スピン緩和時間を有する成分の成分分率(fnn)は、カーボンナノファイバーを含まないゴム単体の場合より小さくなる。   Further, in the state where the rubber molecules are constrained by the carbon nanofibers, it is considered that the non-network component (non-network chain component) decreases for the following reason. In other words, when the molecular mobility of rubber decreases overall due to carbon nanofibers, the non-network component becomes more difficult to move, making it easier to behave the same as the network component, and the non-network component ( It is considered that the non-network component is reduced due to the fact that the terminal chain is easy to move and is easily adsorbed to the active site of the carbon nanofiber. Therefore, the component fraction (fnn) of the component having the second spin-spin relaxation time is smaller than that in the case of a rubber alone not including carbon nanofibers.

以上のことから、無架橋のゴム組成物は、パルス法NMRを用いてハーンエコー法によって得られる測定値が以下の範囲にあることが望ましい。   From the above, it is desirable that the non-crosslinked rubber composition has a measured value obtained by the Hahn echo method using pulsed NMR in the following range.

すなわち、無架橋のゴム組成物において、150℃で測定した、第1のスピン−スピン緩和時間(T2n)は100ないし3000μ秒であり、第2のスピン−スピン緩和時間(T2nn)は1000ないし10000μ秒であり、さらに第2のスピン−スピン緩和時間を有する成分の成分分率(fnn)は0.2未満であることが好ましい。   That is, in the non-crosslinked rubber composition, the first spin-spin relaxation time (T2n) measured at 150 ° C. is 100 to 3000 μsec, and the second spin-spin relaxation time (T2nn) is 1000 to 10,000 μm. Preferably, the component fraction (fnn) of the component having the second spin-spin relaxation time is less than 0.2.

パルス法NMRを用いたハーンエコー法により測定されたスピン−格子緩和時間(T1)は、スピン−スピン緩和時間(T2)とともに物質の分子運動性を表す尺度である。具体的には、ゴムのスピン−格子緩和時間が短いほど分子運動性が低く、ゴムは固いといえ、そしてスピン−格子緩和時間が長いほど分子運動性が高く、ゴムは柔らかいといえる。したがって、カーボンナノファイバーが均一に分散したピストンシール部材は、分子運動性が低くなり、上述のT2n,T2nn,fnnの範囲となる。   The spin-lattice relaxation time (T1) measured by the Hahn-echo method using pulsed NMR is a measure representing the molecular mobility of a substance together with the spin-spin relaxation time (T2). Specifically, the shorter the spin-lattice relaxation time of rubber, the lower the molecular mobility and the harder the rubber, and the longer the spin-lattice relaxation time, the higher the molecular mobility and the softer the rubber. Therefore, the piston seal member in which the carbon nanofibers are uniformly dispersed has low molecular mobility, and falls within the above-described ranges of T2n, T2nn, and fnn.

無架橋のゴム組成物は、動的粘弾性の温度依存性測定における流動温度が、原料ゴム単体の流動温度より20℃以上高温であることが好ましく、無架橋のゴム組成物の流動温度は150℃以上が好ましく、より好ましくは200℃以上である。無架橋のゴム組成物は、ゴムにカーボンナノファイバーが良好に分散されている。このことは、上述したように、ゴムがカーボンナノファイバーによって拘束されている状態であるともいえる。この状態では、ゴムは、カーボンナノファイバーを含まない場合に比べて、その分子運動が小さくなり、その結果、流動性が低下する。このような流動温度特性を有することにより、無架橋のゴム組成物は、動的粘弾性の温度依存性が小さくなり、その結果、優れた耐熱性を有すると共に、無架橋のままピストンシール部材として使用できる。   In the non-crosslinked rubber composition, the flow temperature in the temperature dependence measurement of dynamic viscoelasticity is preferably 20 ° C. or more higher than the flow temperature of the raw rubber alone, and the flow temperature of the non-crosslinked rubber composition is 150. C. or higher is preferable, and 200.degree. C. or higher is more preferable. In the non-crosslinked rubber composition, carbon nanofibers are well dispersed in rubber. This can be said to be a state where rubber is restrained by carbon nanofibers as described above. In this state, the rubber has a smaller molecular motion than the case where no carbon nanofibers are contained, and as a result, the fluidity is lowered. By having such a flow temperature characteristic, the non-crosslinked rubber composition has a low temperature dependence of dynamic viscoelasticity, and as a result, has excellent heat resistance and remains a non-crosslinked piston seal member. Can be used.

また、無架橋のゴム組成物は、カーボンナノファイバーを含むことで表面粘着性が低くなり、架橋しない状態でありながら成形が可能である。   In addition, the non-crosslinked rubber composition contains carbon nanofibers, so that the surface tackiness is lowered and can be molded while not being crosslinked.

(ピストンシール部材の特性)
混練されたゴム組成物は、ピストンシール部材の形状を有した金型を用いて押出成形もしくは射出成形される。一般にゴム組成物を架橋成形してピストンシール部材を得るが、本実施例のピストンシール部材は、無架橋のまま成形され、再利用(リサイクル)可能である。
(Characteristics of piston seal member)
The kneaded rubber composition is extrusion molded or injection molded using a mold having the shape of a piston seal member. Generally, a rubber seal composition is formed by cross-linking to obtain a piston seal member. However, the piston seal member of this embodiment is formed without cross-linking and can be reused (recycled).

したがって、本実施の形態にかかるピストンシール部材は、上述した無架橋のゴム組成物の特性をそのまま有しており、低温から高温にかけて広い温度範囲で物性変化が少なく、特に熱膨張が安定しているので広い温度範囲で使用することが可能である。このようなピストンシール部材は、無架橋でありながら、広い温度範囲で摺動抵抗が温度変化に対して安定しており、ピストンへのはり付き現象も改善される。また、ピストンシール部材は、永久歪も小さいのでシール不良も少ない。また、このようなピストンシール部材をディスクブレーキのキャリパボディに用いると、ピストンをロールバックさせるという作動性を広い温度範囲で安定させることができる。   Therefore, the piston seal member according to the present embodiment has the characteristics of the above-described non-crosslinked rubber composition as it is, and there is little change in physical properties in a wide temperature range from low temperature to high temperature, and particularly, thermal expansion is stable. Therefore, it can be used in a wide temperature range. Such a piston seal member is non-bridging, but its sliding resistance is stable against temperature changes over a wide temperature range, and the phenomenon of sticking to the piston is improved. Further, since the piston seal member has a small permanent set, there is little sealing failure. Further, when such a piston seal member is used for a caliper body of a disc brake, the operability of rolling back the piston can be stabilized in a wide temperature range.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の形態に変形可能である。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range of the summary of this invention, it can deform | transform into various forms.

例えば、本実施の形態においては、車両用のディスクブレーキに内蔵するピストンシール部材であったが、その他のピストンシール部材であってもよい。特に室温(30℃)などの低温領域から例えば150℃の高温領域で使用されるピストンシール部材において有用である。   For example, in the present embodiment, the piston seal member is built in the disc brake for a vehicle, but other piston seal members may be used. Particularly, it is useful in a piston seal member used in a low temperature region such as room temperature (30 ° C.) or a high temperature region of 150 ° C.

以下、本発明の実施例について述べるが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto.

(実施例1〜6、比較例1〜3)
(a)無架橋ゴム組成物の作製
1)6インチオープンロール(ロール温度10〜20℃)に、ゴムを投入して、ロールに巻き付かせた。
2)ゴム100重量部(phr)に対して表1に示す量(重量部(phr))のカーボンナノファイバー(表1では「CNT13」と記載する)をゴムに投入した。実施例4と5においては、さらにカーボンブラック(表1では「HAF−HS」と記載する)を、実施例3と5においては、繊維(絹糸)を、ゴムに投入した。このとき、ロール間隙を1.5mmとした。
3)カーボンナノファイバーを投入し終わったら、ゴムとカーボンナノファイバーとの混合物をロールから取り出した。
4)ロール間隙を1.5mmから0.3mmと狭くして、混合物を投入して薄通しをした。このとき、2本のロールの表面速度比を1.1とした。薄通しは繰り返し10回行った。
5)ロールを所定の間隙(1.1mm)にセットして、薄通しした混合物を投入し、分出しした。
(Examples 1-6, Comparative Examples 1-3)
(A) Preparation of non-crosslinked rubber composition 1) A 6-inch open roll (roll temperature: 10 to 20 ° C) was charged with rubber and wound around a roll.
2) Carbon nanofibers (denoted as “CNT13” in Table 1) in the amount (parts by weight (phr)) shown in Table 1 with respect to 100 parts by weight (phr) of rubber were put into the rubber. In Examples 4 and 5, carbon black (described as “HAF-HS” in Table 1) was added to rubber, and in Examples 3 and 5, fibers (silk) were added to rubber. At this time, the roll gap was set to 1.5 mm.
3) When the carbon nanofibers were added, the mixture of rubber and carbon nanofibers was taken out from the roll.
4) The roll gap was narrowed from 1.5 mm to 0.3 mm, and the mixture was introduced to make it thin. At this time, the surface speed ratio of the two rolls was set to 1.1. Thinning was repeated 10 times.
5) The roll was set to a predetermined gap (1.1 mm), and the thinned mixture was charged and dispensed.

このようにして、実施例1〜6および比較例1〜3の無架橋のゴム組成物を得た。表1において、原料ゴムは、「EPDM」がエチレン・プロピレンゴム、「SBR」がスチレン−ブタジエンゴムである。また、表1において、「CNT13」は平均直径が約13nmのマルチウォールカーボンナノチューブであり、「HAF−HS」は平均粒径27nm、DBP吸収量101ml/100g、窒素比表面積82m/gのHAF−HSグレードのカーボンブラックであり、「絹糸」は平均直径が約3μm平均長さが約6mmの絹糸であり、POはパーオキサイド(架橋剤)である。 In this way, uncrosslinked rubber compositions of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 were obtained. In Table 1, as for the raw rubber, “EPDM” is ethylene / propylene rubber, and “SBR” is styrene-butadiene rubber. In Table 1, “CNT13” is a multi-wall carbon nanotube having an average diameter of about 13 nm. “HAF-HS” is an HAF having an average particle size of 27 nm, a DBP absorption of 101 ml / 100 g, and a nitrogen specific surface area of 82 m 2 / g. -HS grade carbon black, "silk thread" is a silk thread having an average diameter of about 3 m and an average length of about 6 mm, and PO is a peroxide (crosslinking agent).

(b)ピストンシール部材の作製
前記(a)で得られたゴム組成物を射出成形し、実施例1〜6および比較例2、3の無架橋のピストンシール部材を得た。比較例1は、ピストンシール部材に成形された後、架橋した。
(B) Production of Piston Seal Member The rubber composition obtained in (a) was injection molded to obtain uncrosslinked piston seal members of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 2 and 3. Comparative Example 1 was cross-linked after being formed into a piston seal member.

(c)電子顕微鏡による観察
各無架橋のゴム組成物について、電子顕微鏡(SEM)を用いて、カーボンナノファイバー及びカーボンブラックの分散の状態を観察した。全てのサンプルでカーボンナノファイバー及びカーボンブラックがゴム中に均一に分散している様子が観察された。
(C) Observation with an electron microscope About the uncrosslinked rubber composition, the dispersion state of carbon nanofiber and carbon black was observed using an electron microscope (SEM). In all the samples, it was observed that carbon nanofibers and carbon black were uniformly dispersed in the rubber.

(d)静的物性の測定
各無架橋のゴム組成物について、ゴム硬度(JISA)、引張強度(TB)および切断伸び(EB)を測定した。ゴム硬度(JISA)については、JIS K 6253によって測定した。TB及びEBについては、JIS K 6521−1993によって測定した。これらの結果を表1に示す。
(D) Measurement of static physical properties For each uncrosslinked rubber composition, rubber hardness (JISA), tensile strength (TB) and cut elongation (EB) were measured. The rubber hardness (JISA) was measured according to JIS K 6253. TB and EB were measured according to JIS K 6521-1993. These results are shown in Table 1.

(e)動的物性の測定
各無架橋のゴム組成物について、30℃及び150℃におけるE’(動的粘弾性率)をJIS K 6521−1993によって測定した。さらに、E’保持率(%)として30℃のE’に対する150℃のE’の割合(E’保持率(%)=E’(30℃)/E’(150℃)・100)を計算した。これらの結果を表1に示す。
(E) Measurement of dynamic physical properties For each uncrosslinked rubber composition, E ′ (dynamic viscoelastic modulus) at 30 ° C. and 150 ° C. was measured according to JIS K 6521-1993. Further, the ratio of E ′ at 150 ° C. to E ′ at 30 ° C. (E ′ retention (%) = E ′ (30 ° C.) / E ′ (150 ° C.) · 100) is calculated as E ′ retention (%). did. These results are shown in Table 1.

(f)流動温度の測定
原料ゴム単体および無架橋のゴム組成物について、動的粘弾性測定(JIS K 6394)によって流動温度を測定した。具体的には、流動温度は、幅5mm、長さ40mm、厚み1mmのサンプルに正弦振動(±0.1%以下)を与え、これによって発生する応力と位相差δを測定して求めた。このとき、温度は、−70℃から2℃/分の昇温速度で200℃まで変化させた。その結果を表1に示す。なお、表1において、200℃までサンプルの流動現象がみられない場合を「200℃以上」と記載した。
(F) Measurement of flow temperature The flow temperature was measured by dynamic viscoelasticity measurement (JIS K 6394) for the raw material rubber alone and the non-crosslinked rubber composition. Specifically, the flow temperature was determined by applying a sine vibration (± 0.1% or less) to a sample having a width of 5 mm, a length of 40 mm, and a thickness of 1 mm, and measuring the stress and phase difference δ generated thereby. At this time, the temperature was changed from −70 ° C. to 200 ° C. at a rate of temperature increase of 2 ° C./min. The results are shown in Table 1. In Table 1, the case where no sample flow phenomenon was observed up to 200 ° C. was described as “200 ° C. or higher”.

(g)パルス法NMRを用いた柔軟性の測定
各無架橋のゴム組成物について、パルス法NMRを用いてハーンエコー法及び反復法による測定を行った。この測定は、日本電子(株)製「JMN−MU25」を用いて行った。測定は、観測核がH、共鳴周波数が25MHz、90゜パルス幅が2μsecの条件で行い、ハーンエコー法のパルスシーケンス(90゜x−Pi−180゜x)にて、Piをいろいろ変えて減衰曲線を測定した。また、無架橋のゴム組成物は、磁場の適正範囲までサンプル管に挿入して測定した。測定温度は150℃であった。この測定によって、サンプルの第2のスピン−スピン緩和時間を有する成分の成分分率(fnn)を求めた。その結果を表1に示す。
(G) Measurement of flexibility using pulse method NMR Each uncrosslinked rubber composition was measured by the Hahn echo method and the iterative method using pulse method NMR. This measurement was performed using “JMN-MU25” manufactured by JEOL Ltd. The measurement was performed under the conditions of the observation nucleus of 1 H, the resonance frequency of 25 MHz, and the 90 ° pulse width of 2 μsec. The Pi was changed in various ways using the pulse sequence of the Hahn-echo method (90 ° x-Pi-180 ° x). The decay curve was measured. The uncrosslinked rubber composition was measured by inserting it into a sample tube up to an appropriate range of the magnetic field. The measurement temperature was 150 ° C. By this measurement, the component fraction (fnn) of the component having the second spin-spin relaxation time of the sample was obtained. The results are shown in Table 1.

(h)リサイクル性の評価
各ピストンシール部材のサンプルを、オープンロールで混練し、射出成形してピストンシール部材を作成する工程を5回繰り返して製品(ピストンシール部材)が作成可能であるかどうかを評価した。その結果を表1に示す。なお、表1において、「○」は製品が作成可能であったことを示し、「×」はリサイクルできなかったことを示し、「−」はリサイクル試験を行なっていないことを示す。
(H) Evaluation of recyclability Whether or not a product (piston seal member) can be produced by repeating the process of kneading each piston seal member with an open roll and injection molding to create the piston seal member five times. Evaluated. The results are shown in Table 1. In Table 1, “◯” indicates that the product could be created, “×” indicates that the product could not be recycled, and “−” indicates that the recycling test was not performed.

(i)ロールバック量の評価試験及びレバーストローク増加量の評価試験
ゴム組成物を調整して成形したピストンシール部材をディスクブレーキの環状のピストンシール溝に嵌め込み、ロールバック量の評価試験及び図示せぬマスタシリンダを作動させる図示せぬ操作レバーのレバーストローク増加量について評価試験を行い、その特性を評価した。その結果を表1に示す。なお、ロールバック量の測定は、ピストンシール部材140℃において、液圧0.5MPaをディスクブレーキに10回加えて作動させた後、液圧6.9MPaで5秒間保持し、そのときのピストン位置に対する液圧を解放した時のピストン移動量を測定した。また、レバーストローク増加量(表1では「レバーストローク変化」)は、ピストンシール部材が30℃と140℃の状態におけるブレーキの効きはじめまでの2輪車用のブレーキレバーのストローク量を測定した。さらに、ピストンシール部材の耐久性評価として引きずりの有無を確認した。なお、表1において、「○」は引きずりが見られなかったものを示し、「×」は引きずりが見られたことを示す。
(I) Rollback amount evaluation test and lever stroke increase amount evaluation test A piston seal member formed by adjusting a rubber composition is fitted into the annular piston seal groove of the disc brake, and the rollback amount evaluation test and illustration are shown. An evaluation test was performed on the amount of increase in the lever stroke of an operation lever (not shown) that operates the master cylinder, and its characteristics were evaluated. The results are shown in Table 1. The rollback amount was measured by applying a hydraulic pressure of 0.5 MPa to the disc brake 10 times at a piston seal member 140 ° C. and operating it for 5 seconds at a hydraulic pressure of 6.9 MPa. The amount of piston movement when the hydraulic pressure was released was measured. Further, the amount of increase in lever stroke ("change in lever stroke" in Table 1) was measured by measuring the stroke of a brake lever for a two-wheeled vehicle until the brake effect began when the piston seal member was at 30 ° C and 140 ° C. Furthermore, the presence or absence of dragging was confirmed as the durability evaluation of the piston seal member. In Table 1, “◯” indicates that no dragging was observed, and “x” indicates that dragging was observed.

(j)表面粘着性の評価
ピストンシール部材の表面粘着性によって成形性を評価した。その結果を表1に評価を示す。表面の粘着性が高く成形が困難な場合には「×」を記入し、表面の粘着性が低く成形が容易である場合には「○」を記入した。
(J) Evaluation of surface adhesion Formability was evaluated by the surface adhesion of the piston seal member. The results are shown in Table 1. “X” was entered when the surface was highly sticky and molding was difficult, and “◯” was entered when the surface was low and easy to mold.

(k)圧縮永久歪(耐ヘタリ性)及び高温定荷重疲労の測定
各ゴム組成物について、圧縮永久歪(JIS K6262)を測定した。圧縮永久歪は、150℃、70時間、25%圧縮の条件で行なった。圧縮永久歪は、ピストンシール部材のいわゆる耐ヘタリ性についての評価である。高温定荷重疲労は、150℃、2MPaの荷重を繰り返し与え、破断した回数を求めた。これらの結果を表1に示す。
(K) Measurement of compression set (sag resistance) and high temperature constant load fatigue Compression set (JIS K6262) was measured for each rubber composition. The compression set was performed under conditions of 150 ° C., 70 hours, and 25% compression. The compression set is an evaluation of the so-called sag resistance of the piston seal member. For high temperature constant load fatigue, a load of 150 ° C. and 2 MPa was repeatedly applied to determine the number of times of fracture. These results are shown in Table 1.

Figure 2007064377
Figure 2007064377

表1から、本発明の実施例1〜6によれば、以下のことが確認された。すなわち、実施例1〜6の無架橋のゴム組成物は、架橋したゴム組成物と同等の静的物性及び動的物性を示した。特に、常温から高温における動的弾性率の保持率及び流動温度は高く、無架橋でありながら高温における物性低下が小さいことがわかった。また、実施例1〜6のゴム組成物は、圧縮永久歪が30%以下であり、耐ヘタリ性の評価がよかった。実施例1〜6のピストンシール部材は、ロールバック量が0.04mm以上であり、レバーストローク増加量が20mm以下であったので、よい評価が得られた。さらに、実施例1〜6のピストンシール部材には、引きずりが見られなかった。また、比較例1の架橋されたゴム組成物は、リサイクル性に問題があった。比較例2、3のゴム組成物においては、表面の粘着性が高く成形が困難であったので、リサイクル性の評価をしていない。また、比較例2、3のゴム組成物においては、圧縮永久歪が30%を大きく超え、80%以上であった。比較例2、3のピストンシール部材は、ロールバック量が0.04mm未満であり、レバーストローク増加量が20mmを超えていたので、運転者がブレーキ操作時に違和感を受けるようになると評価された。さらに、比較例2、3のピストンシール部材には、引きずりが見られた。   From Table 1, according to Examples 1 to 6 of the present invention, the following was confirmed. That is, the non-crosslinked rubber compositions of Examples 1 to 6 exhibited the same static physical properties and dynamic physical properties as the cross-linked rubber compositions. In particular, the retention rate and flow temperature of the dynamic elastic modulus from room temperature to high temperature were high, and it was found that the physical property decrease at high temperature was small while being non-crosslinked. In addition, the rubber compositions of Examples 1 to 6 had a compression set of 30% or less, and the evaluation of set resistance was good. Since the piston seal members of Examples 1 to 6 had a rollback amount of 0.04 mm or more and a lever stroke increase amount of 20 mm or less, good evaluation was obtained. Furthermore, no drag was observed in the piston seal members of Examples 1 to 6. Moreover, the crosslinked rubber composition of Comparative Example 1 had a problem in recyclability. The rubber compositions of Comparative Examples 2 and 3 were not evaluated for recyclability because of their high surface tackiness and difficulty in molding. In the rubber compositions of Comparative Examples 2 and 3, the compression set greatly exceeded 30% and was 80% or more. Since the piston seal members of Comparative Examples 2 and 3 had a rollback amount of less than 0.04 mm and a lever stroke increase amount of more than 20 mm, it was evaluated that the driver felt uncomfortable when operating the brake. Further, drag was observed in the piston seal members of Comparative Examples 2 and 3.

表1に示すように、実施例1〜6のピストンシール部材は、ハーンエコー法によるfnnが0.2未満であった。   As shown in Table 1, the piston seal members of Examples 1 to 6 had an Fnn of less than 0.2 according to the Hahn echo method.

表1に示すように、無架橋のゴム組成物における流動温度は、200℃以上であり、優れた耐熱性を有するため、無架橋のままピストンシール部材として利用できることがわかる。特に、無架橋のままピストンシール部材として利用できるため、リサイクル性が良好であった。   As shown in Table 1, the flow temperature in the non-crosslinked rubber composition is 200 ° C. or higher, and has excellent heat resistance, so that it can be used as a piston seal member without being cross-linked. In particular, recyclability was good because it can be used as a piston seal member without cross-linking.

本発明の一実施の形態に係るピストンシール部材を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the piston seal member which concerns on one embodiment of this invention. 図1に示すピストンシール部材を含むディスクブレーキを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the disc brake containing the piston seal member shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 キャリパボディ
1a ブリッジ部
1b 作用部
1c 反作用部
2 ディスクロータ
3 ブラケット
4b,4c 摩擦パッド
5 ピストン
6 シリンダ
6a シリンダ孔
7 ピストンシール溝
7a,7b 面取コーナ
8 ピストンシール部材
9 液圧室
10 供給口
11 ブーツ
20 ディスクブレーキ
28 液圧経路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Caliper body 1a Bridge part 1b Action part 1c Reaction part 2 Disc rotor 3 Bracket 4b, 4c Friction pad 5 Piston 6 Cylinder 6a Cylinder hole 7 Piston seal groove 7a, 7b Chamfer corner 8 Piston seal member 9 Hydraulic pressure chamber 10 Supply port 11 Boot 20 Disc brake 28 Hydraulic path

Claims (7)

シリンダ孔と、該シリンダ孔内を摺動するピストンと、を液密にかつ摺動可能に保持するピストンシール部材であって、
カーボンナノファイバーに対して親和性を有する不飽和結合または基を有するゴムと、該ゴムに分散されたカーボンナノファイバーと、を含む無架橋のゴム組成物で形成された、ピストンシール部材。
A piston seal member that holds a cylinder hole and a piston that slides in the cylinder hole in a liquid-tight and slidable manner,
A piston seal member formed of a non-crosslinked rubber composition comprising a rubber having an unsaturated bond or group having affinity for carbon nanofibers, and carbon nanofibers dispersed in the rubber.
請求項1において、
前記無架橋のゴム組成物は、前記ゴム100重量部に対して、前記カーボンナノファイバーを5〜100重量部含み、
前記カーボンナノファイバーは、平均直径が0.7〜15nmかつ平均長さが0.5〜100μmである、ピストンシール部材。
In claim 1,
The non-crosslinked rubber composition contains 5 to 100 parts by weight of the carbon nanofibers with respect to 100 parts by weight of the rubber.
The carbon nanofiber is a piston seal member having an average diameter of 0.7 to 15 nm and an average length of 0.5 to 100 μm.
請求項1または2において、
前記ゴムは、分子量が5000ないし500万である、ピストンシール部材。
In claim 1 or 2,
The rubber is a piston seal member having a molecular weight of 5,000 to 5,000,000.
請求項1ないし3のいずれかにおいて、
前記ゴムは、パルス法NMRを用いてハーンエコー法によって30℃で測定した、未架橋体における、ネットワーク成分のスピン−スピン緩和時間(T2n)が100ないし3000μ秒である、ピストンシール部材。
In any of claims 1 to 3,
The rubber is a piston seal member in which the spin-spin relaxation time (T2n) of a network component in an uncrosslinked body is 100 to 3000 μsec, as measured at 30 ° C. by a Hahn echo method using pulse NMR.
請求項1ないし4のいずれかにおいて、
前記ゴムは、エチレン・プロピレンゴムもしくはスチレン−ブタジエンゴムである、ピストンシール部材。
In any of claims 1 to 4,
The rubber is a piston seal member made of ethylene / propylene rubber or styrene-butadiene rubber.
請求項1ないし5のいずれかにおいて、
前記無架橋のゴム組成物の流動温度は、150℃以上である、ピストンシール部材。
In any of claims 1 to 5,
The piston seal member, wherein a flow temperature of the non-crosslinked rubber composition is 150 ° C or higher.
請求項1ないし6記載のいずれかのピストンシール部材と、
シリンダ孔を有するシリンダと、
前記シリンダ孔に挿入されるピストンと、を含み、
前記ピストンシール部材は、前記シリンダ孔の内周壁に形成された環状溝に嵌め込まれ、
前記シリンダ孔に挿入された前記ピストンを液密的に移動可能な状態で密接させるとともに、液圧にて前進した該ピストンをロールバックさせる、ディスクブレーキ。
A piston seal member according to any one of claims 1 to 6,
A cylinder having a cylinder hole;
A piston inserted into the cylinder hole,
The piston seal member is fitted into an annular groove formed in the inner peripheral wall of the cylinder hole,
A disc brake for bringing the piston inserted into the cylinder hole into contact with the piston so as to be movable in a liquid-tight manner, and rolling back the piston that has been advanced by hydraulic pressure.
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