JP2007146099A - ゴム組成物及びこれを用いた工業用ワイパーブレード - Google Patents

Abstract

【課題】ナイフエッジ部摺動面の摩擦係数を低下させ、そして小さな摩擦係数を持続して摺動音を軽減したゴム組成物及びこれを用いた工業用ワイパーブレードを提供する。
【解決手段】原料ゴム１００質量部に対して補強用短繊維５〜５０質量部、固体潤滑材１０〜１００質量部を配合したゴム組成物及びそれを用いた工業用ワイパーブレード１である。
【選択図】図１

Description

本発明はゴム組成物及びこれを用いた工業用ワイパーブレードに係り、表面の摩擦係数を低下させたゴム組成物、及び小さな摩擦係数を持続して摺動音を軽減した工業用ワイパーブレードに関する。

旋盤、フライス盤等の工作機械のヘッドと刃物台、芯押台との間の摺動面に切粉等異物の噛み込みを防止するためにワイヤーブレードが取り付けられる。このワイヤーブレードとしては、エッジ部が変形して充分に切粉等異物を除去できないことがあるため、これらを改善するために、例えば、特許文献１に開示されているように取り付けボルト孔部を金属スリーブとすることにより無理な応力がワイパー部に生じないようにすることが提案されていた。
実開昭６０‐１８３１３８号公報

しかしながら、これらの工業用ワイパーブレードは、切削油給油状態では、十分な性能を発揮することができるが、無給油状態であるドライ切削では、ナイフエッジ部がゴム部材であるため、摩擦係数が高くなり、ナイフエッジ部の変形が大きくなり、切削屑の除去が充分行われなくなったり、摺動音を発生したりしてしまう。また、場合によっては、ナイフエッジ先端部が破損してしまうという問題が生じてしまう。

本発明は、これら上記問題に鑑みて、ナイフエッジ部摺動面の摩擦係数を低下させ、そして摩擦係数を小さい状態に維持して摺動音を軽減したゴム組成物及びこれを用いた工業用ワイパーブレードを提供することを目的とする。

即ち本願請求項１記載の発明は、原料ゴム１００質量部に対して補強用短繊維５〜５０質量部、固体潤滑材１０〜１００質量部を配合したことを特徴とするゴム組成物である。

本願請求項２記載の発明は、前記原料ゴムがアクリロニトリルブタジエンゴム又は水素添加アクリロニトリルブタジエンゴムから選ばれた一つである請求項１に記載のゴム組成物である。

本願請求項３記載の発明は、前記補強用短繊維がポリアミド、メタアラミド、パラアラミド、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾールから選ばれた少なくとも１種である請求項１または２に記載のゴム組成物である。

本願請求項４記載の発明は、前記固体潤滑材がグラファイト、二硫化モリブデン、マイカ、ポリテトラフルオロエチレンそして、ポリオレフィン樹脂粉末から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のゴム組成物である。

本願請求項５記載の発明は、剛性板で補強される基盤部と、該基板部の一端にナイフエッジ状に形成されたスクレーパー部とが、原料ゴム１００質量部に対して補強用短繊維１０〜５０質量部、固体潤滑材１０〜１００質量部を配合したゴム組成物で一体成形されてなり、前記補強用短繊維が摺動面に対し直角に配向され、バフ加工により前記補強用短繊維が摺動面から突出した工業用ワイパーブレードである。

本願請求項６記載の発明は、前記原料ゴムがアクリロニトリルブタジエンゴム又は水素添加アクリロニトリルブタジエンゴムから選ばれた一つである請求項５に記載の工業用ワイパーブレードである。

本願請求項７記載の発明は、前記補強用短繊維がポリアミド、メタアラミド、パラアラミド、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）から選ばれた少なくとも１種である請求項５または６に記載の工業用ワイパーブレードである。

本願請求項８記載の発明は、前記固体潤滑材がグラファイト、二硫化モリブデン、マイカ、ポリテトラフルオロエチレン、そしてポリオレフィン樹脂粉末から選ばれた少なくとも１種である請求項５から7のいずれかに記載の工業用ワイパーブレードである。

本願請求項１，２，５又は６に記載の発明は、原料ゴム１００質量部に対して補強用短繊維５〜５０質量部、固体潤滑材１０〜１００質量部を配合したゴム組成物又は工業用ワイパーブレードであることから、このゴム組成物を工業用ワイパーブレードのナイフエッジ部に使用すると、短繊維と固体潤滑材双方の相乗効果によって、ナイフエッジ部の摩擦係数を低減することができるとともに、摺動時の異音を軽減するとともに安定した機能を維持する効果がある。

請求項３又は７に記載の発明は、補強用短繊維がポリアミド、メタアラミド、パラアラミド、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）から選ばれた少なくとも１種であるゴム組成物又は工業用ワイパーブレードであることから、バフ加工により突出しやすくなり、摩擦係数をより下げやすくなる。

請求項４又は８に記載の発明は、固体潤滑材がグラファイト、二硫化モリブデン、マイカ、ポリテトラフルオロエチレン、そしてポリオレフィン樹脂粉末から選ばれた少なくとも１種であるゴム組成物又は工業用ワイパーブレードであることから、ゴム組成物の摩擦係数をより低減することができる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１に示す工業用ワイパーブレード１は、剛性板２と、これにより補強される補強用短繊維５および固体潤滑剤を混入したゴム組成物からなる基板部３と、この基板部３の一端にナイフエッジ状に形成されたブレード先端４を有するブレード部６からなる。

ゴム組成物としては、エチレン・α‐オレフィンゴム、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素添加アクリロニトリルブタジエンゴム（Ｈ‐ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等が好適に使用されるが、耐油性の面からはアクリロニトリルブタジエンゴム或いは水素添加アクリロニトリルブタジエンゴムを使用するのがより好ましい。

剛性板２としては主として鋼板が使用される。補強用短繊維５を混入したゴム組成物のみで充分な剛性が得られるのであればなくても構わない。

基板部３に混入された補強用短繊維５は、ブレード先端４の摺動面に対して直角方向に配向され、さらにブレード先端４の補強用短繊維５がバフ加工により突出されている。

補強用短繊維５を混入したゴム組成物は、混入しないゴム組成物に比べ、剛性が高く、耐変形性に優れる。また、ブレード先端４をバフ加工することにより、補強用短繊維５が突出し、摩擦係数を低減することが可能である。
この補強用短繊維５としては、６ナイロン、６６ナイロン、６１０ナイロン等のポリアミド短繊維、メタ系アラミド、パラ系アラミドを用いることができる。短繊維長は１〜８ｍｍ程度の範囲のものが好ましく、またその太さは５〜１０デニールのものが好ましい。
そして、基板部３の原料ゴムに対する全補強用短繊維５の配合量は、原料ゴム１００質量部に対して1０〜５０質量部に設定されるものである。全補強用短繊維５の配合量を1０質量部以上に設定することによって、基板部３の剛性を大きくし、耐変形性を抑制することができ、また、摩擦係数を小さくすることで摺動音発生を減少させることができるものである。全補強用短繊維５の配合量が５０質量部を超えると、原料ゴム中での補強用短繊維５の分散が悪くなってゴム物性が低下するので、全補強用短繊維５は５０質量部以下の配合量に設定するのが好ましい。

また、固体潤滑剤を混入したゴム組成物は、混入しないゴム組成物に比べ、摩擦係数を低減することが可能である。
固体潤滑材としては、グラファイト、二硫化モリブデン、雲母、タルク、三酸化アンチモン、２セレン化モリブデン、二硫化タングステン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、高分子量ポリエチレン等のポリオレフィン樹脂粉末などを単独もしくは併用して用いることができる。好ましくは六方晶系または燐片状のグラファイト、二硫化モリブデン、そしてポリテトラフルオロエチレンから少なくとも１種選ばれたものであり、なかでもグラファイトが、ブレード先端４の摩擦係数を低下せしめる効果が高く、しかも安価なことから好ましく用いられる。固体潤滑剤の添加量は原料ゴム１００質量部に対して１０〜１００質量部、更に好ましくは１０〜６０質量部であり、１０質量部未満の場合にはブレード先端４の摩擦係数が低下せずに摺動音を軽減することが困難になり、他方１００質量部を越えると、ゴム物性の伸びが小さくなり、寿命が短くなる。

以下、本発明を実施例にて詳細に説明する。
実施例１〜７、比較例１〜５
表１に示すようにアクリロニトリルブタジエンゴムに、短繊維、カーボンブラック、可塑剤、固体潤滑剤等を配合して、カレンダーロールによって所定厚さのゴムシートを作製し、加硫シートを作製した。短繊維としては、６６ナイロン短繊維（繊維長３ｍｍ、繊維径６ｄｔｅｘ）、アラミド短繊維（繊維長６ｍｍ）、から配合表に従って添加した。また固体潤滑剤としては、二硫化モリブデン、ＰＴＦＥ、グラファイトから配合表に従って添加した。得られた加硫ゴムの硬度（ＪIＳ-Ａ）をＪＩＳ Ｋ６２５３に、切断時の伸び（６６ナイロン短繊維の配向方向に対して直角方向）をＪＩＳ Ｋ６２５１に準じて測定した。更に、得られたシートと鋼板を用いてワイパーブレードを作製し、移動式摩擦係数測定器にて、摩擦係数測定を行った。試験条件は、摺動速度２００ｍｍ／ｍｉｎ、垂直荷重０．５ｋｇ、相手剤：ＳＳ４００である。この結果、短繊維量の多い比較例1は、ブレード先端部の形状がうまく形成されなかった。比較例2は短繊維量が少ないため、摩擦係数が大きくなった。比較例5はバフ加工していないため、摩擦係数が大きくなった。

次に実施例１〜３、及び比較例３，４にて耐久試験を行った。耐久試験の条件は、摺動速度：３００ｍｍ／ｓｅｃ、摺動距離：４００ｍｍを往復させこれを１回とし、１００万回摺動させた。また、試験中の摺動音、試験終了後の摩擦係数を測定した。

この結果より、比較例３はグラファイト添加量が少ないため、ブレード先端部劣化後の摩擦係数が高くなり、耐久試験中に摺動音を発生した。また、試験打切り後の試験片溝部にクラックが確認された。比較例４は、グラファイト添加量が多く伸びが小さいため、早期寿命となった。これに対し、実施例１〜３は、耐久試験後の摩擦係数の上昇が小さく、試験中の摺動音もなかった。

本発明に係る工業用ワイパーブレードを示した概略図である。

符号の説明

１ 工業用ワイパーブレード
２ 剛性板
３ 基板部
４ ブレード先端
５ 補強用短繊維
６ ブレード部

Claims (8)

1. 原料ゴム１００質量部に対して補強用短繊維５〜５０質量部、固体潤滑材１０〜１００質量部を配合したことを特徴とするゴム組成物。
2. 前記原料ゴムがアクリロニトリルブタジエンゴム又は水素添加アクリロニトリルブタジエンゴムから選ばれた一つである請求項１に記載のゴム組成物。
3. 前記補強用短繊維がポリアミド、メタアラミド、パラアラミド、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）から選ばれた少なくとも１種である請求項１または２に記載のゴム組成物。
4. 前記固体潤滑材がグラファイト、二硫化モリブデン、マイカ、ポリテトラフルオロエチレン、そしてポリオレフィン樹脂粉末から選ばれた少なくとも１種である請求項１から３のいずれかに記載のゴム組成物。
5. 剛性板で補強される基盤部と、該基板部の一端にナイフエッジ状に形成されたスクレーパー部とが、原料ゴム１００質量部に対して補強用短繊維１０〜５０質量部、固体潤滑材１０〜１００質量部を配合したゴム組成物で一体成形されてなり、前記補強用短繊維が摺動面に対し直角に配向され、バフ加工により前記補強用短繊維が摺動面から突出したことを特徴とする工業用ワイパーブレード。
6. 前記原料ゴムがアクリロニトリルブタジエンゴム又は水素添加アクリロニトリルブタジエンゴムから選ばれた一つである請求項５に記載の工業用ワイパーブレード。
7. 前記補強用短繊維がポリアミド、メタアラミド、パラアラミド、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）から選ばれた少なくとも１種である請求項５または６に記載の工業用ワイパーブレード。
8. 前記固体潤滑材がグラファイト、二硫化モリブデン、マイカ、ポリテトラフルオロエチレン、そしてポリオレフィン樹脂粉末から選ばれた少なくとも１種である請求項５から７のいずれかに記載の工業用ワイパーブレード。
   

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