JP2020066641A - Rubber composition for actuator, vulcanized rubber for actuator and actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アクチュエータ用ゴム組成物、アクチュエータ用加硫ゴム及びアクチュエータに関する。 The present invention relates to a rubber composition for an actuator, a vulcanized rubber for an actuator, and an actuator.
従来、チューブを膨張及び収縮させるアクチュエータとしては、流体として空気を用いて膨張、収縮するゴム製のチューブ(管状体)と、チューブの外周面を覆うスリーブ(網組補強構造)とを有する空気圧式アクチュエータ(いわゆるマッキベン型)が広く用いられている(例えば、特許文献1を参照)。
また、チューブの耐久性を向上させたアクチュエータとして、SP値の異なる極性ゴム層と非極性ゴム層からなる2層以上の積層構造を有するチューブを備えたアクチュエータが開示されている(例えば、特許文献2参照)。
Conventionally, as an actuator for expanding and contracting a tube, a pneumatic tube having a rubber tube (tubular body) that expands and contracts by using air as a fluid and a sleeve (braided reinforcing structure) that covers the outer peripheral surface of the tube An actuator (so-called McKibben type) is widely used (for example, see Patent Document 1).
Further, as an actuator with improved tube durability, an actuator including a tube having a laminated structure of two or more layers composed of a polar rubber layer and a nonpolar rubber layer having different SP values is disclosed (for example, Patent Document 1). 2).
チューブ及びスリーブによって構成されるアクチュエータ本体部の両端は、金属で形成された封止部材を用いてかしめられる。
スリーブは、ポリアミド繊維などの高張力繊維または金属のコードを編み込んだ筒状の構造体であり、チューブの膨張運動を所定範囲に規制する。
このような空気圧式アクチュエータは、様々な分野で用いられ、特に、介護・福祉用機器の人工筋肉として好適に用いられているが、スリーブに対する耐摩耗性に関しては改善の余地があった。
Both ends of the actuator body formed by the tube and the sleeve are crimped by using a sealing member made of metal.
The sleeve is a tubular structure in which high-tensile fiber such as polyamide fiber or a metal cord is woven, and restricts the expansion motion of the tube within a predetermined range.
Such a pneumatic actuator is used in various fields, and particularly, it is preferably used as an artificial muscle of a care / welfare device, but there is room for improvement in wear resistance to a sleeve.
本発明は、作業性に優れ、スリーブに対する耐摩耗性に優れるアクチュエータを製造可能なアクチュエータ用ゴム組成物及びアクチュエータ用加硫ゴム、並びに、スリーブに対する耐摩耗性に優れるアクチュエータを提供することを目的とし、該目的を解決することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a rubber composition for an actuator and a vulcanized rubber for an actuator, which are excellent in workability and which can produce an actuator having excellent wear resistance to a sleeve, and an actuator having excellent wear resistance to a sleeve. The problem is to solve the object.
<1> ガラス転移温度が−85℃以下のジエン系ゴムを60質量%100質量%未満以上含むゴム成分と、
窒素吸着比表面積が75〜180m2/gであり、DBP給油量が100〜140cm3/100gであるカーボンブラックと、加硫促進剤と、硫黄と
を含み、
前記カーボンブラックの含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して30〜80質量部であり、前記加硫促進剤と前記硫黄との合計量が1.5質量部よりも多く、
加硫ゴム特性として、25℃で200%伸長した時のモジュラス引張弾性率が4.5MPa以上であるアクチュエータ用ゴム組成物。
<1> A rubber component containing 60% by mass or more and less than 100% by mass of a diene rubber having a glass transition temperature of −85 ° C. or less,
Nitrogen adsorption specific surface area of 75~180m 2 / g, DBP oil absorption comprises carbon black is 100~140cm 3 / 100g, and a vulcanization accelerator and sulfur,
The content of the carbon black is 30 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component, and the total amount of the vulcanization accelerator and the sulfur is more than 1.5 parts by mass,
A rubber composition for an actuator, which has a vulcanized rubber property of having a modulus tensile elastic modulus of 4.5 MPa or more when stretched 200% at 25 ° C.
<2> 前記ジエン系ゴムがブタジエンゴムである<1>に記載のアクチュエータ用ゴム組成物。
<3> 前記ゴム成分が、天然ゴムを含む<1>または<2>に記載のアクチュエータ用ゴム組成物。
<4> 前記硫黄の含有量sと前記加硫促進剤の含有量aとの質量比(s/a比)が0.95〜3.0である<1>〜<3>のいずれか1つに記載のアクチュエータ用ゴム組成物。
<2> The rubber composition for an actuator according to <1>, wherein the diene rubber is butadiene rubber.
<3> The rubber composition for an actuator according to <1> or <2>, in which the rubber component contains natural rubber.
<4> Any one of <1> to <3>, wherein a mass ratio (s / a ratio) between the sulfur content s and the vulcanization accelerator content a is 0.95 to 3.0. The rubber composition for an actuator according to item 4.
<5> <1>〜<4>のいずれか1つに記載のアクチュエータ用ゴム組成物を用いたアクチュエータ用加硫ゴム。 <5> A vulcanized rubber for an actuator, which uses the rubber composition for an actuator according to any one of <1> to <4>.
<6> 液圧又は空気圧によって膨張及び収縮する筒状のチューブと、所定方向に配向されたコードを編み込んだ筒状の構造体であって前記チューブの外周面を覆うスリーブと、によって構成されるアクチュエータ本体部を備え、前記チューブに、<5>に記載のアクチュエータ用加硫ゴムを用いたアクチュエータ。 <6> A tubular tube that expands and contracts due to hydraulic pressure or air pressure, and a sleeve that is a tubular structure in which cords oriented in a predetermined direction are woven and that covers the outer peripheral surface of the tube. An actuator comprising an actuator main body and using the vulcanized rubber for actuator according to <5> in the tube.
<7> 前記チューブが単層構造である<6>に記載のアクチュエータ。 <7> The actuator according to <6>, wherein the tube has a single layer structure.
<8> 前記チューブの層厚が、1.0〜15.0mmである<6>又は<7>に記載のアクチュエータ。
<9> 前記チューブが複層構造である<6>に記載のアクチュエータ。
<10> <5>に記載のアクチュエータ用加硫ゴムを、前記チューブの最外層に用いた<9>に記載のアクチュエータ。
<8> The actuator according to <6> or <7>, wherein the tube has a layer thickness of 1.0 to 15.0 mm.
<9> The actuator according to <6>, wherein the tube has a multilayer structure.
<10> The actuator according to <9>, wherein the vulcanized rubber for actuator according to <5> is used for the outermost layer of the tube.
本発明によれば、作業性に優れ、スリーブに対する耐摩耗性に優れるアクチュエータを製造可能なアクチュエータ用ゴム組成物及びアクチュエータ用加硫ゴム、並びに、スリーブに対する耐摩耗性に優れるアクチュエータを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a rubber composition for an actuator and a vulcanized rubber for an actuator, which can manufacture an actuator having excellent workability and excellent wear resistance to a sleeve, and an actuator having excellent wear resistance to a sleeve. it can.
以下に、本発明をその実施形態に基づき詳細に例示説明する。
なお、以下の説明において、数値範囲を示す「A〜B」の記載は、端点であるA及びBを含む数値範囲を表し、「A以上B以下」(A<Bの場合)、又は「A以下B以上」(B<Aの場合)を表す。
また、質量部及び質量%は、それぞれ、重量部及び重量%と同義である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on its embodiments.
In addition, in the following description, the description of “A to B” indicating a numerical range indicates a numerical range including A and B which are end points, and is “A or more and B or less” (when A <B), or “A “B or more” (when B <A).
Moreover, a mass part and mass% are synonymous with a weight part and weight%, respectively.
<アクチュエータ>
本発明のアクチュエータは、液圧又は空気圧によって膨張及び収縮する筒状のチューブと、所定方向に配向されたコードを編み込んだ筒状の構造体であって前記チューブの外周面を覆うスリーブと、によって構成されるアクチュエータ本体部を備え、前記チューブに、本発明のアクチュエータ用加硫ゴムを用いたアクチュエータである。
本発明のアクチュエータ用加硫ゴムは、本発明のアクチュエータ用ゴム組成物の加硫ゴムである。アクチュエータ用ゴム組成物とアクチュエータ用加硫ゴムの詳細は後述する。
<Actuator>
The actuator of the present invention comprises a tubular tube that expands and contracts by hydraulic pressure or air pressure, and a sleeve that is a tubular structure in which cords oriented in a predetermined direction are woven and that covers the outer peripheral surface of the tube. It is an actuator comprising a structured actuator body and using the vulcanized rubber for an actuator of the present invention in the tube.
The vulcanized rubber for actuators of the present invention is the vulcanized rubber of the rubber composition for actuators of the present invention. Details of the rubber composition for actuators and the vulcanized rubber for actuators will be described later.
以下に、本発明のアクチュエータを、その実施形態に基づき、図面を参照しつつ、詳細に例示説明する。なお、同一の機能や構成には、同一または類似の符号を付して、その説明を適宜省略する。 Hereinafter, an actuator of the present invention will be described in detail based on an embodiment thereof with reference to the drawings. Note that the same functions and configurations are given the same or similar reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
(1)アクチュエータの全体概略構成
図1は、本実施形態に係るアクチュエータ10の側面図である。図1に示すように、アクチュエータ10は、アクチュエータ本体部100、封止機構200及び封止機構300を具える。また、アクチュエータ10の両端には、連結部20がそれぞれ設けられる。
(1) Overall Schematic Configuration of Actuator FIG. 1 is a side view of an actuator 10 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the actuator 10 includes an actuator body 100, a sealing mechanism 200, and a sealing mechanism 300. Further, the connecting portions 20 are provided at both ends of the actuator 10, respectively.
アクチュエータ本体部100は、チューブ110とスリーブ120とによって構成される。アクチュエータ本体部100には、フィッティング400及び通過孔410を介して作動流体が流入する。ここで、本発明のアクチュエータは、液圧式であっても、空気圧式であってもよい。
液圧式の場合、作動流体として液体が用いられ、該液体としては、油、水等が挙げられる。本発明のアクチュエータを液圧式アクチュエータとして用いる場合、液圧式アクチュエータは、油圧式でも、水圧式でもよい。油圧式の場合、作動油としては、従来より油圧駆動システムに使用されている作動油を使用することができる。
空気圧式の場合、作動流体として圧縮空気が用いられる。
The actuator body 100 includes a tube 110 and a sleeve 120. The working fluid flows into the actuator body 100 through the fitting 400 and the passage hole 410. Here, the actuator of the present invention may be a hydraulic type or a pneumatic type.
In the case of the hydraulic type, a liquid is used as the working fluid, and examples of the liquid include oil and water. When the actuator of the present invention is used as a hydraulic actuator, the hydraulic actuator may be hydraulic or hydraulic. In the case of the hydraulic type, as the hydraulic oil, the hydraulic oil conventionally used in the hydraulic drive system can be used.
In the case of the pneumatic type, compressed air is used as the working fluid.
アクチュエータ10は、本発明のアクチュエータ用ゴム組成物を加硫して得られる本発明のアクチュエータ用加硫ゴムをチューブ110に備えている。アクチュエータ用加硫ゴムは、25℃で200%伸長した時のモジュラス引張弾性率が4.5MPa以上であるため、アクチュエータ本体部100に高い圧力が掛かる油圧駆動にも耐え得る高い耐久性を有する。そのため、アクチュエータ10は、液圧式であることが好ましい。 The actuator 10 includes a tube 110 with the vulcanized rubber for actuator of the present invention obtained by vulcanizing the rubber composition for actuator of the present invention. The vulcanized rubber for actuator has a modulus tensile elastic modulus of 4.5 MPa or more when it is expanded by 200% at 25 ° C., and therefore has high durability that can withstand hydraulic drive in which a high pressure is applied to the actuator body 100. Therefore, the actuator 10 is preferably a hydraulic type.
アクチュエータ本体部100は、チューブ110内へ作動流体が流入することによって、アクチュエータ本体部100の軸方向DAXに収縮し、径方向DRに膨張する。また、アクチュエータ本体部100は、チューブ110から作動流体が流出することによって、アクチュエータ本体部100の軸方向DAXに膨張し、径方向DRに収縮する。このようなアクチュエータ本体部100の形状変化によって、アクチュエータ10は、アクチュエータとしての機能を発揮する。 When the working fluid flows into the tube 110, the actuator body 100 contracts in the axial direction DAX of the actuator body 100 and expands in the radial direction DR. Further, the actuator body 100 expands in the axial direction DAX of the actuator body 100 and contracts in the radial direction DR when the working fluid flows out from the tube 110. The actuator 10 exerts its function as an actuator due to such a change in the shape of the actuator body 100.
また、このようなアクチュエータ10は、いわゆるマッキベン型であり、人工筋肉用として適用できることは勿論のこと、より高い能力(収縮力)が要求されるロボットの体肢(上肢や下肢など)用としても好適に用い得る。連結部20には、当該体肢を構成する部材などが連結される。 Further, such an actuator 10 is of a so-called McKibben type, and can be applied not only to artificial muscles but also to body limbs (upper limbs, lower limbs, etc.) of a robot that requires higher performance (contraction force). It can be preferably used. The members forming the body limb are connected to the connecting portion 20.
封止機構200及び封止機構300は、軸方向DAXにおけるアクチュエータ本体部100の両端部を封止する。具体的には、封止機構200は、封止部材210及びかしめ部材230を含む。封止部材210は、アクチュエータ本体部100の軸方向DAXの端部を封止する。また、かしめ部材230は、アクチュエータ本体部100を封止部材210と共にかしめる。かしめ部材230の外周面には、治具によってかしめ部材230がかしめられた痕である圧痕231が形成される。 The sealing mechanism 200 and the sealing mechanism 300 seal both ends of the actuator body 100 in the axial direction DAX. Specifically, the sealing mechanism 200 includes a sealing member 210 and a caulking member 230. The sealing member 210 seals the end of the actuator body 100 in the axial direction DAX. Further, the caulking member 230 caulks the actuator body 100 together with the sealing member 210. An indentation 231 is formed on the outer peripheral surface of the caulking member 230, which is a mark of caulking the caulking member 230 with a jig.
封止機構200と封止機構300との相違点は、フィッティング400(及び通過孔410)が設けられているか否かである。
フィッティング400は、アクチュエータ10の駆動圧力源、具体的には、作動流体のコンプレッサと接続されたホース(管路)を取り付けられるように突出している。フィッティング400を介して流入した作動流体は、通過孔410を通過してアクチュエータ本体部100の内部、具体的には、チューブ110の内部に流入する。
The difference between the sealing mechanism 200 and the sealing mechanism 300 is whether or not the fitting 400 (and the passage hole 410) is provided.
The fitting 400 is protruded so that a hose (pipe line) connected to a driving pressure source of the actuator 10, specifically, a compressor for working fluid can be attached. The working fluid that has flowed in via the fitting 400 passes through the passage hole 410 and flows into the inside of the actuator body 100, specifically, the inside of the tube 110.
図2は、アクチュエータ10の一部分解斜視図である。図2に示すように、アクチュエータ10は、アクチュエータ本体部100及び封止機構200を具える。
アクチュエータ本体部100は、前述したように、チューブ110とスリーブ120とによって構成される。
FIG. 2 is a partially exploded perspective view of the actuator 10. As shown in FIG. 2, the actuator 10 includes an actuator body 100 and a sealing mechanism 200.
The actuator body 100 is composed of the tube 110 and the sleeve 120 as described above.
チューブ110は、液圧によって膨張及び収縮する円筒状の筒状体である。チューブ110は、作動流体による収縮及び膨張を繰り返すため、スリーブ120との接触を繰り返すが、チューブ110に本発明のアクチュエータ用加硫ゴムが用いられるため、チューブ110は、耐摩耗性に優れる。
チューブ110は、単層構造であってもよいし、複層構造であってもよい。
アクチュエータ10を液圧式アクチュエータとして用いる場合、チューブ110を複層構造にすることが好ましい。流動液体に接触する内層を耐水性または耐油性の層とし、スリーブ120と接触する最外層に本発明のアクチュエータ用加硫ゴムを用いることで、流動液体に対する耐久性を有すると同時に、スリーブ120に対する耐摩耗性を有することができる。
The tube 110 is a cylindrical body that expands and contracts due to hydraulic pressure. Since the tube 110 repeatedly contracts and expands due to the working fluid, it repeatedly contacts the sleeve 120. However, since the vulcanized rubber for actuator of the present invention is used for the tube 110, the tube 110 has excellent wear resistance.
The tube 110 may have a single-layer structure or a multi-layer structure.
When the actuator 10 is used as a hydraulic actuator, the tube 110 preferably has a multi-layer structure. By using the inner layer that contacts the flowing liquid as a water-resistant or oil-resistant layer and using the vulcanized rubber for actuator of the present invention as the outermost layer that contacts the sleeve 120, it has durability against the flowing liquid and at the same time, has a durability against the sleeve 120. It can have abrasion resistance.
図3は、チューブ110の一実施形態の部分断面図である。
図3に示すチューブ110は、チューブの内面側に位置する内層111と、該内層111の径方向DR外側に隣接して、チューブ110の外面側に位置する最外層112とからなる2層構造を有する。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of one embodiment of tube 110.
The tube 110 shown in FIG. 3 has a two-layer structure including an inner layer 111 located on the inner surface side of the tube and an outermost layer 112 located on the outer surface side of the tube 110 adjacent to the outer side in the radial direction DR of the inner layer 111. Have.
内層111と最外層112は、少なくとも一方が本発明のアクチュエータ用加硫ゴムを含んでいればよく、両方に本発明のアクチュエータ用加硫ゴムを含んでいてもよい。内層111と最外層112の両方に本発明のアクチュエータ用加硫ゴムを用いる場合は、例えば、引張弾性率の異なる2種の本発明のアクチュエータ用加硫ゴムを各々の層に用いればよい。
中でも、既述のように、流動液体に接触する内層を耐水性または耐油性の層とし、スリーブ120と接触する最外層に本発明のアクチュエータ用加硫ゴムを用いることが好ましい。換言すると、最外層112が、内層111の径方向DR外側であって、チューブ110の最外側に配置されていることが好ましい。最外層112が、内層111の径方向DR外側に配置されることで、耐摩耗性に優れる最外層112がスリーブ120側からの負荷に耐え、内層111が保護され、チューブ110全体としての強度が向上し、チューブ110の耐久性が更に向上する。
At least one of the inner layer 111 and the outermost layer 112 may contain the vulcanized rubber for actuator of the present invention, and both may contain the vulcanized rubber for actuator of the present invention. When the vulcanized rubber for actuator of the present invention is used for both the inner layer 111 and the outermost layer 112, for example, two kinds of vulcanized rubber for actuator of the present invention having different tensile elastic moduli may be used for each layer.
Among them, as described above, it is preferable that the inner layer that contacts the flowing liquid be a water-resistant or oil-resistant layer and the vulcanized rubber for actuator of the present invention be used as the outermost layer that contacts the sleeve 120. In other words, the outermost layer 112, a radial direction D R outside of the inner layer 111, which is preferably disposed on the outermost side of the tube 110. The outermost layer 112, that is disposed radially D R outside of the inner layer 111, the outermost layer 112 which is excellent in wear resistance withstand load from the sleeve 120 side, the inner layer 111 is protected and the strength of the entire tube 110 And the durability of the tube 110 is further improved.
具体的には、内層111を、例えば、極性ゴムを含むゴム層とすることで、耐液性、特には、耐油性に優れ、例えば、作動流体が油であっても、高い耐久性を有する。
一方、最外層112を、本発明のアクチュエータ用加硫ゴムを含むゴム層とすることで、スリーブ120側からの負荷に耐え、例えば、スリーブ120と接触しても、高い耐久性を有する。
そのため、チューブ110が、内層111及び最外層112からなる2層以上の積層構造を有することで、繰り返し伸縮しても、高い耐液性と耐久性を兼ね備えた、アクチュエータを実現できる。
Specifically, by making the inner layer 111 a rubber layer containing polar rubber, for example, it has excellent liquid resistance, particularly oil resistance, and has high durability even if the working fluid is oil, for example. .
On the other hand, when the outermost layer 112 is a rubber layer containing the vulcanized rubber for an actuator of the present invention, it bears a load from the sleeve 120 side and has high durability even if it contacts the sleeve 120, for example.
Therefore, since the tube 110 has a laminated structure of two or more layers including the inner layer 111 and the outermost layer 112, it is possible to realize an actuator that has high liquid resistance and durability even when repeatedly expanded and contracted.
内層111に用いる極性ゴムとしては、特に限定されるものではないが、例えば、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR、「ニトリルゴム」とも呼ぶ)、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム(水素化NBR、「水素化ニトリルゴム」とも呼ぶ)、クロロプレンゴム(CR)、エピクロロヒドリンゴム等が挙げられる。これらの極性ゴムは、1種単独で用いてもよいし、2種以上をブレンドして用いてもよい。 The polar rubber used for the inner layer 111 is not particularly limited. Rubber)), chloroprene rubber (CR), epichlorohydrin rubber, and the like. These polar rubbers may be used alone or in combination of two or more.
内層111は、アクリロニトリル−ブタジエンゴムおよび/または水素化アクリロニトリルブタジエンゴムを含むことが好ましい。アクリロニトリル−ブタジエンゴムおよび水素化アクリロニトリルブタジエンゴムは、前記極性ゴムの中でも、耐油性が特に高く、また、加工性が優れる。従って、内層111がアクリロニトリル−ブタジエンゴムおよび/または水素化アクリロニトリルブタジエンゴムを含む場合、内層111の耐油性が更に向上する。また、アクリロニトリル−ブタジエンゴムおよび水素化アクリロニトリルブタジエンゴムは、ニトリル含量、すなわちアクリロニトリル単位の含有量が20質量%〜50質量%であると、耐油性が更に高くなるため好ましい。アクリロニトリル−ブタジエンゴムおよび/または水素化アクリロニトリルブタジエンゴムは、一般的に、アクリロニトリル単位の含有量が25質量%未満の低ニトリルタイプ、アクリロニトリルの含有量が25質量%以上35質量%未満の中ニトリルタイプ、アクリロニトリル単位の含有量が35質量%以上の高ニトリルタイプに分類される。
前記アクリロニトリル−ブタジエンゴムおよび/または水素化アクリロニトリルブタジエンゴムは、アクリロニトリル単位の含有量が異なる2種類以上のアクリロニトリル−ブタジエンゴムおよび/または水素化アクリロニトリルブタジエンゴムを含むことが好ましい。2種類以上のアクリロニトリル−ブタジエンゴムおよび/または水素化アクリロニトリルブタジエンゴムを使用することで、所望のニトリル含量を容易に達成できる。
前記アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)及び水素化アクリロニトリルブタジエンゴム(水素化NBR)の、内層111のゴム成分中の含有割合は、50〜100質量%であることが好ましく、60〜90質量%であることがより好ましい。
The inner layer 111 preferably contains acrylonitrile-butadiene rubber and / or hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber. Among the polar rubbers, the acrylonitrile-butadiene rubber and hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber have particularly high oil resistance and excellent processability. Therefore, when the inner layer 111 contains acrylonitrile-butadiene rubber and / or hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber, the oil resistance of the inner layer 111 is further improved. Further, the acrylonitrile-butadiene rubber and the hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber are preferable because the nitrile content, that is, the content of the acrylonitrile unit is 20% by mass to 50% by mass, because the oil resistance is further enhanced. Acrylonitrile-butadiene rubber and / or hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber are generally low nitrile type having an acrylonitrile unit content of less than 25% by mass, and medium nitrile type having an acrylonitrile content of 25% by mass or more and less than 35% by mass. , And is classified as a high nitrile type having an acrylonitrile unit content of 35 mass% or more.
The acrylonitrile-butadiene rubber and / or hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber preferably contains two or more types of acrylonitrile-butadiene rubber and / or hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber having different acrylonitrile unit contents. The desired nitrile content can be easily achieved by using two or more types of acrylonitrile-butadiene rubber and / or hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber.
The content ratio of the acrylonitrile-butadiene rubber (NBR) and hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber (hydrogenated NBR) in the rubber component of the inner layer 111 is preferably 50 to 100% by mass, and 60 to 90% by mass. Is more preferable.
水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴムは、アクリロニトリル−ブタジエンゴムに水素を添加したものである。水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴムは、通常、アクリロニトリル−ブタジエンゴムと同様の耐油性を有し、かつアクリロニトリル−ブタジエンゴムに比較して耐熱性等が優れる点で好ましい。 Hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber is obtained by adding hydrogen to acrylonitrile-butadiene rubber. Hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber is generally preferable because it has the same oil resistance as acrylonitrile-butadiene rubber and is superior in heat resistance and the like to acrylonitrile-butadiene rubber.
クロロプレンゴムは、前記極性ゴム中でも、引張強さ、伸び等の機械的特性や加工性に優れる点で好ましい。 Among the polar rubbers, chloroprene rubber is preferable because it is excellent in mechanical properties such as tensile strength and elongation and workability.
エピクロロヒドリンゴムは、前記極性ゴム中でも、耐オゾン性及び接着性に優れる点で好ましい。 Among the polar rubbers, epichlorohydrin rubber is preferable because it is excellent in ozone resistance and adhesiveness.
図3に示すチューブ110は、内層111と最外層112のみからなるが、内層111と最外層112との間に1層以上の中間層を備えていてもよい。中間層は、例えば、内層111と最外層112との接着性を向上する接着層等、種々の機能性成分を含む機能層が挙げられる。接着層には、内層111及び最外層112の性質に応じて適切な接着剤を用いればよく、例えば、株式会社東洋化学研究所製の「メタロックR−17」等が好適に使用できる。 The tube 110 shown in FIG. 3 includes only the inner layer 111 and the outermost layer 112, but may have one or more intermediate layers between the inner layer 111 and the outermost layer 112. Examples of the intermediate layer include functional layers containing various functional components such as an adhesive layer that improves the adhesiveness between the inner layer 111 and the outermost layer 112. For the adhesive layer, an appropriate adhesive may be used depending on the properties of the inner layer 111 and the outermost layer 112. For example, "Metalock R-17" manufactured by Toyo Kagaku Kenkyusho Co., Ltd. may be preferably used.
また、本発明において、チューブ110の層厚は、アクチュエータの耐久性と動作長の観点から、1.0〜15.0mmであることが好ましい。チューブ110の層厚が1.0mm以上であることで、チューブ110の耐久性に優れ、チューブ110の層厚が15.0mm以下であることで、チューブ110の膨張性に優れ、入力応答性に優れる。また、チューブ110の直径(外径)は、目的とする用途に応じて、適宜選択できる。
なお、チューブ110の層厚は、チューブ110の総厚みを意味し、チューブ110が複層である場合は、全層合計の層厚を意味する。例えば、チューブ110が、図3に示す内層111と最外層112とからなる2層構造である場合、内層111と最外層112の径方向(DR方向)の層厚を、チューブ110の層厚とする。
チューブ110の層厚は、アクチュエータの入力応答性と耐摩耗性をより向上する観点から、1.5〜13.0mmであることがより好ましい。
Further, in the present invention, the layer thickness of the tube 110 is preferably 1.0 to 15.0 mm from the viewpoint of durability and operating length of the actuator. When the layer thickness of the tube 110 is 1.0 mm or more, the durability of the tube 110 is excellent. When the layer thickness of the tube 110 is 15.0 mm or less, the tube 110 has excellent expandability and input responsiveness. Excel. The diameter (outer diameter) of the tube 110 can be appropriately selected according to the intended use.
The layer thickness of the tube 110 means the total thickness of the tube 110, and when the tube 110 is a multilayer, it means the total layer thickness of all layers. For example, the tube 110 is if a two-layer structure consisting of an inner layer 111 and the outermost layer 112. shown in FIG. 3, the thickness in the radial direction of the inner layer 111 and the outermost layer 112 (D R direction), thickness of the tube 110 And
The layer thickness of the tube 110 is more preferably 1.5 to 13.0 mm from the viewpoint of further improving the input response and wear resistance of the actuator.
チューブ110が複層構造である場合、内層111の総厚みは、チューブ110の総厚みの10%〜90%であることが好ましく、20%〜80%の範囲が更に好ましく、また、最外層112の総厚みは、チューブ110の総厚みの90%〜10%であることが好ましく、80%〜20%の範囲が更に好ましい。この場合、チューブ110の耐液性と耐久性が向上し、スリーブ120に対する耐摩耗性が更に向上する。 When the tube 110 has a multi-layer structure, the total thickness of the inner layer 111 is preferably 10% to 90% of the total thickness of the tube 110, more preferably 20% to 80%, and the outermost layer 112. The total thickness is preferably 90% to 10% of the total thickness of the tube 110, and more preferably 80% to 20%. In this case, the liquid resistance and durability of the tube 110 are improved, and the wear resistance of the sleeve 120 is further improved.
スリーブ120は、円筒状であり、チューブ110の外周面を覆う。スリーブ120は、所定方向に配向されたコードを編み込んだ構造体であり、配向されたコードが交差することによって菱形の形状が繰り返されている。スリーブ120は、このような形状を有することによって、パンタグラフ変形し、チューブ110の収縮及び膨張を規制しつつ追従する。 The sleeve 120 has a cylindrical shape and covers the outer peripheral surface of the tube 110. The sleeve 120 is a structure in which cords oriented in a predetermined direction are woven, and a rhombus shape is repeated by intersecting the oriented cords. By having such a shape, the sleeve 120 is pantograph-deformed and follows the tube 110 while restricting the contraction and expansion of the tube 110.
スリーブ120を構成するコード121としては、アラミド繊維(芳香族ポリアミド繊維)、ポリヘキサメチレンアジパミド(ナイロン6,6)繊維、ポリカプロラクタム(ナイロン6)繊維等のポリアミド繊維、ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維、ポリエチレンナフタレート(PEN)繊維等のポリエステル繊維、ポリウレタン繊維、レーヨン、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維から選ばれる少なくとも1種の繊維材料からなる繊維コードを用いることが好ましい。これらの中でも、スリーブ120の強度の観点から、アラミド繊維からなるコードを用いることが特に好ましい。
但し、このような種類の繊維コードに限定されるものではなく、例えば、PBO(ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール)繊維などの高強度繊維や、極細のフィラメントによって構成される金属製のコードを用いてもよい。
As the cord 121 constituting the sleeve 120, polyamide fibers such as aramid fiber (aromatic polyamide fiber), polyhexamethylene adipamide (nylon 6,6) fiber, polycaprolactam (nylon 6) fiber, polyethylene terephthalate (PET) It is preferable to use a fiber cord made of at least one fiber material selected from fibers, polyester fibers such as polyethylene naphthalate (PEN) fibers, polyurethane fibers, rayon, acrylic fibers, and polyolefin fibers. Among these, from the viewpoint of the strength of the sleeve 120, it is particularly preferable to use a cord made of aramid fiber.
However, the present invention is not limited to such a kind of fiber cord. For example, a high strength fiber such as PBO (polyparaphenylenebenzobisoxazole) fiber or a metal cord composed of an ultrafine filament is used. Good.
また、上述の繊維コードや金属製のコードは、その表面を、ゴムや、熱硬化性樹脂とラテックスとの混合物等で被覆してもよい。これらの材料でコードの表面が被覆されている場合、コードの耐久性を向上させつつ、コードの表面の摩擦係数を適度に低下させることができる。
なお、熱硬化性樹脂とラテックスとの混合物中の固形分率は、15質量%以上50質量%以下が好ましく、20質量%以上40質量%以下が更に好ましい。また、熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、レゾルシン樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられ、ラテックスとしては、ビニルピリジン(VP)ラテックス、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)ラテックス、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)ラテックス等が挙げられる。
The surface of the above-mentioned fiber cord or metal cord may be covered with rubber, a mixture of a thermosetting resin and latex, or the like. When the surface of the cord is covered with these materials, the coefficient of friction of the surface of the cord can be appropriately reduced while improving the durability of the cord.
The solid content of the mixture of the thermosetting resin and the latex is preferably 15% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 20% by mass or more and 40% by mass or less. Further, examples of the thermosetting resin include phenol resin, resorcin resin, urethane resin, and the like, and examples of the latex include vinyl pyridine (VP) latex, styrene-butadiene rubber (SBR) latex, acrylonitrile-butadiene rubber (NBR) latex. Etc.
なお、スリーブは単層構造であっても、複数層構造であってもよく、後者の場合は断面が同心円状になるよう積層されたものであっても、断面が渦巻き状になるよう巻きつけられた構造のものでもよい。 The sleeve may have a single-layer structure or a multi-layer structure. In the latter case, even if the sleeves are laminated so that the cross-sections are concentric, the sleeves are wound in a spiral shape. It may be of a structured structure.
図2において、封止機構200は、アクチュエータ本体部100の軸方向DAXにおける端部を封止する。封止機構200は、封止部材210、係止リング220及びかしめ部材230によって構成される。 In FIG. 2, the sealing mechanism 200 seals the end of the actuator body 100 in the axial direction DAX. The sealing mechanism 200 includes a sealing member 210, a locking ring 220, and a caulking member 230.
封止部材210は、胴体部211及び鍔部212を有する。封止部材210としては、ステンレス鋼などの金属を好適に用い得るが、このような金属に限定されず、硬質プラスチック材料などを用いてもよい。 The sealing member 210 has a body portion 211 and a flange portion 212. A metal such as stainless steel can be preferably used as the sealing member 210, but the sealing member 210 is not limited to such a metal, and a hard plastic material or the like may be used.
胴体部211は、円管状であり、胴体部211には、作動流体が通過する通過孔215が形成される。通過孔215は、通過孔410(図1参照)に連通する。胴体部211には、チューブ110が挿通される。 The body portion 211 has a circular tubular shape, and a passage hole 215 through which a working fluid passes is formed in the body portion 211. The passage hole 215 communicates with the passage hole 410 (see FIG. 1). The tube 110 is inserted into the body portion 211.
鍔部212は、胴体部211に連なっており、胴体部211よりもアクチュエータ10の軸方向DAXにおける端部側に位置する。鍔部212は、胴体部211よりも径方向DRに沿った外径が大きい。鍔部212は、胴体部211に挿通されたチューブ110及び係止リング220を係止する。 The collar portion 212 is connected to the body portion 211, and is located closer to the end portion side of the actuator 10 in the axial direction DAX than the body portion 211. The flange portion 212 has a larger outer diameter along the radial direction DR than the body portion 211. The collar portion 212 locks the tube 110 and the locking ring 220 inserted in the body portion 211.
胴体部211の外周面には、凹凸部213が形成される。凹凸部213は、胴体部211に挿通されたチューブ110の滑り抑制に寄与する。凹凸部213による凸部分が3つ以上形成されることが好ましい。 An uneven portion 213 is formed on the outer peripheral surface of the body portion 211. The uneven portion 213 contributes to suppressing slippage of the tube 110 inserted in the body portion 211. It is preferable that three or more convex portions are formed by the uneven portion 213.
また、胴体部211の鍔部212寄りの位置には、胴体部211よりも外径が小さい小径部214が形成される。 Further, a small diameter portion 214 having an outer diameter smaller than that of the body portion 211 is formed at a position near the flange portion 212 of the body portion 211.
係止リング220は、スリーブ120を係止する。スリーブ120は、係止リング220を介して径方向DR外側に折り返されてもよい。 The locking ring 220 locks the sleeve 120. The sleeve 120 may be folded back to the outside in the radial direction D R via the locking ring 220.
係止リング220の外径は、胴体部211の外径よりも大きい。係止リング220は、胴体部211の小径部214の位置においてスリーブ120を係止する。つまり、係止リング220は、胴体部211の径方向DR外側であって、鍔部212に隣接する位置において、スリーブ120を係止する。 The outer diameter of the locking ring 220 is larger than the outer diameter of the body portion 211. The locking ring 220 locks the sleeve 120 at the position of the small diameter portion 214 of the body portion 211. That is, the locking ring 220, a radial direction D R outside of the body 211, in a position adjacent to the flange portion 212, locking the sleeve 120.
係止リング220は、胴体部211よりも小さい小径部214に係止させるため、本実施形態では、二分割の形状としている。なお、係止リング220は、二分割に限らず、より多くの部分に分割してもよいし、一部の分割部分が回動可能に連結されていてもよい。 Since the locking ring 220 is locked to the small diameter portion 214 smaller than the body portion 211, the locking ring 220 is divided into two in this embodiment. The locking ring 220 is not limited to be divided into two, but may be divided into a larger number of parts, or a part of the divided parts may be rotatably connected.
係止リング220としては、封止部材210と同様の金属や硬質プラスチック材料などを用いることができる。 As the locking ring 220, the same metal as the sealing member 210 or a hard plastic material can be used.
かしめ部材230は、アクチュエータ本体部100を封止部材210と共にかしめる。かしめ部材230としては、アルミニウム合金、真鍮及び鉄などの金属を用いることができる。かしめ部材230には、かしめ用の治具によってかしめ部材230がかしめられると、図1に示したような圧痕231が形成される。 The caulking member 230 caulks the actuator body 100 together with the sealing member 210. As the caulking member 230, a metal such as an aluminum alloy, brass and iron can be used. When the caulking member 230 is caulked by a caulking jig, an indentation 231 as shown in FIG. 1 is formed on the caulking member 230.
<アクチュエータ用ゴム組成物>
本発明のアクチュエータ用ゴム組成物は、ガラス転移温度が−85℃以下のジエン系ゴムを60質量%以上100質量%未満含むゴム成分と、窒素吸着比表面積が75〜180m2/gであり、DBP給油量が100〜140cm3/100gであるカーボンブラックとを含み、前記カーボンブラックの含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して30〜80質量部であり、加硫ゴム特性として、25℃で200%伸長した時のモジュラス引張弾性率が4.5MPa以上である。
以下、アクチュエータ用ゴム組成物を単に「ゴム組成物」と称することがある。
アクチュエータ用ゴム組成物が上記構成であることで、加硫ゴムは耐摩耗性に優れる。
かかる理由は定かではないが、次の理由によるものと推察される。
<Rubber composition for actuator>
The rubber composition for an actuator of the present invention has a rubber component containing a diene rubber having a glass transition temperature of −85 ° C. or less of 60% by mass or more and less than 100% by mass, and a nitrogen adsorption specific surface area of 75 to 180 m 2 / g. and a carbon black having DBP oil absorption is 100~140cm 3 / 100g, the content of the carbon black, 30 to 80 parts by mass relative to 100 parts by mass of the rubber component, as vulcanized rubber properties, 25 The modulus of elasticity in modulus when stretched 200% at 40 ° C. is 4.5 MPa or more.
Hereinafter, the rubber composition for actuators may be simply referred to as “rubber composition”.
The vulcanized rubber has excellent wear resistance because the rubber composition for actuators has the above-mentioned constitution.
The reason for this is not clear, but it is presumed that the reason is as follows.
−85℃のジエン系ゴムを多く含むことで、摩耗粉が小さくなることで、一定量摩耗させるためには時間を要する上、引張弾性率を4.5MPa以上とすることで、スリーブのゴムの食い込みが抑制されるものと推察される。
よって、アクチュエータ用ゴム組成物の加硫ゴムをアクチュエータ(特に、チューブ)に用いることで、アクチュエータはスリーブに対する耐摩耗性に優れると考えられる。
By containing a large amount of -85 ° C. diene rubber, wear powder becomes small, and it takes time to wear a certain amount, and the tensile modulus of elasticity is set to 4.5 MPa or more. It is presumed that the bite is suppressed.
Therefore, it is considered that by using the vulcanized rubber of the rubber composition for an actuator in the actuator (particularly, the tube), the actuator has excellent wear resistance to the sleeve.
〔ゴム成分〕
本発明ゴム組成物は、ガラス転移温度が−85℃以下のジエン系ゴムを60質量%以上100質量%未満含むゴム成分を含有する。
ゴム成分が、ガラス転移温度が−85℃以下のジエン系ゴムを60質量%以上含まないと、加硫ゴムが耐摩耗性に優れない。一方、ゴム成分中の当該ジエン系ゴムの含有量が100質量%であると、ゴム組成物の作業性が低下する。
加硫ゴムの耐摩耗性の観点から、ゴム成分中の、ガラス転移温度が−85℃以下のジエン系ゴムの含有量は、65質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、75質量%以上であることが更に好ましい。また、混練時の作業性(ゴムの纏まり性)の観点から、ゴム成分中の、ガラス転移温度が−85℃以下のジエン系ゴムの含有量は、95質量%以下であることが好ましく、90質量%以下であることがより好ましい。
[Rubber component]
The rubber composition of the present invention contains a rubber component containing 60% by mass or more and less than 100% by mass of a diene rubber having a glass transition temperature of −85 ° C. or less.
If the rubber component does not contain a diene rubber having a glass transition temperature of −85 ° C. or lower in an amount of 60% by mass or more, the vulcanized rubber is not excellent in abrasion resistance. On the other hand, when the content of the diene rubber in the rubber component is 100% by mass, the workability of the rubber composition deteriorates.
From the viewpoint of abrasion resistance of the vulcanized rubber, the content of the diene rubber having a glass transition temperature of −85 ° C. or less in the rubber component is preferably 65% by mass or more, and 70% by mass or more. Is more preferable, and 75% by mass or more is further preferable. Further, from the viewpoint of workability during kneading (rubber gathering property), the content of the diene rubber having a glass transition temperature of −85 ° C. or less in the rubber component is preferably 95% by mass or less, and 90% by mass or less. It is more preferable that the content is not more than mass%.
ガラス転移温度(Tg)が−85℃以下のジエン系ゴムとしては、ポリブタジエンゴム(BR;Tg=−110℃〜−95℃)が挙げられる。
ポリブタジエンゴムは、ブタジエン系単量体の重合体であれば特に制限されず、複数種のブタジエン系単量体を用いて製造したものでも構わない。
ブタジエン系単量体としては、例えば、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン)、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−クロロ−1,3−ブタジエンなどが挙げられる。
Examples of the diene rubber having a glass transition temperature (Tg) of −85 ° C. or lower include polybutadiene rubber (BR; Tg = −110 ° C. to −95 ° C.).
The polybutadiene rubber is not particularly limited as long as it is a polymer of a butadiene-based monomer, and may be one produced by using a plurality of types of butadiene-based monomers.
Examples of the butadiene-based monomer include 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene), 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, and 2-chloro-1,3-butadiene. Can be mentioned.
ポリブタジエンゴムの重量平均分子量は、加硫ゴムの強度とゴム組成物の作業性の観点から、40万以上であることが好ましく、45万以上であることがより好ましい。上限は特に制限されないが、200万以下であることが好ましい。
なお、本願において重量平均分子量(Mw)は、テトラヒドロフランを溶媒とするゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により標準ポリスチレン換算で求めたものである。
From the viewpoint of strength of the vulcanized rubber and workability of the rubber composition, the weight average molecular weight of the polybutadiene rubber is preferably 400,000 or more, and more preferably 450,000 or more. The upper limit is not particularly limited, but it is preferably 2 million or less.
In the present application, the weight average molecular weight (Mw) is obtained by gel permeation chromatography (GPC) using tetrahydrofuran as a solvent in terms of standard polystyrene.
ポリブタジエンゴムのガラス転移温度(Tg)は−65℃以下であることが好ましく、−90℃以下であることがより好ましい。ポリブタジエンゴムのTgの下限は特に制限されないが、通常、−130℃以上である。ポリブタジエンゴムのTgは、示差走査熱量計(DSC)を用いて20℃/分の昇温速度で測定し、中点法にて算出したものである。 The glass transition temperature (Tg) of the polybutadiene rubber is preferably −65 ° C. or lower, and more preferably −90 ° C. or lower. The lower limit of Tg of the polybutadiene rubber is not particularly limited, but is usually -130 ° C or higher. The Tg of the polybutadiene rubber is calculated by the midpoint method by measuring with a differential scanning calorimeter (DSC) at a temperature rising rate of 20 ° C./min.
ゴム成分は、更に、ガラス転移温度(Tg)が−85℃を超えるジエン系ゴムを含んでいてもよい。
Tgが−85℃を超えるジエン系ゴムとしては、例えば、天然ゴム(NR;Tg=−79℃〜−69℃)、ポリイソプレンゴム(IR;Tg=−79℃〜−69℃)、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR;Tg=−55℃)、クロロプレンゴム(CR;Tg=−45℃〜−43℃)、ブチルゴム(IIR;Tg=−75℃〜−67℃)、ハロゲン化ブチルゴム(Br−IIR、Cl−IIR)、アクリロニリトル−ブタジエンゴム(NBR;Tg=−50℃)等が挙げられる。
Tgが−85℃を超えるジエン系ゴムは、以上の中でも、天然ゴム、及びポリイソプレンゴムが好ましく、天然ゴムがより好ましい。
Tgが−85℃を超えるジエン系ゴムは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。
The rubber component may further include a diene rubber having a glass transition temperature (Tg) of higher than -85 ° C.
Examples of the diene rubber having a Tg exceeding -85 ° C include natural rubber (NR; Tg = -79 ° C to -69 ° C), polyisoprene rubber (IR; Tg = -79 ° C to -69 ° C), styrene- Butadiene copolymer rubber (SBR; Tg = -55 ° C), chloroprene rubber (CR; Tg = -45 ° C to -43 ° C), butyl rubber (IIR; Tg = -75 ° C to -67 ° C), halogenated butyl rubber ( Br-IIR, Cl-IIR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR; Tg = -50 ° C) and the like.
Among the above, the diene rubber having a Tg of higher than −85 ° C. is preferably natural rubber or polyisoprene rubber, and more preferably natural rubber.
As the diene rubber having a Tg of higher than -85 ° C, one type may be used alone, or two or more types may be used.
ゴム成分中のTgが−85℃を超えるジエン系ゴムの含有量は、加硫ゴムの耐摩耗性の観点から、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、15質量%以上であることが更に好ましく、また、50質量%未満であることが好ましく、45質量%以下であることがより好ましい。
ゴム成分は、加硫ゴムの耐摩耗性の観点から、ブタジエンゴム及び天然ゴムを含むことが好ましく、ブタジエンゴム及び天然ゴムからなることがより好ましい。
The content of the diene rubber having a Tg of more than −85 ° C. in the rubber component is preferably 5% by mass or more, and more preferably 10% by mass or more, from the viewpoint of the wear resistance of the vulcanized rubber. , 15% by mass or more, more preferably less than 50% by mass, and even more preferably 45% by mass or less.
From the viewpoint of wear resistance of the vulcanized rubber, the rubber component preferably contains butadiene rubber and natural rubber, and more preferably consists of butadiene rubber and natural rubber.
ゴム成分は、非ジエン系ゴムを含んでいてもよい。非ジエン系ゴムとしては、例えば、エチレンプロピレンゴム(EPDM(EPMとも称する))、マレイン酸変性エチレンプロピレンゴム(M−EPM)、ブチルゴム(IIR)、イソブチレンと芳香族ビニル又はジエン系モノマーとの共重合体、アクリルゴム(ACM)、アイオノマー等が挙げられる。 The rubber component may include a non-diene rubber. Examples of the non-diene rubber include ethylene propylene rubber (EPDM (also referred to as EPM)), maleic acid-modified ethylene propylene rubber (M-EPM), butyl rubber (IIR), isobutylene and an aromatic vinyl or diene monomer. Examples thereof include polymers, acrylic rubber (ACM), and ionomers.
〔カーボンブラック〕
本発明のゴム組成物は、充填剤として、窒素吸着比表面積が75〜180m2/gであり、DBP給油量が100〜140cm3/100gであるカーボンブラックを、ゴム成分100質量部に対して30〜80質量部含む。
以下「窒素吸着比表面積が75〜180m2/gであり、DBP給油量が100〜140cm3/100gであるカーボンブラック」を、「本発明のカーボンブラック」と称することがある。
ゴム組成物中の本発明のカーボンブラックの含有量が、ゴム成分100質量部に対して30質量部未満であると、加硫ゴムが耐摩耗性に優れず、80質量部を超えると、混練時の作業性が悪化する。
ゴム組成物中の本発明のカーボンブラックの含有量は、加硫ゴムの耐摩耗性をより向上する観点から、ゴム成分100質量部に対して30〜70質量部であることが好ましく、40〜70質量部であることがより好ましく、50〜70質量部であることが更に好ましい。
〔Carbon black〕
The rubber composition of the present invention, as a filler, the nitrogen adsorption specific surface area of 75~180m 2 / g, carbon black DBP oil absorption is 100~140cm 3 / 100g, based on 100 parts by mass of the rubber component Contains 30 to 80 parts by mass.
Hereinafter "nitrogen adsorption specific surface area of 75~180m 2 / g, DBP oil absorption of carbon black is 100~140cm 3 / 100g" and may be referred to as "carbon black of the present invention".
When the content of the carbon black of the present invention in the rubber composition is less than 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component, the vulcanized rubber does not have excellent abrasion resistance, and when it exceeds 80 parts by mass, kneading is performed. The workability at time deteriorates.
From the viewpoint of further improving the wear resistance of the vulcanized rubber, the content of the carbon black of the present invention in the rubber composition is preferably 30 to 70 parts by mass, and 40 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. The amount is more preferably 70 parts by mass, further preferably 50 to 70 parts by mass.
カーボンブラックの窒素吸着比表面積が75m2/g未満であると、加硫ゴムが耐摩耗性に優れない。窒素吸着比表面積が180m2/gを超えると、ゴム組成物のムーニー粘度が高まり、作業性に優れない。加硫ゴムの耐摩耗性をより向上しつつ、ゴム組成物の作業性をより向上する観点から、カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、85m2/g以上であることが好ましく、95m2/g以上であることがより好ましく、100m2/g以上であることが更に好ましい。また、同様の観点から、カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、170m2/g以下であることが好ましく、160m2/g以下であることがより好ましく、150m2/g以下であることが更に好ましい。
窒素吸着比表面積(N2SA)は、ASTM−D3037−86に記載の方法により測定することができる。
When the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black is less than 75 m 2 / g, the vulcanized rubber is not excellent in abrasion resistance. When the nitrogen adsorption specific surface area exceeds 180 m 2 / g, the Mooney viscosity of the rubber composition increases and the workability is poor. From the viewpoint of further improving the workability of the rubber composition while further improving the abrasion resistance of the vulcanized rubber, the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black is preferably 85 m 2 / g or more, and 95 m 2 / g. More preferably, it is more preferably 100 m 2 / g or more. From the same viewpoint, the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black is preferably 170 m 2 / g or less, more preferably 160 m 2 / g or less, and further preferably 150 m 2 / g or less. .
The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) can be measured by the method described in ASTM-D3037-86.
カーボンブラックのDBP給油量が100cm3/100g未満であると、加硫ゴム特性として、また、加硫ゴムが耐摩耗性に優れない。DBP給油量が140cm3/100gを超えるとゴム組成物のムーニー粘度が高まり、作業性に優れない。加硫ゴムの耐摩耗性をより向上しつつ、ゴム組成物の作業性をより向上する観点から、カーボンブラックのDBP給油量は、105〜135g/kgであることが好ましく、110〜130g/kgであることがより好ましい。
DBP(ジブチルフタレート)吸油量は、ASTM−D−3493に記載の方法により測定され、カーボンブラック100g当りに吸収されるジブチルフタレート(DBP)の体積cm3で表示される。
When DBP oil absorption of carbon black is less than 100 cm 3/100 g, a vulcanized rubber properties and vulcanized rubber are not excellent in wear resistance. When DBP oil absorption is more than 140cm 3/100 g increases the Mooney viscosity of the rubber composition is not excellent in workability. From the viewpoint of further improving the workability of the rubber composition while further improving the wear resistance of the vulcanized rubber, the DBP lubrication amount of carbon black is preferably 105 to 135 g / kg, and 110 to 130 g / kg. Is more preferable.
The DBP (dibutyl phthalate) oil absorption is measured by the method described in ASTM-D-3493, and is represented by the volume cm 3 of dibutyl phthalate (DBP) absorbed per 100 g of carbon black.
本発明のカーボンブラックは、加硫ゴムの耐摩耗性、並びに、アクチュエータの入力応答性をより向上する観点から、ヨウ素吸着量(IA)が100〜170g/kgであることが好ましく、110〜150g/kgであることがより好ましく、115〜140g/kgであることが更に好ましい。
ヨウ素吸着量は、JIS K6221−1982に準拠した方法により測定することができる。
以上のような物性を満足するカーボンブラックとしては、例えば、SAF、ISAFなどが挙げられ、特にISAFが好ましい。これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The carbon black of the present invention preferably has an iodine adsorption amount (IA) of 100 to 170 g / kg, and 110 to 150 g from the viewpoint of further improving the wear resistance of the vulcanized rubber and the input response of the actuator. / Kg is more preferable, and 115-140 g / kg is even more preferable.
The iodine adsorption amount can be measured by a method based on JIS K6221-1982.
Examples of the carbon black satisfying the above physical properties include SAF and ISAF, and ISAF is particularly preferable. These may be used alone or in combination of two or more.
(他の充填剤)
本発明のゴム組成物は、他の充填剤を含んでいてもよいが、加硫ゴムの耐摩耗性、並びに、全充填剤中の本発明のカーボンブラックの含有量は、50質量%を超えることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることが更に好ましく、100質量%であることが特に好ましい。
他の充填剤としては、本発明のカーボンブラック以外のカーボンブラック;シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア等の金属酸化物;水酸化アルミニウム等が挙げられる。
他の充填剤を用いる場合は、上記の中でもシリカが好ましく、具体的には、湿式シリカ、焼成シリカ、沈降シリカ、粉砕シリカ、溶融シリカ、無水微粉ケイ酸、含水微粉ケイ酸、含水ケイ酸アルミニウム、含水ケイ酸カルシウム等、シランカップリング剤などで表面処理を施した特殊シリカなど、用途に応じて使用することができる。シリカは、湿式シリカを用いることが好ましい。
本発明のゴム組成物がシリカを含む場合、本発明のゴム組成物は更にシランカプリング剤を含んでいてもよい。
(Other fillers)
The rubber composition of the present invention may contain other fillers, but the abrasion resistance of the vulcanized rubber and the content of the carbon black of the present invention in all the fillers exceed 50% by mass. It is preferably 70% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, particularly preferably 100% by mass.
Other fillers include carbon black other than the carbon black of the present invention; metal oxides such as silica, alumina, zirconia and titania; aluminum hydroxide and the like.
When using other fillers, silica is preferable among the above, specifically, wet silica, calcined silica, precipitated silica, crushed silica, fused silica, anhydrous fine silicic acid, hydrous fine silicic acid, hydrous aluminum silicate. , Hydrous calcium silicate, special silica surface-treated with a silane coupling agent, etc. can be used according to the application. As silica, it is preferable to use wet silica.
When the rubber composition of the present invention contains silica, the rubber composition of the present invention may further contain a silane coupling agent.
〔硫黄〕
本発明のゴム組成物は、硫黄を含有する。
加硫ゴムの耐摩耗性を向上する観点から、本発明のゴム組成物は、ゴム成分100質量部に対して、0.8質量部を超え1.8質量部以下の硫黄を含むことが好ましい。
ゴム組成物中の硫黄の含有量がゴム成分100質量部に対して0.8質量部を超えることで、加硫ゴム特性として、25℃で200%伸長した時のモジュラス引張弾性率を4.5MPa以上とし易く、また、加硫ゴムの耐摩耗性を高めることができる。ゴム組成物中の硫黄の含有量がゴム成分100質量部に対して1.8質量部以下であることで、硫黄のブルームを抑制することができる。
本発明のゴム組成物中の硫黄の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、1.2〜1.8質量部であることがより好ましく、1.4〜1.7質量部であることが更に好ましい。
〔sulfur〕
The rubber composition of the present invention contains sulfur.
From the viewpoint of improving the wear resistance of the vulcanized rubber, the rubber composition of the present invention preferably contains more than 0.8 parts by mass and 1.8 parts by mass or less of sulfur with respect to 100 parts by mass of the rubber component. .
When the content of sulfur in the rubber composition exceeds 0.8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component, as a vulcanized rubber property, the modulus tensile elastic modulus at 200% elongation at 25 ° C. is 4. It is easy to increase the pressure to 5 MPa or more, and the abrasion resistance of the vulcanized rubber can be improved. When the content of sulfur in the rubber composition is 1.8 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component, sulfur bloom can be suppressed.
The content of sulfur in the rubber composition of the present invention is more preferably 1.2 to 1.8 parts by mass, and is 1.4 to 1.7 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. More preferably.
〔加硫促進剤〕
本発明のゴム組成物は、加硫促進剤を含有する。
加硫ゴムの耐摩耗性を向上する観点から、本発明のゴム組成物は、ゴム成分100質量部に対して0.7〜1.8質量部の加硫促進剤を含むことが好ましい。
ゴム組成物中の加硫促進剤の含有量がゴム成分100質量部に対して0.7質量部以上であることで、加硫ゴム特性として、25℃で200%伸長した時のモジュラス引張弾性率を4.5MPa以上とし易く、また、加硫ゴムの耐摩耗性を高めることができる。ゴム組成物中の加硫促進剤の含有量がゴム成分100質量部に対して1.8質量部以下であることで、加硫速度を容易に調整することができる。
本発明のゴム組成物中の加硫促進剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、0.8〜1.5質量部であることがより好ましく、0.8〜1.3質量部であることが更に好ましい。
[Vulcanization accelerator]
The rubber composition of the present invention contains a vulcanization accelerator.
From the viewpoint of improving the wear resistance of the vulcanized rubber, the rubber composition of the present invention preferably contains 0.7 to 1.8 parts by mass of the vulcanization accelerator with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
When the content of the vulcanization accelerator in the rubber composition is 0.7 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component, the vulcanized rubber has a modulus tensile elasticity of 200% elongation at 25 ° C. The rate can easily be 4.5 MPa or more, and the abrasion resistance of the vulcanized rubber can be improved. When the content of the vulcanization accelerator in the rubber composition is 1.8 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component, the vulcanization rate can be easily adjusted.
The content of the vulcanization accelerator in the rubber composition of the present invention is more preferably 0.8 to 1.5 parts by mass, and 0.8 to 1.3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. More preferably, it is a part.
加硫促進剤としては特に制限されないが、例えば、アルデヒド・アンモニア系、グアニジン系、チオウレア系、チアゾール系、スルフェンアミド系、チウラム系、ジチオカルバミン酸塩系等の加硫促進剤が挙げられる。これらの中で、特に、スルフェンアミド系の加硫促進剤が好ましい。
アルデヒド・アンモニア系加硫促進剤としては、具体的には、例えば、ヘキサメチレンテトラミン(H)等が挙げられる。
グアニジン系加硫促進剤としては、具体的には、例えば、ジフェニルグアニジン等が挙げられる。
チオウレア系加硫促進剤としては、具体的には、例えば、エチレンチオウレア等が挙げられる。
チアゾール系加硫促進剤としては、具体的には、例えば、ジベンゾチアジルジスルフィド(DM)、2−メルカプトベンゾチアゾール及びそのZn塩等が挙げられる。
スルフェンアミド系加硫促進剤としては、具体的には、例えば、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(CZ)、N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(NS)等が挙げられる。
チウラム系加硫促進剤としては、具体的には、例えば、テトラメチルチウラムジスルフィド(TMTD)、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等が挙げられる。
ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤としては、具体的には、例えば、Na−ジメチルジチオカーバメート、Zn−ジメチルジチオカーバメート、Te−ジエチルジチオカーバメート、Cu−ジメチルジチオカーバメート、Fe−ジメチルジチオカーバメート、ピペコリンピペコリルジチオカーバメート等が挙げられる。
加硫促進剤は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
The vulcanization accelerator is not particularly limited, but examples thereof include aldehyde / ammonia-based, guanidine-based, thiourea-based, thiazole-based, sulfenamide-based, thiuram-based, dithiocarbamate-based vulcanization accelerators and the like. Of these, sulfenamide-based vulcanization accelerators are particularly preferable.
Specific examples of the aldehyde / ammonia-based vulcanization accelerator include hexamethylenetetramine (H).
Specific examples of the guanidine vulcanization accelerator include diphenylguanidine and the like.
Specific examples of the thiourea-based vulcanization accelerator include ethylene thiourea.
Specific examples of the thiazole-based vulcanization accelerator include dibenzothiazyl disulfide (DM), 2-mercaptobenzothiazole and its Zn salt.
Specific examples of the sulfenamide-based vulcanization accelerator include N-cyclohexyl-2-benzothiazolyl sulfenamide (CZ) and Nt-butyl-2-benzothiazolyl sulfenamide (NS ) And the like.
Specific examples of thiuram-based vulcanization accelerators include tetramethylthiuram disulfide (TMTD) and dipentamethylene thiuram tetrasulfide.
Specific examples of the dithiocarbamate vulcanization accelerator include Na-dimethyldithiocarbamate, Zn-dimethyldithiocarbamate, Te-diethyldithiocarbamate, Cu-dimethyldithiocarbamate, Fe-dimethyldithiocarbamate, and pipecoline. Examples include pipecolyl dithiocarbamate.
The vulcanization accelerators may be used alone or in combination of two or more.
本発明のゴム組成物は、加硫促進剤と硫黄との合計量がゴム成分100質量部に対して1.5質量部よりも多い。すなわち、ゴム組成物中の硫黄の含有量(s)と、加硫促進剤の含有量(a)との合計量(s+a)が、ゴム成分100質量部に対して1.5<s+a(質量部)の関係を満たす。
s+aが1.5質量部を超えることで、25℃で200%伸長した時のモジュラス引張弾性率を4.5MPa以上とすることができ、加硫ゴムの耐摩耗性に優れる。s+aは1.0質量部以上であることが好ましい。
過加硫時にリバージョンの発生を抑制でき、加硫ゴム特性として、25℃で200%伸長した時のモジュラス引張弾性率を4.5MPa以上とし易く、加硫ゴムの耐摩耗性を向上する観点から、ゴム組成物中の硫黄の含有量(s)と、加硫促進剤の含有量(a)との質量比(s/a比)は、0.95以上3.0以下であることが好ましい。同様の観点から、s/a比は1.1〜2.5であることがより好ましく、1.3〜2.0であることが更に好ましい。
In the rubber composition of the present invention, the total amount of the vulcanization accelerator and sulfur is more than 1.5 parts by mass based on 100 parts by mass of the rubber component. That is, the total amount (s + a) of the sulfur content (s) and the vulcanization accelerator content (a) in the rubber composition is 1.5 <s + a (mass) relative to 100 parts by mass of the rubber component. (Part) relationship.
When s + a exceeds 1.5 parts by mass, the modulus tensile elastic modulus when stretched 200% at 25 ° C. can be 4.5 MPa or more, and the vulcanized rubber is excellent in abrasion resistance. s + a is preferably 1.0 part by mass or more.
From the viewpoint of suppressing the occurrence of reversion during overvulcanization, as a vulcanized rubber property, it is easy to set the modulus tensile modulus at 200% elongation at 25 ° C to 4.5 MPa or more, and improve the wear resistance of the vulcanized rubber. Therefore, the mass ratio (s / a ratio) between the content (s) of sulfur and the content (a) of the vulcanization accelerator in the rubber composition is 0.95 or more and 3.0 or less. preferable. From the same viewpoint, the s / a ratio is more preferably 1.1 to 2.5, further preferably 1.3 to 2.0.
本発明のゴム組成物は、上記成分とともに、必要に応じて、ゴム工業界で通常使用される配合剤、例えば、軟化剤、ステアリン酸、亜鉛華、老化防止剤等を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択して含有していてもよい。 The rubber composition of the present invention, together with the above components, if necessary, a compounding agent usually used in the rubber industry, for example, a softening agent, stearic acid, zinc white, an antiaging agent, etc. It may be appropriately selected and contained within a range that does not harm.
本発明のゴム組成物は、Tgが−85℃以下のジエン系ゴム、本発明のカーボンブラック、硫黄、加硫促進剤等の各成分を配合して、バンバリーミキサー、ロール、インターナルミキサー等の混練機を用いて混練することによって、製造することができる。本発明のゴム組成物の製造で配合する各成分は、本発明のゴム組成物中の各成分の含有量として示した量を配合量として配合することが好ましい。
各成分の混練は、全一段階で行ってもよいし、二段階以上に分けて行ってもよい。
The rubber composition of the present invention comprises a diene rubber having a Tg of −85 ° C. or less, carbon black of the present invention, sulfur, a vulcanization accelerator, and other components, and is blended in a Banbury mixer, a roll, an internal mixer, or the like. It can be produced by kneading with a kneader. It is preferable that the respective components to be blended in the production of the rubber composition of the present invention are blended in the amounts shown as the contents of the respective components in the rubber composition of the present invention.
The kneading of each component may be carried out in one step or in two or more steps.
<アクチュエータ用加硫ゴム>
本発明のアクチュエータ用ゴム組成物を加硫することにより、アクチュエータ用加硫ゴムが得られる。本発明のアクチュエータ用ゴム組成物は、加硫ゴム特性として、25℃で200%伸長した時のモジュラス引張弾性率が4.5MPa以上であり、従って、本発明のアクチュエータ用加硫ゴムは、25℃で200%伸長した時のモジュラス引張弾性率が4.5MPa以上である。
加硫ゴムの25℃で200%伸長した時のモジュラス引張弾性率(M200)が4.5MPa以上であることで、アクチュエータは、アクチュエータ本体部に高い圧力が掛かる油圧駆動にも耐え得る高い耐久性を有する。
加硫ゴムの25℃で200%伸長した時のモジュラス引張弾性率(M200)は、スリーブに対する耐摩耗性をより向上する観点から、4.5〜8.5MPaであることが好ましく、5.5〜7.5MPaであることがより好ましい。また、加硫ゴムの25℃で300%伸長した時のモジュラス引張弾性率(M300)は、スリーブに対する耐摩耗性をより向上する観点から、8.0MPa以上であることが好ましい。
加硫ゴムは、本発明のゴム組成物を、例えば、140〜200℃の加硫温度で加硫することにより得られる。また、加硫時間としては、例えば、5〜60分が挙げられる。
<Vulcanized rubber for actuator>
A vulcanized rubber for an actuator is obtained by vulcanizing the rubber composition for an actuator of the present invention. The rubber composition for an actuator of the present invention has a modulus of elasticity of modulus of 4.5 MPa or more when stretched by 200% at 25 ° C. as a vulcanized rubber property. Therefore, the vulcanized rubber for an actuator of the present invention is 25 The modulus of elasticity in modulus when stretched 200% at 40 ° C. is 4.5 MPa or more.
The modulus tensile modulus (M200) of the vulcanized rubber when stretched 200% at 25 ° C is 4.5 MPa or more, so that the actuator has high durability that can withstand hydraulic drive in which high pressure is applied to the actuator body. Have.
The modulus tensile elastic modulus (M200) of the vulcanized rubber when stretched 200% at 25 ° C. is preferably 4.5 to 8.5 MPa from the viewpoint of further improving the wear resistance to the sleeve, and 5.5. More preferably, it is ˜7.5 MPa. Further, the modulus tensile elastic modulus (M300) of the vulcanized rubber when stretched 300% at 25 ° C. is preferably 8.0 MPa or more from the viewpoint of further improving the wear resistance to the sleeve.
The vulcanized rubber is obtained by vulcanizing the rubber composition of the present invention at a vulcanizing temperature of 140 to 200 ° C, for example. The vulcanization time is, for example, 5 to 60 minutes.
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、これらの実施例は、本発明の例示を目的とするものであり、本発明を何ら限定するものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but these examples are for the purpose of illustrating the present invention and do not limit the present invention in any way.
<ゴム組成物の調製及び加硫ゴム試験片の作製>
表1の配合に従って各成分を配合し、バンバリーミキサーで混練りしてゴム組成物を調製した。
得られたゴム組成物を3インチロールにより押出し、さらに加硫プレスすることにより、幅75mm、長さ150mm、厚さ2mmの加硫ゴム試験片を作製した。
<Preparation of rubber composition and preparation of vulcanized rubber test piece>
Each component was blended according to the formulation of Table 1 and kneaded with a Banbury mixer to prepare a rubber composition.
The obtained rubber composition was extruded by a 3-inch roll and further vulcanized and pressed to prepare a vulcanized rubber test piece having a width of 75 mm, a length of 150 mm and a thickness of 2 mm.
表1中の成分の詳細は次のとおりである。
(1)ゴム成分
・NR:天然ゴム、RSS#4
・BR:ポリブタジエンゴム、宇部興産(株)製、商品名「UBEPOL-BR150L」
Details of the components in Table 1 are as follows.
(1) Rubber component / NR: Natural rubber, RSS # 4
・ BR: Polybutadiene rubber, manufactured by Ube Industries, Ltd., product name "UBEPOL-BR150L"
(2)カーボンブラック
・カーボンブラック1:窒素吸着表面積(N2SA):119m2/g、DBP吸油量:114cm3/100g
・カーボンブラック2:窒素吸着表面積(N2SA):29m2/g、DBP吸油量:89cm3/100g
(3)ステアリン酸:新日本理化(株)製、商品名「ステアリン酸50S」
(4)酸化亜鉛:東邦亜鉛(株)製、商品名「銀嶺SR」
(5)ワックス:精工化学(株)製、商品名「サンタイトS」
(6)老化防止剤:N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン、住友化学(株)製、商品名「ANTIGENE6C」
(7)加硫促進剤:NS、N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、大内新興化学工業(株)製、商品名「ノクセラーNS−F」
(8)硫黄:鶴見化学工業(株)製、商品名「サルファックス5」
(2) Carbon black Carbon black 1: nitrogen adsorption surface area (N 2 SA): 119m 2 / g, DBP oil absorption: 114 cm 3/100 g
Carbon black 2: Nitrogen adsorption surface area (N 2 SA): 29m 2 / g, DBP oil absorption: 89cm 3/100 g
(3) Stearic acid: Shin-Nippon Rika Co., Ltd., trade name "Stearic acid 50S"
(4) Zinc oxide: Toho Zinc Co., Ltd., trade name "Ginrei SR"
(5) Wax: Seiko Chemical Co., Ltd., trade name "Santite S"
(6) Anti-aging agent: N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenyl-p-phenylenediamine, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., trade name "ANTIGENE6C"
(7) Vulcanization accelerator: NS, N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide, manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd., trade name "Noccer NS-F"
(8) Sulfur: product name "Salfax 5" manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.
<アクチュエータの作製>
(1)実施例3については、下記のとおりアクチュエータを作製した。
1.チューブの作製
得られたゴム組成物を押出し成形機で加工することにより、長さ300mmの円筒形状の単層チューブを作製した。
<Production of actuator>
(1) For Example 3, the actuator was manufactured as follows.
1. Preparation of Tube A cylindrical single-layer tube having a length of 300 mm was prepared by processing the obtained rubber composition with an extrusion molding machine.
2.スリーブの作製
原糸として、2200dtexのアラミド繊維を2本用い、12回/10cmの下撚りをかけ、更に12回/10cmの上撚りをかけて、直径0.7mmのアラミド繊維コードを作製した。該アラミド繊維コード64本を編み込んで作製した網目状のスリーブを用意した。このスリーブは、横断面において円周上にアラミド繊維コードが64本観察される網目状筒状体であった。具体的には、このスリーブは、等間隔、平行かつ螺旋状に配置された32本のアラミド繊維コードと、この32本のアラミド繊維コードと斜交するとともに、等間隔、平行かつ螺旋状に配置された他の32本のアラミド繊維コードとが交互に編み込まれてなる網目状筒状体であり、各コードのスリーブの軸方向に対する角度は25度であった。
2. Manufacture of Sleeve Two 2200 dtex aramid fibers were used as the raw yarns, 12 times / 10 cm of lower twist was applied, and further 12 times / 10 cm of upper twist was applied to manufacture an aramid fiber cord having a diameter of 0.7 mm. A mesh-like sleeve produced by braiding 64 aramid fiber cords was prepared. This sleeve was a mesh-like tubular body in which 64 aramid fiber cords were observed on the circumference in the cross section. Specifically, this sleeve has 32 aramid fiber cords arranged at equal intervals in parallel and spirally, and the 32 aramid fiber cords obliquely intersect with each other and arranged at equal intervals in parallel and spirally. The other 32 aramid fiber cords thus produced were alternately knitted into a mesh tubular body, and the angle of each cord with respect to the axial direction of the sleeve was 25 degrees.
3.アクチュエータの作製
前記チューブと前記網目状のスリーブとを用いて、図1及び図2に示す構造のアクチュエータを作製した。なお、封止機構200と封止機構300との間の長さは250mmである。アクチュエータに組み込まれたチューブの作動油としては、コスモスーパーエポック株式会社製UF46を用いた。
なお、入力応答性に問題ないことを確認した。
3. Manufacture of Actuator An actuator having a structure shown in FIGS. 1 and 2 was manufactured using the tube and the mesh sleeve. The length between the sealing mechanism 200 and the sealing mechanism 300 is 250 mm. As the hydraulic oil for the tube incorporated in the actuator, UF46 manufactured by Cosmo Super Epoch Co., Ltd. was used.
It was confirmed that there was no problem in input responsiveness.
(2)実施例1、2、4、5及び比較例1〜6については、下記のとおりアクチュエータを作製する。
1.チューブの作製
得られたゴム組成物を押出し成形機で加工することにより、長さ300mmの円筒形状の単層チューブを作製する。
(2) For Examples 1, 2, 4, 5 and Comparative Examples 1 to 6, actuators are manufactured as follows.
1. Preparation of Tube A cylindrical single-layer tube having a length of 300 mm is prepared by processing the obtained rubber composition with an extrusion molding machine.
2.スリーブの作製
原糸として、2200dtexのアラミド繊維を2本用い、12回/10cmの下撚りをかけ、更に12回/10cmの上撚りをかけて、直径0.7mmのアラミド繊維コードを作製する。該アラミド繊維コード64本を編み込んで作製した網目状のスリーブを用意する。このスリーブは、横断面において円周上にアラミド繊維コードが64本観察される網目状筒状体である。具体的には、このスリーブは、等間隔、平行かつ螺旋状に配置された32本のアラミド繊維コードと、この32本のアラミド繊維コードと斜交するとともに、等間隔、平行かつ螺旋状に配置された他の32本のアラミド繊維コードとが交互に編み込まれてなる網目状筒状体であり、各コードのスリーブの軸方向に対する角度は25度である。
2. Fabrication of sleeve Two 2200 dtex aramid fibers are used as a raw yarn, 12 times / 10 cm of undertwisting is performed, and further 12 times / 10 cm of overtwisting are performed to produce an aramid fiber cord having a diameter of 0.7 mm. A mesh-like sleeve made by braiding 64 aramid fiber cords is prepared. This sleeve is a mesh-like tubular body in which 64 aramid fiber cords are observed on the circumference in the cross section. Specifically, this sleeve has 32 aramid fiber cords arranged at equal intervals in parallel and spirally, and the 32 aramid fiber cords obliquely intersect with each other and arranged at equal intervals in parallel and spirally. The other 32 aramid fiber cords thus formed are alternately knitted into a mesh-like tubular body, and the angle of each cord with respect to the axial direction of the sleeve is 25 degrees.
3.アクチュエータの作製
前記チューブと前記網目状のスリーブとを用いて、図1及び図2に示す構造のアクチュエータを作製する。なお、封止機構200と封止機構300との間の長さは250mmである。アクチュエータに組み込まれたチューブの作動油としては、コスモスーパーエポック株式会社製UF46を用いる。
3. Manufacture of Actuator An actuator having the structure shown in FIGS. 1 and 2 is manufactured using the tube and the mesh sleeve. The length between the sealing mechanism 200 and the sealing mechanism 300 is 250 mm. UF46 manufactured by Cosmo Super Epoch Co., Ltd. is used as the hydraulic oil for the tube incorporated in the actuator.
<評価>
1.引張応力(M200)
加硫ゴム試験片をダンベル状8号形の試験片に加工し、JIS K 6251(2017年)に基づき、測定温度25℃で200%伸長した時のモジュラス引張弾性率を求めた。
<Evaluation>
1. Tensile stress (M200)
The vulcanized rubber test piece was processed into a dumbbell-shaped No. 8 test piece, and based on JIS K 6251 (2017), the modulus tensile elastic modulus at 200% elongation at a measurement temperature of 25 ° C. was obtained.
2.耐摩耗性
加硫ゴム試験片について、ランボーン式摩耗試験機を用い、室温におけるスリップ率60%での摩耗量を測定した。
実施例2の加硫ゴム試験片の摩耗量の逆数を100として指数表示した。指数値が大きい程、摩耗量が少なく、耐摩耗性に優れることを示す。
2. Abrasion resistance With respect to the vulcanized rubber test piece, the amount of abrasion at a slip ratio of 60% at room temperature was measured using a Lambourn abrasion tester.
The reciprocal of the wear amount of the vulcanized rubber test piece of Example 2 was set as 100 and expressed as an index. The larger the index value, the smaller the amount of wear and the better the wear resistance.
3.作業性
調製したゴム組成物について、JIS−K6300−1:2001に準拠して、ムーニー粘度計(モンサント社製RPA)によって、L型ローターを用い、130℃の条件下で、ゴム組成物のムーニー粘度[ML1+4/130℃]を測定した。
ゴム組成物のムーニー粘度の値は、実施例2の値を100として各実施例及び比較例の指数化し、下記基準にて評価した。
(評価基準)
○:指数が100以上であり、ゴム組成物の流れ性が良く、作業性に優れる。
×:指数が100未満であり、ゴム組成物の流れ性が悪く、作業性に優れない。
3. Workability Regarding the prepared rubber composition, the Mooney viscometer (RPA manufactured by Monsanto Co., Ltd.) was used according to JIS-K6300-1: 2001, and the Mooney of the rubber composition was used under the condition of 130 ° C. using an L-type rotor. The viscosity [ML 1 + 4/130 ° C.] was measured.
The value of the Mooney viscosity of the rubber composition was indexed in each Example and Comparative Example with the value of Example 2 being 100, and evaluated according to the following criteria.
(Evaluation criteria)
◯: The index is 100 or more, the flowability of the rubber composition is good, and the workability is excellent.
X: The index is less than 100, the flowability of the rubber composition is poor, and the workability is not excellent.
表1からわかるように、ゴム成分が、ガラス転移温度が−85℃以下のジエン系ゴムを60質量%以上含まない比較例1のゴム組成物、ゴム組成物中の本発明のカーボンブラックの含有量がゴム成分100質量部に対して30〜80質量部でない比較例3のゴム組成物は、加硫ゴムの耐摩耗性に優れない。更に、比較例3のゴム組成物は、ムーニー粘度が高く、作業性に優れない。
一方、実施例のゴム組成物は、加硫ゴムの耐摩耗性に優れることがわかる。
As can be seen from Table 1, the rubber component of Comparative Example 1 containing 60% by mass or more of a diene rubber having a glass transition temperature of −85 ° C. or less, and the inclusion of the carbon black of the present invention in the rubber composition. The rubber composition of Comparative Example 3 in which the amount is not 30 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component is not excellent in abrasion resistance of the vulcanized rubber. Furthermore, the rubber composition of Comparative Example 3 has a high Mooney viscosity and is not excellent in workability.
On the other hand, it can be seen that the rubber compositions of the examples have excellent abrasion resistance of the vulcanized rubber.
10:アクチュエータ
20:連結部
100:アクチュエータ本体部
110:チューブ
111:内層
112:最外層
120:スリーブ
200:封止機構
210:封止部材
211:胴体部
212:鍔部
213:凹凸部
214:小径部
215:通過孔
220:係止リング
230:かしめ部材
231:圧痕
300:封止機構
400:フィッティング
410:通過孔
DAX:軸方向
DR:径方向
10: Actuator 20: Connection part 100: Actuator body part 110: Tube 111: Inner layer 112: Outermost layer 120: Sleeve 200: Sealing mechanism 210: Sealing member 211: Body part 212: Collar part 213: Uneven part 214: Small diameter Part 215: Passage hole 220: Locking ring 230: Caulking member 231: Indentation 300: Sealing mechanism 400: Fitting 410: Passage hole D AX : Axial direction D R : Radial direction
Claims (10)
窒素吸着比表面積が75〜180m2/gであり、DBP給油量が100〜140cm3/100gであるカーボンブラックと、
加硫促進剤と、
硫黄と
を含み、
前記カーボンブラックの含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して30〜80質量部であり、前記加硫促進剤と前記硫黄との合計量がゴム成分100質量部に対して1.5質量部よりも多く、
加硫ゴム特性として、25℃で200%伸長した時のモジュラス引張弾性率が4.5MPa以上であるアクチュエータ用ゴム組成物。 A rubber component containing a diene rubber having a glass transition temperature of −85 ° C. or lower in an amount of 60% by mass or more and less than 100% by mass;
Nitrogen adsorption specific surface area of 75~180m 2 / g, and carbon black as a DBP oil absorption is 100~140cm 3 / 100g,
A vulcanization accelerator,
Including sulfur,
The content of the carbon black is 30 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component, and the total amount of the vulcanization accelerator and the sulfur is 1.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. More than a section,
A rubber composition for an actuator, which has a vulcanized rubber property of having a modulus tensile elastic modulus of 4.5 MPa or more when stretched 200% at 25 ° C.
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