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Abstract
Description
本発明は、オイルシール等の密封部材に関する。 The present invention relates to a sealing member such as an oil seal.
トランスミッションやディファレンシャルギヤ用のオイルシールをはじめ、自動車では多くのオイルシールが用いられている。
自動車用途のオイルシールは、オイルの密封性とともに低燃費化の要求に伴い低トルク化が求められている。
Many oil seals are used in automobiles, including oil seals for transmissions and differential gears.
Oil seals for automobiles are required to have low torque as well as oil sealing performance in accordance with the demand for low fuel consumption.
密封部材の低トルク化を図る手法としては、相手部材と摺動するゴム部材を低摩擦化する手法が提案されている。
具体的には、例えば、黒鉛、二硫化モリブテン、ポリテトラフルオロエチレンなどの固体潤滑剤を上記ゴム部材に配合する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、固体潤滑剤は通常、オイルが切れた状態等の貧潤滑状態になってはじめて自己潤滑性を発現する。そのため、内部空間に封入した多量のオイルによる良好な潤滑下で常時使用されるオイルシールに上記固体潤滑剤を配合しても、更なる低摩擦化を図ることは困難であった。
As a method for reducing the torque of the sealing member, a method for reducing the friction of the rubber member sliding with the mating member has been proposed.
Specifically, for example, a method of blending a solid lubricant such as graphite, molybdenum disulfide, or polytetrafluoroethylene into the rubber member is known (see, for example, Patent Document 1).
However, the solid lubricant usually develops self-lubricating property only when it is in a poor lubrication state such as a state where the oil has run out. Therefore, even if the solid lubricant is added to the oil seal that is always used under good lubrication by a large amount of oil sealed in the internal space, it is difficult to further reduce the friction.
また、オイルシールの低トルク化を図る手法として、例えば、特許文献２は、オイルシールの摺動部に梨地加工とコーティング処理とを施す手法を提案している。 Further, as a method for reducing the torque of the oil seal, for example, Patent Document 2 proposes a method of applying a satin finish and a coating treatment to the sliding portion of the oil seal.
特許文献２で提案されたオイルシールによれば、摺動部に梨地加工とコーティング処理とが施されているため、相手部材との接触面積を低減してオイルシールの低トルク化を図ることができる。しかしながら、コーティング層が磨滅すると、その後は早期に低トルク化効果が消失するという問題があった。 According to the oil seal proposed in Patent Document 2, since the sliding portion is subjected to satin finish and coating treatment, it is possible to reduce the contact area with the mating member and reduce the torque of the oil seal. can. However, when the coating layer is worn out, there is a problem that the torque reduction effect disappears at an early stage thereafter.
本発明は、このような状況のもと、密封性を維持しつつ、長期間に亘って低トルク化を図ることができる密封部材を提供することを目的する。 It is an object of the present invention to provide a sealing member capable of reducing torque for a long period of time while maintaining sealing property under such a situation.
本発明の密封部材は、未加硫のフッ素ゴム、アルミナ、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル・アミノエチル）チタネート、及び加硫剤を含み、
各成分の含有量は、上記フッ素ゴム１００質量部に対して、
上記アルミナが１０〜５０質量部、
上記イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル・アミノエチル）チタネートが０．２〜３質量部、
上記加硫剤が０．４〜２０質量部、
であるゴム組成物の加硫物からなる摺動部を有する。
The sealing member of the present invention contains unvulcanized fluororubber, alumina, isopropyltri (N-aminoethyl / aminoethyl) titanate, and a vulcanizing agent.
The content of each component is based on 100 parts by mass of the fluororubber.
The above alumina is 10 to 50 parts by mass,
0.2 to 3 parts by mass of the above isopropyltri (N-aminoethyl / aminoethyl) titanate,
The above vulcanizing agent is 0.4 to 20 parts by mass,
It has a sliding portion made of a vulcanized product of a rubber composition.
本発明の密封部材は、密封部材の摺動部を構成する上記ゴム組成物の加硫物が、フッ素ゴムをゴム成分とし、このゴム成分中に、充填剤としてのアルミナと、カップリング剤であるイソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル・アミノエチル）チタネートとを組み合わせて含有している。そのため、上記密封部材は、密封性を維持しつつ、長期間に亘って低トルク化を図ることができる。
この理由は、以下のように考えている。
上記密封部材を構成する加硫物は、架橋したフッ素ゴム中にアルミナが含まれているため硬さが確保されており、当該加硫物からなる摺動部の低トルク化を図ることができる。
また、上記ゴム組成物の加硫物は、アルミナを特定のカップリング剤と併用しているため、上記アルミナが摺動時に摺動面から脱落しにくく、アルミナの脱落による硬さの低下や摺動面における凹凸の形成が回避される。そのため、上記加硫物からなる摺動部を備えた密封部材は、リップ先端と回転軸等の相手部材との間の隙間が過大にならず、アルミナをしゅう動部に保持し続けるため、長期間に亘って密封性と低トルク性能とを維持することができる。
In the sealing member of the present invention, the vulcanized product of the rubber composition constituting the sliding portion of the sealing member contains fluororubber as a rubber component, and in this rubber component, alumina as a filler and a coupling agent are used. It is contained in combination with a certain isopropyltri (N-aminoethyl / aminoethyl) titanate. Therefore, the sealing member can reduce the torque for a long period of time while maintaining the sealing property.
The reason for this is thought to be as follows.
Since the vulcanized product constituting the sealing member contains alumina in the crosslinked fluororubber, the hardness is ensured, and the torque of the sliding portion made of the vulcanized product can be reduced. ..
Further, since the vulcanized product of the rubber composition uses alumina in combination with a specific coupling agent, it is difficult for the alumina to fall off from the sliding surface when sliding, and the hardness is reduced or the sliding surface is caused by the falling off of the alumina. The formation of irregularities on the moving surface is avoided. Therefore, the sealing member provided with the sliding portion made of the vulcanized product is long because the gap between the tip of the lip and the mating member such as the rotating shaft does not become excessive and the alumina is continuously held in the sliding portion. Sealability and low torque performance can be maintained over a period of time.
上記密封部材において、上記未加硫のフッ素ゴムは、フッ化ビニリデンと６フッ化プロピレンとの共重体であることが好ましい。
また、上記密封部材において、上記ゴム組成物は、受酸剤を更に含み、
上記加硫剤がポリオール系加硫剤であり、
上記受酸剤は、上記フッ素ゴム１００質量部に対する含有量が、３〜１０質量部の水酸化カルシウム及び１〜５質量部の酸化マグネシウムである、ことが好ましい。
更に、上記密封部材において、上記ゴム組成物は、上記フッ素ゴム１００質量部に対する含有量が、３〜５０質量部のカーボンブラックを更に含有する、ことが好ましい。
これらの場合、要求される密封性を確保しつつ、密封部材の低トルク化を図るのにより好適である。
In the sealing member, the unvulcanized fluororubber is preferably a copolymer of vinylidene fluoride and propylene hexafluoride.
Further, in the sealing member, the rubber composition further contains an acid receiving agent, and the rubber composition further contains an acid receiving agent.
The above vulcanizing agent is a polyol-based vulcanizing agent.
The acid receiving agent preferably has a content of 3 to 10 parts by mass of calcium hydroxide and 1 to 5 parts by mass of magnesium oxide with respect to 100 parts by mass of the fluororubber.
Further, in the sealing member, it is preferable that the rubber composition further contains carbon black having a content of 3 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluororubber.
In these cases, it is more preferable to reduce the torque of the sealing member while ensuring the required sealing performance.
本発明の密封部材によれば、密封性を維持しつつ、長期間に亘って低トルク化を図ることができる。 According to the sealing member of the present invention, it is possible to reduce the torque for a long period of time while maintaining the sealing property.
以下、本発明の実施形態にかかる密封部材について図面を参照しながら詳述する。
［第１実施形態］
図１は、本実施形態にかかるオイルシールの断面図である。
オイルシール１０は環状に形成され、その外周部の外周面が、例えばトランスミッションのハウジング３５等に固定され、内周部のリップ先端２４が回転軸３６等の相手部材の軸表面のリップ当たり面３６ａに摺接し、ハウジング３５と回転軸３６との間の空間内に封入した潤滑油等を密封する。
オイルシール１０は、金属環１１と弾性部材１２とを加硫接着してなる。金属環１１は、軸方向に平行な部分１４と、垂直な部分１５とによって断面Ｌ字形状に屈曲して形成されている。弾性部材１２は、金属環１１の平行部分１４の外周面及び垂直部分１５の軸方向一側面を覆うように接着されるとともに、径方向内側に保護リップ１９及び回転軸３６との摺接部となるリップ先端２４を備えるリップ頭部１８を備えている。リップ頭部１８の外周面には、締め付け力を補助するためのガータばね１３が設けられている。
Hereinafter, the sealing member according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an oil seal according to the present embodiment.
The
The
保護リップ１９は、回転軸３６に向かって延び、回転軸３６との間の粉塵の通過を阻止している。また、保護リップ１９は、リップ頭部１８から離れる方向へ向けて斜めに延びている。
リップ頭部１８は、金属環１１の平行部分１４の内周側に配置されるとともに、その外周面にガータばね１３を嵌合するばね溝１８ａを有し、内周面は、径方向内方に向けて先細り形状となっている。したがって、リップ頭部１８の内周面には、先細り形状のリップ先端（境界縁）２４を境として軸方向両側に、互いに反対方向側に傾斜する２つのリップ側面２０，２３が形成されている。
The
The
保護リップ１９から離れて配置された一方のリップ側面２０は、密封流体側に配置されたリップ密封液側面とされ、保護リップ１９側に配置された他方のリップ側面２３は、リップ大気側面とされている。リップ頭部１８では、主にリップ先端２４が、回転軸３６のリップ当たり面（軸の表面）３６ａに摺接する。なお、リップ頭部１８は、リップ先端２４が回転軸３６のリップ当たり面３６ａに接触することによって径外方向に湾曲し、変形したリップ先端２４とその近傍のリップ密封液側面２０とリップ大気側面２３とがリップ当たり面３６ａに接触するが、図１では、湾曲していない状態のリップ頭部１８を示している。
One
リップ頭部１８を含む弾性部材１２は、ゴム組成物の加硫物からなる。上記ゴム組成物は、未加硫のフッ素ゴムと、アルミナと、特定のカップリング剤とを含む。
オイルシール１０は、弾性部材１２が上記加硫物からなるため、優れた密封性を維持しつつ、長期間に亘って低トルク化を図ることができる。
オイルシール１０のリップ先端２４は、上記加硫物からなるため摩擦係数が低く、また、回転軸３６のリップ当たり面３６ａとの摺接によってアルミナの脱落が生じにくい。そのため、オイルシール１０は、トルクが低く、かつ十分な密封性を備えた状態を長期間に亘って維持することができると考えている。
The
Since the
Since the
以下、上記ゴム組成物について詳述する。
上記ゴム組成物は、原料ゴムとしての未加硫のフッ素ゴムと、アルミナと、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル・アミノエチル）チタネートと、加硫剤とを含有する。
上記ゴム組成物は、アルミナと特定のカップリング剤とがこの組み合わせで含まれていることが重要であり、これによってオイルシールとしての密封性を維持しつつ、当該オイルシールの低トルク化を図ることができる。
以下、本明細書では、単にフッ素ゴムと記載した場合、未加硫のフッ素ゴムを指すこととする。
Hereinafter, the rubber composition will be described in detail.
The rubber composition contains unvulcanized fluororubber as a raw material rubber, alumina, isopropyltri (N-aminoethyl / aminoethyl) titanate, and a vulcanizing agent.
It is important that the rubber composition contains alumina and a specific coupling agent in this combination, thereby reducing the torque of the oil seal while maintaining the sealing property of the oil seal. be able to.
Hereinafter, in the present specification, when simply referred to as fluororubber, it refers to unvulcanized fluororubber.
上記フッ素ゴムとしては、例えば、フッ化ビニリデン系ゴム（ＦＫＭ）、４フッ化エチレン−プロピレン系ゴム（ＦＥＰＭ）、４フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル系ゴム（ＦＦＫＭ）等が挙げられる。
これらの中では、フッ化ビニリデン系ゴムが好ましい。
Examples of the fluororubber include vinylidene fluoride rubber (FKM), ethylene tetrafluoride-propylene rubber (FEPM), ethylene tetrafluoride-perfluoroalkyl vinyl ether rubber (FFKM) and the like.
Among these, vinylidene fluoride rubber is preferable.
上記フッ化ビニリデン系ゴム（ＦＫＭポリマーとも呼ばれる）としては、例えば、フッ化ビニリデンと６フッ化プロピレンとの共重合体（ＶＤＦ−ＨＥＰ）、フッ化ビニリデンと６フッ化プロピレンと４フッ化エチレンとの共重合体（ＶＤＦ−ＨＥＰ−ＴＦＥ）、フッ化ビニリデンとパーフルオロアルキルビニルエーテルと６フッ化プロピレンと４フッ化エチレンとの共重合体等が挙げられる。
上記フッ化ビニリデン系ゴムとしては、フッ化ビニリデンと６フッ化プロピレンとの共重合体（ＶＤＦ−ＨＥＰ）がより好ましい。オイルシールに必要な耐環境性(耐熱・耐寒)や耐油性に優れるからである。
上記フッ素ゴムは、１種のみを用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
上記フッ素ゴムは、市販品を用いることもできる。
Examples of the vinylidene fluoride-based rubber (also referred to as FKM polymer) include a copolymer of vinylidene fluoride and propylene hexafluoride (VDF-HEP), vinylidene fluoride, propylene hexafluoride, and ethylene tetrafluoride. (VDF-HEP-TFE), a copolymer of vinylidene fluoride, perfluoroalkyl vinyl ether, propylene hexafluoride, and ethylene tetrafluoride.
As the vinylidene fluoride rubber, a copolymer of vinylidene fluoride and propylene hexafluoride (VDF-HEP) is more preferable. This is because it has excellent environmental resistance (heat resistance / cold resistance) and oil resistance required for oil seals.
Only one type of the above-mentioned fluororubber may be used, or two or more types may be used in combination.
As the fluororubber, a commercially available product can also be used.
上記未加硫のフッ素ゴムは、ムーニー粘度（ＭＬ１＋１０（１００℃））が１０〜１００であることが好ましく、２０〜８０であることがより好ましく、３０〜６０であることが更に好ましい。
加硫成型時、フッ素ゴムを含む上記ゴム組成物は、金型内の空間に、熱により軟化・流動して充填される。このとき、上記ムーニー粘度が小さいと、フッ素ゴムの軟化が過大になり、金型間の隙間から漏れたり、内圧の不足によって狙いとしたゴム組成物の加硫物(オイルシール)が得られなかったりする場合がある。一方、上記ムーニー粘度が大きいと、加硫成型時の上記ゴム組成物の流動速度が著しく低下し、金型内の空間に充填される前にフッ素ゴムの加硫反応が進行してしまい、狙いとしたゴム組成物の加硫物(オイルシール)が得られない場合がある。そのため、本発明の実施形態では、上記範囲のムーニー粘度を有するフッ素ゴムを用いることが好ましい。
上記ムーニー粘度（ＭＬ１＋１０（１００℃））は、ＪＩＳ Ｋ ６３００−１に準拠して測定される値である。
The unvulcanized fluororubber preferably has a Mooney viscosity (ML 1 + 10 (100 ° C.)) of 10 to 100, more preferably 20 to 80, and even more preferably 30 to 60.
At the time of vulcanization molding, the rubber composition containing fluororubber is softened and fluidized by heat and filled in the space in the mold. At this time, if the Mooney viscosity is small, the fluororubber softens excessively, leaks from the gap between the molds, or the target vulcanized product (oil seal) of the rubber composition cannot be obtained due to insufficient internal pressure. It may happen. On the other hand, if the Mooney viscosity is high, the flow rate of the rubber composition at the time of vulcanization molding is remarkably lowered, and the vulcanization reaction of the sulfur rubber proceeds before the space in the mold is filled. The vulcanized product (oil seal) of the rubber composition may not be obtained. Therefore, in the embodiment of the present invention, it is preferable to use fluororubber having Mooney viscosity in the above range.
The Mooney viscosity (ML 1 + 10 (100 ° C.)) is a value measured according to JIS K 630-1.
上記ゴム組成物を加硫する場合、その加硫系は、ポリオール加硫系、パーオキサイド加硫系、ポリアミン加硫系のいずれであってよい。
よって、上記加硫剤としては、例えば、ビスフェノール等のポリオール系加硫剤、有機過酸化物、モノアミン、ジアミン、ポリアミン等のアミン化合物が挙げられる。
上記加硫系は、ビスフェノールを用いたポリオール加硫系が好ましい。この理由は、上記ゴム組成物の加硫物からなるオイルシールのリップ先端が回転軸等と摺動したとき、当該リップ先端が摩耗しにくく、オイルシールによる長期密封性が良好だからである。
When the rubber composition is vulcanized, the vulcanization system may be any of a polyol vulcanization system, a peroxide vulcanization system, and a polyamine vulcanization system.
Therefore, examples of the vulcanizing agent include polyol-based vulcanizing agents such as bisphenol, and amine compounds such as organic peroxides, monoamines, diamines, and polyamines.
The vulcanization system is preferably a polyol vulcanization system using bisphenol. The reason for this is that when the lip tip of the oil seal made of the vulcanized product of the rubber composition slides with the rotating shaft or the like, the lip tip is less likely to wear and the long-term sealing property of the oil seal is good.
上記ビスフェノールとしては、例えば、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン［ビスフェノールＡ］、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）パーフルオロプロパン［ビスフェノールＡＦ］、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホン［ビスフェノールＳ］、ビスフェノールＡ−ビス（ジフェニルホフェート）、４，４′−ジヒドロキシジフェニル、４，４′−ジヒドロキシジフェニルメタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン等が挙げられる。これらのポリヒドロキシ芳香族化合物は、アルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩などであってもよい。
これらのなかでは、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡＦが好ましい。
Examples of the bisphenol include 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane [bisphenol A], 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) perfluoropropane [bisphenol AF], and bis (4-hydroxyphenyl). Examples thereof include sulfone [bisphenol S], bisphenol A-bis (diphenylhofate), 4,4'-dihydroxydiphenyl, 4,4'-dihydroxydiphenylmethane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) butane and the like. These polyhydroxy aromatic compounds may be alkali metal salts, alkaline earth metal salts, or the like.
Among these, bisphenol A and bisphenol AF are preferable.
上記加硫剤の含有量は、上記フッ素ゴム１００質量部に対して、０．４〜２０質量部である。
上記加硫剤の含有量が０．４質量部未満では、上記ゴム組成物の加硫物の架橋密度が小さく、硬さが低くなる。そのため、オイルシールの緊迫力が低くなり、密封性に劣ることがある。一方、上記加硫剤の添加量が２０重量部を超えると、上記加硫物の架橋密度が大きく、硬さが高くなる。そのため、オイルシールのリップ先端の追随性が低くなり、この場合も密封性に劣ることがある。
上記加硫剤がビスフェノールの場合、その含有量は、上記フッ素ゴム１００質量部に対して、０．５〜１０質量部で好ましく、１〜５質量部がより好ましい。
The content of the vulcanizing agent is 0.4 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluororubber.
When the content of the vulcanizing agent is less than 0.4 parts by mass, the crosslink density of the vulcanized product of the rubber composition is small and the hardness is low. Therefore, the tension of the oil seal becomes low, and the sealing performance may be inferior. On the other hand, when the amount of the vulcanizing agent added exceeds 20 parts by weight, the crosslink density of the vulcanized product becomes large and the hardness becomes high. Therefore, the followability of the lip tip of the oil seal becomes low, and in this case as well, the sealing performance may be inferior.
When the vulcanizing agent is bisphenol, the content thereof is preferably 0.5 to 10 parts by mass, more preferably 1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluororubber.
上記ゴム組成物は、加硫系がポリオール加硫系又はアミン加硫系の場合、受酸剤を含有することが好ましい。
上記受酸剤は、ポリオール加硫やアミン加硫の際に発生する酸性物質を中和するために用いられるものである。
上記受酸剤としては、例えば、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、酸化亜鉛、ハイドロタルサイト等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
When the vulcanization system is a polyol vulcanization system or an amine vulcanization system, the rubber composition preferably contains an acid receiving agent.
The acid receiving agent is used to neutralize an acidic substance generated during polyol vulcanization or amine vulcanization.
Examples of the acid receiving agent include magnesium oxide, calcium hydroxide, calcium oxide, zinc oxide, hydrotalcite and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
上記受酸剤としては、水酸化カルシウムと酸化マグネシウムとを組み合わせて用いることが好ましい。
水酸化カルシウムは、ゴム組成物の加硫物の架橋密度を適度に調整することができ、ゴム組成物の加硫物の摩擦係数を低下させ、反発弾性率を低下させることができる。また、水酸化カルシウムは、成形時の発泡を起こしにくい。酸化マグネシウムは、ゴム組成物の加硫物の反発弾性率を低下させたり、ゴム組成物の加硫物の低摩擦係数や低粘着力を確保したりするのに適している。そのため、両者を組み合わせて用いることでこれらの効果を享受することができる。
この場合、上記受酸剤の含有量は、上記フッ素ゴム１００質量部に対して、水酸化カルシウムが３〜１０質量部であり、酸化マグネシウムが１〜５質量部であることが好ましい。
As the acid receiving agent, it is preferable to use calcium hydroxide and magnesium oxide in combination.
Calcium hydroxide can appropriately adjust the crosslink density of the vulcanized product of the rubber composition, reduce the coefficient of friction of the vulcanized product of the rubber composition, and reduce the elastic modulus. In addition, calcium hydroxide is less likely to cause foaming during molding. Magnesium oxide is suitable for lowering the impact elastic modulus of the vulcanized product of the rubber composition and ensuring a low coefficient of friction and a low adhesive force of the vulcanized product of the rubber composition. Therefore, these effects can be enjoyed by using both in combination.
In this case, the content of the acid receiving agent is preferably 3 to 10 parts by mass of calcium hydroxide and 1 to 5 parts by mass of magnesium oxide with respect to 100 parts by mass of the fluororubber.
上記ゴム組成物は、必要に応じて加硫促進剤を含有してもよい。
上記ゴム組成物の加硫系がポリオール加硫系の場合、上記加硫促進剤としては、例えば、第４級ホスホニウム塩を用いることができる。
上記ゴム組成物の加硫系がポリオール加硫系の場合、上記加硫促進剤の含有量は、上記フッ素ゴム１００質量部に対して、０．３〜２０質量部が好ましい。
上記加硫促進剤の含有量が少ないと、上記ゴム組成物の加硫物の架橋密度が小さく、硬さが低くなる。そのため、オイルシールの緊迫力が低くなり、密封性に劣ることがある。一方、上記加硫促進剤の添加量が多いと、上記加硫物の架橋密度が大きく、硬さが高くなる。そのため、オイルシールのリップ先端の追随性が低くなり、この場合も密封性に劣ることがある。
The rubber composition may contain a vulcanization accelerator, if necessary.
When the vulcanization system of the rubber composition is a polyol vulcanization system, for example, a quaternary phosphonium salt can be used as the vulcanization accelerator.
When the vulcanization system of the rubber composition is a polyol vulcanization system, the content of the vulcanization accelerator is preferably 0.3 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluororubber.
When the content of the vulcanization accelerator is small, the crosslink density of the vulcanized product of the rubber composition is small and the hardness is low. Therefore, the tension of the oil seal becomes low, and the sealing performance may be inferior. On the other hand, when the amount of the vulcanization accelerator added is large, the crosslink density of the vulcanized product is large and the hardness is high. Therefore, the followability of the lip tip of the oil seal becomes low, and in this case as well, the sealing performance may be inferior.
上記第４級ホスホニウム塩の具体例としては、例えば、テトラフェニルホスホニウムクロライド、トリフェニルベンジルホスホニウムクロライド、トリフェニルベンジルホスホニウムブロマイド、トリフェニルメトキシメチルホスホニウムクロライド、トリフェニルメチルカルボニルメチルホスホニウムクロライド、トリフェニルエトキシカルボニルメチルホスホニウムクロライド、トリオクチルベンジルホスホニウムクロライド、トリオクチルメチルホスホニウムブロマイド、トリオクチルエチルホスホニウムアセテート、トリオクチルエチルホスホニウムジメチルホスフェート、テトラオクチルホスホニウムクロライド、セチルジメチルベンジルホスホニウムクロライド等が挙げられる。 Specific examples of the quaternary phosphonium salt include tetraphenylphosphonium chloride, triphenylbenzylphosphonium chloride, triphenylbenzylphosphonium bromide, triphenylmethoxymethylphosphonium chloride, triphenylmethylcarbonylmethylphosphonium chloride, and triphenylethoxycarbonyl. Examples thereof include methylphosphonium chloride, trioctylbenzylphosphonium chloride, trioctylmethylphosphonium bromide, trioctylethylphosphonium acetate, trioctylethylphosphonium dimethyl phosphate, tetraoctylphosphonium chloride, cetyldimethylbenzylphosphonium chloride and the like.
上記ゴム組成物は、充填剤としてのアルミナを含有する。
上記アルミナの形状は特に限定されないが、球状または塊状が好ましい。
上記アルミナの粒子径は、１〜６０μｍが好ましい。上記粒子径が１μｍ未満では、オイルシールの摺動部にアルミナが露出し難く、低トルク化の効果を得られにくくなる。一方、上記粒子径が６０μｍを超えるとオイルシールの摺動幅よりもアルミナの粒子径が大きくなってしまい、オイルシールの密封性が損なわれる場合がある。
上記アルミナの粒径は、コールターカウンター法により測定した粒子径ｄ５０である。
上記アルミナは、市販品を用いることができる。市販品のアルミナとしては、例えば、昭和電工社製、アルナビーズ ＣＢシリーズや、ＡＳシリーズ等が挙げられる。
The rubber composition contains alumina as a filler.
The shape of the alumina is not particularly limited, but is preferably spherical or lumpy.
The particle size of the alumina is preferably 1 to 60 μm. If the particle size is less than 1 μm, alumina is less likely to be exposed on the sliding portion of the oil seal, and it is difficult to obtain the effect of lowering the torque. On the other hand, if the particle size exceeds 60 μm, the particle size of alumina becomes larger than the sliding width of the oil seal, and the sealing property of the oil seal may be impaired.
The particle size of the alumina is the particle size d50 measured by the Coulter counter method.
Commercially available products can be used as the above alumina. Examples of commercially available alumina include Arnabeads CB series and AS series manufactured by Showa Denko KK.
上記アルミナの含有量は、上記フッ素ゴム１００質量部に対して、１０〜５０質量部である。
上記含有量が１０質量部未満では、オイルシールの低トルク化が充分に達成できない。また、上記ゴム組成物の加硫物の硬さが不足し、オイルシールの密封性に劣ることがある。一方、上記含有量が５０質量部を超えると、ロール等を用いた混錬によって、上記ゴム組成物を調製する際に、作業性が著しく損なわれて、均一に混練できないことがある。
上記アルミナの含有量は、上記フッ素ゴム１００質量部に対して、２０〜４０質量部が好ましい。
The content of the alumina is 10 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluororubber.
If the content is less than 10 parts by mass, the torque reduction of the oil seal cannot be sufficiently achieved. In addition, the hardness of the vulcanized product of the rubber composition may be insufficient, resulting in poor sealing performance of the oil seal. On the other hand, if the content exceeds 50 parts by mass, the workability may be significantly impaired when the rubber composition is prepared by kneading using a roll or the like, and uniform kneading may not be possible.
The content of the alumina is preferably 20 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluororubber.
上記ゴム組成物は、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル・アミノエチル）チタネートを含有する。イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル・アミノエチル）チタネートは、カップリング剤としての機能を有する化合物であり、上記アルミナと併用してフッ素ゴム中に配合することにより、上記加硫物の硬さを維持しつつ、オイルシールを低トルク化する効果を特異的に発揮することができる。 The rubber composition contains isopropyltri (N-aminoethyl / aminoethyl) titanate. Isopropyltri (N-aminoethyl / aminoethyl) titanate is a compound having a function as a coupling agent, and by blending it in fluororubber in combination with the above alumina, the hardness of the vulcanized product is maintained. At the same time, the effect of reducing the torque of the oil seal can be specifically exerted.
上記イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル・アミノエチル）チタネートの含有量は、上記フッ素ゴム１００質量部に対して、０．２〜３質量部である。
上記含有量が０．２質量部未満では、オイルシールの低トルク化が充分に達成できず、また、上記ゴム組成物の加硫物の硬さが低下しやすい。一方、上記含有量が３質量部を超えると、混錬後のゴム組成物のムーニー粘度や加硫速度が過大になり、狙いとしたゴム組成物の加硫物(オイルシール)を得られないことがある。
上記イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル・アミノエチル）チタネートの含有量は、上記フッ素ゴム１００質量部に対して、０．７〜２.５質量部が好ましい。
The content of the isopropyltri (N-aminoethyl / aminoethyl) titanate is 0.2 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluororubber.
If the content is less than 0.2 parts by mass, the torque of the oil seal cannot be sufficiently reduced, and the hardness of the vulcanized product of the rubber composition tends to decrease. On the other hand, if the content exceeds 3 parts by mass, the Mooney viscosity and vulcanization rate of the rubber composition after kneading become excessive, and the vulcanized product (oil seal) of the targeted rubber composition cannot be obtained. Sometimes.
The content of the isopropyltri (N-aminoethyl / aminoethyl) titanate is preferably 0.7 to 2.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluororubber.
上記ゴム組成物は、更に、カーボンブラックを含有することが好ましい。上記カーボンブラックを含有すると、上記ゴム組成物の加硫物の硬さを硬くしやすくなり、オイルシールの回転軸を締め付ける力(緊迫力)を適切な力に調整しやすい。
上記カーボンブラックの種類としては特に限定されず、例えば標準品種であるＭＡＦ-ＨＳ（窒素吸着比表面積：５４〜５８ｍ２／ｇ）、ＭＡＦ（４６〜５０ｍ２／ｇ）等のＭＡＦ級、ＦＥＦ-ＨＳ（４２〜４９ｍ２／ｇ）、ＦＥＦ（４０〜４２ｍ２／ｇ）等のＦＥＦ級、ＧＰＦ（２６〜２８ｍ２／ｇ）、ＳＲＦ-ＨＳ（２８〜３２ｍ２／ｇ）、ＳＲＦ（２６〜２８ｍ２／ｇ）、ＳＲＦ-ＬＳ（２３〜２６ｍ２／ｇ）等のＳＲＦ級、ＦＴ（１３〜１９ｍ２／ｇ）、ＭＴ（６ｍ２／ｇ）等が挙げられる。なお、括弧内の数値は、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）である。
ここで、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は、ＪＩＳ Ｋ ６２１７-２：２００１の規定に従い測定される値である。
The rubber composition preferably further contains carbon black. When the carbon black is contained, the hardness of the vulcanized product of the rubber composition tends to be hardened, and the force for tightening the rotating shaft of the oil seal (tension force) can be easily adjusted to an appropriate force.
The type of carbon black is not particularly limited, and for example, MAF grades such as standard varieties MAF-HS (nitrogen adsorption specific surface area: 54 to 58 m 2 / g), MAF (46 to 50 m 2 / g), and FEF-. FEF grades such as HS (42-49m 2 / g), FEF (40-42m 2 / g), GPF (26-28m 2 / g), SRF-HS (28-32m 2 / g), SRF (26- 28m 2 / g), SRF grades such as SRF-LS (23 to 26m 2 / g), FT (13 to 19m 2 / g), MT (6m 2 / g) and the like. The numerical value in parentheses is the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA).
Here, the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) is a value measured according to the provisions of JIS K 6217-2: 2001.
上記カーボンブラックの含有量は、上記フッ素ゴム１００質量部に対して、３〜５０質量部が好ましい。上記含有量が３質量部未満では、上記ゴム組成物の加硫物の硬さを硬くしにくく、オイルシールの密封性を保持できないことがある。一方、上記含有量が５０質量部を超えると、ゴム組成物の加硫物の硬さが過大になって、オイルシールの緊迫力が過大になる。さらにオイルシールの摺動トルクが過大になって、オイルシールの摺動部が著しく摩耗し、この場合も密封性を保持できないことがある。 The content of the carbon black is preferably 3 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluororubber. If the content is less than 3 parts by mass, it may be difficult to harden the hardness of the vulcanized product of the rubber composition, and the sealing property of the oil seal may not be maintained. On the other hand, when the content exceeds 50 parts by mass, the hardness of the vulcanized product of the rubber composition becomes excessive, and the tense force of the oil seal becomes excessive. Further, the sliding torque of the oil seal becomes excessive, and the sliding portion of the oil seal is significantly worn, and even in this case, the sealing property may not be maintained.
上記ゴム組成物は、更に、オイルシールに配合される他の公知の添加剤等を含有してもよい。
上記他の添加剤としては、例えば、炭酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、チタン酸カリウム、酸化チタン、硫酸バリウム、硼酸アルミニウム、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維、珪藻土、ウォラストナイト等の充填剤；ワックス、金属セッケン、カルナバワックス等の加工助剤；老化防止剤；熱可塑性樹脂；クレー、その他繊維状充填剤などが挙げられる。
The rubber composition may further contain other known additives and the like to be blended in the oil seal.
Examples of the above other additives include calcium carbonate, aluminum silicate, magnesium silicate, calcium silicate, potassium titanate, titanium oxide, barium sulfate, aluminum borate, glass fiber, aramid fiber, carbon fiber, diatomaceous earth, and wow. Fillers such as lastnite; processing aids such as wax, metal soap, carnauba wax; antiaging agents; thermoplastic resins; clay and other fibrous fillers.
上記ゴム組成物の加硫物のデュロメータＡ硬さは、Ａ７０〜Ａ８０が好ましい。
上記加硫物のデュロメータＡ硬さがＡ７０未満では、弾性部材１２の相手部材（回転軸３６）に対する締め付け力が不十分となりオイル漏れが発生することがある。
一方、上記加硫物のデュロメータＡ硬さがＡ８０を超えると、弾性部材１２の相手部材に対する追従性が不十分となり、この場合もオイル漏れが発生することがある。
上記デュロメータＡ硬さは、ＪＩＳ Ｋ ６２５３−３：２０１２に準拠した方法で測定すればよい。
The durometer A hardness of the vulcanized product of the rubber composition is preferably A70 to A80.
If the durometer A hardness of the vulcanized product is less than A70, the tightening force of the
On the other hand, if the durometer A hardness of the vulcanized product exceeds A80, the followability of the
The durometer A hardness may be measured by a method according to JIS K 6253-3: 2012.
本実施形態に係るオイルシール１０は、例えば下記の工程を経て製造することができる。
（１）まず、未加硫のフッ素ゴム、加硫剤、アルミナ、及び、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル・アミノエチル）チタネートを含み、更には、必要に応じて配合するカーボンブラック、受酸剤、加硫促進剤等を含有するゴム組成物を調製する。このゴム組成物は、予め各配合成分を計量し、ロール、ニーダ等の混錬機で混練することによって調製すればよい。
The
(1) First, unvulcanized fluororubber, vulcanizing agent, alumina, and isopropyltri (N-aminoethyl / aminoethyl) titanate are contained, and further, carbon black and an acid receiving agent are blended as necessary. , Prepare a rubber composition containing a vulcanization accelerator and the like. This rubber composition may be prepared by weighing each compounding component in advance and kneading it with a kneader such as a roll or a kneader.
（２）次に、金型内に、上記ゴム組成物を注型し、所定の条件で加熱し、加硫成形する。
この工程では、上記ゴム組成物を加硫成形する際に、金属環１１を金型内に予め設けておき、金属環１１と弾性部材１２とを加硫接着させることが好ましい。これにより、製造工数を低減することができる。
(2) Next, the rubber composition is cast into a mold, heated under predetermined conditions, and vulcanized.
In this step, when the rubber composition is vulcanized, it is preferable to provide the
（３）その後、成形品を金型から取り出し、ガータばね１３を嵌合させ、オイルシール１０を完成する。
(3) After that, the molded product is taken out from the mold, the
（他の実施形態）
本発明の実施形態に係る密封部材は、オイルシールに限定されず、例えば、ダストシールや、他のシール部材等であってもよい。
(Other embodiments)
The sealing member according to the embodiment of the present invention is not limited to the oil seal, and may be, for example, a dust seal, another sealing member, or the like.
以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の実施形態は、以下の実施例に限定されるものではない。
実施例及び比較例のそれぞれでは、図１に示した形状のオイルシールと、物性を測定するためのシートとを作製した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the embodiments of the present invention are not limited to the following Examples.
In each of the examples and comparative examples, an oil seal having the shape shown in FIG. 1 and a sheet for measuring physical properties were prepared.
実施例及び比較例で、ゴム組成物の調製に用いた原料は、以下の通りである。
・フッ素ゴム（原料ゴム）：Ｄｕ Ｐｏｎｔ社製、バイトンＡ−５００（ムーニー粘度：４６ＭＬ１＋１０（１００℃））
・カーボンブラック：ｃａｎｃａｒｂ社製、Ｎ９９０
・アルミナ：昭和電工社製、アルミナビーズ ＣＢ−Ｐ４０（粒子径ｄ５０：４４μｍ）
・カップリング剤Ａ：イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル・アミノエチル）チタネート（味の素ファインテクノ社製、プレンアクト ４４、下記式（１）参照）
In Examples and Comparative Examples, the raw materials used for preparing the rubber composition are as follows.
Fluororubber (raw rubber): DuPont, Viton A-500 (Moony viscosity: 46ML 1 + 10 (100 ° C))
-Carbon black: manufactured by cancarb, N990
-Alumina: Alumina beads CB-P40 (particle size d50: 44 μm) manufactured by Showa Denko KK
-Coupling agent A: Isopropyltri (N-aminoethyl / aminoethyl) titanate (manufactured by Ajinomoto Fine-Techno, Plenact 44, see formula (1) below)
・カップリング剤Ｂ：味の素ファインテクノ社製、プレンアクト ＡＬ−Ｍ
・カップリング剤Ｃ：味の素ファインテクノ社製、プレンアクト ４６Ｂ
・加硫剤：ビスフェノールＡＦ（Ｄｕ Ｐｏｎｔ社製、キュラティブ＃３０）
・加硫促進剤：第４級オニウム塩（Ｄｕ Ｐｏｎｔ社製、キュラティブ＃２０）
・受酸剤：水酸化カルシウム（近江化学工業社製、ＣＡＬＤＩＣ ＃２０００）
・受酸剤：酸化マグネシウム（協和化学社製、キョーワマグ ＃１５０）
-Coupling agent B: Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd., Plenact AL-M
-Coupling agent C: Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd., Plenact 46B
-Vulcanizing agent: Bisphenol AF (DuPont, Curative # 30)
-Vulcanization accelerator: quaternary onium salt (DuPont, Curative # 20)
・ Acid receiving agent: Calcium hydroxide (manufactured by Omi Chemical Industry Co., Ltd., CALDI C # 2000)
・ Acid receiving agent: Magnesium oxide (Kyowa Chemical Industry Co., Ltd., Kyowa Mag # 150)
（実施例１）
（１）フッ素ゴム（バイトンＡ−５００）１００質量部、カーボンブラック（Ｎ−９９０）５質量部、アルミナ（ＣＢ−Ｐ４０）３０質量部、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル・アミノエチル）チタネート（プレンアクト ４４）１質量部、加硫剤（キュラティブ＃３０）２．５質量部、加硫促進剤（キュラティブ＃２０）１．２質量部、水酸化カルシウム（ＣＡＬＤＩＣ ＃２０００）６質量部、及び、酸化マグネシウム（キョーワマグ ＃１５０）３質量部をロールで混練し、ゴム組成物を得た。
(Example 1)
(1) 100 parts by mass of fluororubber (Byton A-500), 5 parts by mass of carbon black (N-990), 30 parts by mass of alumina (CB-P40), isopropyltri (N-aminoethyl / aminoethyl) titanate (Plenact) 44) 1 part by mass, vulcanizing agent (Cultive # 30) 2.5 parts by mass, vulcanization accelerator (Cultive # 20) 1.2 parts by mass, calcium hydroxide (CALDIC # 2000) 6 parts by mass, and oxidation. 3 parts by mass of magnesium (Kyowamag # 150) was kneaded with a roll to obtain a rubber composition.
（２−１）金属環を設置した金型に上記（１）で得たゴム組成物を注型した後、１８０℃、１０分間の条件でプレス成型した。この後、オーブン内で、２３０℃、２４時間の条件で加熱（二次加硫）し、図１に示した形状のオイルシールを作製した。
（２−２）上記（２−１）とは別に、上記（１）で得たゴム組成物を金型を用いて上記（２−１）と同条件でシート状に加硫成形し、上記ゴム組成物の加硫物からなる厚さ２ｍｍのシートを作製した。
(2-1) The rubber composition obtained in (1) above was cast into a mold on which a metal ring was installed, and then press-molded at 180 ° C. for 10 minutes. Then, it was heated (secondary vulcanization) in an oven at 230 ° C. for 24 hours to prepare an oil seal having the shape shown in FIG.
(2-2) Apart from the above (2-1), the rubber composition obtained in the above (1) is vulcanized and molded into a sheet under the same conditions as the above (2-1) using a mold, and the above. A sheet having a thickness of 2 mm made of a vulcanized product of a rubber composition was prepared.
（比較例１）
カーボンブラックの配合量を３０重量部とし、アルミナを配合しなかった以外は、実施例１と同様にして、オイルシールとシートとを作製した。
(Comparative Example 1)
An oil seal and a sheet were produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of carbon black blended was 30 parts by weight and alumina was not blended.
（比較例２）
カップリング剤Ａ（プレンアクト ４４）を配合しなかった以外は、実施例１と同様にして、オイルシールとシートとを作製した。
(Comparative Example 2)
An oil seal and a sheet were prepared in the same manner as in Example 1 except that the coupling agent A (Plenact 44) was not blended.
（比較例３）
カップリング剤Ａ（プレンアクト ４４）に代えて、カップリング剤Ｂ（プレンアクト ＡＬ−Ｍ）を配合した以外は、実施例１と同様にして、オイルシールとシートとを作製した。
(Comparative Example 3)
An oil seal and a sheet were prepared in the same manner as in Example 1 except that the coupling agent B (Plenact AL-M) was blended in place of the coupling agent A (Plenact 44).
（比較例４）
カップリング剤Ａ（プレンアクト ４４）に代えて、カップリング剤Ｃ（プレンアクト ４６Ｂ）を配合した以外は、実施例１と同様にして、オイルシールとシートとを作製した。
(Comparative Example 4)
An oil seal and a sheet were prepared in the same manner as in Example 1 except that the coupling agent C (Plenact 46B) was blended in place of the coupling agent A (Plenact 44).
実施例及び比較例のそれぞれで作製したオイルシール又はシートを使って下記の評価を行った。結果を表１に示した。
（１）デュロメータＡ硬さ：
この評価は、シートを使って行った。
シートを３０×５０ｍｍの寸法に切り出し、タイプＡデュロメータを使用して「ＪＩＳ Ｋ ６２５３−３：２０１２」に準拠した方法でデュロメータＡ硬さを測定した。測定は、試験片を３枚重ねて行った。
The following evaluations were performed using the oil seals or sheets prepared in each of the examples and comparative examples. The results are shown in Table 1.
(1) Durometer A hardness:
This evaluation was done using a sheet.
The sheet was cut into dimensions of 30 × 50 mm, and the durometer A hardness was measured using a type A durometer by a method according to “JIS K 6253-3: 2012”. The measurement was performed by stacking three test pieces.
（２）トルク：
この評価は、オイルシールを使って行った。
図２に示したように、オイルシール１０の外周部をシールトルク試験機１００のハウジング１３５に固定しつつ、オイルシール１０の内周部を回転軸１３６に挿通し、オイル１４０を密封した状態で回転軸１３６を回転させ、そのときのトルク[ｍＮ・ｍ]をロードセル（図示せず）で測定した。このとき、試験条件としては、
試験温度：室温（２５℃）
周速：１０ｍ／ｓ
なじみ試験：３０ｍｉｎ
トルク試験：２ｍｉｎ
を採用した。結果を表１に示した。
(2) Torque:
This evaluation was performed using an oil seal.
As shown in FIG. 2, the outer peripheral portion of the
Test temperature: Room temperature (25 ° C)
Peripheral speed: 10 m / s
Familiarity test: 30min
Torque test: 2min
It was adopted. The results are shown in Table 1.
これらの評価により、本発明の実施形態に係るオイルシールによれば、良好な硬さを確保することで密封性を維持したまま、低トルク化を達成できることが明らかとなった。 From these evaluations, it was clarified that the oil seal according to the embodiment of the present invention can achieve low torque while maintaining the sealing property by ensuring good hardness.
１０：オイルシール、１１：金属環、１２：弾性部材、１３：ガータばね、
１８：シール頭部、１９：保護リップ、２０：リップ密封液側面、２３：リップ大気側面
10: Oil seal, 11: Metal ring, 12: Elastic member, 13: Garter spring,
18: Seal head, 19: Protective lip, 20: Lip seal liquid side, 23: Lip atmospheric side
Claims (4)
各成分の含有量は、前記フッ素ゴム１００質量部に対して、
前記アルミナが１０〜５０質量部、
前記イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル・アミノエチル）チタネートが０．２〜３質量部、
前記加硫剤が０．４〜２０質量部、
であるゴム組成物の加硫物からなる摺動部を有する密封部材。 Contains unvulcanized fluororubber, alumina, isopropyltri (N-aminoethyl / aminoethyl) titanate, and vulcanizing agent.
The content of each component is based on 100 parts by mass of the fluororubber.
The alumina is 10 to 50 parts by mass,
0.2 to 3 parts by mass of the isopropyltri (N-aminoethyl / aminoethyl) titanate,
0.4 to 20 parts by mass of the vulcanizing agent,
A sealing member having a sliding portion made of a vulcanized product of a rubber composition.
前記加硫剤がポリオール系加硫剤であり、
前記受酸剤は、前記フッ素ゴム１００質量部に対する含有量が、３〜１０質量部の水酸化カルシウム及び１〜５質量部の酸化マグネシウムである、請求項１又は２に記載の密封部材。 The rubber composition further contains an acid receiving agent and contains
The vulcanizing agent is a polyol-based vulcanizing agent.
The sealing member according to claim 1 or 2, wherein the acid receiving agent has a content of 3 to 10 parts by mass of calcium hydroxide and 1 to 5 parts by mass of magnesium oxide with respect to 100 parts by mass of the fluororubber.
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