JP3453384B2 - 加硫性ゴム組成物、動的状態で用いられるシールおよびその材料 - Google Patents

加硫性ゴム組成物、動的状態で用いられるシールおよびその材料

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、高飽和ニトリル系共重合ゴムをベースとす
る加硫性ゴム組成物、その加硫物からなる動的状態で用
いられるシール材料、および動的状態で用いられるシー
ルに関する。
背景技術 一般に、自動車および航空機の部品、エネルギー関連
分野などにおいて静的および動的状態で用いられるシー
ル用材料としてはゴム弾性材料、特に、アクリロニトリ
ル−ブタジエン共重合体ゴム（NBR）が用いられてい
る。
本出願人は、さきに、シール用材料の中でも、高温高
圧下の使用時にシール力の低下やつぶれによる破損を生
ずることがないシール用材料としてNBRを水素化してな
るニトリル基含有高飽和共重合体ゴムを用いることを提
案した（特開昭62−230837号）。
しかしながら、ニトリル基含有高飽和共重合体ゴムか
らなるシール材は、NBRからなるシール材と比較して、
耐熱性および強度が大幅に改善されているものの、特に
回転部や摺動部において長期間使用するとシール表面が
炭化して黒くなり、さらに、細かいクラック（ヒートク
ラック）が多数発生する現象がみられた。この現象は、
シール回転部分において長期間使用すると繰返しの変形
や摩擦によってシール材料が発熱し、その結果、ゴム表
面が炭化するものと考えられる。
そのような状態を回避するための有効な方策として
は、（１）補強性充填剤の配合によるゴム材料の耐摩耗
性の向上、（２）摩擦係数の低減、（３）発熱性の抑制
などが考えられた。
しかしながら、例えばカーボンブラックのような補強
性充填剤を多量に配合し、ゴム材料の耐摩耗性を改良し
た場合には、回転部や摺動部における摩耗量は減少する
ものの、摩擦係数は増大し、そのためにゴムの発熱性が
かえって悪化する現象が見られた。
また、ゴム弾性材料に亜鉛華のような金属酸化物を多
量に配合するとゴム材料の熱伝導率が向上し、上記のよ
うな発熱性を抑制できることが知られている。しかしな
がら、亜鉛華のような金属酸化物を多量に配合すると耐
圧縮永久歪性が低下するなどシール材料としての性能の
バランスが崩れるという問題がある。
発明の開示 本発明の目的は、シール材料としてバランスのとれた
特性を有し、熱伝導率が高く、発熱性が抑制され、ヒー
トクラックが発生し難いシール材料として好適な加硫性
ゴム組成物を提供することにある。
本発明の他の目的は、そのような特性を有する動的状
態で用いられるシール材料を提供することにある。
すなわち、本発明者等は鋭意検討の結果、ニトリル基
含有高飽和共重合体ゴムに配合するカーボンブラックの
ような補強性充填剤の配合量を、通常の場合よりも少量
にする一方、亜鉛華および炭酸カルシウムのような非補
強性充填剤を多量に配合することにより、シール材とし
ての性能を損なうことなく、熱伝導率や発熱性が改良さ
れたゴム組成物が得られることを見出し、この知見に基
づいて本発明を完成した。また、該ゴム組成物を加硫し
たゴム材料は、摩擦係数が低減され、さらに、摩耗量が
特定の範囲内にあって、この範囲を超えて摩耗が進行し
ないことから、とくに、回転部や摺動部などに動的状態
で使用されるシール材として好適であることを見出し
た。
かくして本発明によれば、ヨウ素価80以下の高飽和ニ
トリル系共重合体ゴム100重量部に対して、 補強性充填剤 ３〜30重量部、 周期表第２族金属の酸化物 30〜200重量部 非補強性充填剤 30〜200重量部、および 加硫剤 0.1〜20重量部 が配合されてなることを特徴とする加硫性ゴム組成物が
提供される。
さらに、本発明によれば、上記の加硫性ゴム組成物を
加硫した加硫物からなり、摩擦係数（μ）1.5以下、摩
耗量150〜350mgである、動的状態で用いられるシール材
料が提供される。
さらに、本発明によれば、上記のシール材料と補強環
とからなる動的状態で用いられるシールが提供される。
図面の簡単な説明 図１は、回転シールの一例を示す断面図である。
発明を実施するための最良の形態 高飽和ニトリル系共重合体ゴム 本発明で使用される高飽和ニトリル系共重合体ゴムは
ヨウ素価80以下、好ましくは、60以下を有する。ヨウ素
価が80を超えるとシール材の耐熱性および強度が低下す
る。ヨウ素価の下限は格別限定されないが、硫黄系加硫
剤を使用して加硫する場合には、過度に低いと加硫が困
難になる場合があるので、概して、ヨウ素価が少くとも
１のものが用いられる。
本発明で使用される高飽和ニトリル系共重合体ゴムと
しては不飽和ニトリル−共役ジエン共重合体ゴムの共役
ジエン単位部分を水素化したもの；不飽和ニトリル−共
役ジエン−エチレン性不飽和モノマー三元共重合体ゴム
およびこのゴムの共役ジエン単位部分を水素化したも
の；不飽和ニトリル−エチレン性不飽和モノマー共重合
体ゴムなどが挙げられる。
上記の高飽和ニトリル系共重合体ゴムを製造するため
に使用される不飽和ニトリルの具体例としては、アクリ
ロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロロアクリロ
ニトリルなどが挙げられる。共役ジエンの具体例として
は、1,3−ブタジエン、2,3−ジメチルブタジエン、イソ
プレン、1,3−ペンタジエンなどが挙げられる。
さらに、必要に応じてエチレン性不飽和モノマーその
他の共重合可能なモノマーが用いられるが、そのような
モノマーとしては、スチレン、α−メチルスチレン、ビ
ニルピリジンなどのビニル系モノマー；ビニルノルボル
ネン、ジシクロペンタジエン、1,4−ヘキサジエンなど
の非共役ジエン系モノマー；メチルアクリレート、エチ
ルアクリレート、プロピルアクリレート、ｎ−ブチルア
クリレート、ｔ−ブチルアクリレート、イソブチルアク
リレート、ｎ−ペンチルアクリレート、イソノニルアク
リレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、２−メチル−ペ
ンチルアクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、２−
エチルヘキシルアクリレート、ｎ−ドテシルアクリレー
ト、メチルメタクリレート、エチルメタクリレートなど
の炭素数１〜18程度のアルキル基を有するアクリレート
およびメタクリレート；メトキシメチルアクリレート、
メトキシエチルアクリレート、エトキシエチルアクリレ
ート、ブトキシエチルアクリレート、エトキシプロピル
アクリレート、メトキシエトキシアクリレート、エトキ
シブトキシアクリレートなどの全炭素数２〜12程度のア
ルコキシアルキル基を有するアクリレート；αおよびβ
−シアノエチルアクリレート、α，βおよびγ−シアノ
プロピルアクリレート、シアノブチルアクリレート、シ
アノヘキシルアクリレート、シアノオクチルアクリレー
トなどの炭素数２〜12程度のシアノアルキル基を有する
アクリレート;2−ヒドロキシエチルアクリレート、ヒド
ロキシプロピルアクリレートなどのヒドロキシアルキル
基を有するアクリレート；マレイン酸モノエチル、マレ
イン酸ジメチル、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチ
ル、フマル酸ジ−ｎ−ブチル、フマル酸ジ−２−エチル
ヘキシル、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、
イタコン酸ジ−ｎ−ブチル、イタコン酸ジ−２−エチル
ヘキシルなどの不飽和ジカルボン酸モノおよびジアルキ
ルエステル；さらにジメチルアミノメチルアクリレー
ト、ジエチルアミノエチルアクリレート、３−（ジエチ
ルアミノ）−２−ヒドロキシプロピルアクリレート、2,
3−ビス（ジフルオロアミノ）プロピルアクリレートな
どの不飽和カルボン酸エステル系モノマー；トリフルオ
ロエチルアクリレート、テトラフルオロプロピルアクリ
レート、ペンタフルオロプロピルアクリレート、ヘプタ
ルオロブチルアクリレート、オクタフルオロペンチルア
クリレート、ノナフルオロペンチルアクリレート、ウン
デカフルオロヘキシルアクリレート、ペンタデカフルオ
ロオクチルアクリレート、ヘプタデカフルオロノニルア
クリレート、ヘプタデカフルオロデシルアクリレート、
ノナデカフルオロデシルアクリレート、トリフルオロエ
チルメタクリレート、テトラフルオロプロピルメタクリ
レート、オクタフルオロペンチルメタクリレート、ドデ
カフルオロヘプチルメタクリレート、ペンタデカフルオ
ロオクチルアクリレート、ヘキサデカフルオロノニルメ
タクリレートなどのフルオロアルキル基を有するアクリ
レートおよびメタクリレート；フルオロベンジルアクリ
レート、フルオロベンジルメタクリレート、ジフルオロ
ベンジルメタクリレートなどのフッ素置換ベンジルアク
リレートおよびメタクリレート；フルオロエチルビニル
エーテル、フルオロプロピルビニルエーテル、トリフル
オロメチルビニルエーテル、トリフルオロエチルビニル
エーテル、パーフルオロプロピルビニルエーテル、パー
フルオロヘキシルビニルエーテルなどのフルオロアルキ
ルビニルエーテル、ｏ−またはｐ−トリフルオロメチル
スチレン、ペンタフルオロ安息香酸ビニル、ジフルオロ
エチレン、テトラフルオロエチレンなどのフッ素含有ビ
ニル系モノマー；さらに、ポリエチレングリコール（メ
タ）アクリレート、ポリプロピレングリコール（メタ）
アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタ
ン（メタ）アクリレートなどが挙げられる。これらのモ
ノマーの使用量は格別限定されないが、通常、全モノマ
ー中に80重量％以下の範囲で使用され、特に耐油性が要
求される用途においては通常10重量％以下の範囲で使用
される。
本発明で使用される高飽和ニトリル系共重合体ゴムの
具体例としては、ブタジエン−アクリロニトリル共重合
体ゴム、イソプレン−ブタジエン−アクリロニトリル共
重合体ゴム、イソプレン−アクリロニトリル共重合体ゴ
ムなどを水素化したもの；ブタジエン−メチルアクリレ
ート−アクリロニトリル共重合体ゴム、ブタジエン−ア
クリル酸−アクリロニトリル共重合体ゴムなどおよび水
素化したもの；ブタジエン−エチレン−アクリロニトリ
ル共重合体ゴム、ブチルアクリレート−エトキシエチル
アクリレート−ビニルクロロアセテート−アクリロニト
リル共重合体ゴム、ブチルアクリレート−エトキシエチ
ルアクリレート−ビニルノルボーネン−アクリロニトリ
ル共重合体ゴムなどが挙げられる。
上記共重合体ゴムの中でも結合アクリロニトリル含有
10〜60重量％、好ましくは20〜50重量％のアクリロニト
リル−ブタジエン共重合体ゴムの水素化物が特に好適で
あって、低ニトリル量ないし極高ニトリル量の範囲の通
常市販されているものが使用でき、要求性能に応じて最
適の結合アクリロニトリル含量のものが選択される。
本発明で使用される高飽和ニトリル系共重合体ゴムの
ムーニー粘度（ML1+4、100℃）は30〜300未満の範囲で
あることが好ましい。30未満では長期間の高圧下での耐
久性が不充分で、圧縮永久ひずみ、つぶれ（圧縮緩和）
が改善されない。また、300を越えると混練時の加工性
が悪くなる。より好ましくは50〜200の範囲、さらに好
ましくは60〜150の範囲である。
本発明で使用される高飽和ニトリル系共重合体ゴムは
通常の重合手法および通常の水素化方法に用いることに
より得られるが、この共重合体ゴムの製造方法が特に限
定されないことは言うまでもない。
水素化に際し使用される触媒としては、例えば、パラ
ジウム／シリカおよびパラジウム錯体（特開平３−2524
05号）などが挙げられる。さらに、特開昭62−125858
号、特開昭62−42937号、特開平１−45402号、特開平１
−45403号、特開平１−45404号、特開平１−45405号な
どに記載されているようなロジウムまたはルテニウム化
合物を使用することもできる。
本発明で使用される高飽和ニトリル系共重合体ゴムは
実質的にハロゲンを含有していないことが望ましい。共
重合体の加硫性成形品をシール材として金属と接触して
用いた時に金属腐食の問題を生じないからである。この
ような共重合体ゴムは、重合時に生成した共重合体ラテ
ックスを凝固せしめる際に、ハロゲンを含まない硫酸金
属塩のような凝固剤を用いることによって得ることがで
きる。
補強性充填剤 本発明の加硫性ゴム組成物に配合される補強性充填剤
は、ゴムに配合して機械的強度を向上させることができ
る充填剤であって、その具体例としてはカーボンブラッ
クおよびシリカ（乾式シリカ、湿式シリカなど）などが
あげられる。
補強性充填剤の配合量は、高飽和ニトリル系共重合体
ゴム100重量部に対して、３〜30重量部、好ましくは５
〜20重量部である。補強性充填剤の量が過小であると補
強効果が得られるもののゴム加硫物の機械的強度および
耐摩耗性が大きく低下し、逆に、過大であると発熱の抑
制が十分でなく、ヒートクラックが発生し易くなり、ま
た摩擦係数が増大する。
周期表第２族金属の酸化物 周期表第２族金属の酸化物としては、第2A族金属の酸
化物の中では、酸化マグネシウム、表面処理した酸化マ
グネシウムのようなマグネシウムの酸化物、酸化カルシ
ウムのようなカルシウムの酸化物および酸化バリウムの
ようなバリウムの酸化物が好ましく、また、第2B族金属
の酸化物の中では、酸化亜鉛、活性亜鉛華、表面処理し
た亜鉛華、複合亜鉛華、複合活性亜鉛華などの亜鉛の酸
化物が好ましい。これらの金属酸化物の多くは、一般に
ゴム用加硫促進剤、活性剤として知られており、そのよ
うな市販品を用いることができる。
本発明の要点は、周期表第２族金属の酸化物と非補強
性充填剤の両者を、ともに比較的多量に配合する点にあ
る。第２族金属の酸化物と非補強性充填剤の両者の配合
量がいずれも、ゴム100重量部に対して30重量部未満で
あると、加硫物の圧縮永久歪が大きく、熱伝導率が低
く、発熱の抑制が十分ではなく、また、特に、回転シー
ル材として用いたときにヒートクラックを生じ易い。比
較的多量の非補強性充填剤を配合しても、第２族金属の
酸化物の配合量が30重量部未満であると、やはり圧縮永
久歪が十分低いとは言えず、回転シール材として用いた
ときにヒートクラックを生じ易い。第２族金属の酸化物
の配合量が200重量部を超えるとシール材の耐摩耗性が
低下する。周期表第２族金属の酸化物の配合量はゴム10
0重量部に対して50〜150重量部であることが好ましい。
非補強性充填剤 前述のように、本発明の要点は、比較的多量の第２族
金属の酸化物と比較的多量の非補強性充填剤とを組合せ
てニトリル基含有高飽和共重合体ゴムに配合することに
ある。充填剤は非補強性であることが肝要であって、カ
ーボンブラックやジリカなどのような補強性充填剤を比
較的多量に配合すると加硫物の強度が増大するものの、
発熱の抑制が十分でなく、またヒートクラックが発生す
る。
非補強性充填剤としては、ゴムに対する補強効果がな
いかまたは小さいものが用いられ、そのような充填剤は
一般に加工性の改良、コスト低減などの主目的で使用さ
れている。その具体例としては炭酸カルシウム、クレ
ー、タルクなどが挙げられる。
非補強性充填剤の配合量は、ゴム100重量部に対して3
0〜200重量部、好ましくは50〜150重量部である。非補
強性充填剤の配合量が過少であると圧縮永久歪が十分低
いとは言えず、発熱の抑制も十分ではなく、ヒートクラ
ックが発生し易い。配合量が過大であると強度が極度に
低下し、また耐摩耗性も低い。
第２族金属の酸化物と非補強性充填剤との配合比は40
/60〜60/40（重量比）であることが好ましい。この範囲
を外れると、圧縮永久歪が比較的大きく、発熱の抑制が
十分ではなく、またヒートクラックが発生し易い。
加硫剤 本発明の加硫性ゴム組成物には、ゴム100重量部に対
して0.1〜20重量部、好ましくは５〜15重量部の加硫剤
が配合される。
加硫剤としては過酸化物加硫剤および硫黄系加硫剤が
用いられる。
有機過酸化物系加硫剤としては、例えば、ｔ−ブチル
ヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、ジ−
ｔ−ブチルペルオキシド、ｔ−ブチルクミルペルオキシ
ド、2,5−ジメチル−ｔ−ブチルペルオキシヘキサン、
2,5−ジメチル−ｔ−ブチルペルオキシヘキシン、1,3−
ビス（ｔ−ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼン、
ｐ−クロロベンゾイルペルオキシド、ｔ−ブチルペルオ
キシベンゾエート、ｔ−ブチルペルオキシイソプロピル
カルボナート、ｔ−ブチルベンゾエートなどが挙げられ
る。また、これらの過酸化物加硫剤には、一般に加硫助
剤として、トリメチロールプロパントリメタクリレー
ト、ジビニルベンゼン、エチレンジメタクリレート、ポ
リエチレングリコールジメタクリレート、トリアリルイ
ソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、ジアリルフ
タレート、ジアリルイタコネート、トリアリルトリメリ
テートなどの多官能性不飽和化合物が併用される。
硫黄系加硫剤としては、粉末硫黄、硫黄華、沈降硫
黄、コロイド硫黄、表面処理硫黄、不溶性硫黄などの硫
黄；塩化硫黄、二塩化硫黄、モルホリン・ジスルフィ
ド、アルキルフェノール・ジスルフィド、N,N′−ジチ
オ−ビス（ヘキサヒドロ−2H−アゼピノン−２）、含り
んポリスルフィド、高分子多硫化物などの硫黄化合物；
さらに、テトラメチルチラムジスルフィド、ジメチルジ
チオカルバミン酸セレン、２−（４′−モルホリノジチ
オ）ベンゾチアゾールなどを挙げることができる。さら
に、これらの硫黄系加硫剤に加えて、ステアリン酸；グ
アニジン系、アルデヒド−アミン系、アルデヒド−アン
モニア系、チアゾール系、スルフェンアミド系、チオ尿
酸系、ザンテート系などの加硫促進剤を併用することが
できる。
また、本発明の加硫性ゴム組成物には、必要に応じ
て、ゴム分野において使用される通常の他の配合剤、例
えば、加工助剤、プロセス油（含可塑剤）、酸化防止
剤、オゾン劣化防止剤などを配合することができる。
なお、本発明の加硫性ゴム組成物には、本発明の目的
が阻害されない範囲において、必要に応じて、アクリル
ゴム、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、
エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合ゴム（EPD
M）、天然ゴム、ポリイソプレンゴムなどの他のゴムを
不飽和ニトリル−共役ジエン共重合体に組合せて使用す
ることができる。
本発明のゴム組成物の製造方法は特に限定されること
はなく、通常は、ロール、バンバリーミキサーなどの通
常の混合機により原料ゴムと加硫系、その他の配合剤と
を混練・混合することによって該ゴム組成物を製造す
る。
上記加硫性ゴム組成物の加硫物からなるシール材料
は、一般に、摩擦係数（μ）1.5以下を有し、回転シー
ルや摺動シールのような動的状態で用いるシールとして
好適である（摩擦係数（μ）の測定法は後述する）。
シール材料の摩擦係数（μ）が1.5以下であると、シ
ール材料として回転部および摺動部に使用したときに回
転特性および摺動特性が改善され、シール材としての耐
久性が向上する。摩擦係数（μ）が過大であるとヒート
クラックが発生し易く、耐摩耗性が低下する。
さらに、上記加硫性ゴム組成物の加硫物からなるシー
ル材料は、通常、摩耗量が150〜350mg、好ましくは200
〜300mg、より好ましくは200〜250mgの範囲内にあっ
て、この範囲を超えてさらに摩耗量が増大しない（摩耗
量の測定法は後述する）。シール材料の摩耗量が過度に
小さいとヒートクラックが発生し易く、逆に、シール材
料の摩耗量が過度に大きいとシール性が低下する。
上記範囲内の摩耗量を有するシール材は、回転部や摺
動部などに動的状態で使用されるときに優れた性能を発
揮する。すなわち、動的状態で使用したときにシール表
面が炭化することがなく、また、細かいクラックが発生
することがない。そのようなシール材は、とくに回転シ
ール用材料として好適である。摩耗量が過度に小さい場
合および過度に大きい場合、いずれの場合も回転シール
材料としては不適当である。
動的状態で用いられる摺動シールや回転シールなどの
構成は格別限定されることはない。代表的な回転シール
の構成の一例を図１に示す。図１に示される回転シール
１は、断面がほぼＵ字形の環状のシール本体２から形成
されている。該シール本体２は、本願発明の加硫性ゴム
組成物からなるシール用材料３内に、断面がほぼＬ字形
の金属製の補強環４を埋め込み、これを一体成型にした
ものである。回転シール１は、シール本体２の外周部分
である装着部分５を、シール装着部位の内周面や溝など
にはめ込む。シール本体２の内周部分であってシール用
材料３によって形成されたリップ部分６は、その外周部
に装着したスプリング７によって、回転軸８の外周面に
密着されてオイルの漏減を防止する。さらに、ダストリ
ップ９はスプリング10によって、回転軸８の外周面に密
着されて大気中のチリやほこりの侵入を防止する。
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明す
る。なお、実施例および比較例中の部および％は特に断
りのないかぎり重量基準である。
加硫物の特性は以下のように測定した。
（１）常態物性 日本工業規格JIS K6301に従い、表１の配合処方によ
って調製した未加硫ゴム組成物を170℃×20分の条件で
一次加硫し、さらに150℃×４時間の条件で二次加硫し
て得られた厚さ2mmのシートを、３号形ダンベルを用い
て打ち抜いて試験片を作成し、破断強度（単位:kgf/c
m2）および破断伸度（単位：％）を測定した。また、硬
さはJISスプリング式Ａ形硬さ試験機を用いて測定し
た。
（２）空気老化試験 空気老化試験については、JIS K6301に従い、上記と
同じ加硫物を空気中で150℃×72時間保持の後、破断強
度、破断伸びおよび硬度の変化率（単位：±％）を測定
した。
（３）圧縮永久歪 圧縮永久歪は、JIS K6301に従って、上記と同じ加硫
物を空気中で150℃にて72時間保持した後測定した（単
位：％）。
（４）発熱性 上記と同じ加硫物を圧縮率４％、変位±0.5mm、振動
数12Hz、試験時間10分、室温の条件下に油圧疲労試験機
（鷺の宮製作所社製）を用いて発熱温度（℃）を測定し
た。また、熱伝導率は熱伝導率計（京都電子工業（株）
製Kemthem QTM−03）を用いて測定した。
（５）摩擦係数 常態物性測定用のものと同様に作成した加硫シートに
ついて、表面性試験機（HEIDON−14S/D、新東化学
（株）製）を用い、ボール圧子荷重100g、ボール圧子滑
動速度500mm/分、室温にて測定した。
（６）摩耗量 摩耗量（mg）は、JIS K6264に従って、上記と同じ加
硫物をテーバー摩耗試験機を用い、荷重1kg、回転数100
0の条件下に回転軸（砥石）Ｈ−18を用いて測定した。
（７）耐圧縮疲労性 グッドリッチフレクソメーターを使用してASTM−D623
に従い、上記（１）と同様な条件下に作成した直径17.5
mm×高さ25mmの円柱型試験片を用いて荷重25−lbs、変
位±4.4mm、振動数30Hz、室温の条件で試験片が破壊す
るまでの時間（ブローアウト時間）（単位：分）を測定
した。破壊するまでの時間が長いほど内部発熱性が低
く、動的状態で用いられるシール材料として好適であ
る。
（８）耐ヒートクラック発生性 上記（１）と同様な条件下に作成した長方形板状試験
片の一長辺に円弧状凹部を形成し、この円弧状凹部が上
方に位置するように試験片を鉛直に立て、この凹部に金
属円柱を接触せしめて該円柱を50Hzにて室温で６時間回
転し、試験片の円弧状凹部表面におけるクラック発生状
況を観察した。観察結果は、次の３段階（Ａ、Ｂ、Ｃ）
評価に従って表示した。
なお、上記試験片は、30mm×50mm×厚さ5mmの板状試
験片の一長辺を円弧状にして半径25mmの円弧状凹部を形
成することによって作成した。また、上記回転円柱と接
する試験片の円弧状凹部は、板状試験片の肉厚全体が回
転円柱と接するのではなく、シールリップ部と同様に、
極めて薄い円弧状端縁のみが接するように作成した。
A:クラック発生なし B:クラック発生少数 C:クラック発生多数 実施例１〜７ 下記に示すヨウ素価、結合アクリルニトリル量重量％
およびムーニー粘度（ML1+4、100℃）を有する７種類の
水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（HN
BR）を得た。
上記水素化NBRのそれぞれを表１記載の配合処方に従
って配合剤とともにロール上で混練して加硫性ゴム組成
物を得た。この組成物を170℃×20分の条件下に一次加
硫し、さらに、150℃×４時間の条件下に二次加硫し、
得られた加硫物の特性を評価した。結果を表１に示す。
比較例１〜３ HNBR（１）（日本ゼオン（株）製Zetpol 2000）を用
い、表２記載の配合処方に従った他は、実施例１〜７と
同様に、加硫性ゴム組成物を調製し、加硫し、加硫物の
特性を評価した。結果を表２に示す。
表１〜表２に示すデータから明らかなように、水素化
NBRに周期表第２族金属の酸化物および非補強性充填剤
をもとに全く配合しないかまたは少量配合したときは
（比較例１）、加硫物の圧縮永久歪が非常に大きく、ま
た、摩耗量が低減する一方、摩擦係数が増大し、さら
に、熱伝導率が低く、発熱温度が高く、回転部や摺動部
に使用するシール材料としては適当でないことがわか
る。
水素化NBRに第２族金属の酸化物を多量に配合すると
（比較例２）、比較例１と比較して、圧縮永久歪の低
下、発熱温度の低下および熱伝導率の向上が認められる
が、全般に満足できる程度ではない。水素化NBRに非補
強性充填剤を多量に配合すると（比較例３）、比較例１
と比較して、圧縮永久歪の低下が認められるが、それら
は十分とは言い難く、熱伝導率の向上および発熱温度の
低下効果は全く認められない。
水素化NBRに周期表第２族金属の酸化物および非補強
性充填剤をともに多量配合したときは（実施例１〜
７）、比較例１と比較して、圧縮永久歪の低下、発熱温
度の低下、熱伝導率の向上および摩擦係数の低減効果が
顕著に認められる。
産業上の利用可能性 本発明のゴム組成物の加硫物は、高飽和ニトリル系共
重合体ゴムの特徴である耐オゾン性、耐熱性、耐油性を
有するとともに、耐摩耗性、圧縮永久歪などシール材と
してバランスのとれた特性を有し、且つ熱伝導率が高
く、発熱性が抑制され、ヒートクラックが発生し難いと
いう特徴を持っている。
従って、本発明のゴム組成物には、各種オイル、ガス
などと接触して使用されるシール用ゴム製品、特に高圧
流体シール性、耐摺動シール性の要求される回転シール
用ゴム製品などの製造に有用である、シール用ゴム製品
の具体例としては、回転機器の軸受けに用いるＯ−リン
グ；パッキング、ガスケット、バルブシール材などの各
種シール用ゴム製品；油井で使用されるパッカー、ウェ
ルヘッドシール、BOP（Blow out Preventar）、パイプ
プロテクター、フレキシブルジョイント、ブラダーな
ど；ショックアブソーバーなどの摺動シール；クランク
シャフトシール、ベアリングシール、アクセルのロータ
リーシール、船尾管シールなどの船舶または自動車の軸
受けシール；地熱発電などのエネルギー分野などの熱交
換器用のパッキングなどが挙げられる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08J 3/24 C08K 3/22 C08L 9/02 F16J 15/32 ＷＰＩ／Ｌ（ＱＵＥＳＴＥＬ)

Claims (23)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ヨウ素価80以下の高飽和ニトリル系共重合
    体ゴム100重量部に対して、 （イ）補強性充填剤 ３〜30重量部、 （ロ）周期表第２族金属の酸化物 30〜200重量部 （ハ）非補強性充填剤 30〜200重量部、および （ニ）加硫剤 0.1〜20重量部 が配合されてなることを特徴とする加硫性ゴム組成物。
  2. 【請求項２】高飽和ニトリル系共重合体ゴムが不飽和ニ
    トリルと共役ジエンと所望により用いられるエチレン性
    不飽和モノマーと共重合体の共役ジエン単位を水素化し
    たものである請求の範囲第１項記載の加硫性ゴム組成
    物。
  3. 【請求項３】高飽和ニトリル系共重合体ゴムが、結合ア
    クリロニトリル含量10〜60重量％のアクリロニトリル−
    ブタジエン共重合体ゴムを水素化したものである請求の
    範囲第１項記載の加硫性ゴム組成物。
  4. 【請求項４】高飽和ニトリル系共重合体のゴムのムーニ
    ー粘度（ML1+4 100℃）が30〜300である請求の範囲第１
    項記載の加硫性ゴム組成物。
  5. 【請求項５】高飽和ニトリル系共重合体のヨウ素価が１
    〜60である請求の範囲第１項記載の加硫性ゴム組成物。
  6. 【請求項６】補強性充填剤がカーボンブラックおよびシ
    リカの中から選ばれる少くとも一種である請求の範囲第
    １項記載の加硫性ゴム組成物。
  7. 【請求項７】補強性充填剤の配合量が高飽和ニトリル系
    共重合体ゴム100重量部に対して５〜20重量部である請
    求の範囲第１項記載の加硫性ゴム組成物。
  8. 【請求項８】周期表第２族金属の酸化物が亜鉛、マグネ
    シウム、カルシウムおよびバリウムの酸化物の中から選
    ばれる少くとも一種である請求の範囲第１項記載の加硫
    性ゴム組成物。
  9. 【請求項９】周期表第２族金属の酸化物が亜鉛の酸化物
    である請求の範囲第１項記載の加硫性ゴム組成物。
  10. 【請求項１０】周期表第２族金属の酸化物の配合量がゴ
    ム100重量部に対して50〜150重量部である請求の範囲第
    １項記載の加硫性ゴム組成物。
  11. 【請求項１１】非補強性充填剤が無機充填剤である請求
    の範囲第１項記載の加硫性ゴム組成物。
  12. 【請求項１２】非補強性充填剤が炭酸カルシウム、クレ
    ーおよびタルクの中から選ばれる少くとも一種である請
    求の範囲第１項記載の加硫性ゴム組成物。。
  13. 【請求項１３】非補強性充填剤の配合量が、高飽和ニト
    リル系共重合体ゴム100重量部に対して50〜150重量部で
    ある請求の範囲第１項記載の加硫性ゴム組成物。
  14. 【請求項１４】周期表第２族金属の酸化物と非補強性充
    填剤との配合比が40/60〜60/40（重量比）である請求の
    範囲第１項記載の加硫性ゴム組成物。
  15. 【請求項１５】加硫剤が、有機酸化物加硫剤であって、
    多官能性不飽和化合物と組合せて用いられるか、または
    硫黄系加硫剤である請求の範囲第１項記載の加硫性ゴム
    組成物。
  16. 【請求項１６】請求の範囲第１項記載の加硫性ゴム組成
    物を加硫した加硫物からなり、摩擦係数（μ）1.5以
    下、摩耗量150〜350mgである、動的状態で使用されるシ
    ール材料。
  17. 【請求項１７】摩擦量が200〜300mgである請求の範囲第
    16項記載のシール材料。
  18. 【請求項１８】摩耗量が200〜250mgである請求の範囲第
    16項記載のシール材料。
  19. 【請求項１９】動的状態で使用されるシール材料が回転
    シール材料である請求の範囲第16項記載のシール材料。
  20. 【請求項２０】動的状態で使用されるシール材料が摺動
    シール材料である請求の範囲第16項記載のシール材料。
  21. 【請求項２１】請求の範囲第16項記載のシール材料と補
    強環とからなる、動的状態で使用されるシール。
  22. 【請求項２２】回転シールである請求の範囲第21項記載
    のシール。
  23. 【請求項２３】摺動シールである請求の範囲第21項記載
    のシール。
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