JPH02276849A - 潤滑性ゴム成形体 - Google Patents
潤滑性ゴム成形体Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
系ゴムが優秀な耐油性、耐摩耗性、ゴム弾性、機械的強
度等を生かして、オイルシール、グラスラン、等速ジツ
イントなどのダストブーツ、各種パルプ、トナーシール
等その使用される分野は多岐にわたっているが、近年、
機械や自動車の高性能化、高速化などに伴い、摺動部に
使われるものにはさらに優れた潤滑性が要求されるよう
になった。また、複写機、プリンタ、ファクシミリ、コ
ンピュータ等の情報関連機器のように室内で使用するも
のについては、それらが作動するときに発生する音が騒
音として大きい問題となっており、そのため消音機能を
有し摺動特性に優れたゴム成形品の要求が高まって来た
。さらに最近は、半導体レーザを利用したコンパクトデ
ィスク、ビデオディスク、光ファイル等の光関連機器に
おいて、集光レンズによって結ばれるスポットで正しく
ディスク面上のビットの情報を読み取るためには、外部
からこれら機器に加えられる振動に対して良好な制振作
用も兼ね備えた潤滑性に優れた摺動材料が要求されるよ
うになった。
、たとえばポリアミド、ポリアセタール、ポリオレフィ
ン、フッ素樹脂等を用いるか、またはこれら樹脂に各種
エラストマーを配合するなど多くの試みがなされたが、
従来のゴム自体が有するシール性、追従性、制振性、消
音性等の特性が殆んど生かされず、また従来の配合のジ
エン系ゴム組成物においては摺動特性について決して満
足出来るものとはいえないので、大きい駆動力を必要と
したり、摩擦音を発したり、スティックスリップを起こ
したりするばかりでなく、使用時間の長期化につれて摩
擦抵抗は増大し、摩耗は激しくなり、さらには摺動部に
おける発熱も大きくなって、ゴム状弾性体自体の変形を
も招くなど多くの問題があった。一般にゴム状弾性体を
有する摺動材料の摩擦抵抗を小さくするためには、ゴム
状弾性体の表面に、たとえば、特公昭46−23681
号公報に示されているように、フッ素樹脂フィルムを貼
り合わせる方法(貼着法と略記)、また、たとえば、特
公昭57−32950号公報に示されているように、オ
レフィン系樹脂を熱融着させる方法(融着法と略記)、
造膜性重合体を溶解した有機溶剤中にフッ素樹脂等の固
体潤滑剤を分散させた液を塗布して焼き付ける方法(塗
布法と略記)またはフッ素樹脂等の固体潤滑剤もしくは
シリコーンオイル等の潤滑油を別個にまたは同時にゴム
弾性体に配合するなどの方法(混入法と略記)が採られ
て来たが、これら方法にはそれぞれつぎのような欠点が
ある。すなわち、貼着法または融着法においては、フッ
素樹脂フィルムもしくはオレフィン系樹脂フィルムの基
材に対する接着性が非常に悪(、特にフッ素樹脂フィル
ムの場合は予め表面処理(アルカリ金属もしくはイオン
スパッタリング等による処理)をする必要があり、たと
え表面処理が施されているフッ素樹脂フィルムであって
も、またオレフィン系樹脂の場合であっても、接着性は
不充分であって、使用中にフィルムはよく剥離するし、
複雑な形状の成形体には利用しにくく、フィルムの膜厚
が大きいため、ゴム状弾性体が本来持っている優れたシ
ール性、追従性、制振性などの緒特性に悪影響を及ぼす
などの欠点がある。そして、つぎの塗布法においては、
接着力の点では前記の貼着法、融着法よりは勝っている
が、元来潤滑性を存しない重合体を使用するために、充
分な潤滑性を発揮させることは困難であり、さらに混入
法においては、固体潤滑剤を配合する場合、少量では潤
滑性が劣り、多量のときにはゴム状弾性体本来の緒特性
を妨害し、潤滑油を配合する場合には、摺動時に潤滑油
を浸み出させることにより摺動特性を発現させようとす
るものであるが、摩擦係数が小さい値で安定しないこと
、温度が高くなると油が浸出してしまうこと、成形性が
悪いこと、成形時もしくは混練時に油が分離しやすいこ
と、基材の緒特性が阻害されること、摺動した面が油で
汚染されてほこり等が付着しやすいこと、−旦油が切れ
ると異常摩耗を起こすなど非常に多くの問題を抱えてい
る。
、消音性、制振性などのゴム状弾性体が元来有している
機能を低下させず、しかも摩擦係数が小さい値で安定し
、摩耗係数の小さい材料は得られず、数多くの優れた特
性を有するゴム状弾性体も、低摩擦係数が要求される摺
動材料には適しないという問題点があり、これを解決す
ることが課題であった。
分であるテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体と
、第2必須成分であるテトラフルオロエチレン・プロピ
レン共重合体、フッ化ビニリデン・ヘキサフルオロプロ
ピレン共重合体およびフッ化ビニリデン・ヘキサフルオ
ロプロピレン・テトラフルオロエチレン共重合体からな
る群の中から選ばれる1種以上の共重合体と、第3必須
成分である低分子量含フッ素重合体とを配合した組成物
からなる潤滑性ゴム組成物とする手段を採用したもので
ある。以下その詳細を述べる。
チレン・エチレン共重合体には水性媒体中での触媒乳化
重合法、懸濁重合法、触媒溶液重合法、気相重合法、電
離性放射線照射重合法など種々の重合形式で製造される
もの、またはエチレンとテトラフルオロエチレンの含有
割合が種々変更されたもの、さらにはエチレンおよびテ
トラフルオロエチレンの他に少量の共単量体(プロピレ
ン、イソブチレン、フッ化ビニル、ヘキサフルオロプロ
ピレン、パーフルオロビニルエーテルなど)または変性
剤を含むもの等が、広範囲にあげられる。そして、この
発明においては、通常の場合、テトラフルオロエチレン
/エチレンの含有モル比が40/60から70/30程
度、特に45155から60/40程度のテトラフルオ
ロエチレン・エチレン共重合体が、この発明において望
ましいものといえる。
5千から2万程度のものが好ましい。また、この共重合
体は、温度300℃、荷重2160gで直径l■、長さ
5mのオリフィスを用いて測定される溶融流動性が1〜
20(g/10分)、特に1〜7(g/10分)程度の
ものが好ましい、さらに、粒径については充分な弾性体
特性を得るため、および、分散性を考慮して20trm
以下、特に5〜10−程度が望ましい。代表例としては
結晶融点が265〜270℃の熱可塑性フッ素樹脂であ
る旭硝子社製のアフロンCOP等を挙げることができる
。
チレン・プロピレン共重合体は、特に限定されるもので
はなく、広範囲のものを例示することができる。すなわ
ち、塊状重合、懸濁重合、乳化重合、溶液重合など各種
の重合方式によって製造されるもの、重合開始剤を使用
する触媒重合、電離性放射線重合、レドックス系重合な
どの方法によって製造されるもの等が数多く例示できる
。
他に、これらと共重合することのできる成分、たとえば
エチレン、イソブチレン、アクリル酸およびそのアルキ
ルエステル、メタクリル酸およびそのアルキルエステル
、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプ
ロピレン、クロロエチルビニルエーテル、パーフルオロ
アルキルビニルエーテル等を適当に含有させたテトラフ
ルオロエチレン・プロピレン共重合体であってもよい、
そして、このような共重合体エラストマーを構成するテ
トラフルオロエチレンとプロピレン、さらには必要に応
じて添加される他の成分とのモル比、共重合体の分子量
などは、目的とする架橋体の利用面、テトラフルオロエ
チレン・エチレン共重合体との混合性、入手の容易性な
どにより任意に選定することができる。たとえば、この
発明においては、テトラフルオロエチレン/プロピレン
の含有モル比が99/lから10/90、好ましくはこ
の共重合体エラストマーの特徴である優れた耐熱性など
を考慮して9515から30/70、特に90/10か
ら45155であるようなテトラフルオロエチレン・プ
ロピレン共重合体を広範囲に使用することができるので
ある。なお、テトラフルオロエチレンおよびプロピレン
の主成分以外の前記したような成分の含有量は、0〜5
0モル%、好ましくは3〜40モル%程度である。また
、共重合体の分子量は、通常5万程度以上が望ましく、
可及的に分子量の高いものが良好な結果を与えるので、
たとえば、7万以上、好ましくは10〜25万程度の分
子量のテトラフルオロエチレン・プロピレン共重合体を
用いることもできる。このようなテトラフルオロエチレ
ン・プロピレン共重合体の代表例として旭硝子社−日本
合成ゴム社製のAPLAS等を挙げることができる。
ビニリデン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体および
フッ化ビニリデン・ヘキサフルオロプロピレン・テトラ
フルオロエチレン共重合体はいずれも前記テトラフルオ
ロエチレン・プロピレン共重合体とほぼ同様な方法で作
られるものであり、分子量も10〜25万程度のものが
好ましい。
・ヘキサフルオロプロピレン共重合体については旭モン
ト社製のテクノフロン(FOR420)、昭和電工・デ
ュポン社製のパイトンAタイプを、また、フッ化ビニリ
デン・ヘキサフルオロプロピレン・テトラフルオロエチ
レン共重合体については旭モント社製のテクノフロン(
FORTF50)、昭和電工・デュポン社製のパイトン
Bタイプを挙げることができる。
ン共重合体および第2必須成分である含フッ素エラスト
マーにより主として弾性体の特性を得ることができる。
分である低分子量含フッ素重合体を配合しなければなら
ない、ここで低分子量含フッ素重合体とは、テトラフル
オロエチレン(TFE) 、テトラフルオロエチレン・
ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)等のフル
オロオレフィン重合体、主要構造単位−C,、Ff、
−0−(nは1〜4の整数)を有するフルオロポリエー
テル、主要構造単位 CFs (CF□→−1H(CF
−]などを有するフルオロアルキル(炭素数2〜20)
のうち分子量50000以下のものをいう。そして、こ
れらのうち、平均粒径5n以下の次式で示されるテトラ
フルオロエチレン重合体が最も好ましく、たとえば、デ
ュポン社製パイダックスAR、旭硝子社製フルオンルブ
リカントL169などを挙げることができる。
主要構造単位を有する平均分子量50000以下のフル
オロポリエーテルとしてば、 る親和性(密着性)の向上のために、インシアネート基
、水酸基、カルボキシル基、エステル等の官能基を含む
単位を有するものが望ましい、したがって、このような
フルオロポリエーテルの具体例としては、 HOOCCFt O@Ct Fa O+r+CFz O
÷1CFz C00H1H,C00C−CFtO−(C
t F、O+r+CFz 0−)−i−CFt C0O
H。
Ft O÷TCFt CHP OH1伊国モンテフル
オス社製:フォンブリンZ25CF、 O(−cg F
a 0−)7+ CFt O−)−= CFs、同上社
製:フオンブリンY25 CFs O+ CFz CF O→1−←Ct”z
O→、CF、、CF。
i CFコ、CFs などを例示することができる。そしてこのような重合体
について他の配合材料および添加材に対すが挙げられ、
これらを単独使用しても併用してもよい。また、官能基
に活性化水素が含まれているフルオロポリエーテルとポ
リフルオロポリエーテル基を含有しないイソシアナート
化合物とを併用しても、また、イソシアネート基を有す
るフルオロポリエーテルと、各種のフルオロポリエーテ
ル基を含有しないジアミン類、トリアミン類または各種
のフルオロポリエーテル基を含有しないジオール類、ト
リオール類を併用するなどの方法を採用してもよい、特
に官能基同志が反応して分子量の増大が起こるようなフ
ルオロポリエーテルを組み合わせて使用することが好ま
しく、たとえばイソシアネート基を含む単位を存するも
のと、水酸基を含む単位を有するものとを組み合わせる
などは同じように望ましい。
(CFりII−のようなポリフルオロアルキル基(炭素
数2〜20)を有し、平均分子量が50000以下のも
のとじてCs F+tCg Ha SH%Ch F+5
SCHx CHz QC(CHJs NH*、Cm F
+yCtHa OCH* CH−CHz、 C,@F□
So、H。
の配合材料および添加剤の親和性(密着性)の向上のた
めに親和性の高い官能基、たとえばイソシアネート基、
水酸基、メルカプト基、カルボキシル基、エポキシ基、
アミノ基、スルフォン基等を含む単位を有する重合体が
好ましい。
用のいずれでもよく、また、活性化水素を有する反応基
を有するフルオロアルキルと、ポリフルオロアルキル基
を有しないイソシアナート化合物とを併用してもよい、
また、イソシアネート基を有するフルオロアルキルと、
各種のポリフルオロアルキル基を含有しないジアミン類
、トリアミン類または各種のポリフルオロアルキル基を
含有しないジオール類、トリオール類を併用するなどの
方法を採用してもよい、官能基同志の組み合わせ°は強
度増加のうえから好ましく、具体的には炭素数2〜20
のポリフルオロアルキル基を有し、かつ、水酸基、メル
カプト基、カルボキシル基、アミノ基から選ばれる少な
くとも111類を含む含フッ素重合体との組み合わせ、
または炭素数2〜20のポリフルオロアルキル基を有し
、かつ、イソシアネート基を含む単位を有する含フッ素
重合体と、炭素数2〜20のポリフルオロアルキル基を
有し、さらに活性化水素を有する反応基を含む単位を有
する含フッ素重合体との組み合わせを挙げることができ
る。
エラストマーおよび低分子量含フッ素重合体の配合比は
、含フッ素エラストマーとテトラフルオロエチレン・エ
チレン共重合体の重量比が50 : 50から95:5
の範囲であり、含フッ素エラストマーとテトラフルオロ
エチレン・エチレン共重合体の合計100重量部当り低
分子量含フッ素重合体5〜50重量部が好ましい、なぜ
なら、低分子量含フッ素重合体の量が5重量部未満では
充分な潤滑特性を得ることができず、50重量部を越え
るとゴム材としての弾性特性が損なわれるからである。
に各種添加剤等が配合されていてもよい。
いるイソシアヌレイト、有機過酸化物などの架橋剤、ス
テアリン酸ナトリウム、酸化マグネシウム、水酸化カル
シウムなどの酸化防止剤または受酸剤、カーボンなどの
帯電防止剤、シリカ、アルミナなどの充填剤、金属酸化
物、着色剤、難燃剤などを適宜加えてもよいことはいう
までもない。
はなく、通常広く用いられている方法、たとえば主原料
になる樹脂、その他諸原料をそれぞれ個別に順次にまた
は同時にロール混合機その他の混合機により適宜混合す
れば良い、なお、この時摩擦による発熱を防止する意味
で混合機に冷却機構を設けることが望ましい、また、ロ
ール混合機を使用する場合には、仕上げの混合としてロ
ール間隔を3閤以下程度に締めて素練りを行なうとさら
に良い。
トラフルオロエチレン・エチレン共重合体、第2必須成
分としてテトラフルオロエチレン・プロピレン共重合体
、フッ化ビニリデン・ヘキサフルオロプロピレン共重合
体およびフッ化ビニリデン・ヘキサフルオロプロピレン
・テトラフルオロエチレン共重合体からなる群の中から
選ばれる1種以上の共重合体および第3必須成分として
低分子量含フッ素重合体を併用することにより、弾性体
の特性と同時に良好な潤滑特性をも有することができる
。
すと以下のとおりである。なお、各成分の配合割合はす
べて重量%であるが、■〜[相]に示す原料については
■〜■に示す原料の総重量100に対する重量%である
。
B) (旭硝子社製ニアフロンcop )、■テトラ
フルオロエチレン・プロピレン共重合体(旭硝子・日本
合成ゴム社製: AFLAS 150P)、■フッ化ビ
ニリデン・フルオロプロピレン共重合体(旭モンテ社製
:テクノフロンPOR420)、■フッ化ビニリデン・
フルオロプロピレン共重合体(昭和電工・デュポン社製
:バイトン850)、■フルオロシリコーンエラストマ
ー(ダウコーニング社製ニジラスティックLS)、 ■パーフルオロエラストマー(ダイキン社製:ダイエル
パーフロ)、 ■ニトリルブタジェン共重合体(NBR)、■低分子量
テトラフルオロエチレン(旭硝子社製ニルプリカントL
169、平均粒径5μ)、■低分子量テトラフルオロエ
チレン(デュポン社製:バイダックス1000、平均粒
径20i!m)、[相]高分子量テトラフルオロエチレ
ン(三井・デュポンフロロケミカル社製:テフロン7J
1平均分子量100000)、 ■シリコーン樹JIl()−レ・シリコーン社製ニドレ
フィル)、 @カーボン(ファンデルビルト社製二MTカーボン)、
■ステアリン酸ナトリウム、 [相]有機過酸化物〔α、α′−ビス(t−ブチルペル
オキシ)ジイソプロピルベンゼン〕、 ■多官能性七ツマー(トリアリルイソシアヌレイトT^
IC) 、 [相]酸化マグネシウム(試薬)、 ■水酸化カルシウム(試薬)、 ■加硫11Fl(昭和電工・デュポン社製:キュラティ
ブ#20)、 [株]加硫剤(昭和電工・デュポン社製:キュラティブ
#30) 。
機に^FLAS■を巻きつけ、第1表に示した割合で順
次ステアリン酸ナトリウム@、MTカーボン@、アフロ
ンCOP■、TAIC@を混合した。その後、ロール間
隔を1閣に調整し、素練りを約10回行なった。なお、
この時の摩擦熱を防止する目的で、常時、ロール内に冷
却水を通し、ロール温度を60℃以下に保った。つぎに
、冷却水を止め、ロール内にスチームを通し、ゴム温度
が70℃以上、90°C以下になるように調整し、その
後、ロール間隔を5〜IO鵬程度に戻し、低分子量含フ
ッ素重合体■および■を少量ずつ添加しながら混合した
。
行なった。
ト状に成形された各コンパウンドに対して、−次加硫(
170℃、10分間、プレス圧7kgf/d)および二
次加硫(230℃、16時間、フリー加熱)を行ない、
加硫を終わった各シートについて、摩擦・摩耗特性、弾
性体特性を求めた。各試験方法は、つぎのとおりである
。
環状に打ちぬき、外径21■、内径17m、厚みlQm
のアルミ製治具に接着し、摩aI摩耗用試験片とした。
/cdの条件でスラスト型摩擦試験機にて測定し、摩耗
係数は滑り速度30−7分、面圧1 )cgf/cjの
条件でスラスト型摩耗試験機にて測定した。いづれも、
相手材には軸受鋼(SIJJ2)を使用し、得られた結
果は第2表にまとめた。
準じ、引張り破断強度、引張り破断伸び、硬度(JIS
−^)を調べ、それらの結果を第2表にまとめた。
た実施例5においてはパイトン850■をそれぞれ第1
表に示す割合で配合したこと以外は、加工条件、試験片
の調整方法、諸試験の方法のすべての点て、実施例1〜
3と全く同じであり、得られた結果は第2表中に併記し
た。
合材料が異なる以外すべて実施例1と同じ工程を経てシ
ート状試験片を得た。得られた各試験片シートは実施例
と同様に各試験に遭し、結果を第2表中に併記した。
た比較例1〜4、テクノフロンを主要配合材料とした比
較例5.6およびパイトンを主要配合材料とした比較例
7は、摩擦係数が0.75以上であって実施例1〜5の
摩擦係数(0,25〜0.31)に比べて大きく、摩耗
係数も実施例に比較して大きかった。比較例8〜IOに
ついてもほぼ同様の結果となった。
テトラフルオロエチレン・プロピレン共重合体を比較例
1〜3と同じ割合で配合し、さらに低分子量含フッ素重
合体を10〜30%添加した実施例1〜3は弾性体特性
として充分な特性を有しながら、摩擦係数0.31以下
、摩耗係数60X10−”cj/kgf H−以下とい
う優れた摺動特性を有する摺動材に改質されていた。ま
た、この発明による同様な手法を用いた実施例4および
5も弾性体特性を有しつつ、優れた摺動特性を示した。
な弾性体特性を有し、また優れた潤滑特性をも持つもの
であるから、シール性、追従性、消音性、制振性などの
ゴム特有の機能とともに低摩擦係数が要求される摺動材
料として好適なものである。したがって、この発明の意
義はきわめて大きいといえる。
Claims (7)
- (1)第1必須成分であるテトラフルオロエチレン・エ
チレン共重合体と、第2必須成分であるテトラフルオロ
エチレン・プロピレン共重合体、フッ化ビニリデン・ヘ
キサフルオロプロピレン共重合体およびフッ化ビニリデ
ン・ヘキサフルオロプロピレン・テトラフルオロエチレ
ン共重合体からなる群の中から選ばれる1種以上の共重
合体と、第3必須成分である低分子量含フッ素重合体と
を配合した組成物からなる潤滑性ゴム組成物。 - (2)第3必須成分である低分子量含フッ素重合体が分
子量50000以下の重合体である請求項1記載の潤滑
性ゴム組成物。 - (3)第3必須成分である低分子量含フッ素重合体がフ
ルオロオレフィン重合体、フルオロポリエーテルおよび
フルオロアルキル重合体からなる群から選ばれる少なく
とも1種以上の重合体である請求項1記載の潤滑性ゴム
組成物。 - (4)第3必須成分である低分子量含フッ素重合体がテ
トラフルオロエチレン重合体である請求項1記載の潤滑
性ゴム組成物。 - (5)第2必須成分と第1必須成分の重量比が50:5
0から95:5の範囲であり、かつ第2必須成分と第1
必須成分の合計100重量部当りの第3必須成分が5〜
50重量部である請求項1記載の潤滑性ゴム組成物。 - (6)第2必須成分が分子量10万〜25万の重合体で
ある請求項1記載の潤滑性ゴム組成物。 - (7)第1必須成分であるエトラフルオロエチレン・エ
チレン共重合体が温度300℃、荷重2160gで直径
1mm、長さ5mmのオリフィスを用いて測定される溶
融流動性が1〜20(g/10分)のものである請求項
1記載の潤滑性ゴム組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/603,481 US5208293A (en) | 1990-01-29 | 1990-10-26 | Rubber composition having low friction |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1-18183 | 1989-01-27 | ||
JP1818389 | 1989-01-27 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02276849A true JPH02276849A (ja) | 1990-11-13 |
JP2980929B2 JP2980929B2 (ja) | 1999-11-22 |
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ID=11964495
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019976A Expired - Lifetime JP2980929B2 (ja) | 1989-01-27 | 1990-01-29 | 潤滑性ゴム成形体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2980929B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05277187A (ja) * | 1992-03-31 | 1993-10-26 | Ntn Corp | 注射器ピストンシール材 |
JPH06228536A (ja) * | 1993-01-29 | 1994-08-16 | Ntn Corp | グローブボックスダンパー機構のoリング |
JP2003096438A (ja) * | 2001-09-25 | 2003-04-03 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | シール |
WO2023043429A1 (en) * | 2021-09-14 | 2023-03-23 | Halliburton Energy Services, Inc. | Polymer blends for use in wellbore applications |
-
1990
- 1990-01-29 JP JP2019976A patent/JP2980929B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH05277187A (ja) * | 1992-03-31 | 1993-10-26 | Ntn Corp | 注射器ピストンシール材 |
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WO2023043429A1 (en) * | 2021-09-14 | 2023-03-23 | Halliburton Energy Services, Inc. | Polymer blends for use in wellbore applications |
GB2624325A (en) * | 2021-09-14 | 2024-05-15 | Halliburton Energy Services Inc | Polymer blends for use in wellbore applications |
US11999897B2 (en) | 2021-09-14 | 2024-06-04 | Halliburton Energy Services, Inc. | Polymer blends for use in wellbore applications |
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---|---|
JP2980929B2 (ja) | 1999-11-22 |
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