JPH04169226A

JPH04169226A - 耐摩耗材

Info

Publication number: JPH04169226A
Application number: JP2298123A
Authority: JP
Inventors: Akio Yoshida; 昭雄吉田
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 1990-11-01
Filing date: 1990-11-01
Publication date: 1992-06-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ゴム材など耐摩耗性が要求されるところの耐
摩耗材に関するものであり、この耐摩耗材は、ゴムスク
リーン、ミルライニング、トラックライナー、フォーク
リフト爪カバー、プレス打抜き加工機のゴム板、防舷材
、キャタピラカバー、タイヤ、ワイパー、浚渫用のポン
プ、インペラー。

マット　ケーシングおよびパイプ等のライニング材など
に用いられる。

（従来の技術）従来、例えば実開昭６３−１．１６４６１号公報に開示
される記録装置のように、合成樹脂性の摩擦板と、表面
粗さが９〜１３μｍの合成ゴムからなる摩擦材とを用い
て、それらの摩擦係数μを０゜６〜１，２に選定して適
度の摩擦力を得、良好な制動力を作用させる摩擦付与機
構は知られている。

この場合、ゴム材のみでは摩擦係数が高くなりすぎるた
め、ゴム材に、摩擦係数を低くする充填剤、例えば４フ
ツ化ポリエチレン又は２硫化モリブデンなどの低摩耗剤
を配合して合成ゴムを形成することにより、ゴム材のゴ
ム質を改良し、摩擦材として適度な摩擦力が得られるよ
うにしている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上記の如きものとは用途が異なり耐チップカ
ット性が要求されるようなゴムスクリーン、ミルライニ
ングおよび打抜き用ゴム板などに使用される耐摩耗材と
してのゴム材においても、材質的に耐チップカット性に
優れた天然ゴムおよびポリブタジェンゴムなどのゴム材
のみでは耐チップカット性が不十分となるため、耐チッ
プカット性を高くする充填材、例えばカーボンブラック
又はシリカなどの補強剤を配合して合成ゴムを形成する
ことにより、ゴム材のゴム質を改良し、耐摩耗材（ゴム
材）の耐チップカット性を高めることが行われている。

しかしながら、上記の如き補強剤の充填によりゴム質を
改良した耐摩耗材では、ゴム材の表面に大きな外力、つ
まり剪断力や引裂き力などが作用するような用途で使用
する際に耐チップカット性を確保することができない。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、大きな剪断力や引裂き力なとの外力が作
用するような用途で使用される際においても十分に耐チ
ップカット性を確保し得る耐摩耗材を提供しようとする
ものである。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明が講じた解決手段は、
ゴム表面より露出する短繊維を該ゴム材中に混入するよ
うにしたものである。

具体的に、請求項（１）に係る発明が講じた解決手段は
、先ず、シート状ゴム材に短繊維が厚さ方向に配向され
て混在されてなる耐摩耗材を前提としている。

そして、上記短繊維を上記ゴム材に０．１１１１１１１
以上埋没させ、且つゴム材表面に０．０１ｍｇ＋〜１゜
００ｍｍ露出させるとともに、短繊維を、ゴム材表面に
対して５０％以上の比率で直交方向に配向せしめる構成
としている。

また、請求項（ａに係る発明か講した解決手段は、上記
請求項（１）記載の耐摩耗材において、短繊維のゴム表
面に占める占有面積は２％ないし４０％である構成とし
ている。

（作用）上記の構成により、請求項（１）および（２）に係る発
明では、天然ゴムまたは合成ゴムを単独で使用したゴム
材中に配合される短繊維は、ゴム材表面より露出してい
るとともに、短繊維がゴム材表面に対して直交方向に配
向されるので、この短繊維の露出部分でもって、ゴム材
表面に作用する大きな剪断力および引裂き力による圧縮
歪量が深さ方向（ゴム材の厚み方向）でなく横方向に効
果的に分散され、ゴム材表面に作用する大きな剪断力お
よび引裂き力が確実に低減される。

また、ゴム材中に配合される短繊維は、ゴム材中に埋没
されているので、短繊維がゴム材の表面から容易に抜は
落ちることはない。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図および第２図において、１はプレス打抜き加工機
のゴム板として用いられる耐摩耗材である。

該耐摩耗材１は、シート状に形成されており、ゴム材２
に短繊維３が混入されて形成されており、該短繊維３は
ゴム材２の表面２ａ及び裏面２ｂと直角方向（厚さ方向
）にそれぞれ配向されて該表面２ａ及び裏面２ｂより露
出している。そして、該短繊維３は基端部３ａが上記ゴ
ム材２中に０゜１ｍｍ以上埋没し、先端部３ｂが０．　
０１＋＋ｕｅ〜１゜００＋ｎ１１ゴム材表面２ａ及び裏
面２ｂより露出して形成されている。

ここで、上記ゴム材２の原料ゴムとしては、従来よりプ
レス打抜き加工機のゴム板として用いられる天然ゴム、
合成ポリイソプレンゴム、ポリブタジェンゴム、スチレ
ンブタジェンゴム、スチレンイソブチレンゴム、アクリ
ロニトリル−ブタジェンゴム、ポリクロロプレンゴム、
イソプレンイソブチレンゴム、エチレンプロピレンゴム
、エチレンプロピレンジオレフィンゴムおよびウレタン
ゴムなどを単独あるいは複数種類混合して用いられる。

一方、上記短繊維３としては、綿、レーヨン、羊毛、ポ
リアシド糸繊維、ポリエステル糸繊維、ポリビニールア
ルコール糸繊維、ポリオレフィン糸繊維、芳香族系ポリ
アミド糸繊維、その他合成・天然の繊維などを０．　５
〜１０ｍｍ＜望ましくは０．　５〜６　ｍａ＋）にカッ
トして単独もしくは併用して用いられる。

次に、上記耐摩耗材１の製造方法の一例について説明す
る。

先ず、上述するゴム材よりなるベース配合物に上述した
材料よりなる短繊維３を配合して、ロール又は密閉型の
混合機（例えばパンバリミキサーなど）を用いて短繊維
３をゴム材２中に均一に分散させるよう混練する。続い
て、この混練された配合物を、ロールまたはカレンダに
て圧延することにより、圧延方向に短繊維が配向された
１００ｃ１１（縦）Ｘ５０ｃａａ（横）ｘ３ｃｉ（厚さ
）のシートを得る。このシートを積層した上でスライス
することにより、厚さ方向に短繊維が配向されたゴム板
（ゴム材）を得る。

この短繊維の配合量としては、例えば、２〜６５容量％
としており、つまり、２容量％未満ではゴム板としての
耐摩耗効果を有効に発揮し得る程に変化せず、一方、６
５容量％を越えると、耐摩耗効果もかえって悪影響を招
く上、ゴム材中に短繊維を分散させることが困難となり
、実用上問題が生ずるからである。

このようにして得られたゴム板を１５０℃で３０分加硫
した後、その表面を、砥石又はサンドペーパなどを用い
てパフ加工することにより、短繊維をゴム板の表面より
も内方に０．１ｎｕｎ以上埋没させた状態でゴム板の表
面よりも外方に０，０１「ｍないし１ｍｍの範囲（望ま
しくは０．１ｍｍないし０、　３＋ｎｍ）で露出させる
。

さらに、上記ゴム板においては、その表面に、レゾルシ
ン−ホルムアルデヒドの初期縮合物の水溶液と、ゴムラ
テックスとを混合したレゾシン・ホルマリン・ラテック
ス（ＲＦＬ）接着剤、イソシアネート又はエポキシ樹脂
系接着剤で処理する方法、或いはゴム維成物中に接着剤
としてのレゾルシン及びヘキサメチレンテトラミン等の
ホルマリン発光体、又はイソシアネートを混合する方法
などが任意で採択されて接着処理されることにより、ゴ
ム板に対する短繊維の接着性を向上させている。

上記のようにして露出する短繊維３を形成しており、こ
の短繊維３は、ゴム材２への埋没長さ、つまり、基端部
３ａの長さは０．１＋ｌ１ｍ以上であり、ゴム材表面２
ａ及び裏面２ｂの直交方向に配向される比率が５０％以
上に設定されるとともに、ゴム材表面２ａ及び裏面２ｂ
における占有面積が２〜４０％に設定されている。つま
り、このような耐摩耗材１においては、良好な耐摩耗性
を発揮することになる。

その際、上記短繊維３のゴム材２に対する埋没長さを０
．１ｍｍ以上としたのは、０．１ｍｍ未満とすると、容
易に抜けることになり、上記効果が短期間に失われるこ
とになるからである。また、先端部３ｂである露出長さ
を０．　０１〜１．　００ｍｍとしたのは、０．０１ｍ
ｍ未満では耐摩耗性に劣ることになり、一方、１．００
ｍ＋ａを越える場合、パフ加工などによる加工が困難だ
からである。

また、露出する短繊維を５０％以上としたのは、５０％
未満では耐摩耗性に劣ることになるからである。

また、上記短繊維３の表面占有率を２〜４０％としたの
は、２％未満では露出長さを０．０１ｃａａ未満とした
場合と同様に耐摩耗性に劣ることになり、一方、４０％
を越えるようにすることは加工上困難だからである。

このようにして得られた素材を所望形状に加工すること
により、ゴム板に作用する外力、つまり剪断力及び引裂
き力を確実に低減させる保護効果が確実に得られる。

次に、上述した耐摩耗材１の用途について、具体的に列
挙すると、ゴムスクリーン、ミルライニング、トラック
ライナー、フォークリフト爪カバー、防舷材、キャタピ
ラカバー、タイヤ、ワイパー、浚渫用のポンプ、インペ
ラー、マット、ケーシングおよびパイプ等のライニング
材などがある。

したがって、ゴム材２中に配合される短繊維３は、ゴム
材２の表面２ａ及び裏面２ｂよりも外方に０．０１ａｍ
ないし１．００＋ｎｍ露出しているとともに、短繊維３
のゴム材表面２ａ及び裏面２ｂに対して直交方向にそれ
ぞれ配向される比率が５０％以上であるので、この短繊
維３の露出部分でもって、ゴム材２の表面２ａに作用す
る大きな剪断力および引裂き力による圧縮歪量が深さ方
向（ゴム材２の厚み方向）でなく横方向に分散され、ゴ
ム材２の表面２ａに作用する大きな剪断力および引裂き
力が低減され、よって耐摩耗材１としての耐チップカッ
ト性を高めることができる。

また、ゴム材２中に配合される短繊維３は、ゴム材２の
表面２ａよりも内方に０．１ｍｍ以上埋没させた上で、
接着処理が施されて、ゴム材２に対する短繊維３の接着
性を向上させているので、耐摩耗材１として使用する際
に短繊維３がゴム材２の表面２ａ及び裏面２ｂから抜は
落ちることを確実に防止できて、長寿命化を図ることか
できる。

次に、上記耐摩耗材１の性能を評価するために行った試
験について説明する。

（試料）本発明例アクリロニトリルゴム　　　　１００　　　ＰＩ（Ｒカ
ーボンブラック（Ｎ３３０）　　　５０軟化剤　　　　
　　　　　　　　　３ステアリン酸　　　　　　　　　　２酸化亜鉛　　　　　　　　　　　　５老化防止剤　　　　　　　　　　　２硫黄　　　　　　　　　　　　　　２．５短繊維（３Ｉ
ＩＩＩｎ長さ）３０上記短繊維が混合された配合を混練したものを、圧延す
ることにより厚さ３ｃ＋ｎのシートを成形する。

これを積層した上でスライスすることにより、厚さ方向
に短繊維が配向したゴム板を得て、加硫後ゴム板の表面
をパフ加工し、表面より短繊維が突出する試料を作製し
た。この短繊維の露出長さは０．１ｍｍないし１．００
ｍｍであり、ゴム材２への埋没長さは０．０１＋ｕ＋以
上であり、しかも、この短繊維は、デュポン■製のケブ
ラーで、長さは３ｍｍである。尚、試験片の寸法は、縦
１００ｃｍ、横５０ＣＩ１１１厚さ３Ｃｆｆｌである（
第１図および第２図参照）。

比較例アクリロニトリルゴム　　　　１００　　円ＪＲカーボ
ンブラック（Ｎ３３０）　　　５０軟化剤　　　　　　
　　　　　　　３ステアリン酸　　　　　　　　　　　２酸化亜鉛　　　
　　　　　　　　　５老化防止剤　　　　　　　　　　　２硫黄　　　　　　　　　　　　　２．５短繊維が混合さ
れていない点を除けば、本発明例と同一である上記配合
を混練したものを圧延して、厚さ３ｃ１１のシートを成
形し、これを積層した上でスライスすることにより、縦
１００ｃ１１．横５００１１１厚さ３ｃｍのゴム板を得
て、加硫後ゴム板の表面をパフ加工して試料を作製した
。

（試験方法）これら２種類の試料（ゴム板）を実際のブレス打抜き加
工機のゴム板として用いた。

（試験結果）本発明例では、５万回に及ぶブレス打抜き試験で異常な
く使用できた。

これに対し、比較例では、１万８０００回のブレス打抜
き試験で異常が現れ、交換か必要となった。

また、短繊維の露出部分の配向比を変量した場合の耐摩
耗性の試験結果を第３図に、ゴム材の表面面積に対して
短繊維の露出部分の占有面積を変量した場合の耐摩耗性
の試験結果を第４図に、短繊維の埋没長さを変量した場
合の短繊維の抜落ち量の試験結果を第５図にそれぞれ示
す。

（発明の効果）以上の如く、請求項（１）に係る発明によれば、ゴム材
中に配合される短繊維を、ゴム材中に埋没させ、且つゴ
ム材表面より露出させるとともに、ゴム材表面に対して
大半の短繊維を直交方向に配向せしめたので、短繊維で
もって、ゴム材表面に作用する大きな剪断力および引裂
き力による圧縮歪量を横方向に分散させて、ゴム材表面
に作用する大きな剪断力および引裂き力を低減し、よっ
て耐摩耗材としての耐チップカット性を向上させること
ができる。しかも、ゴム材中に埋没させた短繊維により
、耐摩耗材として使用する際の短繊維の抜は落ちが少な
くできて、長寿命化を図ることができる。

また、請求項（２）に係る発明によれば、短繊維のゴム
材表面を占める占有面積を２％〜４０％としたので、ゴ
ム材表面に作用する大きな剪断力および引裂き力による
圧縮歪量を横方向に効果的に分散させて、ゴム材表面に
作用する大きな剪断力および引裂き力を確実に低減し、
よって耐摩耗材としての耐チップカット性を十分に確保
することかできる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は摩擦材の
平面図、第２図は第１図の■−■線における断面図、第
３図は短繊維の露出部分の配向比を変量した場合の耐摩
耗性の試験結果を示す図、第４図はゴム材の表面面積に
対して短繊維の露出部分の占有面積を変量した場合の耐
摩耗性の試験結果を示す図、第５図は短繊維の埋没長さ
を変量した場合の短繊維の抜落ち量の試験結果を示す図
である。１・−・耐摩耗材２・・・ゴム材２ａ・・・表面３・・・短繊維ほか１名１・・・耐摩耗材２・・・ゴム材２ａ・・・表面３・・・短繊維第２図短有式Ｍ１貞交方面へのご己百ｔ、Ｌ（％）第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）シート状ゴム材に短繊維が厚さ方向に配向されて
混在されてなる耐摩耗材において、上記短繊維は、上記ゴム材に０．１ｍｍ以上埋没し、且
つゴム材表面に０．０１ｍｍ〜１．００ｍｍ露出してい
るとともに、短繊維は、ゴム材表面に対して５０％以上
の比率で直交方向に配向されていることを特徴とする耐
摩耗材。
（２）請求項（１）記載の耐摩耗材において、短繊維の
ゴム表面に占める占有面積は２％ないし４０％であるこ
とを特徴とする耐摩耗材。