JPH07188470A - 潤滑性ゴム組成物 - Google Patents
潤滑性ゴム組成物Info
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- JPH07188470A JPH07188470A JP33018093A JP33018093A JPH07188470A JP H07188470 A JPH07188470 A JP H07188470A JP 33018093 A JP33018093 A JP 33018093A JP 33018093 A JP33018093 A JP 33018093A JP H07188470 A JPH07188470 A JP H07188470A
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Abstract
である潤滑性ゴム組成物を提供することである。 【構成】 各種有機合成法にて合成され、室温にてゴム
状弾性を有する有機合成ゴムに、表面にカーボン材が突
き刺さったテトラフルオロエチレン樹脂粉末と、球状黒
鉛とを配合する。PTFE1に黒鉛2が全方向に突き刺
さっていることから、ゴム基材3内での杭効果を生じ、
ゴム基材3と球状黒鉛との親和性により高強度となる。
Description
するものである。
よび医療用等の分野において、ゴム成形品はシール用途
および振動吸収用途に用いられている。しかし、摺動を
兼用しているものも少なくなく、ほとんどがオイル・グ
リースとの併用にて用いられている。
でシール性および使用温度条件だけに注目されてゴム材
料が選定されてきたため、シール兼摺動部に発生するせ
ん断力により、発熱がおこり、オイル・グリースが排出
され、スティックスリップが発生して正常な作動が安定
してされなかったり、異音が発生して問題となってい
る。さらに最悪な結果として、摩耗が進行し、破れ・破
損が発生し、短期間での交換を行なわざる得ないものが
あった。
般オイルシール、ガソリン供給系オイルシール、給排気
系シール、エアコン系冷媒用シール、ワイパーブレー
ド、グラスラン、事務機器の電子式複写機のトナー周辺
のシール、トナーブレード、カップジュース自動販売機
の切り替えバルブ用シール、家庭用浄水器・混合栓用シ
ール、一般製造ラインの切り替えバルブ用シール、パン
・餅等混練機用シール、上水・下水用バタフライバルブ
用シール、医療用注射器ピストンシール等、数え切れな
い。
て、ジエン系合成ゴム等、シール部のシール兼摺動部表
面にテフロンシートを張りつけたものが採用されている
(特公昭46−23681号公報記載)。しかし、長期
にわたり高圧力にさらされるため、接着部の剥離が問題
となっている。また、摺動面が弾性体でないため、シー
ル性で充分満足されていない。
ジエン系ゴム基材にオイルを含浸させたタイプも検討さ
れたが、経時的にオイルが排出され、しだいに摺動抵抗
が大きくなり、スティックスリップ等の発生および破損
発生等の不具合があった。シール部表面へのテフロンコ
ーティングも試みられたが、コーティング膜焼成条件に
対して、ゴム基材の耐熱性の問題もあり、使用可能な類
では耐摩耗性が十分ではなかった。また、皮膜の下地ゴ
ム基材への追従性が十分でなく、部品取り付け時の伸び
や運動にて皮膜の剥離がおこる。さらに、ワイパーブレ
ード等にて実施されている塩素系溶剤による薬液処理あ
るいはプラズマ処理等も考案されたが、いずれも十分な
ものではなかった。
にあるようなオレフィン系ポリマーのシール部への融着
も検討されたが、シール性が失われて使用できなかっ
た。一般的に有名な、ジエン系ゴムにテフロン系、シリ
コーン系等の固体潤滑剤を添加し、低摩擦特性を付与さ
せたものが多数考案され、特許出願あるいは学会報告さ
れているが、いずれも若干の低摩擦化は達成されたが、
添加により高硬度となったり、シール性が不十分になっ
たりして、使用に耐え得るものではなかった。また、ゴ
ム基材とのぬれ性が悪いため、引っ張り強度、引き裂き
強度が極端に低下し、耐摩耗性が従来品より劣っていた
等の問題があり、実際に採用されなかった。シリコーン
ゴム、フッ素ゴムも対象にはなったが、特に有意性は認
められなかった。
用途においても、静・動摩擦特性に優れ、耐摩耗特性に
も優れ、長寿命で信頼して使用できる自己潤滑性ゴム材
料が要求され、この発明の課題は、この要求に応え得る
潤滑性ゴム組成物を提供することである。
めに、この発明は、有機合成ゴムと、表面にカーボン材
が突き刺さったテトラフルオロエチレン樹脂粉末と、球
状黒鉛とを配合する構成を採用したものである。以下、
その詳細を述べる。
は、各種有機合成法にて合成され、室温においてゴム状
弾性を有するものであれば広範囲のものを例示できる。
この有機合成ゴムの分子量は、通常5万以上のものが望
ましく、可及的に高分子量のものが良好な結果を得るこ
とから、より望ましくは7万以上、特に望ましくは10
〜50万程度のものを用いる。以上の条件に該当する代
表例としては、加硫可能なゴムであるイソプレンゴム、
スチレンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロ
プレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴ
ム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロスル
フォン化ポリエチレンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、
エピクロルヒドリンゴム、熱可塑性エラストマーである
ウレタンゴム、ポリエステルエラストマー、ポリアミド
エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、ポリブタジ
エン系エラストマー、軟質ナイロン系エラストマー、液
状エラストマーである液状ブタジエン、ポリウレタン、
クロロプレン、シリコーン等である。
ルオロエチレン樹脂とは、例えば、乳化重合終了時にカ
ーボン材と共沈させて凝析・洗浄・乾燥後、表面にカー
ボン材が突き刺さったテトラフルオロエチレン樹脂であ
る。
ン材を乾式混合にて混合し、表面にカーボン材が突き刺
さったものでもよい。なお、このカーボン材とは、一般
的な炭素粉から黒鉛までの粉末状のものであり、特に黒
鉛が好ましく、一般的にゴム基材として用いられるスト
ラクチュアの大きいHAFカーボン、SAFカーボン、
MTカーボン等と併用しても構わない。
ン樹脂(図中PTFEと表示する)1に黒鉛2が全方向
に突き刺さっていることから、ゴム基材3内での物理的
な杭効果を生じ、ゴム基材と黒鉛の親和性にて単純にゴ
ム基材、テトラフルオロエチレン樹脂を混練したものよ
りも高強度のものが得られると考える。
ッチから紡糸する工程にて副生される球状黒鉛、あるい
はフェノール樹脂を触媒下にてパラフォルムと反応させ
て球状に重合した後、焼成、粉砕することにより得られ
る球状黒鉛が挙げられる。市販されているものを以下に
例示する。 大阪ガスケミカル社製 メソカーボンビーズ 鐘紡社製 ベルパール ユニチカ社製 ユニベックス 日本カーボン社製 マイクロカーボンビーズ。
ルオロエチレン樹脂の重量比は、有機合成ゴム100重
量部に対して10重量部以上140重量部未満になるこ
とが好ましい。テトラフルオロエチレン樹脂が10重量
部未満であった場合、合成ゴムに十分な摩擦特性を付与
できない。逆に、140重量部を超えるとゴム硬度が高
くなり、ゴム特性がなくなるほか、機械的強度が極端に
低下し、実際の使用に耐えられない。
球状黒鉛の充填重量比は、5重量部以上80重量部未満
になることが好ましい。球状黒鉛が5重量部未満であっ
た場合、有機合成ゴムに十分な耐摩耗性を付与できな
い。逆に、80重量部を超えるとゴム硬度が高くなり、
ゴム特性がなくなるほか、機械的強度が極端に低下し、
実際の使用に耐えられない。
で、以下に列記するような公知の添加剤を配合しても構
わない。
シリカ、クレー、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウ
ム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、タルク、
マイカ、カオリン、ベントナイト、シラス、ウォラスト
ナイト、炭化ケイ素、ガラス粉末、カーボン粉末、ボロ
ン繊維、アラミド繊維等 (2) 加硫助剤 例えば、亜鉛華、脂肪酸等 (3) 加硫促進剤 例えば、グアニジン類、イオウ類、ア
ルデヒドーアミン類、亜鉛塩類等 (4) 可塑剤 例えば、ジメチルフタレート、ジオクチル
フタレート等 (5) 老化防止剤 例えば、アミン類、フェノール類等 (6) 加硫剤 例えば、イオウ、イオウ化合物、過酸化物
等 (7) 軟化剤 例えば、鉱物油、植物油等 (8) 難燃剤 (9) 着色剤 以上の各種原材料を混練する方法は特に限定するもので
はなく、通常広く用いられている方法、例えば、主原料
となるエラストマー、その他充填剤を個別に順次あるい
は同時にロール混合機、プロペラ混合機、ニーダ混合
機、二軸溶融混合機、その他混合機にて混合すれば良
い。また、このとき摩擦による発熱を防止する意味で温
調器を設置することが望ましい。また、ロール混合機を
使用する場合、仕上げ混合として、薄通しすることが好
ましい。
材を構成する有機合成ゴムに、表面にカーボン材が突き
刺さったテトラフルオロエチレン樹脂粉末を配合したこ
とから、カーボン材が杭となってゴム基材とテトラフル
オロエチレン樹脂との混和状態が保持される。
とから、ゴム基材との親和性を発揮して、テトラフルオ
ロエチレン樹脂との混練をより強固なものとする。
明する。
ム基本組成を以下に示す。
あるが、ゴム基材100重量部に対しての充填比率であ
る。
させ、凝析、洗浄して得られたものである。 (2)黒鉛とのト゛ライフ゛レント゛ PTFE PTFE/GRP-2 乳化重合にて重合完了後、凝析、洗浄して得られたファ
インパウダーを平均粒径6μmの黒鉛とヘンシェルミキ
サーにてドライブレンドしたものである。 (3)PTFE 旭硝子社製PTFE ルーブリカントL169 (4)ETFE 旭硝子社製 アフロンCOP Z8820 (5)球状黒鉛A 鐘紡社製 ベルパールC2000 (6)球状黒鉛B大阪ガス社製 メソカーボンビ
ーズMP2800。
0mm程度に調整したロール混合機にNBRを巻き付け、
NBR基礎配合Aに示した割合で無機充填剤、老化防止
剤、カーボン、イオウ、加硫促進剤を順次混合し、最後
に表1で示す割合にてPTFE及びその他充填剤を混練
した。
しを10回行なった。なお、このときの摩擦熱を防止す
る目的で、常時、ロール内に冷却水を通し、ロール温度
を60度以下に保った。
通し、ゴム温度が70度以上90度以内になるように調
整し、その後、ロール間隔を1mmに狭めて薄通しを10
回行ない、それぞれ10kgのコンパウンドを得た。
300mm、厚さ1mmの金型を用い、プレス成形にて、1
次加硫(150℃、10分間、プレス圧35kg/cm2 )
および2次加硫(フリー加熱、180℃、5時間)を行
ない、加硫が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。
き、φ17×φ21×10(mm)のアルミ合金製リング
に接着し、摩擦試験片とした。相手材は軸受鋼(SUJ
2)研磨品とし、スラスト型摩擦摩耗試験にて評価し
た。試験条件は周速1.0m/min、面圧3.0kgf
/cm2 、時間100hである。得られた結果を表2に示
す。
ータ式接触角度測定器で測定し、接触角度の大きいもの
ほど非粘着性は良いと判断した。得られた結果を表2に
示す。
引き張り強度・伸び・硬度(JIS−A)を調査した。
得られた結果を表2に示す。
の基礎配合をNBRからEPDMにし、表1に示す割合
にて、上述した実施例1〜6とまったく同様な方法を用
いて混合、シート成形、加硫を行なった。また、試験片
の調整および試験方法も実施例1〜6とまったく同様な
方法を用いた。得られた結果を表2に示す。
合をNBRからフッ素ゴム(FPM)にし、表1に示す
割合にて、上述した実施例1〜6とまったく同様な方法
を用いて混合、シート成形を行ない、加硫はフリー加硫
にて230℃、16時間行った。また、試験片の調整お
よび試験方法も実施例1〜6とまったく同様な方法を用
いた。得られた結果を表2に示す。
は、ゴムの基礎配合をNBRから熱可塑性ポリウレタン
ゴム(U)にし、表1に示す割合にて、上述した実施例
1〜6とまったく同様な方法を用いて高熱加熱装置付き
ロールを用い、ロール温度150℃で混合し、シート成
形、加硫を行なった。また、試験片の調整および試験方
法も実施例1〜6とまったく同様な方法を用いた。得ら
れた結果を表2に示す。
礎配合を液状ウレタンゴムと液状ブタジエンゴムのプレ
ポリマーにし、表1に示す割合にて充填剤を加え、加熱
減圧脱泡後、硬化剤(ジアミン)を加熱融解したものを
さらに加え、攪拌機にて混合後、型に注ぎ加熱硬化し試
験片を得た。試験片の調整および試験方法も実施例1〜
6とまったく同様な方法を用いた。得られた結果を表2
に示す。
表3に示す割合にて、上述した実施例1〜6、11〜1
3とまったく同様な方法を用いてそれぞれ、混合、シー
ト成形、加硫を行なった。また、試験片の調整および試
験方法も実施例1〜13とまったく同様な方法を用い
た。得られた結果を表4に示す。
FEを添加した比較例2、3、6、8、10、12は、
いずれも摩擦係数がゴム基材に比較して低くなっている
が、機械的強度(特に引張強度)の低下が大きく、それ
に伴い、耐摩耗性が劣化している(ただし、比較例8の
FPMを除く)。
PTFEを添加した実施例では、機械的強度の低下が少
なく、さらに球状黒鉛を併用することにより、低摩擦係
数の維持および耐摩耗性の向上が確認できた。また、そ
れらのゴム材料としての物性値も十分なものであった。
性ゴム組成物は、十分なゴム特性を有しながら低摩擦係
数、耐摩耗特性に優れているものである。したがって、
シール部品等にて、オイルレス・グリースレス等を可能
にし、長期にわたり安定性・信頼性に優れたものとして
使用することができる。
と言える。
Claims (5)
- 【請求項1】 第1必須成分を有機合成ゴムとし、 第2必須成分を表面にカーボン材が突き刺さったテトラ
フルオロエチレン樹脂粉末とし、 第3必須成分を球状黒鉛とした潤滑性ゴム組成物。 - 【請求項2】 第1必須成分が加硫ゴム、熱可塑性エラ
ストマーおよび液状エラストマーからなる群から選ばれ
る1種以上である請求項1記載の潤滑性ゴム組成物。 - 【請求項3】 第2必須成分が、乳化重合終了後にカー
ボン材と共沈させることにより、その表面にカーボン材
が突き刺さったテトラフルオロエチレン樹脂粉末である
請求項1記載の潤滑性ゴム組成物。 - 【請求項4】 第2必須成分が、テトラフルオロエチレ
ン樹脂粉末とカーボン材とを乾式混合にて混合すること
により、その表面にカーボン材が突き刺さったテトラフ
ルオロエチレン樹脂粉末である請求項1記載の潤滑性ゴ
ム組成物。 - 【請求項5】 第2必須成分の配合割合が第1必須成分
100重量部に対して10重量部以上140重量部未満
の範囲であり、かつ、第1必須成分100重量部に対し
て第3必須成分が5重量部以上80重量部未満である請
求項1記載の潤滑性ゴム組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33018093A JP3202854B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 潤滑性ゴム組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33018093A JP3202854B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 潤滑性ゴム組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07188470A true JPH07188470A (ja) | 1995-07-25 |
JP3202854B2 JP3202854B2 (ja) | 2001-08-27 |
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ID=18229724
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33018093A Expired - Lifetime JP3202854B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 潤滑性ゴム組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3202854B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000017110A (ja) * | 1998-04-30 | 2000-01-18 | Ntn Corp | 潤滑性アクリロニトリルブタジエンゴム組成物およびシ―ル部材 |
JP2003096438A (ja) * | 2001-09-25 | 2003-04-03 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | シール |
JP2011079921A (ja) * | 2009-10-06 | 2011-04-21 | Daido Metal Co Ltd | 摺動用樹脂組成物 |
JP2013166573A (ja) * | 2012-02-15 | 2013-08-29 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | 液漏れ防止スポイドゴム |
CN106977782A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-07-25 | 安徽普瑞普勒传热技术有限公司 | 一种换热器防腐耐磨密封圈用橡胶材料 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP33018093A patent/JP3202854B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP4550181B2 (ja) * | 1998-04-30 | 2010-09-22 | Ntn株式会社 | 潤滑性アクリロニトリルブタジエンゴム組成物およびその製造方法、並びにシール部材 |
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CN106977782A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-07-25 | 安徽普瑞普勒传热技术有限公司 | 一种换热器防腐耐磨密封圈用橡胶材料 |
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---|---|
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