JPH08193197A

JPH08193197A - Ｖリング

Info

Publication number: JPH08193197A
Application number: JP7206104A
Authority: JP
Inventors: Satoru Fukuzawa; 覚福澤; Yoshiro Oki; 芳郎沖
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1994-08-12
Filing date: 1995-08-11
Publication date: 1996-07-30
Anticipated expiration: 2015-08-11
Also published as: JP3629306B2

Abstract

(57)【要約】【目的】Ｖリングを、非粘着性、低摩擦特性および耐
摩耗性の全てを兼ね備えたものとして、長時間の連続使
用に耐えるものとする。【構成】フッ化ビニリデン−フルオロプロピレン共重
合体等のフッ素ゴムと、テトラフルオロエチレン−エチ
レン共重合体等の熱可塑性フルオロ樹脂と、テトラフル
オロエチレン低次重合体等の分子量５×１０⁴以下の低
分子量含フッ素重合体を必須成分とする潤滑性ゴム組成
物で、Ｖリングを形成する。または、Ｖリングを、アク
リロニトリルブタジエンゴムとテトラフルオロエチレン
樹脂粉末と、熱硬化性樹脂の硬化粉末またはガラス転移
点が３００℃以上の熱可塑性樹脂粉末であって好ましく
は球状の黒鉛材を含んだ潤滑性ゴム組成物で形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はダスト、オイル等
の漏れまたは侵入を防止するＶリングに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、リング本体の一端に円錐状リッ
プを連結したゴム製断面Ｖ字型のＶリングと呼ばれるシ
ールリングが知られている。

【０００３】このようなＶリング１の形状を図１および
図２を利用して説明すると、このものは、軸方向の断面
が台形のリング本体２の一端に、小径のヒンジ部３を介
して円錐状のリップ４を一体に形成したものである。

【０００４】図２に示すように、このようなＶリング１
を使用する際、軸５に嵌めて例えば転がり軸受６のシー
ルリングとして用いると、Ｖリング１は軸５と共に回転
し、リング本体２がリップ４を支えながら軸５をシール
して、ダストや飛沫を軸受内に侵入するのを防止すると
共に、軸受６内のグリースを外部に漏らさない。

【０００５】このようなＶリングは、軸５が回転時に偏
心運動したり、または軸の芯出し精度が悪いために軸５
が傾斜した状態で回転した場合でも、ヒンジ３の角度が
変化してリップ４は軸受５のハウジング７側に弾性的に
密接してシール機能を発揮する。

【０００６】このような従来のＶリングの成形材料とし
ては、例えば、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、フッ
素ゴム等が用いられていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したよう
に、従来材料からなるＶリングは、非粘着性、低摩擦特
性、耐摩耗性の少なくともいずれか一以上の特性が満足
できないものであって、長期間の連続使用には耐えられ
ないという問題点がある。

【０００８】そこで、この発明の課題は、上記した問題
点を解決し、Ｖリングを、非粘着性、低摩擦特性および
耐摩耗性の全てを兼ね備えたものとして、長時間の連続
使用に充分に耐えるものとすることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、リング本体の一端に円錐状リ
ップを連結した断面Ｖ字型のＶリングにおいて、このも
のを、第１必須成分であるフッ素ゴムと、第２必須成分
である熱可塑性フルオロ樹脂と、第３必須成分である数
平均分子量５×１０⁴以下の低分子量含フッ素重合体を
含んで成り、前記第１必須成分と第２必須成分の配合重
量比が５０：５０〜９５：５の範囲であり、かつ第１必
須成分と第２必須成分の合計１００重量部に対する第３
必須成分の配合量が５〜５０重量部である潤滑性ゴム組
成物から形成したのである。

【００１０】前記第１必須成分であるフッ素ゴムは、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、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、フルオロシリコーン系フッ素ゴム
およびパーフルオロ系フッ素ゴムからなる群から選ばれ
る一種以上のフッ素ゴムを採用することができる。

【００１１】また、前記第２必須成分である熱可塑性フ
ルオロ樹脂は、テトラフルオロエチレン−エチレン共重
合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキル
ビニルエーテル共重合体、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からなる群から選ばれ
る一種以上の重合体を採用することができる。

【００１２】また、前記第３必須成分である低分子量含
フッ素重合体は、テトラフルオロエチレン重合体、フル
オロポリエーテルおよびポリフルオロアルキル基含有化
合物からなる群から選ばれる一種以上の重合体を採用す
ることができる。また、第３必須成分である低分子量含
フッ素重合体として、平均粒径５μm 以下のテトラフル
オロエチレン重合体を採用することができる。

【００１３】前記潤滑性ゴム組成物には、さらに熱硬化
性樹脂の硬化粉末またはガラス転移点が３００℃以上の
熱可塑性樹脂粉末を全組成物量の５〜２０重量％添加し
てもよい。

【００１４】または、Ｖリングを、アクリロニトリルブ
タジエンゴムを基材として、テトラフルオロエチレン樹
脂粉末と、熱硬化性樹脂の硬化粉末またはガラス転移点
が３００℃以上の熱可塑性樹脂粉末を配合した潤滑性ゴ
ム組成物で形成したのである。

【００１５】前記熱硬化性樹脂の硬化粉末またはガラス
転移点が３００℃以上の熱可塑性樹脂粉末は、球状の黒
鉛材を採用できる。

【００１６】前記テトラフルオロエチレン樹脂粉末は、
乳化重合終了後にカーボン材と共沈させて得られる表面
にカーボン材が突出したテトラフルオロエチレン樹脂粉
末を採用できる。

【００１７】また、前記テトラフルオロエチレン樹脂粉
末は、テトラフルオロエチレン樹脂とカーボン材を乾式
混合して得られる表面にカーボン材が突出したテトラフ
ルオロエチレン樹脂粉末を採用できる。

【００１８】また、成分の配合重量比が、アクリロニト
リルブタジエンゴム１００重量部に対して、テトラフル
オロエチレン樹脂粉末１０〜１００重量部、熱硬化性樹
脂の硬化粉末またはガラス転移点が３００℃以上の熱可
塑性樹脂粉末５〜８０重量部である前記Ｖリングとした
のである。

【００１９】

【発明の実施の形態】まず、この発明におけるフッ素ゴ
ムは、平均して１個以上のフッ素原子を含む単位モノマ
ーの重合体または共重合体であって、ガラス転移点が室
温以下であり、室温でゴム状弾性を有するものであれ
ば、特に限定されるものでなく、広範囲のものを例示す
ることができる。

【００２０】フッ素ゴムは、塊状重合、懸濁重合、乳化
重合、溶液重合、触媒重合、電離性放射線重合、レドッ
クス重合などの重合方式をその製造段階で採用できる。
このようなフッ素ゴムの数平均分子量（Ｍｎ）は、通常
５×１０⁴以上のものが好ましく、また可及的に高分子
量のものが良好な結果を得ることから、Ｍｎ７×１０⁴
以上、特に望ましくは１０×１０⁴〜２５×１０⁴程度
のものを用いることがより好ましい。

【００２１】以上の条件を満足するフッ素ゴムの市販品
としては、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合
体である旭硝子社製：アフラス、フッ化ビニリデン−ヘ
キサフルオロプロピレン共重合体であるデュポン・昭和
電工社製：バイトン、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である
モンテフルオス社製：テクノフロン、フルオロシリコー
ン系エラストマーであるダウコーニング社製：シラステ
ィックＬＳ、フォスファゼン系フッ素ゴムであるファイ
アストーン社製：ＰＮＦ、パーフルオロ系フッ素ゴムで
あるダイキン工業社製：ダイエルパーフロなどを挙げる
ことができる。

【００２２】この発明における熱可塑性フルオロ樹脂
（フッ素樹脂）は、テトラフルオロエチレン−エチレン
共重合体（以下ＥＴＦＥと略記する）、テトラフルオロ
エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合
体（以下ＰＦＡと略記する）、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（以下ＦＥＰと略
記する）からなる群から選ばれる１種以上の重合体であ
ることが好ましい。

【００２３】その他使用可能な熱可塑性フルオロ樹脂と
しては、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロ
ピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体
（以下ＥＰＥと略記する）、トリフルオロクロロエチレ
ン重合体（以下ＣＴＦＥと略記する）、トリフルオロク
ロロエチレン−エチレン共重合体（以下ＥＣＴＦＥと略
記する）、ポリビニルフルオライド（以下ＰＶＦと略記
する）およびポリビニリデンフルオライド（以下ＰＶＤ
Ｆと略記する）を挙げることができる。

【００２４】上記した熱可塑性フルオロ樹脂は、触媒乳
化重合、懸濁重合、触媒溶液重合、気相重合および電離
性放射線照射重合などの各種重合方式が製造段階で採用
できる。分子量（Ｍｎ）は５×１０⁴以下のものが望ま
しく、５×１０³を越えほぼ２×１０⁴以下のものが特
に望ましい。

【００２５】以上の条件に該当する代表例としては、前
記したＰＦＡである三井・デュポンフロロケミカル社製
ＰＦＡＭＰ１０、ＦＥＰである三井・デュポンフロロ
ケミカル社製テフロンＦＥＰ１００、ＥＴＦＥである旭
硝子社製アフロンＣＯＰなどが挙げられる。

【００２６】上記したフッ素ゴム及び熱可塑性フルオロ
樹脂を混合した組成物は、弾性体としての特性を有す
る。そして、この発明において低分子量含フッ素重合体
はこのような弾性体にさらに優れた摺動特性を付与する
ために配合されるものである。

【００２７】ここで低分子量含フッ素重合体としては、
テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、主要構造単位−Ｃ
_nＦ_2n−Ｏ−（ｎは１〜４の整数）を有するフルオロポ
リエーテル、下記の化１の式で表わされる主要構造単位
を有するポリフルオロアルキル基含有化合物（炭素数２
〜２０）で分子量（Ｍｎ）５×１０⁴以下のものをいう
が、より優れた摺動特性を付与するためには分子量５×
１０³以下のものが特に好ましい。

【００２８】

【化１】

【００２９】そして、これらのうち、平均粒径５μm 以
下のＴＦＥ低次重合体が最も好ましく、市販品としてデ
ュポン社製バイダックス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。

【００３０】前記した−Ｃ_nＦ_2n−Ｏ−（ｎは１〜４の
整数）の主要構造単位を有する平均分子量５×１０⁴以
下のフルオロポリエーテルとしては、下記の化２で表わ
されるものを例示することができる。

【００３１】

【化２】

【００３２】このような重合体は、他の配合材料や添加
剤に対する親和性（密着性）を向上させるために、イソ
シアネート基、水酸基、カルボキシル基、エステル等の
官能基を含む構造単位を有するものが望ましい。

【００３３】このようなフルオロポリエーテルの具体例
としては、下記の化３で表わされるものが挙げられ、こ
れらを単独使用しても官能基を有しないものと併用して
もよい。

【００３４】

【化３】

【００３５】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ネート化合物とを併用してもよく、
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。

【００３６】特に官能基同士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、このようなものとして、たとえば
イソシアネート基を含む単位を有するものと、水酸基を
含む単位を有するものとを組み合わせることは同様に好
ましいことである。

【００３７】また、前記したポリフルオロアルキル基含
有化合物としては、たとえば下記化４で示されるポリフ
ルオロアルキル基を有するものがあり、炭素数２〜２０
で分子量（Ｍｎ）５×１０⁴以下の具体例としては、下
記の化５で表わされるもの（反応性基およびポリフルオ
ロアルキル基を有する化合物と、その反応性基と反応す
る基を有するエチレン性不飽和化合物との反応物（たと
えば、フルオロアルキルアクリレートなど）の重合体
や、前記反応性基およびポリフルオロアルキル基を有す
る化合物とその反応性基と反応する基を有する各種重合
体との反応物、または前記化合物の重縮合物など）が挙
げられる。

【００３８】

【化４】

【００３９】

【化５】

【００４０】このようなポリフルオロアルキル基含有化
合物は、前記したフルオロポリエーテルと同様に、他の
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化合物で
あることが好ましい。

【００４１】なお、ポリフルオロアルキル基含有化合物
は、単独使用または２種以上併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ポリフルオロア
ルキル基含有化合物と、ポリフルオロアルキル基を有し
ないイソシアネ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ポリフルオロアルキル基含有
化合物と、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。

【００４２】このような官能基同士の組み合わせは強度
増加のうえからも好ましく、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１種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。

【００４３】特に、上記した低分子量含フッ素重合体の
うち、フルオロオレフィン重合体またはフルオロポリエ
ーテルを用いると、潤滑性において優れた結果が得ら
れ、特に平均粒径５μｍ以下のテトラフルオロエチレン
重合体を用いると最も望ましい結果を得ることが判明し
ている。

【００４４】この発明において、フッ素ゴム、熱可塑性
フルオロ樹脂および低分子量含フッ素重合体の配合比
は、フッ素ゴムと熱可塑性フルオロ樹脂の重量比にて５
０：５０から９５：５の範囲が好ましい。なぜならば熱
可塑性フルオロ樹脂の配合重量比が５０／１００を越え
ると、目的の組成物に充分な弾性特性が得られず、５／
１００未満では充分な耐摩耗性が得られないからであ
る。

【００４５】また、フッ素ゴムと熱可塑性フルオロ樹脂
の合計１００重量部に対して低分子量含フッ素重合体５
〜５０重量部が好ましい。なぜならば、低分子量含フッ
素重合体の配合比が５重量部未満では充分な摺動特性が
得られず、５０重量部を越えるとゴム状弾性特性が損な
われるからである。

【００４６】また、上記潤滑性ゴム組成物に対し、３０
０℃において不溶融な熱硬化性樹脂の硬化粉末、または
ガラス転移点が３００℃以上の耐熱性樹脂粉末を添加し
て耐摩耗性を向上させることができる。

【００４７】熱硬化性樹脂の粉末としては、フェノール
樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化後の微粉末、ガラス転
移点が３００℃以上である耐熱性樹脂としては、ポリイ
ミド樹脂、芳香族アラミド樹脂等の微粉末が挙げられ
る。市販の樹脂粉末のうち、フェノール樹脂の硬化粉砕
品としては、鐘紡社製：ベルパールＨ３００、ポリイミ
ド樹脂の硬化粉砕品としては、三笠産業社製：ＰＷＡ２
０、芳香族アラミド樹脂の粉砕品としては、旭化成社
製：ＭＰ−Ｐ、ガラス転移点Ｔｇが３００℃以上の熱硬
化性樹脂粉末としては宇部興産社製：ユーピレックスＳ
（Ｔｇ＞５００）などがある。

【００４８】このような熱硬化性樹脂粉末の粒径は、１
〜１５μｍのものがゴム状弾性の維持と混練工程の容易
性の点で好ましい。熱硬化性樹脂粉末は、前記必須成分
に対して５〜２０重量％添加すればよく、５重量％未満
では耐摩耗性向上の効果がなく、２０重量％を越える多
量ではゴム弾性が低下するので好ましくない。

【００４９】なお、この発明の目的を損なわない範囲で
上記成分の他に各種添加剤が配合されていてもよい。た
とえば、フッ素ゴムの加硫剤としてイソシアネート、有
機過酸化物等、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、その他金属酸化物、着色剤、難燃剤などを便
宜加えてもよいことはいうまでもない。

【００５０】以上の各種原材料を混合する方法は特に限
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、主原料になるエラストマー、その他諸原料をそれ
ぞれ個別に順次、または同時にロール混合機その他混合
機により混合すればよい。なお、このとき摩擦による発
熱を防止する意味で温調器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３mm以下程度に締めて薄通しを行な
うとさらに良い。

【００５１】この発明のＶリングは、成形工程において
特に限定した手段を必要とするものではなく、通常のプ
レス成形方法で一次加硫（１４０〜１７０℃で１０〜３
０分、加圧５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ²）した後、二次加硫
（２００〜３００℃で２〜２０時間、加圧なし）すれば
よい。

【００５２】また、この発明においては、前記同様の課
題を解決するため、Ｖリングを、アクリロニトリルブタ
ジエンゴムと、テトラフルオロエチレン樹脂粉末と、熱
硬化性樹脂の硬化粉末またはガラス転移点が３００℃以
上の熱可塑性樹脂粉末を含む潤滑性ゴム組成物で形成し
たのである。特に、前記硬化粉末または熱可塑性樹脂粉
末は、球状の黒鉛であるものが好ましい。

【００５３】また、上記したテトラフルオロエチレン樹
脂粉末は、乳化重合終了後にカーボン材と共沈させて得
られる表面にカーボン材が突出したテトラフルオロエチ
レン樹脂粉末を採用できる。

【００５４】また、上記したテトラフルオロエチレン樹
脂粉末は、テトラフルオロエチレン樹脂とカーボン材を
乾式混合して得られる表面にカーボン材が突出したテト
ラフルオロエチレン樹脂粉末を採用することができる。

【００５５】また、上記配合重量比が、アクリロニトリ
ルブタジエンゴム１００重量部に対して、テトラフルオ
ロエチレン樹脂粉末１０〜１００重量部、球状黒鉛５〜
８０重量部としたのである。

【００５６】以下に、その詳細を述べる。この発明にお
けるアクリロニトリルブタジエンゴム（以下、ＮＢＲと
略記する。）は、各種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。

【００５７】ＮＢＲは、ブタジエンとアクリロニトリル
の共重合体でアクリロニトリル量を約１５〜５０％に含
めることで、その物性を変化させることができる。ニト
リル量は、例えば低ニトリル２４％未満、中ニトリル２
４〜３０％、中高ニトリル３０〜３６％、高ニトリル３
６〜４２％、極高ニトリル４２％を越えるものというよ
うに分類できる。耐摩耗性、耐老化性、引張強さを増す
ために、ニトリル量は多いほうがよいが、ゴム弾性、耐
寒性、低温特性を損なわない程度に止めるためには、ニ
トリル量を約２４％〜４２％の範囲、または約２４％を
越え４２％未満の範囲にすることが好ましい。

【００５８】このＮＢＲ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、より好ましくは７万以上、特に好ましく
は１０〜５０万程度のものを用いる。以上の条件を満足
する市販品としては、下記のものを例示できる。

【００５９】日本合成ゴム社製：ＪＳＲ−Ｎ日本ゼオン社製：ＮＩＰＯＬグッドイヤー社製：ＣＨＥＭＩＧＵＭまた、この発明におけるテトラフルオロエチレン樹脂
（以下、ＰＴＦＥと略記する。）粉末とは、懸濁重合法
により製造されたモールディングパウダー、乳化重合法
により製造されたファインパウダーのいずれを使用して
もよいが、加圧・加熱処理された後、粉砕または粉砕
後、γ線照射処理または電子線照射処理されたもの、ま
たは重合後にγ線照射処理または電子線照射処理された
平均粒径２０μｍ以内のものを使用することができる。
以上の条件を満足する市販品としては、下記のものを例
示できる。

【００６０】ダイキン工業社製：ルブロンＬ１０旭硝子社製：フルオンＧ１６３、フルオンＣＤ１、ルー
ブリカントＬ１６９、Ｌ１８２Ｊ、三井デュポンフロロ
ケミカル社製：テフロン７Ｊ、さらに、より好ましいＰ
ＴＦＥ粉末は、図３にその形態を拡大して示すように、
ＰＴＦＥ粉末２０の表面に、黒鉛などからなるカーボン
材２１が突出し、いわゆる突き刺さった状態にあるもの
である。このものは、例えばファインパウダー製造の乳
化重合終了時に、カーボン材と共沈させて凝析、洗浄、
乾燥して得られるＰＴＦＥ粉末である。または、ＰＴＦ
Ｅ粉末にカーボン材を乾式混合し、表面に突き刺さった
状態にしたものであってもよい。

【００６１】このようなカーボン材は、一般的な炭素粉
から黒鉛まで種々の結晶状態の粉末品であってよいが、
黒鉛化による結晶構造に潤滑性が期待されるから、特に
黒鉛が好ましい。また、ゴム材に汎用されるストラクチ
ュアの大きいカーボンブラックのＨＡＦ、ＳＡＦ、ＦＥ
ＦまたはＭＴなどであってもよい。

【００６２】このようなＰＴＦＥ粉末２０は、図３に示
したように、黒鉛等からなるカーボン材２１が、全方向
（放射状）に突出していることから、ゴム基材２２内で
の物理的な杭効果があり、しかもゴム基材２２とカーボ
ン材２１の親和性がよいので、ゴム材と通常のＰＴＦＥ
粉末を混練したものよりも高強度のものが得られる。

【００６３】また、この発明に用いる球状黒鉛とは、ピ
ッチから紡糸する工程で副生する球状黒鉛、またはフェ
ノール樹脂を触媒の下でパラフォルムアルデヒドと反応
させて球状に重合させたもの、さらにはその後、焼成し
粉砕した球状黒鉛が挙げられる。市販の球状黒鉛として
は、以下のものが挙げられる。

【００６４】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、この発明におけるＮＢＲと、ＰＴＦＥ粉末の配合重量比
は、ＮＢＲ１００重量部に対して、１０〜１００重量部
であることが好ましい。なぜなら、ＰＴＦＥ粉末が１０
重量部未満では、ＮＢＲに充分な摩擦特性を付与でき
ず、１００重量部を越えて多量に配合すると、ゴム硬度
が高くなって弾性特性がなくなり、または機械的強度が
極端に低下して実用に耐えない。

【００６５】また、この発明に用いる熱硬化性樹脂の硬
化粉末またはガラス転移点が３００℃以上の熱可塑性樹
脂粉末の配合重量比は、ＮＢＲ１００重量部に対して、
５〜８０重量部である。その理由は５重量部未満の配合
割合では、ＮＢＲに充分な耐摩耗性を付与できず、８０
重量部を越えて多量に配合すると、ゴム硬度が高くなっ
て弾性特性がなくなり、または機械的強度が極端に低下
して実用に耐えない。このような傾向から、熱硬化製樹
脂の硬化粉末またはガラス転移点が３００℃以上の熱可
塑性樹脂粉末のより好ましい配合重量比は、ＮＢＲ１０
０重量部に対して、５〜３０重量部である。また、球状
黒鉛の配合重量比は、上記同様の理由により、ＮＢＲ１
００重量部に対して、５〜８０重量部である。

【００６６】なお、この発明には、ゴム用の周知の配合
剤または周知の添加剤を配合してもよいのは勿論であ
る。

【００６７】（１）補強剤：カーボンブラック、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：亜鉛華、脂肪酸等、（３）加硫促進剤：グアニジン類、イオウ類、アルデヒ
ド−アミン類、亜鉛類等、（４）可塑剤：ジメチルフタレート、ジオクチルフタレ
ート等、（５）老化紡糸剤：アミン類、フエノール類等、（６）その他、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、着
色剤など、さらに、成形時の離型性および表面の非粘着
性を向上させるために、オイル、ワックス、グリース類
を添加してもよい。その配合量は、ゴム成形品の機械的
強度に影響を及ぼさない程度、すなわちＮＢＲ１００重
量部に対して２〜２０重量部であることが好ましく、よ
り好ましくは５〜１０重量部である。

【００６８】固体潤滑剤として、ＰＴＦＥ以外に溶融フ
ッ素樹脂であるテトラフルオロエチレン−エチレン共重
合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフル
オロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、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）などを添加してもよい。

【００６９】以上の各種原材料を混合する方法は特に限
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、主原料になるＮＢＲ、その他の充填剤を個別に順
次混合または一括してロール混合機、プロペラ混合機、
ニーダ混合機その他の混合機で混合すればよい。なお、
このとき摩擦による発熱を防止する意味で温調器を設け
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、仕上げ混合として、ロール間隔を３ｍｍ以下とし
て薄通しを行なうことが好ましい。

【００７０】

【実施例】実施例および比較例で用いた原材料を一括し
て示すと以下のとおりである。なお、各成分の配合割合
は重量％であるが、（３）〜（７）に示す原材料につい
ては（１）、（２）に示す原材料の総重量１００に対す
る重量部で示した。

【００７１】（１）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ＦＯＲ４２
０) （２）テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体〔Ｅ
ＴＦＥ〕（旭硝子社製：アフロンＣＯＰ）（３）低分子量含フッ素重合体〔低分子量ＴＦＥ〕（旭
硝子社製：ルーブリカントＬ１６９）（４）低分子量含フッ素重合体（フルオロポリエーテ
ル）〔低分子量ＦＥＰ〕（日本エニモント社製：フォン
ブリンＺ−ＤＩＳＯＣ）（５）カーボン（ファンデルビルト社製：ＭＴカーボ
ン）（６）ステアリン酸ナトリウム (一般工業材）（７）酸化マグネシウム〔ＭｇＯ〕 (一般試薬) （８）水酸化カルシウム〔Ｃａ（ＯＨ）₂〕 (一般試
薬) （９）フェノール樹脂 (カネボウ社製：ベルパールＨ３
００）（１０）ニトリル−ブタジエン系共重合体〔ＮＢＲ〕
（一般工業材硬度ＪＩＳ−Ａ７０）（１１）クロロプレン系共重合体〔クロロプレンゴム〕
（一般工業材硬度ＪＩＳ−Ａ７０）〔実施例１〜４、比較例１〜５〕ロール間隔５〜１０ｍ
ｍに調整したロール混合機にフッ素ゴム（１）を巻きつ
け、表１に示した割合で順次、ＭＴカーボン、ステアリ
ン酸ナトリウム、ＭｇＯ、Ｃａ（ＯＨ）₂を加えて混練
した。その後、ロール間隔を１ｍｍ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。次に、冷却水を止め、ロール内にスチ
ームを通してゴム温度が７０℃以上、９０℃以下になる
ように調整し、その後、ロール間隔を５〜１０ｍｍ程度
に戻し、低分子量含フッ素重合体を少量ずつ添加しなが
ら表１に示す配合割合で混練した。その後、再びロール
間隔を１ｍｍに狭めて素練りを約10回行なった。

【００７２】以上の工程で得られたコンパウンドにおけ
る１５０×１５０×ｔ１（ｍｍ）シートを、一次加硫
（１７０℃、１０分、プレス圧７ｋｇｆ／ｃｍ²）およ
び二次加硫（２３０℃、１６時間、フリー）を行なっ
た。このようにして加硫した各試験片について、摩擦・
摩耗特性、非粘着性、一般特性、実機耐久性を求めた。
各試験方法はつぎのとおりである。

【００７３】（ａ）摩擦・摩耗試験：内径φ１７ｍｍ、
外径φ２１ｍｍのリング状シート試験片をφ１７×φ２
１×ｔ１０（ｍｍ）のアルミ合金製リングに接着して摩
擦試験片とした。相手材は軸受鋼（ＳＵＪ２）の研磨品
とし、スラスト型摩擦試験機にて評価した。試験条件
は、周速１２８ｍ／分、面圧３．５ｋｇｆ／ｃｍ²と
し、試験開始当初とその後の摩擦係数と摩耗係数（×
１０^-10ｃｍ³／ｋｇｆ・ｍ）を表中に示した。

【００７４】（ｂ）非粘着性試験：各試験片の水に対す
る接触角をゴニオメータ式接触角測定器で測定し、接触
角の大きいものほど非粘着性は良いと判断し、結果を表
中に併記した。

【００７５】（ｃ）機械的特性：得られたシート状試験
片に対してＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠し、引張り強度、
伸び、硬度（ＪＩＳ−Ａ）を調べ、結果を表中に併記し
た。

【００７６】（ｄ）実機耐久性試験：軸径（内径）φ３
２ｍｍ、外径φ４８ｍｍ、幅１０ｍｍのＶリング形状の
試験片を、雰囲気温度を４０℃に設定した恒温槽の中
で、図２に示した状態にＶリングを装着した試験機に
て、軸５を毎分２００回転の速度で連続５００時間運転
した。この場合、Ｖリング１のリップ４が摺接するハウ
ジング７は、軸受鋼（ＳＵＳＪ２）で形成されたもので
ある。

【００７７】上記試験の結果は、Ｖリング１の摩耗量が
０．００１ｇ以下を〇印、摩耗量０．００１ｇを越え
０．００５ｇ未満を△印、摩耗量０．００５ｇ以上を×
印の３段階に評価し、これを表中に併記した。

【００７８】

【表１】

【００７９】

【表２】

【００８０】表２の結果から明らかなように、フッ素ゴ
ム単独の組成物、またはフッ素ゴムにＥＴＦＥまたは低
分子量ＴＦＥを添加した組成物からなる比較例の試験片
は、摩擦係数が高く、摺動特性に耐久性がなかった。ま
た、ニトリルゴム、クロロプレンゴムからなる試験片で
も同様の結果であった。

【００８１】これに対して、全ての条件を満足する実施
例１〜４の試験片は、非粘着性、低摩擦特性および耐摩
耗性の全てを兼ね備えており、５００時間の連続使用に
耐えることがわかる。

【００８２】次に、実施例５〜１３および比較例６〜１
１に用いた合成ゴムの基本組成を以下に示す。

【００８３】［ＮＢＲ基礎配合Ａ］（高ニトリルタイプ、ニトリル量３６〜４２％）日本合成ゴム社製：ＪＳＲ２２０Ｓ１００重量部ステアリン酸ナトリウム：一般工業材１〃カーボンブラック：ＦＥＦ３０〃加硫促進剤１：大内新興化学工業社製：ＴＴ２〃加硫促進剤２：大内新興化学工業社製：Ｍ２〃加硫助剤：酸化亜鉛（活性亜鉛華）１０〃加硫剤：イオウ１〃［ＮＢＲ基礎配合Ｂ］（中ニトリルタイプ、ニトリル量２４〜３０％）日本合成ゴム社製：ＪＳＲ２４０Ｓ１００重量部ステアリン酸ナトリウム：一般工業材１〃カーボンブラック：ＦＥＦ３０〃加硫促進剤１：大内新興化学工業社製：ＴＴ２〃加硫促進剤２：大内新興化学工業社製：Ｍ２〃加硫助剤：酸化亜鉛（活性亜鉛華）１０〃加硫剤：イオウ１〃［潤滑剤］（１）黒鉛共沈ＰＴＦＥ〔ＰＴＦＥ−１〕乳化重合にて
重合完了後に平均粒径６μｍの黒鉛と７：３の重量比で
共沈させ、凝析、洗浄して得られたものである。（２）黒鉛とのドライブレンドＰＴＦＥ〔ＰＴＦＥ−
２〕旭硝子社製ＰＴＦＥ（ルーブリカントＬ１８２Ｊ）
を平均粒径６μｍの黒鉛と７：３の重量比にてヘンシェ
ルミキサーでドライブレンドしたものである。（３）ＰＴＦＥ〔ＰＴＦＥ−３〕旭硝子社製：ＰＴＦＥ
ルーブリカントＬ１８２Ｊ（４）ＥＴＦＥ（旭硝子社製：アフロンＣＯＰＺ８８
２０）（５）球状黒鉛（鐘紡社製：ベルパールＣ２０００）（６）シリコーンオイル（信越シリコーン社製：ＫＦ９
６−３００）。

【００８４】〔実施例５〜１３、比較例６〜１０〕ロー
ル間隔５〜１０ｍｍ程度に調整したロール混合機に、Ｎ
ＢＲ（２２０Ｓ）を巻き付け、基礎配合ＡまたはＢ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３または表４に
示した割合でＰＴＦＥおよび他の充填剤を混練した。

【００８５】その後、ロール間隔を１ｍｍに調整し、薄
通しを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℃以下に保った。次に、冷却水を止め、ロール内
にスチームを通してゴム温度が７０℃以上９０℃以下に
なるように調整し、その後、ロール間隔を１ｍｍで薄通
しを１０回行ない、それぞれ１０ｋｇのコンパウンドを
得た。

【００８６】以上のようにして得られたコンパウンドを
縦３００ｍｍ、横３００ｍｍ、厚さ１ｍｍの金型でプレ
ス成形し、１次加硫（１６０℃、１０分、プレス圧１２
０ｋｇｆ／ｃｍ²）および２次加硫（１５０℃、４時
間、フリー）を行なった。このようにして加硫を終えた
シート状の各試験片について、摩擦・摩耗特性、非粘着
性、機械的特性を求めた。

【００８７】また、実際のシール試験片として、図１に
示すようなＶリングを形成し、実機試験行なった。各試
験方法は、前記試験方法（ａ）で試験条件を、周速１．
０ｍ／分、面圧３．０ｋｇｆ／ｃｍ²、測定を試験開始
当初、５０時間後、１００時間後に変更したこと以外
は、前記した（ａ）〜（ｄ）の通りである。これらの結
果は、表５または表６に示した。

【００８８】

【表３】

【００８９】

【表４】

【００９０】

【表５】

【００９１】

【表６】

【００９２】なお、表に示される数値の上限値以上で下
限値以下、または上限値を越え下限値未満の配合、特性
値等として最も適したシール成形体を提供するように、
適宜に選択してもよい。

【００９３】〔比較例１１〕比較例６と同様にして、Ｎ
ＢＲ基礎配合Ｂのコンパウンドを作成し、試験片を成形
した。この試験片に対してゴム用市販コーティング剤
（日本アチソン社製：エムラロン３４５）をスプレーコ
ーティング法にて約１５μｍの被膜を形成した。コーテ
ィング後、電気炉にて８０℃で１時間乾燥し、さらに焼
成して試験片を完成させた。

【００９４】得られた試験片に対して、比較例６と全く
同様の試験にて評価し、結果を表６中に併記した。

【００９５】表５および表６の結果からも明らかなよう
に、一般的なＮＢＲの配合物だけの比較例６では摩擦係
数が高く、摩耗量が大きかった。また、ＮＢＲにＰＴＦ
Ｅを添加した７、８は、いずれも摩擦係数がゴム基材よ
り若干低くなったが、摩耗特性が充分でなかった。ま
た、球状黒鉛を配合した比較例９では、耐摩耗性が改善
されたが、摩擦係数が約０．８と大きく、実機試験でも
追従性が徐々に劣化した。シリコーンオイルを配合した
比較例１０は、機械的強度が著しく低下しており、摩耗
特性も極めて悪かった。なお、いずれの比較例でも実機
試験での摩耗が多く、トナーの漏れが確認された。

【００９６】一方、カーボン材が表面に突出した粉体状
のＰＴＦＥと球状黒鉛を併用して添加した実施例１〜１
２は、機械的強度の低下が少なく、低摩擦係数および耐
磨耗性に優れた特性であり、実機試験でも安定した低摩
擦・低摩耗特性が確認できた。また、実施例１３は、Ｐ
ＴＦＥと共に球状黒鉛を添加したものであるため、比較
例に比べて低摩擦・低摩耗特性であり、他の実施例のよ
うに使用に耐えるものであった。

【００９７】

【効果】この発明は以上説明したように、Ｖリングを、
フッ素ゴムと熱可塑性フルオロ樹脂と所定分子量の低分
子量含フッ素重合体を所定割合で配合した潤滑性ゴム組
成物で形成したので、このものが非粘着性、低摩擦特性
および耐摩耗性の全てを兼ね備えたものとなり、長時間
の連続使用に耐えるものとなる利点がある。

【００９８】また、Ｖリングを、アクリロニトリルブタ
ジエンゴムとテトラフルオロエチレン樹脂粉末と球状黒
鉛を含んだ潤滑性ゴム組成物で形成したＶリングとした
発明においても、ＮＢＲ材料本来の充分なゴム特性を有
すると共に、低摩擦特性および耐摩耗性を兼ね備えたも
のとなる利点がある。

【００９９】したがって、この発明のＶリングは、ゴム
特性を生かしたシール性を充分に発揮すると共に、長寿
命で安定した低摩擦特性および耐摩耗性に優れたシール
部材となるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｖリングを一般的形状を示す正面図

【図２】Ｖリングの使用状態を説明する縦断面図

【図３】ゴム基材中のテトラフルオロエチレン樹脂を示
す模式図

【符号の説明】

１Ｖリング２リング本体３ヒンジ部４リップ５軸６転がり軸受７ハウジング

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｃ１０Ｎ 20:00 Ａ 20:04 20:06 Ｚ 40:34 50:08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リング本体の一端に円錐状リップを連結
した断面Ｖ字型のＶリングにおいて、このものを第１必
須成分であるフッ素ゴムと、第２必須成分である熱可塑
性フルオロ樹脂と、第３必須成分である数平均分子量５
×１０⁴以下の低分子量含フッ素重合体を含んで成り、
前記第１必須成分と第２必須成分の配合重量比が５０：
５０〜９５：５の範囲であり、かつ第１必須成分と第２
必須成分の合計１００重量部に対する第３必須成分の配
合量が５〜５０重量部である潤滑性ゴム組成物。
【請求項２】第１必須成分であるフッ素ゴムが、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、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、フルオロシリコーン系フッ素ゴムお
よびパーフルオロ系フッ素ゴムからなる群から選ばれる
一種以上のフッ素ゴムである請求項１に記載のＶリン
グ。
【請求項３】第２必須成分である熱可塑性フルオロ樹
脂が、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、テ
トラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエ
ーテル共重合体、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からなる群から選ばれる一種以
上の重合体である請求項１に記載のＶリング。
【請求項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、フルオロポリ
エーテルおよびポリフルオロアルキル基含有化合物から
なる群から選ばれる一種以上の重合体である請求項１に
記載のＶリング。
【請求項５】第３必須成分である低分子量含フッ素重
合体が、平均粒径５μm 以下のテトラフルオロエチレン
重合体である請求項１に記載のＶリング。
【請求項６】請求項１記載の潤滑性ゴム組成物に、さ
らに熱硬化性樹脂の硬化粉末またはガラス転移点が３０
０℃以上の熱可塑性樹脂粉末を全組成物量の５〜２０重
量％添加したＶリング。
【請求項７】リング本体の一端に円錐状リップを連結
した断面Ｖ字型のＶリングにおいて、このものを、アク
リロニトリルブタジエンゴムを基材として、テトラフル
オロエチレン樹脂粉末と、熱硬化性樹脂の硬化粉末また
はガラス転移点が３００℃以上の熱可塑性樹脂粉末を配
合した潤滑性ゴム組成物で形成したことを特徴とするＶ
リング。
【請求項８】熱硬化性樹脂の硬化粉末またはガラス転
移点が３００℃以上の熱可塑性樹脂粉末が、球状の黒鉛
材である請求項７記載のＶリング。
【請求項９】テトラフルオロエチレン樹脂粉末が、乳
化重合終了後にカーボン材と共沈させて得られる表面に
カーボン材が突出したテトラフルオロエチレン樹脂粉末
である請求項７記載のＶリング。
【請求項１０】テトラフルオロエチレン樹脂粉末が、
テトラフルオロエチレン樹脂とカーボン材を乾式混合し
て得られる表面にカーボン材が突出したテトラフルオロ
エチレン樹脂粉末である請求項７記載のＶリング。
【請求項１１】成分の配合重量比が、アクリロニトリ
ルブタジエンゴム１００重量部に対して、テトラフルオ
ロエチレン樹脂粉末１０〜１００重量部、熱硬化性樹脂
の硬化粉末またはガラス転移点が３００℃以上の熱可塑
性樹脂粉末５〜８０重量部である請求項７記載のＶリン
グ。