JPH09324078A

JPH09324078A - 潤滑性ゴム組成物

Info

Publication number: JPH09324078A
Application number: JP14554596A
Authority: JP
Inventors: Toru Hotta; 透堀田
Original assignee: Fujikura Rubber Ltd
Current assignee: Fujikura Composites Inc
Priority date: 1996-06-07
Filing date: 1996-06-07
Publication date: 1997-12-16

Abstract

(57)【要約】【課題】摩擦抵抗が小さく、潤滑性に優れた架橋
ゴムを形成する潤滑性ゴム組成物の提供。優れた機
械的特性を兼ね備えた架橋ゴムを形成する潤滑性ゴム組
成物の提供。優れた潤滑性およびゴム弾性を長期に
わたり発現する架橋ゴムを形成する潤滑性ゴム組成物の
提供。耐摩耗性に優れた架橋ゴムを形成する潤滑性
ゴム組成物の提供。摺動シール材として好適な架橋
ゴムを形成する潤滑性ゴム組成物の提供。【解決手段】過酸化物架橋型ゴム１００重量部あた
り、両末端に官能基を有する二官能性シリコーンオイル
５〜３０重量部と、グラファイト２０〜６０重量部とが
含有されてなることを特徴とする。この潤滑性ゴム組成
物は、摺動シール材用の架橋ゴムを形成するものである
ことが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、潤滑性ゴム組成物
に関し、更に詳しくは、過酸化物架橋されることによ
り、優れた潤滑性および機械的特性を兼ね備え、摺動シ
ール材などとして好適な架橋ゴムを形成することができ
る潤滑性ゴム組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、Ｏリングやパッキンなど、機
械要素間のシール材として各種のゴムが使用されてい
る。しかして、面対偶をなす機械要素間に介在させるシ
ール材を構成するゴム材料には、摩擦抵抗が小さく、潤滑性に優れていること、良好な機械的特性（ゴム弾性・圧縮特性）を維持し
ていること、耐久性（潤滑性および機械的特性の経時的安定性）
に優れていること、耐摩耗性に優れていることなどが要求される。

【０００３】しかして、ゴムの摩擦抵抗を低減させるた
めの手段として、下記のような技術が知られている。（１）シリコーンオイル、フッ素化オイル、ポリエチレ
ングリコールなどの潤滑性付与剤をゴム組成物に混練し
て含有させる技術。（２）シリコーンを主成分とし片末端に反応基を有する
マクロモノマーを、過酸化物架橋型ゴムにグラフト化さ
せることにより、得られる架橋ゴムに潤滑性を付与する
技術（特開平８−１２７３３号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
（１）の技術により得られるゴムを、摺動シール材とし
て繰り返し使用に供する場合には、前記潤滑性付与剤が
経時的に析出して失われ、この結果、シール材の有する
潤滑性が経時的に低下したり、シール性が損なわれたり
するなど、耐久性の観点から問題がある。

【０００５】上記（２）の技術により得られるゴムは、
潤滑性付与物質であるマクロモノマー分子の一端がゴム
の分子鎖に結合されていることから、ある程度良好な潤
滑性および耐久性を有するものであるが、過酷な摺動条
件に対して十分に適用できるものではない。また、この
技術により得られるゴムは、機械的特性および耐摩耗性
などの点においても十分に満足できるものではない。

【０００６】本発明は、以上のような事情に基いてなさ
れたものである。本発明の第１の目的は、従来公知のも
のよりも摩擦抵抗が小さく、潤滑性に優れた架橋ゴムを
形成することができる潤滑性ゴム組成物を提供すること
にある。本発明の第２の目的は、優れた機械的特性（ゴ
ム弾性）を兼ね備えた架橋ゴムを形成することができる
潤滑性ゴム組成物を提供することにある。本発明の第３
の目的は、優れた潤滑性およびゴム弾性を長期にわたり
発揮する架橋ゴムを形成することができる潤滑性ゴム組
成物を提供することにある。本発明の第４の目的は、耐
摩耗性に優れた架橋ゴムを形成することができる潤滑性
ゴム組成物を提供することにある。本発明の第５の目的
は、摺動シール材として好適な架橋ゴムを形成すること
ができる潤滑性ゴム組成物を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の潤滑性ゴム組成
物は、過酸化物架橋が可能な原料ゴム（以下「過酸化物
架橋型ゴム」という）１００重量部あたり、両末端に官
能基を有する二官能性シリコーンオイル５〜３０重量部
と、グラファイト２０〜６０重量部とが含有されてなる
ことを特徴とする。本発明の潤滑性ゴム組成物は、摺動
シール材用の架橋ゴムを形成するものであることが好ま
しい。

【０００８】

【作用】

（１）本発明の潤滑性ゴム組成物を過酸化物架橋するこ
とにより、過酸化物架橋型ゴムの分子鎖に、潤滑性付与
物質である二官能性シリコーンオイルが、官能基を介し
て結合される。このため、形成される架橋ゴムには、二
官能性シリコーンオイルに由来する優れた潤滑性が付与
されると共に、当該架橋ゴムの潤滑性は、含有されてい
るグラファイトの作用によって更に向上する。（２）形成される架橋ゴムにおいて、潤滑性付与物質と
ゴム分子鎖とが化学的に結合されていることにより、当
該架橋ゴムを過酷な摺動条件下に適用した場合であって
も、優れた潤滑性が長期にわたり安定的に発揮される。（３）潤滑性付与物質が二官能性シリコーンオイルから
なるので、潤滑性付与物質が架橋剤としても作用し、こ
れにより、単官能性のシリコーンオイル（マクロモノマ
ー）を含有する場合に比較して、機械的特性および耐摩
耗性が格段に向上した架橋ゴムを形成することができ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。＜過酸化物架橋型ゴム＞本発明の潤滑性ゴム組成物を構
成する過酸化物架橋型ゴムとしては、過酸化物架橋が可
能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば
ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−Ｎ
ＢＲ）、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロ
ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリイソ
プレンゴム、ポリブタジエンゴム、エチレンプロピレン
ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴ
ム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、フッ素ゴムな
どを挙げることができ、これらは単独でまたは２種以上
をブレンドして使用することができる。

【００１０】これらのうち、優れた耐油性を有すること
からＮＢＲが好ましく、更に好ましくはＨ−ＮＢＲであ
る。ここに、良好な機械的特性を発揮させる観点からＨ
−ＮＢＲにおける水素化率は９０％以上であることが好
ましい。なお、架橋剤として硫黄を使用する硫黄架橋型
ゴムは、当該ゴムの分子鎖に、二官能性シリコーンオイ
ルを反応（グラフト化反応）させることができない。

【００１１】＜二官能性シリコーンオイル＞本発明の潤
滑性ゴム組成物は、潤滑性付与物質として二官能性シリ
コーンオイルを使用する点に特徴を有するものであり、
これにより、形成される架橋ゴムにおいて、優れた潤滑
性と共に、優れた機械的特性および耐摩耗性が発揮され
る。

【００１２】二官能性シリコーンオイルの末端に存在す
る官能基としては、メチロール基、ビニル基、メタクリ
ロイル基、アミノ基、カルボキシル基、ヒドロキシル
基、メタクリル基などを挙げることができる。二官能性
シリコーンオイルの市販品としては、メタクリル基を両
末端に有する「Ｘ−２２−１６４Ｂ」〔信越化学工業
（株）製〕を例示することができる。二官能性シリコー
ンオイルの分子量としては、５００〜１００００の範囲
にあることが好ましく、更に好ましくは１０００〜７０
００の範囲とされる。

【００１３】本発明の潤滑性ゴム組成物における二官能
性シリコーンオイルの含有割合としては、過酸化物架橋
型ゴム１００重量部あたり５〜３０重量部とされ、更に
好ましくは８〜２０重量部とされる。この割合が５重量
部未満である場合には、形成される架橋ゴムにおいて十
分な潤滑性を発揮させることはできない。一方、この割
合が３０重量部を超える場合には、得られる架橋ゴムの
機械的特性（ゴム弾性）が損なわれるおそれがある。

【００１４】＜グラファイト＞本発明の潤滑性ゴム組成
物は、充填剤としてグラファイトを使用する点にも特徴
がある。これにより、形成される架橋ゴムの潤滑性を更
に向上させることができ、摺動シール材などに適用する
場合において、摩擦抵抗を更に低減させることができ
る。また、グラファイトを含有することにより、形成さ
れる架橋ゴムと機械要素（金属部材）とを接触させる用
途において、当該機械要素に対する架橋ゴムの接着性お
よび粘着性を抑制する効果も発揮される。

【００１５】本発明の潤滑性ゴム組成物におけるグラフ
ァイトの含有割合としては、過酸化物架橋型ゴム１００
重量部あたり２０〜６０重量部とされ、更に好ましくは
２０〜４０重量部とされる。この割合が２０重量部未満
である場合には、潤滑性向上効果（摩擦抵抗の低減効
果）を十分に奏することができない。一方、この割合が
６０重量部を超える場合には、機械的特性の低下を招く
ことがある。

【００１６】また、補強剤としてカーボンブラックを併
用する場合において、グラファイトとカーボンブラック
との配合比率（重量）としては、架橋ゴムにおける潤滑
性と機械的特性とをバランスよく発揮させる観点から、
通常３０〜７０：７０〜３０とされ、好ましくは４０〜
６０：６０〜４０、更に好ましくは５０：５０とされ
る。

【００１７】＜他の配合剤＞本発明の潤滑性ゴム組成物
を構成する他の配合剤としては、架橋剤（過酸化物）、
架橋促進剤、補強剤、充填剤、軟化剤、可塑剤、加工助
剤、老化防止剤、滑剤、離型剤など、通常のゴム組成物
を構成する配合剤として公知のものを使用することがで
きる。

【００１８】＜潤滑性ゴム組成物・架橋ゴム＞本発明の
潤滑性ゴム組成物を過酸化物架橋することにより、優れ
た自己潤滑性と機械的特性（ゴム弾性・圧縮特性）とを
兼ね備えた架橋ゴムが形成される。ここに、架橋条件の
一例を示せば、１６０〜１８０℃、５０〜１００ｋｇ／
ｃｍ²の加熱・加圧下において、一定時間の一次架橋を
行い、次いで、１２０〜１６０℃の加熱・常圧下におい
て二次架橋を行う方法を挙げることができる。

【００１９】以上のようにして得られる架橋ゴムは、面
対偶をなして摺動する機械要素間に介在させる摺動シー
ル材（例えばＯリング・パッキン）として特に好適に使
用することができる。更に、本発明の潤滑性ゴム組成物
から形成される架橋ゴムは、その機械的特性（例えば圧
縮特性）などを利用して、オイルシール、ダイヤフラ
ム、プランジャー、ロール、ワイパー、バルブなどの技
術分野にも適用することができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明はこれらによって限定されるものではない。

【００２１】＜実施例１〜５＞下記表１に示す処方に従
って調製された配合物を、１０インチテストロールを用
いて混練することにより、本発明の潤滑性ゴム組成物を
製造した。なお、表１中「＊１）」〜「＊８）」を記し
た配合成分の詳細は以下のとおりである。

【００２２】＊１）：水素化ニトリルゴム（水素化率９
０％）「ゼットポール２０２０」〔日本ゼオン（株）
製〕＊２）：メタクリル基を両末端に有する二官能性シリコ
ーンオイル「Ｘ−２２−１６４Ｂ」〔信越化学工業
（株）製〕＊３）：メタクリロイル基を片末端に有する単官能性シ
リコーンオイル「ＡＫ−５」〔東亜合成化学工業（株）
製〕＊４）：「Ｇ−５０」〔（株）中越黒鉛工業所製〕＊５）：「シーストＳＯ」〔東海カーボン（株）製〕＊６）：ＤＯＰ〔大日本インキ（株）製〕＊７）：「パーブチルＰ」〔日本油脂（株）製〕＊８）：加工助剤「ストラクトールＷＢ２２２」〔エ
ス・アンド・エス製〕

【００２３】＜比較例１〜５＞下記表１に示す処方に従
って調製された配合物を、１０インチテストロールを用
いて混練することにより、比較用のゴム組成物を製造し
た。ここに、比較例１に係る組成物は、反応性シリコー
ンオイルおよびグラファイトの何れをも含有しない組成
物；比較例２に係る組成物は、反応性シリコーンオイル
を含有しない組成物；比較例３に係る組成物は、グラフ
ァイトを含有しない組成物；比較例４に係る組成物は、
反応性シリコーンオイルとして、単官能性シリコーンオ
イル「ＡＫ−５」を含有し、グラファイトを含有しない
組成物；比較例５に係る組成物は、反応性シリコーンオ
イルとして、単官能性シリコーンオイル「ＡＫ−５」を
含有する組成物である。

【００２４】＜ゴム組成物の架橋＞実施例および比較例
により得られたゴム組成物の各々について、ホットプレ
スによる一次架橋（１７０℃×１０分間）と、ギアオー
ブンによる二次架橋（１５０℃×４時間）とを行って、
下記の試験法に応じたテストピース（架橋ゴム）を作製
した。

【００２５】＜ゴム組成物（架橋ゴム）の評価＞得られ
た架橋ゴムの各々について、（１）ゴム弾性の評価（Ｊ
ＩＳＫ６３０１に準ずる常態物性試験）、（２）圧縮
特性の評価（ＪＩＳＫ６２６２に準ずる圧縮永久歪試
験）、（３）潤滑性の評価〔松原式摩擦摩耗試験機によ
る摩擦係数（初期値および２時間摺動後）の測定〕、
（４）耐摩耗性の評価（アクロン摩耗試験機による）を
行った。評価結果を表１に併せて示す。さらに、実施例
１に係る組成物より形成された架橋ゴムについては、松
原式摩擦摩耗試験機による摩擦係数の経時的変化を測定
した。測定結果を図１に示す。なお、摩擦係数の測定
は、摺動材として炭素鋼（ＳＳ４１）を用い、荷重４Ｍ
Ｐａ、摺動速度５ｃｍ／ｓの条件で行なった。また、摩
耗性の評価は、アクロン摩耗試験機〔（株）上島製作所
製〕を用い、傾斜角１５°、荷重５ｋｇとして５００回
の予備走行を行った後、２０００回の走行による重量損
失を測定することにより行なった。

【００２６】

【表１】

【００２７】上記表１に示す結果から、実施例１〜５に
係る組成物より形成された架橋ゴムは、優れた潤滑性お
よび機械的特性（常態物性・圧縮特性）を有し、しか
も、潤滑効果の耐久性および耐摩耗性にも優れているこ
とが理解される。特に、実施例１と比較例５の評価結果
を対比すると、反応性シリコーンオイルとして二官能性
のものを使用することにより、単官能性のものと比較し
て架橋ゴムの潤滑性、機械的特性および耐摩耗性が格段
に向上することが理解される。また、実施例１と比較例
３の評価結果を対比すると、グラファイトを併用するこ
とにより、潤滑性およびその耐久性が格段に向上するこ
とが理解される。

【００２８】

【発明の効果】本発明の潤滑性ゴム組成物を架橋するこ
とにより、優れた潤滑性および機械的特性を長期間にわ
たり発揮することができ、耐摩耗性にも優れた架橋ゴム
を形成することができる。斯かる架橋ゴムは、各種の工
業用ゴム製品として広く適用することができ、過酷な摺
動条件下に適用される摺動シール材として特に好適に用
いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１に係る組成物より形成された架橋ゴム
についての、摩擦係数の経時的変化を示すグラフであ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】過酸化物架橋が可能な原料ゴム１００重
量部あたり、両末端に官能基を有する二官能性シリコー
ンオイル５〜３０重量部と、グラファイト２０〜６０重
量部とが含有されてなることを特徴とする潤滑性ゴム組
成物。
【請求項２】摺動シール材用の架橋ゴムを形成する請
求項１記載の潤滑性ゴム組成物。