JPWO2006132325A1 - ブレンドゴム組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】成型加工が容易、且つ耐摩耗性に優れたブレンドゴム組成物の提供、及び、成型加工が容易、且つ耐摩耗性に優れたブレンドゴム組成物を用いたシール材料を提供すること。【解決手段】アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）９０重量％〜１０重量％に対して、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）にメタクリル酸（ＭＭＡ）を混合・分散してなるポリマーアロイを１０重量％〜９０重量％の割合で混合してなるブレンドゴム組成物。

Description

本発明は、ブレンドゴム組成物に関し、詳しくは、オイルシール、ゴム製品、シール部品に好適に使用できるブレンドゴム組成物に関する。
ＮＢＲはアクリロニトリルとブタジエンの共重合体系合成ゴムで、耐寒性、耐油性、成形加工性に優れることが知られている。このため自動車、産業機械工業等の広い分野で、オイルシール、Ｏリング、パッキン等のシール用材料として用いられている。
近年、耐圧、摺動、運動用用途に用いることが検討されているが、ＮＢＲはオイルシール用材料として使用された場合、強度不足、耐摩耗性不足によって、シールが破損し、オイル漏れに至ることがある。
耐摩耗性を改良するために、ＮＢＲにカーボンブラックを多量配合しても、十分な耐摩耗性を得ることは困難であった。
一方、ＮＢＲの二重結合部分のみを選択的に水素化した水素化ニトリルゴム（ＨＮＲ）に、ＺｎＯ，メタクリル酸（ＭＭＡ）をブレンドして過酸化物で架橋したゴムが、高強度、高硬度であることが非特許文献１、２に報告されている。
このポリマーアロイから得られるゴムは、確かに高強度で耐摩耗性に大変優れているが、金型離型性に劣る欠点があり、シール用材料としては適しているとは言えない問題があった。
Saito,Y.,Fujino,A.,Ikeda,A．：SAE Technical Parer Series,890359(1989) ゴム工業便覧第４板（日本ゴム協会編）平成６年発行９９頁 特開２００１−０３２８４５ ＮＢＲを耐圧Ｏリングシールに使用している。 特開２０００−０１７１１０ ＮＢＲゴム組成物を車両のショックアブソーバー用シールとして用い、摺動性を担保している。
そこで、本発明は、成型加工が容易、且つ耐摩耗性に優れたブレンドゴム組成物を提供することを課題とする。
また本発明は、成型加工が容易、且つ耐摩耗性に優れたブレンドゴム組成物を用いたシール材料を提供することを課題とする。
さらに本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。
本発明の上記課題は、以下の各発明によって解決される。
請求項１記載の発明は、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）９０重量％〜１０重量％に対して、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）にメタクリル酸（ＭＭＡ）を混合・分散してなるポリマーアロイを１０重量％〜９０重量％の割合で混合してなることを特徴とするブレンドゴム組成物である。
請求項２記載の発明は、前記ポリマーアロイが、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）に、金属亜鉛若しくは亜鉛化合物とメタクリル酸（ＭＭＡ）、又はポリメタクリル酸亜鉛の何れかから選択される成分を分散させて得られるものであることを特徴とする請求項１記載のブレンドゴム組成物である。
請求項３記載の発明は、前記ポリマーアロイが、ＣＮ含量１８〜４４重量％、ヨウ素価７〜５６ｍｇ／１００ｍｇであることを特徴とする請求項１又は２記載のブレンドゴム組成物である。
請求項４記載の発明は、シール用材料として用いられることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のブレンドゴム組成物である。
請求項５記載の発明は、耐圧用、摺動用又は運動用の何れか一つ以上のシール用材料として用いられることを特徴とする請求項４記載のブレンドゴム組成物である。
請求項１、２又は３に記載の発明によれば、耐摩耗性、金型離型性に優れたブレンドゴム組成物を得ることができる。
また請求項４記載の発明によれば、シール性に優れたブレンドゴム組成物を得ることができる。
さらに請求項５記載の発明によれば、得られるブレンドゴム組成物がオイルシール、Ｏリング、パッキン等の耐圧用、摺動用、運動用の何れか一つ以上の部位に用いられるシール材として有効である。
以下、本発明の実施の形態を説明する。
本発明に用いられるＮＢＲとしては、アクリロニトリル含量１５〜４８％のアクリロニトリル−ブタジエンゴムを用いることができるが、中でもアクリロニトリル含量１５〜３５％のものが好ましく、したがって低ニトリル含量（１５〜２４％）、中ニトリル含量（２５〜３０％）、中高ニトリル含量（３１〜３５％）のいずれも好ましく用いることができる。
本発明に用いられるポリマーアロイは、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）にメタクリル酸（ＭＭＡ）を混合・分散してなるものである。前記ポリマーアロイとしては、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）に、金属亜鉛若しくは亜鉛化合物（亜鉛酸化物など）とメタクリル酸（ＭＭＡ）、又はポリメタクリル酸亜鉛の何れかから選択される成分を混合・分散させて得られるものが好ましい。
混合・分散は、ミキサー、ホモジナイザー、超音波分散機などによって行うことができ、高度に分散させることが好ましい。
前記ポリマーアロイは、ＣＮ含量１８〜４４重量％、ヨウ素価７〜５６ｍｇ／１００ｍｇであることが好ましい。ＣＮ含量及びヨウ素価が上記範囲であれば、本発明の耐摩耗性の向上効果が得られるので好ましい。
かかるポリマーアロイは、市販品として入手でき、日本ゼオン株式会社製ゼオフォルテＺＳＣ−２３９５やＺＳＣ−２２９５等を用いることができる。
本発明において、ＮＢＲとポリマーアロイの配合比は、ＮＢＲ９０重量％〜１０重量％に対して、ポリマーアロイを１０重量％〜９０重量％の割合である。ＮＢＲが９０重量％を越え、且つポリマーアロイが１０重量％未満であると、金型離型性はよいが、耐摩耗性に欠ける問題があり、またＮＢＲが１０重量％未満で、且つポリマーアロイが９０重量％を越えると、耐摩耗性はよいが、金型離型性に欠ける問題があり、いずれも本発明の課題を解決できない。
本発明のブレンドゴム組成物には、加硫剤（例えば硫黄、一塩化硫黄、セレン、テルルなどの無機系加硫剤；含硫黄有機化合物、ジチオカルバミン酸塩、オキシム類などの有機系加硫剤；ジクミルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(第３ブチルパーオキシ)ヘキサン、ベンゾイルパーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド、1,3-ジ(第３ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンドなどの有機過酸化物など）、加硫促進助剤（例えば酸化亜鉛、活性亜鉛華、表面処理亜鉛華、複合亜鉛華、酸化マグネシウムなどの金属酸化物；炭酸亜鉛などの金属炭酸塩；水酸化カルシウムなどの金属水酸化物；ステアリン酸などの有機系活性剤など）、加硫促進剤（例えばスルフェンアミド系、チウラム系等）、老化防止剤（例えばアミン系、フェノール系など）、軟化剤及び可塑剤（例えばパラフィン系軟化剤、芳香族系軟化剤、ナフテン系軟化剤など）、補強剤又は充填剤（例えばカーボンブラック、シリカなど）、加工助剤（例えばステアリン酸などの滑剤など）などを必要に応じて適宜添加し、これらをニーダ、オープンロール等を用いて混練する。
混練物は、一般に約１５０〜２００℃で約３〜６０分間行われるプレス加硫および約１００〜１８０℃で約０．５〜５時間行われるオーブン加硫(二次加硫)によって加硫・成形される。
本発明のブレンドゴム組成物は、シール用材料として用いられ、耐圧用、摺動用又は運動用の何れか一つ以上のシール用材料として用いられることが好ましい。なお、シール材料には、静的シールおよび動的シールのいずれも含む。
以下、実施例により本発明の効果を例証する。
（使用成分）
ＮＢＲ (ＪＳＲ社製「ＪＳＲ Ｎ２５１Ｈ」)
： 結合アクリロニトリル量２４％、ムーニー粘度ML1+4(100℃)８８
ポリマーアロイ（ＺＳＣ２３９５：日本ゼオン社製）
ＳＲＦカーボンブラック
酸化亜鉛
ステアリン酸
チオエステル（大阪有機化学工業（株）社製「ＫＯＳ−２」）
アミン・ケトン系老化防止剤ＲＤ(大内新興化学製品ノクラック２２４)
アルキル・アリール・パラフェニレンジアミン系老化防止剤３Ｃ(大内新興化学製品ノクラック８１０ＮＡ)
パラフィンワックス(融点７５℃以上)
硫黄
チアゾール系加硫促進剤ＤＭ(大内新興化学製品ノクセラーDM−P)
ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤ＢＺ(大内新興化学製品ノクセラーＢＺ−Ｐ)
パーブチルＰ（日本油脂社製）
以上の各成分を表１に示す配合量で、ニーダおよびオープンロールにて混練し、ヒートプレスにより１８０℃１０分間の加硫後、１５０℃３０分間のオーブンによる二次加硫を行いテストピース（ブレンドゴム組成物）を得た。
テストピースは常態物性測定、耐摩耗性試験に用いた。
（試験及び評価）
摩耗試験方法による耐摩耗性の評価
新東科学株式会社製表面性測定機を用い、０．４ｍｍφのＳＵＳ鋼球の摩擦子、荷重４５０ｇ、移動速度４００ｍｍ／分、移動距離３０ｍｍの条件下で、４００回往復移動させた後、ＪＩＳ Ｂ０６０１に準じ、表面粗さ形状測定機（東洋精密製）を用いて、十点平均粗さＲＺを測定し、試験後の摩耗深さにて耐摩耗性を以下の基準で評価した。
評価基準
◎：摩耗深さ３０μｍ以下
○：３０〜４０μｍ
△：４０〜５０μｍ
×：５０μｍ以上
金型離型性評価
ヒートプレスにより１７０℃２０分の条件下でテストピース加硫後の金型離型性を以下の基準で評価した。
評価基準
◎：最良
○：良い
△：普通
×：悪い
○以上で機能を満足できる。
Figure 2006132325
一方、ＮＢＲの二重結合部分のみを選択的に水素化した水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）に、ＺｎＯ，メタクリル酸（ＭＭＡ）をブレンドして過酸化物で架橋したゴムが、高強度、高硬度であることが非特許文献１、２に報告されている。
本発明のブレンドゴム組成物には、加硫剤（例えば硫黄、一塩化硫黄、セレン、テルルなどの無機系加硫剤；含硫黄有機化合物、ジチオカルバミン酸塩、オキシム類などの有機系加硫剤；ジクミルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(第３ブチルパーオキシ)ヘキサン、ベンゾイルパーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド、1,3-ジ(第３ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンなどの有機過酸化物など）、加硫促進助剤（例えば酸化亜鉛、活性亜鉛華、表面処理亜鉛華、複合亜鉛華、酸化マグネシウムなどの金属酸化物；炭酸亜鉛などの金属炭酸塩；水酸化カルシウムなどの金属水酸化物；ステアリン酸などの有機系活性剤など）、加硫促進剤（例えばスルフェンアミド系、チウラム系等）、老化防止剤（例えばアミン系、フェノール系など）、軟化剤及び可塑剤（例えばパラフィン系軟化剤、芳香族系軟化剤、ナフテン系軟化剤など）、補強剤又は充填剤（例えばカーボンブラック、シリカなど）、加工助剤（例えばステアリン酸などの滑剤など）などを必要に応じて適宜添加し、これらをニーダ、オープンロール等を用いて混練する。

Claims (5)

  1. アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）９０重量％〜１０重量％に対して、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）にメタクリル酸（ＭＭＡ）を混合・分散してなるポリマーアロイを１０重量％〜９０重量％の割合で混合してなるブレンドゴム組成物。
  2. 前記ポリマーアロイが、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）に、金属亜鉛若しくは亜鉛化合物とメタクリル酸（ＭＭＡ）、又はポリメタクリル酸亜鉛の何れかから選択される成分を分散させて得られるものであることを特徴とする請求項１記載のブレンドゴム組成物。
  3. 前記ポリマーアロイが、ＣＮ含量１８〜４４重量％、ヨウ素価７〜５６ｍｇ／１００ｍｇであることを特徴とする請求項１又は２記載のブレンドゴム組成物。
  4. シール用材料として用いられることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のブレンドゴム組成物。
  5. 耐圧用、摺動用又は運動用の何れか一つ以上のシール用材料として用いられることを特徴とする請求項４記載のブレンドゴム組成物。
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