JPH0940807A - ゴム組成物およびシール材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 水素化アクリロニトリルゴム１００重量
部に対して、二硫化モリブデン１〜１００重量部および
脂肪酸アマイド（好ましくは、エチレンビスベヘン酸ア
マイドなどのビスアマイド類系）０．１〜１０重量部を
含有するゴム組成物、およびこのゴム組成物からなるシ
ール材の提供。 【効果】 本発明のシール材は、耐摩耗性、自己潤滑性
を有する本発明のゴム組成物からなるので、例えば空気
圧シリンダのパッキンとして用いた場合には、グリース
などの潤滑剤を必要とせずに、ピストンの摺動による摩
擦抵抗の増大を抑えるとともに、耐摩耗性に優れ、パッ
キンの寿命を延ばすことができる。また、ゴム弾性など
のゴム本来の物性が損なわれず、空気圧シリンダの気密
性を保持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ゴム組成物およびシー
ル材に関し、詳細には耐摩耗性、自己潤滑性を有するゴ
ム組成物、および空気圧シリンダ、電磁弁などに用いら
れるパッキンなどのシール材に関する。

【０００２】

【従来の技術】電車などのドアの開閉駆動に用いられる
空気圧シリンダ、電磁弁などにおいては、回転や往復運
動などの運動部分（ピストンなど）の摺動性を損なうこ
となく、運動部分を作動させる作動液体または作動気体
を密封するために、パッキンなどのシール材が用いら
れ、運動部分とシール材との接触部分にグリースなどの
潤滑剤が塗布されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】シール材としては、通
常、アクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）が用いられている
が、ＮＢＲは摩擦係数が高いために、運動部分の摺動な
どにより潤滑剤が消耗されると、作動不良、振動、きし
み、鳴きなどを引き起こす。また、ＮＢＲは耐摩耗性、
耐久性が低く寿命が短い。従って、グリース給油が困難
な箇所、屋外設備、地中埋設などのメンテナンスが困難
な箇所、長期寿命と確実な作動が要求される箇所に、か
かるシール材を適用するのは好ましくなく、潤滑のため
に設計が複雑になるという問題がある。

【０００４】かかる問題に対応すべく、オイルブリード
タイプ、固体潤滑材混入タイプなどの配合技術が開発さ
れているが、前者では摩擦係数および物性が経時変化
し、後者では摩擦係数低減効果が少なく、ゴム弾性も損
なわれるという問題がある。

【０００５】また、シール材として、耐摩耗性を有する
水素化アクリロニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）も用いられ
ているが、後述の比較例３に示すように、Ｈ−ＮＢＲ
は、ＮＢＲと同様に摩擦係数が高く、自己潤滑性が低い
ために、上述の作動不良などの問題がある。

【０００６】さらに、ＮＢＲまたはＨ−ＮＢＲに、二硫
化モリブデン、四フッ化エチレンなどの潤滑剤を混合し
て、これらのゴムに自己潤滑性を付与することも行われ
ているが、ゴム弾性、ゴム強度が低下するなどのゴム本
来の物性が損なわれるという問題がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
を解決するため鋭意研究を重ねた結果、水素化アクリロ
ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、二硫化モリブデンおよび
脂肪酸アマイドを特定範囲の配合比で混合することによ
り、ゴム本来の物性を保持したまま、耐摩耗性を向上さ
せ、自己潤滑性を付与できることを見出した。

【０００８】すなわち本発明は、Ｈ−ＮＢＲ１００重量
部に対して、二硫化モリブデン１〜１００重量部および
脂肪酸アマイド０．１〜１０重量部を含有するゴム組成
物、および本発明のゴム組成物からなるシール材に関す
る。

【０００９】本発明におけるＨ−ＮＢＲは、ヨウ素価が
５〜４０ｇ／１００ｇのものが好ましく、特に１０〜３
５ｇ／１００ｇさらに２０〜３０ｇ／１００ｇのものが
好ましい。また、結合アクリロニトリル量は、好ましく
は３０％以上、より好ましくは４０％以上である。

【００１０】脂肪酸アマイドとしては、炭素数１〜１０
０、好ましくは炭素数３０〜６０の飽和または不飽和の
脂肪酸の第一アマイドが挙げられる。具体的には、ステ
アリン酸アマイド、ヒドロキシステアリン酸アマイド、
オレイン酸アマイド、エルカ酸アマイド、パルミチン酸
アマイド、ラウリン酸アマイド、ベヘン酸アマイドなど
のモノアマイド類、メチレンビスステアリン酸アマイ
ド、エチレンビスステアリン酸アマイド、エチレンビス
ラウリン酸アマイド、ジステアリルアジピン酸アマイ
ド、エチレンビスオレイン酸アマイド、エチレンビスベ
ヘン酸アマイド、ジオレイルアジピン酸アマイドなどの
ビスアマイド類が例示される。また、脂肪酸アマイドは
置換基を有していてもよく、Ｎ−ステアリルステアリン
酸アマイド、Ｎ−オレイルステアリン酸アマイド、Ｎ−
ステアリルエルカ酸アマイドなどの炭素数１〜１００、
好ましくは炭素数３０〜６０程度の飽和または不飽和炭
化水素一価基が置換した置換アマイド類、メチロールス
テアリン酸アマイド、メチロールベヘン酸アマイドなど
のメチロールが置換したメチロールアマイド類が例示さ
れる。本発明においては、ビスアマイド類が特に好まし
い。

【００１１】本発明のゴム組成物は、Ｈ−ＮＢＲ１００
重量部に対して、二硫化モリブデン１〜１００重量部、
好ましくは１０〜９０重量部、および脂肪酸アマイド
０．１〜１０重量部、好ましくは１〜８重量部を含有す
ることを特徴とする。Ｈ−ＮＢＲ１００重量部に対し
て、二硫化モリブデンが１重量部未満であれば、耐摩耗
性が低下し、また１００重量部を超えると、常態時の伸
び、引張強さが減少し、圧縮永久ひずみが増大する。一
方、Ｈ−ＮＢＲ１００重量部に対して、脂肪酸アマイド
が０．１重量部未満であれば、自己潤滑性が充分に付与
されず、例えば空気圧シリンダのピストンの摺動による
摩擦が増大して、動作不良などを引き起こすおそれがあ
る。また、脂肪酸アマイドが１０重量部を超えると、圧
縮永久ひずみが増大する。

【００１２】本発明のゴム組成物には、公知の可塑剤、
老化防止剤、安定剤、滑剤、充填剤などの各種の添加剤
を必要に応じて配合することが可能である。

【００１３】本発明のゴム組成物は、ゴム弾性などのゴ
ム本来の物性が損なわれることなく、耐摩耗性、自己潤
滑性が付与される。

【００１４】本発明のシール材は、本発明の上記ゴム組
成物からなるものであり、従来のＮＢＲまたはＨ−ＮＢ
Ｒを主成分とするシール材と同様に、常套手段により調
製することができる。例えば空気圧シリンダ用のパッキ
ンなどのリング状のシール材は、次のようにして調製さ
れる。まず、本発明のゴム組成物をロールなどにて混練
し、各成分を均一に分散させた後、ロールにて圧延し、
紐状に切断する。この紐状のゴム組成物をリング状の金
型に入れ、加熱プレスしてリング状のシール材を得る。

【００１５】本発明のシール材は、耐摩耗性、自己潤滑
性を有する本発明のゴム組成物からなるので、例えば空
気圧シリンダのパッキンとして用いた場合には、グリー
スなどの潤滑剤を必要とせずに、ピストンの摺動による
摩擦抵抗の増大を抑えるとともに、耐摩耗性に優れ、パ
ッキンの寿命を延ばすことができる。また、ゴム弾性な
どのゴム本来の物性が損なわれず、空気圧シリンダの気
密性を保持することができる。

【００１６】

【実施例】

実施例１〜６、比較例１〜８ 下記の表１，２に記載された各ゴム組成物（配合量は重
量部を示す。）を用いて、後述の試験に応じた試料形状
とした。試料は、各ゴム組成物の所定量をニーダーおよ
びオープルロールで混練し、１６５℃、１０分間でプレ
ス加硫し、１５０℃、４時間のオーブン加硫を行って調
製した。

【００１７】試験例 表１，２に記載された項目について、上記実施例、比較
例により得られた試料を用いて実験を行った。なお、常
態物性、圧縮永久ひずみ（１２０℃×７０時間）の各項
目については、ＪＩＳ Ｋ６３０１により測定した。硬
さについてはＪＩＳ Ｋ６３０１のＡ型により測定し
た。また、摩耗量、始動抵抗（ピストンを動かし始める
ときに要する力）、摺動抵抗（ピストンが動いていると
きの力）、挿入力（ピストンを溝に組み込む際に要する
力）の項目については、以下の試験方法により測定し
た。

【００１８】〔摩耗量〕 試料は、直径６．３ｍｍ、高さ８．０ｍｍの円柱形状
とした。 試料を図１に示す試験機に取り付けた。図１におい
て、試料１は空気圧シリンダ２の下方先端部に取り付け
られており、試料１と金属板３との接触荷重は空気圧シ
リンダ２の推力により負荷される。クランク軸４の回転
駆動により金属板３を往復運動させて、試料１の摩耗量
を測定した。詳細な試験条件は次の通りである。

【００１９】金属板材料：ＳＳ４１ 金属板表面粗さ：３．２Ｓ（３．２〜６．０μｍ） 金属板仕上げ方向：仕上げと直角方向に往復 駆動速度：６０ｃｐｍ ストローク：１０ｍｍ 荷重：８．０ｋｇｆ／ｃｍ² 作動回数：１０万サイクル 潤滑：無潤滑 温度：常温 なお、摩耗量は次式により算出した。

【００２０】

【数１】

【００２１】〔Ｗ１は試験前の試料重量（ｇ）、Ｗ２は
試験後の試料重量（ｇ）、Ｓは試料の比重、Ａは試料の
底面積（ｍｍ² ）である。〕

【００２２】摩耗量は試料の高さに換算したものであ
り、例えば摩耗量が１．０ｍｍの場合、試料の１／８が
摩耗したことになる。

【００２３】〔始動抵抗、摺動抵抗、挿入力〕 試料は、内径９．８ｍｍ、肉厚１．９ｍｍのリング状
とした。 始動抵抗は図２に示す試験機により、摺動抵抗、挿入
力は図３に示す試験機によりそれぞれ測定した。なお、
図２，３における試験機のピストンおよびシリンダの部
分を断面図で示す。

【００２４】図２において、試料５をピストン６の周面
に取り付け、ピストン６をシリンダの溝７内で６０分間
放置した後、矢符の方向に動かし始めるときに要する力
を始動抵抗として測定した。また、図３において、試料
５をピストン８の周面に取り付け、ピストン８を矢符の
方向に降下させて、ピストン８をシリンダの溝９に組み
込む際に要する力を挿入力として測定し、ピストン８が
溝９内を摺動しているときの力を摺動抵抗として測定し
た。なお、測定にはオートグラフを用い、ピストン５，
８の降下速度を１０ｍｍ／分として、室温下で潤滑剤を
用いずに測定し、溝７，９の直径、深さなどはＪＩＳ
Ｂ２４０１に従った。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】ａ）実施例１〜３、比較例１〜３，５，
６，８：結合アクリロニトリル量４４％、ヨウ素価２５
ｇ／１００ｇ 実施例４、比較例４：結合アクリロニトリル量３６％、
ヨウ素価２８ｇ／１００ｇ 実施例５，６：結合アクリロニトリル量３６％、ヨウ素
価１１ｇ／１００ｇ ｂ）アクリロニトリル量３１％ ｃ）ｔ−ブチルパーオキシ−ｍ−ジイソプロピルベンゼ
ン ｄ）Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンジマレイミド ｅ）硫黄０．７重量部、チウラム系架橋助剤３重量部、
チアゾール系架橋助剤３重量部 ｆ）置換ジフェニルアミン

【００２８】表１，２の結果から、Ｈ−ＮＢＲ１００重
量部に対して、二硫化モリブデンが１重量部未満であれ
ば（比較例２，３）、始動抵抗、摺動抵抗、摩耗量が増
大し、１００重量部を超えた場合（比較例５）、常態物
性における伸び、引張強さが減少することが判る。ま
た、Ｈ−ＮＢＲ１００重量部に対して、脂肪酸アマイド
であるエチレンビスベヘン酸アマイドが０．１重量部未
満であれば（比較例１，３，４）、始動抵抗、摺動抵
抗、挿入力が増大し、１０重量部を超えた場合（比較例
８）、圧縮永久ひずみが増大することが判る。さらに、
Ｈ−ＮＢＲの代わりにＮＢＲを用いた場合には（比較例
７）、磨耗量、圧縮永久ひずみが増大するだけでなく、
常態物性が低下し、二硫化モリブデンの代わりにポリテ
トラフルオロエチレンを用いた場合には（比較例６）、
磨耗量が増大することが判る。

【００２９】

【発明の効果】本発明のゴム組成物は、ゴム弾性などの
ゴム本来の物性が損なわれることなく、耐摩耗性、自己
潤滑性が付与される。

【００３０】本発明のシール材は、耐摩耗性、自己潤滑
性を有する本発明のゴム組成物からなるので、例えば空
気圧シリンダのパッキンとして用いた場合には、グリー
スなどの潤滑剤を必要とせずに、ピストンの摺動による
摩擦抵抗の増大を抑えるとともに、耐摩耗性に優れ、パ
ッキンの寿命を延ばすことができる。また、ゴム弾性な
どのゴム本来の物性が損なわれず、空気圧シリンダの気
密性を保持することができる。

【００３１】従って、グリース給油が困難な箇所、屋外
設備、地中埋設などのメンテナンスが困難な箇所、長期
寿命と確実な作動が要求される箇所にシール材を適用で
き、潤滑剤の給油を考慮する必要がなく、設計が単純に
なるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】試料の摩耗量を測定するための試験機の側面図
である。

【図２】試料の始動抵抗を測定するための試験機の部分
断面図である。

【図３】試料の摺動抵抗、挿入力を測定するための試験
機の部分断面図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水素化アクリロニトリルゴム１００重量
   部に対して、二硫化モリブデン１〜１００重量部および
   脂肪酸アマイド０．１〜１０重量部を含有するゴム組成
   物。
2. 【請求項２】 脂肪酸アマイドがビスアマイド類系であ
   る請求項１記載の組成物。
3. 【請求項３】 脂肪酸アマイドがエチレンビスベヘン酸
   アマイドである請求項１記載の組成物。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか記載の組成物か
   らなるシール材。