JP2001031795A - Rubber material composition - Google Patents
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- JP2001031795A JP2001031795A JP11206691A JP20669199A JP2001031795A JP 2001031795 A JP2001031795 A JP 2001031795A JP 11206691 A JP11206691 A JP 11206691A JP 20669199 A JP20669199 A JP 20669199A JP 2001031795 A JP2001031795 A JP 2001031795A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、軸受に使用される
接触式の密封装置の材料として用いられるゴム材料組成
物に関する。The present invention relates to a rubber material composition used as a material for a contact-type sealing device used for a bearing.
【０００２】[0002]
【従来の技術】軸受には通常、密封装置が取り付けられ
ており、ゴミ，水分，金属粉などの軸受に有害な異物が
外部から侵入することを防いだり、軸受内部に保有する
潤滑剤（潤滑油やグリース）が漏れ出すことを防止した
りする働きをしている。密封装置には種々のものがある
が、そのうち密封軸受の接触シールは、軸受自身に取り
付けられている密封装置であり、封入グリースの密封や
異物の侵入を防止する役割を果たしている。この接触シ
ールは、合成ゴムからなる接触先端（リップ）を環状の
薄鋼板に接着した構造を有していて、前記リップが軸受
の内輪と摩擦接触（摺動）することにより、密封作用を
行うものである。2. Description of the Related Art A bearing is usually provided with a sealing device to prevent foreign substances such as dust, moisture, metal powder and the like from entering the bearing from the outside, and to prevent a lubricant (lubricating lubricant) held inside the bearing from being introduced. (Oil and grease). There are various types of sealing devices. Among them, the contact seal of the sealed bearing is a sealing device attached to the bearing itself, and plays a role of sealing the sealed grease and preventing entry of foreign matter. This contact seal has a structure in which a contact tip (lip) made of synthetic rubber is bonded to an annular thin steel plate, and the lip performs a sealing action by frictional contact (sliding) with the inner ring of the bearing. Things.
【０００３】また、軸受の外部に取り付けられるタイプ
の密封装置もある。このような密封装置としては、オイ
ルシール等の接触式の密封装置が最も一般的であり、合
成ゴム，合成樹脂，フェルト等からなるリップを、固定
用の芯金に接着した構造を有している。そして、このよ
うな接触式の密封装置は、リップが軸と摺動することに
より、密封作用を行っている。[0003] There is also a sealing device of a type which is mounted outside a bearing. As such a sealing device, a contact type sealing device such as an oil seal is the most common, and has a structure in which a lip made of synthetic rubber, synthetic resin, felt, or the like is bonded to a fixing core. I have. And such a contact-type sealing device performs a sealing action by sliding the lip with the shaft.
【０００４】また、上記のような接触式の密封装置は、
前記密封軸受だけでは不十分である場合が多い密封作用
を補うために、前記密封軸受と併用されることもある。
例えば、鉄鋼用設備や鉄道車両等に用いられる密封軸受
においては、接触シールのシール面（接触部分）に、潤
滑油やグリース等の潤滑剤を介在させて摺動性を高めて
いる。しかし、水やゴミ等が侵入すると前記潤滑剤が失
われ、接触シールと軸受内輪とが直接摺動して、前記接
触部分が摩耗してしまう場合があるので、密封軸受の外
部にさらに密封装置を設置する必要がある。[0004] Further, the contact type sealing device as described above,
In order to supplement the sealing action that is often insufficient with the sealed bearing alone, it may be used together with the sealed bearing.
For example, in a sealed bearing used for steel equipment, a railway vehicle, and the like, a lubricant such as lubricating oil or grease is interposed on a seal surface (contact portion) of a contact seal to enhance slidability. However, when water, dust, or the like enters, the lubricant is lost, and the contact seal and the bearing inner ring may slide directly, and the contact portion may be worn. Need to be installed.
【０００５】合成ゴム等のゴム材料は一般に摩擦係数が
大きいが、リップが摩耗すると密封装置の密封性が低下
して、軸受内に水やゴミ等が侵入したり、軸受内の潤滑
剤が漏れ出したりするので、軸受の寿命が低下してしま
う。したがって、リップに使用される合成ゴム等のゴム
材料には、優れた摺動性，耐摩耗性が要求される。ゴム
材料の摺動性を改良した例として、特開平４−３０４２
４８号公報や特開平５−１７６２７号公報に、主として
潤滑性オイルを添加したゴム組成物が開示されている。[0005] Rubber materials such as synthetic rubber generally have a large coefficient of friction. However, when the lip is worn, the sealing performance of the sealing device is reduced, and water or dust enters the bearing, or the lubricant in the bearing leaks. The bearing, the life of the bearing is shortened. Therefore, rubber materials such as synthetic rubber used for the lip are required to have excellent slidability and wear resistance. As an example of improving the slidability of a rubber material, see JP-A-4-3042.
No. 48 and JP-A-5-17627 disclose a rubber composition to which a lubricating oil is mainly added.
【０００６】一方、軸受は８０℃を越える高温環境下で
も使用されることが多いので、ゴム材料には耐熱性や高
温下での摺動性も要求される。On the other hand, bearings are often used in a high-temperature environment exceeding 80 ° C., so that rubber materials are required to have heat resistance and slidability at high temperatures.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のゴム
組成物のように潤滑性オイルを添加した場合には、該ゴ
ム組成物からなるリップの表面には若干の潤滑性オイル
が存在するため、芯金との接着において支障が出る場合
があった。本発明は、上記のような従来技術の問題点を
解決し、軸受の密封装置の製造において芯金との接着性
が良好で、且つ、摺動性，耐摩耗性，耐熱性に優れるゴ
ム材料組成物を提供することを課題とする。However, when a lubricating oil is added as in the above rubber composition, a slight amount of lubricating oil is present on the surface of the lip made of the rubber composition. In some cases, the adhesion to the core metal was hindered. The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and is a rubber material having good adhesion to a core metal and excellent slidability, abrasion resistance and heat resistance in the production of a sealing device for a bearing. It is an object to provide a composition.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次のような構成からなる。すなわち本発明
のゴム材料組成物は、原料ゴム１００重量部とフッ素樹
脂２０〜９０重量部とを有するゴム材料組成物であっ
て、前記ゴム材料組成物のスプリング硬度は６０より大
きく且つ９０以下であることを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has the following arrangement. That is, the rubber material composition of the present invention is a rubber material composition having 100 parts by weight of raw rubber and 20 to 90 parts by weight of a fluororesin, and the rubber material composition has a spring hardness of more than 60 and 90 or less. There is a feature.
【０００９】このような構成から、本発明のゴム材料組
成物は、摺動性、耐摩耗性、耐熱性に優れ、また、オイ
ルを配合していないので、芯金等の他の部材との接着に
おいて支障をきたすことがない。本発明のゴム材料組成
物は、原料ゴム（合成ゴム）とフッ素樹脂とを有してい
る。そして、必要に応じて、補強剤、加硫系添加剤、老
化防止剤、及び加工助剤等の各種添加剤が添加され、軸
受の接触式密封装置の材料として好適に使用される。Due to such a constitution, the rubber material composition of the present invention is excellent in sliding property, abrasion resistance and heat resistance, and contains no oil, so that it can be used with other members such as a core metal. There is no problem in bonding. The rubber material composition of the present invention has a raw rubber (synthetic rubber) and a fluororesin. If necessary, various additives such as a reinforcing agent, a vulcanization-based additive, an antioxidant, and a processing aid are added, and are suitably used as a material for a contact-type sealing device of a bearing.
【００１０】原料ゴム（合成ゴム）としては、ニトリル
ゴム（ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ、ＡＥＭ）、フ
ッ素ゴム（ＦＫＭ、ＦＦＫＭ）等があるが、中でも、充
填剤を多く包含できるニトリルゴムが好ましい。また、
ニトリルゴムには、アクリロニトリルの含有量により、
低ニトリル、中ニトリル、中高ニトリル、高ニトリル、
極高ニトリルがあるが、耐熱性を考慮すると、中ニトリ
ル、中高ニトリル、高ニトリルが好ましく、アクリロニ
トリルの含有量で言えば２０〜４０％が好ましい。The raw rubber (synthetic rubber) includes nitrile rubber (NBR), acrylic rubber (ACM, AEM), fluoro rubber (FKM, FFKM) and the like. Among them, nitrile rubber which can contain a large amount of filler is preferable. . Also,
In nitrile rubber, depending on the content of acrylonitrile,
Low nitrile, medium nitrile, medium high nitrile, high nitrile,
Although there is an extremely high nitrile, in consideration of heat resistance, a medium nitrile, a medium high nitrile, and a high nitrile are preferable, and a content of acrylonitrile is preferably 20 to 40%.
【００１１】また、フッ素樹脂は、摺動性を改良するた
めの潤滑性添加剤として添加するものであり、ポリテト
ラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、パーフロロアル
キルエーテル樹脂（ＰＦＡ）、エチレン−テトラフロロ
エチレン樹脂（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン樹脂
（ＰＶｄＦ）等がある。この中では、ポリテトラフルオ
ロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）が最も好ましく使用され
る。また、原料ゴムと配合する際のフッ素樹脂の粒子径
は、原料ゴム中での分散性から、平均粒子径０．０１〜
２０μｍが好ましく、さらに好ましくは、０．０５〜１
μｍである。The fluororesin is added as a lubricity additive for improving the slidability, and may be a polytetrafluoroethylene resin (PTFE), a perfluoroalkyl ether resin (PFA), an ethylene-tetrafluoroethylene resin. Examples include ethylene resin (ETFE) and polyvinylidene fluoride resin (PVdF). Among them, polytetrafluoroethylene resin (PTFE) is most preferably used. Further, the particle diameter of the fluororesin when compounded with the raw rubber, the average particle diameter of 0.01 to from the dispersibility in the raw rubber.
It is preferably 20 μm, more preferably 0.05 to 1 μm.
μm.
【００１２】フッ素樹脂の添加量は、摺動性とゴム材料
組成物の物性とのバランスから、原料ゴム１００重量部
に対し２０〜９０重量部とすることが好ましい。フッ素
樹脂の添加量が原料ゴム１００重量部に対し２０重量部
未満だと、十分な潤滑効果が発現されない。反対に９０
重量部を越えると、ゴム材料組成物の硬度が高く、伸び
が低くなり、軸受の密封装置に適用した際に、後述のよ
うな密封性の問題が生じる。なお、摺動性、特に耐摩耗
性（摩耗深さ）が優れたゴム材料組成物が得られること
から、フッ素樹脂の添加量は３０〜８０重量部が、特に
好ましい。The amount of addition of the fluororesin is preferably 20 to 90 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber in view of the balance between the slidability and the physical properties of the rubber material composition. If the addition amount of the fluororesin is less than 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber, a sufficient lubricating effect is not exhibited. Opposite 90
If the amount is more than 10 parts by weight, the hardness of the rubber material composition is high and the elongation is low. When the rubber composition is applied to a sealing device for a bearing, the sealing problem described below occurs. The addition amount of the fluororesin is particularly preferably 30 to 80 parts by weight, since a rubber material composition having excellent slidability, particularly excellent wear resistance (wear depth) can be obtained.
【００１３】ゴム材料組成物の硬度は、軸受の密封装置
に適用した際の密封性から、デュロメータ（Ａ形）で測
定したスプリング硬度が、６０より大きく９０以下の範
囲が好ましい。スプリング硬度が６０以下の場合は、密
封装置の摺動部分（リップ）の変形が大きくなるので、
接触面積が増加し、シールの締め代に対する密封部の応
力の不足が起こり、グリースや潤滑油の密封性が低下す
る。The hardness of the rubber material composition is preferably in the range of greater than 60 and less than or equal to 90, as measured by a durometer (A type), from the viewpoint of sealing performance when applied to a sealing device for a bearing. When the spring hardness is 60 or less, the deformation of the sliding portion (lip) of the sealing device becomes large.
The contact area increases, and the stress of the sealing portion with respect to the interference of the seal becomes insufficient, so that the sealing performance of grease and lubricating oil decreases.
【００１４】また、スプリング硬度が９０を越えると、
ゴム弾性が低下するので、前記摺動部分の回転運動への
追随性が悪くなり、ひいては密封性が低下する。なお、
上記の摺動部分の変形度合いやゴム弾性のような性能を
特に好ましくするためには、ゴム材料組成物のスプリン
グ硬度は７０〜８０の範囲がさらに好ましい。When the spring hardness exceeds 90,
Since the rubber elasticity is reduced, the followability of the sliding portion to the rotational movement is reduced, and the sealing performance is reduced. In addition,
The spring hardness of the rubber material composition is more preferably in the range of 70 to 80 in order to particularly favor the performance such as the degree of deformation of the sliding portion and the rubber elasticity.
【００１５】また、密封装置への外乱（例えば、軸や内
輪の周速の変化や、密封装置の軸方向の変位）に速やか
に対応し、摺動部分（リップ）の損傷を引き起こさない
ためには、ゴム材料組成物の引張破断伸びは少なくとも
２００％以上、好ましくは２５０％以上が必要である。
次に、補強剤としては、シリカ、クレー、塩基性炭酸マ
グネシウム、炭酸カルシウム、珪酸マグネシウム、カー
ボンブラック等があげられるが、これに限定されるもの
ではない。また、補強剤及びフッ素樹脂の添加量の合計
は、ゴム材料組成物のスプリング硬度が前記の範囲にな
るようにする必要がある。In addition, in order to respond quickly to disturbance to the sealing device (for example, a change in the peripheral speed of the shaft or inner ring, or displacement of the sealing device in the axial direction), the sliding portion (lip) is not damaged. The rubber material composition must have a tensile elongation at break of at least 200%, preferably at least 250%.
Next, examples of the reinforcing agent include, but are not limited to, silica, clay, basic magnesium carbonate, calcium carbonate, magnesium silicate, carbon black, and the like. Further, the total amount of the reinforcing agent and the fluororesin must be adjusted so that the spring hardness of the rubber material composition falls within the above range.
【００１６】また、加硫系添加剤としては、加硫剤、加
硫促進剤、加硫促進助剤がある。加硫剤としては、粉末
硫黄、硫黄華、沈降硫黄、高分散性硫黄などの各種硫
黄、モルホリンジスルフィド、アルキルフェノールジス
ルフィド、Ｎ，Ｎ−ジチオ−ビス（ヘキサヒドロ−２Ｈ
−アゼピノン−２）、チウラムポリスルフィドなどの硫
黄化合物、チオカルバミン酸塩等があげられる。このう
ち、配合しやすさや耐熱性の点で、高分散性硫黄やモル
ホリンジスルフィドを使用することが好ましい。The vulcanization-based additive includes a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator and a vulcanization accelerator. Examples of the vulcanizing agent include various kinds of sulfur such as powdered sulfur, sulfur, precipitated sulfur, and highly dispersible sulfur, morpholine disulfide, alkylphenol disulfide, N, N-dithio-bis (hexahydro-2H
-Azepinone-2), sulfur compounds such as thiuram polysulfide, thiocarbamate and the like. Among them, it is preferable to use highly dispersible sulfur or morpholine disulfide from the viewpoint of ease of compounding and heat resistance.
【００１７】また、加硫促進剤としては、グアニジン
系、アルデヒド−アミン系、アルデヒド−アンモニア
系、チアゾール系、スルフェンアミド系、チオ尿素系、
チウラム系、ジチオカルバメート系、ザンテート系等が
あげられる。このうち、ニトリルゴムに高分散性硫黄を
少量配合した場合には、チウラム系のテトラメチルチウ
ラムジスルフィド等やスルフェンアミド系のＮ−シクロ
ベンジル−２−ベンゾチアジル・スルフェンアミドと、
チアゾール系の２−メルカプトベンゾチアゾール等とを
併用することが好ましい。Examples of the vulcanization accelerator include guanidine, aldehyde-amine, aldehyde-ammonia, thiazole, sulfenamide, thiourea, and the like.
Thiuram-based, dithiocarbamate-based, xanthate-based and the like. Of these, when a small amount of highly dispersible sulfur is blended in the nitrile rubber, thiuram-based tetramethylthiuram disulfide or the like, or sulfenamide-based N-cyclobenzyl-2-benzothiazyl sulfenamide,
It is preferable to use thiazole-based 2-mercaptobenzothiazole in combination.
【００１８】さらに、加硫促進助剤としては、酸化亜鉛
等の金属酸化物、金属炭酸塩、金属水酸化物、ステアリ
ン酸等の脂肪酸とその誘導体、及びアミン類等があげら
れる。酸化劣化を防止する老化防止剤としては、アミン
・ケトン縮合生成物、芳香族第二級アミン類、モノフェ
ノール誘導体、ビス又はポリフェノール誘導体、ヒドロ
キノン誘導体、硫黄系老化防止剤、リン系老化防止剤、
マイクロクリスタリンワックス等のワックスがあげられ
る。Examples of the vulcanization accelerator include metal oxides such as zinc oxide, metal carbonates, metal hydroxides, fatty acids such as stearic acid and derivatives thereof, and amines. Antioxidants that prevent oxidative degradation include amine-ketone condensation products, aromatic secondary amines, monophenol derivatives, bis or polyphenol derivatives, hydroquinone derivatives, sulfur-based antioxidants, phosphorus-based antioxidants,
Waxes such as microcrystalline wax.
【００１９】このうち、アミン・ケトン縮合生成物系の
２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重
合体、ジフェニルアミンとアセトンとの反応物、芳香族
第二級アミン系のＮ，Ｎ’−ジ−β−ナフチル−ｐ−フ
ェニレンジアミン、４，４’−ビス−（α，α−ジメチ
ルベンジル）ジフェニルアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ’−
（３−メタクリロイルオキシ−２−ヒドロキシプロピ
ル）−ｐ−フェニレンジアミン等が好ましい。Among them, 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline polymer of amine-ketone condensation product, reaction product of diphenylamine and acetone, N, N of aromatic secondary amine '-Di-β-naphthyl-p-phenylenediamine, 4,4'-bis- (α, α-dimethylbenzyl) diphenylamine, N-phenyl-N'-
(3-methacryloyloxy-2-hydroxypropyl) -p-phenylenediamine and the like are preferred.
【００２０】また、熱分解を防止し耐熱性を向上するた
め、上記の老化防止剤と共に２次老化防止剤を併用する
ことがより好ましい。２次老化防止剤としては、硫黄系
の２−メルカプトベンズイミダゾール、２−メルカプト
メチルベンズイミダゾール、及びこれらの亜鉛塩等があ
げられる。これらの２次老化防止剤には、老化防止剤と
して硫黄系老化防止剤（２−メルカプトベンズイミダゾ
ール、２−メルカプトメチルベンズイミダゾール、２−
メルカプトベンズイミダゾールの亜鉛塩、及び２−メル
カプトベンズイミダゾールの亜鉛塩から選ばれた一種以
上）が併用されていることが特に好ましい。In order to prevent thermal decomposition and improve heat resistance, it is more preferable to use a secondary antioxidant together with the above antioxidant. Examples of the secondary aging inhibitor include sulfur-based 2-mercaptobenzimidazole, 2-mercaptomethylbenzimidazole, and zinc salts thereof. These secondary aging inhibitors include sulfur-based aging inhibitors (2-mercaptobenzimidazole, 2-mercaptomethylbenzimidazole,
It is particularly preferable that a zinc salt of mercaptobenzimidazole and one or more zinc salts of 2-mercaptobenzimidazole are used in combination.
【００２１】加工助剤（可塑剤）は、成形性を向上させ
る必要がある場合に適宜添加されるが、成形に支障がな
い場合は添加しなくてもよい。例としては、ポリエステ
ル系可塑剤、ポリエーテル系可塑剤、ポリエーテルエス
テル系可塑剤、液状ニトリルゴム等があげられる。A processing aid (plasticizer) is appropriately added when it is necessary to improve moldability, but need not be added when there is no problem in molding. Examples include polyester plasticizers, polyether plasticizers, polyetherester plasticizers, and liquid nitrile rubbers.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】本発明に係るゴム材料組成物の実
施の形態を、表及び図面を参照しながら詳細に説明す
る。まず、本実施形態において使用した各種材料を示
す。 原料ゴム：ＪＳＲ株式会社製 中高ニトリルゴム Ｎ２
３０Ｓ 加硫剤：鶴見化学工業株式会社製 高分散性硫黄 サル
ファックスＰＭＣ 加硫促進剤： 川口化学工業株式会社製 シ゛ヘ゛ンソ゛チアシ゛ルシ゛スルフィト゛(MBTS)
アクセルDM 川口化学工業株式会社製 テトラエチルチウラムシ゛スルフィト゛(TETD)
アクセルTET 川口化学工業株式会社製 テトラフ゛チルチウラムシ゛スルフィト゛(TBTD)
アクセルTBT 加硫促進助剤：堺化学株式会社製 酸化亜鉛 フランス
１号 花王株式会社製 ステアリン酸 Ｌｕｎａｃ Ｓ−３５ 補強剤：日本シリカ工業株式会社製 含水シリカ ニッ
プシールＡＱ 老化防止剤：大内新興化学工業株式会社製 4,4'-ヒ゛ス-
(α, α-シ゛メチルヘ゛ンシ゛ル)シ゛フェニルアミン(CD)ノクラック CD 大内新興化学工業株式会社製 2-メルカフ゜トヘ゛ンス゛イミタ゛ソ゛-ル
(MBI) ノクラックMB 大内新興化学工業株式会社製 特殊ワックス サンノッ
クＮ 可塑剤：大八化学工業株式会社製 シ゛-(2-エチルヘキシル)フタレー
ト(DOP) DOP( 分子量391)潤滑性添加剤： 住鉱潤滑剤株式会社製 二硫化モリブデン モリパウダ
ーＰＡ 三井化学株式会社製 超高分子量ポリエチレン樹脂(UHM
WPE) ミヘ゜ロンXM220 中越黒鉛株式会社製 グラファイト ＣＬＸ 三井フロロケミカル株式会社製 ＰＴＦＥ テフロンＴ
ＬＰ−１０Ｆ−１ 上記の原料を表１、２に示す各比率で配合し、次に示す
各工程により各ゴム材料組成物の試験片を作成した。 （１）素練り工程 表１、２の加硫促進剤、潤滑性添加剤以外の材料を、内
容量３００ｃｍ3 のバンバリーミキサーに投入し、ミキ
サー温度８０℃、ロータ回転数４０ｒｐｍで１０分間練
った。 （２）混練り工程 素練りした材料をバンバリーミキサーから取り出し、直
径６インチのゴム混練り用練りロール機（２本ロール）
に投入した。２本のロールの回転数をそれぞれ２０ｒｐ
ｍと２５ｒｐｍとにセットし、ロールの温度を５０℃に
制御しながら、加硫促進剤と潤滑性添加剤とを投入し、
均一になるまで切り替えし操作を行った。その後、２本
のロールの回転数を同一にし、ロール間隔を調整するこ
とにより、厚さ約２．３ｍｍのシートを得た。 （３）加硫工程 １７０℃に加温したホットプレスに、シート加硫金型を
装着し、そこに混練り工程で得られた前記シートを置い
た。そして、１５分間加熱し、縦１５０ｍｍ，横１５０
ｍｍ，厚さ２ｍｍの加硫ゴムシートを成形した。 （４）物性試験 ４−１ 硬さ試験 加硫工程で得られたシートをＪＩＳ３号引張試験片に打
抜き、それを３枚重ねて、ＪＩＳ Ｋ６３０１の方法に
基づいてそれぞれのゴム材料組成物の硬さ試験を行っ
た。 ４−２ 引張試験 ＪＩＳ３号引張試験片に打抜いたシートを用いて引張試
験を行った。万能型試験機を用い、引張強度及び破断ま
での伸びを測定した。 ４−３ 摩擦摩耗試験 ゴム材料組成物の摩擦摩耗試験を、ＪＩＳ Ｋ７２１８
プラスチックの滑り摩耗試験方法Ａ法に基づいて行っ
た。摩擦摩耗試験機は、ＥＦＭ−III −Ｅ（ＴＯＹＯＢ
ＡＬＤＷＩＮ ＣＯ．，ＬＴＤ．）を用いた。そして、
試験前後のゴム材料組成物及び相手材の表面形状を、Ｓ
ｕｒｆｃｏｍ（Ｔｏｋｙｏ ＳＥＩＭＩＴＳＵ）を用い
て測定し、ゴム材料組成物の摩耗量を測定した。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the rubber material composition according to the present invention will be described in detail with reference to the tables and drawings. First, various materials used in the present embodiment will be described. Raw material rubber: JSR Corporation middle and high nitrile rubber N2
30S Vulcanizing agent: Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd. Highly dispersible sulfur Sulfax PMC Vulcanization accelerator: Kawaguchi Chemical Industry Co., Ltd. Sipansian thiasilsyl sulfite (MBTS)
Axel DM Kawaguchi Chemical Industry Co., Ltd.Tetraethylthiuram sulfite (TETD)
AXEL TET Kawaguchi Chemical Co., Ltd. tetrabutylthiuram sulfite (TBTD)
Axel TBT Vulcanization Accelerator Aid: Zinc Oxide France No. 1 manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd. Luo S-35 stearic acid manufactured by Kao Corporation Reinforcing Agent: Hydrous Silica Nip Seal AQ manufactured by Nippon Silica Co., Ltd. Antioxidant: Ouchi Shinko Chemical Industry 4,4'-Peace-
(α, α-Dimethylbenzene) Diphenylamine (CD) Nocrack CD 2-mercaphate immobilizer manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd.
(MBI) Nocrack MB Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd. Special wax Sannoc N Plasticizer: Daihachi Chemical Co., Ltd. S- (2-ethylhexyl) phthalate (DOP) DOP (Molecular weight 391) Lubricity additive: Sumiko Molybdenum disulphide Moly powder PA manufactured by Lubricants Co., Ltd.
WPE) Miheron XM220 Graphite CLX manufactured by Chuetsu Graphite Co., Ltd. PTFE Teflon T manufactured by Mitsui Fluorochemicals Co., Ltd.
LP-10F-1 The above raw materials were blended at the respective ratios shown in Tables 1 and 2, and test pieces of each rubber material composition were prepared by the following steps. (1) Mastication Step Materials other than the vulcanization accelerators and lubricity additives shown in Tables 1 and 2 were charged into a Banbury mixer having an internal volume of 300 cm 3 and kneaded at a mixer temperature of 80 ° C. and a rotor rotation speed of 40 rpm for 10 minutes. . (2) Kneading step The masticated material is taken out of the Banbury mixer, and a kneading roll machine for rubber kneading with a diameter of 6 inches (two rolls).
It was put in. The rotation speed of each of the two rolls is set to 20 rpm.
m and 25 rpm, and while controlling the temperature of the roll to 50 ° C., the vulcanization accelerator and the lubricity additive were added,
The operation was switched until uniform. Thereafter, a sheet having a thickness of about 2.3 mm was obtained by adjusting the rotation speed of the two rolls and adjusting the roll interval. (3) Vulcanizing Step A sheet vulcanizing mold was mounted on a hot press heated to 170 ° C., and the sheet obtained in the kneading step was placed there. Then, it is heated for 15 minutes, 150 mm long and 150 mm wide.
A vulcanized rubber sheet having a thickness of 2 mm and a thickness of 2 mm was formed. (4) Physical property test 4-1 Hardness test The sheet obtained in the vulcanization step was punched into a JIS No. 3 tensile test piece, three of which were laminated, and the hardness of each rubber material composition was determined based on the method of JIS K6301. Test. 4-2 Tensile test A tensile test was performed using a sheet punched into a JIS No. 3 tensile test piece. Using a universal testing machine, the tensile strength and elongation to break were measured. 4-3 Friction and wear test A friction and wear test of the rubber material composition was performed according to JIS K7218.
The test was performed based on the plastic sliding wear test method A method. The friction and wear tester is EFM-III-E (TOYOB)
ALDWIN CO. , LTD. ) Was used. And
The surface shapes of the rubber material composition and the mating material before and after the test were determined by S
The measurement was performed using urfcom (Tokyo SEIMITSU), and the wear amount of the rubber material composition was measured.
【００２３】主な試験条件を以下に示す。 荷重：１．０ｋｇｆ 面圧：０．５ｋｇｆ／ｃｍ2 摺動速度：５５０ｍｍ／ｓｅｃ 試験温度：室温 相手材：ＳＵＪ２ 相手材面粗さ：０．４Ｒａ 相手材硬さ：ＨＲＣ５６〜６２The main test conditions are shown below. Load: 1.0 kgf Surface pressure: 0.5 kgf / cm 2 Sliding speed: 550 mm / sec Test temperature: room temperature Counterpart material: SUJ2 Counterpart material surface roughness: 0.4 Ra Counterpart material hardness: HRC 56-62
【００２４】[0024]
【表１】 [Table 1]
【００２５】[0025]
【表２】 [Table 2]
【００２６】まず、摩擦摩耗試験の結果について説明す
る。潤滑性添加剤の種類による耐摩耗性（摩耗深さ）を
みると（潤滑性添加剤の添加量は、原料ゴム１００重量
部に対して２０重量部）、表１、２の結果からわかるよ
うに、二硫化モリブデン（比較例２）、超高分子量ポリ
エチレン（比較例３）、グラファイト（比較例４）を用
いた場合は、潤滑性添加剤を使用しない比較例１と比べ
て、耐摩耗性の顕著な改善は確認されず、ＰＴＦＥ（実
施例１）のみに効果がみられた。これは、摩擦摩耗試験
の相手材にＰＴＦＥの移着が観察されたことから、移着
したＰＴＦＥの効果により耐摩耗性が改善されたものと
考えられる。なお、比較例５のＰＴＦＥ添加量が原料ゴ
ム１００重量部に対し１０重量部の材料では、この移着
は観察されなかった。そのため、耐摩耗性の顕著な改善
がなかったものと考えられる。First, the results of the friction and wear test will be described. Looking at the wear resistance (wear depth) depending on the type of the lubricating additive (the amount of the lubricating additive added is 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber), it can be seen from the results of Tables 1 and 2. When molybdenum disulfide (Comparative Example 2), ultrahigh molecular weight polyethylene (Comparative Example 3), and graphite (Comparative Example 4) were used, the abrasion resistance was higher than that of Comparative Example 1 in which no lubricity additive was used. No remarkable improvement was observed, and only PTFE (Example 1) was effective. This is probably because the transfer of PTFE was observed on the mating material in the friction and wear test, and the wear resistance was improved by the effect of the transferred PTFE. In the case of the material of Comparative Example 5 in which the PTFE addition amount was 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the raw rubber, this transfer was not observed. Therefore, it is considered that there was no remarkable improvement in wear resistance.
【００２７】次に、ＰＴＦＥ添加量と耐摩耗性及びスプ
リング硬度との関係を検討した（実施例１〜５及び比較
例１，５，６）。その結果を図１に示す。摩耗深さはＰ
ＴＦＥの添加により大幅に改善され、原料ゴム１００重
量部に対し２０重量部以上で、その効果が顕著であっ
た。特に、３０〜８０重量部で優れた耐摩耗性を示し
た。また、スプリング硬度は、ＰＴＦＥの添加により徐
々に硬度が増す傾向がみられた。Next, the relationship between the amount of PTFE added and the wear resistance and spring hardness was examined (Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1, 5, and 6). The result is shown in FIG. Wear depth is P
The effect was significantly improved by the addition of TFE, and the effect was remarkable at 20 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the raw rubber. In particular, 30 to 80 parts by weight showed excellent wear resistance. In addition, the spring hardness tended to gradually increase with the addition of PTFE.
【００２８】さらに、ＰＴＦＥ添加量と耐摩耗性との関
係を見るため、表１、２のゴム材料組成物を用いて図２
のようなリップ１ａ（接触部）形状を有するオイルシー
ル１（図示しないバネ入り）を作成し、摺動試験を行
い、リップ摩耗幅Ｂを評価した（実施例１〜５及び比較
例１，５，６）。試験条件は、リップ締め代１．０〜
１．５ｍｍ、緊迫力（バネの締付力とオイルシールの弾
性力との和）１５〜２０Ｎで、回転速度８００ｒｐｍ、
回転時間１時間である。その結果を表１、２と図４とに
示す。リップ摩耗幅ＢはＰＴＦＥの添加により大幅に改
善され、原料ゴム１００重量部に対し２０重量部以上
で、その効果が顕著にみられた。Further, in order to see the relationship between the amount of PTFE added and the abrasion resistance, the rubber material compositions shown in Tables 1 and 2 were used to obtain the relationship shown in FIG.
An oil seal 1 (with a spring (not shown)) having a lip 1a (contact portion) shape as described above was prepared, a sliding test was performed, and a lip wear width B was evaluated (Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 5). , 6). The test condition is 1.0 ~
1.5 mm, tightening force (sum of spring tightening force and oil seal elastic force) of 15 to 20 N, rotation speed of 800 rpm,
The rotation time is one hour. The results are shown in Tables 1 and 2 and FIG. The lip abrasion width B was greatly improved by the addition of PTFE, and the effect was remarkably observed at 20 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the raw rubber.
【００２９】次に、図３のような試験装置を用いて回転
試験を行い、密封装置の密封性を評価した。すなわち、
表１、２のゴム材料組成物を用いて、図３のようなバネ
３を備えたオイルシール１を作成し、芯金２に接着して
接触式密封装置を作成した。そして、オイルシール１を
芯金４を介してハウジング１０に配設し、リップ１ａを
軸１１に接触させた状態で、軸１１をモータ１２により
８００ｒｐｍで回転させた。当該試験装置には容量約５
リットルの粉塵飛散容器２０が設置されており、その中
に挿入された１０ｇの関東ローム粉（財団法人日本粉体
工業技術協会製ＪＩＳ試験用粉体Ｉ，８種）を、当該容
器２０内に設置したファン２１を回転させることにより
（２０００ｒｐｍ）、オイルシール１に吹き付けた。軸
１１を回転させながら１時間吹き付けた後、オイルシー
ル１を通過した粉塵量を観察した。Next, a rotation test was performed using a test device as shown in FIG. 3 to evaluate the sealing performance of the sealing device. That is,
Using the rubber material compositions shown in Tables 1 and 2, an oil seal 1 provided with a spring 3 as shown in FIG. 3 was formed and adhered to a cored bar 2 to prepare a contact-type sealing device. Then, the oil seal 1 was disposed on the housing 10 via the metal core 4, and the shaft 11 was rotated at 800 rpm by the motor 12 while the lip 1 a was in contact with the shaft 11. The test equipment has a capacity of about 5
A 10 liter dust scattering container 20 is installed, and 10 g of Kanto loam powder (JIS test powder I, 8 types, manufactured by Japan Powder Industry Association) is inserted into the container 20. The oil seal 1 was sprayed by rotating the installed fan 21 (2000 rpm). After spraying for 1 hour while rotating the shaft 11, the amount of dust passing through the oil seal 1 was observed.
【００３０】比較例１〜５については、オイルシール１
のリップ１ａが破損し、大量の粉塵の侵入がみられた。
比較例６では、オイルシール１のリップ１ａの破損はみ
られなかったが、多くの粉塵の侵入がみられた。実施例
１〜５については、少量の侵入はみられたが、ほとんど
影響のない程度であった。また、補強剤の添加量を低減
することにより、スプリング硬度を５９（比較例７）及
び６２（実施例６）に調整したゴム材料組成物から作成
したオイルシールの密封性を上記と同様の方法により試
験した。その結果、実施例６の場合は少量の粉塵の侵入
はみられたが、ほとんど影響のない程度であった。それ
に対し、比較例７は多くの粉塵の侵入がみられた。For Comparative Examples 1 to 5, the oil seal 1
Of the lip 1a was broken, and a large amount of dust entered.
In Comparative Example 6, although the lip 1a of the oil seal 1 was not damaged, a large amount of intrusion of dust was observed. In Examples 1 to 5, a small amount of intrusion was observed, but there was almost no effect. Also, by reducing the amount of the reinforcing agent added, the sealing property of the oil seal made from the rubber material composition whose spring hardness was adjusted to 59 (Comparative Example 7) and 62 (Example 6) was determined in the same manner as described above. Tested. As a result, in the case of Example 6, a small amount of dust penetrated, but was hardly affected. On the other hand, in Comparative Example 7, penetration of a large amount of dust was observed.
【００３１】これらの結果は、密封装置に十分な密封性
を付与するためには、ゴム材料組成物のスプリング硬度
は、６０より大きく９０以下の範囲が好ましいことを示
している。次に、密封装置の耐久性を評価した。評価方
法を以下に説明する。図５に示す深溝玉軸受（密封玉軸
受）用の接触シールを、比較例１，５，６及び実施例１
〜５のゴム材料組成物で作成した。そして、その接触シ
ールを備えた軸受を図６に示す回転性能試験機に装着し
て、重りにより荷重をかけた上、該軸受に水噴霧機で水
を噴霧しながら該軸受をモータにより回転させた。噴霧
した水が軸受に侵入すると、該軸受が劣化して振動する
ので、この振動を振動計により検出し、振動の大きさが
所定の値となるまでの時間を寿命として、耐久性を評価
した。These results indicate that the rubber material composition preferably has a spring hardness in the range of more than 60 and 90 or less in order to impart sufficient sealing properties to the sealing device. Next, the durability of the sealing device was evaluated. The evaluation method will be described below. The contact seal for the deep groove ball bearing (sealed ball bearing) shown in FIG.
The rubber material compositions of Nos. 1 to 5 were prepared. Then, the bearing provided with the contact seal is mounted on a rotational performance tester shown in FIG. 6 and a load is applied by a weight, and the bearing is rotated by a motor while spraying water on the bearing with a water sprayer. Was. When the sprayed water enters the bearing, the bearing deteriorates and vibrates, so the vibration is detected by a vibrometer, and the durability is evaluated with the time until the magnitude of the vibration reaches a predetermined value as life. .
【００３２】以下に試験条件を示す。 深溝玉軸受：日本精工株式会社製 呼び番号６０００（鉱油系グリース封入） 回転数：１０００ｒｐｍ 荷重：ラジアル荷重７８．４Ｎ，アキシャル荷重２９．
４Ｎ 水噴霧量：１ｃｃ／ｍｉｎ 試験結果を表１、２及び図７に示す。ＰＴＦＥの添加量
が、原料ゴム１００重量部に対し２０重量部以上で耐久
時間は大幅に向上し、７０重量部からＰＴＦＥの添加量
が増加するに連れ、徐々に耐久時間は短くなり、１００
重量部では大きく低下した。The test conditions are shown below. Deep groove ball bearing: manufactured by Nippon Seiko Co., Ltd., identification number 6000 (mineral oil-based grease is enclosed) Rotation speed: 1000 rpm Load: radial load 78.4 N, axial load 29.
4N water spray amount: 1 cc / min The test results are shown in Tables 1 and 2 and FIG. When the addition amount of PTFE is 20 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the raw rubber, the durability time is greatly improved, and as the addition amount of PTFE increases from 70 parts by weight, the durability time gradually decreases.
In the case of parts by weight, the drop was large.
【００３３】以上の種々の試験結果からわかるように、
ゴム材料組成物の摺動特性は、原料ゴム１００重量部に
対し、ＰＴＦＥの添加量が２０重量部以上９０重量部以
下の範囲において飛躍的に向上する。そして、密封装置
に用いた場合に高い密封性を発現するためには、ゴム材
料組成物のデュロメータ（Ａ形）で測定したスプリング
硬度を、６０より大きく９０以下にすることが重要であ
る。As can be seen from the results of the various tests described above,
The sliding properties of the rubber material composition are remarkably improved when the amount of PTFE is in the range of 20 to 90 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber. In order to exhibit high sealing properties when used in a sealing device, it is important that the spring hardness of the rubber material composition measured by a durometer (A type) is greater than 60 and less than or equal to 90.
【００３４】かくして、本実施形態のゴム材料組成物か
ら作成した密封装置は、摺動性、密封性に優れ、シール
面の潤滑が不十分な環境においても優れた耐久性を示
す。なお、本実施形態においては、密封装置を深溝玉軸
受に適用した場合を例示して説明したが、他の種類の玉
軸受やころ軸受等、様々な種類の転がり軸受に適用可能
であることは勿論である。Thus, the sealing device made from the rubber material composition of the present embodiment has excellent slidability and sealing performance, and exhibits excellent durability even in an environment where the lubrication of the sealing surface is insufficient. In the present embodiment, the case where the sealing device is applied to a deep groove ball bearing has been described as an example.However, it can be applied to various types of rolling bearings such as other types of ball bearings and roller bearings. Of course.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上のように本発明のゴム材料組成物
は、摺動性，耐摩耗性，耐熱性に優れ、また、芯金等と
の接着性において支障をきたすことがないので、軸受の
接触式密封装置に適用するのに好適である。As described above, the rubber material composition of the present invention is excellent in slidability, abrasion resistance and heat resistance, and does not hinder adhesion to a core metal or the like. It is suitable to be applied to the contact type sealing device.
【図１】本発明のゴム材料組成物における、原料ゴム１
００重量部に対するＰＴＦＥ添加量と摩耗深さとの相関
を示すグラフである。FIG. 1 shows raw rubber 1 in a rubber material composition of the present invention.
4 is a graph showing the correlation between the amount of PTFE added and the wear depth with respect to 00 parts by weight.
【図２】密封装置（オイルシール）の一部拡大図であ
る。FIG. 2 is a partially enlarged view of a sealing device (oil seal).
【図３】密封装置（オイルシール）の密封性試験の装置
図である。FIG. 3 is a device diagram of a sealing test of a sealing device (oil seal).
【図４】原料ゴム１００重量部に対するＰＴＦＥ添加量
とオイルシールのリップの摩耗幅との相関を示すグラフ
である。FIG. 4 is a graph showing the correlation between the amount of PTFE added to 100 parts by weight of raw rubber and the wear width of a lip of an oil seal.
【図５】接触シールを備えた深溝玉軸受の一部断面図で
ある。FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a deep groove ball bearing provided with a contact seal.
【図６】耐久性試験機を行う回転性能試験機の構成を示
す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of a rotation performance tester that performs a durability tester.
【図７】原料ゴム１００重量部に対するＰＴＦＥ添加量
と耐久時間との相関を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the correlation between the amount of PTFE added to 100 parts by weight of raw rubber and the durability time.
１ オイルシール １ａ リップ ２ 芯金 1 Oil seal 1a Lip 2 Core
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J006 CA01 CA04 4J002 AC071 BB102 BD121 BD142 BD152 BE042 BG041 FD010 FD030 FD140 FD150 GM05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3J006 CA01 CA04 4J002 AC071 BB102 BD121 BD142 BD152 BE042 BG041 FD010 FD030 FD140 FD150 GM05
Claims (1)
〜９０重量部とを有するゴム材料組成物であって、前記
ゴム材料組成物のスプリング硬度は６０より大きく且つ
９０以下であることを特徴とするゴム材料組成物。1. 100 parts by weight of raw rubber and fluororesin 20
1 to 90 parts by weight, wherein the rubber material composition has a spring hardness of more than 60 and 90 or less.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11206691A JP2001031795A (en) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | Rubber material composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11206691A JP2001031795A (en) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | Rubber material composition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=16527525
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