JP2001348460A - Lubricative rubber composition - Google Patents
Lubricative rubber compositionInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、潤滑性ゴム組成物
に関する。更に詳しくは、ロール混練性および摩擦特性
にすぐれた潤滑性ゴム組成物に関する。[0001] The present invention relates to a lubricating rubber composition. More particularly, it relates to a lubricating rubber composition having excellent roll kneading properties and friction characteristics.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般にゴム材料は摩擦係数が高く、滑り
防止用として使用される場合が多い。しかしながら、動
的シールに代表されるような弾性を必要とする摺動材用
途では、高い摩擦力による発熱、ステックスリップ、鳴
きなどの問題や起動トルク、消費電力の増大、さらには
摩擦摩耗による破損、不具合などといった問題が発生す
る。2. Description of the Related Art Generally, rubber materials have a high coefficient of friction and are often used for slip prevention. However, in sliding material applications that require elasticity such as dynamic seals, problems such as heat generation due to high frictional force, stick slip, squeal, startup torque, increased power consumption, and damage due to frictional wear And problems such as malfunctions occur.
【0003】こうした摩擦摩耗に起因する問題を解決す
るために、摺動材製品にオイルやグリースを塗布して使
用することが行われているが、こうした対策は工程負荷
が大きく、コストアップになるばかりではなく、長時間
使用するとオイル切れとなって効果がなくなるという問
題があり、摺動特性が求められる用途では、ゴム材料自
体の潤滑性アップが強く要求されている。[0003] In order to solve such problems caused by friction and wear, it has been practiced to apply oil or grease to sliding material products, but such measures increase the process load and increase the cost. Not only that, there is a problem that the oil runs out when used for a long time and the effect is lost, and in applications where sliding characteristics are required, the lubricity of the rubber material itself is strongly required to be improved.
【0004】従来、ゴム材料の摩擦係数を下げるため
に、オイルブリードタイプ、固体潤滑剤添加タイプ、表
面処理法などが検討されているが、これらの対策には次
のような問題点がみられる。 オイルブリードタイプ:初期的な摩擦係数の低減には有
効であるが、経時的にオイルがブリードアウトされるた
め、効果に持続性がみられない 固体潤滑剤添加タイプ:ポリテトラフルオロエチレン
系、シリコーン系等の固体潤滑剤の添加による低摩擦化
が多数提案されているが、固体潤滑剤の添加による硬さ
の上昇やシール性の低下がみられ、実使用には不十分で
あることが多い 表面処理法:代表的な方法としては、ポリテトラフルオ
ロエチレンコーティング法が挙げられるが、ゴム材料と
ポリテトラフルオロエチレンは密着性に欠け、高圧条件
下で長時間使用すると剥がれが発生するなど十分な効果
が得られないConventionally, oil bleed types, solid lubricant addition types, surface treatment methods, and the like have been studied in order to reduce the friction coefficient of rubber materials, but the following problems are observed in these countermeasures. . Oil bleed type: Effective for initial reduction of friction coefficient, but has no sustained effect because oil bleeds out over time. Solid lubricant added type: Polytetrafluoroethylene type, silicone Numerous proposals have been made to reduce friction by adding a solid lubricant such as a system, but the addition of a solid lubricant causes an increase in hardness and a decrease in sealability, and is often insufficient for practical use. Surface treatment method: A typical method is a polytetrafluoroethylene coating method. However, a rubber material and polytetrafluoroethylene lack adhesion, and when used under a high pressure condition for a long time, a sufficient peeling occurs. No effect
【0005】さらに、固体潤滑剤添加タイプと表面処理
法では、原料価格や後処理による工程負荷などにより、
廉価なジエン系ゴムに適用すると材料のコストアップに
つながり、この点からも望ましくない。コスト的にはオ
イルブリードタイプのものが最も好ましく、潤滑性付与
という点からはシリコーンオイルの添加が最も効果的で
ある。Further, in the case of the solid lubricant addition type and the surface treatment method, depending on the raw material price and the process load due to the post-treatment, etc.
When applied to inexpensive diene rubber, the cost of the material increases, which is also undesirable in this respect. The oil bleed type is most preferable in terms of cost, and the addition of silicone oil is most effective from the viewpoint of imparting lubricity.
【0006】その場合、潤滑性効果の持続性を確保する
には、シリコーンオイルを多量に配合することが有効で
あるが、添加量を多くするとジエン系ゴムとの相溶性が
悪くなり、分散不良やバギング(ロール間隙を通過した
ゴムバンドがロールから浮き上がる現象)の発生など、
混練作業性を著しく低下させるという問題がみられる。
そのため、加工性および生産性を重視した場合には自ら
添加量に限界があり、潤滑性付与のために十分な量を添
加することができないのが実情である。In this case, it is effective to add a large amount of silicone oil in order to ensure the durability of the lubricating effect. However, if the amount is too large, the compatibility with the diene rubber becomes poor, resulting in poor dispersion. And bagging (the phenomenon in which the rubber band that has passed through the roll gap rises off the roll)
There is a problem that the kneading workability is significantly reduced.
Therefore, when emphasis is placed on workability and productivity, there is a limit in the amount of addition by itself, and in reality it is not possible to add a sufficient amount for imparting lubricity.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ロー
ル混練性および摩擦特性にすぐれたオイルブリードタイ
プの潤滑性ゴム組成物を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an oil bleed type lubricating rubber composition having excellent roll kneading properties and friction characteristics.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
ジエン系ゴムに対し分子量が約20000以下のシリコーン
オイルおよび分子量が約100000以上のシリコーンガムを
添加した潤滑性ゴム組成物によって達成される。SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is as follows.
The lubricating rubber composition is obtained by adding a silicone oil having a molecular weight of about 20,000 or less to a diene rubber and a silicone gum having a molecular weight of about 100,000 or more.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】ジエン系ゴムとしては、ニトリル
ゴム、水素化ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、
イソプレンゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、
ブチルゴム等の合成ゴムあるいは天然ゴムが挙げられ
る。これらのジエン系ゴムには、シリコーンオイルおよ
びシリコーンガムが添加される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Diene rubbers include nitrile rubber, hydrogenated nitrile rubber, styrene butadiene rubber,
Isoprene rubber, chloroprene rubber, butadiene rubber,
Synthetic rubber such as butyl rubber or natural rubber is exemplified. Silicone oil and silicone gum are added to these diene rubbers.
【0010】シリコーンオイルとしては、分子量が約20
000以下、一般には約5000〜20000のジメチルシリコーン
オイル、フェニルメチルシリコーンオイル等のストレー
トシリコーンオイルあるいはアルキル、アルキル/アラ
ルキル、フッ素化アルキル等の非反応型変性シリコーン
オイルが用いられ、好ましくはコスト的にも有利なジメ
チルシリコーンオイルが用いられる。実際には市販品が
そのまま用いられ、ジメチルシリコーンオイルの場合に
は、各種分子量(粘度)を有する東レ・ダウコーニング・
シリコーン製品SH200、信越化学製品KF96、東芝シリコ
ーン製品TSF451等が、またフェニルメチルシリコーンオ
イルの場合には、東レ・ダウコーニング・シリコーン製
品SH510、SH550、SH710等がそれぞれ用いられる。シリ
コーンオイルとしてこれ以上の分子量のものを用いた場
合には、潤滑効果が見られなくなる。As a silicone oil, a molecular weight of about 20
000 or less, generally about 5,000 to 20,000 dimethyl silicone oil, straight silicone oil such as phenylmethyl silicone oil or non-reactive modified silicone oil such as alkyl, alkyl / aralkyl, fluorinated alkyl, etc. Also advantageous dimethyl silicone oil is used. In practice, commercially available products are used as they are, and in the case of dimethyl silicone oil, Dow Corning Toray having various molecular weights (viscosity)
Silicone products SH200, Shin-Etsu Chemical product KF96, Toshiba silicone products TSF451 and the like are used. In the case of phenylmethyl silicone oil, Toray Dow Corning silicone products SH510, SH550, SH710 and the like are used, respectively. When a silicone oil having a molecular weight higher than this is used, the lubricating effect cannot be obtained.
【0011】また、シリコーンガムとしては、シリコー
ンオイル中約100000以上、一般には数100000程度の分子
量を有する超高粘度グレードのものが用いられる。As the silicone gum, an ultrahigh-viscosity grade having a molecular weight of about 100,000 or more, generally about several hundred thousand in silicone oil is used.
【0012】シリコーンオイルは、ジエン系ゴム100重
量部当り約1〜20重量部、好ましくは約5〜15重量部の割
合で用いられる。添加割合がこれよりも少ないと、混練
性は良好であるが摩擦特性が悪化するようになり、一方
これ以上の割合で添加して用いられると、混練性が悪化
し、加工が困難となる。また、シリコーンガムは、ジエ
ン系ゴム100重量部当り約1〜20重量部、好ましくは約5
〜15重量部の割合で用いられる。添加割合がこれよりも
少ないと、摩擦特性は改良効果がなくなり、一方これ以
上の割合で用いられると、ゴムの分散性が低下し、混練
性が悪くなる。The silicone oil is used in an amount of about 1 to 20 parts by weight, preferably about 5 to 15 parts by weight, per 100 parts by weight of the diene rubber. If the addition ratio is lower than this, the kneadability is good but the frictional characteristics are deteriorated. On the other hand, if the addition ratio is higher than this, the kneadability is deteriorated and processing becomes difficult. The silicone gum is used in an amount of about 1 to 20 parts by weight, preferably about 5 parts by weight, per 100 parts by weight of the diene rubber.
It is used in a proportion of up to 15 parts by weight. If the addition ratio is lower than this, the effect of improving the friction characteristics is lost, while if used at a higher ratio, the dispersibility of the rubber decreases and the kneading property deteriorates.
【0013】以上の各成分を必須成分とする組成物中に
は、補強剤、加工助剤、老化防止剤、可塑剤、架橋剤、
架橋助剤等が適宜配合されて用いられる。The composition containing the above components as essential components includes a reinforcing agent, a processing aid, an antioxidant, a plasticizer, a crosslinking agent,
A crosslinking aid or the like is appropriately blended and used.
【0014】ゴムの補強剤は、充填剤としての機能も果
し、例えばカーボンブラック、シリカ、クレー、タル
ク、けい酸、けい酸塩、水酸化カルシウム、炭酸カルシ
ウム等が用いられる。加工助剤としては、例えば酸化亜
鉛、ステアリン酸、ポリエチレングリコール、液状ポリ
ブタジエン等が用いられる。老化防止剤としては、例え
ば2,6-ジ第3ブチル-4-メチルフェノール、N-イソプロピ
ル-N′-フェニル-p-フェニレンジアミン、ポリメライズ
ド(2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン)、2-メル
カプトイミダゾール等が用いられる。また、可塑剤とし
ては、例えばプロセスオイル、ジオクチルフタレート、
ジブチルカルビトールアジペート、植物油等が用いられ
る。The rubber reinforcing agent also functions as a filler, and for example, carbon black, silica, clay, talc, silicic acid, silicate, calcium hydroxide, calcium carbonate and the like are used. As the processing aid, for example, zinc oxide, stearic acid, polyethylene glycol, liquid polybutadiene and the like are used. Examples of anti-aging agents include, for example, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine, polymerized (2,2,4-trimethyl-1,2-dihydro (Quinoline), 2-mercaptoimidazole and the like. As the plasticizer, for example, process oil, dioctyl phthalate,
Dibutyl carbitol adipate, vegetable oil and the like are used.
【0015】架橋剤としては、用いられるジエン系ゴム
の種類に応じて、粉末イオウ、沈降イオウ、コロイドイ
オウ、不溶性イオウ等のイオウ系架橋剤あるいは過酸化
物系架橋剤が用いられる。過酸化物系架橋剤としては、
例えば1,3-ビス(第3ブチルパーオキシイソプロピル)ベ
ンゼン、1,4-ビス(第3ブチルパーオキシイソプロピル)
ベンゼン、第3ブチルヒドロキシパーオキサイド、ジク
ミルパーオキサイド、2,5-ジメチルヘキサン-2,5-ジヒ
ドロパーオキサイド、1,1-ビス(第3ブチルパーオキシ)-
3,3,5-トリメチルシクロヘキサン等が用いられる。過酸
化物系架橋剤を用いた場合には、架橋助剤として例えば
トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロ
ールプロパントリメタクリレート、トリアリルイソシア
ヌレート、トリアリルシアヌレート、ジアリルフタレー
ト、N,N-m-フェニレンジマレイミド等の多官能性不飽和
化合物を併用することが好ましい。As the cross-linking agent, a sulfur-based cross-linking agent such as powdered sulfur, precipitated sulfur, colloidal sulfur, or insoluble sulfur or a peroxide-based cross-linking agent is used depending on the type of diene rubber used. As the peroxide-based crosslinking agent,
For example, 1,3-bis (tert-butylperoxyisopropyl) benzene, 1,4-bis (tert-butylperoxyisopropyl)
Benzene, tertiary butyl hydroxy peroxide, dicumyl peroxide, 2,5-dimethylhexane-2,5-dihydroperoxide, 1,1-bis (tertiary butyl peroxy)-
3,3,5-trimethylcyclohexane and the like are used. When a peroxide-based crosslinking agent is used, for example, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, triallyl isocyanurate, triallyl cyanurate, diallyl phthalate, N, Nm-phenylenedimaleimide as a crosslinking aid It is preferable to use a polyfunctional unsaturated compound such as
【0016】さらに、例えば粉末状黒鉛、球状黒鉛、二
硫化モリブデン、粉末状ポリテトラフルオロエチレン、
ガラス繊維、炭素繊維等の固体潤滑剤を、組成物中に添
加して用いることもできる。Further, for example, powdered graphite, spheroidal graphite, molybdenum disulfide, powdered polytetrafluoroethylene,
Solid lubricants such as glass fibers and carbon fibers can also be used in the composition.
【0017】[0017]
【発明の効果】本発明に係る潤滑性ゴム組成物は、シリ
コーンオイルとシリコーンガムとを併用することによ
り、ロール混練性を損うことなく潤滑成分の多量配合を
可能とし、潤滑性にすぐれたゴム材料を廉価に提供する
ことを可能とする。また、シンプルな配合のため、他の
物性への悪影響を避けることができる。According to the lubricating rubber composition of the present invention, by using a silicone oil and a silicone gum together, a large amount of lubricating components can be blended without impairing the kneading properties of the roll, and the lubricating rubber composition has excellent lubricity. It is possible to provide a rubber material at low cost. In addition, since the composition is simple, adverse effects on other physical properties can be avoided.
【0018】かかる潤滑性組成物は、加硫成形時にシリ
コーンオイルが適度にブリードアウトするため、加硫ゴ
ム成形品表面の摩擦係数が非常に低く、摺動材料用途に
使用した場合には、この低摩耗性が継続的に発揮され、
トルクが低減されるので、製品寿命を延長できる。ま
た、オイルやグリースを塗布しなくても挿入抵抗が低
く、製品装着性が良好である。Such a lubricating composition has a very low coefficient of friction on the surface of a vulcanized rubber molded product because the silicone oil bleeds out moderately during vulcanization molding. Low wear properties are continuously exhibited,
Since the torque is reduced, the product life can be extended. Further, even if oil or grease is not applied, the insertion resistance is low, and the product mounting property is good.
【0019】このような特徴を有する本発明の潤滑性組
成物は、摺動特性を必要とするオイルシール、トナーシ
ール、Oリング、パッキン等の成形材料として有効に用
いることができる。The lubricating composition of the present invention having such characteristics can be effectively used as a molding material such as an oil seal, a toner seal, an O-ring, and a packing which requires sliding characteristics.
【0020】[0020]
【実施例】次に、実施例について本発明を説明する。Next, the present invention will be described with reference to examples.
【0021】 実施例1 水素化ニトリルゴム(日本ゼオン製品ゼットポール2020L) 100 重量部 SRFカーボンブラック(東海カーボン製品シーストS) 35 〃 酸化亜鉛 5 〃 ステアリン酸 1 〃 ジオクチルフタレート 5 〃 シリコーンオイル(東レ・ダウコーニング・シリコーン製品 5 〃 SH-200;分子量5000) シリコーンガム(分子量約400000) 10 〃 ジクミルパーオキサイド 7 〃 以上の各配合成分を密閉式混練機およびオープンロール
を用いて混練し、混練物を170℃で15分間プレス加硫し
た後、150℃で1時間のオーブン加硫を行ない、厚さ2mm
の加硫ゴムシートを得た。Example 1 Hydrogenated nitrile rubber (Zepol 2020L manufactured by Nippon Zeon) 100 parts by weight SRF carbon black (Tokai Carbon Product Seast S) 35 亜 鉛 zinc oxide 5 ス テ stearic acid 1 ジ オ dioctyl phthalate 5 シ リ コ ー ン silicone oil (Toray Co., Ltd.) Dow Corning silicone products 5 〃 SH-200; molecular weight 5000) Silicone gum (molecular weight about 400000) 10 〃 dicumyl peroxide 7 〃 Each of the above ingredients is kneaded using a closed kneader and open roll, and the kneaded material is mixed. After press vulcanization at 170 ° C for 15 minutes, oven vulcanization was performed at 150 ° C for 1 hour, and the thickness was 2 mm.
To obtain a vulcanized rubber sheet.
【0022】得られた加硫ゴムシートについて、次の各
項目の評価および測定を行った。 ロール混練性:通常のゴム材料と何ら変りなくロールで
混練できると判断された場合は〇、ゴム生地のバギング
によりロール混練が困難と判断された場合は×と評価 摩擦係数:新東科学製表面性測定機トライボギァ14型を
用い、10mm径の鋼球ボール圧子により、荷重50g、移動
速度50mm/分の条件下で測定 常態物性:JIS K-6251,-6253準拠 圧縮永久歪:JIS K-6262準拠(120℃、70時間)With respect to the obtained vulcanized rubber sheet, the following items were evaluated and measured. Roll kneading property: When it is judged that kneading with a roll can be carried out without any difference from ordinary rubber material, it is evaluated as "x". When it is judged that kneading of rolls is difficult due to bagging of rubber material, it is evaluated as x. Friction coefficient: Shinto Kagaku surface Measured with a 10 mm diameter steel ball indenter under the conditions of a load of 50 g and a moving speed of 50 mm / min using a property measuring machine Tribogear type 14. Normal physical properties: JIS K-6251, -6253 compliant Compression set: JIS K-6262 Compliant (120 ° C, 70 hours)
【0023】実施例2 実施例1において、分子量5000のシリコーンオイルの代
りに、分子量10000のシリコーンオイル(SH200)が同量用
いられた。Example 2 In Example 1, the same amount of silicone oil having a molecular weight of 10,000 (SH200) was used in place of the silicone oil having a molecular weight of 5,000.
【0024】比較例1 実施例1において、シリコーンオイルおよびシリコーン
ガムが用いられなかった。Comparative Example 1 In Example 1, no silicone oil or silicone gum was used.
【0025】比較例2 実施例1において、シリコーンガムが用いられなかっ
た。Comparative Example 2 In Example 1, no silicone gum was used.
【0026】比較例3 実施例2において、シリコーンオイル量を10重量部に変
更し、シリコーンガムが用いられなかった。Comparative Example 3 In Example 2, the amount of silicone oil was changed to 10 parts by weight, and no silicone gum was used.
【0027】比較例4 実施例1において、シリコーンオイルが用いられなかっ
た。Comparative Example 4 In Example 1, no silicone oil was used.
【0028】比較例5 実施例1において、シリコーンガム量を15重量部に変更
し、シリコーンオイルが用いられなかった。Comparative Example 5 In Example 1, the amount of silicone gum was changed to 15 parts by weight, and no silicone oil was used.
【0029】以上の各実施例および比較例における評価
および測定結果は、次の表に示される。 表 評価・測定項目 実-1 実-2 比-1 比-2 比-3 比-4 比-5 ロール混練性 〇 〇 〇 × × 〇 × 摩擦係数 0.2 0.2 1.2 0.1 0.2 1.0 0.4 常態物性 硬さ (デュロA) 70 70 70 70 70 69 68 引張強さ (MPa) 19.9 20.6 22.5 22.2 21.1 21.5 20.9 伸び (%) 440 420 300 320 370 380 440 圧縮永久歪 (%) 15 13 10 10 11 13 15The evaluation and measurement results in each of the above Examples and Comparative Examples are shown in the following table. Table Evaluation / Measurement Items Actual-1 Actual-2 Ratio-1 Ratio-2 Ratio-3 Ratio-4 Ratio-5 Roll Kneading 〇 〇 〇 × × 〇 × Coefficient of Friction 0.2 0.2 1.2 0.1 0.2 1.0 0.4 Physical Properties Hardness ( (Duro A) 70 70 70 70 70 69 68 Tensile strength (MPa) 19.9 20.6 22.5 22.2 21.1 21.5 20.9 Elongation (%) 440 420 300 320 370 380 440 Compression set (%) 15 13 10 10 11 13 15
【0030】以上の結果から、次のようなことがいえ
る。 (1)各実施例では、通常ゴムと同等の混練性を示しなが
ら、非常に低い摩擦係数を示している。 (2)各比較例では、混練性のよいものは摩擦係数が高く
(比較例1および4)、一方摩擦係数が低いものは混練性が
悪い(比較例2、3および5)という結果が示されている。From the above results, the following can be said. (1) Each example shows a very low coefficient of friction while exhibiting the same kneading properties as ordinary rubber. (2) In each comparative example, those with good kneading properties have a high friction coefficient.
(Comparative Examples 1 and 4), on the other hand, those having a low coefficient of friction show poor kneading properties (Comparative Examples 2, 3 and 5).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C10M 147/02 C10M 147/02 149/08 149/08 155/02 155/02 159/10 159/10 169/04 169/04 // C10N 20:02 C10N 20:02 20:04 20:04 40:02 40:02 40:34 40:34 Fターム(参考) 4F071 AA12 AA67 AF27 AH17 EA01 4H104 CA12C CD01C CE04C CJ02A DA07C EA02A EA03A PA01 PA19 QA23 4J002 AC01W AC03W AC06W AC07W AC08W AC09W BB18W CP03X CP03Y GM00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C10M 147/02 C10M 147/02 149/08 149/08 155/02 155/02 159/10 159/10 169 / 04 169/04 // C10N 20:02 C10N 20:02 20:04 20:04 40:02 40:02 40:34 40:34 F term (reference) 4F071 AA12 AA67 AF27 AH17 EA01 4H104 CA12C CD01C CE04C CJ02A DA07C EA02A EA03A PA01 PA19 QA23 4J002 AC01W AC03W AC06W AC07W AC08W AC09W BB18W CP03X CP03Y GM00
Claims (2)
下のシリコーンオイルおよび分子量が約100000以上のシ
リコーンガムを添加してなる潤滑性ゴム組成物。1. A lubricating rubber composition comprising a diene rubber and a silicone oil having a molecular weight of about 20,000 or less and a silicone gum having a molecular weight of about 100,000 or more.
項1記載の潤滑性ゴム組成物。2. The lubricating rubber composition according to claim 1, which is used as a molding material for a sliding material.
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