JP2015108079A - Sealing member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シール部材に関する。 The present invention relates to a seal member.
自動車を初め各種分野に用いられるシール部材は、そのシール特性が優れるだけではなく、シール特性を維持することが求められている。例えば、自動車の油圧式の無段変速機(CVT)に用いられるシール部材の場合、油圧室に生じる最大約7MPaの油圧に耐えることが求められる。また、CVTが高温状態で運転することを考慮した場合、高温加圧下で長時間使用した時であっても、シール特性を維持するシール部材が要求される。 Seal members used in various fields including automobiles are required not only to have excellent seal characteristics but also to maintain the seal characteristics. For example, in the case of a seal member used in a hydraulic continuously variable transmission (CVT) of an automobile, it is required to withstand a maximum oil pressure of about 7 MPa generated in a hydraulic chamber. Further, considering that the CVT operates in a high temperature state, a seal member that maintains the sealing characteristics even when used for a long time under high temperature and pressure is required.
シール特性を維持することができるシール部材の一例は、圧縮永久歪の低い高反発材料から構成されるシールリングである。高反発材料は、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリウレタン及び可塑剤からなり、ポリウレタンはポリマーポリオールと3つ以上のイソシアネート基を有する化合物とのウレタン反応によって得られる。高反発材料は、透過型電子顕微鏡で観察される海−島型の相分離構造を有し、相分離構造のサイズが0.01μm以上100μm以下である(下記特許文献1参照)。 An example of a seal member that can maintain the sealing characteristics is a seal ring made of a high resilience material having a low compression set. The highly repulsive material is composed of a polyvinyl chloride resin, polyurethane, and a plasticizer, and the polyurethane is obtained by a urethane reaction between a polymer polyol and a compound having three or more isocyanate groups. The highly repulsive material has a sea-island type phase separation structure observed with a transmission electron microscope, and the size of the phase separation structure is 0.01 μm or more and 100 μm or less (see Patent Document 1 below).
上記特許文献1に示される高反発材料は、必須成分として87℃付近にガラス転移温度を有するポリ塩化ビニル系樹脂を含む。このため、上述の高反発材料を含有するシール部材を上記ガラス転移温度以上の温度で加圧すると、当該シール部材は塑性変形してしまう。したがって、高温加圧下で長期間使用した後も、当該シール部材がそのシール特性を維持することは困難だった。 The high resilience material disclosed in Patent Document 1 includes a polyvinyl chloride resin having a glass transition temperature near 87 ° C. as an essential component. For this reason, if the sealing member containing the above-mentioned high resilience material is pressurized at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature, the sealing member is plastically deformed. Therefore, it has been difficult for the sealing member to maintain its sealing characteristics even after long-term use under high temperature and pressure.
そこで、本発明は、高温加圧下で長期間使用した後も、シール特性を維持するシール部材を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the sealing member which maintains a sealing characteristic, even after using it for a long time under high temperature pressurization.
本発明の一態様に係るシール部材は、ゴム成分及び熱可塑性樹脂を含有し、20℃〜150℃の温度範囲におけるシール部材の損失正接の最大値は、0.35未満であり、ゴム成分は、天然ゴム、合成イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレンジエンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、クロロプレンゴム及びアクリロニトリル−ブタジエンゴムからなる群より選ばれる少なくとも一種を含有する。 The seal member according to one embodiment of the present invention contains a rubber component and a thermoplastic resin, and the maximum loss tangent of the seal member in a temperature range of 20 ° C. to 150 ° C. is less than 0.35, and the rubber component is , Natural rubber, synthetic isoprene rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, ethylene-propylene rubber, ethylene-propylene diene rubber, butyl rubber, urethane rubber, silicone rubber, chloroprene rubber and acrylonitrile-butadiene rubber Containing.
損失正接の最大値は、0.15以下であってよい。 The maximum value of the loss tangent may be 0.15 or less.
熱可塑性樹脂は、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリフェニレンスルフィド及びポリフッ化ビニリデンからなる群より選ばれる少なくとも一種を含有してよい。 The thermoplastic resin may contain at least one selected from the group consisting of polybutylene terephthalate, polyamide, polyphenylene sulfide, and polyvinylidene fluoride.
ゴム成分の含有量は、熱可塑性樹脂の含有量よりも多くてもよい。 The content of the rubber component may be larger than the content of the thermoplastic resin.
熱可塑性樹脂は、ゴム成分中に分散していてもよい。 The thermoplastic resin may be dispersed in the rubber component.
本発明によれば、高温加圧下で長期間使用した後も、シール特性を維持できるシール部材が提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the sealing member which can maintain a sealing characteristic after using it for a long time under high temperature pressurization can be provided.
以下、本発明のシール部材を実施するための形態の一例を説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, an example of the form for implementing the sealing member of the present invention is explained. However, the present invention is not limited to the following embodiments.
本実施形態に係るシール部材は、ゴム成分及び熱可塑性樹脂を含有する。 The seal member according to the present embodiment contains a rubber component and a thermoplastic resin.
(ゴム成分)
ゴム成分は、架橋ゴムまたは動的架橋樹脂としてシール部材に添加される。架橋ゴムは、例えば、天然ゴム、合成イソプレンゴム(合成されたシス−1,4−ポリイソプレン,IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム(NBR)、ブチルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、クロロプレンゴム等であればよい。これらの架橋ゴムの内の1種が用いられてもよいし、2種以上の架橋ゴムが混合されたものが用いられてもよい。架橋ゴムは、後述する動的架橋樹脂と併用してもよい。
(Rubber component)
The rubber component is added to the sealing member as a crosslinked rubber or a dynamic crosslinked resin. Examples of the crosslinked rubber include natural rubber, synthetic isoprene rubber (synthesized cis-1,4-polyisoprene, IR), butadiene rubber (BR), styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), and acrylonitrile-butadiene copolymer. What is necessary is just united rubber (NBR), butyl rubber, urethane rubber, silicone rubber, chloroprene rubber, etc. One of these cross-linked rubbers may be used, or a mixture of two or more cross-linked rubbers may be used. The crosslinked rubber may be used in combination with a dynamic crosslinked resin described later.
動的架橋樹脂は、架橋ゴム相中に熱可塑性樹脂が分散した構造を有する。動的架橋樹脂に用いられる熱可塑性樹脂は、例えばポリエステル又はポリアミド(PA)等である。一方、架橋ゴム相は、例えば、天然ゴム、合成イソプレンゴム、ハイシスポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム(EPM)、エチレン−プロピレンジエン共重合体ゴム(EPDM)、ブチルゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム、クロロプレンゴム等であればよい。これらのゴムの内の1種が用いられてもよいし、2種以上のゴムが混合されたものが用いられてもよい。 The dynamically crosslinked resin has a structure in which a thermoplastic resin is dispersed in a crosslinked rubber phase. The thermoplastic resin used for the dynamically crosslinked resin is, for example, polyester or polyamide (PA). On the other hand, the crosslinked rubber phase is, for example, natural rubber, synthetic isoprene rubber, high cis polybutadiene, styrene-butadiene copolymer rubber, ethylene-propylene copolymer rubber (EPM), ethylene-propylene diene copolymer rubber (EPDM). Butyl rubber, acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, chloroprene rubber, and the like. One of these rubbers may be used, or a mixture of two or more rubbers may be used.
動的架橋樹脂は、例えば、架橋剤が添加された未架橋のゴム成分と、熱可塑性樹脂とを、2軸押出機を用いて溶融及び混練することによって、製造することができる。これによって、ゴム成分の分散及び架橋と、熱可塑性樹脂の分散と、が同時に進行する。動的架橋樹脂に用いられるゴム成分及び熱可塑性樹脂は、市販品でもよい。 The dynamically crosslinked resin can be produced, for example, by melting and kneading an uncrosslinked rubber component to which a crosslinking agent has been added and a thermoplastic resin using a twin screw extruder. Thereby, dispersion and crosslinking of the rubber component and dispersion of the thermoplastic resin proceed simultaneously. Commercially available products may be used as the rubber component and the thermoplastic resin used in the dynamically crosslinked resin.
ゴム成分の含有量は、熱可塑性樹脂の含有量よりも多い。ゴム成分の含有量は、シール部材全体の質量に対して、60質量%〜95質量%であってよく、80質量%〜95質量%であってもよい。ゴム成分の含有量が、上記範囲に規定されることにより、シール部材の圧縮永久歪が小さくなる。これにより、加圧条件下で長時間使用した後も、シール部材は、優れたゴム弾性を維持できるため、シール特性を維持できる。また、ゴム成分の表面硬度は、ショア硬度A(JIS K 6253)で、60〜90を示すものであってよい。 The content of the rubber component is larger than the content of the thermoplastic resin. The content of the rubber component may be 60% by mass to 95% by mass, or 80% by mass to 95% by mass with respect to the mass of the entire sealing member. By setting the content of the rubber component within the above range, the compression set of the seal member is reduced. As a result, the seal member can maintain excellent rubber elasticity even after being used for a long time under pressurized conditions, so that the sealing characteristics can be maintained. Further, the surface hardness of the rubber component may be 60 to 90 in Shore hardness A (JIS K 6253).
(熱可塑性樹脂)
シール部材に含有される熱可塑性樹脂は、例えば、ポリエステル、ポリプロピレン(PP)、シンジオタクティックポリスチレン樹脂、ポリオキシメチレン(POM)、ポリアミド(PA)、ポリカーボネート(PC)、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリスルフォン(PSU)、ポリエーテルスルフォン、ポリケトン(PK)、ポリエーテルケトン(PEK)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)、ポリアリレート(PAR)、ポリエーテルニトリル(PEN)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等であればよい。ポリエステルは、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等であればよい。熱可塑性樹脂は、共重合体又は変性体であってもよい。また、熱可塑性樹脂は、上述の内、2種類以上の樹脂が混合されてもよい。射出成型性及び耐熱性等を考慮すると、シール部材は、PBT、PA、PPS及びPVDFからなる群より選ばれる少なくとも一種を含有していればよい。
(Thermoplastic resin)
Examples of the thermoplastic resin contained in the sealing member include polyester, polypropylene (PP), syndiotactic polystyrene resin, polyoxymethylene (POM), polyamide (PA), polycarbonate (PC), polyphenylene ether (PPE), and polyphenylene. Sulfide (PPS), polyimide (PI), polyamideimide (PAI), polyetherimide (PEI), polysulfone (PSU), polyethersulfone, polyketone (PK), polyetherketone (PEK), polyetheretherketone ( PEEK), polyether ketone ketone (PEKK), polyarylate (PAR), polyether nitrile (PEN), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), etc. . The polyester may be polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polytrimethylene terephthalate (PTT), polyethylene naphthalate (PEN), or the like. The thermoplastic resin may be a copolymer or a modified body. Moreover, 2 or more types of resin may be mixed among the above-mentioned thermoplastic resins. In consideration of injection moldability, heat resistance, and the like, the seal member only needs to contain at least one selected from the group consisting of PBT, PA, PPS, and PVDF.
熱可塑性樹脂の含有量は、シール部材全体の質量に対して、5質量%〜40質量%であってよく、5質量%〜20質量%であってもよい。熱可塑性樹脂の含有量が、上記範囲に規定されることにより、シール部材の機械的強度及び耐クリープ特性が向上する。また、加圧条件下で長時間使用した後も、シール部材は、優れたゴム弾性を維持できるため、シール特性を維持できる。これにより、PV値が高い領域であっても、シール部材の使用が可能となる。シール部材に含有される熱可塑性樹脂の表面硬度は、ショア硬度Dで、70以上であってよく、90以上であってもよい。 The content of the thermoplastic resin may be 5% by mass to 40% by mass with respect to the mass of the entire sealing member, and may be 5% by mass to 20% by mass. When the content of the thermoplastic resin is regulated within the above range, the mechanical strength and creep resistance of the seal member are improved. Moreover, since the sealing member can maintain excellent rubber elasticity even after being used for a long time under pressurized conditions, the sealing characteristics can be maintained. Thereby, even if it is an area | region where PV value is high, use of a sealing member is attained. The surface hardness of the thermoplastic resin contained in the sealing member is a Shore hardness D, which may be 70 or more, or 90 or more.
(充填材)
シール部材の用途又は要求される特性に応じて、シール部材に充填材を添加してもよい。充填材は、例えば、無機充填材、有機充填材、繊維状充填材等であってよい。なお、これらの充填材の内の1種を用いてもよいし、2種以上の充填材を用いてもよい。
(Filler)
A filler may be added to the seal member depending on the use or required characteristics of the seal member. The filler may be, for example, an inorganic filler, an organic filler, a fibrous filler, or the like. One of these fillers may be used, or two or more fillers may be used.
無機充填材は、例えば、炭酸カルシウム、モンモリロナイト、ベントナイト、タルク、シリカ、雲母、マイカ、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、珪酸カルシウム、二硫化モリブデン、ガラスビーズ、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、チタン酸カリウム、窒化ホウ素等であってよい。有機充填材は、グラファイト、フラーレン、カーボン(アモルファス)粉、無煙炭粉末等であってよい。シール部材に無機充填材又は有機充填材を添加することにより、シール部材の摺動特性等が向上する。 Examples of inorganic fillers include calcium carbonate, montmorillonite, bentonite, talc, silica, mica, mica, barium sulfate, calcium sulfate, calcium silicate, molybdenum disulfide, glass beads, aluminum oxide, titanium oxide, magnesium oxide, and potassium titanate. Boron nitride or the like may be used. The organic filler may be graphite, fullerene, carbon (amorphous) powder, anthracite powder or the like. By adding an inorganic filler or an organic filler to the seal member, the sliding characteristics and the like of the seal member are improved.
繊維状充填材は、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、カーボンナノチューブ、アルミナ繊維、チタン酸カリウム繊維、ボロン繊維、炭化珪素繊維等であってよい。シール部材に繊維状充填材を添加することにより、シール部材の機械的強度及び耐クリープ特性が向上する。このため、加圧条件下で長時間使用した後も、優れたシール特性を維持できる。これにより、PV値が高い領域であっても、シール部材の使用が可能となる。なお、繊維状充填材の中でもガラス繊維、炭素繊維又はカーボンナノチューブであってよい。特にカーボンナノチューブは、繊維状充填材として上述の機能を発揮するだけではなく、シール部材の摺動特性を向上する機能を発揮する。 The fibrous filler may be, for example, glass fiber, carbon fiber, carbon nanotube, alumina fiber, potassium titanate fiber, boron fiber, silicon carbide fiber, and the like. By adding a fibrous filler to the seal member, the mechanical strength and creep resistance of the seal member are improved. For this reason, excellent sealing characteristics can be maintained even after a long period of use under pressure. Thereby, even if it is an area | region where PV value is high, use of a sealing member is attained. Among the fibrous fillers, glass fibers, carbon fibers, or carbon nanotubes may be used. In particular, the carbon nanotube not only exhibits the above-described function as a fibrous filler, but also exhibits the function of improving the sliding characteristics of the seal member.
充填材の添加量は、シール部材全体の質量に対して、例えば、0質量%〜10質量%、0質量%〜5質量%、1質量%〜10質量%、1質量%〜5質量%であってよい。また、カーボンナノチューブをシール部材に添加する場合、カーボンナノチューブの添加量は、シール部材全体の質量に対して、1質量%〜5質量%とするのが好ましい。この範囲でカーボンナノチューブをシール部材に添加することにより、優れた機械的強度及び摺動特性を有するシール部材が得られる。これにより、シール部材を加圧条件下で長時間使用した後も、シール部材は、優れたシール特性を維持できる。 The addition amount of the filler is, for example, 0% by mass to 10% by mass, 0% by mass to 5% by mass, 1% by mass to 10% by mass, and 1% by mass to 5% by mass with respect to the mass of the entire sealing member. It may be. Moreover, when adding a carbon nanotube to a sealing member, it is preferable that the addition amount of a carbon nanotube shall be 1 mass%-5 mass% with respect to the mass of the whole sealing member. By adding carbon nanotubes to the seal member within this range, a seal member having excellent mechanical strength and sliding characteristics can be obtained. Thereby, even after using a sealing member for a long time on pressurization conditions, a sealing member can maintain the outstanding sealing characteristic.
シール部材のショア硬度Aは、60〜98であってよく、70〜95であってもよい。シール部材のショア硬度Aがこの範囲に規定されることによって、シール部材の変形が抑制される。このため、長時間の運転後であっても、高いシール性が維持される。また、軸溝等へシール部材を装着する際の装着性が向上する。シール部材の永久圧縮歪は、98%以下であってよく、70%以下であってよく、53%以下であってもよい。シール部材の永久圧縮歪が小さいと、シール部材が優れたゴム弾性を有する。これにより、シール部材のシール性が維持される。 The Shore hardness A of the sealing member may be 60 to 98, or 70 to 95. By defining the Shore hardness A of the seal member within this range, deformation of the seal member is suppressed. For this reason, high sealing performance is maintained even after long-time operation. Moreover, the mounting property when the sealing member is mounted on the shaft groove or the like is improved. The permanent compression strain of the seal member may be 98% or less, 70% or less, or 53% or less. When the permanent compression strain of the seal member is small, the seal member has excellent rubber elasticity. Thereby, the sealing performance of the sealing member is maintained.
20℃〜150℃の温度範囲におけるシール部材の損失正接(tanδ)の最大値である(tanδ)maxは、例えば、0.35未満であってよく、0.31以下であってよく、0.15以下であってもよい。また、20℃〜150℃の温度範囲におけるシール部材のtanδの最小値は、0.01以上であってよく、0.05以上であってよく、0.11以上であってもよい。すなわち、シール部材の(tanδ)maxは、0.11以上0.35未満であってよく、0.11以上0.31以下であってよく、0.11以上0.15以下であってもよい。 The maximum value (tan δ) max of the loss tangent (tan δ) of the seal member in the temperature range of 20 ° C. to 150 ° C. may be, for example, less than 0.35, 0.31 or less, and 0. It may be 15 or less. Further, the minimum value of tan δ of the sealing member in the temperature range of 20 ° C. to 150 ° C. may be 0.01 or more, may be 0.05 or more, and may be 0.11 or more. That is, (tan δ) max of the sealing member may be 0.11 or more and less than 0.35, may be 0.11 or more and 0.31 or less, and may be 0.11 or more and 0.15 or less. .
tanδは、シール部材の動的粘弾性測定に基づく、損失弾性率(E”)及び貯蔵弾性率(E’)の比(E”/E’)である。一般に、シール部材のtanδが大きいほど(すなわち、損失弾性率(E”)が大きいほど)、シール部材は塑性変形しやすい。また、シール部材のtanδが小さいほど(すなわち、貯蔵弾性率(E’)が大きいほど)、シール部材の反発力が大きい。また、通常、シール部材のtanδは、温度によって変化する。 tan δ is a ratio (E ″ / E ′) of loss elastic modulus (E ″) and storage elastic modulus (E ′) based on dynamic viscoelasticity measurement of the seal member. In general, the larger the tan δ of the seal member (ie, the greater the loss elastic modulus (E ″)), the easier the plastic member is deformed. Also, the smaller the tan δ of the seal member (ie, the storage modulus (E ′)). The larger the), the greater the repulsive force of the seal member, and the tan δ of the seal member usually varies with temperature.
本実施形態に係るシール部材の、20℃〜150℃の温度範囲における(tanδ)maxは0.35未満である。このようなシール部材は、高温域(例えば120℃〜150℃)であっても、高い反発力を維持できる。また、本実施形態に係るシール部材は、(tanδ)maxが上述の値未満であるため、高温加圧後においても、シール部材の圧縮永久歪が小さい。このため、シール部材は、長期間使用した後であっても、優れたゴム弾性を維持できる。したがって、シール部材は、過酷な使用条件においても、長期間にわたってシール特性を維持できる。この効果は、(tanδ)maxが小さいほど、顕著である。例えば、(tanδ)maxが0.15以下だと、長期間にわたって優れたシール特性を維持できる。 The (tan δ) max in the temperature range of 20 ° C. to 150 ° C. of the seal member according to the present embodiment is less than 0.35. Such a sealing member can maintain a high repulsive force even in a high temperature range (for example, 120 ° C. to 150 ° C.). In addition, since the seal member according to the present embodiment has (tan δ) max less than the above value, the compression set of the seal member is small even after high-temperature pressurization. For this reason, the seal member can maintain excellent rubber elasticity even after long-term use. Therefore, the sealing member can maintain the sealing characteristics over a long period of time even under severe use conditions. This effect is more remarkable as (tan δ) max is smaller. For example, when (tan δ) max is 0.15 or less, excellent sealing characteristics can be maintained over a long period of time.
上述の温度範囲におけるシール部材の(tanδ)maxは、シール部材に含有される熱可塑性樹脂の種類、添加量等により制御される。例えば、ガラス転移温度が150℃以上の熱可塑性樹脂を用いる場合、熱可塑性樹脂の含有量を低減することにより、(tanδ)maxを低くすることができる。また、シール部材中のゴム成分及び熱可塑性樹脂を高分散することにより、(tanδ)maxを低くすることができる。シール部材中のゴム成分及び熱可塑性樹脂を高分散する方法は、樹脂組成物の射出成形性、機械的強度及び耐クリープ特性の点で、熱可塑性樹脂の含有量を低減することよりも有利である。 The (tan δ) max of the seal member in the above temperature range is controlled by the kind of thermoplastic resin contained in the seal member, the amount added, and the like. For example, when a thermoplastic resin having a glass transition temperature of 150 ° C. or higher is used, (tan δ) max can be lowered by reducing the content of the thermoplastic resin. Further, (tan δ) max can be lowered by highly dispersing the rubber component and the thermoplastic resin in the seal member. The method of highly dispersing the rubber component and the thermoplastic resin in the seal member is more advantageous than reducing the content of the thermoplastic resin in terms of injection moldability, mechanical strength, and creep resistance of the resin composition. is there.
(シール部材の混合方法)
シール部材に含有されるゴム成分及び熱可塑性樹脂の混合は、例えば、ラボプラストミル、二軸押出機等を用いて行われる。ゴム成分及び熱可塑性樹脂の微細均一分散を行うために、スクリュー軸にせん断作用の生じるニーディングディスクを組み合わせた二軸押出機を用いて、ゴム成分及び熱可塑性樹脂を高せん断条件下で混合してもよい。また、高せん断成形加工機を用いてもよい。ゴム成分及び熱可塑性樹脂の分散性は、スクリューの形状及び長さ、帰還穴径、スクリュー回転数及びせん断混合時間等によって制御することができる。スクリュー回転数は、365〜648rpmであってよく、415〜648rpmであってよく、456〜648rpmであってよく、580〜648rpmであってもよい。
(Method of mixing seal members)
The rubber component and the thermoplastic resin contained in the seal member are mixed using, for example, a lab plast mill, a twin screw extruder, or the like. In order to finely and uniformly disperse the rubber component and the thermoplastic resin, the rubber component and the thermoplastic resin are mixed under a high shear condition using a twin screw extruder in which a kneading disk that generates a shearing action is combined with the screw shaft. May be. Further, a high shear molding machine may be used. The dispersibility of the rubber component and the thermoplastic resin can be controlled by the shape and length of the screw, the feedback hole diameter, the screw rotation speed, the shear mixing time, and the like. A screw rotation speed may be 365-648 rpm, may be 415-648 rpm, may be 456-648 rpm, and may be 580-648 rpm.
シール部材中のゴム成分及び熱可塑性樹脂は、高分散してもよい。ゴム成分及び熱可塑性樹脂が高分散することにより、ガラス転移温度付近における熱可塑性樹脂のtanδの増加が抑制される。これにより、シール部材は、高温域においても高い反発力を維持できるため、シール部材のシール特性が維持される。さらに、高温加圧下であってもシール部材の塑性変形が抑制されるため、長期間にわたって、シール部材のシール特性が維持される。 The rubber component and the thermoplastic resin in the seal member may be highly dispersed. The high dispersion of the rubber component and the thermoplastic resin suppresses an increase in tan δ of the thermoplastic resin near the glass transition temperature. Thereby, since the sealing member can maintain a high repulsive force even in a high temperature range, the sealing characteristics of the sealing member are maintained. Furthermore, since the plastic deformation of the seal member is suppressed even under high temperature and pressure, the seal characteristics of the seal member are maintained over a long period of time.
シール部材中の熱可塑性樹脂は、ゴム成分中に分散していればよい。これにより、ガラス転移温度付近における熱可塑性樹脂の高流動に起因するシール部材の塑性変形を、周囲のゴム成分により抑え込むことができる。したがって、シール部材のtanδの上昇が抑制できる。 The thermoplastic resin in the sealing member may be dispersed in the rubber component. Thereby, the plastic deformation of the seal member due to the high flow of the thermoplastic resin in the vicinity of the glass transition temperature can be suppressed by the surrounding rubber component. Therefore, an increase in tan δ of the seal member can be suppressed.
シール部材中のゴム成分は、フッ素を含有していない。フッ素がゴム成分中に含有されている事により、ゴム成分と熱可塑性樹脂との相溶性が悪くなる。これによって、熱可塑性樹脂が高分散しなくなり、ガラス転移温度付近における熱可塑性樹脂のtanδが増加する。 The rubber component in the seal member does not contain fluorine. When fluorine is contained in the rubber component, the compatibility between the rubber component and the thermoplastic resin is deteriorated. Thereby, the thermoplastic resin is not highly dispersed, and the tan δ of the thermoplastic resin near the glass transition temperature is increased.
ゴム成分中に分散する熱可塑性樹脂の大きさ(粒度または円相当径)は、40nm〜100nmであればよい。熱可塑性樹脂の大きさは、まず、RuO4染色超薄切片法で調整した試料の写真を、透過型電子顕微鏡(TEM)で撮影する。この写真から熱可塑性樹脂を特定し、熱可塑性樹脂の径を測定することによって、熱可塑性樹脂の大きさを算出することができる。 The size (particle size or equivalent circle diameter) of the thermoplastic resin dispersed in the rubber component may be 40 nm to 100 nm. Regarding the size of the thermoplastic resin, first, a photograph of a sample prepared by the RuO 4 stained ultrathin section method is taken with a transmission electron microscope (TEM). By specifying the thermoplastic resin from this photograph and measuring the diameter of the thermoplastic resin, the size of the thermoplastic resin can be calculated.
シール部材は、例えば、回転運動用シールリング、往復運動用シールリング等であってよいし、自動車のCVT等に装着されるシールリングであってもよい。 The seal member may be, for example, a rotational motion seal ring, a reciprocating motion seal ring, or the like, or a seal ring mounted on a CVT of an automobile.
シール部材をCVT用シールリングとして用いる場合、シールリングが無負荷状態における油漏れを確実に防止するため、合口を有しないエンドレスタイプのシールリングを採用すればよい。1本型のエンドレスタイプのシールリングは、装着が容易である。一方、シールリングの用途等によっては、合口をシールリングに設けてもよい。この場合の合口の形状は、例えば、直角(ストレート)合口、斜め(アングル)合口、段付き(ステップ)合口、ダブルアングル合口、ダブルカット合口、トリプルステップ合口等であってよい。 When the seal member is used as a CVT seal ring, an endless type seal ring having no joint may be employed in order to reliably prevent oil leakage when the seal ring is in a no-load state. The single endless seal ring is easy to install. On the other hand, depending on the use of the seal ring and the like, an abutment may be provided in the seal ring. The shape of the joint in this case may be, for example, a right angle (straight) joint, an oblique (angle) joint, a stepped joint, a double angle joint, a double cut joint, a triple step joint, or the like.
本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.
(実施例1)
ゴム成分として天然ゴムを用い、熱可塑性樹脂としてポリフッ化ビニリデン樹脂を用いた。ゴム成分及び熱可塑性樹脂の質量比(ゴム成分:熱可塑性樹脂)を90:10に調整し、サイドフィーダーにて2軸押出機に供給した。ゴム成分及び熱可塑性樹脂を、温度240℃及び一定のスクリュー回転数のせん断条件にて2軸押出機を用いて混合し、ペレットを作製した。2軸押出機には、リード及びニーディングディスクを組み合わせたφ92mmのスクリューが設置された。スクリュー回転数は、表1に示す。
Example 1
Natural rubber was used as the rubber component, and polyvinylidene fluoride resin was used as the thermoplastic resin. The mass ratio of the rubber component and the thermoplastic resin (rubber component: thermoplastic resin) was adjusted to 90:10, and supplied to the twin-screw extruder by the side feeder. The rubber component and the thermoplastic resin were mixed using a twin-screw extruder under a shearing condition of a temperature of 240 ° C. and a constant screw rotation speed to produce pellets. The twin screw extruder was provided with a φ92 mm screw combined with a lead and a kneading disk. Table 1 shows the screw rotation speed.
(実施例2)
ゴム成分を合成されたシス−1,4−ポリイソプレンとし、混合時のスクリュー回転数を変更したこと以外は実施例1と同様の条件下で、ペレットを作製した。
(Example 2)
Pellets were produced under the same conditions as in Example 1 except that the rubber component was synthesized cis-1,4-polyisoprene and the screw rotation speed during mixing was changed.
(実施例3)
ゴム成分をハイシスポリブタジエンとし、混合時のスクリュー回転数を変更したこと以外は実施例1と同様の条件下で、ペレットを作製した。
(Example 3)
Pellets were produced under the same conditions as in Example 1 except that the rubber component was high-cis polybutadiene and the screw rotation speed during mixing was changed.
(実施例4)
ゴム成分をスチレン−ブタジエンゴムとし、混合時のスクリュー回転数を変更したこと以外は実施例1と同様の条件下で、ペレットを作製した。
Example 4
Pellets were produced under the same conditions as in Example 1 except that the rubber component was styrene-butadiene rubber and the screw rotation speed during mixing was changed.
(実施例5)
ゴム成分をアクリロニトリル−ブタジエンゴムとし、混合時のスクリュー回転数を変更したこと以外は実施例1と同様の条件下で、ペレットを作製した。
(Example 5)
Pellets were produced under the same conditions as in Example 1 except that the rubber component was acrylonitrile-butadiene rubber and the screw rotation speed during mixing was changed.
(実施例6)
ゴム成分をブチルゴムとし、混合時のスクリュー回転数を変更したこと以外は実施例1と同様の条件下で、ペレットを作製した。
(Example 6)
Pellets were produced under the same conditions as in Example 1 except that the rubber component was butyl rubber and the screw rotation speed during mixing was changed.
(実施例7)
ゴム成分をウレタンゴムとし、混合時のスクリュー回転数を変更したこと以外は実施例1と同様の条件下で、ペレットを作製した。
(Example 7)
Pellets were produced under the same conditions as in Example 1 except that the rubber component was urethane rubber and the screw rotation speed during mixing was changed.
(実施例8)
ゴム成分をシリコーンゴムとし、混合時のスクリュー回転数を変更したこと以外は実施例1と同様の条件下で、ペレットを作製した。
(Example 8)
Pellets were produced under the same conditions as in Example 1 except that the rubber component was silicone rubber and the screw rotation speed during mixing was changed.
(実施例9)
ゴム成分を天然ゴム及び合成されたシス−1,4−ポリイソプレンとし、混合時のスクリュー回転数を変更したこと以外は実施例1と同様の条件下で、ペレットを作製した。
Example 9
Pellets were produced under the same conditions as in Example 1 except that the rubber component was natural rubber and synthesized cis-1,4-polyisoprene, and the screw rotation speed during mixing was changed.
(実施例10)
ゴム成分をハイシスポリブタジエン及びブチルゴムとし、混合時のスクリュー回転数を変更したこと以外は実施例1と同様の条件下で、ペレットを作製した。
(Example 10)
Pellets were produced under the same conditions as in Example 1 except that the rubber component was high-cis polybutadiene and butyl rubber, and the screw rotation speed during mixing was changed.
(実施例11)
ゴム成分をブチルゴム及びシリコーンゴムとし、混合時のスクリュー回転数を変更したこと以外は実施例1と同様の条件下で、ペレットを作製した。
(Example 11)
Pellets were produced under the same conditions as in Example 1 except that the rubber component was butyl rubber and silicone rubber, and the screw rotation speed during mixing was changed.
(実施例12)
ゴム成分をクロロプレンゴムとし、混合時のスクリュー回転数を変更したこと以外は実施例1と同様の条件下で、ペレットを作製した。
(Example 12)
Pellets were produced under the same conditions as in Example 1 except that the rubber component was chloroprene rubber and the screw rotation speed during mixing was changed.
(比較例1)
スクリュー回転数を変更したこと以外は、実施例4と同様の条件下で、ペレットを作製した。
(Comparative Example 1)
Pellets were produced under the same conditions as in Example 4 except that the screw rotation speed was changed.
(比較例2)
スクリュー回転数を変更したこと以外は、実施例9と同様の条件下で、ペレットを作製した。
(Comparative Example 2)
Pellets were produced under the same conditions as in Example 9 except that the screw rotation speed was changed.
(動的粘弾性における損失正接(tanδ)maxの測定)
実施例1〜12及び比較例1,2の各ペレットに熱プレスを行い、厚さが500μm〜1000μmであるシートを作製した。このシートを切断することによって、幅3mm、長さ20mmの短冊状試料を作製した。動的粘弾性測定装置として熱機械分析装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製)を用いた。空気中、測定周波数0.1Hz、昇温速度3℃/分の条件下で、20℃〜150℃における各短冊状試料の動的貯蔵弾性率(E’)及び動的損失弾性率(E”)を測定した。各測定温度における動的貯蔵弾性率(E’)と動的損失弾性率(E”)との結果から、実施例1〜12及び比較例1,2における、損失正接(tanδ=(E”)/(E’))の最大値である(tanδ)maxを測定した。各短冊状試料の(tanδ)maxの測定結果を、表1に示し、各短冊状試料の各測定温度におけるtanδを表2に示した。また、実施例4,9及び比較例1,2についての短冊状試料における測定温度毎の損失正接を算出した結果を、図1に示すようにプロットした。
(Measurement of loss tangent (tan δ) max in dynamic viscoelasticity)
The pellets of Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 and 2 were hot pressed to produce sheets having a thickness of 500 μm to 1000 μm. By cutting this sheet, a strip-shaped sample having a width of 3 mm and a length of 20 mm was produced. A thermomechanical analyzer (manufactured by SII Nanotechnology Inc.) was used as a dynamic viscoelasticity measuring device. Dynamic storage elastic modulus (E ′) and dynamic loss elastic modulus (E ″) of each strip-shaped sample at 20 ° C. to 150 ° C. under the conditions of a measurement frequency of 0.1 Hz and a heating rate of 3 ° C./min in air. From the results of the dynamic storage modulus (E ′) and the dynamic loss modulus (E ″) at each measurement temperature, the loss tangent (tan δ) in Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 and 2 was measured. = (E ″) / (E ′)), (tan δ) max, was measured. The measurement results of (tan δ) max of each strip sample are shown in Table 1, and each measurement of each strip sample The tan δ at the temperature is shown in Table 2. Further, the results of calculating the loss tangent at each measurement temperature in the strip samples of Examples 4 and 9 and Comparative Examples 1 and 2 were plotted as shown in FIG.
(表面硬度の測定)
JIS K7215に基づき、実施例1〜12及び比較例1,2の各ペレットのショア硬度を測定した。これらのショア硬度の測定結果を、表1に示す。
(Measurement of surface hardness)
Based on JIS K7215, the Shore hardness of each pellet of Examples 1-12 and Comparative Examples 1 and 2 was measured. The measurement results of these Shore hardnesses are shown in Table 1.
(圧縮永久歪の測定)
圧縮永久歪Csの測定は、JIS K6262を参考にして、以下のとおり行った。具体的には、実施例1〜12及び比較例1,2の各ペレットの射出成型により、5mm×15mm、厚さ2mmの試験片を作製した。射出した試験片の中央部の厚さは、(t0)である。この試験片を圧縮装置に装着し、圧縮量が25%になるまで試験片を圧縮した。圧縮装置に装着された試験片を、予め150℃に調節した潤滑・作動油(Automatic Transmission Fluid:ATF)中に、100時間浸漬した。浸漬後、ATFから圧縮装置及び試験片を取り出した。そして、試験片を圧縮装置から取り外した。取り外された試験片に付着したATFをふき取った後、試験片を室温にて30分間静置した。静置した後の試験片の中央部の厚さ(t1)を測定した。JIS K6262に基づく圧縮装置の圧縮板間に配置されるスペーサーの厚さを(t2)とした時、下記の式(1)により、各試験片の圧縮永久歪Csを算出した。これらの圧縮永久歪Csの測定結果を、表1に示す。
Cs =(t0−t1)/(t0−t2)×100・・・・・・(1)
t0:試験片の元の厚さ(mm)
t1:静置30分後の厚さ(mm)
t2:スペーサーの厚さ(mm)
(Measurement of compression set)
The compression set Cs was measured as follows with reference to JIS K6262. Specifically, test pieces of 5 mm × 15 mm and a thickness of 2 mm were produced by injection molding of the pellets of Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 and 2. The thickness of the center part of the injected test piece is (t 0 ). The test piece was attached to a compression device, and the test piece was compressed until the compression amount became 25%. The test piece attached to the compression apparatus was immersed in a lubricating oil (Automatic Transmission Fluid: ATF) adjusted to 150 ° C. for 100 hours. After the immersion, the compression device and the test piece were taken out from the ATF. And the test piece was removed from the compression apparatus. After wiping off the ATF adhering to the removed test piece, the test piece was allowed to stand at room temperature for 30 minutes. The thickness of the central portion of the test piece after standing (t 1) was measured. When the thickness of the spacer disposed between the compression plates of the compression device based on JIS K6262 is (t 2 ), the compression set Cs of each test piece was calculated by the following equation (1). Table 1 shows the measurement results of these compression set Cs.
Cs = (t 0 -t 1 ) / (t 0 -t 2 ) × 100 (1)
t 0 : Original thickness of the test piece (mm)
t 1 : Thickness after standing 30 minutes (mm)
t 2 : Spacer thickness (mm)
(静止状態におけるオイル漏れ量の測定)
実施例1〜12及び比較例1,2の各ペレットの射出成型により、合口を有しないシールリングを作製した。シールリングのサイズは、静的漏れ性能試験装置の軸溝に装着した状態で、圧縮量が25%となるように設定した。得られたシールリングを、試験装置の軸の外周面に設けた軸溝に装着した。次いで、静的漏れ性能試験装置の油圧室にATFを充填した。ATFの温度を25℃とし、室温下で7日間、静的漏れ性能試験装置を静置した。静的漏れ性能試験装置を静置している間に油圧室から漏れたATFを、排油溝から回収した。排油溝から回収したATFの量を運転前の静的油漏れ量として、表1に示す。
(Measurement of oil leakage in a stationary state)
Seal rings having no joints were produced by injection molding of the pellets of Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 and 2. The size of the seal ring was set so that the compression amount was 25% in a state where the seal ring was mounted in the shaft groove of the static leakage performance test apparatus. The obtained seal ring was attached to a shaft groove provided on the outer peripheral surface of the shaft of the test apparatus. Next, ATF was filled in the hydraulic chamber of the static leakage performance test apparatus. The temperature of the ATF was 25 ° C., and the static leakage performance test apparatus was allowed to stand at room temperature for 7 days. The ATF that leaked from the hydraulic chamber while the static leakage performance test apparatus was left standing was collected from the oil drain groove. Table 1 shows the amount of ATF recovered from the oil drain groove as the amount of static oil leakage before operation.
次に、軸周りに設置されたハウジングを10mm/sのストロークで、累積1km往復動した。ハウジングの往復動時の油圧は4.0MPaに設定し、ATFの温度は150℃に設定した。ハウジングの往復動が終了した後、再度同様の方法で油圧室から漏れたATFを回収した。この回収したATFの量を、運転後の静的油漏れ量として、表1に示す。 Next, the housing installed around the axis was reciprocated for a cumulative 1 km at a stroke of 10 mm / s. The hydraulic pressure during reciprocation of the housing was set to 4.0 MPa, and the ATF temperature was set to 150 ° C. After the reciprocation of the housing was completed, ATF leaked from the hydraulic chamber was recovered again by the same method. The amount of ATF recovered is shown in Table 1 as the amount of static oil leakage after operation.
表1より、20℃〜150℃の温度範囲における(tanδ)maxが0.35未満になることで、高温加圧下で長期間使用した後も、シール部材のシール特性が維持されることが確認された。また、比較例1及び比較例2の圧縮永久歪が100%だったのに対して、実施例1〜12の圧縮永久歪は、100%よりも小さかった。これにより、実施例1〜12のペレットを用いて作製されたシール部材は、比較例1及び2のペレットを用いて作製されたシール部材よりも、優れたゴム弾性を維持することが確認された。 From Table 1, it is confirmed that (tan δ) max in the temperature range of 20 ° C. to 150 ° C. is less than 0.35, so that the seal characteristics of the seal member are maintained even after long-term use under high temperature and pressure. It was done. Further, the compression set of Comparative Examples 1 and 2 was 100%, whereas the compression set of Examples 1 to 12 was smaller than 100%. Thereby, it was confirmed that the sealing member produced using the pellets of Examples 1 to 12 maintained better rubber elasticity than the sealing member produced using the pellets of Comparative Examples 1 and 2. .
表1より、比較例1及び比較例2では、運転前の静的油漏れ量は56ml以上だった。一方、実施例1〜7及び11〜12では、運転前の静的油漏れ量は0mlだった。また、実施例8〜10では、運転前の静的油漏れ量は5ml以下だった。したがって、実施例1〜12の運転前の静的油漏れ量は、比較例1及び比較例2の運転前の静的油漏れ量と比べて、非常に少なかった。 From Table 1, in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the amount of static oil leakage before operation was 56 ml or more. On the other hand, in Examples 1-7 and 11-12, the amount of static oil leakage before operation was 0 ml. In Examples 8 to 10, the amount of static oil leakage before operation was 5 ml or less. Therefore, the static oil leakage amount before operation of Examples 1 to 12 was very small as compared with the static oil leakage amount before operation of Comparative Example 1 and Comparative Example 2.
また、比較例1及び比較例2では、運転後の静的油漏れ量が、220ml以上だった。一方、実施例1〜4、8〜10及び12では、運転後の静的油漏れ量が、58ml以下だった。また、実施例5〜7及び11では、運転後であっても、静的油漏れ量は0mlだった。したがって、実施例1〜12の運転後の静的油漏れ量は、比較例1及び比較例2の運転後の静的油漏れ量と比べて、非常に少なかった。 Moreover, in the comparative example 1 and the comparative example 2, the static oil leak amount after a driving | operation was 220 ml or more. On the other hand, in Examples 1-4, 8-10, and 12, the static oil leakage after operation was 58 ml or less. Moreover, in Examples 5-7 and 11, even after the operation, the static oil leakage amount was 0 ml. Therefore, the amount of static oil leakage after operation of Examples 1 to 12 was very small compared to the amount of static oil leakage after operation of Comparative Example 1 and Comparative Example 2.
実施例4と比較例1とは、互いに同一の材料を用いた。また、実施例9と比較例2とは、互いに同一の材料を用いた。しかしながら、図1に示したように、tanδの算出結果は、大きく異なっていた。これらのtanδの違いは、ゴム成分と熱可塑性樹脂を混合する際のスクリュー回転数の違いによるものだった。混合時のスクリュー回転数を調整することにより、熱可塑性樹脂がゴム成分中に高分散する。これにより、実施例4及び実施例9は、比較例1及び比較例2と比べて、(tanδ)maxが低減し、圧縮永久歪が低下するため、運転前の静的油漏れ量及び運転後の静的油漏れ量が大幅に低減していることが確認された。 The same material was used in Example 4 and Comparative Example 1. In addition, Example 9 and Comparative Example 2 used the same material. However, as shown in FIG. 1, the calculation results of tan δ were greatly different. The difference in tan δ was due to the difference in the number of screw rotations when mixing the rubber component and the thermoplastic resin. By adjusting the screw rotation speed at the time of mixing, the thermoplastic resin is highly dispersed in the rubber component. Thereby, since Example 4 and Example 9 reduce (tan-delta) max and compression set lower compared with the comparative example 1 and the comparative example 2, the static oil leakage amount before driving | running and after driving | running | working It was confirmed that the amount of static oil leakage was significantly reduced.
また、熱可塑性樹脂をポリフッ化ビニリデンから、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、又はポリフェニレンスルフィドに替え、実施例4又は実施例9と同様のゴム成分を用いて、スクリュー回転数を調整し、それぞれ(tanδ)maxを、0.25、0.35、0.15、又は0.4とした、24通りのシール部材を作成した。これらのシール部材を用いた場合であっても、運転後の静的漏れ量は、熱可塑性樹脂としてポリフッ化ビリニデンを用いた実施例と同程度であった。 Further, the thermoplastic resin is changed from polyvinylidene fluoride to polybutylene terephthalate, polyamide, or polyphenylene sulfide, and the same rubber component as in Example 4 or Example 9 is used to adjust the screw rotation speed, respectively (tan δ) Twenty-four seal members with max of 0.25, 0.35, 0.15, or 0.4 were created. Even when these seal members were used, the amount of static leakage after operation was similar to that in Examples using poly (vinylidene fluoride) as a thermoplastic resin.
運転後の静的油漏れ量が0mlである実施例5〜7及び11の圧縮永久歪は、その他の実施例と比較して、圧縮永久歪が大幅に減少することが確認された。また、実施例5〜7及び11の(tanδ)maxは、ゴム材料とスクリュー回転数とを調整することで、0.15以下になることが確認された。以上より、圧縮永久歪が減少することによってゴム弾性が向上する。したがって、(tanδ)maxが減少するため、高温加圧下で運転した後であっても、シール特性が維持されることが確認された。 It was confirmed that the compression set of Examples 5 to 7 and 11 in which the amount of static oil leakage after operation was 0 ml was significantly reduced as compared with the other examples. In addition, it was confirmed that the (tan δ) max of Examples 5 to 7 and 11 was 0.15 or less by adjusting the rubber material and the screw rotation speed. From the above, the rubber elasticity is improved by reducing the compression set. Therefore, since (tan δ) max decreases, it was confirmed that the sealing characteristics were maintained even after operating under high temperature and pressure.
本発明によれば、高温加圧下で長期間使用した後も、シール特性を維持できるシール部材が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the sealing member which can maintain a sealing characteristic even after using it for a long time under high temperature pressurization is provided.
本発明の一態様に係るシール部材は、ゴム成分及び熱可塑性樹脂を含有し、20℃〜150℃の温度範囲におけるシール部材の損失正接の最大値は、0.35未満であり、ゴム成分は、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレンジエンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、クロロプレンゴム及びアクリロニトリル−ブタジエンゴムからなる群より選ばれる少なくとも一種を含有し、熱可塑性樹脂は、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリフェニレンスルフィド及びポリフッ化ビニリデンからなる群より選ばれる少なくとも一種を含有する。 The seal member according to one embodiment of the present invention contains a rubber component and a thermoplastic resin, and the maximum loss tangent of the seal member in a temperature range of 20 ° C. to 150 ° C. is less than 0.35, and the rubber component is , Bed Tajiengomu, styrene - butadiene rubbers, ethylene - propylene rubbers, ethylene - propylene diene rubber, butyl rubber, urethane rubber, click Roropurengomu and acrylonitrile - containing at least one selected from the group consisting of butadiene rubber, thermoplastic resins, poly It contains at least one selected from the group consisting of butylene terephthalate, polyamide, polyphenylene sulfide, and polyvinylidene fluoride .
(ゴム成分)
ゴム成分は、架橋ゴムまたは動的架橋樹脂としてシール部材に添加される。架橋ゴムは、例えば、ブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム(NBR)、ブチルゴム、ウレタンゴム、クロロプレンゴム等である。これらの架橋ゴムの内の1種が用いられてもよいし、2種以上の架橋ゴムが混合されたものが用いられてもよい。架橋ゴムは、後述する動的架橋樹脂と併用してもよい。
(Rubber component)
The rubber component is added to the sealing member as a crosslinked rubber or a dynamic crosslinked resin. Crosslinked rubber, for example, blanking Tajiengomu (BR), styrene - butadiene copolymer rubber (SBR), acrylonitrile - butadiene copolymer rubber (NBR), butyl rubber, urethane rubber, Ru der like click Roropurengomu. One of these cross-linked rubbers may be used, or a mixture of two or more cross-linked rubbers may be used. The crosslinked rubber may be used in combination with a dynamic crosslinked resin described later.
動的架橋樹脂は、架橋ゴム相中に熱可塑性樹脂が分散した構造を有する。動的架橋樹脂に用いられる熱可塑性樹脂は、例えばポリエステル又はポリアミド(PA)等である。一方、架橋ゴム相は、例えば、ハイシスポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム(EPM)、エチレン−プロピレンジエン共重合体ゴム(EPDM)、ブチルゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム、クロロプレンゴム等である。これらのゴムの内の1種が用いられてもよいし、2種以上のゴムが混合されたものが用いられてもよい。 The dynamically crosslinked resin has a structure in which a thermoplastic resin is dispersed in a crosslinked rubber phase. The thermoplastic resin used for the dynamically crosslinked resin is, for example, polyester or polyamide (PA). On the other hand, cross-linked rubber phase, for example, Ha Isis polybutadiene, styrene - butadiene copolymer rubber, ethylene - propylene copolymer rubber (EPM), ethylene - propylene diene copolymer rubber (EPDM), butyl rubber, acrylonitrile - butadiene copolymer polymer rubber, Ru der chloroprene rubber. One of these rubbers may be used, or a mixture of two or more rubbers may be used.
(熱可塑性樹脂)
シール部材に含有される熱可塑性樹脂は、例えば、ポリエステル、ポリアミド(PA)、ポリフニレンスルフィド(PPS)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等である。ポリエステルは、ポリブチレンテレフタレート(PBT)である。熱可塑性樹脂は、共重合体又は変性体であってもよい。また、熱可塑性樹脂は、上述の内、2種類以上の樹脂が混合されてもよい。射出成型性及び耐熱性等を考慮すると、シール部材は、PBT、PA、PPS及びPVDFからなる群より選ばれる少なくとも一種を含有していればよい。
(Thermoplastic resin)
Thermoplastic resin contained in the sealing member, for example, polyesters, polyamides (PA), port riff two sulfide (PPS), Po Rifu' fluoride (PVDF) Ru Hitoshidea. Polyester, Ru Oh in the port polybutylene terephthalate (PBT). The thermoplastic resin may be a copolymer or a modified body. Moreover, 2 or more types of resin may be mixed among the above-mentioned thermoplastic resins. In consideration of injection moldability, heat resistance, and the like, the seal member only needs to contain at least one selected from the group consisting of PBT, PA, PPS, and PVDF.
(参考例1)
ゴム成分として天然ゴムを用い、熱可塑性樹脂としてポリフッ化ビニリデン樹脂を用いた。ゴム成分及び熱可塑性樹脂の質量比(ゴム成分:熱可塑性樹脂)を90:10に調整し、サイドフィーダーにて2軸押出機に供給した。ゴム成分及び熱可塑性樹脂を、温度240℃及び一定のスクリュー回転数のせん断条件にて2軸押出機を用いて混合し、ペレットを作製した。2軸押出機には、リード及びニーディングディスクを組み合わせたφ92mmのスクリューが設置された。スクリュー回転数は、表1に示す。
( Reference Example 1)
Natural rubber was used as the rubber component, and polyvinylidene fluoride resin was used as the thermoplastic resin. The mass ratio of the rubber component and the thermoplastic resin (rubber component: thermoplastic resin) was adjusted to 90:10, and supplied to the twin-screw extruder by the side feeder. The rubber component and the thermoplastic resin were mixed using a twin-screw extruder under a shearing condition of a temperature of 240 ° C. and a constant screw rotation speed to produce pellets. The twin screw extruder was provided with a φ92 mm screw combined with a lead and a kneading disk. Table 1 shows the screw rotation speed.
(参考例2)
ゴム成分を合成されたシス−1,4−ポリイソプレンとし、混合時のスクリュー回転数を変更したこと以外は参考例1と同様の条件下で、ペレットを作製した。
( Reference Example 2)
Pellets were produced under the same conditions as in Reference Example 1 except that the rubber component was synthesized cis-1,4-polyisoprene and the screw rotation speed during mixing was changed.
(実施例3)
ゴム成分をハイシスポリブタジエンとし、混合時のスクリュー回転数を変更したこと以外は参考例1と同様の条件下で、ペレットを作製した。
(Example 3)
Pellets were produced under the same conditions as in Reference Example 1 except that the rubber component was high-cis polybutadiene and the screw rotation speed during mixing was changed.
(実施例4)
ゴム成分をスチレン−ブタジエンゴムとし、混合時のスクリュー回転数を変更したこと以外は参考例1と同様の条件下で、ペレットを作製した。
Example 4
Pellets were produced under the same conditions as in Reference Example 1 except that the rubber component was styrene-butadiene rubber and the screw rotation speed during mixing was changed.
(実施例5)
ゴム成分をアクリロニトリル−ブタジエンゴムとし、混合時のスクリュー回転数を変更したこと以外は参考例1と同様の条件下で、ペレットを作製した。
(Example 5)
Pellets were produced under the same conditions as in Reference Example 1 except that the rubber component was acrylonitrile-butadiene rubber and the screw rotation speed during mixing was changed.
(実施例6)
ゴム成分をブチルゴムとし、混合時のスクリュー回転数を変更したこと以外は参考例1と同様の条件下で、ペレットを作製した。
(Example 6)
Pellets were produced under the same conditions as in Reference Example 1 except that the rubber component was butyl rubber and the screw rotation speed during mixing was changed.
(実施例7)
ゴム成分をウレタンゴムとし、混合時のスクリュー回転数を変更したこと以外は参考例1と同様の条件下で、ペレットを作製した。
(Example 7)
Pellets were produced under the same conditions as in Reference Example 1 except that the rubber component was urethane rubber and the screw rotation speed during mixing was changed.
(参考例8)
ゴム成分をシリコーンゴムとし、混合時のスクリュー回転数を変更したこと以外は参考例1と同様の条件下で、ペレットを作製した。
( Reference Example 8)
Pellets were produced under the same conditions as in Reference Example 1 except that the rubber component was silicone rubber and the screw rotation speed during mixing was changed.
(参考例9)
ゴム成分を天然ゴム及び合成されたシス−1,4−ポリイソプレンとし、混合時のスクリュー回転数を変更したこと以外は参考例1と同様の条件下で、ペレットを作製した。
( Reference Example 9)
Pellets were produced under the same conditions as in Reference Example 1 except that the rubber component was natural rubber and synthesized cis-1,4-polyisoprene, and the screw rotation speed during mixing was changed.
(実施例10)
ゴム成分をハイシスポリブタジエン及びブチルゴムとし、混合時のスクリュー回転数を変更したこと以外は参考例1と同様の条件下で、ペレットを作製した。
(Example 10)
Pellets were produced under the same conditions as in Reference Example 1 except that the rubber component was high cis polybutadiene and butyl rubber, and the screw rotation speed during mixing was changed.
(実施例11)
ゴム成分をブチルゴム及びシリコーンゴムとし、混合時のスクリュー回転数を変更したこと以外は参考例1と同様の条件下で、ペレットを作製した。
(Example 11)
Pellets were produced under the same conditions as in Reference Example 1 except that the rubber component was butyl rubber and silicone rubber, and the screw rotation speed during mixing was changed.
(実施例12)
ゴム成分をクロロプレンゴムとし、混合時のスクリュー回転数を変更したこと以外は参考例1と同様の条件下で、ペレットを作製した。
(Example 12)
Pellets were produced under the same conditions as in Reference Example 1 except that the rubber component was chloroprene rubber and the screw rotation speed during mixing was changed.
(比較例2)
スクリュー回転数を変更したこと以外は、参考例9と同様の条件下で、ペレットを作製した。
(Comparative Example 2)
Pellets were produced under the same conditions as in Reference Example 9 except that the screw rotation speed was changed.
(動的粘弾性における損失正接(tanδ)maxの測定)
実施例3〜7,10〜12、参考例1,2,8,9、及び比較例1,2の各ペレットに熱プレスを行い、厚さが500μm〜1000μmであるシートを作製した。このシートを切断することによって、幅3mm、長さ20mmの短冊状試料を作製した。動的粘弾性測定装置として熱機械分析装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製)を用いた。空気中、測定周波数0.1Hz、昇温速度3℃/分の条件下で、20℃〜150℃における各短冊状試料の動的貯蔵弾性率(E’)及び動的損失弾性率(E”)を測定した。各測定温度における動的貯蔵弾性率(E’)と動的損失弾性率(E”)との結果から、実施例3〜7,10〜12、参考例1,2,8,9、及び比較例1,2における、損失正接(tanδ=(E”)/(E’))の最大値である(tanδ)maxを測定した。各短冊状試料の(tanδ)maxの測定結果を、表1に示し、各短冊状試料の各測定温度におけるtanδを表2に示した。また、実施例4、参考例9及び比較例1,2についての短冊状試料における測定温度毎の損失正接を算出した結果を、図1に示すようにプロットした。
(Measurement of loss tangent (tan δ) max in dynamic viscoelasticity)
Each of the pellets of Examples 3 to 7, 10 to 12, Reference Examples 1, 2, 8, and 9 and Comparative Examples 1 and 2 was hot pressed to produce a sheet having a thickness of 500 μm to 1000 μm. By cutting this sheet, a strip-shaped sample having a width of 3 mm and a length of 20 mm was produced. A thermomechanical analyzer (manufactured by SII Nanotechnology Inc.) was used as a dynamic viscoelasticity measuring device. Dynamic storage elastic modulus (E ′) and dynamic loss elastic modulus (E ″) of each strip-shaped sample at 20 ° C. to 150 ° C. under the conditions of a measurement frequency of 0.1 Hz and a heating rate of 3 ° C./min in air. From the results of the dynamic storage elastic modulus (E ′) and the dynamic loss elastic modulus (E ″) at each measurement temperature, Examples 3 to 7, 10 to 12, Reference Examples 1, 2, and 8 , 9, and Comparative Examples 1 and 2, (tan δ) max, which is the maximum value of the loss tangent (tan δ = (E ″) / (E ′)), was measured. (Tan δ) max of each strip-shaped sample was measured. The results are shown in Table 1, and the tan δ at each measurement temperature of each strip sample is shown in Table 2. Also, the measurement samples for each measurement temperature in the strip samples of Example 4 , Reference Example 9 and Comparative Examples 1 and 2 are shown. The results of calculating the loss tangent were plotted as shown in FIG.
(表面硬度の測定)
JIS K7215に基づき、実施例3〜7,10〜12、参考例1,2,8,9、及び比較例1,2の各ペレットのショア硬度を測定した。これらのショア硬度の測定結果を、表1に示す。
(Measurement of surface hardness)
Based on JIS K7215, the Shore hardness of each pellet of Examples 3 to 7, 10 to 12, Reference Examples 1, 2, 8, and 9 and Comparative Examples 1 and 2 was measured. The measurement results of these Shore hardnesses are shown in Table 1.
(圧縮永久歪の測定)
圧縮永久歪Csの測定は、JIS K6262を参考にして、以下のとおり行った。具体的には、実施例3〜7,10〜12、参考例1,2,8,9、及び比較例1,2の各ペレットの射出成型により、5mm×15mm、厚さ2mmの試験片を作製した。射出した試験片の中央部の厚さは、(t0)である。この試験片を圧縮装置に装着し、圧縮量が25%になるまで試験片を圧縮した。圧縮装置に装着された試験片を、予め150℃に調節した潤滑・作動油(Automatic Transmission Fluid:ATF)中に、100時間浸漬した。浸漬後、ATFから圧縮装置及び試験片を取り出した。そして、試験片を圧縮装置から取り外した。取り外された試験片に付着したATFをふき取った後、試験片を室温にて30分間静置した。静置した後の試験片の中央部の厚さ(t1)を測定した。JIS K6262に基づく圧縮装置の圧縮板間に配置されるスペーサーの厚さを(t2)とした時、下記の式(1)により、各試験片の圧縮永久歪Csを算出した。これらの圧縮永久歪Csの測定結果を、表1に示す。
Cs =(t0−t1)/(t0−t2)×100・・・・・・(1)
t0:試験片の元の厚さ(mm)
t1:静置30分後の厚さ(mm)
t2:スペーサーの厚さ(mm)
(Measurement of compression set)
The compression set Cs was measured as follows with reference to JIS K6262. Specifically, a test piece of 5 mm × 15 mm and a thickness of 2 mm was obtained by injection molding of each pellet of Examples 3 to 7, 10 to 12, Reference Examples 1, 2, 8, 9 and Comparative Examples 1 and 2. Produced. The thickness of the center part of the injected test piece is (t 0 ). The test piece was attached to a compression device, and the test piece was compressed until the compression amount became 25%. The test piece attached to the compression apparatus was immersed in a lubricating oil (Automatic Transmission Fluid: ATF) adjusted to 150 ° C. for 100 hours. After the immersion, the compression device and the test piece were taken out from the ATF. And the test piece was removed from the compression apparatus. After wiping off the ATF adhering to the removed test piece, the test piece was allowed to stand at room temperature for 30 minutes. The thickness of the central portion of the test piece after standing (t 1) was measured. When the thickness of the spacer disposed between the compression plates of the compression device based on JIS K6262 is (t 2 ), the compression set Cs of each test piece was calculated by the following equation (1). Table 1 shows the measurement results of these compression set Cs.
Cs = (t 0 -t 1 ) / (t 0 -t 2 ) × 100 (1)
t 0 : Original thickness of the test piece (mm)
t 1 : Thickness after standing 30 minutes (mm)
t 2 : Spacer thickness (mm)
(静止状態におけるオイル漏れ量の測定)
実施例3〜7,10〜12、参考例1,2,8,9、及び比較例1,2の各ペレットの射出成型により、合口を有しないシールリングを作製した。シールリングのサイズは、静的漏れ性能試験装置の軸溝に装着した状態で、圧縮量が25%となるように設定した。得られたシールリングを、試験装置の軸の外周面に設けた軸溝に装着した。次いで、静的漏れ性能試験装置の油圧室にATFを充填した。ATFの温度を25℃とし、室温下で7日間、静的漏れ性能試験装置を静置した。静的漏れ性能試験装置を静置している間に油圧室から漏れたATFを、排油溝から回収した。排油溝から回収したATFの量を運転前の静的油漏れ量として、表1に示す。
(Measurement of oil leakage in a stationary state)
Seal rings having no joints were produced by injection molding of the pellets of Examples 3 to 7, 10 to 12, Reference Examples 1, 2, 8, and 9 and Comparative Examples 1 and 2. The size of the seal ring was set so that the compression amount was 25% in a state where the seal ring was mounted in the shaft groove of the static leakage performance test apparatus. The obtained seal ring was attached to a shaft groove provided on the outer peripheral surface of the shaft of the test apparatus. Next, ATF was filled in the hydraulic chamber of the static leakage performance test apparatus. The temperature of the ATF was 25 ° C., and the static leakage performance test apparatus was allowed to stand at room temperature for 7 days. The ATF that leaked from the hydraulic chamber while the static leakage performance test apparatus was left standing was collected from the oil drain groove. Table 1 shows the amount of ATF recovered from the oil drain groove as the amount of static oil leakage before operation.
表1より、20℃〜150℃の温度範囲における(tanδ)maxが0.35未満になることで、高温加圧下で長期間使用した後も、シール部材のシール特性が維持されることが確認された。また、比較例1及び比較例2の圧縮永久歪が100%だったのに対して、実施例3〜7,10〜12、及び参考例1,2,8,9の圧縮永久歪は、100%よりも小さかった。これにより、実施例3〜7,10〜12、及び参考例1,2,8,9のペレットを用いて作製されたシール部材は、比較例1及び2のペレットを用いて作製されたシール部材よりも、優れたゴム弾性を維持することが確認された。 From Table 1, it is confirmed that (tan δ) max in the temperature range of 20 ° C. to 150 ° C. is less than 0.35, so that the seal characteristics of the seal member are maintained even after long-term use under high temperature and pressure. It was done. Further, while the compression set of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 was 100%, the compression set of Examples 3 to 7, 10 to 12 and Reference Examples 1 , 2 , 8, and 9 was 100%. %. Thereby, the seal member produced using the pellets of Examples 3 to 7, 10 to 12 and Reference Examples 1 , 2 , 8, and 9 was produced using the pellets of Comparative Examples 1 and 2. It was confirmed that excellent rubber elasticity was maintained.
表1より、比較例1及び比較例2では、運転前の静的油漏れ量は56ml以上だった。一方、実施例3〜7,11〜12、及び参考例1,2では、運転前の静的油漏れ量は0mlだった。また、実施例10、及び参考例8,9では、運転前の静的油漏れ量は5ml以下だった。したがって、実施例3〜7,10〜12、及び参考例1,2,8,9の運転前の静的油漏れ量は、比較例1及び比較例2の運転前の静的油漏れ量と比べて、非常に少なかった。 From Table 1, in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the amount of static oil leakage before operation was 56 ml or more. On the other hand, in Examples 3 to 7 and 11 to 12 and Reference Examples 1 and 2 , the static oil leakage amount before operation was 0 ml. In Example 10 and Reference Examples 8 and 9 , the static oil leakage before operation was 5 ml or less. Therefore, the static oil leakage amount before the operation of Examples 3 to 7, 10 to 12, and Reference Examples 1 , 2 , 8, and 9 is the static oil leakage amount before the operation of Comparative Example 1 and Comparative Example 2. Compared to very few.
また、比較例1及び比較例2では、運転後の静的油漏れ量が、220ml以上だった。一方、実施例3,4,10,12、及び参考例1,2,8,9では、運転後の静的油漏れ量が、58ml以下だった。また、実施例5〜7及び11では、運転後であっても、静的油漏れ量は0mlだった。したがって、実施例3〜7,10〜12、及び参考例1,2,8,9の運転後の静的油漏れ量は、比較例1及び比較例2の運転後の静的油漏れ量と比べて、非常に少なかった。 Moreover, in the comparative example 1 and the comparative example 2, the static oil leak amount after a driving | operation was 220 ml or more. On the other hand, in Examples 3, 4 , 10 and 12 , and Reference Examples 1 , 2, 8 , and 9 , the static oil leakage after operation was 58 ml or less. Moreover, in Examples 5-7 and 11, even after the operation, the static oil leakage amount was 0 ml. Therefore, the static oil leakage after operation of Examples 3 to 7, 10 to 12, and Reference Examples 1 , 2 , 8, and 9 is the static oil leakage after operation of Comparative Example 1 and Comparative Example 2. Compared to very few.
実施例4と比較例1とは、互いに同一の材料を用いた。また、参考例9と比較例2とは、互いに同一の材料を用いた。しかしながら、図1に示したように、tanδの算出結果は、大きく異なっていた。これらのtanδの違いは、ゴム成分と熱可塑性樹脂を混合する際のスクリュー回転数の違いによるものだった。混合時のスクリュー回転数を調整することにより、熱可塑性樹脂がゴム成分中に高分散する。これにより、実施例4及び参考例9は、比較例1及び比較例2と比べて、(tanδ)maxが低減し、圧縮永久歪が低下するため、運転前の静的油漏れ量及び運転後の静的油漏れ量が大幅に低減していることが確認された。 The same material was used in Example 4 and Comparative Example 1. Reference Example 9 and Comparative Example 2 used the same material. However, as shown in FIG. 1, the calculation results of tan δ were greatly different. The difference in tan δ was due to the difference in the number of screw rotations when mixing the rubber component and the thermoplastic resin. By adjusting the screw rotation speed at the time of mixing, the thermoplastic resin is highly dispersed in the rubber component. Thus, in Example 4 and Reference Example 9, (tan δ) max is reduced and compression set is reduced compared to Comparative Example 1 and Comparative Example 2, so that the static oil leakage amount before operation and after operation It was confirmed that the amount of static oil leakage was significantly reduced.
また、熱可塑性樹脂をポリフッ化ビニリデンから、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、又はポリフェニレンスルフィドに替え、実施例4又は参考例9と同様のゴム成分を用いて、スクリュー回転数を調整し、それぞれ(tanδ)maxを、0.25、0.35、0.15、又は0.4とした、24通りのシール部材を作成した。これらのシール部材を用いた場合であっても、運転後の静的漏れ量は、熱可塑性樹脂としてポリフッ化ビリニデンを用いた実施例又は参考例と同程度であった。 Further, the thermoplastic resin is changed from polyvinylidene fluoride to polybutylene terephthalate, polyamide, or polyphenylene sulfide, and the same rubber component as in Example 4 or Reference Example 9 is used to adjust the screw rotation speed, respectively (tan δ). Twenty-four seal members with max of 0.25, 0.35, 0.15, or 0.4 were created. Even when these seal members were used, the amount of static leakage after operation was similar to that in Examples or Reference Examples using poly (vinylidene fluoride) as a thermoplastic resin.
本発明の一態様に係るシール部材は、ゴム成分及び熱可塑性樹脂を含有し、20℃〜150℃の温度範囲におけるシール部材の損失正接の最大値は、0.35未満であり、ゴム成分は、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレンジエンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、及びクロロプレンゴムからなる群より選ばれる少なくとも一種を含有し、熱可塑性樹脂は、ポリフッ化ビニリデンである。 The seal member according to one embodiment of the present invention contains a rubber component and a thermoplastic resin, and the maximum loss tangent of the seal member in a temperature range of 20 ° C. to 150 ° C. is less than 0.35, and the rubber component is , butadiene rubber, styrene - butadiene rubbers, ethylene - propylene rubbers, ethylene - propylene diene rubber, butyl rubber, urethane rubber, and at least one contains a thermoplastic resin selected from chloroprene rubber or Ranaru group, positive Rifu' of vinylidene.
(ゴム成分)
ゴム成分は、架橋ゴムまたは動的架橋樹脂としてシール部材に添加される。架橋ゴムは、例えば、ブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、ブチルゴム、ウレタンゴム、クロロプレンゴム等である。これらの架橋ゴムの内の1種が用いられてもよいし、2種以上の架橋ゴムが混合されたものが用いられてもよい。架橋ゴムは、後述する動的架橋樹脂と併用してもよい。
(Rubber component)
The rubber component is added to the sealing member as a crosslinked rubber or a dynamic crosslinked resin. Crosslinked rubbers, such as butadiene rubber (BR), styrene - butadiene copolymer rubber (SBR), blanking Chirugomu, urethane rubber, Ru der chloroprene rubber. One of these cross-linked rubbers may be used, or a mixture of two or more cross-linked rubbers may be used. The crosslinked rubber may be used in combination with a dynamic crosslinked resin described later.
動的架橋樹脂は、架橋ゴム相中に熱可塑性樹脂が分散した構造を有する。動的架橋樹脂に用いられる熱可塑性樹脂は、例えばポリエステル又はポリアミド(PA)等である。一方、架橋ゴム相は、例えば、ハイシスポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム(EPM)、エチレン−プロピレンジエン共重合体ゴム(EPDM)、ブチルゴム、クロロプレンゴム等である。これらのゴムの内の1種が用いられてもよいし、2種以上のゴムが混合されたものが用いられてもよい。 The dynamically crosslinked resin has a structure in which a thermoplastic resin is dispersed in a crosslinked rubber phase. The thermoplastic resin used for the dynamically crosslinked resin is, for example, polyester or polyamide (PA). On the other hand, cross-linked rubber phase, for example, high cis-polybutadiene, styrene - butadiene copolymer rubber, ethylene - propylene copolymer rubber (EPM), ethylene - propylene diene copolymer rubber (EPDM), butyl rubber, with click Roropurengomu etc. is there. One of these rubbers may be used, or a mixture of two or more rubbers may be used.
(熱可塑性樹脂)
シール部材に含有される熱可塑性樹脂は、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)である。熱可塑性樹脂は、共重合体又は変性体であってもよい。射出成型性及び耐熱性等を考慮すると、シール部材は、PVDFを含有していればよい。
(Thermoplastic resin)
Thermoplastic resin contained in the sealing member is po Rifu' fluoride (PVDF). The thermoplastic resin may be a copolymer or a modified body . When y de consideration of moldability and heat resistance, the seal member has only to contain P VDF.
(参考例5)
ゴム成分をアクリロニトリル−ブタジエンゴムとし、混合時のスクリュー回転数を変更したこと以外は参考例1と同様の条件下で、ペレットを作製した。
( Reference Example 5)
Pellets were produced under the same conditions as in Reference Example 1 except that the rubber component was acrylonitrile-butadiene rubber and the screw rotation speed during mixing was changed.
(動的粘弾性における損失正接(tanδ)maxの測定)
実施例3,4,6,7,10〜12、参考例1,2,5,8,9、及び比較例1,2の各ペレットに熱プレスを行い、厚さが500μm〜1000μmであるシートを作製した。このシートを切断することによって、幅3mm、長さ20mmの短冊状試料を作製した。動的粘弾性測定装置として熱機械分析装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製)を用いた。空気中、測定周波数0.1Hz、昇温速度3℃/分の条件下で、20℃〜150℃における各短冊状試料の動的貯蔵弾性率(E’)及び動的損失弾性率(E”)を測定した。各測定温度における動的貯蔵弾性率(E’)と動的損失弾性率(E”)との結果から、実施例3,4,6,7,10〜12、参考例1,2,5,8,9、及び比較例1,2における、損失正接(tanδ=(E”)/(E’))の最大値である(tanδ)maxを測定した。各短冊状試料の(tanδ)maxの測定結果を、表1に示し、各短冊状試料の各測定温度におけるtanδを表2に示した。また、実施例4、参考例9及び比較例1,2についての短冊状試料における測定温度毎の損失正接を算出した結果を、図1に示すようにプロットした。
(Measurement of loss tangent (tan δ) max in dynamic viscoelasticity)
Each of the pellets of Examples 3 , 4, 6, 7 , 10-12, Reference Examples 1, 2, 5, 8, 9 and Comparative Examples 1 and 2 is hot-pressed and has a thickness of 500 μm to 1000 μm. Was made. By cutting this sheet, a strip-shaped sample having a width of 3 mm and a length of 20 mm was produced. A thermomechanical analyzer (manufactured by SII Nanotechnology Inc.) was used as a dynamic viscoelasticity measuring device. Dynamic storage elastic modulus (E ′) and dynamic loss elastic modulus (E ″) of each strip-shaped sample at 20 ° C. to 150 ° C. under the conditions of a measurement frequency of 0.1 Hz and a heating rate of 3 ° C./min in air. From the results of dynamic storage elastic modulus (E ′) and dynamic loss elastic modulus (E ″) at each measurement temperature, Examples 3 , 4, 6, 7, 10-12, and Reference Example 1 , 2, 5, 8 , 9 and Comparative Examples 1 and 2, the maximum value (tan δ) max of the loss tangent (tan δ = (E ″) / (E ′)) was measured. The measurement results of (tan δ) max are shown in Table 1, and tan δ at each measurement temperature of each strip-shaped sample is shown in Table 2. Also, strip shapes for Example 4, Reference Example 9 and Comparative Examples 1 and 2 The result of calculating the loss tangent for each measured temperature in the sample was plotted as shown in FIG.
(表面硬度の測定)
JIS K7215に基づき、実施例3,4,6,7,10〜12、参考例1,2,5,8,9、及び比較例1,2の各ペレットのショア硬度を測定した。これらのショア硬度の測定結果を、表1に示す。
(Measurement of surface hardness)
Based on JIS K7215, the Shore hardness of each pellet of Examples 3 , 4, 6, 7 , 10-12, Reference Examples 1, 2, 5, 8, 9 and Comparative Examples 1 and 2 was measured. The measurement results of these Shore hardnesses are shown in Table 1.
(圧縮永久歪の測定)
圧縮永久歪Csの測定は、JIS K6262を参考にして、以下のとおり行った。具体的には、実施例3,4,6,7,10〜12、参考例1,2,5,8,9、及び比較例1,2の各ペレットの射出成型により、5mm×15mm、厚さ2mmの試験片を作製した。射出した試験片の中央部の厚さは、(t0)である。この試験片を圧縮装置に装着し、圧縮量が25%になるまで試験片を圧縮した。圧縮装置に装着された試験片を、予め150℃に調節した潤滑・作動油(Automatic Transmission Fluid:ATF)中に、100時間浸漬した。浸漬後、ATFから圧縮装置及び試験片を取り出した。そして、試験片を圧縮装置から取り外した。取り外された試験片に付着したATFをふき取った後、試験片を室温にて30分間静置した。静置した後の試験片の中央部の厚さ(t1)を測定した。JIS K6262に基づく圧縮装置の圧縮板間に配置されるスペーサーの厚さを(t2)とした時、下記の式(1)により、各試験片の圧縮永久歪Csを算出した。これらの圧縮永久歪Csの測定結果を、表1に示す。
Cs =(t0−t1)/(t0−t2)×100・・・・・・(1)
t0:試験片の元の厚さ(mm)
t1:静置30分後の厚さ(mm)
t2:スペーサーの厚さ(mm)
(Measurement of compression set)
The compression set Cs was measured as follows with reference to JIS K6262. Specifically, by injection molding of each pellet of Examples 3 , 4, 6, 7 , 10-12, Reference Examples 1, 2, 5, 8, 9 and Comparative Examples 1 and 2, 5 mm × 15 mm, thickness A test piece having a thickness of 2 mm was prepared. The thickness of the center part of the injected test piece is (t 0 ). The test piece was attached to a compression device, and the test piece was compressed until the compression amount became 25%. The test piece attached to the compression apparatus was immersed in a lubricating oil (Automatic Transmission Fluid: ATF) adjusted to 150 ° C. for 100 hours. After the immersion, the compression device and the test piece were taken out from the ATF. And the test piece was removed from the compression apparatus. After wiping off the ATF adhering to the removed test piece, the test piece was allowed to stand at room temperature for 30 minutes. The thickness of the central portion of the test piece after standing (t 1) was measured. When the thickness of the spacer disposed between the compression plates of the compression device based on JIS K6262 is (t 2 ), the compression set Cs of each test piece was calculated by the following equation (1). Table 1 shows the measurement results of these compression set Cs.
Cs = (t 0 -t 1 ) / (t 0 -t 2 ) × 100 (1)
t 0 : Original thickness of the test piece (mm)
t 1 : Thickness after standing 30 minutes (mm)
t 2 : Spacer thickness (mm)
(静止状態におけるオイル漏れ量の測定)
実施例3,4,6,7,10〜12、参考例1,2,5,8,9、及び比較例1,2の各ペレットの射出成型により、合口を有しないシールリングを作製した。シールリングのサイズは、静的漏れ性能試験装置の軸溝に装着した状態で、圧縮量が25%となるように設定した。得られたシールリングを、試験装置の軸の外周面に設けた軸溝に装着した。次いで、静的漏れ性能試験装置の油圧室にATFを充填した。ATFの温度を25℃とし、室温下で7日間、静的漏れ性能試験装置を静置した。静的漏れ性能試験装置を静置している間に油圧室から漏れたATFを、排油溝から回収した。排油溝から回収したATFの量を運転前の静的油漏れ量として、表1に示す。
(Measurement of oil leakage in a stationary state)
Seal rings having no joints were produced by injection molding of the pellets of Examples 3 , 4, 6, 7 , 10-12, Reference Examples 1, 2, 5, 8, 9, and Comparative Examples 1 and 2. The size of the seal ring was set so that the compression amount was 25% in a state where the seal ring was mounted in the shaft groove of the static leakage performance test apparatus. The obtained seal ring was attached to a shaft groove provided on the outer peripheral surface of the shaft of the test apparatus. Next, ATF was filled in the hydraulic chamber of the static leakage performance test apparatus. The temperature of the ATF was 25 ° C., and the static leakage performance test apparatus was allowed to stand at room temperature for 7 days. The ATF that leaked from the hydraulic chamber while the static leakage performance test apparatus was left standing was collected from the oil drain groove. Table 1 shows the amount of ATF recovered from the oil drain groove as the amount of static oil leakage before operation.
表1より、20℃〜150℃の温度範囲における(tanδ)maxが0.35未満になることで、高温加圧下で長期間使用した後も、シール部材のシール特性が維持されることが確認された。また、比較例1及び比較例2の圧縮永久歪が100%だったのに対して、実施例3,4,6,7,10〜12、及び参考例1,2,5,8,9の圧縮永久歪は、100%よりも小さかった。これにより、実施例3,4,6,7,10〜12、及び参考例1,2,5,8,9のペレットを用いて作製されたシール部材は、比較例1及び2のペレットを用いて作製されたシール部材よりも、優れたゴム弾性を維持することが確認された。 From Table 1, it is confirmed that (tan δ) max in the temperature range of 20 ° C. to 150 ° C. is less than 0.35, so that the seal characteristics of the seal member are maintained even after long-term use under high temperature and pressure. It was done. Moreover, while the compression set of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 was 100%, Examples 3 , 4, 6, 7, 10-12, and Reference Examples 1, 2, 5, 8 , 9 The compression set was less than 100%. Thereby, the sealing member produced using the pellets of Examples 3 , 4, 6, 7 , 10-12 and Reference Examples 1, 2, 5, 8 , 9 uses the pellets of Comparative Examples 1 and 2. It was confirmed that the rubber elasticity superior to that of the sealing member produced in this way was maintained.
表1より、比較例1及び比較例2では、運転前の静的油漏れ量は56ml以上だった。一方、実施例3,4,6,7,11〜12、及び参考例1,2では、運転前の静的油漏れ量は0mlだった。また、実施例10、及び参考例8,9では、運転前の静的油漏れ量は5ml以下だった。したがって、実施例3,4,6,7,10〜12、及び参考例1,2,5,8,9の運転前の静的油漏れ量は、比較例1及び比較例2の運転前の静的油漏れ量と比べて、非常に少なかった。 From Table 1, in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the amount of static oil leakage before operation was 56 ml or more. On the other hand, in Examples 3 , 4, 6, 7, 11 to 12 and Reference Examples 1 and 2, the amount of static oil leakage before operation was 0 ml. In Example 10 and Reference Examples 8 and 9, the static oil leakage before operation was 5 ml or less. Therefore, the static oil leakage amount before the operation of Examples 3 , 4, 6, 7, 10 to 12 and Reference Examples 1, 2, 5, 8, and 9 is the same as that before the operation of Comparative Example 1 and Comparative Example 2. The amount of static oil leakage was very small.
また、比較例1及び比較例2では、運転後の静的油漏れ量が、220ml以上だった。一方、実施例3,4,10,12、及び参考例1,2,8,9では、運転後の静的油漏れ量が、58ml以下だった。また、実施例6,7及び11と参考例5とでは、運転後であっても、静的油漏れ量は0mlだった。したがって、実施例3,4,6,7,10〜12、及び参考例1,2,5,8,9の運転後の静的油漏れ量は、比較例1及び比較例2の運転後の静的油漏れ量と比べて、非常に少なかった。 Moreover, in the comparative example 1 and the comparative example 2, the static oil leak amount after a driving | operation was 220 ml or more. On the other hand, in Examples 3, 4, 10, and 12 and Reference Examples 1, 2, 8, and 9, the static oil leakage after operation was 58 ml or less. Further, in Examples 6, 7 and 11 and Reference Example 5 , the static oil leakage amount was 0 ml even after operation. Therefore, the amount of static oil leakage after the operation of Examples 3 , 4, 6, 7 , 10-12 and Reference Examples 1, 2, 5, 8 , 9 is the same as that after the operation of Comparative Example 1 and Comparative Example 2. The amount of static oil leakage was very small.
運転後の静的油漏れ量が0mlである実施例6,7及び11と参考例5との圧縮永久歪は、その他の実施例と比較して、圧縮永久歪が大幅に減少することが確認された。また、実施例6,7及び11と参考例5との(tanδ)maxは、ゴム材料とスクリュー回転数とを調整することで、0.15以下になることが確認された。以上より、圧縮永久歪が減少することによってゴム弾性が向上する。したがって、(tanδ)maxが減少するため、高温加圧下で運転した後であっても、シール特性が維持されることが確認された。
It was confirmed that the compression set of Examples 6, 7 and 11 and Reference Example 5 in which the amount of static oil leakage after operation was 0 ml was significantly reduced as compared with the other examples. It was done. In addition, it was confirmed that (tan δ) max of Examples 6, 7 and 11 and Reference Example 5 was 0.15 or less by adjusting the rubber material and the screw rotation speed. From the above, the rubber elasticity is improved by reducing the compression set. Therefore, since (tan δ) max decreases, it was confirmed that the sealing characteristics were maintained even after operating under high temperature and pressure.
Claims (5)
20℃〜150℃の温度範囲における前記シール部材の損失正接の最大値は、0.35未満であり、
前記ゴム成分は、天然ゴム、合成イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレンジエンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、クロロプレンゴム及びアクリロニトリル−ブタジエンゴムからなる群より選ばれる少なくとも一種を含有する、シール部材。 A sealing member containing a rubber component and a thermoplastic resin,
The maximum value of the loss tangent of the seal member in the temperature range of 20 ° C. to 150 ° C. is less than 0.35,
The rubber component is from the group consisting of natural rubber, synthetic isoprene rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, ethylene-propylene rubber, ethylene-propylene diene rubber, butyl rubber, urethane rubber, silicone rubber, chloroprene rubber and acrylonitrile-butadiene rubber. A seal member containing at least one selected.
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