(57)【要約】【課題】ガス遮蔽性に優れ、且つシール部のへたりが抑制されることによって、シール材の成形材料等として好適に用いられる水素化ニトリルゴム組成物を提供する。【解決手段】  アクリロニトリル結合量が４０％以上４８％以下である水素化ニトリルゴムに、カーボンブラック、グラファイトおよびカーボンファイバーとを少なくとも配合してなるゴム組成物であって、前記カーボンブラック、前記グラファイトおよび前記カーボンファイバーの合計配合量が、前記水素化ニトリルゴム１００重量部に対して、１１０重量部以上１３５重量部以下であることを特徴とするゴム組成物。
2009011263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクリロニトリル結合量が４０％以上４８％以下である水素化ニトリルゴムに、カーボンブラック、グラファイトおよびカーボンファイバーとを少なくとも配合してなるゴム組成物であって、
前記カーボンブラック、前記グラファイトおよび前記カーボンファイバーの合計配合量が、前記水素化ニトリルゴム１００重量部に対して、１１０重量部以上１３５重量部以下であることを特徴とするゴム組成物。
【請求項２】
前記カーボンブラックの配合量が、前記水素化ニトリルゴム１００重量部に対して、４０重量部以上６０重量部以下であることを特徴とする請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項３】
前記グラファイトの配合量が、前記水素化ニトリルゴム１００重量部に対して、２０重量部以上４０重量部以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のゴム組成物。
【請求項４】
前記カーボンファイバーの配合量が、前記水素化ニトリルゴム１００重量部に対して、３５重量部以上５０重量部以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のゴム組成物。
【請求項５】
前記カーボンブラック、前記グラファイトおよび前記カーボンファイバーの合計配合量が、前記水素化ニトリルゴム１００重量部に対して、１１５重量部以上１２５重量部以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のゴム組成物。
【請求項６】
前記水素化ニトリルゴムは、ムーニー粘度ＭＬ１＋４（１００℃）（ＪＩＳ  Ｋ６３９５準拠）が６５以上８５以下（中心値）、ヨウ素価（中心値）２６以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のゴム組成物。
【請求項７】
３０％モジュラスが７ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素化ニトリルゴム組成物に関する。更に詳しくはガス遮蔽性に優れ、且つシール部のへたりが抑制されることによって、シール材の成形材料等として好適に用いられる水素化ニトリルゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
水素化ニトリルゴムをベースポリマーとするゴム組成物は、ガス遮蔽性、機械的特性および耐熱性に優れており、特に各種シール材の成形材料等として使用されている。特に高温、高圧、高速といった過酷な条件下で使用されるシール材は、シール部のシール能力を維持するために、高度な耐久性を要求される。またシール対象となる密封流体として、水素、ヘリウム、酸素、二酸化炭素、フロン等のゴム材を透過しやすいガスを使用する場合には、ガス遮蔽性と耐久性の両立が極めて重要となる。【０００３】
かかる要求に応えるゴム組成物においては、ベースポリマーの種類とともにゴム組成物を構成する各種充填剤の種類および比率が、その機械的特性および耐熱性に極めて重要な影響を与える。【０００４】
シール材の耐久性向上のために、ベースポリマーの種類やゴム組成物中の充填剤の種類および量を規定した従来技術としては、例えば特許文献１および２に開示されているものがある。従来技術に係るゴム組成物は、例えば、ベースポリマーとしてアクリロニトリル結合量が３０％以上である水素化ニトリルゴムを用い、充填材としてカーボンファイバー（炭素繊維）を、水素化ニトリルゴム１００重量部に対して６０〜２００重量部程度配合している。【０００５】
上記のようなゴム組成物は、カーボンファイバーを多量に配合することにより、耐摩耗性を向上させている。しかしながら、上記のようなカーボンファイバーの多量の配合は、ゴム組成物のモジュラス値を上昇させるため、特に動的シール部において、シール材を軸等に押し付ける力（緊迫力）が大きくなり、結果として摺動発熱を上昇させるという問題が生じる。摺動発熱が大きいと、ゴム組成物によって成形されたシール材の耐圧縮永久歪み特性の低下が早期に顕著となり、シール部にへたりが生じ、シール能力が低下する一因となっている。また、これらのゴム組成物は、充填剤を多量に配合することによって、ゴム本来の弾性的な材料特性が損なわれる傾向にあり、この点からも、永久歪みが発生しやすいものである。【０００６】
また、ゴム組成物に関する他の従来技術として、たとえば特許文献３および４に開示されたものがある。このような従来技術に係るゴム組成物は、カーボンブラック等の充填剤を、所定量以上配合することによって、耐摩耗性や耐熱性を向上させたものである。【０００７】
しかしながら、このようなゴム組成物のうち、アクリロニトリル結合量が３８％以下の水素化ニトリルゴムを用いているものは、ガス遮蔽性が十分でない。また、アクリロニトリル結合量が４０％以上の水素化ニトリルゴムを用いているものについては、ガス遮蔽性は高いが、耐久性に問題を抱えている。すなわち、従来技術に係るゴム組成物は、カーボンブラック等の充填剤を多量に配合することのみに着眼しているため、機械的強度は上昇するものの、同時にモジュラス値も上昇している。したがって、これらのゴム組成物をシール材として使用した場合には、シール部の緊迫力が大きく、結果として摺動発熱が大きいという問題が発生する。摺動発熱が大きいと、ゴム組成物によって成形されたシール材の耐圧縮永久歪み特性の低下が早期に顕著となり、シール部にへたりが生じ、シール能力が低下する一因となっている。また、これらのゴム組成物は、充填剤を多量に配合することによって、ゴム本来の弾性的な材料特性が損なわれる傾向にあり、この点からも、永久歪みが発生しやすいものである。
【特許文献１】特開２００６−１３１７００号公報
【特許文献２】特開２００４−２１７８５１号公報
【特許文献３】特開２００２−８０６３９号公報
【特許文献４】再公表ＷＯ２００４／０２２６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ガス遮蔽性に優れ、且つシール部のへたりが抑制されることによって、シール材の成形材料等として好適に用いられる水素化ニトリルゴム組成物を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討を行った結果、アクリロニトリル結合量を特定の範囲とした水素化ニトリルゴムと、カーボンブラックと、グラファイトと、カーボンファイバーと、を用い、これらを特定の限定された重量比の範囲で配合することにより、耐圧縮永久歪み特性、ガス遮蔽性および機械的強度特性のすべてに優れるゴム材料が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。【００１０】
すなわち、本願発明に係るゴム組成物は、ガス遮蔽性に優れるベースポリマーを使用した場合の従来技術における未解決の問題点、すなわち摺動発熱およびへたりの抑制を達成したものである。特に、ゴム組成物に係るシール材に関して、極めて高いレベルにおいてガス遮蔽性と耐圧縮永久歪み特性が両立され得ること、および、その効果が、充填剤の配合量を、所定の上限値および下限値の間とした場合にのみ得られることは、本願発明者によってはじめて見出された。【００１１】
すなわち、本発明のゴム組成物は、アクリロニトリル結合量が４０％以上４８％以下である水素化ニトリルゴムに、カーボンブラック、グラファイトおよびカーボンファイバーとを少なくとも配合してなるゴム組成物であって、
前記カーボンブラック、前記グラファイトおよび前記カーボンファイバーの合計配合量が、前記水素化ニトリルゴム１００重量部に対して、１１０重量部以上１３５重量部以下であることを特徴とする。【００１２】
また、例えば、前記カーボンブラックの配合量が、前記水素化ニトリルゴム１００重量部に対して、４０重量部以上６０重量部以下であっても良い。【００１３】
また、例えば、前記グラファイトの配合量が、前記水素化ニトリルゴム１００重量部に対して、２０重量部以上４０重量部以下であってもよい。【００１４】
また、例えば、前記カーボンファイバーの配合量が、前記水素化ニトリルゴム１００重量部に対して、３５重量部以上５０重量部以下であってもよい。【００１５】
また、例えば、本発明に係るゴム組成物は、前記カーボンブラック、前記グラファイトおよび前記カーボンファイバーの合計配合量が、前記水素化ニトリルゴム１００重量部に対して、１１５重量部以上１２５重量部以下であってもよい。【００１６】
上記のように限定された重量比の範囲で、ベースポリマーおよび各種充填剤を配合することにより、耐圧縮永久歪み特性、ガス遮蔽性および機械的強度特性のすべてに優れたゴム材料を得られる。【００１７】
また、例えば、前記水素化ニトリルゴムは、ムーニー粘度ＭＬ１＋４（１００℃）（ＪＩＳ  Ｋ６３９５準拠）が６５以上８５以下（中心値）、ヨウ素価（中心値）２６以下であっても良い。【００１８】
上記のような水素化ニトリルゴムを用いることによって、ガス遮蔽性および耐圧縮永久歪み特性等に優れたゴム材料を、より確実に得ることができる。【００１９】
また、例えば、本発明に係るゴム組成物は、３０％モジュラスが７ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下であっても良い。【００２０】
モジュラス値を上記の範囲とすることで、シール材として使用する場合におけるシール部の圧力変形や摺動発熱を抑えることが可能で、シール部のへたりをより確実に抑制することができる。また、材料の強度が低いことによるシール部の過大摩耗や、材料の伸びが小さいことによるシール部の割れ等の不具合を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るゴム組成物を端面リップシールに適用したシール装置の概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施例および比較例に係るゴム組成物の評価に使用した端面リップシールの概略断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施例および比較例に係る端面リップシールの回転試験の評価基準を表した要部断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。なお、本発明に係るゴム組成物を端面リップシールに適用したシール装置を例として説明を行うが、本発明に係るゴム組成物の適用は端面リップシールに限られず、他のシール装置等に適用することも可能である。【００２３】
図１に、本発明の一実施形態に係るゴム組成物を適用したシール装置１の一例を示す。本発明の一実施形態に係るゴム組成物を成形してなる端面リップシール４が、回転するシャフト２と、固定環１０との間をシールしている。シャフト２は、大径部２ａと小径部２ｃを有しており、大径部２ａと小径部２ｃとの間に段差部２ｂを形成している。端面リップシール４は、シャフト２の外周を円周方向に全周でシールできるように、リング形状に形成されている。【００２４】
図２の拡大図に示すように、端面リップシール４は、ゴム組成物を成形したリップシール本体部５と、リップシール本体部５と一体に成形された補強環８によって構成される。リップシール本体部５は、シャフト２の大径部２ａと接触する基部５ａから、シャフト２の段差部２ｂと接触する中間部５ｂを経て、シャフト２の小径部２ｃと接触する先端部５ｃへと、シャフト２の外周に沿って軸方向に伸びている。【００２５】
先端部５ｃの軸方向先端には、リップ部５ｄが形成されている。リップ部５ｄは、先端部５ｃから、シャフトの径方向外側にやや傾いた状態で、軸方向に伸びている。リップ部５ｄは、シール装置１の固定環１０上を摺動することによって、大気側と密封流体側をシールしている。補強環８は、リップシール本体部５の基部５ａから、リップ部５ｄのつけ根まで伸びており、リップシール本体部５を補強している。【００２６】
本発明のシール装置が適用される被密封流体としては、特に限定されないが、例えば水素、ヘリウム、酸素等のゴム材を透過しやすいガスが挙げられる。その他の被密封流体としては、フロン冷媒や自然冷媒等の冷媒ガスであってもよく、また、水、油、薬液等の液体、或いはガスと液体の混合流体であってもよい。【００２７】
以下、上記のリップシール本体部５に適用されたゴム組成物に含有される各成分について説明する。【００２８】
水素化ニトリルゴム
本実施形態に係るゴム組成物において、水素化ニトリルゴムとしては、アクリロニトリルとブタジエンとの共重合ゴムであるＮＢＲの主鎖中に含まれるブタジエンユニットの二重結合を水素化することにより得られるもの（ＨＮＢＲ）が好適である。しかしながら、水素化ニトリルゴムとしては、ＨＮＢＲに限定されるものではなく、ブタジエンの一部または全部をイソプレンに置換したもの（ＮＢＩＲ，ＮＩＲ）を水素化したもの等であってもよい。【００２９】
また、水素化ニトリルゴムのアクリロニトリル結合量が４０〜４８％、好ましくは、４３〜４５％である。アクリロニトリル結合量が少なすぎると、ガス遮蔽性が悪化し、多すぎると、水素化ニトリルゴムのガラス転移温度が高くなるためシールとしての耐寒性が悪化し、実用に耐えない。【００３０】
さらに、ヨウ素価（中心値）は、特に限定されないが、好ましくは２６以下である。ヨウ素価が大きすぎると、耐熱性が低下し、たとえば高温下での摩耗量が大きくなる。また、ムーニー粘度（ＭＬ１＋４、１００℃）は、特に限定されないが、好ましくは、６５〜８５である。ムーニー粘度がこの範囲を外れると、各種充填材との混練が難しくなったり、成形後に所望の形状および特性が得られ難くなったりする傾向がある。【００３１】
アクリロニトリル結合量が上記の範囲内のものであれば、所望の特性に応じて、水素化ニトリルゴムを選択することができ、具体的には、日本ゼオン（株）製のゼットポールシリーズのものを用いることができる。【００３２】
カーボンブラック
本実施形態に係るゴム組成物において、充填剤の１つとして用いられるカーボンブラックの配合量は、水素化ニトリルゴム１００重量部に対して、好ましくは４０〜６０重量部、さらに好ましくは４５〜５５重量部である。カーボンブラックの配合量を前述の範囲よりも多くすると、モジュラス値が上昇するため、シール部の緊迫力および発熱量が増大する。シール部の発熱量が増大すると、シール材の耐圧縮永久歪み特性の低下が早期に顕著となり、シール部にへたりが生じ、シールの性能が低下する。カーボンブラックの含有量を前述の範囲よりも少なくすると、ゴム組成物の強度が不足する結果、シール材の耐摩耗性が低下したり、シール材の変形量が大きいために、へたり量が大きくなる傾向にある。【００３３】
グラファイト
実施形態に係るゴム組成物において、充填剤の１つとして用いられるグラファイトの配合量は、水素化ニトリルゴム１００重量部に対して、好ましくは２０〜４０重量部、さらに好ましくは２５〜３５重量部である。グラファイトの配合量を前述の範囲よりも多くすると、モジュラス値が上昇するため、シール部の緊迫力および発熱量が増大する。シール部の発熱量が増大すると、シール材の耐圧縮永久歪み特性の低下が早期に顕著となり、シール部にへたりが生じ、シールの性能が低下する。さらに、ゴム組成物の伸びが低下する傾向もある。それに対して、グラファイトの配合量を前述の範囲よりも少なくすると、ゴム組成物の強度が不足する結果、シール材の耐摩耗性が低下したり、シール材の変形量が大きいために、へたり量が大きくなる傾向にある。また、摺動面の潤滑性が悪くなり、摩擦摩耗特性が悪化する傾向にある。【００３４】
カーボンファイバー
本実施形態に係るゴム組成物において、充填剤の１つとして用いられるカーボンファイバーの配合量は、水素化ニトリルゴム１００重量部に対して、好ましくは３５〜５０重量部、さらに好ましくは４０〜４５重量部である。カーボンファイバーの配合量を前述の範囲よりも多くすると、モジュラス値が上昇するため、シール部の緊迫力および発熱量が増大する。シール部の発熱量が増大すると、シール材の耐圧縮永久歪み特性の低下が早期に顕著となり、シール部にへたりが生じ、シールの性能が低下する。また、カーボンファイバーの配合量を前述の範囲よりも少なくすると、ゴム組成物の強度が不足する結果、シール材の耐摩耗性が低下したり、シール材の変形量が大きいために、へたり量が大きくなる傾向にある。【００３５】
本実施形態に係るゴム組成物において、カーボンブラック、グラファイトおよびカーボンファイバーの合計配合量は、前記水素化ニトリルゴム１００重量部に対して、９５重量部以上１５０重量部以下、好ましくは１１０重量部以上１３５重量部以下、さらに好ましくは１１５重量部以上１２５重量部以下である。合計配合量を前述の範囲よりも多くすると、モジュラス値が上昇するため、シール部の緊迫力および発熱量が増大する。シール部の発熱量が増大すると、シール材の耐圧縮永久歪み特性の低下が早期に顕著となり、シール部にへたりが生じ、シールの性能が低下する。また、合計配合量を前述の範囲よりも多くすると、ゴム組成物におけるベースポリマーの比率が低下するため、成形物が永久歪みを発生しやすくなり、この点からもへたり易い材料となる傾向にある。また、充填剤の合計配合量を前述の範囲よりも少なくすると、ゴム組成物の強度が不足する結果、シール材の耐摩耗性が低下したり、シール材の変形量が大きいために、へたり量が大きくなる傾向にある。  【００３６】
架橋剤
本実施形態に係るゴム組成物において、水素化ニトリルゴムの架橋剤としては、有機過酸化物が好ましく、水素化ニトリルゴム１００重量部に対して、好ましくは約１〜１０重量部含有される。【００３７】
具体的な有機過酸化物としては、ジクミルパーオキサイド、ジ第３ブチルパーオキサイド、第３ブチルクミルパーオキサイド、１，１−ジ（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、２，５−ジメチル−２，５−ジ（第３ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（第３ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、１，３−ジ（第３ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、第３ブチルパーオキシベンゾエート、第３ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ｎ−ブチル−４，４−ジ（第３ブチルパーオキシ）バレレートなどが挙げられる。【００３８】
その他の添加剤
本実施形態に係るゴム組成物は、その他必要に応じて老化防止剤、補強剤、加工助剤、光安定剤、可塑剤、滑剤、粘着剤、潤滑剤、難燃剤、防黴剤、帯電防止剤、着色剤、充填剤などの添加剤を配合してもよい。【００３９】
上記のゴム組成物を調製する方法としては、ニーダー混合、バンバリー混合、スクリュー混合などの適宜の混合方法が採用できる。配合順序は特に限定されないが、熱で反応や分解しにくい成分を混合した後、熱で反応しやすい成分あるいは分解しやすい成分、たとえば架橋剤などを、反応や分解が起こらない温度において、混練すればよい。【００４０】
混練後、押出成形、射出成形、トランスファー成形、圧縮成形などの成形法により、約１６０〜２２０℃で約３〜１０分間加熱し（一次架橋）、さらに必要により、約１５０〜２００℃で約１〜３０時間加熱し（二次架橋）、所望の製品形状とした成形物を得ることができる。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。【００４２】
実施例１
水素化ニトリルゴムとして日本ゼオン（株）製ゼットポール１０００Ｌ（アクリロニトリル結合量４４．２％、ヨウ素価（中心値）７、ムーニー粘度ＭＬ１＋４（１００℃）７０）：１００重量部、カーボンブラックとして新日鐵化学（株）製ニテロン♯７５：５０重量部、グラファイトとして（株）中越黒鉛工業所製ＡＰＲ：３０重量部、カーボンファイバーとして三菱化学産資（株）製ダイアリードＭ６３７１Ｍ：４５重量部、有機過酸化物として日本油脂（株）製パーブチルＰ：６重量部、老化防止剤として川口化学工業（株）製アンテージ６Ｃ：２重量部、を配合したものを、３Ｌニーダーおよび１０インチロールにて混練した。この混練物を、１７０℃、８分の条件下で成形加硫し、厚さ約２ｍｍのシート材と、図１および図２に示すような端面リップシール４を得た。【００４３】
シート材はゴム組成物の常態物性評価に使用した。端面リップシール４は、補強環８と一体で成形して製作し、静的試験および回転試験に使用した。評価に用いた端面リップシール４の内径はφ１１ｍｍ、リップ部５ｄ先端の直径は、シール装置１の形態に組み込む前の状態でφ１５ｍｍである。【００４４】
このようにして得られたゴム組成物に係るシート材および端面リップシール４について以下の評価を行った。評価結果を表１に示す。【００４５】
【表１】
2009011263.tif 000003
【００４６】
常態物性（引張強さ、伸び、３０％モジュラス）
ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠し評価を行った。【００４７】
静的試験（リップ押し付け力、ガス漏れ量）
リップ押し付け力については、端面リップシール４を専用治具に取付け、正規のシール取り付け位置までリップ部５ｄを圧縮し、その際のリップ部５ｄの反発力を、万能荷重試験器（（株）島津製作所製  島津オートグラフ  ＡＧ−５０ｋＮＧ、ロードセル容量２００Ｎ）にて測定した。ガス漏れ量については、端面リップシール４を専用治具に取り付けて恒温槽内に設置し、温度１３０℃、ＣＯ２ガス圧力５ＭＰａにおける端面リップシール４からのＣＯ２ガス透過漏れ量を測定し、年当たりの漏れ重量に換算した。なお、結果に示すガス漏れ量には、端面リップシール４によるシール部以外からのガス漏れ量は含まれない。【００４８】
回転試験（摺動面温度、残留締め代、摩耗形態の分類）
回転試験は、端面リップシール４を図１に示すようなシール装置１の形態に組み込み、ＰＡＧオイル（動粘度：４８ｍｍ２／ｓ（４０℃））を軸芯まで封入し、油温１１０℃、ＣＯ２ガス圧力５ＭＰａ、周速６．３ｍ／ｓの条件で２２時間実施した。摺動面温度は、固定環１０の摺動面下１ｍｍに熱電対を埋設し、定常回転時の摺動面温度を測定した。残留締め代は、図３に示すように、回転試験後の端面リップシール４を、回転軸中心を通る面で切断し、切断面の形状に対して、正規のシール取り付け位置における固定環摺動面１０ａの位置を重ねあわせて算出した。なお、残留締め代は耐圧縮永久歪み特性、すなわちへたり難さを評価したものである。【００４９】
摩耗形態の分類に関しては、回転試験後の端面リップシール４を、図３に示すように回転軸中心を通る面で切断後、切断面におけるリップ部５ｄの形状を観察することよって実施した。以下に分類基準を示す。
１類（図３Ａ）：リップ部５ｄの摩耗が軽微である。本分類に分類されるゴム組成物に係る端面リップシールの耐摩耗性は、良好である。
２類（図３Ｂ）：試験中に局部的な過大な摩耗が発生した。本分類に分類されるシール材の回転試験では、シールの鳴き、摺動面温度のハンチング、シール流体の噴出漏れ等が発生し、２２時間の回転試験を遂行できなかった。したがって、摺動面温度および残留締め代のデータは入手できなかった。本分類に分類されるゴム組成物に係る端面リップシールの性能は、シールとしての基本的な性能、すなわち摩擦摩耗特性および耐久性を満足していないため、性能は不良である。【００５０】
実施例１に係るゴム組成物は、３０％モジュラスの値が１４．０ＭＰａであり、好ましい範囲であった。３０％モジュラス値が適切であるため、リップ押し付け力が適切な範囲（約４５〜６０Ｎ）となり、摺動面温度を抑えつつ確実なシールを実現できた。ガス漏れ量は９．０ｇ／年であり、目標値（１０ｇ／年）を満足した。したがって実施例１に係る端面リップシール４のガス遮蔽性は、極めて良好であることが確認された。またリップ押し付け力が４６．４Ｎに抑えられていたのに関連して、摺動面温度も１７７℃と低い温度に抑えられていた。残留締め代は０．２４ｍｍと大きく、摩耗形態も第１類に分類され良好であった。このような残留締め代および摩耗形態の結果から、実施例１のゴム組成物に係る端面リップシール４の耐圧縮永久歪み特性および耐摩耗性は極めて良好であることが確認された。すなわち、実施例１に係るゴム組成物によって、耐圧縮永久歪み特性、ガス遮蔽性および耐摩耗性のすべてに優れるシール材が得られることが確認された。【００５１】
実施例２
カーボンブラックとして新日鐵化学（株）製ニテロン♯１０を用いた他は、実施例１と同様にしてシート材および端面リップシール４を作製し、実施例１と同様の評価を行った。評価結果を表１に示す。【００５２】
実施例２に係るゴム組成物は、３０％モジュラスの値が１２．７ＭＰａであり、実施例１と同様に好ましい範囲であった。また、実施例２に係る端面リップシール４の静的試験および回転試験の結果も、実施例１と同様に目標値を満足した。したがって実施例２に係るゴム組成物によって、耐圧縮永久歪み特性、ガス遮蔽性および耐摩耗性のすべてに優れるシール材が得られることが確認された。【００５３】
実施例３
水素化ニトリルゴムとして日本ゼオン（株）製ゼットポール１０２０（アクリロニトリル結合量４４．２％、ヨウ素価（中心値）２４、ムーニー粘度ＭＬ１＋４（１００℃）７８）を用いた他は、実施例１と同様にしてシート材および端面リップシール４を作製し、実施例１と同様の評価を行った。評価結果を表１に示す。【００５４】
実施例３に係るゴム組成物は、３０％モジュラスの値が１３．９ＭＰａであり、実施例１または２と同様に好ましい範囲であった。また、実施例３に係る端面リップシール４の静的試験および回転試験の結果も、実施例１と同様に目標値を満足した。したがって実施例３に係るゴム組成物によって、耐圧縮永久歪み特性、ガス遮蔽性および耐摩耗性のすべてに優れるシール材が得られることが確認された。【００５５】
実施例４
カーボンファイバーの配合量を、３５重量部に変更した他は、実施例１と同様にしてシート材および端面リップシール４を作製し、実施例１と同様の評価を行った。評価結果を表１に示す。【００５６】
実施例４に係るゴム組成物は、３０％モジュラスの値が９．３ＭＰａであり、実施例１と同様に好ましい範囲であった。また、実施例４に係る端面リップシール４の静的試験および回転試験の結果も、実施例１〜３と同様に目標値を満足した。したがって実施例４に係るゴム組成物によって、耐圧縮永久歪み特性、ガス遮蔽性および耐摩耗性のすべてに優れるシール材が得られることが確認された。【００５７】
実施例５
水素化ニトリルゴムとして日本ゼオン（株）製ゼットポール１０２０（アクリロニトリル結合量４４．２％、ヨウ素価（中心値）２４、ムーニー粘度ＭＬ１＋４（１００℃）７８）を用い、かつ、カーボンファイバーの配合量を、３５重量部に変更した他は、実施例１と同様にしてシート材および端面リップシール４を作製し、実施例１と同様の評価を行った。評価結果を表１に示す。【００５８】
実施例５に係るゴム組成物は、３０％モジュラスの値が１２．４ＭＰａであり、実施例１と同様に好ましい範囲であった。また、実施例５に係る端面リップシール４の静的試験および回転試験の結果も、実施例１〜４と同様に目標値を満足した。したがって実施例５に係るゴム組成物によって、耐圧縮永久歪み特性、ガス遮蔽性および耐摩耗性のすべてに優れるシール材が得られることが確認された。【００５９】
比較例１
水素化ニトリルゴムとして日本ゼオン（株）製ゼットポール２０００（アクリロニトリル結合量３６．２％、ヨウ素価（中心値）７、ムーニー粘度ＭＬ１＋４（１００℃）８５）を用い、カーボンブラックの配合量を９０重量部に変更し、グラファイトの配合量を１５重量部に変更した他は、実施例１と同様にしてシート材および端面リップシール４を作製し、実施例１と同様の評価を行った。評価結果を表１に示す。【００６０】
比較例１に係るゴム組成物からなる端面リップシール４は、ガス漏れ量が１４．６ｇ／年であったため、目標値（１０ｇ／年）を満足しなかった。また、残留締め代が０．０４ｍｍと極めて微少であり、目標値（０．２ｍｍ以上）を満足しなかった。したがって、比較例１のゴム組成物に係るシール材は、ガス遮蔽性および耐圧縮永久歪み特性に劣るものであった。【００６１】
比較例２
カーボンブラックの配合量を９０重量部に、グラファイトの配合量を１５重量部に、カーボンファイバーの配合量を６５重量部にそれぞれ変更した他は、実施例１と同様にしてシート材および端面リップシール４を作製し、実施例１と同様の評価を行った。評価結果を表１に示す。【００６２】
比較例２に係るゴム組成物からなる端面リップシール４は、リップ押し付け力が７６．０Ｎと高く、摺動面温度が２１１℃と高い値であったことに関連して、残留締め代が目標値（０．２ｍｍ以上）を満足していない。すなわち、比較例２のゴム組成物に係るシール材は、耐圧縮永久歪み特性に劣るものであった。【００６３】
比較例３
水素化ニトリルゴムとして日本ゼオン（株）製ゼットポール２０００Ｌ（アクリロニトリル結合量３６．２％、ヨウ素価（中心値）７、ムーニー粘度ＭＬ１＋４（１００℃）６５）を用い、カーボンブラックの配合量を９０重量部に、グラファイトの配合量を１５重量部に、カーボンファイバーの配合量を６５重量部にそれぞれ変更した他は、実施例１と同様にしてシート材および端面リップシール４を作製し、実施例１と同様の評価を行った。評価結果を表１に示す。【００６４】
比較例３に係るゴム組成物からなる端面リップシール４は、ガス漏れ量が１４．２ｇ／年であったため、目標値（１０ｇ／年）を満足しなかった。また、リップ押し付け力が６４．３Ｎと高く、摺動面温度が２０１℃と高い値であったことに関連して、残留締め代が目標値（０．２ｍｍ以上）を満足していない。したがって、比較例３のゴム組成物に係るシール材は、ガス遮蔽性および耐圧縮永久歪み特性に劣るものであった。【００６５】
比較例４
カーボンブラックの配合量を９０重量部に変更した他は、実施例１と同様にしてシート材および端面リップシール４を作製し、実施例１と同様の評価を行った。評価結果を表１に示す。【００６６】
比較例４に係るゴム組成物からなる端面リップシール４は、リップ押し付け力が８５．２Ｎと高く、摺動面温度が２１７℃と高い値であったことに関連して、残留締め代が目標値（０．２ｍｍ以上）を満足していない。すなわち、比較例４のゴム組成物に係るシール材は、耐圧縮永久歪み特性に劣るものであった。【００６７】
比較例５
グラファイトの配合量を１０重量部に変更した他は、実施例１と同様にしてシート材および端面リップシール４を作製し、実施例１と同様の評価を行った。評価結果を表１に示す。【００６８】
比較例５に係るゴム組成物からなる端面リップシール４は、摩耗形態の分類が２類であり、不良であった。なお、不良の原因としては、引張強さが低いことに関連して、シール材の強度が不足していたものと推測される。また、その他の不良の原因としては、摺動面の潤滑性が悪く、摩擦摩耗特性が悪かったものと推測される。【００６９】
比較例６
グラファイトの配合量を５０重量部に変更した他は、実施例１と同様にしてシート材および端面リップシール４を作製し、実施例１と同様の評価を行った。評価結果を表１に示す。【００７０】
比較例６に係るゴム組成物からなる端面リップシール４は、摩耗形態の分類が２類であり、不良であった。なお、不良の原因としては、リップ押し付け力が高いことに関連して、摺動面温度が高かったのではないかと推測される。【００７１】
比較例７
カーボンファイバーの配合量を２５重量部に変更した他は、実施例１と同様にしてシート材および端面リップシール４を作製し、実施例１と同様の評価を行った。評価結果を表１に示す。【００７２】
比較例７に係るゴム組成物からなる端面リップシール４は、摩耗形態の分類が２類であり、不良であった。なお、不良の原因としては、引張強さが低いことに関連して、シール材の強度が不足していたものと推測される。【００７３】
比較例８
カーボンブラックの配合量を３０重量部に変更した他は、実施例１と同様にしてシート材および端面リップシール４を作製し、実施例１と同様の評価を行った。評価結果を表１に示す。【００７４】
比較例８に係るゴム組成物からなる端面リップシール４は、摩耗形態の分類が２類であり、不良であった。なお、不良の原因としては、引張強さが低いことに関連して、シール材の強度が不足していたものと推測される。【００７５】
総合評価
実施例および比較例を総合すると、アクリロニトリル結合量が４０％以上４８％以下である水素化ニトリルゴムをベースポリマーとし、カーボンブラック、グラファイトおよびカーボンファイバーの合計配合量が、水素化ニトリルゴム１００重量部に対して、１１０重量部以上１３５重量部以下とした実施例１〜５に係るシール材のみが、すべての項目で良好な結果となった。したがって、ベースポリマーおよび充填剤を、上記範囲にすることによって、耐圧縮永久歪み特性、ガス遮蔽性および耐摩耗性のすべてに優れたゴム組成物が得られることが確認された。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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