JP5158917B2 - 耐摩耗性に優れたシール部材及びそれを用いたシール構造 - Google Patents

Description

本発明は、摺動を伴うシール部に用いられる、耐摩耗性に優れたシール部材に関する。特に、水素添加ニトリルゴム及びカーボンブラックを含有するゴム組成物を加硫してなるゴム成形品からなるシール部材に関する。また、そのようなシール部材を摺動部に用いたシール構造に関する。

カーボンブラックを含有するゴム組成物を加硫して得られるゴム成形品からなるシール部材は、各種の機械において広く用いられている。なかでも、転がり軸受け、コンプレッサーなどにおいて、摺動を伴うシール部に用いられるシール部材には、高度な耐摩耗性や耐油性が要求される。したがって、ニトリルゴムなどの耐油性に優れたゴムにカーボンブラックなどの充填材を配合して得られるゴム組成物を加硫成形して得られる、耐摩耗性及び耐油性に優れた成形品がシール部材として用いられている。

例えば特許文献１には、水素添加ニトリルゴム及び圧縮ＤＢＰ吸油量が１００〜１３０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを含有するゴム組成物が記載されており、これを加硫成形することにより耐摩耗性に優れたシール部材が得られるとされている。しかしながら、こうして得られるシール部材の耐摩耗性は、用途によっては未だ不十分であり、さらなる改善が求められていた。

また、特許文献２には、カルボキシル化アクリロニトリルブタジエンゴムに、非導電性のカーボンブラックと導電性カーボンブラックを配合してなるゴム組成物を加硫して形成した転がり軸受用のシール部材が記載されている。このシール部材は導電性を有するとともに、耐摩耗性にも優れているとされている。しかしながら、このゴム組成物を用いても、硬度、成形性及び耐摩耗性のバランスに優れたシール部材を得ることは必ずしも容易ではなかった。

特開平１０−１８２８８２号公報 特開２００２−３７２０６２号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、適度な硬度を有するとともに、成形性と耐摩耗性に優れたシール部材を提供することを目的とするものである。また、そのようなシール部材を摺動部に用いたシール構造を提供することを目的とするものである。

上記課題は、水素添加ニトリルゴム（Ａ）、カーボンブラック（Ｂ）、並びにカーボンブラック（Ｃ）及び／又は炭素繊維（Ｄ）を含有するゴム組成物を加硫してなるゴム成形品からなり、摺動を伴うシール部に用いられるシール部材であって；
カーボンブラック（Ｂ）のＤＢＰ吸油量が２５０〜４５０ｍｌ／１００ｇであり、
カーボンブラック（Ｃ）のＤＢＰ吸油量が２００ｍｌ／１００ｇ以下であり、
炭素繊維（Ｄ）の平均繊維長が０．０５〜２ｍｍ、平均繊維径が５〜３０μｍであり、
水素添加ニトリルゴム（Ａ）１００質量部に対して、カーボンブラック（Ｂ）を５〜１５質量部、カーボンブラック（Ｃ）及び／又は炭素繊維（Ｄ）を合計で３〜３５質量部含有するとともに、充填材の合計含有量が４０質量部以下であることを特徴とするシール部材を提供することによって解決される。

このとき、水素添加ニトリルゴム（Ａ）のニトリル含有量が２０〜５０質量％で、水素添加率が７０モル％以上であることが好ましい。前記ゴム組成物の１８０℃での振動式加硫試験におけるトルクの最小値であるＭＬ値が５Ｎ・ｍ以下であることも好ましい。また、ＪＩＳ−Ａ硬度が７０〜８０であることも好ましい。本発明のシール部材の好適な実施態様はベアリングシール、オイルシール、Ｏ−リング又はＸ−リングである。本発明の好適な実施態様は、上記シール部材を摺動部に用いたシール構造である。

本発明のシール部材は、適度な硬度を有するとともに、成形性と耐摩耗性に優れている。したがって、ベアリングシール、オイルシール、Ｏ−リング又はＸ−リングなど、摺動を伴うシール部に用いられるシール部材として好適に用いることができる。

実施例４及び比較例５で成形したＸ−リングの断面図である。

本発明のシール部材は、水素添加ニトリルゴム（Ａ）、カーボンブラック（Ｂ）、並びにカーボンブラック（Ｃ）及び／又は炭素繊維（Ｄ）を含有するゴム組成物を加硫してなるゴム成形品からなり、摺動を伴うシール部に用いられるシール部材である。

本発明のゴム組成物に用いられる水素添加ニトリルゴム（Ａ）は、ニトリルゴム（アクリロニトリル−ブタジエン共重合体）のブタジエン由来の二重結合の少なくとも一部を水素添加したものである。水素添加することによって、水素添加していないニトリルゴムよりも優れた耐摩耗性を得ることができる。具体的には、水素添加率が７０モル％以上であることが好ましく、８０モル％以上であることがより好ましく、８５モル％以上であることがさらに好ましい。ニトリル含有量（アクリロニトリル由来成分の含有量）は２０〜５０質量％であることが好ましい。ニトリル含有量が２０質量％未満の場合には、耐油性、耐摩耗性が不十分になるおそれがある。ニトリル含有量は、より好適には２５質量％以上であり、さらに好適には３０質量％以上である。一方、ニトリル含有量が５０質量％を超える場合には、弾性率が高くなりすぎてエラストマーとしての性能が不十分になるおそれがあり、より好適には４５質量％以下であり、さらに好適には４０質量％以下である。１００℃で測定したムーニー粘度ＭＬ_１＋４は、強度や耐摩耗性と成形性とのバランスから、通常２０〜１５０である。水素添加ニトリルゴム（Ａ）は、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、アクリロニトリル、ブタジエン以外の他の単量体を共重合したものであっても構わない。このような他の単量体の共重合量は、通常１０モル％以下であり、好適には５モル％以下である。このときの共重合の形式は特に限定されず、ランダム共重合、ブロック共重合、グラフト共重合のいずれであっても構わない。

本発明のゴム組成物に用いられるカーボンブラック（Ｂ）は、ＤＢＰ吸油量が２５０〜４５０ｍｌ／１００ｇのものである。一般に、ゴムの充填材として用いられる汎用のカーボンブラックは、ＤＢＰ吸油量が２００ｍｌ／１００ｇ以下のものがほとんどであるが、本発明のゴム組成物では、２５０ｍｌ／１００ｇ以上という、極めて大きいＤＢＰ吸油量を有するカーボンブラック（Ｂ）を用いることに大きな特徴がある。このような極めて大きいＤＢＰ吸油量を有するカーボンブラック（Ｂ）は、ストラクチャが高度に発達しているので、架橋ゴムを補強する効果が大きく、その結果として耐摩耗性に寄与すると考えられる。しかも、少量の配合で架橋ゴムの硬度を効果的に高めることができ、シール部材にとって適切な硬度の成形品を得ることができる。一般に、架橋ゴム成形品が大量のカーボンブラックを含有する場合には、摩擦によってカーボンブラックが脱落しやすくなるが、本発明のゴム組成物では、比較的少量のカーボンブラックの添加で所望のゴム硬度が得られるので、得られる架橋ゴムの耐摩耗性が極めて良好になる。カーボンブラック（Ｂ）のＤＢＰ吸油量は、好適には３００ｍｌ／１００ｇ以上であり、より好適には３５０ｍｌ／１００ｇ以上である。一方、カーボンブラック（Ｂ）のＤＢＰ吸油量が４５０ｍｌ／１００ｇ以下であることも重要である。確かに、ＤＢＰ吸油量を大きくすることによって、架橋ゴム成形品の硬度を高め、耐摩耗性を向上させることが可能であるが、ＤＢＰ吸油量が大きくなりすぎると、成形時の流動性が大きく低下し、成形性が悪化することが避けられない。シール部材の形状が複雑な場合や、シール部材に対する寸法精度の要求が厳しい場合などには、特にこの点が重要である。このように、カーボンブラック（Ｂ）のＤＢＰ吸油量が、２５０〜４５０ｍｌ／１００ｇという、特定の範囲にあることによって、適切な硬度を有しながら、耐摩耗性と成形性の両立が可能である。

カーボンブラック（Ｂ）の種類は特に限定されず、ＤＢＰ吸油量が２５０〜４５０ｍｌ／１００ｇのものであればよい。カーボンブラック（Ｂ）は、ストラクチャが高度に発達したカーボンブラックなので、多くの場合、導電性を有する。そして、導電性を有するカーボンブラックの一部が上記範囲のＤＢＰ吸油量を満足することができる。多くの場合、導電性のカーボンブラックは、ゴム組成物に対して導電性を付与するために配合されるのであり、成形品の耐摩耗性を改善するために用いられることはほとんどない。カーボンブラック（Ｂ）の平均一次粒子径は、通常１０〜５０ｎｍである。

本発明のシール部材においては、上記カーボンブラック（Ｂ）に加えて、カーボンブラック（Ｃ）及び／又は炭素繊維（Ｄ）を配合することが必要である。ここで、カーボンブラック（Ｃ）及び炭素繊維（Ｄ）のいずれかのみを配合してもよいし、カーボンブラック（Ｃ）及び炭素繊維（Ｄ）の両方を配合してもよい。

本発明のゴム組成物に用いられるカーボンブラック（Ｃ）は、ＤＢＰ吸油量が２００ｍｌ／１００ｇ以下のものである。カーボンブラック（Ｃ）は、前記カーボンブラック（Ｂ）ほどストラクチャが発達していないものであり、一般的なゴム組成物に配合されるカーボンブラックの大半がこれに含まれる。このような汎用のカーボンブラック（Ｃ）を、特殊なカーボンブラック（Ｂ）とともに配合することによって、適切な硬度と良好な成形性を維持しながら、優れた耐摩耗性を得ることができる。カーボンブラック（Ｃ）のＤＢＰ吸油量が２００ｍｌ／１００ｇを超える場合には、成形性が悪化する場合があるし、原料コストも上昇する。カーボンブラック（Ｃ）のＤＢＰ吸油量は、好適には１６０ｍｌ／１００ｇ以下である。一方、カーボンブラック（Ｃ）のＤＢＰ吸油量は、通常２０ｍｌ／１００ｇ以上である。

カーボンブラック（Ｃ）の種類は特に限定されず、ＤＢＰ吸油量が２００ｍｌ／１００ｇ以下のものであればよい。具体的には、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＭＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等を用いることができ、性能とコストのバランスの点からＭＡＦが好ましく用いられる。カーボンブラック（Ｃ）として、２種類以上のものを組み合わせて用いても良い。カーボンブラック（Ｂ）の平均一次粒子径は、通常１０〜２００ｎｍである。

本発明のゴム組成物に用いられる炭素繊維（Ｄ）は、平均繊維長が０．０５〜２ｍｍで、平均繊維径が５〜３０μｍのものである。このような炭素繊維（Ｄ）を、特殊なカーボンブラック（Ｂ）とともに配合することによって、適切な硬度と良好な成形性を維持しながら、優れた耐摩耗性を示すことができる。炭素繊維（Ｄ）を配合することによって、上記カーボンブラック（Ｃ）を配合する際と概ね同様の効果を奏することができるが、カーボンブラック（Ｃ）に比べて、耐摩耗性はより改善されるけれども、成形性や強度はやや劣るという傾向がある。炭素繊維（Ｄ）の平均繊維長が０．０５〜２ｍｍであり、平均繊維径が５〜３０μｍであることによって、炭素繊維（Ｄ）の配合効果と成形性のバランスが良好になる。カーボンブラック（Ｃ）と炭素繊維（Ｄ）の両方を配合して、性能のバランスを調整することもできる。

本発明のゴム組成物は、水素添加ニトリルゴム（Ａ）１００質量部に対して、カーボンブラック（Ｂ）を５〜１５質量部含有する。カーボンブラック（Ｂ）の含有量が５質量部未満の場合、耐摩耗性が不十分になる。カーボンブラック（Ｂ）の含有量は、好適には６質量部以上である。一方、カーボンブラック（Ｂ）の含有量が１５質量部を超える場合、成形性が悪化する。カーボンブラック（Ｂ）の含有量は、好適には１４質量部以下である。

本発明のゴム組成物は、水素添加ニトリルゴム（Ａ）１００質量部に対して、カーボンブラック（Ｃ）及び／又は炭素繊維（Ｄ）を合計で３〜３５質量部含有する。当該合計の含有量が３質量部未満の場合、硬度や耐摩耗性が不十分になる。当該合計の含有量は、好適には５質量部以上である。一方、当該合計の含有量が３５質量部を超える場合、成形性が悪化するとともに比重が大きくなる。当該合計の含有量は、好適には３０質量部以下であり、より好適には２５質量部以下である。

本発明のゴム組成物において、水素添加ニトリルゴム（Ａ）１００質量部に対する、充填材の合計含有量が４０質量部以下であることが重要である。ここで、充填剤とは、上記カーボンブラック（Ｂ）、カーボンブラック（Ｃ）及び炭素繊維（Ｄ）以外にも、（Ｂ）、（Ｃ）に該当しないカーボンブラックや（Ｄ）に該当しない炭素繊維も含むものである。さらに、カーボンブラックや炭素繊維以外の充填材、例えば、シリカ、タルク、マイカ、クレイ、炭酸カルシウム、チタニアなども含むものである。本発明のゴム組成物では、このような充填材の合計含有量が４０質量部以下であることによって、優れた耐摩耗性と成形性を得ることができる。充填材の含有量が大きくなり、マトリックスを形成するゴム成分の割合が相対的に小さくなると、摩擦を受けたときに充填剤が脱落しやすくなるので耐摩耗性が低下しやすい。したがって、充填材の合計含有量は、好適には３５質量部以下であり、より好適には３０質量部以下である。一方、充填材の合計含有量は、８質量部以上であり、より好適には１２質量部以上である。

本発明のゴム組成物に用いられる加硫剤は、特に限定されず、硫黄、硫黄含有化合物、過酸化物などを用いることができる。水素添加ニトリルゴム（Ａ）の水素添加率が低い場合には硫黄や硫黄含有化合物を用いることもできるが、多くの場合、過酸化物を用いて加硫することが好ましい。過酸化物加硫する際の加硫剤としては、有機過酸化物が好適に用いられる。

本発明のゴム組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲内であれば、水素添加ニトリルゴム（Ａ）以外のゴムあるいは樹脂を含んでいても構わない。これらのゴムや樹脂の含有量は、水素添加ニトリルゴム（Ａ）１００質量部に対して、通常１０質量部未満であり、好適には５質量部未満である。また、本発明のゴム組成物は、充填材、加硫剤の外に、他の添加剤を配合することもできる。他の添加剤としては、補強材、架橋助剤、老化防止剤、加工助剤、滑剤、可塑剤、顔料、カップリング剤、共架橋剤などが例示される。

上記原料を混合して混練してゴム組成物を得る方法は特に限定されず、ニーダ、バンバリーミキサー、オープンロールなど、公知の混練方法を採用することができる。本発明のゴム組成物は、１８０℃での振動式加硫試験において、トルクの最小値であるＭＬ値が５Ｎ・ｍ以下であることが、成形性の観点から好ましい。ＭＬ値が５Ｎ・ｍ以下であることによって、型に充填する際のゴム組成物の流れが良好になり、複雑な形状のゴム成形品を成形することが容易になる。また、ウェルドラインの強度、寸法精度、表面状態なども良好になる。ＭＬ値が、４．５Ｎ・ｍ以下であることがより好ましく４Ｎ・ｍ以下であることがさらに好ましい。ＭＬ値は通常、１Ｎ・ｍ以上である。

以上のようにして十分に混練することによって得られた組成物を型に充填し、１５０〜２００℃の温度で２分〜１時間程度加熱することによって加硫させ、ゴム成形品を得ることができる。成形方法は特に限定されず、プレス成形や射出成形を採用することができる。本発明のゴム組成物は流動性に優れているので、金型への充填性が良好であり、金型の形状に沿った成形品が容易に得られる。

こうして得られた成形品のＪＩＳ−Ａ硬度が７０〜８０であることが好ましい。一般に、摺動を伴うシール部に用いられるシール部材においては、シール性と、強度や耐久性とのバランスから要求される適切な硬度が７０〜８０である。そして、このような硬度とするために、ベースとなるゴムに対して、カーボンブラックに代表される各種の充填材が配合される。本発明のシール部材では、水素添加ニトリルゴム（Ａ）に対して、カーボンブラック（Ｂ）、並びにカーボンブラック（Ｃ）及び／又は炭素繊維（Ｄ）を配合することによって、成形性と耐摩耗性を両立しながら、このような硬度のゴム成形品を得ることができる。

本発明のシール部材は、耐摩耗性に優れているので、摺動を伴うシール部に用いられる。本発明における「摺動を伴うシール部」には、運転中に常時摺動しているシール部のみならず、間欠的に摺動するシール部や、スイッチを入れたときだけ摺動するシール部などのように、一時的に摺動するシール部も含まれる。摺動を伴うシール部に用いられるシール部材としては、ベアリングシール、オイルシール、Ｏ−リング、Ｘ−リングなどが、好適な実施態様として例示される。このようなシール部材は、各種の機械の可動部に広く用いることができる。本発明の好適な実施態様は、当該シール部材を摺動部に用いたシール構造である。本発明のシール部材は耐油性に優れているので、オイルやグリースなどを封止して摺動するような用途に適している。また、本発明のゴム組成物は成形性が良好であるので、複雑な形状の成形品、厚みの薄い成形品、線径の細い成形品を成形するのに適している。

シール部材の形状や寸法は特に限定されないが、シール部材が環状の成形品である場合に本発明を採用する利益が大きい。摺動部に用いられる環状のシール部材は、肉薄な部分を有することが多く、金型への充填性が不十分な部分で金型の形状に沿った形状に成形することが難しくなるため、流動性の良好な本発明のゴム組成物を用いることが好ましい。特に、射出成形する場合や、ひも状のゴム組成物を金型に充填してプレス成形する場合などにおいては、流動性が不十分であるとゴム組成物同士が接合する部分において、金型形状に沿った形状に成形することが難しい。環状の成形品とする場合の環の形状は特に限定されず、円形、楕円形、四角形など、用途に応じて任意の形状が採用できる。

また、環状の成形品における断面積が小さい方が本発明を採用する利益が大きい。本発明のシール部材は耐摩耗性に優れているので、断面積が小さくても長時間の摩擦あるいは大荷重下での摩擦に耐えることができる。また、本発明のゴム組成物は流動性に優れるので、断面積が小さい環状成形品を成形する場合であっても、金型内にゴム組成物を充填することが容易である。環状の成形品の断面積は２００ｍｍ^２以下であることが好ましく、１００ｍｍ^２以下であることがより好ましく、５０ｍｍ^２以下であることがさらに好ましい。一方、断面積は、通常１ｍｍ^２以上である。このときの断面積は、環状の成形品全体における断面積の平均値のことをいう。環状の成形品の外径は、通常、円相当径で１０〜３００ｍｍ程度である。

本発明のゴム組成物は金型への充填性に優れているので、環状の成形品の断面形状が複雑である場合に、本発明を採用する利益が大きい。具体的には、成形品の断面形状が凹部を有することが好ましい。例えば、実施例４で成形した成形品の断面図（図１）に示されるような、断面形状が４個の凹部を有する成形品であるＸ−リングは、特に好適な実施態様である。

以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。本実施例中で用いた原料の仕様は以下の通りである。

（１）水素添加ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）
ニトリル含有量３６質量％、水素添加率９０モル％、ヨウ素価２８ｍｇ／１００ｍｇ、ムーニー粘度ＭＬ_１＋４（１００℃）５８

（２）カーボンブラック
（２−１）高導電性カーボンブラック
ＤＢＰ吸油量４２０ｍｌ／１００ｇ、平均一次粒子径３０ｎｍ
（２−２）ＭＡＦカーボンブラック
ＤＢＰ吸油量１３３ｍｌ／１００ｇ、平均一次粒子径３４ｎｍ
（２−３）高導電性カーボンブラック
ＤＢＰ吸油量４９５ｍｌ／１００ｇ、平均一次粒子径３４ｎｍ

（３）炭素繊維
平均繊維長０．１５ｍｍ、平均繊維径１２．５μｍ
（４）架橋剤
ジクミルパーオキサイド
（５）架橋助剤
Ｎ,Ｎ'−ｍ−フェニレンジマレイミド

また、本実施例中で行った評価方法は以下の通りである。

（ａ）加硫特性
ＪＩＳ Ｋ６３００−２に準拠して測定した。オープンロールで混練後の未加硫のゴムシートを試料として用いて、ＪＳＲ株式会社製のキュラストメーターを用いて測定した。測定温度１８０℃で６分間の加硫曲線を測定し、縦軸をトルク、横軸を時間としたグラフのトルクの最小値ＭＬ（Ｎ・ｍ）を求めた。

（ｂ）切断時引張応力（ＴＳｂ）及び切断時伸び（Ｅｂ）
ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して引張試験を行った。二次加硫後の厚さ２ｍｍのシートを打ち抜いて得られた、ダンベル状３号形の試験片を用い、２３℃、相対湿度５０％において、引張速度５００ｍｍ／分の引張速度で測定した。ここで、切断時引張応力（ＴＳｂ）は試験片の切断時の引張強さを測定したものである。また、切断時伸び（Ｅｂ）は試験片の切断時の伸びを測定したものである。

（ｃ）ＪＩＳ−Ａ硬度（Ｈｓ）
ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して測定した。二次加硫後の厚さ２ｍｍのシートを３枚重ね、タイプＡデュロメータを用いて、２３℃、相対湿度５０％において測定を行った。

（ｄ）摩耗深さ
一次加硫を行った後、１４０×１１０×２ｍｍの寸法の板状試験片を切り出し、オーブンを用いて１８０℃で１時間の二次加硫を行った。得られた板状試験片を用いて摩耗試験を行った。室温（２３℃）において、ＳＵＳ３０４ステンレス鋼のディスクを下記条件で試験片に押付けて回転させた。回転終了後、試験片の被摺動部において摩耗により生じた凹部の深さを測定し、摩耗深さ（ｍｍ）とした。
試験条件：
摺動部のラジアル荷重：１ｋｇｆ
ディスク回転数：１０００ｒｐｍ
試験時間：１０分

実施例１
水素添加ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）１００質量部、高導電性カーボンブラック（ＤＢＰ吸油量４２０ｍｌ／１００ｇ）１０質量部、ＭＡＦカーボンブラック（ＤＢＰ吸油量１３３ｍｌ／１００ｇ）１０質量部、ジクミルパーオキサイド（架橋剤）４質量部、及びＮ,Ｎ'−ｍ−フェニレンジマレイミド（架橋助剤）１質量部を、ニーダ及びオープンロールを用いて室温で混練し、ゴムシートを作製した。得られたゴムシートを用い、上記の方法で加硫特性を評価したところ、ＭＬ値は３．４５Ｎ・ｍであった。結果を表１にまとめて示す。

以上のようにして得られたゴムシートを１８０℃で１０分間プレス加硫（一次加硫）して厚さ２ｍｍのシート状に成形した後、オーブンを用いて１８０℃で１時間二次加硫を行って、厚さ２ｍｍの加硫シートを得た。得られた加硫シートを用いて、引張試験を行ったところ、切断時引張応力（ＴＳｂ）は２７ＭＰａで、切断時伸び（Ｅｂ）は２３０％であった。タイプＡデュロメータによるＪＩＳ−Ａ硬度は７６であった。また、摩耗試験を行ったところ、摩耗深さは０．０６ｍｍであった。以上の結果を表１にまとめて示す。

実施例２
実施例１において、ＭＡＦカーボンブラック（ＤＢＰ吸油量１３３ｍｌ／１００ｇ）の代わりに、炭素繊維１０質量部を用いた以外は実施例１と同様に試料を作製して評価した。結果を表１にまとめて示す。

実施例３
実施例１において、ＭＡＦカーボンブラック（ＤＢＰ吸油量１３３ｍｌ／１００ｇ）の配合量を５質量部とし、さらに炭素繊維８質量部を配合した以外は実施例１と同様に試料を作製して評価した。結果を表１にまとめて示す。

比較例１
実施例１において、高導電性カーボンブラック（ＤＢＰ吸油量４２０ｍｌ／１００ｇ）を使用せず、ＭＡＦカーボンブラック（ＤＢＰ吸油量１３３ｍｌ／１００ｇ）の配合量を３５質量部とした以外は実施例１と同様に試料を作製して評価した。結果を表１にまとめて示す。

比較例２
実施例１において、高導電性カーボンブラック（ＤＢＰ吸油量４２０ｍｌ／１００ｇ）を使用せず、ＭＡＦカーボンブラック（ＤＢＰ吸油量１３３ｍｌ／１００ｇ）の配合量を３０質量部とし、さらに炭素繊維１０質量部を配合した以外は実施例１と同様に試料を作製して評価した。結果を表１にまとめて示す。

比較例３
実施例１において、高導電性カーボンブラック（ＤＢＰ吸油量４２０ｍｌ／１００ｇ）の代わりに、高導電性カーボンブラック（ＤＢＰ吸油量４９５ｍｌ／１００ｇ）１０質量部を用いた以外は実施例１と同様に試料を作製して評価した。結果を表１にまとめて示す。

比較例４
実施例１において、高導電性カーボンブラック（ＤＢＰ吸油量４２０ｍｌ／１００ｇ）の配合量を２０質量部とし、ＭＡＦカーボンブラック（ＤＢＰ吸油量１３３ｍｌ／１００ｇ）を配合しなかった以外は実施例１と同様に試料を作製して評価した。結果を表１にまとめて示す。

表１から明らかなように、水素添加ニトリルゴム（Ａ）１００質量部に対して、ＤＢＰ吸油量が２５０〜４５０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック（Ｂ）を５〜１５質量部配合し、さらにＤＢＰ吸油量が２００ｍｌ／１００ｇ以下のカーボンブラック（Ｃ）及び／又は炭素繊維（Ｄ）を３〜３５質量部配合した実施例１〜３では、ＪＩＳ−Ａ硬度が７４〜７７というシール部材に適した値であり、ＭＬ値が４（Ｎ・ｍ）以下であって良好な成形性を示すとともに、摩耗深さも０．１ｍｍ以下であって耐摩耗性に優れることがわかる。

これに対し、比較例１及び２に示されるように、ＤＢＰ吸油量が小さいカーボンブラック（Ｃ）を用いた場合には、３０質量部以上のカーボンブラックを配合しなければ、シール部材を適当な硬度にすることができない。しかもその場合には、成形性が悪化する上に耐摩耗性も不十分になることがわかる。また、比較例３に示されるようにＤＢＰ吸油量が大きすぎるカーボンブラックを用いた場合や、比較例４に示されるようにカーボンブラック（Ｂ）の配合量が多すぎる場合には、いずれも成形性が悪化する。

実施例４
本実施例における原料の配合比率は実施例１と同じである。水素添加ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）１００質量部、高導電性カーボンブラック（ＤＢＰ吸油量４２０ｍｌ／１００ｇ）１０質量部、ＭＡＦカーボンブラック（ＤＢＰ吸油量１３３ｍｌ／１００ｇ）１０質量部、ジクミルパーオキサイド（架橋剤）４質量部、及びＮ,Ｎ'−ｍ−フェニレンジマレイミド（架橋助剤）１質量部を、ニーダ及びオープンロールを用いて室温で混練し、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を、プレス成形機に装着した金型上に載置し、射出圧力１００ｋｇｆ／ｃｍ^２、金型温度１７０℃、加硫時間５分の条件でＸ−リングを成形した。Ｘ−リングの形状は、図１に示すとおりの断面がアルファベットの「Ｘ」文字の形状を有する環状の成形品であり、外径が５０ｍｍ、内径が３９ｍｍ、幅が５．５ｍｍ、厚さが４．０ｍｍで、断面積が約２０ｍｍ^２である。５回の成形を行ったところ、得られた５個の成形品はいずれも金型形状に沿った形状であった。

比較例５
本比較例における原料の配合比率は比較例１と同じである。実施例４において、導電性カーボンブラック（ＤＢＰ吸油量４２０ｍｌ／１００ｇ）を使用せず、ＭＡＦカーボンブラック（ＤＢＰ吸油量１３３ｍｌ／１００ｇ）の配合量を３５質量部とした以外は実施例４と同様にＸリングを成形して評価した。その結果、得られた５個の成形品のうち、４個の成形品において、金型へのゴム組成物の充填が不十分な部分があり、金型形状に沿った形状ではなかった。

Claims (6)

1. 水素添加ニトリルゴム（Ａ）、カーボンブラック（Ｂ）、並びにカーボンブラック（Ｃ）及び／又は炭素繊維（Ｄ）を含有するゴム組成物を加硫してなるゴム成形品からなり、摺動を伴うシール部に用いられるシール部材であって；
   カーボンブラック（Ｂ）のＤＢＰ吸油量が２５０〜４５０ｍｌ／１００ｇであり、
   カーボンブラック（Ｃ）のＤＢＰ吸油量が２００ｍｌ／１００ｇ以下であり、
   炭素繊維（Ｄ）の平均繊維長が０．０５〜２ｍｍ、平均繊維径が５〜３０μｍであり、
   水素添加ニトリルゴム（Ａ）１００質量部に対して、カーボンブラック（Ｂ）を５〜１５質量部、カーボンブラック（Ｃ）及び／又は炭素繊維（Ｄ）を合計で３〜３５質量部含有するとともに、充填材の合計含有量が４０質量部以下であることを特徴とするシール部材。
2. 水素添加ニトリルゴム（Ａ）のニトリル含有量が２０〜５０質量％で、水素添加率が７０モル％以上である請求項１記載のシール部材。
3. 前記ゴム組成物の１８０℃での振動式加硫試験におけるトルクの最小値であるＭＬ値が５Ｎ・ｍ以下である請求項１又は２記載のシール部材。
4. ＪＩＳ−Ａ硬度が７０〜８０である請求項１〜３のいずれか記載のシール部材。
5. ベアリングシール、オイルシール、Ｏ−リング又はＸ−リングである請求項１〜４のいずれか記載のシール部材。
6. 請求項１〜５のいずれか記載のシール部材を摺動部に用いたことを特徴とするシール構造。

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