CN108137770B

CN108137770B - 工作机械用密封构件

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Publication number: CN108137770B
Application number: CN201680061044.2A
Authority: CN
Inventors: 阿部勇喜; 岩崎成彰
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 2015-10-29
Filing date: 2016-10-18
Publication date: 2022-03-01
Anticipated expiration: 2036-10-18
Also published as: JP6197128B1; TWI719071B; CN108137770A; JPWO2017073405A1; TW201734075A; WO2017073405A1

Abstract

本发明提供一种可适合用于工作机械的弹性体构件的用途。所述弹性体构件包含热硬化性聚氨基甲酸酯组合物的硬化物，所述热硬化性聚氨基甲酸酯组合物含有多元醇成分、异氰酸酯成分及交联剂，且所述多元醇成分为聚乙烯己二酸酯多元醇(PEA)，JIS‑A硬度为67°以上，且用于工作机械。

Description

工作机械用密封构件

技术领域

本发明涉及一种弹性体构件的用途。

背景技术

车床或加工中心(machining center)等工作机械是制造产业中所通用的最基本的机械装置。这些工作机械中，为了保护驱动机构等不受切屑或冷却剂(切削油)所影响，例如使用唇型密封(lip seal)、滑动密封(slide seal)、伸缩密封(telescopic seal)、盖密封(cover seal)等密封构件。

作为工作机械用密封构件，已知包括支持构件以及与支持构件一体化的弹性构件的密封构件。

已提出，如上所述的密封构件使用：氯丁二烯橡胶(chloroprene rubber，CR)、丙烯腈橡胶(nitrile butadiene rubber，NBR)、氢化腈橡胶(hydrogenated nitrilebutadiene rubber，H-NBR)、苯乙烯丁二烯橡胶(styrene butadiene rubber，SBR)、乙烯-丙烯二烯单体(ethylene-propylene diene monomer，EPDM)等橡胶材料，聚氨基甲酸酯等弹性材料等来作为弹性构件的材料(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2014-8575号公报

发明内容

发明所要解决的问题

如上所述，工作机械用密封构件为用于保护驱动机构不受冷却剂等所影响的构件。因此，工作机械用密封构件于使用时，弹性构件暴露于冷却剂中。

暴露于冷却剂中的弹性构件利用冷却剂而缓缓膨润。其结果为，工作机械用密封构件不再发挥其功能，必须替换。另外，在含有添加剂的弹性构件暴露于冷却剂中的情况下，存在所述添加剂溶出的情况。其结果为，存在弹性构件的物性变化，不再发挥工作机械用密封构件的功能的情况。

所述冷却剂大致分为不水溶性切削油与水溶性切削油，两者的特性不同。与此相对，现有的工作机械用密封构件的弹性构件只是：(a)在不水溶性切削油中难以膨润、溶出，但在水溶性切削油中容易膨润或溶出者；或者(b)在水溶性切削油中难以膨润、溶出，但在不水溶性切削油中容易膨润或溶出者。即，至今尚未获知对于不水溶性切削油及水溶性切削油的任一者均难以膨润、溶出的弹性构件。

解决问题的技术手段

本发明人等人为了解决所述问题而进行努力研究，发现一种对于不水溶性切削油及水溶性切削油的任一种冷却剂均难以膨润或添加剂难以溶出、且可适合用于使用冷却剂的工作机械的弹性体构件，从而完成了本发明。

本发明的弹性体构件包含热硬化性聚氨基甲酸酯组合物的硬化物，所述热硬化性聚氨基甲酸酯组合物含有多元醇成分、异氰酸酯成分及交联剂，且所述多元醇成分为聚乙烯己二酸酯多元醇(polyethylene adipate ester polyol，PEA)，日本工业标准(JapaneseIndustrial Standards，JIS)-A硬度为67°以上，所述弹性体构件用于工作机械。

所述弹性体构件由于包含具有67°以上的JIS-A硬度的热硬化性氨基甲酸酯组合物的硬化物，故而对于不水溶性切削油及水溶性切削油的任一种冷却剂均难以膨润，也难以溶出。

因此，能够适合用于使用冷却剂的工作机械。

本发明的工作机械用密封构件为包含支持构件、以及与所述支持构件一体化的弹性构件的工作机械用密封构件，所述工作机械用密封构件的所述弹性构件包含本发明的弹性体构件。

根据所述工作机械用密封构件，弹性构件包含利用冷却剂而难以膨润也难以溶出的本发明的弹性体构件。因此，所述工作机械用密封构件即便暴露于冷却剂中也难以劣化，可历经长期而维持优异的密封性能。

发明的效果

本发明的弹性体构件对于切削油(冷却剂)具有优异的耐久性，不论是不水溶性切削油、水溶性切削油。

本发明的工作机械用密封构件由于包含本发明的弹性体构件，故而可历经长期而维持优异的密封性能。

附图说明

图1(a)为表示本发明的实施方式的工作机械用密封构件的一例的平面图，图1(b)为图1(a)的侧面图。

图2(a)为表示本发明的实施方式的工作机械用密封构件的另一例的背面图，图2(b)为图2(a)的侧面图。

图3为示意性表示安装有本发明的实施方式的工作机械用密封构件的伸缩盖的一部分的剖面图。

图4(a)为表示当将实施例中制作的片浸渍于冷却剂A(50℃)中时的浸渍时间与重量增加率的图表，图4(b)为表示当将比较例中制作的片浸渍于冷却剂A(50℃)中时的浸渍时间与重量增加率的图表。

图5(a)为表示当将实施例中制作的片浸渍于冷却剂B(50℃)中时的浸渍时间与重量增加率的图表，图5(b)为表示当将比较例中制作的片浸渍于冷却剂B(50℃)中时的浸渍时间与重量增加率的图表。

图6(a)为表示当将实施例中制作的片浸渍于冷却剂C(50℃)中时的浸渍时间与重量增加率的图表，图6(b)为表示当将比较例中制作的片浸渍于冷却剂C(50℃)中时的浸渍时间与重量增加率的图表。

图7为对使用将实施例2的氨基甲酸酯片作为弹性构件的工作机械用密封构件时的边缘部的状态进行拍摄的照片及示意图。

图8为对使用将比较例1的橡胶片作为弹性构件的工作机械用密封构件时的边缘部的状态进行拍摄的照片及示意图。

符号的说明

10、20：工作机械用密封构件

11、21：支持构件

12、22、32、42：弹性构件

12a、22a：边缘部

13：粘接剂层

15：盖构件

15a：盖构件15的外表面

22A：本体部

22B：唇部

100：伸缩盖

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。

<弹性体构件>

本发明的实施方式的弹性体构件包含热硬化性氨基甲酸酯组合物的硬化物。

所述热硬化性氨基甲酸酯组合物含有多元醇成分、异氰酸酯成分及交联剂，且所述多元醇成分为聚乙烯己二酸酯多元醇(PEA)。

所述弹性体构件由于是多元醇成分为PEA的热硬化性氨基甲酸酯组合物的硬化物，故而难以产生由冷却剂引起的膨润或溶出。因此，当用于使用冷却剂的工作机械时，即便暴露于冷却剂中，也可历经长期而满足其要求特性。

所述PEA优选为数量平均分子量为1000～3000。使用数量平均分子量为所述范围内的PEA的弹性体构件能够在与对象材的接触时更确实地防止切削粉或冷却剂等的侵入。

所述数量平均分子量是通过凝胶渗透色谱(gel permeation chromatograph，GPC)测定而得的聚苯乙烯换算的测定值。

所述热硬化性氨基甲酸酯组合物除了含有PEA(多元醇成分)以外，还含有异氰酸酯成分及交联剂。

所述异氰酸酯成分并无特别限定，例如可列举：脂肪族异氰酸酯、脂环族异氰酸酯、芳香族异氰酸酯等。这些异氰酸酯成分中，就耐磨耗性良好的方面而言，优选为芳香族异氰酸酯。

所述脂肪族异氰酸酯例如可列举：1，6-六亚甲基二异氰酸酯(1，6-hexamethylenediisocyanate，HDI)、2，2，4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯等。另外，还可列举：六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯的异氰脲酸酯体、缩二脲体、加合体等。

所述脂环族异氰酸酯例如可列举：异佛尔酮二异氰酸酯(isophoronediisocyanate，IPDI)、4，4′-二环己基甲烷二异氰酸酯、1，4-环己烷二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯(norbornane diisocyanate，NBDI)等脂环族二异氰酸酯等。

所述芳香族异氰酸酯例如可列举：甲苯二异氰酸酯(tolylene diisocyanate，TDI)；亚苯基二异氰酸酯；4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、聚亚甲基聚亚苯基聚异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯与聚亚甲基聚亚苯基聚异氰酸酯的混合物(以下，将这些也统称为二苯基甲烷二异氰酸酯(diphenyl methane diisocyanate，MDI))；1，5-萘二异氰酸酯(1，5-naphthalene diisocyanate，NDI)；亚二甲苯基二异氰酸酯(xylylene diisocyanate，XDI)；碳二酰亚胺改性MDI；氨基甲酸酯改性MDI等。

这些异氰酸酯成分可单独使用，也可并用两种以上。

所述异氰酸酯成分优选为MDI或NDI。其原因在于，芳香族异氰酸酯中，表现出特别良好的耐磨耗性。

所述交联剂例如可列举：1，4-丁二醇(1，4-butanediol，1，4-BD)、1，4-双(β-羟基乙氧基)苯(1，4-bis(β-hydroxy ethoxy)benzene，BHEB)、乙二醇、丙二醇、己二醇、二乙二醇、三羟甲基丙烷(trimethylol propane，TMP)、甘油、4，4′-亚甲基双(2-氯苯胺)、联氨、乙二胺、二乙三胺、4，4′-二氨基二苯基甲烷、4，4′-二氨基二环己基甲烷、N，N-双(2-羟基丙基)苯胺、水等。

这些交联剂中，就容易表现出适当的橡胶硬度、橡胶刚性的方面而言，优选为1，4-丁二醇、TMP、BHEB。另外，包含1，4-丁二醇、TMP或BHEB的热硬化性氨基甲酸酯组合物的适用期比较长，也可通过手动浇铸(manually cast)来成形。

所述交联剂可单独使用，也可并用两种以上。

所述热硬化性氨基甲酸酯组合物也可视需要而还含有：链延长剂、交联促进剂或交联延迟剂等反应助剂、水解防止剂、无机纤维或无机填料等增强材、着色剂、光稳定剂、热稳定剂、抗氧化剂、防霉剂、阻燃剂、填充剂(增量剂)等各种添加剂等。

所述热硬化性氨基甲酸酯组合物中的异氰酸酯基浓度优选为5.50重量％～10.0重量％。

若所述异氰酸酯基浓度小于5.50重量％，则当将所述弹性体构件用作后述工作机械用密封构件的弹性构件时，存在所述弹性构件的耐磨耗性变得不充分的情况。另一方面，若所述异氰酸酯基浓度超过10.0重量％，则所述硬化物成为硬度过高者，存在滑动阻力变大的情况。

所述所谓异氰酸酯基浓度(重量％)是指异氰酸酯成分、多元醇成分及交联剂的合计量中所含的异氰酸酯基的重量比例。

所述热硬化性氨基甲酸酯组合物的硬化物的JIS-A硬度(依据JIS K 7312，利用弹簧式类型A硬度试验机来测定的值)为67°以上。

在所述硬化物的JIS-A硬度小于67°的情况下，所述硬化物的交联点少，无法充分地避免因暴露于冷却剂中而引起的膨润。

另一方面，所述硬化物的JIS-A硬度的上限并无特别限定，只要考虑所述弹性体构件的使用部位来适当选择即可。

在将所述弹性体构件用作后述工作机械用密封构件的弹性构件的情况下，所述硬化物的JIS-A硬度优选为67°～90°。若所述硬化物的JIS-A硬度小于67°，则如上所述，存在不会表现出对冷却剂的耐性的情况。另一方面，若所述硬化物的JIS-A硬度超过90°，则密封部的应力(压接力)过度增大，其结果为，存在滑动阻力过度增大的情况。

所述JIS-A硬度更优选为70°～85°。

所述弹性体构件是使所述热硬化性氨基甲酸酯组合物以既定的条件进行硬化而成者。

所述热硬化性氨基甲酸酯组合物的硬化条件并无特别限定，只要根据所述热硬化性氨基甲酸酯组合物的组成来适当设定即可。所述硬化条件通常可采用在100℃～160℃下加热30分钟～90分钟的条件。

另外，以所述条件进行硬化处理，自模具等中脱模后，也可在100℃～160℃、3小时～48小时的条件下进行后硬化。

所述热硬化性氨基甲酸酯组合物中所含的异氰酸酯成分及多元醇成分也可在使所述热硬化性氨基甲酸酯组合物以既定的条件进行硬化之前，预先反应而形成预聚物。

用以获得所述弹性体构件的所述热硬化性氨基甲酸酯组合物的成形方法并无特别限定。所述成形方法例如可列举：常压浇铸成形、减压浇铸成形、离心成形、连续旋转成形、挤出成形、射出成形、反应射出成形(Reaction Injection Molding，RIM)、旋转涂布等。

这些方法中，优选为离心成形、连续旋转成形。

如上所述的弹性体构件可适合用于使用冷却剂的工作机械。

<工作机械用密封构件>

本发明的实施方式的弹性体构件在包含支持构件以及与所述支持构件一体化的弹性构件的工作机械用密封构件中，可适合用作所述弹性构件。

如图1(a)及图1(b)所示，工作机械用密封构件10包括支持构件11及弹性构件12。

支持构件11包含沿着大致矩形形状的金属板的长边方向弯曲而成的加工金属板。

弹性构件12为沿着支持构件11的长边方向，经由粘接剂层13而固定的板状的构件12。弹性构件12包含所述弹性体构件。

工作机械用密封构件10的弹性构件12的边缘部12a以可滑动的方式与对象材接触，由此，可将工作机械的既定部位确实地密封。

通常就耐久性或强度的方面而言，支持构件11包含钢或铝等金属材料。支持构件11也可为包含陶瓷或刚性塑料等者。

支持构件11还可使用：表面未处理的钢板，实施了磷酸锌处理或铬酸盐处理、防锈树脂处理等表面处理的钢板，将磷青铜或弹簧钢等弹性金属板加工而成者。

支持构件11为了提高与粘接剂层13的相容性，也可利用氨基甲酸酯系底漆、硅烷系底漆等来预先实施表面处理。

另外，支持构件11的表面(特别是经由粘接剂层13而与弹性构件12接触的区域)也可实施粗面化处理。由此，可利用锚定效果来提高支持构件11与粘接剂层13的密合性。

弹性构件12包含成形为板状的所述弹性体构件。弹性构件12经由粘接剂层13而固定于支持构件11上。所述弹性体构件如所述说明那样。

弹性构件12的JIS-A硬度如上所述，优选为67°～90°。

弹性构件12的冲击回弹率(impact resilience)优选为10％～50％。

弹性构件12例如为在工作机械侧的接触面上滑动的构件。所述情况下，弹性构件12要求用以追随所述接触面的表面凹凸的适应性、以及使其滑动时不产生同位异音(差拍噪声(beat noise))的性能。这两种性能为处于权衡关系的性能，但可通过将弹性构件12的冲击回弹率设为所述范围，而使所述两种性能并存。所述冲击回弹率更优选为20％～40％。

所述冲击回弹率是依据JIS K 7312来测定的值。

粘接剂层13具有使支持构件11与弹性构件12接合的作用。粘接剂层13若为能够以充分的粘接力使弹性构件12与支持构件11接合者，则并无特别限定。

粘接剂层13例如可列举：由乙烯-乙酸乙烯酯(ethylene vinyl acetate，EVA)系、聚酰胺系或聚氨基甲酸酯系的热熔粘接剂或硬化型粘接剂等所形成者，进而利用双面胶带所形成者等。

就支持构件11与弹性构件12的接合强度优异的方面而言，粘接剂层13优选为由氨基甲酸酯系热熔粘接剂所形成者。粘接剂层13特别优选为由湿气硬化型氨基甲酸酯系热熔粘接剂所形成者。

由所述湿气硬化型氨基甲酸酯系热熔粘接剂所形成的粘接剂层13即便在使用时工作机械用密封构件10达到高温的情况下，也不会熔融、或软化，可维持稳定的粘接性。

所述所谓湿气硬化型氨基甲酸酯系热熔粘接剂是在熔融的状态下涂布、粘接后，与附着于弹性构件和/或支持构件的表面的水分、或环境的水分反应而缓缓地进行交联反应的粘接剂，包含氨基甲酸酯预聚物。

作为具体例，例如可列举：包含30重量％～50重量％的氨基甲酸酯预聚物(例如聚碳酸酯系氨基甲酸酯预聚物)、0重量％～70重量％的热塑性树脂、以及0重量％～50重量％的粘着性赋予剂的湿气硬化型氨基甲酸酯系热熔粘接剂等。

所述氨基甲酸酯预聚物是在分子中具有两个以上的异氰酸酯基，与环境中的水分等反应而硬化者。

所述热塑性树脂例如可列举饱和聚酯等。所述热塑性树脂在所述湿气硬化型氨基甲酸酯系热熔粘接剂中，具有：通过赋予结晶性而提高粘接力的作用、以及可在120℃～140℃左右的温度下涂布的塑化剂的作用。所述热塑性树脂可对所述湿气硬化型氨基甲酸酯系热熔粘接剂赋予优异的低温作业性。

所述湿气硬化型氨基甲酸酯系热熔粘接剂还可使用市售品。所述市售品例如可列举：泰佛斯(TiForce)H-810、泰佛斯(TiForce)H-850、泰佛斯(TiForce)PUR-1S、泰佛斯(TiForce)H-910、泰佛斯(TiForce)FH-445、泰佛斯(TiForce)FH-315SB、泰佛斯(TiForce)FH-430、泰佛斯(TiForce)FH-00SB(均为迪爱生(DIC)公司制造)，RHC-101、5921(无胶带工业公司(No-tape INDUSTRIAL CO.，LTD.)制造)，海宝(Hibon)4836M、海宝(Hibon)4836S、海宝(Hibon)4836W(日立化成聚合物公司制造)等。

这些市售品中，优选为泰佛斯(TiForce)H-810、泰佛斯(TiForce)H-850。

粘接剂层13的厚度并无特别限定，优选为50μm～500μm。

在粘接剂层13包含热熔粘接剂的情况下，其厚度优选为50μm～200μm。若小于50μm，则存在无法确保充分的粘接强度的情况。另一方面，若超过200μm，则存在热熔粘接剂的熔融过剩地需要温度及时间的情况。

工作机械用密封构件10例如可利用以下方法来制造。

(1)将钢板等作为起始材料，裁剪为既定的尺寸后，视需要实施弯折加工等，制作支持构件11。

(2)与所述(1)中的支持构件11的制作分开，另外制作包含热硬化性氨基甲酸酯组合物的硬化物的片状的弹性体构件。然后，使用超声波切割机等，将所获得的弹性体构件裁剪为既定的尺寸，制作弹性构件12。

此外，弹性体构件的成形方法如上所述。

(3)使用敷料器等，在支持构件11及弹性构件12的至少一者上涂布粘接剂后，将两者在既定的位置贴合。然后，视需要进行加压和/或熟化。

通过经过所述步骤，可制造工作机械用密封构件10。

图1(a)及图1(b)中所示的工作机械用密封构件10中，弹性构件12的形状是剖面为长方形的板状，但在本发明的实施方式的工作机械用密封构件中，所述弹性构件的形状并不限定于所述形状。所述弹性构件的形状例如也可为对所述边缘部实施了C倒角或者R倒角的形状。进而，所述弹性构件也可为剖面形状(与长边方向垂直的面的形状)朝向边缘部而连续或间歇地变细的形状。

本发明的实施方式的工作机械用密封构件也可为如图2(a)及图2(b)所示的工作机械用密封构件。

如图2(a)及图2(b)所示，工作机械用密封构件20包括：包含板状的金属板的支持构件21、以及与支持构件21一体成形的弹性构件22。

弹性构件22包含：本体部22A，与支持构件接合；以及唇部22B，自本体部22A起延设，且具有与对象材接触的边缘部22a。

弹性构件22包含所述弹性体构件。

工作机械用密封构件20的弹性构件22的边缘部22a以可滑动的方式与对象材接触，可确实地将工作机械的既定部位密封。

如上所述，本发明的实施方式的工作机械用密封构件也可为支持构件与弹性构件不经由粘接剂层而一体化。

工作机械用密封构件20中，支持构件21的材质与所述工作机械用密封构件10中的支持构件11同样，可使用金属或陶瓷、刚性塑料等。

工作机械用密封构件20中，弹性构件22为所述弹性体构件，其优选物性与所述的工作机械用密封构件10中的弹性构件12同样。

此外，工作机械用密封构件20中，在支持构件21与弹性构件22之间，也可介隔存在底漆层。由此，可进一步提高支持构件21与弹性构件22的密合性。

工作机械用密封构件20的制作可通过在模具内的既定位置上配置支持构件21后，浇铸未硬化的热硬化性氨基甲酸酯组合物，以既定的硬化条件使其硬化而进行。

此处，热硬化性氨基甲酸酯组合物的硬化条件如上所述。

本发明的实施方式的工作机械用密封构件的形状并不限定于图1(a)、图1(b)及图2(a)、图2(b)所示的形状。所述工作机械用密封构件只要是具有与唇型密封、滑动密封、伸缩密封、盖密封等现有的工作机械用密封构件同样的形状者即可。

本发明的实施方式的工作机械用密封构件可在车床或加工中心等各种工作机械中，作为用以保护工作机械的滑动部位或滑动机构等不受切削粉或冷却剂(切削油)所影响的密封构件(刮刷器(wiper)构件)来使用。具体而言，例如可用作滑动密封、伸缩密封、盖密封、唇型密封等。

以下，以使用本发明的实施方式的工作机械用密封构件作为伸缩密封的情况为例，对其使用例进行说明。图3为示意性表示安装有本发明的实施方式的工作机械用密封构件10的伸缩盖(telescopic cover)100的一部分的剖面图。

如图3所示，工作机械用密封构件10通过在构成伸缩盖100的各盖构件15的外侧前端部的下表面，对支持构件11进行螺固(未图示)来固定。此时，工作机械用密封构件10安装于如下位置，即，位于下侧的盖构件15的外表面15a与弹性构件12的端部确实地滑动接触的位置。

此外，在支持构件11上，预先形成螺栓用的贯通孔(未图示)。

如上所述在各盖构件15的外侧前端部安装有工作机械用密封构件10的伸缩盖100可在伸缩盖100的伸缩时，防止存在于伸缩盖100的外侧的切削粉等进入盖内。

当然，本发明的实施方式的工作机械用密封构件的用途并不限定于伸缩密封。

本发明的实施方式的弹性体构件还可用于工作机械用密封构件的弹性构件以外。具体而言，例如还可用于工作机械所具备的传动皮带等。

工作机械中，各种构件是以使用传动皮带来驱动的方式所构成。所述工作机械中使用的传动皮带中，也有配置在暴露于冷却剂中的位置的传动皮带。此种传动皮带有会因暴露于冷却剂中而劣化(膨润、或者添加剂溶出)，或者视情况而断裂的情况。与此相对，若为使用所述弹性体构件的传动皮带，则可抑制所述由冷却剂引起的劣化。

[实施例]

以下，通过实施例，对本发明的实施方式进而进行具体说明，但本发明并不限定于以下的实施例。

(实施例1)

在100.00重量份的加温至110℃的MDI-PEA预聚物(三洋化成工业公司制造，商品名“桑普兰(Sanprene)P-6814”)中，添加5.60重量份的1，4-BD(三菱化学公司制造)、0.76重量份的TMP(三菱瓦斯公司制造)，搅拌混合来制备氨基甲酸酯组合物。将即刻获得的氨基甲酸酯组合物投入至离心成形机中，以模具温度为150℃、交联时间为60分钟的条件使其交联，以厚度1.5mm将圆筒状的硬化物成型后，进行脱模。然后，将圆筒状的硬化物的其中一处切断而展开为板形，在送风烘箱内，以110℃、24小时的条件进行后交联，获得聚氨基甲酸酯制的整幅片。

继而，将所述整幅片切割为纵12mm×横49mm，形成长条状的氨基甲酸酯片。所述氨基甲酸酯片的JIS-A硬度为70°。

此外，所述氨基甲酸酯片的JIS-A硬度是依据JIS K 7312，将厚度为1.5mm的氨基甲酸酯片重叠10片来测定。

(实施例2)

除了将1，4-BD的调配量变更为6.36重量份，且将TMP的调配量变更为0.20重量份以外，以与实施例1相同的方式获得长条状的氨基甲酸酯片。所述氨基甲酸酯片的JIS-A硬度为80°。

(实施例3)

在100.00重量份的加温至110℃的MDI-PEA预聚物(三洋化成工业公司制造，商品名“桑普兰(Sanprene)P-6814”)中，添加10.50重量份的BHEB(三菱精细化学公司制造)、以及1.59重量份的1，4-BD(三菱化学公司制造)，搅拌混合来制备氨基甲酸酯组合物。将即刻获得的氨基甲酸酯组合物投入至离心成形机中，以模具温度为150℃、交联时间为60分钟的条件使其交联，以厚度1.5mm将圆筒状的硬化物成型后，进行脱模。然后，将圆筒状的硬化物的其中一处切断而展开为板形，在送风烘箱内，以110℃、24小时的条件进行后交联，获得聚氨基甲酸酯制的整幅片。

继而，将所述整幅片切割为纵12mm×横49mm，形成长条状的氨基甲酸酯片。所述氨基甲酸酯片的JIS-A硬度为90°。

(实施例4)

将100.00重量份的PEA(住友拜耳聚氨酯公司制造，商品名“沃克兰(Vulkollan)2000MM”)以及19.00重量份的NDI(住友拜耳聚氨酯公司制造，商品名“戴斯莫杜尔(Desmodur)15”)，在125℃的真空反应槽中一边搅拌一边反应15分钟，获得预聚物。继而，在所获得的预聚物中添加2.50重量份的1，4-BD(三菱化学公司制造)，搅拌混合后，投入至离心成形机中，以模具温度为130℃、交联时间为60分钟的条件使其交联，以厚度1.5mm将圆筒状的硬化物成型后，进行脱模。然后，将圆筒状的硬化物的其中一处切断而展开为板形，在送风烘箱内，以1l0℃、24小时的条件进行后交联，获得聚氨基甲酸酯制的整幅片。

继而，将所述整幅片切割为纵12mm×横49mm，形成长条状的氨基甲酸酯片。所述氨基甲酸酯片的JIS-A硬度为80°。

(实施例5)

除了将NDI的调配量变更为25.00重量份，且将1，4-BD的调配量变更为5.00重量份以外，以与实施例4相同的方式获得长条状的氨基甲酸酯片。所述氨基甲酸酯片的JIS-A硬度为90°。

(实施例6)

除了将NDI的调配量变更为40.00重量份，且将1，4-BD的调配量变更为11.00重量份以外，以与实施例4相同的方式获得长条状的氨基甲酸酯片。所述氨基甲酸酯片的JIS-A硬度为96°。

(实施例7)

除了将1，4-BD的调配量变更为4.58重量份，且将TMP的调配量变更为1.79重量份以外，以与实施例1相同的方式获得长条状的氨基甲酸酯片。所述氨基甲酸酯片的JIS-A硬度为67°。

关于实施例1～实施例7中制作的氨基甲酸酯片，将调配物及JIS-A硬度示于表1中。

[表1]

(比较例1)

将100.00重量份的NBR(日本瑞翁(ZEON)公司制造，商品名“尼珀(Nipol)1031”)、5.00重量份的邻苯二甲酸双(2-乙基己基)酯(三菱化学公司制造)、84.00重量份的碳黑(东海碳素(Tokai carbon)公司制造，商品名“ISAF”)、5.00重量份的氧化锌(日本化学工业公司制造，商品名“氧化锌”)、5.00重量份的氧化锌(井上石灰工业公司制造，商品名“METAZL-50”)、以及0.40重量份的硫(细井化学工业公司制造，商品名“油硫(Oil Sulfur)”)，利用橡胶混炼机来混炼约120秒钟，直至达到混炼时的极限温度135℃后，将所获得的混合物以下述方法进行成形，然后，裁剪而获得与实施例1相同尺寸的长条状橡胶片。所述橡胶片的JIS-A硬度为80°。

作为成形方法，采用如下方法：利用压光压延机，将混炼后的生橡胶加工成1.6mm厚度的生橡胶片，在1.5mm厚度×400mm×100mm面积的压模内设置所述生橡胶片后，在130℃下进行30分钟挤压交联，获得橡胶交联片。

(比较例2)

将100.00重量份的氢化NBR(日本瑞翁(ZEON)公司制造，商品名“泽珀(Zetpol)2021”)、6.00重量份的有机过氧化物(日油公司制造，商品名“帕罗西蒙(Peroxymon)F40”)、3.00重量份的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(精工化学公司制造，商品名“海克罗斯(Hi-Cross)M”)、1.00重量份的硬脂酸锌(川村化成工业公司制造，商品名“硬脂酸”)、60.00重量份的碳黑(昭和卡博特(Showa Cabot)公司制造，商品名“IP200”)、以及10.00重量份的氧化锌(日本化学工业公司制造，商品名“氧化锌”)，利用橡胶混炼机来混炼约120秒钟，直至达到混炼时的极限温度135℃后，将所获得的混合物以下述方法进行成形，然后，裁剪而获得与实施例1相同尺寸的长条状橡胶片。所述橡胶片的JIS-A硬度为80°。

成形方法是采用如下方法：利用压光压延机，将混炼后的生橡胶加工成1.6mm厚度的生橡胶片，在1.5mm厚度×400mm×100mm面积的压模内设置所述生橡胶片后，在130℃下进行30分钟挤压交联，获得橡胶交联片。

(比较例3)

将100.00重量份的EPDM(三井化学公司制造，商品名“EPT4045M”)、3.00重量份的二乙二醇(三菱化学公司制造)、3.00重量份的乙二醇(共荣社化学公司制造，“莱特酯(Light Ether)EG”)、5.00重量份的石蜡油(出光兴产公司制造，商品名“石蜡油H”)、50.00重量份的二氧化硅(东曹公司制造，商品名“尼普希尔(Nipsil)VN3”)、5.00重量份的氧化锌(日本化学工业公司制造)、以及5.00重量份的氧化钛(堺化学工业公司制造)，利用橡胶混炼机来混炼约180秒钟，直至达到混炼时的极限温度155℃后，将所获得的混合物以下述方法进行成形，然后，裁剪而获得与实施例1相同尺寸的长条状橡胶片。所述橡胶片的JIS-A硬度为70°。

成形方法是采用如下方法：利用压光压延机，将混炼后的生橡胶加工成1.6mm厚度的生橡胶片，在1.5mm厚度×600mm×100mm面积的压模内设置所述生橡胶片后，在160℃下进行30分钟挤压交联，获得橡胶交联片。

(比较例4)

将MDI-PCL系热塑性聚氨基甲酸酯(日本美拉龙(Miractran)公司制造，商品名“E595PNAT”)以下述方法进行成形后，裁剪而获得与实施例1相同尺寸的长条状的氨基甲酸酯片。所述氨基甲酸酯片的JIS-A硬度为93°。

成形是通过使用利用射出宽度为200mm的T模的挤出机，将厚度1.5mm、宽度200mm的片进行挤出成形而进行。此时，模的温度设为190℃。

(比较例5)

在100.00重量份的加温至110℃的MDI-PTMG预聚物(东曹公司制造，商品名“科罗耐特(Coronate)4362”)中，添加4.41重量份的1，4-BD(三菱化学公司制造)、1.10重量份的TMP(三菱瓦斯公司制造)，搅拌混合来制备氨基甲酸酯组合物。将即刻获得的氨基甲酸酯组合物投入至离心成形机中，以模具温度为150℃、交联时间为60分钟的条件使其交联，以厚度1.5mm将圆筒状的硬化物成型后，进行脱模。然后，将圆筒状的硬化物的其中一处切断而展开为板形，在送风烘箱内，以110℃、24小时的条件进行后交联，获得聚氨基甲酸酯制的整幅片。

(比较例6)

在100.00重量份的加温至110℃的MDI-PCL预聚物(三洋化成工业公司制造，商品名“桑普兰(Sanprene)P-6903”)中，添加6.17重量份的1，4-BD(三菱化学公司制造)、以及1.54重量份的TMP(三菱瓦斯公司制造)，搅拌混合来制备氨基甲酸酯组合物。将即刻获得的氨基甲酸酯组合物投入至离心成形机中，以模具温度为150℃、交联时间为60分钟的条件使其交联，以厚度1.5mm将圆筒状的硬化物成型后，进行脱模。然后，将圆筒状的硬化物的其中一处切断而展开为板形，在送风烘箱内，以110℃、24小时的条件进行后交联，获得聚氨基甲酸酯制的整幅片。

继而，将所述整幅片切割为纵12mm×横49mm，形成长条状的氨基甲酸酯片。所述氨基甲酸酯片的JIS-A硬度为77°。

(比较例7)

将100.00重量份的DEG-PES(东曹公司制造，商品名“尼珀兰(Nippollan)4706”)以及22.20重量份的碳二酰亚胺改性MDI(三井化学公司制造，商品名“塔克耐特(Takenate)LSI-14P”)，利用搅拌器进行混合。继而，在所获得的混合物中，添加6.70重量份的BHEB(三菱精细化学公司制造)、以及0.50重量份的TMP(三菱瓦斯化学公司制造)，搅拌混合来制备氨基甲酸酯组合物。继而，将所获得的氨基甲酸酯组合物投入至离心成形机中，以模具温度为150℃、交联时间为60分钟的条件使其交联，以厚度1.5mm将圆筒状的硬化物成型后，进行脱模。然后，将圆筒状的硬化物的其中一处切断而展开为板形，在送风烘箱内，以110℃、24小时的条件进行后交联，获得聚氨基甲酸酯制的整幅片。

继而，将所述整幅片切割为纵12mm×横49mm，形成长条状的氨基甲酸酯片。所述氨基甲酸酯片的JIS-A硬度为67°。

(比较例8)

除了将碳二酰亚胺改性MDI的调配量变更为32.20重量份，且将BHEB的调配量变更为13.00重量份以外，以与比较例7相同的方式获得长条状的氨基甲酸酯片。所述氨基甲酸酯片的JIS-A硬度为85°。

(比较例9)

除了将1，4-BD的调配量变更为3.82重量份，且将TMP的调配量变更为2.54重量份以外，以与实施例1相同的方式获得长条状的氨基甲酸酯片。所述氨基甲酸酯片的JIS-A硬度为65°。

关于比较例1～比较例9中制作的橡胶片及氨基甲酸酯片，将调配物及JIS-A硬度示于表2中。

[耐冷却剂性的评价]

关于实施例及比较例中制作的片(氨基甲酸酯片或者橡胶片)，评价对冷却剂的耐久性。

此处，使用下述三种冷却剂，评价对这些冷却剂的耐久性。

冷却剂A(油系)：商品名“达玛普(Daphne Marg Plus)MP10”(出光兴产公司制造)

冷却剂B(水系)：商品名“库里阿卡特(Clear Cut)R-H-1K”(尼欧斯(Neos)公司制造)的10倍稀释品

冷却剂C(水系)：商品名“尼欧酷(Neocool)Bio-60E”(莫莱斯科(Moresco)公司制造)的10倍稀释品

(评价方法)

将实施例及比较例中制作的片在所述冷却剂A～冷却剂C中分别浸渍既定时间(0小时、72小时、520小时)，算出浸渍时的片的重量增加率(％)。

此处，在0小时的浸渍中，将片浸渍于冷却剂中，然后即刻将片提拉出。另外，冷却剂A～冷却剂C分别用作室温及50℃的冷却剂。另外，重量的测定是自冷却剂中提拉出片，迅速利用纸巾(paper towel)来擦拭冷却剂后进行。

将结果示于表3、表4及图4(a)～图6(b)中。

图4(a)及图4(b)均为表示当将所述片浸渍于冷却剂A(50℃)中时的浸渍时间与重量增加率的图表。图4(a)中示出实施例1～实施例7的评价结果。图4(b)中示出比较例1～比较例9的评价结果。

图5(a)及图5(b)均为表示当将所述片浸渍于冷却剂B(50℃)中时的浸渍时间与重量增加率的图表。图5(a)中示出实施例1～实施例7的评价结果。图5(b)中示出比较例1～比较例9的评价结果。

图6(a)及图6(b)均为表示当将所述片浸渍于冷却剂C(50℃)中时的浸渍时间与重量增加率的图表。图6(a)中示出实施例1～实施例7的评价结果。图6(b)中示出比较例1、比较例2的评价结果。

继而，基于所述重量增加率，以下述基准将实施例及比较例中制作的片区分为“良好”、“膨润”及“溶出”。将结果示于表3、表4中。

良好：重量增加率为-5％～+5％。

膨润：重量增加率大于5％。

溶出：重量减少率大于5％(重量增加率＜-5％)。

另外，作为耐冷却剂性的一个指标，算出“520h中的重量增加率(％)/72h中的重量增加率(％)”。将结果示于表3、表4中。根据所述指标，也可评价所述片的耐冷却剂性。所述指标中，算出值越接近1.0，是指耐冷却剂性越良好。

如表3、表4及图4(a)～图6(b)所示，多元醇成分为聚乙烯己二酸酯多元醇(PEA)且JIS-A硬度为67°以上的实施例1～实施例7的弹性体构件对于不水溶性切削油及水溶性切削油的任一种冷却剂均为耐冷却剂性良好。与此相对，比较例1～比较例9的弹性体构件(或者橡胶构件)通过任一种冷却剂而确认到膨润或溶出。

[实际的机器评价]

制作将与实施例2的氨基甲酸酯片、以及比较例1的橡胶片分别为相同组成的弹性体构件(橡胶构件)作为弹性构件的工作机械用密封构件。

具体而言，关于实施例2的氨基甲酸酯片，首先，将交联后的片裁剪为20mm×600mm，与厚度1.2mm、长度900mm的金属制支持体粘接。然后，将端部切割为必需的长度及角度，打开安装用孔，制成密封构件。

另一方面，关于比较例1的橡胶片，首先，在加热至150℃的唇型密封形状的模具(约2mm厚度×32mm宽度×1200mm长度)内设置生橡胶片与金属制支持体，通过加压加温30分钟而使其挤压交联，获得橡胶与支持体的一体成型物。然后，将端部切割为必需的长度及角度，打开安装孔，制成密封构件。

将所获得的工作机械用密封构件作为唇型密封而安装(安装时的前端挤入量：3mm)于计算机数字控制(Computerized Numerical Control，CNC)车床(DMG森精机公司制造，NLX3000)上，使其运转800小时。在运转前后观察工作机械用密封构件的边缘部。将结果示于图7、图8中。

图7为对使用包括实施例2的氨基甲酸酯片作为弹性构件32的工作机械用密封构件时的边缘部的状态进行拍摄的照片(左侧)及示意图(右侧)，上段为运转前，下段为运转后。

图8为对使用包括比较例1的橡胶片作为弹性构件42的工作机械用密封构件时的边缘部的状态进行拍摄的照片(左侧)及示意图(右侧)，上段为运转前，下段为运转后。

将与实施例2的氨基甲酸酯片为相同组成的弹性体构件作为弹性构件32工作机械用密封构件如图7所示，仅少量磨耗。与此相对，将与比较例1的橡胶片为相同组成的橡胶构件作为弹性构件42的工作机械用密封构件如图8所示，大幅度磨耗(约1mm)。根据这些情况而明确，使用PEA作为多元醇成分的弹性体构件(弹性构件)的耐久性优异。

Claims

1.一种工作机械用密封构件，其包含支持构件、以及与所述支持构件一体化的弹性构件，且所述弹性构件暴露于冷却剂中，

所述弹性构件包含热硬化性聚氨基甲酸酯组合物的硬化物，

所述热硬化性聚氨基甲酸酯组合物含有多元醇成分、异氰酸酯成分及交联剂，

所述多元醇成分为聚乙烯己二酸酯多元醇，

所述异氰酸酯成分为芳香族异氰酸酯，

所述热硬化性聚氨基甲酸酯组合物中的异氰酸酯基浓度为5.50重量％～10.0重量％，

所述硬化物的日本工业标准-A硬度为67°以上。