CN108472782A - 工作机械用密封部材 - Google Patents

Abstract

本发明的工作机械用密封部材包括支撑部材、及与所述支撑部材一体化的板状的弹性部材，所述板状的弹性部材将在厚度方向上对向的两个面中的至少一个面设为缘部与对象部材抵接的抵接面，所述工作机械用密封部材的特征在于：所述弹性部材包含含有热硬化性聚氨基甲酸酯与无机粒子的组合物，所述无机粒子在所述弹性部材的厚度方向上偏向存在于所述抵接面侧。

Description

工作机械用密封部材

技术领域

本发明涉及一种工作机械用密封部材。

背景技术

车床或切削机(machining center)等工作机械中，为了保护驱动机构等不受切屑或冷却剂(切削油)等影响，使用有各种工作机械用密封部材，例如，唇式密封件(1ipseal)、滑动式密封件(slide seal)、伸缩式密封件(telescopic seal)、盖式密封件(coverseal)等。

作为工作机械用密封部材，例如已知有包括芯骨、及包含加硫接着于芯骨上的丁腈橡胶(nitrile butadiene rubber，NBR)等的密封材者。

近年来，伴随工作机械的高速化，密封材与对象部材的滑动阻力高逐渐成为问题。例如，在工作机械用密封部材中，密封材与对象部材进行高速滑动，由此容易在密封材与对象部材之间产生间隙，结果工作机械用密封部材的性能降低(切屑或冷却剂容易露出)、和/或、通过高速滑动而密封材卷缩、或产生震颤音成为问题。

另一方面，为了降低密封材与对象部材的滑动阻力，提出有在与对象部材的滑动部设置有织布或编布的工作机械用密封部材(例如，专利文献1)。另外，也提出有在与对象部材的滑动部调配有有机纤维等减摩材料的工作机械用密封部材(例如，专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2000-354934号公报

专利文献2：日本专利特开2009-202074号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，这些工作机械用密封部材存在无法充分地降低滑动阻力、或即便可降低滑动阻力而密封性能也提早降低的情况。

本发明解决此种问题，其目的在于提供一种可达成与对象部材的滑动阻力的降低、并且可长期维持密封性能的工作机械用密封部材。

解决问题的技术手段

(1)本发明的工作机械用密封部材，包括支撑部材、及与所述支撑部材一体化的板状的弹性部材，

所述板状的弹性部材将在厚度方向上对向的两个面中的至少一个面设为缘部与对象部材抵接的抵接面，

所述弹性部材包含含有热硬化性聚氨基甲酸酯与无机粒子的组合物，

所述无机粒子在所述弹性部材的厚度方向上偏向存在于所述抵接面侧。

所述工作机械用密封部材的弹性部材包含含有热硬化性聚氨基甲酸酯与无机粒子的组合物(以下，也称为氨基甲酸酯系组合物)。因此，所述工作机械用密封部材可利用热硬化性聚氨基甲酸酯而提高耐磨耗性，并且利用无机粒子而减小与对象部材的滑动阻力。此时，所述无机粒子偏向存在于弹性部材的滑动面侧，因而可确实地降低所述滑动阻力。进而，由于所述无机粒子偏向存在，因而所述工作机械用密封部材中利用所述无机粒子而弹性部材变硬，结果可避免损伤对所述弹性部材所要求的适当的弹性变形等物性。

因此，即便当在高速滑动条件下使用时，所述工作机械用密封部材也可长期维持密封性能，并且可避免震颤音的产生、或弹性部材的卷缩等。

所述弹性部材包含所述氨基甲酸酯系组合物，因而与包含NBR等的弹性部材相比，不易因冷却剂(切削液)而膨润，耐冷却剂性也优异。

(2)所述(1)的工作机械用密封部材中，优选为：所述板状的弹性部材构成为当将所述弹性部材在厚度方向上三等分为位于外侧的第1外侧层及第2外侧层与介于这些外侧层间的中间层时，第1外侧层中的所述无机粒子的含量多于所述中间层中的所述无机粒子的含量，且将所述第1外侧层的外侧表面设为所述抵接面。

此种工作机械用密封部材由于无机粒子大部分偏向存在于抵接面侧，因而可无损弹性部材的特性(适当的弹性变形等)地达成与弹性部材中的对象部材的滑动阻力的降低。因此，所述工作机械用密封部材更适于降低与对象部材的滑动阻力、及确保长期的优异的密封性。

(3)所述(1)或(2)的所述工作机械用密封部材优选为包含无机氧化物粒子或无机球(balloon)作为所述无机粒子。

这些无机粒子适于在所述弹性部材内偏向存在。另外，这些无机粒子与热硬化性聚氨基甲酸酯的密接性也良好。

(4)所述(1)或(2)的所述工作机械用密封部材优选为包含氧化铈粒子作为所述无机粒子，且相对于所述热硬化性聚氨基甲酸酯100重量份，所述氧化铈粒子的含量为2重量份～20重量份。

氧化铈粒子容易与热硬化性聚氨基甲酸酯相容，化学稳定性优异，也适于所述滑动阻力的降低。另外，所述氧化铈粒子就容易偏向存在于弹性部材的抵接面侧的方面而言也适宜。因此，通过以所述含量含有所述铈粒子，所述工作机械用密封部材可有效地降低与对象部材的滑动阻力，并且更长期地确保优异的密封性能。

(5)所述(2)的所述工作机械用密封部材进而也优选为构成为所述第2外侧层中的所述无机粒子的含量多于所述中间层中的所述无机粒子的含量，且将所述第2外侧层的外侧表面设为所述抵接面。

此种工作机械用密封部材例如可适宜用于如安装于工作机械的门部分等的盖式密封件(cover seal)那样的、将在所述板状的弹性部材具有的厚度方向上对向的两个面此两者设为与对象部材的抵接面的工作机械用密封部材。

(6)所述(5)的工作机械用密封部材优选为包含无机氧化物粒子、及无机球作为所述无机粒子，且所述第1外侧层较所述中间层更多地含有的无机粒子为无机氧化物粒子及无机球的任意一者，所述第2外侧层较所述中间层更多地含有的无机粒子为无机氧化物粒子及无机球的任意另一者。

所述工作机械用密封部材通过含有此种两种无机粒子，可确实地使无机粒子分别偏向存在于所述弹性部材中的第1外层侧与第2外层侧，可确实地降低各自的抵接面中的滑动阻力。另外，所述工作机械用密封部材由于所述中间层的无机粒子的含量少，因而也可维持密封性能。

发明的效果

本发明的工作机械用密封部材可达成与对象部材的滑动阻力的降低，并且可长期维持优异的密封性能。

附图说明

[图1]图1(a)是表示第1实施方式的工作机械用密封部材的平面图，图1(b)是图1(a)的侧面图。

[图2]示意性表示图1所示的工作机械用密封部材所具备的弹性部材的要部的剖面图。

[图3]示意性表示安装有图1所示的工作机械用密封部材的伸缩盖的一部分的剖面图。

[图4]图4(a)是表示第2实施方式的工作机械用密封部材的侧面图，图4(b)是示意性表示图4(a)所示的工作机械用密封部材所具备的弹性部材的要部的剖面图。

[图5]图5(a)是用以说明测定实施例1～实施例10及比较例1的工作机械用密封部材的动摩擦系数的方法的示意图，图5(b)是用以说明测定比较例2、比较例3的工作机械用密封部材的动摩擦系数的方法的示意图。

具体实施方式

(第1实施方式)

以下，对本实施方式的工作机械用密封部材进行说明。

本实施方式的工作机械用密封部材包括支撑部材、及与所述支撑部材一体化的板状的弹性部材。

图1(a)是表示第1实施方式的工作机械用密封部材的平面图，图1(b)是图1(a)的侧面图。图2是示意性表示图1所示的工作机械用密封部材所具备的弹性部材的要部的剖面图。

如图1所示，工作机械用密封部材10包括支撑部材11及弹性部材12，所述支撑部材11包含使大致矩形状的金属板沿长度方向弯曲而得的加工金属板，所述弹性部材12是沿支撑部材11的长度方向经由接着剂层13而固定的板状的弹性部材12。

弹性部材12是板状的部材，具有在厚度方向(图2中，上下方向)上对向的第1面14及第2面15，且在第1面14的缘部12a(弹性部材12的第1面14与前端面12c形成的边缘部的附近)与对象部材抵接。由此，工作机械用密封部材10可将工作机械的规定部位密封。工作机械用密封部材10中，第1面14为抵接面。

弹性部材12包含含有热硬化性聚氨基甲酸酯与无机粒子的组合物。无机粒子16在弹性部材12中分散。

此时，如图2中示意性所示，无机粒子16偏向存在于抵接面14侧。具体而言，当自第1面(抵接面)14侧向第2面15侧，将弹性部材12在厚度方向上三等分为第1外侧层17A、中间层18及第2外侧层17B时，无机粒子16以在第1外侧层17A含有大部分的无机粒子16、中间层18含有极少的无机粒子16、第2外侧层17B不含无机粒子16的方式偏向存在。

在第1外侧层17A内，无机粒子16的含量自中间层18侧向抵接面14侧渐渐增加，一部分无机粒子16在抵接面14侧露出。

再者，本实施方式的工作机械用密封部材中，也可仅第1外侧层17A含有无机粒子，第2外侧层17B及中间层18完全不含无机粒子。

具备此种弹性部材12的工作机械用密封部材10利用热硬化性聚氨基甲酸酯而使耐磨耗性变良好，并且利用无机粒子16而使与对象部材的滑动阻力变低。因此，即便在高速滑动条件下使用，工作机械用密封部材10也可长期确保优异的密封性能。

工作机械用密封部材10例如可用作伸缩式密封件。

图3是示意性表示安装有工作机械用密封部材10的伸缩盖的一部分的剖面图。

如图3所示，工作机械用密封部材10通过在构成伸缩盖100的各盖部材110的外侧前端部的下表面，对支撑部材11进行螺固(未图示)来固定。此时，工作机械用密封部材10安装于如下位置，即，位于下侧的盖部材110的外表面110a与弹性部材12的抵接部确实地滑动接触的位置。

再者，在支撑部材11上，预先形成螺栓用的贯通孔(未图示)。

如上所述在各盖部材110的外侧前端部安装有工作机械用密封部材10的伸缩盖可在所述伸缩盖的伸缩时，防止存在于伸缩盖的外侧的切削粉等进入盖内。

在车床或切削机等各种工作机械中，工作机械用密封部材10可用作用以保护工作机械内的驱动机构等各种零件不受切削粉或冷却剂等影响的密封部材。工作机械用密封部材10不仅可用作所述伸缩式密封件，也可用作唇式密封件、滑动式密封件、盖式密封件等。

其次，对本实施方式的工作机械用密封部材的构成部材进行说明。

(支撑部材)

支撑部材11是用以将所述弹性部材确实地安装于工作机械上的部材。就耐久性或强度的方面而言，作为支撑部材11的材质，通常适当的是钢或铝等金属材料。所述材质也可为陶瓷或刚性塑料等。

另外，作为所述支撑部材，也可使用表面无处理的钢板、实施了磷酸锌处理或铬酸盐处理或防锈树脂处理等表面处理的钢板、磷青铜或弹簧钢等弹性金属板等。

为了提升与接着剂层的相容性，所述支撑部材也可实施利用底漆的表面处理、或粗糙面化处理。

(弹性部材)

弹性部材12包含含有热硬化性聚氨基甲酸酯与无机粒子的组合物(氨基甲酸酯系组合物)。

作为所述无机粒子，例如可列举：包含氧化铈、氧化锆、氧化锌、氧化铝、氧化铁、二氧化硅等无机氧化物的无机氧化物粒子，包含铜、镍、铁、铝等金属等的金属粉末；玻璃球(glass balloon)或漂珠(fly ash balloon)等无机球等。这些无机粒子可单独使用，也可并用两种以上。

本发明中，所谓无机球是指包含无机材料的粒子中中空构造者。另外，所谓无机氧化物粒子，是指包含氧化铈等金属氧化物、氧化硅等半金属氧化物、或这些的复合物的粒子。再者，当所述无机氧化物粒子具有中空构造时，将其作为无机球而与无机氧化物粒子相区分。

这些无机粒子中，适于在弹性部材中偏向存在，另外，就与热硬化性聚氨基甲酸酯的密接性也良好的方面而言，优选为无机氧化物粒子及无机球。

尤其，就容易与热硬化性聚氨基甲酸酯相容、化学稳定性优异、适于滑动阻力的降低而言，优选为氧化铈粒子。所述氧化铈粒子因比重与热硬化性聚氨基甲酸酯相比而言足够重，因而就容易偏向存在于所述弹性部材的抵接面侧的方面而言也适合。

所述无机粒子的含量只要根据无机粒子的种类而适当选择即可。

例如，当所述无机粒子为氧化铈粒子时，相对于热硬化性聚氨基甲酸酯100重量份，所述氧化铈粒子的含量优选为2重量份～20重量份。

若所述氧化铈粒子的含量小于2重量份，则有时无法充分降低滑动阻力。另一方面，若所述氧化铈粒子的含量超过20重量份，则有时所述弹性部材变硬而密封性能劣化。另外，即便所述氧化铈粒子的含量超过20重量份，也难以进一步降低滑动阻力。相对于热硬化性聚氨基甲酸酯100重量份，所述氧化铈粒子的含量更优选为3重量份～15重量份。

另外，当所述无机粒子为无机球时，相对于热硬化性聚氨基甲酸酯100重量份，所述无机球的含量优选为0.1重量份～2.0重量份。

若所述无机球的含量小于0.1重量份，则有时无法充分降低滑动阻力。另一方面，若所述无机球的含量超过2.0重量份，则有时所述弹性部材变硬而密封性能劣化。另外，即便所述无机球的含量超过2.0重量份，也难以进一步降低滑动阻力。相对于热硬化性聚氨基甲酸酯100重量份，所述无机球的含量更优选为0.2重量份～1.0重量份。

所述无机粒子的粒径优选为0.5μm～100μm。

当所述无机粒子为无机氧化物粒子时，所述粒径优选为0.5μm～10μm，当所述无机粒子为无机球时，所述粒径优选为20μm～80μm。

若所述无机粒子的粒径小，则无机粒子的比表面积变大，与热硬化性聚氨基甲酸酯的流动阻力变大，因而有时难以在弹性部材中偏向存在。另一方面，若所述无机粒子的粒径大，则滑动时容易自热硬化性聚氨基甲酸酯脱落，有时无法长期稳定地维持低的滑动阻力。

所述无机粒子的粒径是使用激光衍射式粒度分布测定装置(例如清新(Seishin)企业公司制造、LMS-2000e等)，利用体积测定法而测定累积粒度分布50％时的值d50(中值粒径)所得者。

所述弹性部材中，此种无机粒子在厚度方向上偏向存在。关于使所述无机粒子偏向存在的方法，将在下文叙述。

本发明中，所谓热硬化性聚氨基甲酸酯是指含有多元醇成分、异氰酸酯成分及交联剂等的热硬化性氨基甲酸酯原料硬化所得的硬化物。

所述多元醇成分并无特别限定，例如可列举：聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚己内酯多元醇等。

所述多元醇的数量平均分子量优选为1000～3000。原因在于，在所述工作机械用密封部材中，更适于防止切削粉或冷却剂等的侵入。所述数量平均分子量是利用凝胶渗透色谱仪(Gel Permeation Chromatograph，GPC)测定所得的聚苯乙烯换算的测定值。

作为所述聚酯多元醇，例如可列举通过按照常规方法使二羧酸与二醇反应所得者等。

作为所述二羧酸，例如可列举对苯二甲酸、间苯二甲酸、2，6-萘二甲酸等芳香族二羧酸、己二酸、壬二酸、癸二酸等脂肪族二羧酸、羟基苯甲酸等羟基羧酸、这些的酯形成性衍生物等。这些之中，就耐磨耗性良好的方面而言，优选为己二酸。

作为所述二醇，例如可列举：乙二醇、1，4-丁二醇、二乙二醇、新戊二醇、3-甲基-1，5-戊二醇、1，9-壬二醇、三乙二醇等脂肪族二醇，1，4-环己烷二甲醇等脂环族二醇，对二甲苯二醇等芳香族二醇，聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基二醇等聚氧亚烷基二醇等。作为所述二醇，优选为脂肪族二醇，更优选为乙二醇、1，4-丁二醇。

作为二羧酸及二醇的反应物的聚酯多元醇为线状构造，但也可为使用三价以上的酯形成成分的分支状聚酯。

作为所述聚醚多元醇，例如可列举聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基二醇、这些的共聚物等聚亚烷基二醇等。其中，就耐摩耗性良好的方面而言，优选为聚四亚甲基二醇。

作为所述聚己内酯多元醇，例如可列举：通过将低分子量二醇作为引发剂，在催化剂的存在下使ε-己内酯进行开环加成所获得者等。

这些多元醇成分可单独使用，也可并用两种以上。

所述多元醇成分优选为聚乙烯己二酸酯多元醇(polyethylene adipate esterpolyol，PEA)。此时，所述弹性部材的耐冷却剂性特别优异。因此，具备所述弹性部材的工作机械用密封部材可更长期地维持性能。

所述聚异氰酸酯并无特别限定，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。这些之中，就耐磨耗性良好的方面而言，优选为芳香族异氰酸酯。

作为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(Hexamethylene Diisocyanate，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，也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、加合物的改性体等。

作为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。

作为所述芳香族异氰酸酯，例如可列举甲代亚苯基二异氰酸酯(TolyleneDiisocyanate，TDI)、亚苯基二异氰酸酯、4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(Diphenylmethanediisocyanate，MDI)、1，5-萘二异氰酸酯、亚二甲苯基二异氰酸酯(XylyleneDiisocyanate，XDI)、碳二亚胺改性的MDI、氨基甲酸酯改性的MDI等。

所述聚异氰酸酯可单独使用，也可并用两种以上。

作为所述交联剂，例如可列举：乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、二乙二醇、三羟甲基丙烷、甘油、肼、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。这些之中，就耐油性良好的方面而言，优选为丁二醇、三羟甲基丙烷。

所述交联剂可单独使用，也可并用两种以上。

除此以外，热硬化性氨基甲酸酯原料也可含有：链延长剂、交联促进剂、交联延迟剂等反应助剂、水解防止剂、着色剂、光稳定剂、热稳定剂、抗氧化剂、防霉剂、阻燃剂、增量剂等。

弹性部材12中，无机粒子16偏向存在在抵接面14侧。

具备此种构成的弹性部材12例如可利用下述第1方法、第2方法等而制作。

(第1方法)

将所述热硬化性氨基甲酸酯原料与所述无机粒子混合而制备原料组合物。

其次，将所获得的原料组合物投入至离心成形机中，在规定的条件下使热硬化性氨基甲酸酯原料热硬化，由此而成形圆筒状的氨基甲酸酯系组合物。

其后，将氨基甲酸酯系组合物展开为片状，并裁断为规定的尺寸，由此而制成弹性部材。

所述第1方法中，可利用热硬化性氨基甲酸酯原料与无机粒子的比重差而使无机粒子偏向存在。

所述第1方法中，当调配比重重于热硬化性氨基甲酸酯原料的无机粒子(例如，氧化铈粒子等)时，可制作无机粒子偏向存在于成型机的模具面侧的弹性部材。另一方面，当调配比重轻于热硬化性氨基甲酸酯原料的无机粒子(例如，无机球等)时，可制作无机粒子偏向存在于成型机的模具面侧的相反侧(以下，也称为空气侧)的弹性部材。

(第2方法)

分别制备将所述热硬化性氨基甲酸酯原料与所述无机粒子混合的原料组合物A、及仅包含所述热硬化性氨基甲酸酯原料的原料组合物B。

其次，将所获得的原料组合物A及原料组合物B的任一原料组合物投入至离心成形机中，在规定的条件下使热硬化性氨基甲酸酯原料半硬化。继而，将未投入的另一原料组合物投入至离心成形机中，使其在规定的条件下硬化，由此而成形圆筒状的氨基甲酸酯系组合物。

其后，将氨基甲酸酯系组合物展开为片状，并裁断为规定的尺寸，由此而制成弹性部材。

所述第2方法中，当热硬化性氨基甲酸酯原料与无机粒子的比重差小时，也可使无机粒子偏向存在。

所述第2方法中，当调配比重重于热硬化性氨基甲酸酯原料的无机粒子作为无机粒子时，首先投入含有无机粒子的原料组合物A。另一方面，当调配比重轻于热硬化性氨基甲酸酯原料的无机粒子作为无机粒子时，首先投入不含无机粒子的原料组合物B。由此，可制作无机粒子偏向存在于模具面侧或空气侧的任一侧的弹性部材。

这些第1方法、第2方法中，可通过制备成形温度(硬化时间)、成形机的旋转速度等而调节无机粒子的偏向存在状态。

另外，所述第1方法及第2方法中，投入至成形机之前的热硬化性氨基甲酸酯原料可直接包含未反应的多元醇成分及异氰酸酯成分，也可以两者反应而得的氨基甲酸酯预聚物的形式来包含。即，热硬化性氨基甲酸酯原料的硬化可利用单次(one shot)法来进行，也可利用预聚物法来进行。

所述弹性部材的硬度(日本工业标准(Japanese Industrial Standards，JIS)A硬度)优选为55°～90°。

若所述弹性部材的硬度小于55°，则有时当在工作机械的滑动面上滑动时产生变形，无法确实地防止切削粉等的侵入。另一方面，若所述弹性部材的硬度超过90°，则弹性部材过硬，因而有时在滑动时破损。弹性部材的硬度更优选为65°～80°。

所述JIS A硬度是依据JIS K 7312并利用弹簧式A型硬度试验机所测定的值。

所述弹性部材的回弹性优选为10％～50％。

通过将所述弹性部材的回弹性设为所述范围，容易抑制滑动时的异常声音(震颤音)的产生。回弹性更优选为20％～40％。

所述回弹性是依据JIS K7312所测定的值。

(接着剂层)

将所述弹性部材与所述支撑部材加以固定的接着剂层并无特别限定，只要考虑各部材的材质而适宜选择即可。

作为所述接着剂层，例如可列举由乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(ethylenevinylacetate copolymer，EVA)系、聚酰胺系或聚氨基甲酸酯系的热熔接着剂、或硬化型接着剂等所形成者，进而可列举利用双面胶所形成者等。

所述接着剂层的厚度并无特别限定，优选为50μm～500μm。

(第2实施方式)

本实施方式的工作机械用密封部材中，板状的弹性部材中的无机粒子的分散状态与第1实施方式不同。

图4(a)是表示第2实施方式的工作机械用密封部材的侧面图，图4(b)是示意性表示图4(a)所示的工作机械用密封部材所具备的弹性部材的要部的剖面图。

如图4(a)所示，工作机械用密封部材20包括：板状的支撑部材21、以及经由接着剂层23而固定于支撑部材21的单面的弹性部材22。

弹性部材22是板状的部材，具有在厚度方向(图4(a)中，左右方向)上对向的第1面24及第2面25，且在第1面24的缘部22a(弹性部材22的第1面24与前端面22c形成的边缘部的附近)与对象部材抵接，并且第2面25的缘部22b(弹性部材22的第2面25与前端面22c形成的边缘部的附近)与对象部材抵接。工作机械用密封部材20中，第1面24及第2面25均为与对象部材的抵接面。

弹性部材22包含含有热硬化性聚氨基甲酸酯与无机粒子的组合物，无机粒子在弹性部材22中分散。此时，无机粒子包含两种无机粒子26A、无机粒子26B。如图4(b)所示，弹性部材22中，无机粒子26A偏向存在于抵接面(第1面)24侧，无机粒子26B偏向存在于抵接面(第2面)25侧。

具体而言，当自第1面(抵接面)24侧向第2面(抵接面)25侧，将弹性部材22在厚度方向上三等分为第1外侧层27A、中间层28及第2外侧层27B时，无机粒子26A、无机粒子26B以在第1外侧层27A含有无机粒子26A的大部分，在第2外侧层27B含有无机粒子26B的大部分，中间层28仅含有极少的无机粒子的方式偏向存在。

在第1外侧层27A内，无机粒子26A的含量自中间层28侧向抵接面24侧渐渐增加，一部分无机粒子26A在抵接面24侧露出。进而，在第2外侧层27B内，无机粒子26B的含量自中间层28侧向抵接面25侧渐渐增加，一部分无机粒子26B在抵接面25侧露出。

再者，本实施方式的工作机械用密封部材中，中间层28也可完全不含无机粒子。

具备弹性部材22的工作机械用密封部材20利用热硬化性聚氨基甲酸酯而使耐磨耗性变良好，并且利用无机粒子26A、无机粒子26B而使与对象部材的滑动阻力变低。因此，工作机械用密封部材20可长期确保优异的密封性能。

除此以外，工作机械用密封部材20中，第1面24及第2面25均为适于与对象部材滑动的面。因此，工作机械用密封部材20例如可适宜用作安装于工作机械的门等的盖式密封件。

本实施方式的工作机械用密封部材的构成部材与第1实施方式的工作机械用密封部材大致相同，但就在弹性部材22中，第1面24侧及第2面25侧中均偏向存在有无机粒子的方面而言不同。

为了设为此种构成，弹性部材22含有两种无机粒子26A、无机粒子26B作为无机粒子。

具体而言，弹性部材22含有比重重于热硬化性氨基甲酸酯的无机粒子(例如氧化铈粒子等)、及比重轻于热硬化性氨基甲酸酯的无机粒子(例如氧化球等)。此外，比重重的无机粒子偏向存在于第1面24侧或第2面25侧的任一侧，比重轻的无机粒子偏向存在于另一侧。

弹性部材22可利用与第1实施方式中的第1方法相同的方法而制作。即，在将所述热硬化性氨基甲酸酯原料与所述两种无机粒子混合而制备原料组合物后，将所获得的原料组合物与第1方法同样地成形而制作弹性部材即可。

此时，可制作比重重的无机粒子偏向存在于成型机的模具面侧，比重轻的粒子偏向存在于空气侧的弹性部材。

弹性部材22例如也可利用下述第3方法而制作。

(第3方法)

分别制备将所述热硬化性氨基甲酸酯原料与比重重于所述热硬化性氨基甲酸酯原料的无机粒子混合的原料组合物A、及将所述热硬化性氨基甲酸酯原料与比重轻于所述热硬化性氨基甲酸酯原料的无机粒子混合的原料组合物B。

其次，将所获得的原料组合物A投入至离心成形机中，在规定的条件下使热硬化性氨基甲酸酯原料半硬化。继而，将原料组合物B投入至离心成形机中，使其在规定的条件下硬化，由此而成形圆筒状的氨基甲酸酯系组合物。

其后，将氨基甲酸酯系组合物展开为片状，并裁断为规定的尺寸，由此而制成弹性部材。

所述第3方法中，也可制作比重重的无机粒子偏向存在于成型机的模具面侧，比重轻的粒子偏向存在于空气侧的弹性部材。

工作机械用密封部材20在工作机械中不仅可用作盖式密封件，也可用作唇式密封件、滑动密封件、伸缩密封件等。

(其他实施方式)

本发明的实施方式并不限定于这些实施方式，可在权利要求所记载的发明的范围内进行适当变更。

本发明的实施方式的工作机械用密封部材所具备的弹性部材只要当将所述弹性部材在厚度方向上二等分时，任一者的无机粒子的含量多于另一者的无机粒子的含量即可。

本发明的实施方式的工作机械用密封部材未必需要如第1实施方式、第2实施方式的工作机械用密封部材那样使无机粒子存在于板状的弹性部材的抵接面侧的全体。所述工作机械用密封部材仅在板状的弹性部材的抵接部附近的区域(例如距弹性部材的前端面5mm～10mm的区域)存在无机粒子，也可在所述区域的厚度方向上使无机粒子偏向存在。

此时，也可达成与对象部材的滑动阻力的降低、及长期的密封性的维持。

当制作如此而构成的弹性部材时，例如准备模具及两个浇铸机，将最初将热硬化性氨基甲酸酯原料与所述无机粒子混合所得的原料组合物浇铸至弹性部材的抵接部及位于其附近的部分，其次，将仅包含所述热硬化性氨基甲酸酯原料的原料组合物浇铸至剩余部分，其后，进行硬化处理即可。

第1及第2实施方式的工作机械用密封部材中，通过离心成形而一体地制作弹性部材，但所述弹性部材也可为制作多片包含无机粒子的含有率(每单位厚度的含量)不同的热硬化性聚氨基甲酸酯及无机粒子的片材，并利用接着剂将这些贴合而得者。然而，当将多片片材贴合时，难以确保适当的弹性变形或强度，也存在弹性部材产生翘曲之虞。因此，所述弹性部材优选为包含含有无机粒子的一片板状体(硬化物)者。

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。

此处，制作弹性部材并对特性进行评价，并且使用所制作的弹性部材来制造工作机械用密封件而测定摩擦系数。

<弹性部材的制作>

(氨基甲酸酯预聚物的制备)

向聚乙烯己二酸酯二醇(三洋化成工业(股份)制造，三艾斯塔(SanEster)2620，羟值为56.1mgKOH/g)100重量份中添加纯MDI(东曹(股份)制造，密里奥奈特(Millionate)MT)30.5重量份，在70℃环境下进行减压脱泡后，一面进行搅拌一面反应8小时，而获得预聚物A。

(弹性部材A的制作)

向加温至105℃的预聚物A 100重量份中添加70℃的1，4-BD(三井化学公司制造、1，4-丁二醇)6.37重量份及TMP(三菱瓦斯化学公司制造、三羟甲基丙烷)0.197重量份、以及加温至70℃的氧化铈粒子(太阳矿工公司制造、塞利科(Cerico)CH-601、粒径2μm)5.32重量份，搅拌混合120秒而制备原料组合物A1。

与此不同而未调配氧化铈粒子，除此以外，以与原料组合物A1的制备相同的方式而制备原料组合物A2。

将原料组合物A1浇铸至加热至155℃的离心成形机的模具中，加热15分钟而使原料组合物A1半硬化。继而，将原料组合物A2投入至离心成型机中，加热60分钟而获得圆筒状的硬化物。其后，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℃、12小时的条件进行后交联。最后，裁断为规定的尺寸而制作弹性部材A。

再者，弹性部材A中，将由原料组合物A1所得的硬化物的厚度设为0.8mm，将由原料组合物A2所得的硬化物的厚度设为0.7mm。

(弹性部材B的制作)

代替塞利科(Cerico)CH-601而使用塞利科(Cerico)CH-BS302(太阳矿工公司制造、粒径3μm)作为氧化铈粒子，除此以外，以与原料组合物A1的制备相同的方式制备原料组合物B1。其后，代替原料组合物A1而使用所述原料组合物B1，除此以外，以与弹性部材A的制作相同的方式制作弹性部材B。

(弹性部材C的制作)

将氧化铈粒子的调配量变更为15.99重量份，除此以外，以与原料组合物A1的制备相同的方式制备原料组合物C1。其后，代替原料组合物A1而使用所述原料组合物C1，除此以外，以与弹性部材A的制作相同的方式制作弹性部材C。

(弹性部材D的制作)

向加温至105℃的预聚物A 100重量份中添加70℃的1，4-BD(三井化学公司制造)6.37重量份及TMP(三菱瓦斯化学公司制造)0.197重量份、以及加温至70℃的氧化铈粒子(太阳矿工公司制造、塞利科(Cerico)CH-BS302)3.20重量份，搅拌混合120秒而制备原料组合物D。

其后，将原料组合物D浇铸至加热至155℃的离心成形机的模具中，加热60分钟而获得圆筒状的硬化物。其后，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℃、12小时的条件进行后交联。最后，裁断为规定的尺寸而制作弹性部材D。再者，弹性部材D的厚度设为1.5mm。

(弹性部材E的制作)

向加温至105℃的预聚物A 100重量份中添加70℃的1，4-BD(三井化学公司制造)6.37重量份及TMP(三菱瓦斯化学公司制造)0.197重量份、以及加温至70℃的玻璃珠球(glass beads balloon)(巴工业公司制造、硼硅酸玻璃Q-cel5020、粒径60μm)0.266重量份，搅拌混合120秒而制备原料组合物E。

其后，将原料组合物E浇铸至加热至155℃的离心成形机的模具中，加热60分钟而获得圆筒状的硬化物。其后，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℃、12小时的条件进行后交联。最后，裁断为规定的尺寸而制作弹性部材E。再者，弹性部材E的厚度设为1.5mm。

(弹性部材F的制作)

将玻璃珠球的调配量变更为0.139重量份，除此以外，以与原料组合物E的制备相同的方式制备原料组合物F。其后，代替原料组合物E而使用所述原料组合物F，除此以外，以与弹性部材E的制作相同的方式制作弹性部材F。

(弹性部材G的制作)

代替玻璃珠球而调配漂珠(fly ash balloon)(巴工业公司制造、赛诺莱特(Cenolite)FS150(20)、粒径60μm)1.07重量份，除此以外，以与原料组合物E的制备相同的方式制备原料组合物G。其后，代替原料组合物E而使用所述原料组合物G，除此以外，以与弹性部材E的制作相同的方式制作弹性部材G。

(弹性部材H的制作)

代替赛诺莱特(Cenolite)FS150(20)而使用赛诺莱特(Cenolite)QK75(巴工业公司制造、粒径30μm)作为漂珠，除此以外，以与原料组合物G的制备相同的方式制备原料组合物H。其后，代替原料组合物G而使用所述原料组合物H，除此以外，以与弹性部材G的制作相同的方式制作弹性部材H。

(弹性部材I的制作)

向加温至105℃的预聚物A 100重量份中添加70℃的1，4-BD(三井化学公司制造)6.37重量份及TMP(三菱瓦斯化学公司制造)0.197重量份、以及加温至70℃的玻璃珠球(Q-cel5020)0.266重量份及氧化铈粒子(塞利科(Cerico)CH-BS302)3.20重量份，搅拌混合120秒而制备原料组合物I。

其后，将原料组合物I浇铸至加热至155℃的离心成形机的模具中，加热60分钟而获得圆筒状的硬化物。其后，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℃、12小时的条件进行后交联。最后，裁断为规定的尺寸而制作弹性部材I。再者，弹性部材I的厚度设为1.5mm。

(弹性部材J的制作)

代替玻璃珠球而调配漂珠(赛诺莱特(Cenolite)QK75)1.07重量份，除此以外，以与原料组合物I的制备相同的方式制备原料组合物J。其后，代替原料组合物I而使用所述原料组合物J，除此以外，以与弹性部材I的制作相同的方式制作弹性部材J。

(弹性部材K的制作)

仅使用不含无机粒子的所述原料组合物A2，而制作厚度为1.5mm的弹性部材K。

此时，以与使用原料组合物D的弹性部材D的制作相同的条件将原料组合物A2成形，而制作弹性部材K。

<弹性部材的评价>

(1)翘曲的评价

以因翘曲而端面上浮的朝向将裁断为100mm×100mm的各弹性部材(厚度为1.5mm)载置于压盘上。

使用厚度计来计测所述状态下的端面上浮的最大值，设为翘曲量。

将结果示于表1中。再者，若所述评价中翘曲量为0.4mm以下，则可适宜用作工作机械用密封部材。

(2)耐冷却剂性的评价

精确秤量裁断为约10mm×20mm的各弹性部材(厚度为1.5mm)的重量，其后，浸渍于50℃的冷却液(商品名“可立卡特(Clear Cut)R-H-10P”(尼欧斯(Neos)公司制造)的10倍稀释品)中。经过200小时后，取出弹性部材，将所附着的冷却液拭去后，再次精确秤量重量，算出由浸渍产生的重量增加率(％)。

将结果示于表1中。再者，所述评价中，若重量增加率小于10％，则可判断为耐冷却剂性良好。

(3)无机粒子的含有状态的确认

使用切片机(福耳图那(Fortuna)公司制造的分割机(splitting machine)NAF470G)将各弹性部材在厚度方向上三等分地切片，切分为模具面侧层(第1外侧层)、中间层、及空气侧层(第2外侧层)。其次，将各层裁断为约10mm×10mm而制成测定试样。

首先，精确秤量各试样的重量(重量A)。其后，在将试样放入已完成计量的坩埚中的状态下，利用高温烘箱在600℃/1小时的条件下进行加热。由此而使热硬化性聚氨基甲酸酯燃烧。冷却后，精确秤量燃烧残渣的重量(重量B)，设为无机粒子的重量。

基于所述重量A及重量B，利用下述式(1)来算出各层中的无机粒子相对于热硬化性聚氨基甲酸酯100重量份的含量。算出值精确至小数点后一位。结果示于表1中。

无机粒子的含量(PHR)＝[B/(A-B)]×100…(1)

<工作机械用密封部材的制造与动摩擦系数的评价>

(实施例1～实施例10及比较例1)

此处，制造图4所示的构造的工作机械用密封部材20。

首先，将厚度0.8mm的钢板(神户制钢所制造、格林寇特(Green Coat)GX-K2)裁断为20mm×60mm，而获得板状的支撑部材21。

其次，经由接着材层(双面胶：日东电工公司制造、No.500)23将30mm×60mm×1.5mm的弹性部材22(弹性部材A～弹性部材K的任一者)固定于支撑部材21，而制造工作机械用密封部材20。此时，关于各弹性部材A～弹性部材K，以制作时位于模具侧的面成为弹性部材22的第1面24的方式将弹性部材22固定于支撑部材21。

再者，各实施例/比较例中采用的弹性部材的种类如表1所示。

(比较例2)

将市售的工作机械用密封部材(新田(Nitta)公司制造、LP-22ST)作为评价对象。

(比较例3)

将市售的工作机械用密封部材(新田公司制造、GW-LPV1)作为评价对象。

关于实施例1～实施例10及比较例1～比较例3的工作机械用密封部材，利用下述方法来测定动摩擦系数。

所述动摩擦系数是使用新东(Heidon)式表面性试验机(HEIDON-14DR型、新东化学公司制造)来测定。图5(a)是表示测定实施例1～实施例10及比较例1的工作机械用密封部材的动摩擦系数的方法的示意图，图5(b)是表示测定比较例2、比较例3的工作机械用密封部材的动摩擦系数的方法的示意图。

实施例1～实施例10及比较例1的工作机械用密封部材的动摩擦系数

(1)模具面侧的动摩擦系数

如图5(a)所示，以弹性部材22的第1面24与表面加工钢板60的表面60a形成的角成为25°的方式，使工作机械用密封部材20的抵接部22a(边缘部)与表面加工钢板60接触，自支撑部材21的上侧沿铅垂方向朝下对工作机械用密封部材20施加100g/20mm宽度的垂直负荷，而使抵接部22a压接于表面加工钢板60。

其后，以25mm/秒的移动速度使表面加工钢板60进行水平移动(图5(a)中，移动方向自左向右)，基于下述计算式来算出动摩擦系数。

动摩擦系数＝滑动开始后0.3秒以后的水平负荷平均值/垂直负荷

将结果示于表1中。

(2)空气侧的动摩擦系数

使工作机械用密封部材20的上下朝向反转，除此以外，以与模具面侧的动摩擦系数的测定相同的方式测定空气侧的动摩擦系数。

即，以弹性部材22的第2面25与表面加工钢板60的表面60a形成的角成为25°的方式，使工作机械用密封部材20的第2面25侧的抵接部22b(边缘部)与表面加工钢板60接触而进行测定。

比较例2、比较例3的工作机械用密封部材的动摩擦系数

如图5(b)所示，以唇部72的背面与表面加工钢板60的表面60a形成的角成为25°的方式使工作机械用密封部材70的边缘部74与表面加工钢板60接触，自芯骨71的上侧沿铅垂方向朝下对工作机械用密封部材70施加100g/20mm宽度的垂直负荷，而使边缘部74压接于表面加工钢板60。

其后，以25mm/秒的移动速度使表面加工钢板60进行水平移动(图5(b)中，移动方向自左向右)，基于上述计算式来算出动摩擦系数。将结果示于表1中。

动摩擦系数的测定均是在温度20℃～25℃、相对湿度40％～55％的环境下进行。

另外，各测定分别是在干燥条件下及湿润条件下进行。

干燥条件下的测定是在表面加工钢板60的表面60a呈洁净状态的干式条件下进行。

另一方面，湿式条件下的测定是在表面加工钢板60的表面60a被冷却剂润湿的状态下进行。具体而言，于在表面加工钢板的与工作机械用密封部材的抵接部接触的部分滴加约5ml的“可立卡特(Clear Cut)R-H-10P”的10倍稀释品的状态下进行。

关于动摩擦系数的测定结果，判断为○：0.50以下，△：超过0.50～0.80以下，×：超过0.80，附记于表1中。

[表1]

如表1所示，可知：含有热硬化性聚氨基甲酸酯与无机粒子、且无机粒子偏向存在的弹性部材几乎未产生翘曲，耐冷却剂性优异。也可知：具备所述弹性部材的工作机械用密封部材于在厚度方向上对向的2个面中，至少一个面的动摩擦系数低。

因此，本发明的实施方式的工作机械用密封部材可减小与对象部材的滑动阻力，可长期确保密封性能。

符号的说明

10、20：工作机械用密封部材

11、21：支撑部材

12、22：弹性部材

12a、22a、22b：缘部(抵接部)

12c、22c：前端面

13、23：接着剂层

14、24：第1面(抵接面)

15、25：第2面

16、26A、26B：无机粒子

17A、27A：第1外侧层

17B、27B：第2外侧层

18、28：中间层

100：伸缩盖

Claims (6)

1.一种工作机械用密封部材，包括支撑部材、及与所述支撑部材一体化的板状的弹性部材，

所述板状的弹性部材将在厚度方向上对向的两个面中的至少一个面设为缘部与对象部材抵接的抵接面，所述工作机械用密封部材的特征在于：

所述弹性部材包含含有热硬化性聚氨基甲酸酯与无机粒子的组合物，

所述无机粒子在所述弹性部材的厚度方向上偏向存在于所述抵接面侧。

2.根据权利要求1所述的工作机械用密封部材，其中所述板状的弹性部材构成为当将所述弹性部材在厚度方向上三等分为位于外侧的第1外侧层及第2外侧层与介于所述外侧层之间的中间层时，第1外侧层中的所述无机粒子的含量多于所述中间层中的所述无机粒子的含量，且

将所述第1外侧层的外侧表面设为所述抵接面。

3.根据权利要求1或2所述的工作机械用密封部材，其包含无机氧化物粒子或无机球作为所述无机粒子。

4.根据权利要求1或2所述的工作机械用密封部材，其包含氧化铈粒子作为所述无机粒子，且

相对于所述热硬化性聚氨基甲烯酸酯100重量份，所述氧化铈粒子的含量为2重量份～20重量份。

5.根据权利要求2所述的工作机械用密封部材，其构成为所述第2外侧层中的所述无机粒子的含量多于所述中间层中的所述无机粒子的含量，且

将所述第2外侧层的外侧表面设为所述抵接面。

6.根据权利要求5所述的工作机械用密封部材，其包含无机氧化物粒子及无机球作为所述无机粒子，且

所述第1外侧层较所述中间层更多地含有的无机粒子为无机氧化物粒子及无机球的任意一者，

所述第2外侧层较所述中间层更多地含有的无机粒子为无机氧化物粒子及无机球的任意另一者。