JP2015218205A - バックアップリング、並びにそれを用いたシール材及びシール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】高い耐摩耗性を有するバックアップリングを提供する。
【解決手段】バックアップリング１２は、ポリアミド樹脂とポリオレフィン樹脂とを含み、且つＪＩＳ Ｋ７２１０に準じ、温度２３０℃及び荷重２１．１８Ｎの条件で測定されるメルトフローレートが１〜５０ｇ／１０ｍｉｎである樹脂組成物で形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、バックアップリング、並びにそれを用いたシール材及びシール構造に関する。

シール構造として、ハウジングに軸が挿通されると共に、ゴム製のＯリングが、ハウジングの内周に形成された窪みに内嵌めされるように収容され、或いは、軸の外周に形成された窪みに外嵌めされるように収容され、それによってハウジングと軸との間にＯリングが介設されたものが知られている。そして、かかるシール構造において、Ｏリングに高圧が負荷された場合やハウジングと軸との隙間が大きい場合に、Ｏリングがその隙間にはみ出して破損し、その機能を喪失することがある。そこで、Ｏリングのはみ出しを規制するために、Ｏリングに沿って樹脂製のバックアップリングを設けることが行われる。

例えば、特許文献１及び２には、ポリアミド樹脂で形成されたバックアップリングが開示されている。また、特許文献３には、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、高充填材入りＰＴＦＥ樹脂で形成されたバックアップリングが開示されている。

特許第５０９３７４３号公報 特開２０１１−２４７２８３号公報 特許第５１０００６２号公報

バックアップリングには、特に高圧条件下で使用されるような場合において、高い耐摩耗性が要求される。

本発明の課題は、高い耐摩耗性を有するバックアップリングを提供することである。

本発明のバックアップリングは、ポリアミド樹脂とポリオレフィン樹脂とを含み、且つＪＩＳ Ｋ７２１０に準じ、温度２３０℃及び荷重２１．１８Ｎの条件で測定されるメルトフローレートが１〜５０ｇ／１０ｍｉｎである樹脂組成物で形成されている。

本発明のシール材は、ゴム製のシール材本体と、前記シール材本体に沿うように設けられたバックアップリングとを有するリング状のシール材であって、前記バックアップリングは、ポリアミド樹脂とポリオレフィン樹脂とを含み、且つＪＩＳ Ｋ７２１０に準じ、温度２３０℃及び荷重２１．１８Ｎの条件で測定されるメルトフローレートが１〜５０ｇ／１０ｍｉｎである樹脂組成物で形成されている。

本発明のシール構造は、軸と、前記軸が挿通された外装体と、前記軸及び前記外装体の間に設けられたリング状のシール材とを備えたシール構造であって、前記軸の外周及び／又は前記外装体の内周には窪みが形成され、且つ前記窪みには前記シール材が収容されており、前記シール材は、ゴム製のシール材本体と、前記シール材本体に沿うように設けられたバックアップリングとを有し、前記バックアップリングは、ポリアミド樹脂とポリオレフィン樹脂とを含み、且つＪＩＳ Ｋ７２１０に準じ、温度２３０℃及び荷重２１．１８Ｎの条件で測定されるメルトフローレートが１〜５０ｇ／１０ｍｉｎである樹脂組成物で形成されている。

本発明によれば、バックアップリングが、ポリアミド樹脂とポリオレフィン樹脂とを含み、且つＪＩＳ Ｋ７２１０に準じ、温度２３０℃及び荷重２１．１８Ｎの条件で測定されるメルトフローレートが１〜５０ｇ／１０ｍｉｎである樹脂組成物で形成されていることにより高い耐摩耗性を得ることができる。

実施形態に係るバックアップリングの平面図である。 図１におけるII-II断面図である。 図２における要部拡大図である。 シール材の要部拡大断面図である。 第１のシール構造の縦断面図である。 第１のシール構造の要部拡大断面図である。 第１のシール構造の機能を示す説明図である。 第２のシール構造の縦断面図である。 第２のシール構造の要部拡大断面図である。 第２のシール構造の機能を示す説明図である。 （ａ）及び（ｂ）は、シール材の変形例を示す要部拡大断面図である。 シール材の別の変形例を示す要部拡大断面図である。 シール材の他の別の変形例を示す要部拡大断面図である。 （ａ）は、スパイラル形状のバックアップリングの平面図であり、（ｂ）は、その側面図である。 （ａ）は、バイアスカット型のバックアップリングの平面図であり、（ｂ）は、その側面図である。 耐摩耗性試験の説明図である。

以下、実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。

図１〜３は、実施形態に係るバックアップリング１２を示す。

実施形態に係るバックアップリング１２は、断面横長矩形の細幅の平板をエンドレスのリング状に構成した形状に形成されている。バックアップリング１２の外径は例えば６〜４１５ｍｍであり、内径は例えば３〜４００ｍｍであり、外径及び内径間の幅は例えば１．５〜７．５ｍｍであり、厚さは例えば１．１５〜２．９０ｍｍである。

バックアップリング１２は、ポリアミド樹脂とポリオレフィン樹脂とを含む熱可塑性の樹脂組成物で形成されている。

バックアップリング１２を形成する樹脂組成物に含まれるポリアミド樹脂としては、例えば、ナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２などの脂肪族ナイロン、ナイロン６Ｔやナイロン９Ｔの半芳香族ナイロン、ポリアミドエラストマー等が挙げられる。ポリアミド樹脂は、単一種のみが含まれていても、また、複数種が含まれていても、どちらでもよい。バックアップリング１２を射出成形により製造する場合、その成形時には、樹脂組成物を、そこに含まれるポリアミド樹脂の融点以上に加熱する必要がある。その際、樹脂組成物に含まれるポリオレフィン樹脂が熱分解して機械的特定が低下するのを抑制する観点から、ポリアミド樹脂の融点は２３０℃未満であることが好ましい。ここで、融点は、ＪＩＳ Ｋ７１２２に準じた示差走査熱量測定（ＤＳＣ）による昇温速度１０℃／分としたときの融解ピークの温度として測定される。

バックアップリング１２を形成する樹脂組成物に含まれるポリオレフィン樹脂は、例えば、α−オレフィンの単独重合体又は共重合体である。α−オレフィンとしては、例えば、エチレン（分子内炭素数：２）、プロピレン（分子内炭素数：３）、１−ブテン（分子内炭素数：４）、１−ペンテン（分子内炭素数：５）、１−ヘキセン（分子内炭素数：６）、１−オクテン（分子内炭素数：８）、１−デセン（分子内炭素数：１０）、１−ドデセン（分子内炭素数：１２）、４−メチル−１−ペンテン（分子内炭素数：６）、３−メチル−１−ペンテン（分子内炭素数：６）等が挙げられる。α−オレフィンの分子内炭素数は、好ましくは２〜２０、より好ましくは２〜１０である。

具体的には、ポリオレフィン樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンプロピレン共重合体、マレイン酸変性ポリプロピレン等が挙げられる。ポリオレフィン樹脂は、エチレンの単独重合体、及び／又は、エチレンを主成分とする共重合体を含むことが好ましい。

バックアップリング１２を形成する樹脂組成物に含まれるポリオレフィン樹脂は、超高分子量ポリオレフィン（以下「Ａ成分」という。）と高分子量乃至低分子量ポリオレフィン（以下「Ｂ成分」という。）とを含んでいてもよい。

Ａ成分の粘度平均分子量は、バックアップリング１２の良好な耐摩耗性が得られる観点から、好ましくは３０万以上であり、また、良好な成形性が得られるという観点から、好ましくは７００万以下、より好ましくは１００万以下である。Ｂ成分の粘度平均分子量は、バックアップリング１２表面へのブリードを抑制する観点から、好ましくは５０００以上、より好ましくは１万以上であり、また、良好な成形性が得られるという観点から、好ましくは３０万未満、より好ましくは２０万以下である。ここで、粘度平均分子量は、ＪＩＳ Ｋ７３６７に準じた極限粘度数の測定から求められる。

Ａ成分とＢ成分との含有質量比は、バックアップリング１２の良好な耐摩耗性が得られると共に良好な成形性が得られるという観点から、好ましくはＡ成分／Ｂ成分＝１５／８５〜９５／５、より好ましくは３０／７０〜８０／２０である。

Ａ成分とＢ成分とを含むポリオレフィンは、多段重合法により得ることができる。例えば、特開昭６３−１２６０６号公報や特開昭６３−１０６４７号公報には、チーグラー型触媒の存在下においてオレフィンを重合させてＡ成分を生成させる重合工程と、水素の存在下においてオレフィンを重合させてＢ成分を生成させる重合工程とを含む多段重合法が開示されている。

バックアップリング１２を形成する樹脂組成物におけるポリアミド樹脂とポリオレフィン樹脂との含有質量比は、好ましくはポリアミド樹脂／ポリオレフィン樹脂＝５５／４５〜９７／３、より好ましくは７０／３０〜９０／１０である。従って、ポリアミド樹脂の含有質量の方がポリオレフィン樹脂の含有質量よりも多いことが好ましい。

バックアップリング１２を形成する樹脂組成物には、必要に応じて充填剤や添加剤が配合されていてもよい。充填剤としては、例えば、ガラス繊維、ブロンズ微粒子、カーボン繊維、カーボンブラック微粒子、カーボングラファイト微粒子、フッ素樹脂微粉末、二硫化モリブデン微粒子、ポリフェニレンサルファイド樹脂微粉末、ポリイミド樹脂微粉末等が挙げられる。充填剤は、使用条件や用途に応じて配合され、例えば、荷重変形率を小さくしたい場合には、ガラス繊維、ブロンズ微粒子、カーボン繊維等が用いられ、また、耐摩耗性を高めたい場合には、カーボングラファイト微粒子、フッ素樹脂微粉末、二硫化モリブデン微粒子が用いられ、カーボングラファイト微粒子が好適に用いられる。カーボングラファイト微粒子の配合量は、機械特性を損なわずに耐摩耗性を高める観点から、ポリアミド樹脂とポリオレフィン樹脂との総量に対して、好ましくは０．１〜２０質量％、より好ましくは１〜１５質量％である。カーボングラファイト微粒子の粒径は例えば０．１〜２００μｍである。添加剤としては、例えば、潤滑剤、酸化防止剤、加工助剤、着色剤、分散剤等が挙げられる。

バックアップリング１２を形成する樹脂組成物は、ＪＩＳ Ｋ７２１０に準じ、温度２３０℃及び荷重２１．１８Ｎの条件で測定されるＭＦＲが１〜５０ｇ／１０ｍｉｎである。この樹脂組成物のＭＦＲは、好ましくは２ｇ／１０ｍｉｎ以上、より好ましくは５ｇ／１０ｍｉｎ以上であり、また、好ましくは３０ｇ／１０ｍｉｎ以下、より好ましくは２０ｇ／１０ｍｉｎ以下である。

バックアップリング１２を形成する樹脂組成物は、ＡＳＴＭ Ｄ１５０５に準じて測定される密度が例えば９９０〜１２５０ｋｇ／ｍ^３である。

バックアップリング１２を形成する樹脂組成物は、バックアップリング１２の高圧下における耐変形性及び耐摩耗性を高める観点から、ＡＳＴＭ Ｄ６９５に準じて測定される２５℃条件下での１０％歪み時の圧縮強度が、好ましくは２０ＭＰａ以上、より好ましくは２５ＭＰａ以上であり、また、ハウジングと軸との隙間が大きい場合にシール材１１のはみ出しを規制しながらバックアップリング１２のわずかな変形によって隙間を埋めて密封性を維持する観点から、好ましくは２００ＭＰａ以下、より好ましくは１８０ＭＰａ以下である。

バックアップリング１２を形成する樹脂組成物は、ＡＳＴＭ Ｄ６２１に準じて測定される荷重変形率が、好ましくは１０％以下、より好ましくは８％以下である。

バックアップリング１２を形成する樹脂組成物は、バックアップリング１２の高圧下における耐変形性を高める観点から、ＡＳＴＭ Ｄ７９０に準じて測定される曲げ弾性率が、好ましくは１．５ＧＰａ以上、より好ましくは２ＧＰａ以上である。

バックアップリング１２は、熱圧縮プレス、押出成形、射出成形等の成形加工、切削加工、或いは、それらの組み合わせによって製造することができる。特に、射出成形では、バックアップリング１２を効率よく製造することができる。

バックアップリング１２の製造に用いる樹脂組成物は、ポリアミド樹脂及びポリオレフィン樹脂並びにその他の充填剤を、例えば、二軸押出機、ニーダー、リボンブレンダー、流動式混合機等により混練して調製してもよく、また、市販材料をそのまま使用してもよい。かかる市販材料としては、例えば三井化学社製の商品名「リュブマーＬＳ４１４０」等が挙げられる。

図４は、実施形態に係るシール材１０を示す。

実施形態に係るシール材１０は、ゴム製のシール材本体１１を有し、そのシール材本体１１に沿うと共に重畳するように上記実施形態に係るバックアップリング１２が設けられている。

シール材本体１１は、断面円形の長尺体をリング状に形成した形状に形成されている。つまり、シール材本体１１は、いわゆるＯリングである。シール材本体１１の内径はバックアップリング１２の内径よりやや小さく、外径はバックアップリング１２の外径よりも例えば０．６〜１．３ｍｍ程度大きい。シール材本体１１の円形断面の直径は例えば１．９〜８．４ｍｍである。

シール材本体１１は、ゴム成分に各種配合剤が配合されたゴム組成物で形成されている。シール材本体１１を形成するゴム組成物のゴム成分としては、特に限定されず、例えば、ニトリルゴム（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレンゴムなどのオレフィン系ゴム等が挙げられる。シール材本体１１は、プレス成形等により製造することができる。

図５及び６は、実施形態に係る第１のシール構造２０を示す。実施形態に係る第１のシール構造は、例えば、高圧流体の存在下での耐摩耗性が要求されるコンプレッサー、アクチュエーター、ポンプなどにおいて、往復運動、揺動、回転、螺旋運動など運動用シールとしてピストン（軸）及びシリンダー（外装体）間等に構成されるものである。なお、シール対象の高圧流体としては、例えば、空気などの気体、鉱油、タービン油、ガソリン油、冷凍機油、生分解性油などの各種の油、フロンガス、フルオロ炭化水素などの冷媒等が挙げられる。

実施形態に係る第１のシール構造２０では、軸２１が外装体２２に形成された軸孔に挿通されている。例えば、軸２１及び外装体２２は、相対移動することにより、つまり、少なくとも一方が運動することにより、それらの位置関係が変化する。軸２１の運動としては、軸回転及び軸方向移動、並びにこれらの組み合わせの複合動が挙げられる。軸回転は、軸線周りに回転する運動であり、これには、一方向に１８０°回転した後に逆方向に１８０°回転する運動や一方向に３６０°回転した後に逆方向に３６０°回転する揺動も含まれる。軸方向移動は、軸方向に沿った運動であり、これには軸方向の往復運動も含まれる。複合動は、軸回転及び軸方向移動を同時に行う運動である。

第１のシール構造２０では、軸２１の外周に、周方向に延びる断面コの字状の環状溝の窪み２３が軸方向に間隔をおいて複数形成されており、各窪み２３に上記実施形態に係るシール材１０が収容され、これにより軸２１と外装体２２との間にリング状のシール材１０が設けられている。シール材１０は、具体的には、シール材本体１１が窪み２３の幅方向の高圧側に設けられていると共に、バックアップリング１２がシール材本体１１と窪み２３の低圧側の縦壁との間に挟持されるように設けられている。ここで、シール材１０としては、窪み２３に収容したときに、シール材本体１１及びバックアップリング１２が窪み２３の開口から突出し、シール材本体１１が外装体２２の内壁に当接して弾性変形し、バックアップリング１２が外装体２２の内壁に当接するものが選択される。そして、この第１のシール構造２０では、シール材１０は、シール材本体１１が高圧側からの圧力により低圧側に圧縮されると、図７に示すように、シール材本体１１がさらに弾性変形するものの、バックアップリング１２も圧縮されて外装体２２の内壁に密着し、それによって軸２１と外装体２２との隙間にシール材本体１１がはみ出るのを規制する。加えて、バックアップリング１２が、ポリアミド樹脂とポリオレフィン樹脂とを含み、且つＪＩＳ Ｋ７２１０に準じ、温度２３０℃及び荷重２１．１８Ｎの条件で測定されるメルトフローレートが１〜５０ｇ／１０ｍｉｎである樹脂組成物で形成されていることにより、バックアップリング１２の高い耐摩耗性を得ることができ、また、軸２１と外装体２２との隙間へのバックアップリング１２のはみ出しを有効に規制することができる。

図８及び９は、実施形態に係る第２のシール構造２０を示す。実施形態に係る第２のシール構造２０も、例えば、高圧流体の存在下での耐摩耗性が要求されるコンプレッサー、アクチュエーター、ポンプなどにおいて、往復運動、揺動、回転、螺旋運動など運動用シールとしてピストン（軸）及びシリンダー（外装体）間等に構成されるものである。なお、シール対象の高圧流体としては、例えば、空気などの気体、鉱油、タービン油、ガソリン油、冷凍機油、生分解性油などの各種の油、フロンガス、フルオロ炭化水素などの冷媒等が挙げられる。

実施形態に係る第２のシール構造２０では、軸２１が外装体２２に形成された軸孔に挿通されている。軸２１の運動としては、第１のシール構造２０同様、軸回転及び軸方向移動、並びにこれらの組み合わせの複合動が挙げられる。

第２のシール構造２０では、外装体２２の軸孔の内周に、周方向に延びる断面コの字状の環状溝の窪み２３が軸方向に間隔をおいて複数形成されており、各窪み２３に上記実施形態に係るシール材１０が収容され、これにより軸２１と外装体２２との間にリング状のシール材１０が設けられている。シール材１０は、具体的には、シール材本体１１が窪み２３の幅方向の高圧側に設けられていると共に、バックアップリング１２がシール材本体１１と窪み２３の低圧側の縦壁との間に挟持されるように設けられている。ここで、シール材１０としては、窪み２３に収容したときに、シール材本体１１及びバックアップリング１２が窪み２３の開口から突出し、シール材本体１１が軸２１に当接して弾性変形し、バックアップリング１２が軸２１に当接するものが選択される。そして、この第２のシール構造２０では、シール材１０は、シール材本体１１が高圧側からの圧力により低圧側に圧縮されると、図１０に示すように、シール材本体１１がさらに弾性変形するものの、バックアップリング１２も圧縮されて軸２１に密着し、それによって軸２１と外装体２２との隙間にシール材本体１１がはみ出るのを規制する。加えて、バックアップリング１２が、ポリアミド樹脂とポリオレフィン樹脂とを含み、且つＪＩＳ Ｋ７２１０に準じ、温度２３０℃及び荷重２１．１８Ｎの条件で測定されるメルトフローレートが１〜５０ｇ／１０ｍｉｎである樹脂組成物で形成されていることにより、バックアップリング１２の高い耐摩耗性を得ることができ、また、軸２１と外装体２２との隙間へのバックアップリング１２のはみ出しを有効に規制することができる。

上記実施形態では、ゴム製のシール材本体１１とバックアップリング１２によりシール材１０を構成したが、特にこれに限定されるものではなく、シール材１０は、図１１（ａ）に示すように、シール材本体１１とバックアップリング１２との間に、バックアップリング１２よりも軟らかい副バックアップリング１３ａが設けられた構成であってもよく、また、図１１（ｂ）に示すように、バックアップリング１２の外側にバックアップリング１２よりも硬い副バックアップリング１３ｂが設けられた構成であってもよい。

上記実施形態では、シール材１０が単一のバックアップリング１２を有する構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、図１２に示すように、シール材１０がシール材本体１１の両側に設けられた一対のバックアップリング１２を有する構成であってもよい。

上記実施形態では、シール材１０がＯリングのシール材本体１１を有する構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、図１３に示すように、シール材１０がＴ字型のシール材本体１１を有する構成等であってもよい。

上記実施形態では、エンドレスのバックアップリング１２としたが、特にこれに限定されるものではなく、オープンエンドであってもよく、例えば、図１４（ａ）及び（ｂ）に示すようなスパイラル形状のバックアップリング１２であってもよく、また、図１５（ａ）及び（ｂ）に示すようなバイアスカット型のバックアップリング１２であってもよい。これらのスパイラル形状のバックアップリング１２やバイアスカット型のバックアップリング１２は装着性が優れる。なお、バックアップリングの断面形状は矩形に限定されるものではない。

上記実施形態では、第１及び第２のシール構造２０が、軸方向に間隔をおいて複数のシール材１０が設けられた構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、単一のシール材１０が設けられた構成であってもよい。

（樹脂組成物）
＜実施例１＞
実施例１の樹脂組成物として、ポリアミド樹脂とポリオレフィン樹脂とを含む市販の樹脂組成物（三井化学社製 商品名：リュブマーＬＳ４１４０）を準備した。実施例１の樹脂組成物は、ＪＩＳ Ｋ７２１０に準じ、温度２３０℃及び荷重２１．１８Ｎの条件で測定されるＭＦＲが１４ｇ／１０ｍｉｎ、ＡＳＴＭ Ｄ１５０５に準じて測定される密度が１０９９ｋｇ／ｍ^３、及びＡＳＴＭ Ｄ７９０に準じて測定される温度２５℃での曲げ弾性率が２．２ＧＰａである。

そして、射出成形機（日精樹脂工業社製 型締め力４０ｔ、スクリュー径φ２６ｍｍ）を用い、実施例１の樹脂組成物により、図１〜３に示すバックアップリング１２と同様の形態の樹脂リング（外径：１１０ｍｍ、内径：１００ｍｍ、厚さ：１．９ｍｍ）を射出成形により作製した。このとき、ノズル温度を２４５℃、シリンダー温度を２１０〜２４５℃、及び金型温度を６０℃とし、乾燥温度を８０℃及び乾燥時間を１０時間として真空乾燥した。

また、簡易射出成形機（井元製作所社製 型番：１６１４／１６１５）を用い、実施例１の樹脂組成物により、直径φ８ｍｍ及び長さ１０ｍｍの圧縮強度測定用の円柱状試験片、直径φ１４．３ｍｍ、長さ１２．７ｍｍの荷重変形率測定用の円柱状試験片、直径φ４ｍｍ及び長さ１０ｍｍの耐摩耗性試験用の円柱状試験片を射出成形により作製した。このときシリンダー温度を２５０℃とした。

＜実施例２＞
実施例２の樹脂組成物として、ポリアミド樹脂とポリオレフィン樹脂とを含む市販の樹脂組成物（三井化学社製 商品名：リュブマーＬＳ４１４０）９５質量％にカーボングラファイト微粒子（オリエンタル産業製 商品名：ＡＴ−Ｎｏ．２０）５質量％を押出機によって混練添加した樹脂組成物を準備した。実施例２の樹脂組成物は、ＪＩＳ Ｋ７２１０に準じ、温度２３０℃及び荷重２１．１８Ｎの条件で測定されるＭＦＲが１３ｇ／１０ｍｉｎ、ＡＳＴＭ Ｄ１５０５に準じて測定される密度が１１２３ｋｇ／ｍ^３、及びＡＳＴＭ Ｄ７９０に準じて測定される温度２５℃での曲げ弾性率が２．３ＧＰａである。

そして、実施例２の樹脂組成物により、実施例１の場合と同様にして、樹脂リング及び円柱状の試験片を射出成形により作製した。

＜比較例１＞
比較例１の樹脂組成物として、ＰＴＦＥの丸棒を準備した。比較例１の樹脂組成物は、密度が２１７０ｋｇ／ｍ^３、及び温度２５℃での曲げ弾性率が０．５６ＧＰａである。なお、ＰＴＦＥは、ほとんど溶融しないためＭＦＲは測定不能である。

そして、比較例１の樹脂組成物により、実施例１の場合と同形状の樹脂リング及び円柱状の試験片を切削加工により作製した。

＜比較例２＞
比較例２の樹脂組成物として、ポリオレフィン樹脂を含む市販の樹脂組成物（三井化学社製 商品名：リュブマーＬ３０００）を準備した。比較例２の樹脂組成物は、温度２３０℃及び荷重２１．１８Ｎの条件で測定されるＭＦＲが０．３ｇ／１０ｍｉｎ、密度が９６９ｋｇ／ｍ^３、及び温度２５℃での曲げ弾性率が１．５ＧＰａである。

また、比較例２の樹脂組成物により、シリンダー温度を２３０℃としたことを除いて実施例１の場合と同様にして、円柱状の試験片を射出成形により作製した。

＜比較例３＞
比較例３の樹脂組成物として、ナイロン１１樹脂を含む市販の樹脂組成物（アルケマ社製 商品名：リルサンＢＥＳＮ ＴＬ）を準備した。比較例３の樹脂組成物は、温度２３０℃及び荷重２１．１８Ｎの条件で測定されるＭＦＲが１ｇ／１０ｍｉｎ、密度が１０２０ｋｇ／ｍ^３、及び温度２５℃での曲げ弾性率が１．０ＧＰａである。

そして、比較例３の樹脂組成物により、ノズル温度を２１０℃及びシリンダー温度を２００〜２１０℃としたことを除いて実施例１の場合と同様にして、樹脂リングを射出成形により作製した。

また、比較例３の樹脂組成物により、シリンダー温度を２２０℃としたことを除いて実施例１の場合と同様にして、円柱状の試験片を射出成形により作製した。

（試験評価方法）
＜耐久性試験＞
ニトリル樹脂組成物で形成されたＯリング（線径：φ５．７ｍｍ、内径：９９．６ｍｍ）を準備し、実施例１及び２並びに比較例１及び３のそれぞれの樹脂組成物により作製した樹脂リング（バックアップリング）と組み合わせてシール材を構成した。

各シール材について、外径がφ１００ｍｍの軸がハウジング（外装体）に形成された軸孔に直径隙間が０．５ｍｍとなるように挿通された回転動用ユニットにおいて、その軸孔の内周に形成された幅９ｍｍの窪みに、上記実施形態における第２のシール構造２０を構成するように装着し、そして、この回転動用ユニットを、作動油：タービン＃５６、作動温度：室温（２４℃）、作動圧力の変動範囲：０〜３５ＭＰａ、作動速度：３０ｃｐｍ、作動回転数：１５ｒｐｍ、及び作動回数：１０万回の条件で作動させ、油漏れの有無を目視にて確認すると共に、樹脂リングのはみ出し量及び質量減少率を測定した。

＜圧縮強度＞
実施例１及び２並びに比較例１〜３のそれぞれの樹脂組成物により作製した直径φ８ｍｍ及び長さ１０ｍｍの円柱状試験片について、ＡＳＴＭ Ｄ６９５に準じ、温度２５℃において、測定速度１ｍｍ／ｍｉｎとして１０％歪み時の圧縮強度を測定した。

＜荷重変形率＞
実施例１及び２並びに比較例１〜３のそれぞれの樹脂組成物により作製した直径φ１４．３ｍｍ及び長さ１２．７ｍｍの円柱状試験片について、ＡＳＴＭ Ｄ６２１に準じ、温度２５℃において、測定開始１０秒後から２４時間後までの荷重変形率を測定した。

＜耐摩耗性試験＞
図１６に示すように、実施例１及び２並びに比較例１〜３のそれぞれの樹脂組成物により作製した円柱状の試験片３１について、室温２３℃及び相対湿度５０％の環境下に４８時間保持した後、試料ホルダ３２に保持すると共に、それを試験片３１の下面が鋳鉄（Ｓ４５Ｃ）製の相手材３３に当接するようにセットし、続いて、試験片３１を相手材３３に押接させるように７８５Ｎの荷重を負荷した状態で、常温下、潤滑油を介在させずに、試験片３１の下面が摺接するように相手材３３を５０ｒｐｍの回転数で回転させ、そして、２４時間経過後の質量減量から下記式に基づいて摩耗深さを算出した。
摩耗深さ(μm)＝[試験片の質量減量(mg)×10]/摺動部面積(cm^２)×試験片の比重(g/cm^３)
（試験評価結果）
表１は試験評価結果を示す。

耐久性試験について、実施例１及び２では油漏れが無かったのに対し、比較例１及び３では油漏れが認められた。比較例１については、高圧による樹脂リングのはみ出しが大きいことに加え、その摩耗量が多いことにより、樹脂リング（バックアップリング）が機能を失い、Ｏリングのはみ出しによって油漏れが生じたものである。比較例３については、樹脂リングの耐摩耗性が乏しいことから、その摩耗量が多いことにより、樹脂リング（バックアップリング）が機能を失い、Ｏリングのはみ出しによって油漏れが生じたものである。

耐久性試験における樹脂リング（バックアップリング）のはみ出し量は、実施例１が０．２５ｍｍ、実施例２が０．２５ｍｍ、比較例１が１ｍｍ以上、及び比較例３が０．２０ｍｍであった。また、樹脂リングの質量減少率は、実施例１は４％、実施例２は３％、比較例１では１０％以上、及び比較例３では７％であった。これらの結果より、実施例１及び２では、高い耐摩耗性を得ることができると共に、軸と外装体との隙間へのバックアップリングのはみ出しを有効に規制することができることが分かる。一方、比較例１では、耐摩耗性も軸と外装体との隙間へのバックアップリングのはみ出しも実施例１及び２より劣り、比較例３では、軸と外装体との隙間へのバックアップリングのはみ出しは実施例１及び２と同等であるものの、耐摩耗性が実施例１及び２よりも劣ることが分かる。

圧縮強度は、実施例１が３５ＭＰａ、実施例２が３６ＭＰａ、比較例１が１８ＭＰａ、比較例２が２４ＭＰａ、及び比較例３が４１ＭＰａであった。

荷重変形率は、実施例１が６．８％、実施例２が６．６％、比較例１が１０．５％、比較例２が３０％以上、及び比較例３が５．５％であった。比較例２は、荷重変形率が非常に高く、これをバックアップリングに適用した場合には、軸と外装体との隙間へのバックアップリングのはみ出しが非常に大きくなることが予想される。

耐摩耗性試験における摩耗深さは、実施例１が２０６μｍ、実施例２が５１μｍ、比較例２が１６３μｍ、及び比較例３が４６８μｍであった。また、比較例１は試験開始からわずか２時間で摩耗深さが８００μｍ以上となった。この結果は、耐久性試験の結果と合致するものである。

本発明は、バックアップリング、並びにそれを用いたシール材及びシール構造について有用である。

１０ シール材
１１ シール材本体
１２ バックアップリング
１３ａ，１３ｂ 副バックアップリング
２０ シール構造
２１ 軸
２２ 外装体
２３ 窪み
３１ 試験片
３２ 試料ホルダ
３３ 相手材

Claims (8)

1. ポリアミド樹脂とポリオレフィン樹脂とを含み、且つＪＩＳ Ｋ７２１０に準じ、温度２３０℃及び荷重２１．１８Ｎの条件で測定されるメルトフローレートが１〜５０ｇ／１０ｍｉｎである樹脂組成物で形成されたバックアップリング。
2. 請求項１に記載されたバックアップリングにおいて、
   前記樹脂組成物には、カーボングラファイト微粒子が配合されているバックアップリング。
3. 請求項１又は２に記載されたバックアップリングにおいて、
   前記樹脂組成物のＡＳＴＭ Ｄ７９０に準じて測定される曲げ弾性率が１．５ＧＰａ以上であるバックアップリング。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載されたバックアップリングにおいて、
   前記樹脂組成物のＡＳＴＭ Ｄ６９５に準じて測定される圧縮強度が２０ＭＰａ以上であるバックアップリング。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載されたバックアップリングにおいて、
   前記樹脂組成物のＡＳＴＭ Ｄ６２１に準じて測定される荷重変形率が１０％以下であるバックアップリング。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載されたバックアップリングにおいて、
   前記樹脂組成物は、ポリアミド樹脂の含有質量の方がポリオレフィン樹脂の含有質量よりも多いバックアップリング。
7. ゴム製のシール材本体と、前記シール材本体に沿うように設けられたバックアップリングと、を有するリング状のシール材であって、
   前記バックアップリングは、ポリアミド樹脂とポリオレフィン樹脂とを含み、且つＪＩＳ Ｋ７２１０に準じ、温度２３０℃及び荷重２１．１８Ｎの条件で測定されるメルトフローレートが１〜５０ｇ／１０ｍｉｎである樹脂組成物で形成されているシール材。
8. 軸と、前記軸が挿通された外装体と、前記軸及び前記外装体の間に設けられたリング状のシール材と、を備えたシール構造であって、
   前記軸の外周及び／又は前記外装体の内周には窪みが形成され、且つ前記窪みには前記シール材が収容されており、
   前記シール材は、ゴム製のシール材本体と、前記シール材本体に沿うように設けられたバックアップリングと、を有し、
   前記バックアップリングは、ポリアミド樹脂とポリオレフィン樹脂とを含み、且つＪＩＳ Ｋ７２１０に準じ、温度２３０℃及び荷重２１．１８Ｎの条件で測定されるメルトフローレートが１〜５０ｇ／１０ｍｉｎである樹脂組成物で形成されているシール構造。
   

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