JP4772061B2 - ロッドシーリングシステム - Google Patents

Description

本発明は、ロッドシーリングシステムに関する。さらに詳しくは、往復動する2部材間の環状隙間に、流体圧側から外部側へバッファリング、ロッドシールおよびダストシールを順番に配置したロッドシーリングシステムに関する。

往復動する2部材間の環状隙間に、流体圧側から外部側へバッファリング、ロッドシールおよびダストシールを順番に配置したロッドシーリングシステムは、下記特許文献1に記載されており、また図1に半裁断面図として示されている。ここで、図1のロッドシーリングシステム1は、外部への作動油の漏れを防止するメインシールとしてのロッドシールR、ロッドシールRの油圧側Oに装着されて高負荷時の衝撃圧や変動圧を緩衝したり、高温の作動油のロッドシールR側への流入をカットしてロッドシールRの耐久性を向上させるバッファリングBおよびロッドシールRの外部側Aで外部の泥水やダストの侵入を防止するダストシールDを、往復動する2部材間、例えばロッドとシリンダとの間の環状空間に、流体圧側から外部側へB-R-Dの順番で配置して構成されている。
特開２００１−３５５７３９号公報

かかるロッドシーリングシステムにおいては、システムの長寿命化を図る上で、耐熱性、耐油性、耐摩耗性などの材料特性の観点から、ロッドシールR,バッファリングBおよびダストシールDのシールタイプ毎に材料の使い分けを行っている。これらの内、バッファリングBは最も圧力側に近く装着され、高圧、高温の油に曝されるため、強度および耐熱性にすぐれた材料を用いる必要がある。

上記特許文献1には、近年の圧力増加(35MPa→42MPa)や高温化(最高110℃)といったニーズへの対応、さらには長寿命化ニーズへの対応から、バッファリングBのシールタイプをリップタイプとし、その材料には耐熱性、耐摩耗性にすぐれた耐熱型ポリウレタン(耐熱型ポリオールと耐熱型ポリイソシアネートとから得られたポリウレタン)を使用している。ロッドシールRのタイプはリップタイプであり、その材料には耐熱性、耐寒性、耐油性、偏心追随性にすぐれたNBRまたは水素化NBRが用いられている。ダストシールDは、外周に環を接着した分割溝タイプのリップシールであり、その材料には耐寒性の観点から汎用型ポリウレタンが用いられている。

これにより、最高110℃の環境温度においては、バッファリングBの寿命延長が図られることから、ロッドシールRの負荷抑制効果が得られ、ロッドシーリングシステムとしての寿命延長が図れる。しかしながら、近年では使用環境温度を最高120℃とする場合や、システム寿命のさらなる向上要求があるが、前記特許文献1のロッドシーリングシステム等を例えば120℃の使用環境温度で用いた場合にはシール性の著しい低下が生じてしまうといった問題がある。

なお、これらの形状については、図1が参照される。バッファリングBには、一般にU字型パッキン2の摺動側ヒール部としての内周シール部にバックアップリング6が組み込まれて用いられる。また、ロッドシールRには、一般にU字型パッキン8の外部側Aに隣接して平板ワッシャ状のバックアップリング11が併設して用いられる。ダストシールDは、シリンダ102内周の取付溝16に装着され、油圧側Oに設けられるオイルリップ13と外部側Aに設けられるダストリップ14をロッド104に摺動させ、取付溝16に装着される外周の嵌合部に金属環15を焼付け固定させている。

なお、符号3は内周リップ部、3aはその先端切欠部、4は外周リップ部、5は内周ヒール部、7は取付溝、9は内周リップ部、9aはその先端切欠部、10は外周リップ部、10aはその先端切欠部、12は取付溝をそれぞれ指示している。

ここで、油漏れの要因は種々あるが、シーリングシステムの中では、油漏れの観点から重要となるシールはロッドシールであり、そのためロッドシールへの圧力負荷衝撃の緩衝を目的としてロッドシールの前方にバッファリングが用いられる。

しかしながら、使用限界温度を超える条件下やその条件下での連続動作では、機械強度低下によるヘタリ、摩耗の増大によって締め代が小さくなり、バッファリングBはその機能が低下してしまう(前記特許文献1段落〔0022〕参照)。そのため、バッファリングに破損がない場合には、締め代を長期間有する方が長期にわたりロッドシールへの圧力負荷緩衝の効果がある。そこで、近年の使用環境温度の高温化(120℃)といったニーズへの対応、さらには長寿命化ニーズヘの対応には、バッファリングBに耐熱性や機械的特性のすぐれた材料が求められる。

ただし、バッファリングBに使用される熱可塑性ポリウレタンの耐熱性や機械的特性は、ポリマー鎖中に含まれるハードセグメント部分の水素結合等の物理的拘束によっているため、ハードセグメントの軟化溶融点や熱的安定性の影響を受けて、従来は必ずしも満足できるものではなかった。こうした耐熱性や耐圧縮永久歪特性の改善方法としては、ハードセグメントの含有割合を増加させるという手段がとられることは知られているが、この場合には成形品の硬度が上昇し、柔軟性が損なわれるという問題点がみられる。

また、ハードセグメントの構成成分をより剛直なものに代えて、耐熱性や耐圧縮永久歪特性を向上させようという試みも行われているが、この方法でも十分満足されるものは得られていない。例えば、特許文献2や特許文献3では、鎖延長剤として対称性がよく、剛直な分子骨格を有する4,4′-ビフェニルジオール化合物が検討されており、それによって得られる熱可塑性ポリウレタンは、機械的特性は良好なものの温度上昇による弾性率の低下が大きく、耐熱性の点では不十分である。また、特許文献4に記載されているp-フェニレンジイソシアネートをジイソシアネート化合物として使用すると、耐熱変形性や耐圧縮永久歪特性にすぐれた熱可塑性エラストマーが得られるが、このジイソシアネートは融点が高くまた昇華性を有するので取扱いが困難で、一定品質の熱可塑性エラストマーを得ることが難しいなどの問題点を有する。
特開平４−２１１０３３号公報 特開平４−３３２７１６号公報 特開平１−９５１１９号公報

このように、原料ポリウレタンのハードセグメントの量や組成により、機械的特性、耐熱性、耐圧縮永久歪特性を同時に満足させることは、現状では困難である。また、配合面からこれらの問題を改善する方法として、従来からガラス繊維、炭素繊維等の無機繊維あるいは炭酸カルシウム、マイカ、タルク、酸化チタン、ウィスカー類等の無機粉体を強化材として添加することも知られている。しかしながら、所望の効果を十分に得るためには、比較的大量、例えば熱可塑性ポリウレタン100重量部当り約10〜30重量部またはそれ以上の量の充填を必要とするため、成形品のゴム弾性や靭性の低下、表面平滑性の低下、比重の増加などの問題を生ずることがある。

一方、組成や配合以外の改善策として、特許文献5には、一定範囲内にある熱間成形直後の成形品中に残存するイソシアネート基(NCO基/C=C基のIR吸光度比が0.10〜0.35)を加熱熟成処理してNCO基を無くすと、架橋密度が増加して化学的に安定化し、耐圧縮永久歪特性等が向上することが示されている。しかしながら、熱可塑性ポリウレタンの耐熱性には、架橋構造のような化学構造の他に、分子の配列といった物理的構造(ハード相を規則正しく整列させてパッキングを良くする)も大きく関与し、この特許文献5記載の方法のみで耐圧縮永久歪特性等の物理的安定性を得ることは困難である。
特開平７−２２８６６１号公報

本発明の目的は、往復動する2部材間の環状隙間に、流体圧側から外部側へバッファリング、ロッドシールおよびダストシールを順番に配置した構成を有するロッドシーリングシステムにおいて、バッファリングとして、耐熱性、特に最高120℃という使用環境温度に耐え得る耐熱性や耐圧縮永久歪特性、偏心追随性などにすぐれた熱可塑性ポリウレタン成形品を用いたものを提供することにある。

かかる本発明の目的は、上記ロッドシーリングシステムにおいて、バッファリングを(A)数平均分子量Mnが500〜6000の高分子量ポリカーボネートジオール、(B)芳香族ジイソシアネートおよび(C)鎖伸長剤としての低分子量ジオールをNCO/OH比0.95〜1.20で反応させて得られた熱可塑性ポリウレタン成形品を、示差走査熱量測定によるハード相ガラス転移点(Tg)が170℃以上、好ましくは170〜230℃でかつTgの吸熱ピークの面積(ΔH)が5J/g以上となるような条件下で加熱処理した熱可塑性ポリウレタン成形品で形成させることにより達成される。

上記構成において、ロッドシールへの圧力負荷緩衝効果をもたらすバッファリングの締め代については、破損等がない場合、摩耗による締め代の変化よりもヘタリによる締め代の変化の方が大きく、このため上記ロッドシーリングシステムのバッファリングとしては、そのヘタリが特に重視されることを示唆するものである。

結局、本発明で用いられる熱可塑性ポリウレタン成形品は、高い耐熱性と耐圧縮永久歪特性を有し、特に100〜120℃といった高温での耐圧縮永久歪特性にすぐれ、偏心追随性でも満足されるので、これをシール材またはパッキング材として好適に用いることができる。

この熱可塑性ポリウレタン成形品よりなるシール材またはパッキング材を、建設機械や運搬車両等のアクチュエータとして用いられる油圧シリンダ等に使用されるロッドシーリングシステム、すなわちバッファリング、ロッドシールおよびダストシールよりなるロッドシーリングシステムのバッファリングとして用いた場合には、ヘタリによる漏れ寿命を向上させることができるので、耐熱限界温度を向上させることを可能とする。また、高温かつ摺動距離が長い程、ヘタリ率や耐圧縮永久歪特性が顕著に改善される。

より具体的には、このような熱処理熱可塑性ポリウレタン成形品をバッファリングとして使用することにより、熱的要因によるヘタリ寿命を向上させることが可能となり、バッファリングの機能である減温、減圧効果を維持することができ、ロッドシールへの直接圧力負荷の抑制により、ロッドシールの面圧低下や発熱低減効果が期待できる。そのため、ロッドシールの摩耗を抑制することが可能となり、ロッドシーリングシステムの寿命向上を図ることができる。また、この熱処理熱可塑性ポリウレタン成形品をバッファリングとして用いた場合には、ロッドシールを(水素化)NBRで、ダストシールを汎用型ポリウレタンでそれぞれ形成させても、所定の効果を得ることができる。

加熱処理される熱可塑性ポリウレタン(ポリウレタン系熱可塑性エラストマー)成形品は、末端活性水素を有する高分子量ポリカーボネートジオール(長鎖グリコール)と鎖延長剤としての低分子量ジオール(短鎖グリコール)とのジイソシアネート重付加反応によって製造される。

(Ａ)成分の高分子量ポリカーボネートジオールとしては、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、2-メチルプロパンジオール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール等のジオール類またはこれらのジオール類としゅう酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、ヘキサヒドロフタル酸等のジカルボン酸との反応生成物と、ジフェニルカーボネート、ビス(クロロフェニル)カーボネート、ジナフチルカーボネート、フェニルトルイルカーボネート、フェニルクロロフェニルカーボネート、2-トリル-4-トリルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジエチレンカーボネート、炭酸エチレン等の芳香族系カーボネートまたは脂肪族系カーボネートとを重縮合反応して得られるもの、あるいは次の一般式で表わされる化合物
HO(C_nH_2nOCOO)_mC_nH_2nOH
や、アルキレンカーボネート(R′O)₂COとアルキレングリコールHOROHとのエステル交換反応で得られる、次の一般式で表わされる化合物
HO(ROCOO)_nROH
等の分子中にカーボネート構造を２つ以上有する化合物であって、その分子量が500〜6000、好ましくは1000〜3000のものが用いられる。これ以下の分子量のものを用いると、バッファリングとしての材料に適したゴム弾性のものが得られず、一方これ以上の分子量のものを用いると、十分なゴム硬度のものが得られない。これらのポリオール成分(A)は、(A)、(B)、(C)3成分の合計量中30〜90重量％、好ましくは40〜70重量％の割合で用いられ、これより少なく用いられると成形性が悪化し、これよりも多く用いられると耐熱性、耐圧縮永久歪性が悪化する。

(B)成分の芳香族ジイソシアネートとしては、トルエンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、4,4′-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、p-フェニレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ポリメリックMDI等があるが、取扱性、成形性の観点からトリジンジイソシアネートが好ましい。

また、もう一つのジオール反応成分である鎖伸長剤(C)としては、ポリカーボネート以外のジオールであって、約50〜500の分子量を有するジオール、例えば1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、2,3-ブタンジオール、1,4-ビス(β-ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、p-キシリレングリコール、グリセリンモノアリルエーテル、ジメチロールジヒドロピラン等のグリコール類の1種もしくは2種以上が、(A)、(B)、(C)3成分の合計量中1〜60重量％、好ましくは5〜40重量％用いられる。これより多く用いられると成形性が悪化し、これよりも少なく用いられると耐熱性、耐圧縮永久歪性が悪化する。

これらの各成分を用いたポリウレタン化反応では、有機ジイソシアネートのNCO基と高分子ジオールおよび鎖伸長剤低分子ジオールのOH基のNCO/OH比が0.95〜1.20、好ましくは1.05〜1.10となる割合で反応させる。このような割合範囲よりはずれると、生成ポリウレタンの分子量の低下や過剰のイソシアネート基または水酸基による副反応が起き、物性が低下するようになる。また、反応時には、必要に応じて錫化合物、アミン化合物等を触媒として添加しても良く、さらに充填剤、金属酸化物、金属水酸化物、滑剤等が適宜配合される。

以上の各成分は、ワンショット法あるいはプレポリマー法により、射出成形機、押出機等を用いてシート状等の所定の形状に成形した後、得られた熱可塑性ポリウレタン成形品について加熱処理(フィジカルエージング)が行われる。ここでの加熱処理は、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気中において、10℃/分の昇温速度で昇温させた示差走査熱量測定において、熱可塑性ポリウレタンのハード相のガラス転移温度(Tg)が170℃以上、好ましくは170〜230℃、特に好ましくは175〜210℃でかつTgの吸熱ピークの面積を示すエンタルピー(ΔH)が5J/g以上、好ましくは6J/g以上になるような条件下で行われる。

より具体的には、加熱処理はソフト相のガラス転移点以上でかつハード相のガラス転移点(Tg)以下の温度で行われ、実際には135〜170℃で約10〜100時間程度と温度および時間を適宜制御して行われ、必要に応じて加熱処理雰囲気も選択される。このようにガラス転移特性を発現させるための加熱処理は、熱可塑性ポリウレタン形成に用いられる各成分およびそれらの組成比によって異ってくるが、一般には150℃、15時間以上に設定されることが多い。

ハード相のガラス転移温度(Tg)がこれよりも低いと、耐熱性や耐圧縮永久歪特性が損われるようになり、一方これよりも高いと、熱可塑性ポリウレタンの成形品の熱劣化を招くようになる。また、Tgの吸熱ピークの面積を示しているエンタルピー(ΔH)については、この値が大きい方が材料の熱的安定性の点からみて好ましく、最大で18J/g程度のもの迄得られている。

熱可塑性ポリウレタンのソフト相にもガラス転移点は存在するが、これは室温以下の低温度領域にあって耐熱性などには関係せず、ハード相のガラス転移特性のみが高温側のポリウレタンの運動性を支配する。このガラス転移特性を支配する要件としては、ハード相の一次構造および二次・三次構造が挙げられる。

一次構造の作用としては、ベンゼン環等の剛直な構造を分子骨格に導入するとガラス転移点(Tg)は高くなるので、ジイソシアネート成分として芳香族ジイソシアネートが用いられている。一方、二次・三次構造の制御は、組成だけのコントロールでは困難で、特定の加熱処理によりハード相のパッキングが進んで、Tgは高温側にシフトし、またエンタルピー(ΔH)の値も大きくなる。

これらのことから、熱可塑性ポリウレタン成形品を使用環境下においたときのTgが高くかつΔHが大きくなれば、ハード相のパッキング構造を壊すのに必要なエネルギー量が増加し、高い耐熱性と耐圧縮永久歪特性を有する熱可塑性ポリウレタン成形品を得ることができ、特に100〜120℃といった高温での耐圧縮永久歪特性が良好となる。

なお、前記特許文献5には、高分子ジオール、ジイソシアネート化合物および1,4-ビス(β-ヒドロキシエトキシ)ベンゼンをNCO/OH比1.07〜1.15で反応させた熱可塑性ポリウレタンエラストマーを熱間成形し、得られた成形品を90〜130℃、好ましくは105〜120℃で加熱熟成することが記載されているが、このような加熱熟成条件では本発明で規定されるようなTgおよびΔHの値を得ることができない。

このようにして熱処理された熱可塑性ポリウレタン成形品は、上記ロッドシーリングシステムにおいて、バッファリングBとして用いると、耐熱ヘタリ寿命が向上するので、ロッドシーリングシステムのヘタリにより漏れ寿命を向上させることを可能とする。

次に、実施例について本発明を説明する。

参考例
ポリカーボネート系ポリオール(日本ポリウレタン製品ニッポラン980；数平均分子量Mn約2000、OH価56.1)400gを110℃で溶融した後、110℃で45分間減圧乾燥した。これを、120℃に予熱した反応器に仕込み、攪拌しながらトリジンジイソシアネート211g(ポリカーボネート系ポリオール100重量部当り53重量部、NCO/OH比1.10)を加えて30分間反応させてプレポリマーを形成させ、このプレポリマーを攪拌しながら1,4-ブタンジオール47g(ポリカーボネート系ポリオール100重量部当り11.8重量部)を加えて60秒間攪拌した。その後、反応混合物を反応器から熱板上に注いで硬化させ、硬化物を100℃のオーブン中に入れて15時間放置し、冷却して、熱可塑性ポリウレタンを得た。

得られた熱可塑性ポリウレタンを粉砕した後、射出成形機を用い、ノズル部温度230℃、シリンダ部温度180℃の成形条件下で、シート状成形品(150×150×2mm)を成形し、成形シートは150℃の空気循環式オーブン中で72時間熱処理した。

この熱可塑性ポリウレタンおよびその成形シートについて、次の各項目の測定を行った。
示差走査熱熱量測定(DSC)：10〜20mgの測定用小片サンプルについて、パーキンエルマー製DSC7を用い、窒素ガス雰囲気下、10℃/分の昇温速度で、Tg(ガラス転移点)およびΔH(エンタルピー)の値を測定
なお、ΔHを算出するためのベースラインは、高温側ベースラインとDSC曲線の接点および低温側ベースラインとDSC曲線の接点を結んだラインとし、ガラス転移点(Tg)におけるDSC曲線との交点に囲まれた体積緩和現象に由来するピークから算出した
成形性：東洋精機製キャピログラフC1を用い、温度230℃、せん断速度121.6/秒の条件下で溶融粘度を測定すると共に、射出成形性についてはウェルドラインなしを○、ウェルドラインありを△と評価
成形品物性：ASTD D-412-83に準拠して、硬度、破断時強度および破断時伸びを測定すると共に、80℃、100℃または120℃での70時間、25％圧縮時の圧縮永久歪を測定
耐摩耗性：ダフニーハイドロウリックフルイド#46油中、温度100℃、周速667mm/秒、荷重294.2Nの条件下で鈴木式摩耗試験を行い、静摩擦係数と動摩擦係数を測定
赤外分光分析：NCO/C=C(芳香族)基比

参考比較例１
参考例において、熱処理が行われなかった。

参考比較例２
参考例において、熱処理条件を125℃、15時間とした。

参考比較例３
参考例において、ポリカーボネート系ポリオールの代りにポリカプロラクトン系ポリオール(大日本インキ化学製品ポリライトOD-X-640；数平均分子量Mn約2000)を同量使用し、イソシアネートとしてジフェニルメタンジイソシアネート200g(ポリカプロラクトン系ポリオール100重量部当り50重量部、NCO/OH比1.10)を、また鎖延長剤として1,4-ビス(β-ヒドロキシエトキシ)ベンゼン104g(ポリカプロラクトン系ポリオール100重量部当り25.9重量部)が使用され、熱処理が行われなかった。

参考比較例４
参考例において、ジイソシアネートとしてp-フェニレンジイソシアネート96g(ポリカーボネート系ポリオール100重量部当り24重量部、NCO/OH比1.10)を、また鎖延長剤として1,4-ビス(β-ヒドロキシエトキシ)ベンゼン68g(ポリカーボネート系ポリオール100重量部当り17重量部)を使用すると共に、熱処理条件を125℃、15時間とした。

参考比較例５
参考比較例3において、150℃、15時間の熱処理が行われた。

参考比較例６
参考比較例５において、熱処理条件を150℃、72時間に変更した。

以上の参考例および各参考比較例で得られた結果は、次の表1に示される。なお、熱処理が行われなかった参考比較例1および5では、DSC測定不能であった。

これらの参考比較例の結果から、参考比較例１、３では、ハード相のガラス転移点の挙動が十分ではなく、耐熱性や耐圧縮永久歪特性に劣り、特に120℃における圧縮永久歪が大きいので、120℃使用環境温度に耐え得るバッファリングを提供することは出来ず、また参考比較例２にみられるように、Tgが170℃以上ではあっても△Hの値が不十分な場合十分な特性が得られず、さらに参考比較例４では共重合組成を変えて耐熱性や耐圧縮永久歪特性を良化させたが、溶融粘度が高く成形性が悪いことが分る。また、参考比較例５、６(カプロラクトン系ポリオール)では、Tgが170℃以上でかつ△Hは5J/g以上であっても、120℃における圧縮永久歪が大きいので、本発明の課題である高温使用環境温度に耐え得るバッファリングを提供することはできないことが分かる。

実施例
バッファリングのヘタリ率の評価：
前記参考例で得られた熱処理熱可塑性ポリウレタン成形品を、図1に示されるロッドシーリングシステムを構成させ、次の条件下での耐久試験を行い、
ヘタリ率(％)＝(試験前の締め代−試験後の締め代)／(試験前の締め代)×100
を算出した。
(耐久試験条件)
圧力：42MPa
摺動速度：400mm/秒
摺動距離：500km、120km
温度：110℃、120℃

ここで、上記耐久試験に用いた実施の形態のロッドシーリングシステム1においては、バッファリングBのU字型パッキン2は前記参考例で得られた熱処理熱可塑性ポリウレタン成形品を用い、バッファリングBのバックアップリング6にはポリアミド(NOK製品80NP)製のものを用い、ロッドパッキンRのU字型パッキン8にはNBR(NOK製品A505)製のものを用い、ロッドパッキンＲのバックアップリング11にはPTFE(NOK製品19YF)製のものを用い、ダストシールDにはポリウレタン(NOK製品U801)製のものを用い、金属環15の金属としてSPCC(JIS)を用いた。

得られた結果は、次の表2に示される。なお、比較例は、実施例において、バッファリング材のみを変更し、その材料には特許文献1記載の熱可塑性ポリウレタンゴム(NOK製品U641)に相当する参考比較例2のポリウレタンゴムを成形品として用いた場合である。この結果(ヘタリ率)から、摺動距離および温度が同じ場合、比較例と対比したヘタリ率の値が小さくなり、特にそのヘタリ率の差は高温(120℃)で大きくなり、また摺動距離が500km、120kmと異なっても、比較例の110℃におけるヘタリ率と実施例の120℃におけるヘタリ率とがほぼ等しいころから、バッファリングＢの耐熱寿命を向上できたことが確認された。

漏れ量の評価：
実施例のロッドシーリングシステムについて、JIS-A種摺動耐久試験(旧JIS B 8354準拠；120℃、500ｋｍ)を行い、このシステムのJIS-A種限界漏れ量(0.04cc)に対する、摺動距離(km)と漏れ量(cc/100m摺動)との関係を測定した。得られた結果は、図2のグラフに実施例として示される。なお、比較例は、前記比較例でロッドシーリングシステムを用いた場合の測定結果である。

このJIS-A種摺動耐久試験について説明すると、シーリングシステムの採用・不採用の判断項目の一つとして漏れ量(油漏れ)があり、JISでは油圧シリンダの油漏れ量が規定されており、測定に用いられたサイズであれば、0.04cc/100m摺動がその目安とされている。

摺動距離と漏れ量との関係を示す図2のグラフに示されるように、バッファリングとして使用した場合、シール性(漏れ量が少なく、安定している)にすぐれたシーリングシステムを形成し、特に高温(120℃)使用下におけるシール性にすぐれたシーリングシステムとなる。

この熱処理熱可塑性ポリウレタン成形品は、往復動用途のシール部材としてだけではなく、回転用途にも固定用にも使用できるマルチのシール部材としても使用できる。また、ブーツにおいては、ブーツの駆動軸との連結部やジョイントとの留め部にも、この材料を適用することができる。ブーツの蛇腹部は、動作時には伸び変形するが、駆動軸との連結部やジョイントとの留め部には、耐熱性および耐圧縮永久歪特性を有するこの材料が、これらの個所に有効に適用することができる。

ロッドシーリングシステムの半裁断面図である。 JISA種摺動耐久試験における摺動距離と漏れ量との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ ロッドシーリングシステム
２ U字型パッキン
３ 内周リップ部
４ 外周リップ部
５ 内周ヒール部
６ バックアップリング
７ 取付溝
８ U字型パッキン
９ 内周リップ部
１０ 外周リップ部
１１ バックアップリング
１２ 取付溝
１３ オイルリップ
１４ ダストリップ
１５ 金属環
１６ 取付溝
１０２ シリンダ
Ｏ 油圧側
Ａ 外部側
Ｂ バッファリング
Ｒ ロッドシール
Ｄ ダストシール

Claims (5)

1. 往復動する2部材間の環状隙間に、流体圧側から外部側へバッファリング、ロッドシールおよびダストシールを順番に配置した構成を有するロッドシーリングシステムにおいて、バッファリングとして(A)数平均分子量Mnが500〜6000の高分子量ポリカーボネートジオール、(B)芳香族ジイソシアネートおよび(C)鎖伸長剤としての低分子量ジオールをNCO/OH比0.95〜1.20で反応させて得られた熱可塑性ポリウレタン成形品を、示差走査熱量測定によるハード相ガラス転移点(Tg)が170℃以上でかつTgの吸熱ピークの面積(ΔH)が5J/g以上となるような条件下で加熱処理した熱可塑性ポリウレタン成形品が用いられたことを特徴とするロッドシーリングシステム。
2. 往復動する2部材間の環状隙間がロッドとシリンダとの間に形成される環状空間である請求項１記載のロッドシーリングシステム。
3. ハード相のガラス転移点(Tg)が170〜230℃となるような条件下で加熱処理された熱可塑性ポリウレタン成形品が用いられた請求項１記載のロッドシーリングシステム。
4. ソフト相のガラス転移点以上でかつハード相のガラス転移点(Tg)以下の温度で加熱処理された熱可塑性ポリウレタン成形品が用いられた請求項１記載のロッドシーリングシステム。
5. 135〜170℃で10〜100時間加熱処理された熱可塑性ポリウレタン成形品が用いられた請求項４記載のロッドシーリングシステム。

Images