TWI704310B

TWI704310B - 工作機械用密封部材

Info

Publication number: TWI704310B
Application number: TW106103779A
Authority: TW
Inventors: 阿部勇喜; 岩崎成彰
Original assignee: 日商阪東化學股份有限公司
Priority date: 2016-02-08
Filing date: 2017-02-06
Publication date: 2020-09-11
Also published as: CN108472782B; JP2017140659A; WO2017138218A1; JP6174175B1; TW201730462A; CN108472782A

Abstract

本發明的工作機械用密封部材包括支撐部材、及與所述支撐部材一體化的板狀的彈性部材，所述板狀的彈性部材將在厚度方向上對向的兩個面中的至少一個面設為緣部與對象部材抵接的抵接面，所述工作機械用密封部材的特徵在於：所述彈性部材包含含有熱硬化性聚胺基甲酸酯與無機粒子的組成物，所述無機粒子在所述彈性部材的厚度方向上偏向存在於所述抵接面側。

Description

工作機械用密封部材

本發明是有關於一種工作機械用密封部材。

車床或切削機(machining center)等工作機械中，為了保護驅動機構等不受切屑或冷卻劑(切削油)等影響，使用有各種工作機械用密封部材，例如，唇式密封件(lip seal)、滑動式密封件(slide seal)、伸縮式密封件(telescopic seal)、蓋式密封件(cover seal)等。

作為工作機械用密封部材，例如已知有包括芯骨、及包含加硫接著於芯骨上的腈橡膠(nitrile butadiene rubber，NBR)等的密封材者。

近年來，伴隨工作機械的高速化，密封材與對象部材的滑動阻力高逐漸成為問題。例如，於工作機械用密封部材中，密封材與對象部材進行高速滑動，藉此容易在密封材與對象部材之間產生間隙，結果工作機械用密封部材的性能降低(切屑或冷卻劑容易露出)、及/或、藉由高速滑動而密封材捲縮、或產生震顫音成為問題。

另一方面，為了降低密封材與對象部材的滑動阻力，提出有在與對象部材的滑動部設置有織布或編布的工作機械用密封部材(例如，專利文獻1)。另外，亦提出有在與對象部材的滑動部調配有有機纖維等減摩材料的工作機械用密封部材(例如，專利文獻2)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2000-354934號公報

專利文獻2：日本專利特開2009-202074號公報

然而，該些工作機械用密封部材存在無法充分地降低滑動阻力、或即便可降低滑動阻力而密封性能亦提早降低的情況。

本發明解決此種課題，其目的在於提供一種可達成與對象部材的滑動阻力的降低、並且可長期維持密封性能的工作機械用密封部材。

(1)本發明的工作機械用密封部材，包括支撐部材、及與所述支撐部材一體化的板狀的彈性部材，所述板狀的彈性部材將在厚度方向上對向的兩個面中的至少一個面設為緣部與對象部材抵接的抵接面，所述彈性部材包含含有熱硬化性聚胺基甲酸酯與無機粒子的組成物，所述無機粒子在所述彈性部材的厚度方向上偏向存在於所述抵接面側。

所述工作機械用密封部材的彈性部材包含含有熱硬化性聚胺基甲酸酯與無機粒子的組成物(以下，亦稱為胺基甲酸酯系組成物)。因此，所述工作機械用密封部材可藉由熱硬化性聚胺基甲酸酯而提高耐磨耗性，並且藉由無機粒子而減小與對象部材的滑動阻力。此時，所述無機粒子偏向存在於彈性部材的滑動面側，因而可確實地降低所述滑動阻力。進而，由於所述無機粒子偏向存在，因而所述工作機械用密封部材中藉由所述無機粒子而彈性部材變硬，結果可避免損傷對所述彈性部材所要求的適當的彈性變形等物性。

因此，即便當在高速滑動條件下使用時，所述工作機械用密封部材亦可長期維持密封性能，並且可避免震顫音的產生、或彈性部材的捲縮等。

所述彈性部材包含所述胺基甲酸酯系組成物，因而與包含NBR等的彈性部材相比，不易因冷卻劑(切削液)而膨潤，耐冷卻劑性亦優異。

(2)所述(1)的工作機械用密封部材中，較佳為：所述板狀的彈性部材構成為當將該彈性部材在厚度方向上三等分為位於外側的第1外側層及第2外側層與介於該些外側層間的中間層時，第1外側層中的所述無機粒子的含量多於所述中間層中的所述無機粒子的含量，且將所述第1外側層的外側表面設為所述抵接面。

此種工作機械用密封部材由於無機粒子大部分偏向存在於抵接面側，因而可無損彈性部材的特性(適當的彈性變形等)地達成與彈性部材中的對象部材的滑動阻力的降低。因此，該工作機械用密封部材更適於降低與對象部材的滑動阻力、及確保長期的優異的密封性。

(3)所述(1)或(2)的所述工作機械用密封部材較佳為包含無機氧化物粒子或無機球(balloon)作為所述無機粒子。

該些無機粒子適於在所述彈性部材內偏向存在。另外，該些無機粒子與熱硬化性聚胺基甲酸酯的密接性亦良好。

(4)所述(1)或(2)的所述工作機械用密封部材較佳為包含氧化鈰粒子作為所述無機粒子，且相對於所述熱硬化性聚胺基甲酸酯100重量份，所述氧化鈰粒子的含量為2重量份~20重量份。

氧化鈰粒子容易與熱硬化性聚胺基甲酸酯相容，化學穩定性優異，亦適於所述滑動阻力的降低。另外，所述氧化鈰粒子就容易偏向存在於彈性部材的抵接面側的方面而言亦適宜。因此，藉由以所述含量含有所述鈰粒子，所述工作機械用密封部材可有效地降低與對象部材的滑動阻力，並且更長期地確保優異的密封性能。

(5)所述(2)的所述工作機械用密封部材進而亦較佳為構成為所述第2外側層中的所述無機粒子的含量多於所述中間層中的所述無機粒子的含量，且將所述第2外側層的外側表面設為所述抵接面。

此種工作機械用密封部材例如可適宜用於如安裝於工作機械的門部分等的蓋式密封件(cover seal)般的、將在所述板狀的彈性部材具有的厚度方向上對向的兩個面此兩者設為與對象部材的抵接面的工作機械用密封部材。

(6)所述(5)的工作機械用密封部材較佳為包含無機氧化物粒子、及無機球作為所述無機粒子，且所述第1外側層較所述中間層更多地含有的無機粒子為無機氧化物粒子及無機球的任意一者，所述第2外側層較所述中間層更多地含有的無機粒子為無機氧化物粒子及無機球的任意另一者。

所述工作機械用密封部材藉由含有此種兩種無機粒子，可確實地使無機粒子分別偏向存在於所述彈性部材中的第1外側層與第2外側層，可確實地降低各自的抵接面中的滑動阻力。另外，所述工作機械用密封部材由於所述中間層的無機粒子的含量少，因而亦可維持密封性能。

本發明的工作機械用密封部材可達成與對象部材的滑動阻力的降低，並且可長期維持優異的密封性能。

10、20、70:工作機械用密封部材

11、21:支撐部材

12、22:彈性部材

12a、22a、22b:緣部(抵接部)

12c、22c:前端面

13、23:接著劑層

14、24:第1面(抵接面)

15、25:第2面

16、26A、26B:無機粒子

17A、27A:第1外側層

17B、27B:第2外側層

18、28:中間層

60:表面加工鋼板

60a:表面

71:芯骨

72:唇部

74:邊緣部

100:伸縮蓋

110:蓋部材

110a:外表面

圖1(a)是表示第1實施形態的工作機械用密封部材的平面圖，圖1(b)是圖1(a)的側面圖。

圖2是示意性表示圖1(a)、圖1(b)所示的工作機械用密封部材所具備的彈性部材的要部的剖面圖。

圖3是示意性表示安裝有圖1(a)、圖1(b)所示的工作機械用密封部材的伸縮蓋的一部分的剖面圖。

圖4(a)是表示第2實施形態的工作機械用密封部材的側面圖，圖4(b)是示意性表示圖4(a)所示的工作機械用密封部材所具備的彈性部材的要部的剖面圖。

圖5(a)是用以說明測定實施例1~實施例10及比較例1的工作機械用密封部材的動摩擦係數的方法的示意圖，圖5(b)是用以說明測定比較例2、比較例3的工作機械用密封部材的動摩擦係數的方法的示意圖。

(第1實施形態)

以下，對本實施形態的工作機械用密封部材進行說明。

本實施形態的工作機械用密封部材包括支撐部材、及與所述支撐部材一體化的板狀的彈性部材。

圖1(a)是表示第1實施形態的工作機械用密封部材的平面圖，圖1(b)是圖1(a)的側面圖。圖2是示意性表示圖1(a)、圖1(b)所示的工作機械用密封部材所具備的彈性部材的要部的剖面圖。

如圖1(a)、圖1(b)所示，工作機械用密封部材10包括支撐部材11及彈性部材12，所述支撐部材11包含使大致矩形狀的金屬板沿長度方向彎曲而得的加工金屬板，所述彈性部材12是沿支撐部材11的長度方向經由接著劑層13而固定的板狀的彈性部材12。

彈性部材12是板狀的部材，具有在厚度方向(圖2中，上下方向)上對向的第1面14及第2面15，且在第1面14的緣部12a(彈性部材12的第1面14與前端面12c形成的邊緣部的附近)與對象部材抵接。藉此，工作機械用密封部材10可將工作機械的規定部位密封。工作機械用密封部材10中，第1面14為抵接面。

彈性部材12包含含有熱硬化性聚胺基甲酸酯與無機粒子的組成物。無機粒子16在彈性部材12中分散。

此時，如圖2中示意性所示，無機粒子16偏向存在於抵接面14側。具體而言，當自第1面(抵接面)14側向第2面15側，將彈性部材12在厚度方向上三等分為第1外側層17A、中間層18及第2外側層17B時，無機粒子16以在第1外側層17A含有大部分的無機粒子16、中間層18含有極少的無機粒子16、第2外側層17B不含無機粒子16的方式偏向存在。

在第1外側層17A內，無機粒子16的含量自中間層18側向抵接面14側漸漸增加，一部分無機粒子16在抵接面14側露出。

再者，本實施形態的工作機械用密封部材中，亦可僅第1外側層17A含有無機粒子，第2外側層17B及中間層18完全不含無機粒子。

具備此種彈性部材12的工作機械用密封部材10藉由熱硬化性聚胺基甲酸酯而使耐磨耗性變良好，並且藉由無機粒子16而使與對象部材的滑動阻力變低。因此，即便在高速滑動條件下使用，工作機械用密封部材10亦可長期確保優異的密封性能。

工作機械用密封部材10例如可用作伸縮式密封件。

圖3是示意性表示安裝有工作機械用密封部材10的伸縮蓋的一部分的剖面圖。

如圖3所示，工作機械用密封部材10藉由在構成伸縮蓋100的各蓋部材110的外側前端部的下表面，對支撐部材11進行螺固(未圖示)來固定。此時，工作機械用密封部材10安裝於如下位置，即，位於下側的蓋部材110的外表面110a與彈性部材12的抵接部確實地滑動接觸的位置。

再者，於支撐部材11上，預先形成螺栓用的貫通孔(未圖示)。

如上所述於各蓋部材110的外側前端部安裝有工作機械用密封部材10的伸縮蓋可於該伸縮蓋的伸縮時，防止存在於伸縮蓋的外側的切削粉等進入蓋內。

於車床或切削機等各種工作機械中，工作機械用密封部材10可用作用以保護工作機械內的驅動機構等各種零件不受切削粉或冷卻劑等影響的密封部材。工作機械用密封部材10不僅可用作所述伸縮式密封件，亦可用作唇式密封件、滑動式密封件、蓋式密封件等。

其次，對本實施形態的工作機械用密封部材的構成部材進行說明。

(支撐部材)

支撐部材11是用以將所述彈性部材確實地安裝於工作機械上的部材。就耐久性或強度的方面而言，作為支撐部材11的材質，通常適當的是鋼或鋁等金屬材料。所述材質亦可為陶瓷或剛性塑膠等。

另外，作為所述支撐部材，亦可使用表面無處理的鋼板、實施了磷酸鋅處理或鉻酸鹽處理或防銹樹脂處理等表面處理的鋼板、磷青銅或彈簧鋼等彈性金屬板等。

為了提昇與接著劑層的相容性，所述支撐部材亦可實施利用底漆的表面處理、或粗糙面化處理。

(彈性部材)

彈性部材12包含含有熱硬化性聚胺基甲酸酯與無機粒子的組成物(胺基甲酸酯系組成物)。

作為所述無機粒子，例如可列舉：包含氧化鈰、氧化鋯、氧化鋅、氧化鋁、氧化鐵、二氧化矽等無機氧化物的無機氧化物粒子，包含銅、鎳、鐵、鋁等金屬等的金屬粉末；玻璃球(glass balloon)或漂珠(fly ash balloon)等無機球等。該些無機粒子可單獨使用，亦可併用兩種以上。

本發明中，所謂無機球是指包含無機材料的粒子中中空構造者。另外，所謂無機氧化物粒子，是指包含氧化鈰等金屬氧化物、氧化矽等半金屬氧化物、或該些的複合物的粒子。再者，當所述無機氧化物粒子具有中空構造時，將其作為無機球而與無機氧化物粒子相區分。

該些無機粒子中，適於在彈性部材中偏向存在，另外，就與熱硬化性聚胺基甲酸酯的密接性亦良好的方面而言，較佳為無機氧化物粒子及無機球。

尤其，就容易與熱硬化性聚胺基甲酸酯相容、化學穩定性優異、適於滑動阻力的降低而言，較佳為氧化鈰粒子。所述氧化鈰粒子因比重與熱硬化性聚胺基甲酸酯相比而言足夠重，因而就容易偏向存在於所述彈性部材的抵接面側的方面而言亦適合。

所述無機粒子的含量只要根據無機粒子的種類而適當選擇即可。

例如，當所述無機粒子為氧化鈰粒子時，相對於熱硬化性聚胺基甲酸酯100重量份，所述氧化鈰粒子的含量較佳為2重量份~20重量份。

若所述氧化鈰粒子的含量小於2重量份，則有時無法充分降低滑動阻力。另一方面，若所述氧化鈰粒子的含量超過20重量份，則有時所述彈性部材變硬而密封性能劣化。另外，即便所述氧化鈰粒子的含量超過20重量份，亦難以進一步降低滑動阻力。相對於熱硬化性聚胺基甲酸酯100重量份，所述氧化鈰粒子的含量更佳為3重量份~15重量份。

另外，當所述無機粒子為無機球時，相對於熱硬化性聚胺基甲酸酯100重量份，所述無機球的含量較佳為0.1重量份~2.0重量份。

若所述無機球的含量小於0.1重量份，則有時無法充分降低滑動阻力。另一方面，若所述無機球的含量超過2.0重量份，則有時所述彈性部材變硬而密封性能劣化。另外，即便所述無機球的含量超過2.0重量份，亦難以進一步降低滑動阻力。相對於熱硬化性聚胺基甲酸酯100重量份，所述無機球的含量更佳為0.2重量份~1.0重量份。

所述無機粒子的粒徑較佳為0.5μm~100μm。

當所述無機粒子為無機氧化物粒子時，所述粒徑較佳為0.5μm~10μm，當所述無機粒子為無機球時，所述粒徑較佳為20μm~80μm。

若所述無機粒子的粒徑小，則無機粒子的比表面積變大，與熱硬化性聚胺基甲酸酯的流動阻力變大，因而有時難以在彈性部材中偏向存在。另一方面，若所述無機粒子的粒徑大，則滑動時容易自熱硬化性聚胺基甲酸酯脫落，有時無法長期穩定地維持低的滑動阻力。

所述無機粒子的粒徑是使用雷射繞射式粒度分佈測定裝置(例如清新(Seishin)企業公司製造、LMS-2000e等)，藉由體積測定法而測定累積粒度分佈50%時的值d50(中值粒徑)所得者。

所述彈性部材中，此種無機粒子在厚度方向上偏向存在。關於使所述無機粒子偏向存在的方法，將於下文敘述。

本發明中，所謂熱硬化性聚胺基甲酸酯是指含有多元醇成分、異氰酸酯成分及交聯劑等的熱硬化性胺基甲酸酯原料硬化所得的硬化物。

所述多元醇成分並無特別限定，例如可列舉：聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚己內酯多元醇等。

所述多元醇的數量平均分子量較佳為1000~3000。原因在於，在所述工作機械用密封部材中，更適於防止切削粉或冷卻劑等的侵入。所述數量平均分子量是藉由凝膠滲透層析儀(Gel Permeation Chromatograph，GPC)測定所得的聚苯乙烯換算的測定值。

作為所述聚酯多元醇，例如可列舉按照常規方法使二羧酸與二醇反應所得者等。

作為所述二羧酸，例如可列舉對苯二甲酸、間苯二甲酸、2,6-萘二羧酸等芳香族二羧酸、己二酸、壬二酸、癸二酸等脂肪族二羧酸、氧基苯甲酸等氧基羧酸、該些的酯形成性衍生物等。該些之中，就耐磨耗性良好的方面而言，較佳為己二酸。

作為所述二醇，例如可列舉：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-環己烷二甲醇等脂環族二醇，對二甲苯二醇等芳香族二醇，聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亞甲基二醇等聚氧伸烷基二醇等。作為所述二醇，較佳為脂肪族二醇，更佳為乙二醇、1,4-丁二醇。

作為二羧酸及二醇的反應物的聚酯多元醇為線狀構造，但亦可為使用三價以上的酯形成成分的分支狀聚酯。

作為所述聚醚多元醇，例如可列舉聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亞甲基二醇、該些的共聚物等聚伸烷基二醇等。其中，就耐摩耗性良好的方面而言，較佳為聚四亞甲基二醇。

作為所述聚己內酯多元醇，例如可列舉：藉由將低分子量二醇作為起始劑，於觸媒的存在下使ε-己內酯進行開環加成所獲得者等。

該些多元醇成分可單獨使用，亦可併用兩種以上。

所述多元醇成分較佳為聚乙烯己二酸酯多元醇(polyethylene adipate ester polyol，PEA)。此時，所述彈性部材的耐冷卻劑性特別優異。因此，具備所述彈性部材的工作機械用密封部材可更長期地維持性能。

所述異氰酸酯成分並無特別限定，例如可列舉：脂肪族異氰酸酯、脂環族異氰酸酯、芳香族異氰酸酯等。該些之中，就耐磨耗性良好的方面而言，較佳為芳香族異氰酸酯。

作為所述脂肪族異氰酸酯，例如可列舉：1,6-六亞甲基二異氰酸酯(Hexamethylene Diisocyanate，HDI)、2,2,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、離胺酸二異氰酸酯等。另外，亦可列舉六亞甲基二異氰酸酯或異佛爾酮二異氰酸酯的異氰脲酸酯體、縮二脲體、加成物的改質體等。

作為所述脂環族異氰酸酯，例如可列舉：異佛爾酮二異氰酸酯(isophorone diisocyanate，IPDI)、4,4'-二環己基甲烷二異氰酸酯、1,4-環己烷二異氰酸酯、降冰片烷二異氰酸酯(norbornane diisocyanate，NBDI)等脂環族二異氰酸酯等。

作為所述芳香族異氰酸酯，例如可列舉甲苯二異氰酸酯(Tolylene Diisocyanate，TDI)、苯二異氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯(Diphenylmethane diisocyanate，MDI)、1,5-萘二異氰酸酯、二甲苯二異氰酸酯(Xylylene Diisocyanate，XDI)、碳二醯亞胺改質的MDI、胺基甲酸酯改質的MDI等。

所述異氰酸酯成分可單獨使用，亦可併用兩種以上。

作為所述交聯劑，例如可列舉：乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、二乙二醇、三羥甲基丙烷、甘油、肼、乙二胺、二乙三胺、4,4'-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基二環己基甲烷、N,N-雙(2-羥基丙基)苯胺、水等。該些之中，就耐油性良好的方面而言，較佳為丁二醇、三羥甲基丙烷。

所述交聯劑可單獨使用，亦可併用兩種以上。

除此以外，熱硬化性胺基甲酸酯原料亦可含有：鏈延長劑、交聯促進劑、交聯延遲劑等反應助劑、水解防止劑、著色劑、光穩定劑、熱穩定劑、抗氧化劑、防黴劑、阻燃劑、增量劑等。

彈性部材12中，無機粒子16偏向存在於抵接面14側。

具備此種構成的彈性部材12例如可藉由下述第1方法、第2方法等而製作。

(第1方法)

將所述熱硬化性胺基甲酸酯原料與所述無機粒子混合而製備原料組成物。

其次，將所獲得的原料組成物投入至離心成形機中，在規定的條件下使熱硬化性胺基甲酸酯原料熱硬化，藉此而成形圓筒狀的胺基甲酸酯系組成物。

其後，將胺基甲酸酯系組成物展開為片狀，並裁斷為規定的尺寸，藉此而製成彈性部材。

該第1方法中，可利用熱硬化性胺基甲酸酯原料與無機粒子的比重差而使無機粒子偏向存在。

所述第1方法中，當調配比重重於熱硬化性胺基甲酸酯原料的無機粒子(例如，氧化鈰粒子等)時，可製作無機粒子偏向存在於成型機的模具面側的彈性部材。另一方面，當調配比重輕於熱硬化性胺基甲酸酯原料的無機粒子(例如，無機球等)時，可製作無機粒子偏向存在於成型機的模具面側的相反側(以下，亦稱為空氣側)的彈性部材。

(第2方法)

分別製備將所述熱硬化性胺基甲酸酯原料與所述無機粒子混合的原料組成物A、及僅包含所述熱硬化性胺基甲酸酯原料的原料組成物B。

其次，將所獲得的原料組成物A及原料組成物B的任一原料組成物投入至離心成形機中，在規定的條件下使熱硬化性胺基甲酸酯原料半硬化。繼而，將未投入的另一原料組成物投入至離心成形機中，使其在規定的條件下硬化，藉此而成形圓筒狀的胺基甲酸酯系組成物。

該第2方法中，當熱硬化性胺基甲酸酯原料與無機粒子的比重差小時，亦可使無機粒子偏向存在。

所述第2方法中，當調配比重重於熱硬化性胺基甲酸酯原料的無機粒子作為無機粒子時，首先投入含有無機粒子的原料組成物A。另一方面，當調配比重輕於熱硬化性胺基甲酸酯原料的無機粒子作為無機粒子時，首先投入不含無機粒子的原料組成物B。藉此，可製作無機粒子偏向存在於模具面側或空氣側的任一側的彈性部材。

該些第1方法、第2方法中，可藉由調整成形溫度(硬化時間)、成形機的旋轉速度等而調節無機粒子的偏向存在狀態。

另外，所述第1方法及第2方法中，投入至成形機之前的熱硬化性胺基甲酸酯原料可直接包含未反應的多元醇成分及異氰酸酯成分，亦可以兩者反應而得的胺基甲酸酯預聚物的形式來包含。即，熱硬化性胺基甲酸酯原料的硬化可藉由單次(one shot)法來進行，亦可藉由預聚物法來進行。

所述彈性部材的硬度(日本工業標準(Japanese Industrial Standards，JIS)A硬度)較佳為55°~90°。

若所述彈性部材的硬度小於55°，則有時當於工作機械的滑動面上滑動時產生變形，無法確實地防止切削粉等的侵入。另一方面，若所述彈性部材的硬度超過90°，則彈性部材過硬，因而有時於滑動時破損。彈性部材的硬度更佳為65°~80°。

所述JIS A硬度是依據JIS K 7312並利用彈簧式A型硬度試驗機所測定的值。

所述彈性部材的回彈性較佳為10%~50%。

藉由將所述彈性部材的回彈性設為所述範圍，更容易抑制滑動時的異常聲音(震顫音)的產生。回彈性更佳為20%~40%。

所述回彈性是依據JIS K 7312所測定的值。

(接著劑層)

將所述彈性部材與所述支撐部材加以固定的接著劑層並無特別限定，只要考慮各部材的材質而適宜選擇即可。

作為所述黏著劑層，例如可列舉由乙烯乙酸乙烯酯共聚物(ethylene vinyl acetate copolymer，EVA)系、聚醯胺系或聚胺基甲酸酯系的熱熔黏著劑、或硬化型黏著劑等所形成者，進而可列舉利用雙面膠所形成者等。

所述接著劑層的厚度並無特別限定，較佳為50μm~500μm。

(第2實施形態)

本實施形態的工作機械用密封部材中，板狀的彈性部材中的無機粒子的分散狀態與第1實施形態不同。

如圖4(a)所示，工作機械用密封部材20包括：板狀的支撐部材21、以及經由接著劑層23而固定於支撐部材21的單面的彈性部材22。

彈性部材22是板狀的部材，具有在厚度方向(圖4(a)中，左右方向)上對向的第1面24及第2面25，且在第1面24的緣部22a(彈性部材22的第1面24與前端面22c形成的邊緣部的附近)與對象部材抵接，並且第2面25的緣部22b(彈性部材22的第2面25與前端面22c形成的邊緣部的附近)與對象部材抵接。工作機械用密封部材20中，第1面24及第2面25均為與對象部材的抵接面。

彈性部材22包含含有熱硬化性聚胺基甲酸酯與無機粒子的組成物，無機粒子在彈性部材22中分散。此時，無機粒子包含兩種無機粒子26A、無機粒子26B。如圖4(b)所示，彈性部材22中，無機粒子26A偏向存在於抵接面(第1面)24側，無機粒子26B偏向存在於抵接面(第2面)25側。

具體而言，當自第1面(抵接面)24側向第2面(抵接面)25側，將彈性部材22在厚度方向上三等分為第1外側層27A、中間層28及第2外側層27B時，無機粒子26A、無機粒子26B以在第1外側層27A含有無機粒子26A的大部分，在第2外側層27B含有無機粒子26B的大部分，中間層28僅含有極少的無機粒子的方式偏向存在。

在第1外側層27A內，無機粒子26A的含量自中間層28側向抵接面24側漸漸增加，一部分無機粒子26A在抵接面24側露出。進而，在第2外側層27B內，無機粒子26B的含量自中間層28側向抵接面25側漸漸增加，一部分無機粒子26B在抵接面25側露出。

再者，本實施形態的工作機械用密封部材中，中間層28亦可完全不含無機粒子。

具備彈性部材22的工作機械用密封部材20藉由熱硬化性聚胺基甲酸酯而使耐磨耗性變良好，並且藉由無機粒子26A、無機粒子26B而使與對象部材的滑動阻力變低。因此，工作機械用密封部材20可長期確保優異的密封性能。

除此以外，工作機械用密封部材20中，第1面24及第2面25均為適於與對象部材滑動的面。因此，工作機械用密封部材20例如可適宜用作安裝於工作機械的門等的蓋式密封件。

本實施形態的工作機械用密封部材的構成部材與第1實施形態的工作機械用密封部材大致相同，但就在彈性部材22中，第1面24側及第2面25側中均偏向存在有無機粒子的方面而言不同。

為了設為此種構成，彈性部材22含有兩種無機粒子26A、無機粒子26B作為無機粒子。

具體而言，彈性部材22含有比重重於熱硬化性胺基甲酸酯原料的無機粒子(例如氧化鈰粒子等)、及比重輕於熱硬化性胺基甲酸酯原料的無機粒子(例如無機球等)。此外，比重重的無機粒子偏向存在於第1面24側或第2面25側的任一側，比重輕的無機粒子偏向存在於另一側。

彈性部材22可藉由與第1實施形態中的第1方法相同的方法而製作。即，於將所述熱硬化性胺基甲酸酯原料與所述兩種無機粒子混合而製備原料組成物後，將所獲得的原料組成物與第1方法同樣地成形而製作彈性部材即可。

此時，可製作比重重的無機粒子偏向存在於成型機的模具面側，比重輕的粒子偏向存在於空氣側的彈性部材。

彈性部材22例如亦可藉由下述第3方法而製作。

(第3方法)

分別製備將所述熱硬化性胺基甲酸酯原料與比重重於所述熱硬化性胺基甲酸酯原料的無機粒子混合的原料組成物A、及將所述熱硬化性胺基甲酸酯原料與比重輕於所述熱硬化性胺基甲酸酯原料的無機粒子混合的原料組成物B。

其次，將所獲得的原料組成物A投入至離心成形機中，在規定的條件下使熱硬化性胺基甲酸酯原料半硬化。繼而，將原料組成物B投入至離心成形機中，使其在規定的條件下硬化，藉此而成形圓筒狀的胺基甲酸酯系組成物。

所述第3方法中，亦可製作比重重的無機粒子偏向存在於成型機的模具面側，比重輕的粒子偏向存在於空氣側的彈性部材。

工作機械用密封部材20於工作機械中不僅可用作蓋式密封件，亦可用作唇式密封件、滑動密封件、伸縮密封件等。

(其他實施形態)

本發明的實施形態並不限定於該些實施形態，可於申請專利範圍所記載的發明的範圍內進行適當變更。

本發明的實施形態的工作機械用密封部材所具備的彈性部材只要當將所述彈性部材在厚度方向上二等分時，任一者的無機粒子的含量多於另一者的無機粒子的含量即可。

本發明的實施形態的工作機械用密封部材未必需要如第1實施形態、第2實施形態的工作機械用密封部材般使無機粒子存在於板狀的彈性部材的抵接面側的全體。所述工作機械用密封部材僅在板狀的彈性部材的抵接部附近的區域(例如距彈性部材的前端面5mm~10mm的區域)存在無機粒子，亦可在該區域的厚度方向上使無機粒子偏向存在。

此時，亦可達成與對象部材的滑動阻力的降低、及長期的密封性的維持。

當製作如此而構成的彈性部材時，例如準備模具及兩個澆鑄機，將最初將熱硬化性胺基甲酸酯原料與所述無機粒子混合所得的原料組成物澆鑄至彈性部材的抵接部及位於其附近的部分，其次，將僅包含所述熱硬化性胺基甲酸酯原料的原料組成物澆鑄至剩餘部分，其後，進行硬化處理即可。

第1及第2實施形態的工作機械用密封部材中，藉由離心成形而一體地製作彈性部材，但所述彈性部材亦可為製作多片包含無機粒子的含有率(每單位厚度的含量)不同的熱硬化性聚胺基甲酸酯及無機粒子的片材，並利用接著劑將該些貼合而得者。然而，當將多片片材貼合時，難以確保適當的彈性變形或強度，亦存在彈性部材產生翹曲之虞。因此，所述彈性部材較佳為包含含有無機粒子的一片板狀體(硬化物)者。

[實施例]

以下，藉由實施例，對本發明的實施形態進而進行具體說明，但本發明並不限定於以下的實施例。

此處，製作彈性部材並對特性進行評價，並且使用所製作的彈性部材來製造工作機械用密封部材而測定摩擦係數。

<彈性部材的製作>

(胺基甲酸酯預聚物的製備)

向聚乙烯己二酸酯二醇(三洋化成工業(股份)製造，三艾斯塔(San Ester)2620，羥值為56.1mgKOH/g)100重量份中添加純MDI(東曹(股份)製造，密里奧奈特(Millionate)MT)30.5重量份，於70℃環境下進行減壓脫泡後，一面進行攪拌一面反應8小時，而獲得預聚物A。

(彈性部材A的製作)

向加溫至105℃的預聚物A 100重量份中添加70℃的1,4-BD(三井化學公司製造、1,4-丁二醇)6.37重量份及TMP(三菱瓦斯化學公司製造、三羥甲基丙烷)0.197重量份、以及加溫至70℃的氧化鈰粒子(太陽礦工公司製造、塞利科(Cerico)CH-601、粒徑2μm)5.32重量份，攪拌混合120秒而製備原料組成物A1。

與此不同而未調配氧化鈰粒子，除此以外，以與原料組成物A1的製備相同的方式而製備原料組成物A2。

將原料組成物A1澆鑄至加熱至155℃的離心成形機的模具中，加熱15分鐘而使原料組成物A1半硬化。繼而，將原料組成物A2投入至離心成型機中，加熱60分鐘而獲得圓筒狀的硬化物。其後，將圓筒狀的硬化物的其中一處切斷而展開為板形，於送風烘箱內，以110℃、12小時的條件進行後交聯。最後，裁斷為規定的尺寸而製作彈性部材A。

再者，彈性部材A中，將由原料組成物A1所得的硬化物的厚度設為0.8mm，將由原料組成物A2所得的硬化物的厚度設為0.7mm。

(彈性部材B的製作)

代替塞利科(Cerico)CH-601而使用塞利科(Cerico)CH-BS302(太陽礦工公司製造、粒徑3μm)作為氧化鈰粒子，除此以外，以與原料組成物A1的製備相同的方式製備原料組成物B1。其後，代替原料組成物A1而使用該原料組成物B1，除此以外，以與彈性部材A的製作相同的方式製作彈性部材B。

(彈性部材C的製作)

將氧化鈰粒子的調配量變更為15.99重量份，除此以外，以與原料組成物A1的製備相同的方式製備原料組成物C1。其後，代替原料組成物A1而使用該原料組成物C1，除此以外，以與彈性部材A的製作相同的方式製作彈性部材C。

(彈性部材D的製作)

向加溫至105℃的預聚物A 100重量份中添加70℃的1,4-BD(三井化學公司製造)6.37重量份及TMP(三菱瓦斯化學公司製造)0.197重量份、以及加溫至70℃的氧化鈰粒子(太陽礦工公司製造、塞利科(Cerico)CH-BS302)3.20重量份，攪拌混合120秒而製備原料組成物D。

其後，將原料組成物D澆鑄至加熱至155℃的離心成形機的模具中，加熱60分鐘而獲得圓筒狀的硬化物。其後，將圓筒狀的硬化物的其中一處切斷而展開為板形，於送風烘箱內，以110℃、12小時的條件進行後交聯。最後，裁斷為規定的尺寸而製作彈性部材D。再者，彈性部材D的厚度設為1.5mm。

(彈性部材E的製作)

向加溫至105℃的預聚物A 100重量份中添加70℃的1,4-BD(三井化學公司製造)6.37重量份及TMP(三菱瓦斯化學公司製造)0.197重量份、以及加溫至70℃的玻璃珠球(glass beads balloon)(巴工業公司製造、硼矽酸玻璃Q-cel5020、粒徑60μm)0.266重量份，攪拌混合120秒而製備原料組成物E。

其後，將原料組成物E澆鑄至加熱至155℃的離心成形機的模具中，加熱60分鐘而獲得圓筒狀的硬化物。其後，將圓筒狀的硬化物的其中一處切斷而展開為板形，於送風烘箱內，以110℃、12小時的條件進行後交聯。最後，裁斷為規定的尺寸而製作彈性部材E。再者，彈性部材E的厚度設為1.5mm。

(彈性部材F的製作)

將玻璃珠球的調配量變更為0.139重量份，除此以外，以與原料組成物E的製備相同的方式製備原料組成物F。其後，代替原料組成物E而使用該原料組成物F，除此以外，以與彈性部材E的製作相同的方式製作彈性部材F。

(彈性部材G的製作)

代替玻璃珠球而調配漂珠(fly ash balloon)(巴工業公司製造、賽諾萊特(Cenolite)FS150(20)、粒徑60μm)1.07重量份，除此以外，以與原料組成物E的製備相同的方式製備原料組成物G。其後，代替原料組成物E而使用該原料組成物G，除此以外，以與彈性部材E的製作相同的方式製作彈性部材G。

(彈性部材H的製作)

代替賽諾萊特(Cenolite)FS150(20)而使用賽諾萊特(Cenolite)QK75(巴工業公司製造、粒徑30μm)作為漂珠，除此以外，以與原料組成物G的製備相同的方式製備原料組成物H。其後，代替原料組成物G而使用該原料組成物H，除此以外，以與彈性部材G的製作相同的方式製作彈性部材H。

(彈性部材I的製作)

向加溫至105℃的預聚物A 100重量份中添加70℃的1,4-BD(三井化學公司製造)6.37重量份及TMP(三菱瓦斯化學公司製造)0.197重量份、以及加溫至70℃的玻璃珠球(Q-cel5020)0.266 重量份及氧化鈰粒子(塞利科(Cerico)CH-BS302)3.20重量份，攪拌混合120秒而製備原料組成物I。

其後，將原料組成物I澆鑄至加熱至155℃的離心成形機的模具中，加熱60分鐘而獲得圓筒狀的硬化物。其後，將圓筒狀的硬化物的其中一處切斷而展開為板形，於送風烘箱內，以110℃、12小時的條件進行後交聯。最後，裁斷為規定的尺寸而製作彈性部材I。再者，彈性部材I的厚度設為1.5mm。

(彈性部材J的製作)

代替玻璃珠球而調配漂珠(賽諾萊特(Cenolite)QK75)1.07重量份，除此以外，以與原料組成物I的製備相同的方式製備原料組成物J。其後，代替原料組成物I而使用該原料組成物J，除此以外，以與彈性部材I的製作相同的方式製作彈性部材J。

(彈性部材K的製作)

僅使用不含無機粒子的所述原料組成物A2，而製作厚度為1.5mm的彈性部材K。

此時，以與使用原料組成物D的彈性部材D的製作相同的條件將原料組成物A2成形，而製作彈性部材K。

<彈性部材的評價>

(1)翹曲的評價

以因翹曲而端面上浮的朝向將裁斷為100mm×100mm的各彈性部材(厚度為1.5mm)載置於壓盤上。

使用厚度計來計測該狀態下的端面上浮的最大值，設為翹曲量。

將結果示於表1中。再者，若該評價中翹曲量為0.4mm以下，則可適宜用作工作機械用密封部材。

(2)耐冷卻劑性的評價

精確秤量裁斷為約10mm×20mm的各彈性部材(厚度為1.5mm)的重量，其後，浸漬於50℃的冷卻液(商品名「可立卡特(Clear Cut)R-H-10P」(尼歐斯(Neos)公司製造)的10倍稀釋品)中。經過200小時後，取出彈性部材，將所附著的冷卻液拭去後，再次精確秤量重量，算出由浸漬產生的重量增加率(%)。

將結果示於表1中。再者，該評價中，若重量增加率小於10%，則可判斷為耐冷卻劑性良好。

(3)無機粒子的含有狀態的確認

使用切片機(福耳圖那(Fortuna)公司製造的分割機(splitting machine)NAF470G)將各彈性部材在厚度方向上三等分地切片，切分為模具面側層(第1外側層)、中間層、及空氣側層(第2外側層)。其次，將各層裁斷為約10mm×10mm而製成測定試樣。

首先，精確秤量各試樣的重量(重量A)。其後，於將試樣放入已完成計量的坩堝中的狀態下，利用高溫烘箱在600℃/1小時的條件下進行加熱。藉此而使熱硬化性聚胺基甲酸酯燃燒。冷卻後，精確秤量燃燒殘渣的重量(重量B)，設為無機粒子的重量。

基於所述重量A及重量B，利用下述式(1)來算出各層中的無機粒子相對於熱硬化性聚胺基甲酸酯100重量份的含量。算出值精確至小數點後一位。結果示於表1中。

無機粒子的含量(PHR)=[B/(A-B)]×100．．．(1)

<工作機械用密封部材的製造與動摩擦係數的評價>

(實施例1~實施例10及比較例1)

此處，製造圖4所示的構造的工作機械用密封部材20。

首先，將厚度0.8mm的鋼板(神戶製鋼所製造、格林寇特(Green Coat)GX-K2)裁斷為20mm×60mm，而獲得板狀的支撐部材21。

其次，經由接著劑層(雙面膠：日東電工公司製造、No.500)23將30mm×60mm×1.5mm的彈性部材22(彈性部材A~彈性部材K的任一者)固定於支撐部材21，而製造工作機械用密封部材20。此時，關於各彈性部材A~彈性部材K，以製作時位於模具側的面成為彈性部材22的第1面24的方式將彈性部材22固定於支撐部材21。

再者，各實施例/比較例中採用的彈性部材的種類如表1所示。

(比較例2)

將市售的工作機械用密封部材(新田(Nitta)公司製造、LP-22ST)作為評價對象。

(比較例3)

將市售的工作機械用密封部材(新田公司製造、GW-LPV1) 作為評價對象。

關於實施例1~實施例10及比較例1~比較例3的工作機械用密封部材，藉由下述方法來測定動摩擦係數。

所述動摩擦係數是使用新東(Heidon)式表面性試驗機(HEIDON-14DR型、新東化學公司製造)來測定。圖5(a)是表示測定實施例1~實施例10及比較例1的工作機械用密封部材的動摩擦係數的方法的示意圖，圖5(b)是表示測定比較例2、比較例3的工作機械用密封部材的動摩擦係數的方法的示意圖。

實施例1~實施例10及比較例1的工作機械用密封部材的動摩擦係數

(1)模具面側的動摩擦係數

如圖5(a)所示，以彈性部材22的第1面24與表面加工鋼板60的表面60a形成的角成為25°的方式，使工作機械用密封部材20的抵接部22a(邊緣部)與表面加工鋼板60接觸，自支撐部材21的上側沿鉛垂方向朝下對工作機械用密封部材20施加100g/20mm寬度的垂直負荷，而使抵接部22a壓接於表面加工鋼板60。

其後，以25mm/秒的移動速度使表面加工鋼板60進行水平移動(圖5(a)中，移動方向自左向右)，基於下述計算式來算出動摩擦係數。

動摩擦係數=滑動開始後0.3秒以後的水平負荷平均值/垂直負荷

將結果示於表1中。

(2)空氣側的動摩擦係數

使工作機械用密封部材20的上下朝向反轉，除此以外，以與模具面側的動摩擦係數的測定相同的方式測定空氣側的動摩擦係數。

即，以彈性部材22的第2面25與表面加工鋼板60的表面60a形成的角成為25°的方式，使工作機械用密封部材20的第2面25側的抵接部22b(邊緣部)與表面加工鋼板60接觸而進行測定。

比較例2、比較例3的工作機械用密封部材的動摩擦係數

如圖5(b)所示，以唇部72的背面與表面加工鋼板60的表面60a形成的角成為25°的方式使工作機械用密封部材70的邊緣部74與表面加工鋼板60接觸，自芯骨71的上側沿鉛垂方向朝下對工作機械用密封部材70施加100g/20mm寬度的垂直負荷，而使邊緣部74壓接於表面加工鋼板60。

其後，以25mm/秒的移動速度使表面加工鋼板60進行水平移動(圖5(b)中，移動方向自左向右)，基於上述計算式來算出動摩擦係數。將結果示於表1中。

動摩擦係數的測定均是於溫度20℃~25℃、相對濕度40%~55%的環境下進行。

另外，各測定分別是於乾燥條件下及濕潤條件下進行。

乾燥條件下的測定是於表面加工鋼板60的表面60a呈潔淨狀態的乾式條件下進行。

另一方面，濕式條件下的測定是於表面加工鋼板60的表面60a被冷卻劑潤濕的狀態下進行。具體而言，於在表面加工鋼板的與工作機械用密封部材的抵接部接觸的部分滴加約5ml的「可立卡特(Clear Cut)R-H-10P」的10倍稀釋品的狀態下進行。

關於動摩擦係數的測定結果，判斷為○：0.50以下，△：超過0.50~0.80以下，×：超過0.80，附記於表1中。

[表1]

如表1所示，可知：含有熱硬化性聚胺基甲酸酯與無機粒子、且無機粒子偏向存在的彈性部材幾乎未產生翹曲，耐冷卻劑性優異。亦可知：具備該彈性部材的工作機械用密封部材於在厚度方向上對向的2個面中，至少一個面的動摩擦係數低。

因此，本發明的實施形態的工作機械用密封部材可減小與對象部材的滑動阻力，可長期確保密封性能。

12‧‧‧彈性部材

12a‧‧‧緣部(抵接部)

12c‧‧‧前端面

14‧‧‧第1面(抵接面)

15‧‧‧第2面

16‧‧‧無機粒子

17A‧‧‧第1外側層

17B‧‧‧第2外側層

18‧‧‧中間層

Claims

一種工作機械用密封部材，包括支撐部材、及與所述支撐部材一體化的板狀的彈性部材，所述板狀的彈性部材將在厚度方向上對向的兩個面中的至少一個面設為緣部與對象部材抵接的抵接面，所述工作機械用密封部材的特徵在於：所述彈性部材包含含有熱硬化性聚胺基甲酸酯與無機粒子的組成物，所述彈性部材為當將所述彈性部材在厚度方向上三等分為位於外側的第1外側層及第2外側層與介於這些外側層之間的中間層時，所述第1外側層及所述第2外側層的至少一者與所述中間層含有所述無機粒子，所述無機粒子在所述彈性部材的厚度方向上偏向存在於所述抵接面側。
如申請專利範圍第1項所述的工作機械用密封部材，其構成為所述第1外側層中的所述無機粒子的含量多於所述中間層中的所述無機粒子的含量，且將所述第1外側層的外側表面設為所述抵接面。
如申請專利範圍第1項或第2項所述的工作機械用密封部材，其包含無機氧化物粒子或無機球作為所述無機粒子。
如申請專利範圍第1項至或第2項所述的工作機械用密封部材，其包含氧化鈰粒子作為所述無機粒子，且相對於所述熱硬化性聚胺基甲烯酸酯100重量份，所述氧化鈰粒子的含量為2重量份~20重量份。
如申請專利範圍第2項所述的工作機械用密封部材，其構成為所述第2外側層中的所述無機粒子的含量多於所述中間層中的所述無機粒子的含量，且將所述第2外側層的外側表面設為所述抵接面。
如申請專利範圍第5項所述的工作機械用密封部材，其包含無機氧化物粒子及無機球作為所述無機粒子，且所述第1外側層較所述中間層更多地含有的無機粒子為所述無機氧化物粒子及所述無機球的任意一者，所述第2外側層較所述中間層更多地含有的無機粒子為所述無機氧化物粒子及所述無機球的任意另一者。