Q ゴムシール材と潤滑油の適合性について
ゴム材料には天然のゴムをはじめとして,各種の合成ゴムがあり,パッキン,シール,フレキシブルホースなどに多く利用されています。潤滑油の種類によっては使用できないとか,使用を避けた方が良いというゴム材料がありますが,この理由と使用可否を判定する方法を教えて下さい。
A
ゴムの諸特性は原料ゴムによるところが大きく,充てん材,可塑剤,老化防止剤,そのほかの配合剤の添加により,ゴム状弾性体としての粘弾性性質,老化性などを大きく改質しています。シール用としてゴム材料を選択する場合,まず問題になるのは,
1)使用温度範囲(図1)
2)シール液体に対する耐性(図2)です。

図1 ゴム材料の耐熱性
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図2 ゴム材料の耐油性
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図に示した範囲はあくまで一般的なもので,厳密な適用範囲は付随するほかの条件で当然変わります。
耐熱限界を例にとれば,摩擦熱を考慮しなければなりませんし,シール液体や要求寿命によっても温度範囲が変わります。耐油性のうち鉱油ベースの一般潤滑油に対しては,アニリン点を用いると便利です。すなわち,密封しようとする油とゴムの相溶性が良くなるにつれて,ゴムは膨潤から溶解の方向へ行きますが,この尺度がアニリン点です。これが低いものほど膨潤は大きくなります。
なお,高油温にさらされる機器の作動油として,難燃性作動油が用いられますが,鉱油ベースの潤滑油とは異なった影響を及ぼすので,注意を要します。
表1にシールによく使われるゴム材料についての特性と主な用途を,表2に難燃性作動油に対する適用材料を,表3に化学薬品に対する,適切なゴム材料を選定して示します。
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表1 シール用ゴム材料
| 名称 |
シールに用いられる特徴 |
主なる用途 |
ニトリルゴム (NBR) |
耐油性,耐摩耗性,耐熱性,低価格 |
オイルシール,パッキン,Oリング,ダイヤフラム等あらゆるシール |
ポリアクリレートゴム (PAR) |
耐油性,耐熱性,耐ギヤ油性 |
高温,高速オイルシール,ギヤ油対象オイルシール |
シリコーンゴム (SR) |
耐熱性,耐寒性,密封性,低圧縮歪性 |
オイルシール,Oリング,ダイヤフラム,高周速部オイルシールが主要 |
フッ素ゴム (FR) |
耐熱性,耐薬品性 |
高温雰囲気のオイルシール,パッキン及び薬品対象パッキン |
ウレタンゴム (UR) |
高強度,耐摩耗性,耐候性,高硬度,耐寒性 |
耐圧パッキン,ワイパー,ダイヤフラム,ブーツ |
クロロプレン (CR) |
耐候性,耐屈曲性,耐薬品性,低価格 |
ダイヤフラム,ブーツ,ベローズ,パッキン,ダストカバー |
エチレンプロピレンゴム (EPDM) |
耐候性,耐熱・耐寒性,耐水性,耐リン酸エステル系作動油 |
リン酸エステル系作動油用オイルシール,パッキン,ダイヤフラム,ブーツ |
ブチルゴム (IIR) |
耐薬品性,耐候性,耐熱性,低圧縮歪性,低通気性 |
薬品対象パッキン |
クロロスルホン化ポリエチレン (HR) |
耐薬品性,耐候性,耐熱性 |
薬品対象オイルシール,パッキン |
スチレンパッキン (SRF) |
耐ブレーキ油性,加工性良,低コスト,鉱物油膨潤性 |
ブレーキパッキン |
天然ゴム (NR) |
高強度,耐屈曲性 |
ダイヤフラム,ブレーキパッキン |
エピクロルヒドリン (CHRCHC) |
耐油性,耐熱性,耐寒性, |
ダイヤフラム,ブーツ,オイルシール |
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表2 難燃性作動油に対する適用材料
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難燃性作動油 |
鉱物油 |
水-グリ コール系 |
リン酸 エステル系 |
塩素化 炭化水素 |
ジエステル 油 |
シリコン エステル油 |
低アニリン 点油 |
高アニリン 点油 |
| NBR |
◎ |
× |
× |
△ |
△ |
◎ |
◎ |
| SBR* |
◎ |
× |
× |
× |
× |
× |
× |
| UR |
× |
× |
× |
× |
× |
◎ |
◎ |
| CR |
◎ |
× |
× |
× |
× |
△ |
○ |
| EPDM |
◎ |
○ |
× |
× |
× |
× |
× |
| IIR |
◎ |
○ |
× |
× |
× |
× |
× |
| PAR |
△ |
× |
× |
× |
× |
○ |
◎ |
| SR |
× |
◎ |
× |
△ |
△ |
△ |
○ |
| FR |
△ |
◎ |
○ |
○ |
○ |
○ |
◎ |
| PTFE |
◎ |
◎ |
◎ |
◎ |
◎ |
◎ |
◎ |
◎:優 ○:良 △:可 ×:不可 *スチレンゴム |
表3 各薬品に対する適用材料
| 薬品の分類 |
薬品の代表例 |
適用ゴム材料 |
| 無機酸類 |
塩酸,硫酸,硝酸,リン酸,クロム酸 |
IIR,CR,HR,FR,PTFE |
| 有機酸類 |
酢酸,シュウ酸,ギ酸,オレイン酸,フタル酸 |
IIR,SR,SRR,PTFE |
| アルカリ類 |
カセイソーダ,カセイカリ,アンモニア水,水酸化カルシウム |
IIR,HR,SBR,PTFE |
| 塩類 |
塩化ナトリウム,硫酸マグネシウム,硝酸鉛,塩素酸カリ |
NBR,HR,SBR,PTFE |
アルコール類 グリコール類 |
エチルアルコール,ブチルアルコール,グリセリン |
NBR,IIR,PTFE |
| ケトン類 |
アセトン,メチルエチルケトン |
IIR,SR,PTFE |
| エステル類 |
酢酸ブチル,ジブチル,ブタレート |
SR,PTFE |
| エーテル類 |
エチルエーテル,ジブチルエーテル |
IIR,PTFE |
| アミン類 |
ジブチルアシン,トリエタノールアシン |
IIR,PTFE |
| 脂肪族類 |
プロパン,ブタジエン,シクロヘキサン,ケロシン |
NBR,PAR,FR,PTFE |
| 芳香族類 |
ベンゼン,トルエン,キシレン,アニリン |
FR,PTFE |
| 有機ハロゲン化類(塩素) |
四塩化炭素,トリクレン,二硫化エチレン |
PTFE |
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